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La SDH appliquée à la BLHD  
 

 

1. Introduction - A propos de ce document
2. BLHD
3. La norme SDH
...

2ème partie :
3.5 Structure des trames STM-n
4. Conclusion
4. Annexes


3.5 Structure des trames STM-n

La structure des trames STM-n sont toutes basées sur la structure de la trame de base STM-1. La structure des trames est la suivante :

Le débit des trames STM-n se calcule comme suit :

Les signaux à transporter proviennent de liaisons qui peuvent être synchrones ou asynchrones. Pour faciliter leur transport on les accumule dans un conteneur virtuel (VC : Virtual Conteneur). Ce packaging est appelé adaptation. Il y a différents conteneurs virtuels pour chaque type de signal à transmettre. Le transport de ces conteneurs sur les trames STM 1 à STM 16 s'effectue par un multiplexage temporel :

Version internationale

Version BLHD

3.5.1 Les conteneurs (C) et les conteneurs virtuels (VC)

Un affluent est pris en compte dans un conteneur (C). En Europe, et donc pour la BLHD, seuls C12, C3 et C4 sont utilisés.
Un surdébit de conduit (POH : Path OtherHead) est généré et ajouté au conteneur dès son entrée dans le réseau SDH pour former le conteneur virtuel. Le POH procure au conteneur les éléments de sa propre gestion indépendamment des autres entités de transport. Son contenue sera extrait et interprété à l’autre extrémité du conduit, en sortie du réseau SDH.
Le conteneur virtuel (VC) est l’entité de base gérée par le réseau SDH. Les conteneurs virtuels sont assemblés aux frontières du réseau SDH.

3.5.1.1 Deux types de conteneurs virtuels

On distingue deux types de conteneurs virtuels :
- Les conteneurs virtuels d’ordre inférieur (VC-11, VC-12, VC-2 et VC3) qui sont transportés dans des conteneurs virtuels d’ordre supérieur.
- Les conteneurs virtuels d’ordre supérieur (VC-3  et VC-4) qui sont multiplexés pour former le signal résultant.
- Pour la norme qui concerne la BLHD (la norme européenne) le VC-3 est d’ordre inférieur à VC-4 et est transporté par celui-ci. Il est d’ordre supérieur pour la norme américaine. Seuls VC-12, VC-3 et VC-4 nous concernent pour la BLHD.

3.5.1.1.1 Le conteneur C12 et son POH

Le signale 2Mbit/s est inséré dans des conteneurs C12 de 140 octets (bleu). Pour diminuer la taille du surdébit de conduit (rouge) par rapport à l’information, celui-ci est divisé en quatre et distribué sur quatre conteneurs pour former le conteneur virtuel VC-12.
Le surdébit de conduit (POH) associé au conteneur C12 est constitué de quatre octets sur une multitrame de 500 µs.

J2 : Trace de conduit VC12 au fonctionnement
N2 : réservé à l’opérateur. Par exemple : affecté à la surveillance de connexion en cascade
K4 : Bits 1 à 4 utilisés pour la protection (ASP)du conduit

V5 : Description de l’octet :

Bip 2 : Surveillance erreurs du VC
Bit 1 : Parité sur bits impairs des octets du VC précédent
Bit 2 : Parité sur bits pairs
REI : Remote error indication : erreur détectée par Bip 2 distant
RFI : Remote Failure Indication : défaut de mise en conteneur distant
L1 -> L2 : étiquette du VC
000 : non équipé
001 : équipé sans spécification
010 : asynchrone, flottant
011 : synchronisé bit, flottant
100 : synchronisé octet, flottant
RDI : Remote Defect Indication : alarme sur le VC12 distant, après protection

3.5.1.1.2 Les conteneurs C3 et C4 et leur POH

La capacité du conteneur dépend du type d’affluent transporté (C12, C3 ou C4). Elle est légèrement surdimensionnée par rapport au débit nominal de l’information à transmettre et ainsi crée le Conteneur virtuel. La capacité en excès est constituée d’octets de service.
Soit, pour un débit nominal de :
- 2,048 Mbit/s, nous avons un débit réel de 2,224 Mbit/s (C12)
- 34,368 Mbit/s, nous avons un débit réel de 48,384 Mbit/s (C3)
- 44,736 Mbit/s, nous avons un débit réel de 48,384 Mbit/s (C3)
- 139,264 Mbit/s, nous avons un débit réel de 149,760 Mbit/s (C4)
En ce qui concerne le POH de C3 et C4, il est constitué d’une seule partie et se présente comme suit :

VC-4 :

J1 : identification du conduit pour le contrôle de connexion (motif répétitif de 64 octets)
B3 : contrôle d’erreur (Bip-8)
C2 : étiquette du conduit (indique la composition du conduit)

Exemple :
  00 : non équipé
  02 : structuré en TUG
  12 : 140 asynchrone
  13 : ATM
  …

G1 : état du conduit
F2 : voie utilisateur (64 kbit/s)
H4 : indicateur (multitrame, cellules ATM, …)
Z3, Z4, Z5 : réservés

Description de l’octet G1 :

FEBE : Far End Block Error (nombre de blocks reçus erronés)
  Exemple :
    0000 : Aucune erreur
    0001 : 1 erreur
    0010 : 2 erreurs
    …
    1000 : 8 erreurs
    1001 : Aucune erreur
    1010 : Aucune erreur
    …
    1111 : Aucune erreur
 FERF : Far End Remote Failure ( défaut à l’extrémité distante)

3.5.1.1.2.1 Particularité de C4

C4 n’est pas relié directement à un affluent comme C-12 et C3. C4 est constitué par le multiplexage de trois TUG-3 comme suit :

3.5.2 Les Unités d'affluents (TU)

Pour former les TU, il suffit d’ajouter un pointeur au VC. Le rôle du pointeur est de repérer la position du VC.

3.5.2.1 TU-12

3.5.2.2 TU-3

H1 = NNNNSSID
NNNN : Fanion de nouvelles données :NDF (New Data Flag) : utilisé pour indiquer qu’il faut prendre en compte immédiatement une nouvelle valeur de pointeur. Notamment en cas de justification.
  -Mis en œuvre : 1001
  -Neutralisé : 0110
SS : Type de TU
H2 = IDIDIDID
Le pointeur constitué des deux derniers bits de H1 et des bits de H2.
Soit IDIDIDIDID = Pointeur
Exemple :
   Pointeur = 0000000000 ? adresse 0
   Pointeur = 0001010111 ? adresse 87
H3 : sert pour l’opportunité de justification

3.5.3 Les Groupes d'unités d'affluents (TUG)

En Europe, pour la BLHD, 3 TU12 sont multiplexés en un TUG-2, puis 7 TUG-2 multiplexés en un TUG-3.

3.5.3.2 Constitution de TUG-3

TUG-3 est constitué :
- Soit d’un TU-3, et dans ce cas TUG-3 est égale à TU-3.
- Soit du multiplexage de sept TU-2. Dans ce cas, les colonnes 3 à 86 résulte du multiplexage. Les trois premiers octets de la première colonne contiennent le pointeur nul NPI (indicateur de pointeur nul). Le reste des deux premières colonnes sont des octets de bourrage.

3.5.4 Les Unités d'administrations (AU)

En Europe, pour la BLHD, c’est l’AU-4 qui nous intéresse.
Soit AU-4 = VC4 + PTR
Le pointeur d’AU est contenu dans les octets H1 et H2 situé en ligne 4. H1 et H2 doivent être lus à la suite, ils indiquent l’emplacement de début de VC.
AU-4 :

PTR = H1 Y Y H2 1° 1° H3 H3 H3
Y = 1001SS11
1° = 11111111
SS : Type d’AU (AU-4 : SS = 10)
H1 = NNNNSSID
 NNNN : Fanion de nouvelles données :NDF (New Data Flag) : utilisé pour indiquer qu’il faut prendre compte immédiatement une nouvelle valeur de pointeur. Notamment en cas de justification.
  -Mis en œuvre : 1001
  -Neutralisé : 0110
H2 = IDIDIDID
 Le pointeur constitué des deux derniers bits de H1 et des bits de H2.
 Soit IDIDIDIDID = Pointeur
  Exemple :
   Pointeur = 0000000000 ? adresse 0
   Pointeur = 0001010111 ? adresse 87
H3 : les trois H3 servent pour l’opportunité de justification

3.5.5 Les Groupes d'unités d'administrations (AUG)

L’AUG est obtenu par entrelacement (multiplexage) octet par octet des AUG. En Europe, l’AUG est égale à l’AU-4. Mais, pour bien comprendre, prenons l’exemple américain pour qui l’AUG est égale à trois AU-3 :

3.5.6 Les Modules de transport synchrone (STM)

STM-n = n AUG + SOH

La trame STM-n est constituée d’AUG, d’un SOH et de pointeurs.
Ce qui revient à ceci (exemple d’une trame STM-4) :

3.5.6.1 SOH (surdébit de section) = RSOH + MSOH

Le SOH est utilisé pour la gestion des sections de ligne de transmission. Il utilise les neufs premières colonnes de la trame STM-n (9 colonnes = 9 octets pour STM-1 ; 9 colonnes = 4 x 9 octets pour STM-4 ; …).
Il fournit, en particulier, 12 octets permettant de définir des canaux de communication de données (DCC) permettant d’acheminer des informations de gestion de réseau.

3.5.6.1.1 RSOH (surdébit de section de régénération)

Le RSOH est dédié à la gestion des sections de régénération (il est donc traité au niveau des répéteur-régénérateurs).

3.5.6.1.1.1 Détail du RSOH

Signification des octets de RSOH :
- A1, A2 : la configuration A1A1A1A2A2A2 constitue le mot de verrouillage de trame (la trame est constituée)
- A1 = 11110110(2) = F6(8)
- A2 = 00101000(2) = 28(8)
La perte de verrouillage de trame entraîne une alarme (LOF : loss of frame)
- J0/C1 : séquence programmable permettant l’identification d’un AUG dans STM-n (1 à 16)?  "00" : AUG vide
- B1 : Surveillance du taux d’erreur. La mesure du taux d’erreur est calculée au moyen d’un contrôle de parité(Bip 8(POH des VC)) effectuée sur tous les bits de la trame précédente.
- E1 : Voie de service omnibus (64 kbit/s)
- F1 : Voie de service sur section de régénération (donnée ou téléphone) réservé à l’usagé.
- D1 à D3 : DCCR : Data Communication Channel : Canaux de données pour l’exploitation de voies de service (192 kbit/s)
- Delta : octets dépendants/Spécifiques au support
- X (ou NU (National Use)) : octets réservés à l’usagé. Initialisé, codés généralement : 10101010(2) = AA(8)

3.5.6.1.2 MSOH (surdébit de section de multiplexage)

Le MSOH est dédié à la gestion des sections de multiplexage (il est donc traité au niveau des terminaux de ligne).

3.5.6.1.2.1 Détail de MSOH

Signification des octets de RSOH :
- B2 : 3 octets (pour la surveillance erreurs sur section de multiplexage). La mesure du taux d’erreur est calculée au moyen d’un contrôle de parité (Bip 24)
- D4 à D12 : DCCM ? Canaux données 576 kbit/s
- E2 : Voie de service 64 kbit/s entre Mux (Express)
- S1 : Validité de la source de synchro (10101010 = Valide / 01010101 = Invalide)
- M1 : Renvoie de B2, erreur codée sur 8 bits.

- K1K2 : Deux octets affectés à la commande de communication de protection automatique APS : (Automatic Protection Switching) 1+1 ou 1:n

- K1 : Demande de protection

- K2 : Réponse distante de l’état de l’artère

Exemple de composition du SOH d’une trame STM-4 :

3.5.6.2 AU-pointeur

L’information AU-pointeur est le multiplexage octet par octet des pointeurs de chaque AUG.

3.5.7 Principe de l’alignement (justification)

Dans un réseau non parfaitement synchronisé, les désynchronismes des horloges doivent être pris en compte afin d’éviter toute perte d’information.
La solution consiste à utiliser des pointeurs associés à un processus de justification positive ou négative.
Deux cas de désynchronisme peuvent se produire.
Si le débit de l’affluent est inférieur au débit nominal, l’affluent ne pourra être inscrit sur la durée d’une trame. La capacité de la charge utile ne sera pas utilisée en totalité et des octets de bourrage seront insérés : justification positive.
Si, au contraire, le débit de l’affluent est supérieur au débit nominal, l’affluent doit pouvoir déborder hors de la capacité utile, des octets sont réservés à cet effet dans les surdébits (justification négative).

3.5.8 Emplacement des contrôles de parité

3.5.9 Résumé des éléments de la trame et les étapes

MAPPING
 conteneur (C) + surdébit de gestion (POH)
 => conteneur virtuel (VC)
mise en conteneur (C)
ajout d’un surdébit de gestion

MULTIPLEXAGE BAS DEBIT
 Conteneur virtuel d’ordre inférieur (VC) + pointeur (PTR)
 => unité d’affluent (TU)
alignement

X unités d’affluent (TU)
 => groupe d’unité d’affluent (TUG)
multiplexage

groupe d’unité d’affluent (TUG) + surdébit de conduit (POH)
 => conteneur virtuel d’ordre supérieur (VC)
ajout d’un surdébit de gestion

MULTIPLEXAGE HAUT DEBIT
Conteneur virtuel d’ordre supérieur (VC) + pointeur (PTR)
 => unité administrative (AU)
alignement

X unités administratives (AU)
 => groupe d’unités administratives (AUG)
multiplexage

N groupes d’unité administrative (AUG) + surdébit de section (SOH)
 => trame STN-N
ajout d’un surdébit de gestion

4. En conclusion

Selon le cabinet Frost et Sullivan, le marché mondial de la voix sur IP a été de 266 millions de dollars en 2000, soit une progression de 300% par rapport à 1999. En 2006, il devrait atteindre 349 milliards de dollars !
Aujourd’hui, face à l’augmentation des débits IP demandée par les clients des grands opérateurs, le coût de gestion d’un réseau SDH optique est peu compétitif.
Le coût d’équipement d’un réseau optique IP/ATM/SDH est jusqu’à treize fois supérieur à celui d’un réseau optique IP/Ethernet. De nombreux équipementiers travaillent  à l’adaptation du protocole Ethernet afin d’éliminer la couche SDH/Sonet sur la boucle optique.
Mais la SDH n’a pas dit sont dernier mot. En effet, Cisco et CIENA développent en commun une transposition directe de la commutation et du routage aux réseaux optiques : le système de transmission longue distance (Dense Wavelength Division Multiplexing), ce qui permettra aux fournisseurs de services de créer des services de données évolutifs et plus économiques.
Grâce au multiplexage statistique de paquets et de cellules sur des longueurs d'onde dans la couche de commutation optique, les commutateurs et les routeurs offrent des bandes passantes plus efficaces, tout en réduisant les coûts et la complexité. Voilà pourquoi, on peut s'attendre que l'intégration des données et des technologies d'interconnexion optique ainsi que le futur marché VoIP accélèrent la mise sur le marché d'une nouvelle génération d'infrastructures de communication.

5. Annexe

5.1 Glossaire

ADM Add Drop Multiplexer Insertion/Extraction de signaux numériques
APS Automatic Protection Switching Commutation automatique sur réseau de réserve
ATM Asynchronous Transfer Mode Mode de transfert asynchrone
AU Administrative Unit Unité administrative
AUG Administrative Unit Group Groupe d'unités administratives
BLHD   Boucle Locale Haut Débit
C Container Conteneur
CAO   Conception Assistée par Ordinateur
CCITT Consultative Commitee for
International Telegraphe and Telephone Comité Consultatif International
Télégraphique et Téléphonique
DCC Data Comunication Channel Voie de communication de données
FEBE Far End Blosk Error nombre de blocks reçus erronés
FERF Far End Remote Failure défaut à l'extrémité distante
ISO International Organisation for Standardisation Organisation internationale de standardisation
LOF Loss Of Frame Perte de trame
LOP Loss Of Pointer Perte de pointeur
LOS Loss Of Signal Perte de signal
MIE  Multiplexeur à Insertion/Extraction
MSOH Multiplex Section OtherHead Surdébit de section de multiplexage
MUX Multiplexer Multiplexeur
NPI Null Pointer Indicator Indicateur de pointeur nul
OC Optical Container Conteneur optique
OSI Open System Interconnection Interconnexion de système ouvert
PABX Private Automatic Branch eXchange Autocommutateur privé
PDH Plesiochrone Digital Hierarchy Hiérarchie numérique plésiochrone
POH Path Other Head Surdébit de gestion
PTR   Pointeur
REI Remote Error Indication Indicateur d'erreur
RFI Remote Failure Indication Indicateur de défaut de mise en conteneur
RSOH Regenerator Section OtherHead Surdébit de section de régénération
SDH Synchronous Digital Hierarchy Hiérarchie numérique synchrone
SMHD   Service Multisite Haut Débit
SOH Section OtherHead Surdébit de section
SONET Synchronous Optical NETwork Réseau Optique Synchrone
STM Synchronous Transport Module Module de transport synchrone
TU Tributary Unit Unité d'affluent
TUG Tributary Unit Group Groupe d'unités d'affluents
VC Virtual Container Conteneur Virtuel

5.2 Définitions

Plésiochrone :
Deux signaux sont dits plésiochrones lorsque leurs instants significatifs correspondants se présentent à la même cadence nominale, toute variation de cette cadence étant maintenue dans des limites spécifiées.
Note : Le terme "plésiochrone" est construit à partir de la racine grecque suivante :     plesio = voisin.
Deux signaux de débits numériques nominaux identiques, mais provenant ni de la même horloge ni d'horloges homochrones, sont habituellement plésiochrones. Il n'y a pas de limite à la relation de phase entre instants significatifs correspondants.

5.3 Quelques opérateurs de BLHD

- Deutch Telecom http://www.telekom.de
- Completel http://www.grenoble.completel.fr/
- France Télécom http://www.francetelecom.com
- Colt http://www.colt.com
- ...

5.4 Quelques constructeurs

- Juniper Network http://www.juniper.net
- Ericson http://www.ericsson.com
- Cypress http://www.cypress.com
- CISCO http://www.cisco.com
- Nortel Network http://www.nortelnetworks.com
- Alcatel http://www.alcatel.com
- Marconi http://www.marconi.com
- …

5.5 Sources

En plus des sites des constructeurs :
http://www.telcite.fr/nsdh.htm
http://web.wanadoo.be/nono.scal/sonet/sonet%20sdh.htm
http://www.iec.org/tutorials/sdh/
http://www.fokus.gmd.de/nthp/misa/entry.html
http://www.pcc.qub.ac.uk/tec/courses/network/SDH-SONET/SDH-SONET.html
http://www.rad.com/networks/1994/sdh/opendoc1.htm
http://www.ericsson.com.mx/products/re_pub/sdh.shtml
http://www.webdesk.com/pages/networking/sonetsdh.html
Intranet France Télécom

[liens non mis à jour]

Guillaume Gosselin
 




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