SDH

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La Synchronous Digital Hierarchy (Gerarchia Digitale Sincrona) è un protocollo di livello fisico usato per le trasmissioni dati in reti geografiche.

Il compito di SDH è quello di aggregare flussi dati a bit rate diverso e ritrasmetterli su grandi distanze. A differenza della PDH (Gerarchia Digitale Plesiocrona) prevede una maggiore flessibilità delle sue strutture numeriche e permette l'estrazione di un singolo traffico tributario senza effettuare l'intera demultiplazione di tutti i suoi flussi tributari.

Il protocollo SDH è standardizzato dall'Unione Internazionale delle Telecomunicazioni (ITU) nelle normative G.707 e G.708.

Il protocollo SDH è diffuso soprattutto in Europa e in Asia. In America viene invece usato un protocollo molto simile, il Sonet, che segue gli standard di Telcordia.

[modifica] La rete SDH

Gli elementi principali di una rete SDH sono due:

- gli add drop multiplexer (ADM): componenti a due porte di linea bidirezionali che hanno il compito di inserire ed estrarre flussi cliente tributari a velocità di cifra inferiore rispetto alla portante.

- i rigeneratori: rigenerano il segnale al fine di poter coprire lunghe distanze. Nel caso si trasmetta su fibra ottica eseguono una trasformazione del segnale da ottico ad elettrico e viceversa per la ritrasmissione di dati privi degli effetti della distanza percorsa (es. attenuazione).

A seconda della diversa velocità di cifra del trasmettitore si possono trovare i seguenti moduli di trasporto sincrono (Synchronous Transport Module, STM):

• STM1 155 Mb/sec.

• STM4 622 Mb/sec.

• STM16 2.5 Gb/sec.

• STM64 10 Gb/sec.

• STM256 40 Gb/sec.

Un STM1 può trasportare 63 flussi PDH a 2 Mb/sec, oppure 3 flussi a 34 Mb/sec o ancora 3 flussi a 45 Mb/s o infine 1 solo flusso a 140Mb/sec.

[modifica] Protezione

Con la trama SDH si apre il campo anche a diverse tipologie di protezione del traffico di una rete utillizzando dei byte presenti nella trama.

La protezione di tipo 'MSP' (Multiplex Section Protection) prevede che due sistemi SDH connessi fra loro attraverso due o più linee distinte (una o più worker ed una protection) possano, in condizioni normali trasmettere i dati sulle linee worker ma, nel caso che una di queste per qualsiasi motivo si interrompa, passare automaticamente ad utilizzare il lato protection fino al ripristino dello status quo ante.

Esistono varie modalità: 1+1, 1:1 fino a 1:n che possono essere unidirezionali o bidirezionali, revertive o non revertive.

La 1+1 e la 1:1 prevedono una linea worker ed una protection mentre la 1:n prevede n linee worker. La 1+1 al contrario della 1:n trasmette sempre su entrambe le linee mentre la ricezione avviene solo sulla linea attiva. La 1:n invece trasmette sulla protection solo in caso di un malfonzionamento su qualche linea worker, in questo modo in condizioni normali la linea ridondante è utilizzabile per traffico a bassa priorità.

Si dice unidirezionale se lo switch avviene indipendentemente dallo stato dell'altro lato al contrario del bidirezionale che concerta lo switch tra i due lati in sincrono. Si dice revertive la modalità che prevede il ritorno automatico alla condizione normale al ripristino della linea con errori.

Il protocollo sfrutta due byte nella trama SDH chiamati K1 e K2, che servono a far colloquiare fra loro gli aggregati di trasmissione e ricezione. Nel momento in cui un lato del collegamento non riceverà più nessun segnale avvertirà il sistema remoto del malfunzionamento e quindi i due capi del collegamento di comune accordo utilizzeranno la via di riserva.

Un'altro tipo di protezione è la SNCP, a differenza della MSP, che opera a livello dei flussi SDH (STM-1 e multipli), il suo intervento avviene a livello di tributario PDH (VC4, 140Mb/S; DS3 45 Mb/S; E3 34 Mb/S; E1 2 Mb/s); l'intervento della protezione tra due tributari può avvenire quando il segnale è assente o fortemente degradato (SNCP-I, intrusive), oppure misurandone la qualità (SNCP-N, non intrusive).

[modifica] SDH di nuova generazione (Next Generation SDH)

Lo sviluppo di SDH fu originariamente dovuto alla necessità di trasportare più flussi plesiocroni insieme a altri gruppi di traffico voce a 64 kbit/s multiplato in PCM. La possibilità di trasportare traffico ATM era un'altra delle prime applicazioni. Per avere banda sufficiente per grossi traffici ATM, si sviluppò la tecnica della concatenazione, nella quale alcuni contenitori SDH (come il VC3 o il VC4) sono inversamente multipati per costruire un contenitore più grande. In questo modo è possibile trasportare su una rete SDH sia voce che dati simultaneamente.

Un problema della concatenazione tradizionale, tuttavia, è la sua mancanza di flessibilità. A seconda del tipo di traffico trasportato (voce o dati) ci può essere una grande percentuale di banda non usata, a causa della dimensione fissa dei contenitori SDH. Per esempio, per trasportate una connessione 100 Mbit/s Fast Ethernet in un STM1 (155 Mbit/s) comporta lo spreco di un terzo della banda disponibile.

La Concatenazione virtuale (VCAT) consente un approccio più flessibile nella concatenazione di contenitori di piccole dimensioni, costruendo gruppi di contenitori concatenati dalle dimensioni ottimizzate rispetto alla connessione trasportata (p.e. 100 Mbit/s) senza il bisogno che nell'intera rete siano presenti apparati in grado di gestire i gruppi concatenati. La concatenazione virtuale si associa sempre più a protocolli di mappatura, come il Generic Framing Procedure (GFP), per mappare connessioni di banda qualsiasi all'interno di contenitori tra di loro concatenati virtualmente.

Una ulteriore flessibilità è data dall'introduzione del Link Capacity Adjustment Scheme (LCAS), che consente una variazione dinamica della banda dedicata, tramite concatenazione virtuale, a un certo cliente, rispondendo alle richieste di aumento o riduzione di banda in tempi quasi istantanei (nell'ordine dei secondi).

L'insieme dei protocolli SDH di nuova generazione che consentono di trasportare traffico Ethernet viene spesso indicato con Ethernet over SDH (EoS).