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Einfuehrung in SDH

Allgemeines

Die SDH-Technik ist die Nachfolge-Technologie der PDH- Technik und wird nachfolgend kurz erlauetert.

Prinzip

Bevor die SDH-Technik (Synchrone Digital Hierarchie) standardisiert und und eingefuehrt wurde, war die PDH-Technik (PlesiochroneDigital Hierarchie) Stand der Technik, die heute noch anzutreffen ist.

Kennzeichen der PDH-Technik sind:

Durch die SDH-Technik sind folgende Leistungsmerkmale erreicht worden: Das folgende Bild zeigt die moeglichen Nutzsignale und das Multiplex-Schema.

Multiplex-Schema

Bei SDH wurde erstmals erreicht, dass US-amerikanische Signalbitraten mit europaeischen vertraeglich kombiniert wurden (US = OC3/STS3 entspr. Europa = STM-1). Das gesamte Netz ist synchron, d.h. es existiert ein Master-Takt und auf die Nutzsignale kann synchron, ohne langwieriges Erkennen von Rahmen durch Rahmenerkennungswoerter, synchronisiert werden. Jedes Nutzsignal kann direkt erkannt und entnommen werden, die Demultiplexstufen wurden drastisch reduziert.

Wesentliches Merkmal der SDH-Technik sind die sogenannten Container, die die Nutzsignale transportieren. Fuer jedes Nutzsignal einer bestimmten Bitrate sind Container definiert. Alle wesentlichen PDH-Signale werden unterstuetzt und sind als Zubringer-Signale moeglich, sowohl US als Europa.

Die Uebertragung der SDH-Signale selbst erfolgt mit den SDH-Signalen STM1, STM4, STM-16 usw., die ganzzahlige Vielfache der Grundfequenz 155 MBit/s sind.

Alle Signale werden optisch auf Glasfaserstrecken uebertragen (Ausnahme STM1 ist auch elektrisch moeglisch). Dadurch werden groessere Distanzen bei der Uebertragung zwischen zwei Repeatern moeglich (SDH: ca. 15 km, PDH: ca. 1,5 - 3 km).

Alle hoeherratigen Uebertragungsbitraten sind ganzahlige Vielfache der Grundbitrate STM1 = 155 Mbit/s (Faktoren 4, 16 usw.). Alle hoeheren Uebertragungsraten werden durch byteweises Multiplexen der darin enthaltenten Signale 'zusammengebaut'. Dadurch hat jedes Byte in einem SDH-Signal immer die Uebertragungsrate von 64 KBit/s. Diese Bitrate ist die primaere bei der Uebertragung von Telefonie in digitaler Form (PCM).

Byteweise Multiplexen

Durch die vielen Overhead-Bytes sind vielfaeltige Ueberwachungs- und Netzmanagement-Methoden moeglich. Alle modernen neuen Netze im oeffentlichen Bereich basieren auf der SDH-Technik und leosen zunehmend die PDH-Verbindungen ab.

SDH-Rahmen

SDH-Rahmen

Die Nutzsignale werden in einzelnen Rahmen uebertragen, wobei jeder Rahmen Management- und Nutzsignal-Bytes enthaelt.

Der SDH-Rahmen wird zweidimensional dargestellt. Er umfasst 9 Zeilen a 270 Bytes. Die Rahmendauer betraegt 125 us (8 KHz). Als Grundbitrate ergibt sich 155,520 MBit/s.

In jedem Rahmen gibt es verschiedene Bestandteile, wie:

Die Overhead-Bytes haben Bedeutung fuer verschiedene Abschnitte einer Uebertragungsstrecke: Die Payload enthaelt sogenannte Container oder Tributary Units (TU). Die Container enthalten zusaetzlich einen Path-Overhaed (POH), der die Steuerung einer gesamten Strecke ueber mehrere Multiplexer ermoeglicht (zwischen beiden Enden des Netzzugangs).

Overhead-Bytes

RSOH und MSOHPath-Overhead

Mittels der Overhead-Bytes erfolgt:

Der AU-Pointer kennzeichnet den Beginn der Nutzdaten. Diese sind in den Container oder Tributary Units verpackt. Der Pointer zeigt dabei auf den Anfang des Containers. Damit koennen die Nutzdaten etwas 'schwimmen'. Das ist notwendig, um die Anpassung verschiedener, leicht abweichender Bitraten in den Netzelementen zu ermoeglichen. Frequenzschwankungen werden durch Pointer-Operationen ausgeglichen.

Sind Wartezeiten notwendig (geringere Bitrate des einzuschachtelnden Signals) wird der Pointer korrigiert und der Container wird etwas im Rahmen verzoegert. Dieser Container beginnt immer in einem Rahmen und endet im nachfolgenden. Innerhalb des Rahmens ist er frei beweglich und wird ueber den AU4-Pointer markiert. Bei geringeren Zugangsbitraten erfolgt ein positives Stopfen, d.h. es werdem Fuellbytes eingefuegt und der Container-Anfang mit dem Pointer korrigiert.

Sind negative Taktanpassungen notwendig (Zubringer-Bitrate etwas hoeher als im Netz), so werden die Bytes des AU4-Pointer fuer das sogenannte negative Stopfen benutzt. Sie nehmen zusaetzlich Nutzbytes auf.

Gestopft werden bei SDH immer 3 Bytes, bitweises Stopfen wie bei PDH erfolgt nicht.

Container-Mapping

Container-Mapping

Es sind (fast) alle PDH-Nutzsignale und die SDH-Grundsignale als Zubringer-Bitraten moeglich. Jedes Nutzsignal wird in einen passenden Container verpackt. Durch Hinzufuegen der POH-Bytes wird aus dem Container ein Virual Container VC. Die POH-Bytes werden VC-POH genannt.

Werden mehere solcher VC gemeinsam in der Payload uebertragen, werden diese in sogenannte Tributary Unit Groups (TUG) verpackt. Dabei erfolgt ein byteweises Multiplexen der einzelnen Bytes.

Durch Hinzufuegen des AU4-Pointers wird der Container bzw. die Trubitary Unit zu einer Administrativ Unit (AU) und das Mapping ist damit vollstaendig.

Anschliessend werden die SOH-Bytes ergaenzt und der SDH-Rahmen ist komplett. Durch das definierte und vereinfachte Multiplex-Schema, die Kennzeichnung der enthaltenen Container-Typen bei der Uebertragung und das byteweise Multiplexen bei netzsynchronen Takten kann beim Empfang sehr einfach ein beliebiges Nutzsignal extrahiert (Drop-Funktion) oder hinzugefuegt (Add-Funktion) werden.

Weitere Informationen

Wenn Sie an weiteren Informationen interessiert sind oder Fragen oder Anmerkungen haben, so senden Sie bitte eine email an den Autor.
Ich hoffe, dass Sie einen ersten Ueberblick ueber die Technik SDH gewinnen konnten und bin jederzeit fuer Anregungen dankbar.

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Last Update: 22. January 2000  Autor: Torsten Jaekel