Разработка системы эксплуатационно-технического обслуживания транспортной сети sdh на участке Екатеринбург–Первоуральск–Ревда

Министерство Российской Федерации по связи и информатизации

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра спец.дисциплин

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ SDH НА УЧАСТКЕ ЕКАТЕРИНБУРГ-ПЕРВОУРАЛЬСК-РЕВДА

Дипломник: Тормышев С.М.

2001 г.

Содержание:

Введение

1. ФОРМИРОВАНИЕ СЕТИ SDH

1.1 Кратка предыстория развития SDH

1.2 Основные понятия синхронной цифровой иерархии

1.3 Выбор фирмы-производителя

1.4 Комплектация оборудования узловых станций кольца SDH

1.5 Разработка схемы организации связи

2. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА

2.1 Расчет параметров оптического кабеля

2.2 Расчет длины регенерационного участка

3. ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ SDH

3.1 Телеуправление и расположение сетевого менеджера

3.2 Сеть синхронизации

3.3 Оперативно-техническое обслуживание

3.4 Анализ аварийных сообщений, получаемых на оконечном оборудовании

3.5 Эксплуатационные измерения

4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Указание мер безопасности

4.2 Правила безопасности

4.3 Параметры аппаратуры

5. СМЕТНО-ФИНАНСОВЫЙ РАСЧЕТ НА ЭКСПЛУАТАЦИЮ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ SDH НА УЧАСТКЕ ЕКАТЕРИНБУРГ-ПЕРВОУРАЛЬСК-РЕВДА

5.1 Расчет численности производственного штата участка сети SDH

5.2 Расчет затрат на эксплуатацию участка сети SDH

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приложение А. Перечень терминов и определений

БИБЛИОГРАФИЯ

АННОТАЦИЯ

Цель дипломного проекта заключалась в том, чтобы произвести разработку системы эксплуатационно-технического обслуживания транспортной сети SDH на отдельно взятом небольшом участке волоконно-оптической линии связи Екатеринбург-Первоуральск - Ревда, а также систематизировать подходы и методы обслуживания этой сети, контроль, выявление и устранение неисправностей, и, возможно, предупреждение аварийных ситуаций, возникающих или способных возникнуть в цифровом оборудовании.

В первой части данного дипломного проекта отражены основные принципы синхронной цифровой иерархии, формирование и построение различных сетей на базе СЦИ. Кратко описана структура заголовка синхронного транспортного модуля STM-1, необходимая для четкого понимания формирования аварийных сигналов в оборудовании при эксплуатационно-техническом обслуживании сети SDH. Также показаны некоторые фирмы-производители, в настоящее время поставляющие оборудование SDH, приведен их анализ по выбору.

Вторая часть проекта содержит проверочный расчет параметров линейного тракта. Расчет длины регенерационного участка и параметров оптического кабеля.

Третья часть дипломного проекта раскрывает непосредственно саму систему эксплуатационно-технического обслуживания данного участка сети SDH. Для наиболее полного понимания и легкости усвоения принципов синхронной цифровой иерархии техническим персоналом была написана обучающая демонстрационная программа, позволяющая в короткие сроки наиболее эффективно обучить технический персонал по обслуживанию систем СЦИ. В демонстрационной программе также приводится некоторое оборудование, выпускаемое под торговой маркой SYNCOM фирмой ECI TELECOM.

Введение

Интенсивное развитие новых информационных технологий в семидесятые годы привело к бурному развитию микропроцессорной техники, которая стимулировала развитие цифровых методов передачи голоса и данных, что в конечном счете привело к созданию не только технологий локальных сетей: ARCnet, Ethernet, Token Ring и FDDI, но и новых высокоскоростных технологий глобальных сетей: PDH, SONET, SDH, ISDN, Frame Relay и ATM.

Интерес к технологии SDH среди связистов обусловлен тем, что эта технология пришла на смену импульсно-кодовой модуляции PCM (ИКМ) и плезиохронной цифровой иерархии PDH (ПЦИ) и стала интенсивно внедряться в результате массовой установки современных зарубежных цифровых АТС, позволяющих оперировать потоками 2 Мбит/с, и создания в регионах локальных колец SDH.

Однако, в связи с развитием корпоративных, региональных и компьютерных сетей и широким использованием сетей SDH в качестве транспортных сетей, связывающих локальные сети передачи данных, эта технология заинтересовала большую аудиторию специалистов по локальным компьютерным сетям (от администраторов сетей до разработчиков). Этот интерес продолжает расти еще в связи с бурным развитием технологии АТМ, которая становится связующим звеном между локальными компьютерными сетями и глобальными транспортными сетями SDH. С одной стороны уже сейчас существуют АТМ коммутаторы с модулями, совместимыми с любыми сетями Ethernet (преимущественно распространенной технологией ЛВС в России), с другой стороны АТМ поток наиболее подходит для его транспортирования в сетях SDH, учитывая наличие разработанных стандартов инкапсуляции данных практически для всех стандартных скоростей PDH и SDH иерархий.

Первой коммерческой цифровой системой передачи голоса, использующей ИКМ и методы мультиплексирования с временным разделением каналов, считают систему компании Bell System (США), установленную в Чикаго в 1962 году. Система давала возможность передавать 24 голосовых канала по медному кабелю, проложенному между офисами компании Bell System. Каждый голосовой канал использовал скорость передачи 64 кбит/с, все каналы объединялись с помощью мультиплексора в единый поток двоичных данных со скоростью 1536 кбит/с. Он, благодаря последующей стандартизации, и стал известен как DS1 или Т1, принятый далее в США за первый (или первичный) уровень мультиплексирования для систем цифровой телефонии. Это было уже время появления ЭВМ третьего поколения (IBM System 360, 1963 год), принесших с собой концепцию канала ввода/вывода, используемых для организации коммерческих компьютерных систем цифровой передачи данных, а также для объединения компьютеров в локальные сети.

Однако только стремительное развитие микропроцессорной техники и технологии, зародившейся в 1971 году с появлением первого микропроцессора компании Intel, сделало возможным реальное внедрение цифровой техники в телекоммуникационные системы и привело к широкому распространению и развитию компьютерных сетей, давших вторичный мощный импульс развитию сетей передачи данных на основе ИКМ.

Сетевые компьютерные технологии, разработанные первоначально на основе ЭВМ общего назначения, или мэйнфреймов, вот уже около 15 лет применяются для объединения в сеть персональных компьютеров, или ПК. Широкое использование сетевых технологий стало доступно только тогда, когда производительность и функциональные возможности микропроцессоров выросли настолько, чтобы удовлетворить высоким требованиям по управлению сетью связи.

Сетевые цифровые технологии развивались до последнего времени параллельно для глобальных и локальных сетей. Технологии глобальных сетей были направлены в основном на развитие цифровых телефонных сетей, используемых для передачи голоса. Технологии локальных сетей - напротив, использовались, в основном, для передачи данных.

Развитие цифровых телефонных сетей шло по линии уплотнения каналов, как за счет мультиплексирования низкоскоростных первичных каналов Т1, так и за счет использования более рациональных методов модуляции, например, использования дифференциальной ИКМ и ее модификаций, позволивших применять для передачи голосового сигнала скорости 32, 16 и 8 кбит/с.

Развитие схем мультиплексирования привело к возникновению трех цифровых иерархий с разными уровнями стандартизованных скоростей передачи или каналов: DS2 или Т2/Е2, DS3 или Т3/Е3, DS4 или Т4/Е4. эти иерархии, названные плезиохронными, широко использовались и продолжают использоваться как в цифровой телефонии, так и для передачи данных.

Развитие технологий скоростных телекоммуникаций на основе PDH привело к появлению в последнее время двух наиболее значительных новых цифровых технологий: синхронной оптической сети SONET и синхронной цифровой иерархии SDH. Эти технологии были ориентированы на использование волоконно-оптических кабелей в качестве среды передачи.

Принятая в 1988 году Международным союзом электросвязи Синхронная цифровая иерархия (СЦИ) признана Международным сообществом в качестве оптимального средства развития и дальнейшего совершенствования сетей связи. В рамках СЦИ разработаны не только новая иерархия скоростей передачи и система группообразования цифровых потоков, но и перспективный способ построения сетей связи на основе разветвления и кольцевых структур с глубокой автоматизацией функций контроля и управления.

Системы СЦИ должны лечь в основу современной транспортной сети, которая явится базой для всех существующих и перспективных служб. Внедрение СЦИ идет сейчас во многих регионах России и других стран СНГ на сетях различных уровней и ведомственной принадлежности.

Аппаратура СЦИ имеет целый ряд существенных отличий от аппаратуры предшествующих поколений, учесть которые необходимо для избежания серьезных ошибок.

Строить и эксплуатировать сети связи на основе СЦИ так, как это делалось раньше нельзя. Поскольку основной физической средой, используемой для передачи сигналов СЦИ, является одномодовое оптическое волокно, все особенности внедрения волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) должны учитываться при построении сетей СЦИ.

Практически все известные фирмы-производители средств связи США, Японии, ФРГ, Швеции, Италии и т.д. выпускают аппаратуру систем передачи синхронной цифровой иерархии со скоростями передачи 155; 622 Мбит/с и 2,4 Гбит/с и постоянно разрабатывают новые усовершенствованные версии этой аппаратуры.

Отечественные производители также разрабатывают аппаратуру СЦИ. Так ГП «Дальняя связь» в рамках ОКР «Сопка-6» по договору с Госкомоборонпромом РФ с 1994 г. создает комплексы ВОСП для магистральной первичной сети со скоростями передачи 155 и 622 Мбит/с. В их состав входят синхронные линейные мультиплексоры I и IV уровней СЦИ с вводом/выводом компонентных потоков на 2 Мбит/с, синхронные линейные генераторы I и IV уровней СЦИ. Все виды оборудования оснащены системным контроллером, реализующим интерфейсы с рабочей станцией и системой технической эксплуатации. Комплекс программно-технических средств для системы обслуживания создается с учетом российской специфики развития цифровой сети и обеспечения взаимодействия с системами обслуживания иностранных фирм. Оборудование СЦИ из-за своей функциональной сложности реализуется на сверхмощных БИС с количеством эквивалентных вентилей не менее 200 тыс.

ГП «Дальняя связь» осуществляет также разработку аппаратуры XVI уровня СЦИ на скорость передачи 2,4 Гбит/с. Разработкой и освоением аппаратуры систем передачи синхронной и плезиохронной цифровой иерархий в России занимается и Экспериментальный завод научного приборостроения (ЭЗНП) РАН в сотрудничестве с японской фирмой NEC. ЭЗНП РАН предлагает не просто использовать дешевую рабочую силу, а осуществлять полномасштабное производство отечественной аппаратуры ПЦИ и СЦИ новейших модификаций. Завод получил сертификаты на мультиплексоры всей ступеней преобразования.

ПЦИ - от первичной до четверичной, а также на аппаратуру линейного тракта на скорости передачи 8; 34 и 140 Мбит/с. Эта аппаратура успешно работает на объектах АО «Электросвязь» Московской области и Украины. Сейчас начался второй этап освоения аппаратуры ПЦИ.

Одной из проблем, с которой сталкиваются отечественные производители аппаратуры СЦИ, является отсутствие отечественных современных конкурентоспособных комплектующих.

Закупка же их за рубежом в соответствии с действующим Законом «О внесении изменений и дополнений в закон Российской Федерации «О налоге на добавленную стоимость» от 04.04.96г. создает невыгодные условия для отечественных производителей по отношению к зарубежным фирмам, которые ввозят аналогичное оборудование на российский рынок.

В России развернуты и полномасштабно функционируют, начиная с 1993 года, десятки крупных сетей SDH. На ее основе проходит крупномасштабное переоборудование старой аналоговой сети связи России в цифровую Взаимоувязанную сеть связи, использующую самые передовые технологии. Для пользователей новая техника открывает все преимущества современной цифровой связи - возможность мгновенного соединения, защиту от помех, несанкционированного доступа, качественную передачу голоса, компьютерных данных и видеоизображения. Телефонным компаниям современные системы передачи позволяют рационально использовать каналы, повышать рентабельность сетей и, в конечном счете решать проблему телефонизации российских регионов.

1. ФОРМИРОВАНИЕ СЕТИ SDH

1.1 Краткая предыстория развития SDH

В США и Канаде в качестве скорости передачи сигнала первичного цифрового канала (ПЦК) была выбрана скорость 1544 кбит/с (24 цифровых телефонных канала). В Японии использовалась та же скорость 1544 кбит/с для ПЦК (DS1). В Европе и Южной Америке в качестве первичной была выбрана скорость 2048 кбит/с (32 канала, т.е. 30 цифровых телефонных каналов или информационных 64 кбит/с плюс два канала сигнализации и управления по 64 кбит/с).

Первая иерархия, порожденная скоростью 1544 кбит/с, давала последовательность: DS1 - DS2 - DS3 - DS4 или последовательность вида: 1544 - 6312 - 44736 - 274176 кбит/с., что с учетом скорости DS0, соответствует ряду коэффициентов мультиплексирования n=24, m=4, I=7, k=6. Указанная иерархия позволяет передавать соответственно 24, 96, 672 и 4032 канала DS0. DS0-DS4 называют цифровыми каналами 0-го, 1-го, 2-го, 3-го, 4-го уровней иерархии. В терминологии, используемой в связи это соответственно: основной цифровой канал (ОЦК), первичный цифровой канал (ПЦК), вторичный цифровой канал (ВЦК) третичный цифровой канал (ТЦК), четвертичный цифровой канал (ЧЦК).

Вторая иерархия, порожденная скоростью 1544 кьит/с, давала последовательность DS1 - DS2 - DSJ3 - DSJ4 или последовательность вида: 1544 - 6312 - 32064 - 97728 кбит/с., что с учетом скорости DS0, соответствует ряду коэффициентов мультиплексирования n=24, m=4, I=5, k=3. Указанная иерархия позволяет передавать соответственно 24, 96, 480 и 1440 каналов DS0. DSJ3 и DSJ4 называют цифровыми каналами Японской PDH иерархии.

Третья иерархия, порожденная скоростью 2048 кбит/с, давала последовательность Е1 - Е2 - Е3 - Е4 - Е5 или последовательность 2048 - 8448 - 34368 - 139264 - 564992 кбит/с, что соответствует ряду коэффициентов мультиплексирования n=30, m=4, I=4, k=4, i=4 (коэффициент мультиплексирования в этой иерархии выбирался постоянным и кратным 2). Указанная иерархия позволяет передавать соответственно 30, 120, 480, 1920 и 7680 каналов DS0.

Три схемы цифровых иерархий представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Схемы цифровых иерархий

Уровень цифровой иерархии	Скорости передачи, соответствующие различным схемам цифровой иерархии
	АС: 1544 кбит/с	ЯС: 1544 кбит/с	ЕС: 2048 кбит/с
0	64	64	64
1	1544	1544	2048
2	6312	6312	8448
3	44736	32064	34368
4	----	97728	139264

Параллельное развитие трех различных иерархий не могло способствовать развитию глобальных телекоммуникаций в мире в целом, поэтому комитетом по стандартизации ITU - T или МСЭ - Т были сделаны шаги по их унификации и возможному объединению. В результате был разработан стандарт согласно которому:

Были стандартизованы три первых уровня первой иерархии, четыре уровня второй и четыре уровня третьей иерархии в качестве основных и указаны схемы кросс-мультиплексирования иерархий;

Последние уровни первой (274 Мбит/с) и третьей (565 Мбит/с) иерархий не были рекомендованы в качестве стандартных;

Была сохранена ветвь 32064 - 97728 кбит/с во второй иерархии, т.е. уровни DSJ3 и DSJ4,

Параллельные уровням DS3 в первой иерархии и Е4 в третьей иерархии. Уровень DSJ3 фактически соответствует уровню Е3, что облегчает кросс-мультиплексирование со второго уровня на третий.

Работы по стандартизации иерархий как в Европе, так и в Америке, имели два важных последствия:

разработка схемы плезиохронной иерархии (PDH или ПЦИ);

разработка схемы синхронной цифровой иерархии (SONET / SDH или СЦИ).

1.2 Основные понятия синхронной цифровой иерархии

1.2.1 Мультиплексирование потоков в SDH

Общая схема канала передачи с использованием технологии PDH даже в самом простом варианте топологии сети «точка-точка» на скорости 140 Мбит/с включает три уровня мультиплексирования на передающей стороне (для ЕС 2; 8; 34; 140) и три уровня демультиплексирования на приемной стороне, что приводит к достаточно сложной аппаратурной реализации таких схем. Однако, существенное удешевление цифровой аппаратуры за последнее десятилетие и использование оптоволоконных кабелей в качестве среды передачи PDH сигнала привели к тому, что системы цифровой телефонии с использованием технологии PDH получили значительное распространение. Эти системы позволили транспортировать большое количество каналов цифровой высококачественной телефонной связи. Например, один канал 140 Мбит/с эквивалентен 1920 каналам 64 кбит/с, которые в первую очередь использовались для передачи речи, но могут быть использованы, в частности, для передачи данных.

Появление технологии SDH позволило преодолеть недостатки применявшейся ранее в телекоммуникациях технологии PDH, а именно:

несовместимость американских, европейских и японских стандартов;

невозможность создания самовосстанавливающихся отказоустойчивых сетей;

отсутствие стандартов на высокие скорости передачи;

несинхронное мультиплексирование потоков данных, приводящее к сложностям мультиплексирования/демультиплексирования потоков данных с сильно отличающимися скоростями и “соскальзыванию” битов;

невозможность выделения 64 кбит/с канала или 2 Мбит/с потока из 140 Мбит/с потока, без полного демультиплексирования этого потока и удаления выравнивающих бит.

слабая возможность в организации служебных каналов для целей контроля и управления потоком в сети и практически полное отсутствие средств маршрутизации низовых мультиплексированных потоков, что крайне важно для использования в сетях передачи данных.

Недостатки PDH и желание их преодолеть привели к разработке в США еще одной иерархии - синхронной оптической сети SONET, а в Европе аналогичной - SDH. Цель разработки была иерархия, которая позволила бы:

вводить/выводить входные потоки и проводить их сборку/разборку (а значит иметь возможность определять положение каждого входного потока, составляющего общий поток);

разработать новую структуру фреймов (кадров), позволяющую осуществлять не только развитую маршрутизацию, но и осуществлять в пределах иерархии управление сетями с топологией любой сложности;

систематизировать иерархический ряд скоростей передачи и продолжить его за пределы ряда PDH;

разработать стандартные интерфейсы для облегчения стыковки оборудования.

В 1984-86 годах, рассмотрев ряд альтернатив, комитет CCITT (США) предложил использовать сигнал со скоростью передачи 50.688 Мбит/с в качестве основного синхронного транспортного сигнала STS-1. Однако, учитывая неудачу практического внедрения кросс-мультиплексирования существующих PDH иерархий, разработчики технологии SONET не могли не считаться с необходимостью облегчить процедуру взаимодействия американской и европейской PDH иерархий и не принять во внимание стандартов ССITT на цифровую иерархию, охватывающую диапазон скоростей 1.5 - 140 Мбит/с, а также аналогичной европейской разработки, названной SDH иерархией. В ней в качестве основного формата синхронного сигнала был принят синхронный транспортный модуль STM-1, имеющий скорость передачи 155.52 Мбит/с и позволяющий инкапсулировать (собирать) все фреймы европейской PDH иерархии, в том числе фрейм Е4 (140 Мбит/с).

В результате комитетом SONET в последствие было принято решение - отказаться от внедрения еще одной обособленной иерархии и разработать на ее (SONET) основе новую синхронную цифровую иерархию, названную SONET/SDH, первый уровень которой ОС1 принимался равным 51.84 Мбит/с, что позволяло путем разработки развитой схемы мультиплексирования и кросс-мультиплексирования, предложить универсальный набор виртуальных контейнеров, позволяющий заключить в их оболочки все форматы фреймов стандартных уровней американской и европейской PDH иерархий.

Таким образом, синхронный транспортный модуль STM-1 (155.52 Мбит/с), предложенный для европейской версии SDH, с одной стороны, совпадал с новой скоростью SONET ОС3 (51.84х3=155.52), а с другой - позволял включить в схему мультиплексирования максимальную скорость европейской PDH иерархии 140 Мбит/с.

Совместные усилия в этом направлении привели к разработке публикации в Синей книге в 1989 году трех основополагающих рекомендаций CCITT (ITU-T) по SDH - Rec.G.707, G.708, G.709, а также параллельной публикации организациями ANSI и Bellcore аналогичных стандартов для технологии SONET.

Синхронные сети имеют ряд преимуществ перед используемыми асинхронными, основные из них следующие:

упрощение сети, вызванное тем, что в синхронной сети один мультиплексор ввода/вывода, позволяя непосредственно вывести или ввести например сигнал Е1 из фрейма STM-1, заменяет целую «гирлянду» мультиплексоров PDH, давая не только экономию в оборудовании, но и в требуемом месте для размещения, питания и обслуживания;

надежность и самовосстанавливаемость сети, обусловленные тем, что, во-первых, сеть использует волоконно-оптические кабели (ВОК) передача по которым практически не подвержена действию электромагнитных помех, во-вторых, архитектура и гибкое управление сетями позволяет использовать защищенный режим работы, допускающий два альтернативных пути распространения сигнала с почти мгновенным переключением в случае повреждения одного из них, а также обход поврежденного узла сети, что делает эти сети самовосстанавливающимися;

гибкость управления сетью, обусловленное наличием большого числа достаточно широкополосных каналов управления и компьютерной иерархической системой управления с уровнями сетевого и элементного менеджмента, а также возможности автоматического дистанционного управления сетью из одного центра, включая динамическую реконфигурацию каналов и способ статистики о функционировании сети;

выделение полосы пропускания по требованию - сервис, который раньше мог быть осуществлен только по заранее спланированной договоренности, теперь может быть представлен в считанные секунды путем переключения на другой (широкополосный) канал;

прозрачность для передачи любого трафика - факт, обусловленный использованием виртуальных контейнеров для передачи трафика, сформированными другими технологиями, включая самые современные технологии Frame Relay, ISDN, ATM;

универсальность применения - технология может быть использована как для создания глобальных сетей или глобальной магистрали, передающей из точки в точку тысячи каналов со скоростью до 40 Гбит/с, так и для компактной кольцевой корпоративной сети, объединяющей десятки локальных сетей;

простота наращивания мощности - при наличии универсальной стойки для размещения аппаратуры переход на следующую более высокую скорость иерархии можно осуществить просто вынув одну группу функциональных блоков и вставить новую, рассчитанную на большую скорость, групп блоков.

При разработке технологии SONET обеспечивалась преемственность американской, а при разработке SDH - европейской иерархий PDH. Стандарты SONET/SDH поддерживают обе иерархии. Это выражается в том, что терминальные мультиплексоры и мультиплексоры ввода/вывода сетей SONET/SDH, через которые осуществляется доступ в сеть рассчитаны на поддержку только тех входных каналов, или каналов доступа, скорость передачи которых соответствует объединенному стандартному ряду американской и европейской иерархии PDH, а именно: 1,5; 2; 6; 8; 34; 45; 140 Мбит/с. Цифровые сигналы каналов доступа, скорость передачи которых соответствует указанному ряду, называют трибами PDH, или компонентными сигналами, а сигналы, скорость передачи которых соответствует стандартному ряду скоростей SDH - трибами SDH.

Перечислим некоторые особенности SDH иерархии:

Поддержка в качестве входных сигналов каналов доступа только трибов PDH и SDH;

Процедура формирования структуры фрейма. При наличии иерархии структур структура верхнего уровня может строится из структур нижнего уровня, несколько структур того же уровня, могут быть объединены в одну более общую структуру. Например, на входе мультиплексора доступа имеем трибы PDH, которые должны быть упакованы в оболочку фрейма так, чтобы их легко можно было ввести и вывести в нужном месте с помощью мультиплексора ввода/вывода. Для этого сам фрейм достаточно представить в виде некоторого контейнера стандартного размера, имеющего заголовок, где собраны все необходимые для управления и маршрутизации контейнера поля-параметры, и внутреннюю емкость для размещения полезной нагрузки, где должны располагаться однотипные контейнеры меньшего размера, которые также должны иметь некий заголовок и полезную нагрузку, т.е. по методу последовательных вложений, или инкапсуляций. По типоразмеру контейнеры делятся на четыре уровня, соответствующие уровням PDH. На контейнер наклеивается ярлык, содержащий управляющую информацию для сбора статистики прохождения контейнера. Контейнер с таким ярлыком используется для переноса информации, т.е. является логическим, а не физическим, поэтому его называют виртуальным контейнером. Виртуальные контейнеры могут объединяться в группы двумя различными способами. Контейнеры нижних уровней могут мультиплексироваться (т.е. составляться вместе) и использоваться в качестве полезной нагрузки контейнеров верхних уровней, которые, в свою очередь, служат полезной нагрузкой контейнера самого верхнего уровня - фрейма STM-1. Такое группирование может осуществляться по жесткой синхронной схеме, при которой место отдельного контейнера в поле для размещения нагрузки строго фиксировано. Из нескольких фреймов могут быть составлены мультифреймы. Из-за возможных различий в типе составляющих фрейм контейнеров и непредвиденных временных задержек в процессе загрузки фрейма положение контейнеров внутри мультифрейма может быть не фиксировано, что может привести к ошибке при вводе/выводе контейнера, учитывая общую нестабильность синхронизации в сети. Для устранения этого факта, на каждый виртуальный контейнер заводится указатель, содержащий фактический адрес начала виртуального контейнера на карте поля, отведенного под полезную нагрузку. Указатель дает контейнеру некоторую степень свободы, т.е. возможность «плавать» под действием непредвиденных временных флуктуаций, но при этом гарантирует, что он не будет потерян.

Размеры контейнеров различны и емкость контейнеров верхних уровней достаточно велика, но может оказаться, что либо она все равно недостаточна, либо под нагрузку лучше выделить несколько контейнеров меньшего размера. Для этого в SDH технологии предусмотрена возможность сцепления или конкатенации контейнеров (составление нескольких контейнеров вместе в одну структуру, называемую «сцепкой»). Составной контейнер отличается соответствующим индексом от основного и рассматривается как один большой контейнер. Эта возможность позволяет оптимизировать использование имеющейся номенклатуры контейнеров.

Еще одна особенность иерархии SDH состоит в том, что в ней предусмотрено формирование отдельного поля заголовков размером 9х9=81 байт. Хотя перегруженность общим заголовком невелика и составляет 3,33%, он достаточно большой, чтобы разместить необходимую управляющую и контрольную информацию, и отвести часть байт для организации необходимых служебных каналов передачи данных.

При построении любой иерархии должен быть определен либо ряд стандартных скоростей этой иерархии, либо правило его формирования и первый (порождающий) член ряда. В SDH поле полезной нагрузки вмещает максимальный по размеру виртуальный контейнер VC-4, формируемый при уплотнении (инкапсуляции) триба 140 Мбит/с. Его размер и определил размер поля полезной нагрузки STM-1: 9х261=2349 байт, а добавление к нему поля заголовков определило размер синхронного транспортного модуля STM-1: 9х261+9х9=2430 байт или 19440 бит, что при частоте повторения 8000 Гц позволяет определить порождающий член ряда для иерархии SDH: 19440х8000=155.52 Мбит/с.

Схема мультиплексирования потоков PDH в технологии SDH стандарта ETSI приведена в соответствии с рисунком1.1.

В схеме мультиплексирования используются обозначения:

С-n - (Container) контейнеры уровня n (n=1,2,3,4,); VC-n - (Virtual Container) виртуальные контейнеры уровня n (n=1,2,3,4,); TU-n - (Tributary Unit) трибные блоки уровня n (n=1,2,3); TUG-n - (Tributary Unit Group) группы трибных блоков уровня n (n=2,3); AU-n - (Administrative Unit) административные блоки уровня n (n=3,4,); AUG-n - (Administrative Unit Group) группа административных блоков; STM-1 - (Synchronous Transport module of level 1) синхронный транспортный модуль первого уровня иерархии.

Контейнеры С-n служат для инкапсуляции (размещения с целью последующего переноса) соответствующих сигналов каналов доступа или трибов, питающих их входы. Уровни контейнера n соответствуют уровням PDH иерархии, т.е. n=1,2,3,4, а число типоразмеров контейнеров N должно быть равно числу членов объединенного стандартного ряда, т.е. 7. эти числа согласованы, так как четвертый уровень PDH по стандарту имеется только у ЕС иерархии, т.е. С-4 инкапсулирует Е4, а контейнеры С-1,2,3 должны быть разбиты каждый на два подуровня, для инкапсуляции соответствующих трибов АС и ЕС иерархий.

С-1 - разбивается на контейнер С-11, инкапсулирующий триб Т1=1.5 Мбит/с, и контейнер С-12, инкапсулирующий триб Е1=2 Мбит/с;

С-2 - разбивается на контейнер С-21, инкапсулирующий триб Т2=6 Мбит/с, и контейнер С-22, инкапсулирующий триб Е1=8 Мбит/с;

С-3 - разбивается на контейнер С-31, инкапсулирующий триб Е3=34 Мбит/с, и контейнер С-32, инкапсулирующий триб Т3=45 Мбит/с;

С-4 не имеет контейнеры подуровней и инкапсулирует триб Е4=140 Мбит/с.

К контейнеру добавляется маршрутный заголовок. В результате он превращается в виртуальный контейнер VC уровня n.

VC-1, VC-2 - виртуальные контейнеры нижних уровней 1 или 2 и VC-3, VC-4 -виртуальные контейнеры верхних уровней 3 или 4 - структура (формат) которых определяется формулой: РОН + PL, где РОН - маршрутный заголовок, PL - полезная нагрузка.

VC-3 - виртуальный контейнер третьего уровня. Полезная нагрузка VC-3 формируется либо из одного контейнера С-3, либо путем мультиплексирования нескольких групп TUG-2.

VC-4 - виртуальный контейнер четвертого уровня. Он не разбивается по подуровням и представляет собой поле формата 9х261 = 2349 байтов (18792 бит). Его полезная нагрузка формируется либо из контейнера С-4, либо путем мультиплексирования нескольких групп TUG-3.

Виртуальные контейнеры VC -1,2,3 уровней также как и контейнеры С-1,2,3 разбиваются на виртуальные контейнеры подуровней nm (VC-11; VC-12).

Поле PL - (Payload) полезная нагрузка. Поле различного размера, формат которого имеет двумерную структуру по типу фрейма 9хm (9 строк, m столбцов); это поле формируется либо из контейнеров соответствующего уровня, либо из других соответствующих элементов структуры мультиплексирования SDH.

Поле РОН - (Path Overhead) маршрутный заголовок. Поле, размером не более 9 байт, формат которого имеет двумерную структуру вида 1хn; это поле составлено из различных по назначению байтов.

TU-n - трибные блоки уровня n, формат которых определяется формулой: PTR + VC, где PTR - (Pointer) указатель трибного блока, относящийся к виртуальному контейнеру. Трибные блоки также делятся на TU-11, TU-12, TU-2 (ранее в первой редакции: TU-21, TU-22, TU-31, TU-32).

TUG-n - группа трибных блоков, формируемая в результате мультиплексирования нескольких трибных блоков.

AU-3 - административный блок третьего уровня. Имеет формат PTR+PL, не имеет подуровней и формируется из виртуального контейнера VC-3.

AU-4 - административный блок четвертого уровня. Имеет формат PTR+PL, не имеет подуровней и формируется из виртуального контейнера VC-4.

AUG - группа административных блоков. Формируется путем мультиплексирования AU-3,4 c различными коэффициентами мультиплексирования (1хAU-4 или 3xAU-3). AUG затем и отображается на полезную нагрузку STM-1.

STM-1 - Синхронный транспортный модуль. В соответствии с рисунком 1.2 показана структура фрейма (кадра). SON- (Section Overhead) секционный заголовок - два поля в блоке заголовка размером 9х9 байтов, PL - полезная нагрузка, формируемая из группы административных блоков. SON состоит из PL, RSON (Regenerator Section Overhead) - заголовок регенераторной секции и MSON (Multiplex Section Overhead) - заголовок мультиплексной секции. Синхронные транспортные модули STM-1 могут быть мультиплексированы с коэффициентом N в синхронный транспортный модуль STM-N для последующей передачи по каналу связи.

Рисунок 1.1 - Схема мультиплексирования потоков PDH.



Рисунок 1.2 - структура фрейма (кадра).

Многовариантность и сложность формирования модуля STM-1, предложенная в первой редакции, ставила в трудное положение производителей оборудования SDH и отрицательно сказывалось на его унификации, а также номенклатуре поддерживаемых PDH трибов.

На сегодняшний день общая схема мультиплексирования SDH приобрела окончательный вид (рис.1.3), зафиксированный в публикации так называемой Белой книги рекомендаций ITU-T (МСЭ-Т), а европейская интерпретация этой схемы зафиксирована в публикации ETSI (Европейский институт стандартов).



Рисунок 1.3 - Общая схема мультиплексирования SDH технологии.

1.2.2 Структура заголовка синхронного транспортного модуля STM-1

Заголовок SON состоит из двух блоков: RSON - заголовка регенераторной секции размером 3х9=27 байтов (216 бит) и MSON - заголовка мультиплексной секции размером 5х9=45 байт (360 бит). Он отвечает за структуру фрейма (кадра) STM-1 и его связи с мультифреймом в случае мультиплексирования нескольких модулей STM-1.

В соответствии с рисунком 1.4 первые девять столбцов предназначены для размещения сервисных сигналов. Первые три строки содержат заголовки регенераторной секции (RSON), строки с пятой по девятую содержат заголовки мультиплексорной секции (MSON). Строка 4 содержит девять байтов, часть из которых предназначена для выравнивания скоростей нагрузки и STM-1. Эти байты называют указателем административного блока (AU). Назначение каждого заголовка и байтов в них поясним подробнее.

Байты А1, А2 являются идентификаторами наличия фрейма STM-1 в фрейме STM-N. Играют роль цикловой синхронизации, генерируются и вводятся в первый ряд заголовка RSON (А1 = 11110110; А2 = 00101000);

Байт С1 (J0 Regenerator Section Trance) - байт идентификатора STM помещается в первом ряду заголовка RSON. Каждому STM присваивается свой номер для идентификации. При этом С1 устанавливается на двоичный номер, соответствующий порядку его появления в цикле STM-N с побайтовым чередованием. Например, первый байт С1 в цикле имеет идентификатор (00000001), второй (00000010) и т.д. Если передается STM-1, то байт С1 может не использоваться. Иногда его называют интерливингом;

Байт В1 - байт контроля ошибки. Помещается в STM-N для контроля ошибок в регенерационной секции. Этот байт формируется по алгоритму пересчета чередующихся битов (BIP-8, Bit Interleaved Party). Код BIP-8 рассчитывается по всем битам предыдущего цикла STM-N на выходе RST после скремблирования (шифрования). Результат расчета помещается в позицию байта В1 заголовка RSON перед скремблированием. Блок RST (Regenerator Section Termination) начало/окончание секции регенерации, действует как источник и приемник заголовка регенерационной секции. Регенерационная секция образуется между двумя противоположными блоками RST с их включением и представляет собой объект технического обслуживания. Прохождение информации в секции регенерации нормировано рекомендациями МСЭ-Т G.958. Нормируется коэффициент ошибок, фазовые дрожания (джиттер) и другие параметры сигнала.

Байт контроля ошибок В1 выделяется из заголовка RSON после дескремблирования и сравнивается с кодом BIP-8 по всем битам предыдущего цикла STM-N до скремблирования. Все ошибки в байте В1 фиксируются сообщением о числе ошибок в байте В1 на цикл. Байт В1 контролируется и пересчитывается в каждом блоке RST. Если в приемной части блока RST обнаружены: потеря сигнала (LOS - Los Of Signal) или потеря цикла (LOF - Los Of Frame), то на выходе подается сигнал из одних логических единиц. После устранения состояний LOS или LOF этот сигнал должен автоматически сниматься;

Байты Е1 и F1 - могут быть использованы для создания служебных каналов голосовой связи административного управления и других потребностей обслуживания секции регенерации, в том числе для реализации полноценных функций сети управления электросвязью (TMN - Telecommunications Management Network).

Байты D4 - D12 - формируются функциями блока передачи сообщений MCF. Расположены в мультиплексорной секции. Также используются для передачи сообщений связи:

Е1 для регенераторной секции (64 кбит/с), Е2 для мультиплексорной секции (64 кбит/с). F1 может быть использован как канал передачи данных для нужд пользователя;

Байты D1 - D3 - формируются функциями блока передачи сообщений (MCF - Message Communications Function). Эти байты образуют единичный канал передачи данных со скоростью 192 кбит/с для аварийной сигнализации, технического обслуживания, управления, контроля, аварийной сигнализации, технического обслуживания, управления, контроля, административного управления, функций TMN;

D4 - D12 могут быть использованы для передачи данных со скоростью 576 кбит/с (каналы DCC - Data Communications Channel);

Байты К1, К2 - байты автоматической защиты секции мультиплексирования. Используются для сигнализации и управления автоматическим переключением на исправный канал при работе в защищенном режиме (APS - Automatic Protection Switch). В байте К2 на позициях 6,7 и 8 битов может передаваться сигнал извещения об аварии секции мультиплексирования (MS-AIS) и сигнал о дефектах (ошибках) на удаленной станции (MS-FERF). Сигнал MS-AIS должен быть принят подряд в трех циклах в виде сочетания логических единиц 111. Аналогично MS-FERF - сочетанием логических символов 110 подряд трижды.

Сочетания логических символов 101;100;011;010;001;000 - отданы под резерв. Бит 5 в байте К2: 0 - защита вида 1+1; 1 - защита вида 1: n. При обнаружении блоком MST сигнала MS-AIS передается сигнал состояния повреждения. Дефект (SD - Signal Degrade) формируется при коэффициенте ошибок 10-5, 10-9. Дефект BER (Block Error Ratio) - коэффициент ошибок по битам формируется при превышении коэффициента ошибок 10-3;

Байт S1 - переносит информацию о статусе синхросигнала, передаваемого вместе с информацией в STM-N;

Байт М1 - предназначен для передачи сообщений об ошибках в приемной части блока MST для удаленного блока MST (REI - Remote Error Indication). Если на входе блока MST обнаруживается сигнал, состоящий из одних логических единиц, то на вход MST на удаленном конце подается сигнал аварийного состояния тракта административного блока AU (AU PATH AIS);

Байты Z1 и Z2 - резервные.

Все непомеченные байты зарезервированы для последующей международной стандартизации.



Рисунок 1.4 - Структура заголовка STM-1.

В отличии от заголовка SOH фрейма STM-1, байты которого могут быть определены двумя координатами: а- строка, b - столбец, байты заголовка STM-4, учитывая особенности мультиплексирования, определяются тремя координатами: а- строка, b - столбец, с - идентификатор (с=1,2,…N) STM-4 или глубина интерливинга, т.е. номер тайм-слота при мультиплексировании. Структура байтов секционного заголовка STM-4 показана на рисунке 1.5.

1.3 Выбор фирмы - производителя

В настоящее время аппаратуру синхронной цифровой иерархии (СЦИ) поставляют на российский рынок целый ряд фирм: Alcatel, ECI Telecom, Ericsson, GPT, Lucent Technologies (две линии оборудования, разработанные AT&T и Phillips), NEC, Nokia, Nortel, Siemens и другие. Каждая фирма предлагает также свои программные средства для управления оборудованием и сетью СЦИ, которые не совместимы между собой. Вследствие этого применение на сети одного оператора или в одной зоне обслуживания аппаратуры разных фирм-производителей нецелесообразно, так как при этом невозможно организовать отвечающую современным требованиям единую систему управления, что существенно снизит эффективность работы сети и удобство ее эксплуатации.

Отсюда вытекает важная рекомендация по выбору фирмы-поставщика: она должна иметь развитое семейство аппаратуры, отвечающее как ближайшим, так и перспективным потребностям развития сети. Для этого могут, например, понадобиться мультиплексоры не только уровней STM-1/4, но и STM-16 или мощная аппаратура оперативного переключения (АОП). Что касается средств управления, то для достаточно больших и разветвленных сетей могут потребоваться как системы уровня управления элементами, так и уровня управления сетью.

Существенной особенностью аппаратуры СЦИ (SDH), отличающей ее предшествующих разработок, является отсутствие жесткого разделения на аппаратуру линейного тракта, преобразовательную, аппаратуру оперативного переключения, контроля и управления. В ней все эти средства интегрированы.

Аппаратура СЦИ является программно управляемой, что обеспечивает гибкость, упрощает эксплуатацию и развитие сетей. Всему этому способствует и модульный принцип построения аппаратуры, позволяющий комплектовать ее в соответствии с конкретными требованиями, определяемыми исходя из общей структуры и принципов организации сети. В первую очередь это относится к интерфейсным модулям. Например, в мультиплексорах типичных конфигураций может использоваться разное число линейных портов (таблица 1.2).

Выбор типов портов нагрузки и их количества еще более широк. Взаимодействие с системами плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ) возможно на уровнях 2, 34, 140 Мбит/с.

Число портов на одной плате в аппаратуре разных фирм составляет 8, 16 или 21 для потоков 2 Мбит/с, 3 или 6 для потоков 34 Мбит/с, 1 или 4 - для потоков 140 Мбит/с.

По сети наиболее эффективно транспортировать поток 140 Мбит/с, который позволяет организовать 1920 основных цифровых каналов (ОЦК). При транспортировании потоков 2 Мбит/с (30 ОЦК) полезная нагрузка STM-1, который может нести 63 таких потока, оказывается меньше: 63 х 30 = 1890 ОЦК. Наименее эффективен прямой ввод в сеть СЦИ потоков 34 Мбит/с (480 ОЦК), так как при этом STM-1 несет только три таких потока, и полезная нагрузка составляет всего 3 х 480 = 1440 ОЦК.

Многие мультиплексоры могут иметь в качестве компонентных синхронные потоки STM-1 (155 Мбит/с) с электрическим для внутристанционных связей или оптическим интерфейсом,, что позволяет, в частности, объединить несколько колец между собой.

В оборудовании ECI Telecom платы портов нагрузки могут резервироваться. Платы потоков 2 Мбит/с резервируются по схеме n+1 (т.е. на n основных одна резервная), а платы потоков 34, 140/155 Мбит/с дублируются. Кроме того, возможно дублирование других основных узлов аппаратуры: блоков питания, оперативного переключения, синхронизации.

Таким образом, при заказе аппаратуры надо конкретно определить ее конфигурацию: типы и количество портов, необходимость резервирования тех или иных модулей, источник синхронизации и топологию.

На основании вышеизложенного была выбрана фирма «ECI TELECOM». Производства Израиль. Оборудование SYNCOMTM является торговой маркой фирмы ECI TELECOM.

ECI TELECOM предлагает сетевым операторам полностью проработанные решения SDH-сетей, необходимы для предоставления высококлассного сервиса своим потребителям при максимальной прибыльности сетей. Ядром, доказавших свою пригодность на практике, решений для SDH-сетей фирмы ECI TELECOM является семейство высококачественных SYNCOMTM SDH-мультиплексоров. Аппаратура SYNCOMTM образует мощную, но гибкую инфраструктуру сетей передачи SDH, необходимую для рынка услуг связи, который очень сильно развивается в наши дни.

Сетевые решения SYNCOMTM предоставляют максимум преимуществ и выгод для сетей всех уровней: внутризоновые и магистральные сети. Системы SYNCOMTM поддерживают полный набор услуг доступа в сети передачи данных, речевых и видеосигналов. Они предоставляют простые решения для увеличения пропускной способности сетей и расширения базы клиентов, а также полную интеграцию с будущими услугами передачи.

Линия изделий SYNCOMTM включает в себя мультиплексоры ввода-вывода, терминальные и линейные мультиплексоры, а также синхронные цифровые кросс-коннекторы (SDXC), линейные регенераторы, модемы SDH-PDH и современные средства управления сетью. Инфраструктура сети инсталлируется в виде кольца, цепи, соединений «точка-точка», а также всевозможные комбинации упомянутых топологий. Все изделия SYNCOMTM соответствуют требованиям стандартов ITU-T, ETSI и развивающегося стандарта на TMN (Telecommunications Management Network).

Модемы PDH-SDH семейства SYNCOMTMоблегчают сетевой переход от PDH к SDH и свободное использование существующей транспортной среды PDH. Линейные регенераторы и платы мощных оптических усилителей дают возможность передавать данные на сверхбольшие расстояния. Усовершенствованные платы резерва пользовательских потоков обеспечивают высокий уровень надежности в сети, а блок служебной связи дает возможность речевой связи с бригадой техобслуживания, пользуясь каналами, встроенными в систему SDH.

ECI TELECOM является признанным во всем мире лидером на рынке SDH, отличающегося высокой конкуренцией. Фирма предоставила сетевые решения на базе SYNCOMTM для широкого диапазона РТТ, ТО и сетевых провайдеров на пяти континентах.

Обслуживание на высоком уровне не оканчивается с завершением инсталляции в сети. Взаимосвязь ECI со своими потребителями включает высококачественную техническую поддержку и внедрение более совершенных версий в течение длительного срока.

1.4 Комплектация оборудования узловых станций кольца SDH

1.4.1 Мультиплексоры

Основным функциональным модулем сетей SDH является мультиплексор. Они служат для сборки/разборки высокоскоростного потока из низкоскоростных потоков.

Мультиплексоры SDH выполняют функции устройств терминального доступа, позволяя подключать низкоскоростные каналы PDH иерархии непосредственно к своим входным портам. Они являются более универсальными и гибкими устройствами, позволяющими решать практически все задачи мультиплексирования и коммутации, концентрации и регенерации. Это оказывается возможным в силу модульной конструкции SDH мультиплексора - SMUX, при которой выполняемые функции определяются лишь возможностями системы управления и составом модулей, включенных в спецификацию мультиплексора. Выделяют два типа SDH мультиплексора: терминальный мультиплексор и мультиплексор ввода/вывода.

Терминальный мультиплексор TM (рисунок 1.6) является мультиплексором и оконечным устройством SDH сети с каналами доступа, соответствующими трибами PDH и SDH иерархий. Терминальный мультиплексор может вводить каналы, т.е. коммутировать их с входа трибного интерфейса на линейный выход, или выводить каналы, т.е. коммутировать их с линейного входа на выход трибного интерфейса. Он может также осуществлять локальную коммутацию входа одного трибного интерфейса на выход другого трибного интерфейса. Как правило, эта коммутация ограничена трибами 1,5 и 2 Мбит/с. если PDH трибы являются «электрическими» т.е. использующими электрический сигнал для передачи данных, то SDH трибы могут быть как электрическими, так и оптическими (STM-1, 4, 16).

Другой важной особенностью SDH мультиплексора является наличие двух оптических линейных выходов (канала приема/передачи), называемых агрегатными выходами и используемых для создания режима стопроцентного резервирования, или защиты по схеме 1 + 1 с целью повышения надежности. Эти выходы могут называться основными и резервными (линейная топология) или восточными и западными (кольцевая топология). Если резервирование не используется (незащищенный режим), достаточно только одного выхода (одного канала приема/передачи). Резервирование 1 + 1 в сетях SDH является их внутренней особенностью и не имеет ничего общего с так называемым внешним резервированием.

m = 12, 3, 4, n = 1,4,16,64

Рисунок 1.6 - Терминальный мультиплексор.

Мультиплексор ввода/вывода (ADM - Add/Drop Multiplexer) представленный на рисунке 1.7 может иметь на входе тот же набор трибов, что и терминальный мультиплексор. Он позволяет вводить/выводить соответствующие им каналы. Дополнительно к возможностям коммутации, обеспечиваемым ТМ, ADM позволяет осуществлять сквозную коммутацию выходных потоков в обоих направлениях, а также осуществлять замыкание канала приема на канал передачи на обоих сторонах в случае выхода из строя одного из направлений. Позволяет пропускать основной оптический поток мимо него в обходном режиме. Все это дает возможность использовать ADM в топологиях типа кольца.

Концентратор или кроссовый коммутатор (DXC - Digital Cross Connects) (иногда называемый по-старому хаб, так как используется в топологических схемах типа «звезда»), (рисунок 1.8.) представляет собой мультиплексор, объединяющий несколько, как правило, однотипных (со стороны входных портов) потоков, поступающих от удаленных узлов сети в один распределительный узел сети SDH, связанный с основной транспортной сетью.

Этот узел может также иметь два, три, четыре или больше линейных портов типа STM-N или STM-N-1 и позволяет организовать ответвление от основного потока или кольца, или, наоборот, подключение двух внешних ветвей к основному потоку или кольцу, или, наконец, подключение нескольких узлов ячеистой сети к кольцу SDH. В общем случае он позволяет уменьшить общее число каналов, подключенных непосредственно к основной транспортной сети SDH. Мультиплексор распределительного узла в порте ответвления позволяет локально коммутировать подключенные к нему каналы, давая возможность удаленным узлам обмениваться через него между собой, не загружая трафик основной транспортной сети.

DXC в синхронной сети позволяет установить связи между различными каналами, ассоциированными с определенными пользователями сети, путем организации полупостоянной (временной) перекрестной связи, или кросс-коммутации, между ними. Возможность такой связи позволяет осуществить маршрутизацию в сети SDH на уровне виртуальных контейнеров VC-n, управляемую сетевым менеджером (управляющей системой) в соответствии с заданной конфигурацией сети. Важной особенностью таких коммутаторов является отсутствие блокировки других каналов при коммутации, когда коммутация одних групп TU не накладывает ограничений на процесс обработки других групп TU. Такая коммутация называется не блокирующей.

Существует несколько типов коммутаторов SDXC в зависимости от того, какие виртуальные контейнеры они могут коммутировать. Их обозначение в общем случае имеет вид SDXC n/m , где n - номер виртуального контейнера, который коммутатор может принять на вход, а m - номер максимально возможного уровня виртуального контейнера, который он способен коммутировать. Иногда вместо виртуального контейнера m указывают набор коммутируемых виртуальных контейнеров, например, m/p/q.