بخشی از مقاله
چکيده : در اين مقاله به بررسي SDH که نوعي استاندارد مالتي پلکسينگ اطلاعات برروي فيبر نوري است پرداخته مي شود و در اين راستا معايب و مزاياي اين روش و همچنين يک روش ديگر به نام PDH که نوعي مالتي پلکسينگ سخت افزاري است بيان مي گردد و سپس در باره مراحل مختلف روش مالتي پلکسينگ SDH وهمچنين قسمتهاي مختلف يک سيستم SDH توضيحاتي داده مي شود.
کلمات کليدي: مالتي پلکسينگ , SDH ,PDH , STM
۱-مقدمه
SDH يا (Synchronous Digital Hierarchy) به معناي شبکه سلسله مراتبي ديجيتال همزمان مي باشد .به زبان ساده
SDH عبارت است از نوعي استاندارد مالتي پلکسينگ که بر روي فيبر نوري انجام مي گيرد .در اين راستا لازم به ذکر است که به طور کلي در يک مرکزتلفن دو بخش عمده وجود دارد که عبارتند از سوييچ و بخش انتقال و طبيعي است که مالتي پلکسينگ تماس ها با هم در بخش انتقال يک نياز ضروري است تا از يک طرف به bit rate هاي بالاتر دسترسي پيدا کنيم و از طرف ديگرتعداد زيادي تماس توسط يک خط منتقل شود. هم اکنون SDH يک روش بسيار خوب جهت انتقال تماس ها است ( در کشور خودمان SDH و PDH که نوعي مالتي پلکسينگ سخت افزاري است در کنار هم کار مي کنند ) اما ظهور SDH از طرف ديگر راه حلي براي مشکل عدم تطبيق استاندارد هاي مختلف در دنيا ارايه کرده است ( استاندارد هاي آمريکايي , چيني وژاپني ) و هر چند SDH خود يک استاندارد اروپايي است ولي مقبوليت جهاني پيدا کرده است .
-PDH وساختار مالتي پلکسينگ آن :
PDH مخفف Plesynchronous Digital Hierarchy يا شبکه سلسله مراتبي ديجيتال نيمه همزمان است و به طور ساده مي توان گفت که PDH سيگنالهايي با بيت ريت kbps را به سيگنالهايي با بيت ريت بالاتر تبديل مي کند سه نوع استاندارد مختلف اروپايي آمريکايي وژاپني براي اين کار وجود دارد. در استاندارد اروپايي که معمولتر است و در کشور خودمان نيز ازآن استفاده مي شود در ابتدا ٣٢ کانال kbps (شامل ٣٠ کانال اطلاعا ت و ٢ کانال overhead ) يک کانال M يا E را به وجود مي آورند (اين سيگنال را تقريبا M فرض مي کنيم ) پس از آن چهار سيگنال M يک سيگنال M و چهار سيگنال M يک سيگنال M و چهار سيگنال M يک سيگنال M را به وجود مي آورند چهار عدد از اين سيگنال ها نيز در صورت نياز مي توانند به يک سيگنال Mتبديل شوند.
۳-مشخصات کلي سيگنال در PDH
۱-سيگنال نيمه همزمان است يعني تا سطح M همزمان بوده و ازآن به بعد همزمان نيست . نکته اي که در اينجا ذکر آن لازم به نظر مي رسد بيان تفاوت بين مالتي پلکسينگ همزمان و غير همزمان است . در مالتي پلکسينگ غيرهمزمان بيت هاي مختلف از يک سيگنال با همان پهناي اصلي خود در روي سيگنال خروجي قرار مي گيرند و در ابتدا و انتهاي سيگنال بيت هايي به عنوان اطلا عات overhead به آن افزوده مي شود ولي در مالتي پلکسينگ همزمان لازم است نوعي فشرده سازي زماني بر روي سيگنال خروجي انجام شود که در نتيجه آن طول زماني يک بيت از سيگنال خروجي دقيقا برابر با طول زماني يک بيت از سيگنالهاي ورودي است .
۲-روش مالتي پلکسينگ آن بيت به بيت است ( به جز در سطح M که بايت به بايت است )
۳-هر سطح از مالتي پلکسينگ داراي ساختار اختصاصي خود مي باشد .
۴-براي عمل مالتي پلکسينگ نياز به همزمان بودن سيگنالهاي ورودي نمي باشد .
۵-نيازي به ثبت اطلاعات فريم جهت مشخص کردن آدرس فريم به منظور دسترسي مستقيم به کانال kbps نمي باشد.
۶-اگر در ايستگاهي بخواهيم يک سيگنال را در سطح M پياده يا سوار (Insert &Drop )کنيم بايد تمامي مراحل مالتي پلکسينگ را به صورت سخت افزاري انجام دهيم (يکي از مشکلات مهم PDH )
لازم به ذکر است که تمامي مراحل مالتي پلکسينگ در PDH به صورت سخت افزاري وتوسط Mux هاي مربوطه انجام مي شود و Mux هاي ۲ به ۸ , ۸ به ۳۴ و ۳۴ به ۱۴۰ به صورت يونيت هاي سخت افزاري موجود مي باشند.
۴-مقدمه اي در باره SDH
در SDH مراحل مياني ٨ و ٣۴ و.... به صورت فيزيکي موجود نمي باشد و يک سيگنال Mbps مستقيما به يک Mbps که به اصطلاح -STM (Synchronous Transfer Module ) ناميده مي شود تبديل مي گردد. و -STM ها نيز به نوبه خود مي توانند با هم مالتي پلکس شوند و سيگنالهاي STM-N را به وجود آورند که طبيعتا -STM و-STM و.... مي باشند.
به اين ترتيب مي توان براي SDH مزاياي زير را قايل شد:
۱-بيت ريت بالا (بالاتر از Mbps )
۲-با اينکه پايين ترين سطح سيگنال SDH برابر Mbps است ولي کليه سيگنالهاي PDH را مي تواند توليد کند (به کمک تکنيک pointer ها)
۳-تکنيک مالتي پلکسينگ به صورت همزمان است و اسيلاتورها با کلاک خارجي همزمان مي باشند .
۴-تمام سيگنالهاي مالتي پلکسينگ ساختار مشابهي دارند (بر خلاف PDH که هر سطح سيگنال ساختار مخصوص به خود را داراست )
۵-مالتي پلکسينگ به صورت بايت به بايت صورت مي گيرد.
۶-در SDH ارتباط بين مراکز مي تواند هم به صورت نقطه به نقطه و هم به صورت رينگ ايجاد شود.
۷-تبديل سيگنال الکتريکي به نوري بدون نياز به line coding ميسر است .
البته SDH برتري هاي ديگري هم دارد از جمله اينکه يک سيستم SDH مي تواند وروديهاي مختلفي را اختيار کند.
۵-مراحل تبديل يک سيگنال Mbps به Mbps در SDH
همان طور که قبلا ذکر شد در SDH مراحل مياني مالتي پلکسينگ به صورت فيزيکي وجود ندارند با اين حال يک سيگنال Mbps بايد پس از گذشت مراحلي و عبور از ماژول هاي مختلفي به يک سيگنال Mbps يا -STM تبديل شود در طول اين مراحل ابتدا سيگنال Mbps به يک سيگنال با بيت ريت Mbps تبديل شده و اين سيگنال نيز به نوبه خود پس از طي مراحلي به يک سيگنال -STM تبديل مي گردد .در ابتدا به بررسي مرحله اول يعني تبديل M به M مي پردازيم .
در اين تبديل ابتدا سيگنال M با بيت ريت kbps وارد ماژولي به نام C مي شود خروجي اين ماژول وارد ماژول VC و سپس وارد TU و TUG مي شود. لازم به ذکر است در اسامي اين ماژول ها C مخفف Container ,VC مخفف Virtual Container ,AU نشان دهنده Administrative Unit ,AUG مخفف Administrative Unit Group و بالاخره TU وTUG به ترتيب مخفف Tributary Unit و Tributary Unit Group هستند. در اين ماژول ها از نوعي حافظه به نام حافظه هاي کشسان (Elastic Memory ) استفاده شده است مهمترين خاصيت اين حافظه ها اين است که در آنها پالس ساعت خواندن و نوشتن مي توانند با هم متفاوت باشند و به اين ترتيب اطلاعات وارد شونده به حافظه واطلاعات خروجي ازآن داراي بيت ريت هاي مختلفي خواهند بود و به اين ترتيب حافظه مي تواند عمل تغيير بيت ريت را انجام دهد.اکنون به بررسي قسمتهاي مختلف ذکر شده درتبديل مي پردازيم :
۵-۱-ماژول C
اولين مرحله بسته بندي اطلاعات و اضافه کردن بايت هاي just و stuff در قالب مشخص و معين در اين ماژول انجام مي شود به بيان ديگر در اين ماژول به فريم ورودي که يک فريم M است ۲ بايت اضافه مي شود (يکي براي stuff ويکي براي just ) که اگرآنرا در ۶۴ ضرب کنيم بيت ريت خروجي برابر با Mbps خواهد شد.لازم به ذکر است که منظور از just بيت هايي است که به صورت خالي ارسال مي گردد و سپس از روي وضعيت آنها وضعيت سيستم تعيين مي شود اما بيت هاي stuff بيت هايي هستند که اضافه براطلاعات اصلي و براي افزايش طول فريم مثلا براي يکي کردن يا تغيير سرعت خواندن و نوشتن همگي به شکل صفر يا يک ارسال مي شوند.
۵-۲-ماژول VC
در اين قسمت نيز يک بايت به نام Patch OvearHead( POH ) اضافه مي شود که شامل اطلاعاتي نظير کنترل خطا وضعيت خط و.... مي باشد. در نتيجه خروجي اين ماژول داراي فريم هاي ٣۵ بايتي است .
۵-۳-مازول TU
در اين يونيت نيز يک بايت به نام pointer به اطلاعات اضافه مي شود وآدرس شروع فريم را VC در حافظه مشخص مي کند.
۵-۴-ماژول -TUG
اين ماژول نقش يک مالتي پلکسر ساده را دارد و با دريافت سه فريم ٣۶ بايتي از سه مسير مختلف آنها را بايت به بايت مالتي پلکس مي کند در نتيجه خروجي ١٠٨ بايت و با بيت ريت Mbps مي باشد.اکنون با به دست آمدن سيگنال ۶.١٩٢ بايد آن را به سيگنال -STM تبديل کنيم در اين مرحله نيز به ترتيب ماژول هاي VC , AU ,AUG وجود دارند و به علاوه يک ماژول -STM نيز موجود مي باشد. در ادامه به ترتيب نقش هر کدام از ماژول ها را توضيح مي دهيم .
۵-۵-ماژول VC
اين واحد همان کار VC را انجام مي دهد (اضافه کردن POH ) با اين تفاوت که علاوه برآن عمل مالتي پلکسينگ را نيز انجام مي دهد.
۵-۶-ماژول AU
اين واحد به اطلاعات VC که به صورت شناور در حافظه قرار دارند pointer وstuff اضافه مي کند و علاوه بر اين آدرس شروع فريم VC را نيزتوسط سه بايت PTR مشخص مي کند و هم چنين ١٨ بايت stuff نيز اضافه مي کند. به خروجي اين واحد که ٧٨۶ بايت است اصطلاحا -STM نيز گفته مي شودکه در سيستم هاي راديويي SDH به جاي انتقال سيگنال -STM بر روي فيبر نوري سيگنال -STM را به وسيله ارتباط راديويي انتقال مي دهند.
۵-۷-ماژول AUG
اين ماژول با دريافت سه فريم ٧٨۶ بايتي عمل مالتي پلکس را به صورت بايت به بايت انجام مي دهد.
۵-۸-ماژول -STM
اين ماژول ٧٢ بايت Section OverHead) SOH ) به اطلاعات اضافه مي کند که شامل همزماني , اطلاعات parity و.... مي باشد.
۶-بررسي ساختارفريمينگ قسمت هاي مختلف SDH
قبل از اينکه به بررسي فريمينگ مراحل مختلف مالتي پلکسينگ SDH بپردازيم لازم به ذکر است پردازش تا سطح TU در يک مالتي فريم (متشکل از ۴فريم ) انجام مي گيرد و ازآن به بعد پردازش در سطح فريم انجام مي شود.
۶-۱-فريمينگ C
به طور کلي پردازش ( Mapping ) سيگنال M در واحد C به سه صورت انجام مي شود که عبارتند از
