SONET과 SDH

2008년 1학기 정보통신망설계 수업때 정리했던 것.


SONET(Synchronous Optical NETwork)/ SDH(Synchronous Digital Hierachy)

- 거의 전세게 모든 장거리 전화망의 광케이블 구간에 적용되고 있는   물리계층 표준이다.
- 여러 사업자들이 연동 할 수 있는 wavelength, timing, framing등에 관련된   공통의 시그널링 표준을 정의하고 북미, 유럽, 아시아 지역의 디지털   시스템들을 통합시켜서 Gigabit급 이상의 전송속도를 가지는 광케이블상에
  디지털 시그널들을 효울적으로 실어 보낼 수 있는 수단을 제공하는 것을 목표로 한다.
- 동기식 시스템으로 설계되었기 때문에 전체 대역폭이 다양한 부채널들에   할당된 다수의 타임 슬롯들을 포함하고 있는 하나의 거대한 채널로   이용되며, 반송프레임은 사용자 데이터 포함 여부에 관계없이 125us 간격으로 끊임없이 전송된다.

■ SONET(Synchronous Optical NETwork)
- 미국내 공업 표준안을 마련하는 기구인 ANSI(American National Standards   Institute)산하 ECSA(Exchange Carriers Standards Association)에 의해   마련된 광통신 전송 표준안이다.
- SONET의 기본 전송단위인 STS(Synchronous Transport Signal)-1은   90byte*9의 2차원 논리적 배열구조를 가지는 프레임으로, 전체 810byte   영역에서 36byte는 프레임의 올바른 전송에 필요한 프로토콜 오버헤드로   이용된다.

- 상기와 같은 프레임이 초당 8000번(125us 간격) 전달되기 때문에 STS-1의   전송속도는 8000*810*8, 즉 51.84Mbps이다.
- 프레임 당 36byte의 overhead가 있기 때문에 상위계층 프로토콜에서   이용할 수 있는 순수한 데이터 전송속도는 8000*774*8, 즉 49.536Mbps이다.   그런데 36byte의 overhead 가운데 시스템 관리를 위한 27byte를 제외한
9byte(Path overhead)는 SPE(Synchronous Payload Envelope)라 불리우는   SONET의 페이로드에 포함된다. 따라서 SONET의 페이로드 전송속도는   50.112Mbps이다.
- SONET이 Gigabit급 이상의 전송속도를 가지기 위해서는 이와 같은   프레임들이 커다란 하나의 프레임으로 다중화 되어야 한다.   다중화는 STS-1 프레임 단위로 이루어지고 다중화된 프레임은 STS-3,   STS-12등과 같이 다중화에 포함된 STS-1 프레임의 수로 표시한다.

 

 

 

- 구성도

 

 

▷ PTE : 상위계층의 사용자 payload를 SONET 형식으로(STS-n) 만들어 주는 장비로 CPE(Customer Premises Environment)를 위해 payload를 분리/결합하는 모든 망 구성요소들에 포함된다.
▷ LTE : 망 구성요소들 사이에 위치하여 동작하는 일종의 허브로 PTE 계층에 대해 다중화, 동기화, 백업 스위칭등의 서비스를 제공한다.
▷ STE : 프레임 정렬, scrambling, 오류 검출, 모니터링등의 기능을 수행하는 재생기이다.

■ SDH(Synchronous Digital Hierachy)
- SDH는 125us 단위의 프레임 구조로 동기식 다중화 절차의 적용으로   byte 단위의 데이터 처리와 저계위 신호(DS0)의 엑세스가 용이하다.
- 프레임 구조는 270byte*9행으로 이루어져 있으며 전송속도는   270byte*9*8bit*8000Hz, 즉 155.52Mbps이다.

 

- SOH : Section Overhead, STM-n 신호가 구성될 마지막 단계에 삽입된다.
  STM-n 신호의 전송 성능 표시, 운용 및 보수등을 목적으로 재생기, 다중화기 구간에서 삽입, 추출한다.
- VC가 TU 또는 AU신호로 정렬될 때, TU 또는 AU 프레임 내에 VC가 시작되는 주소를 지정한다.
- POH : Path Overhead, 9*1byte, 0.576Mbps, VC 신호가 구성될 때마다 삽입된다. 해당 VC가 조성되는 점과 해체되는 점 사이의 End-to-End 통신을 위해 사용한다.
- STM-1 payload capacity : 9*260byte, 149.760Mbps
- 계층화의 구조를 도입하여 overhead를 체계화함으로써 통신망의 운용 관리를 효율적으로 수행할 수 있다.
- SDH 계층의 overhead와 전송기능은 4단계로 나누어진다.

▷ Path : 두 단국의 다중화 장비 사이에 서비스를 전송
▷ Line : 물리매체를 통하여 VC-3, VC-4 path layer payload와 MSOH를 전송
▷ Section : 물리계층을 통하여 STM-n frame을 전송
▷ Physical : 물리매체를 통하여 광 또는 전기신호를 bit 단위로 전송

- SDH는 PDH에 비해 구조가 대단히 단순하다. DS-n 신호가 다중화 될 때
  동기식 디지털 계위상에서 이들 신호가 모두 대등한 관계이다.

■ PDH와 SONET, SDH의 비교
 

 

단위: Mbps              

- SDH는 기존의 북미식과 유럽식의 디지털 계위를 대부분 수용해서 STM-n 신호로 디지털 계위의 통합이 이루어졌다.
- 통신망을 크게 path와 section으로 계층화하여 section에서는 path에서 필요한 overhead를 처리하지 않고 투명하게 통과시킨다.
- Overhead의 체계적 활용으로 통신망의 운용관리 및 유지보수 업무를 원활하게 수행할 수 있게 해주며 통신망의 발전에 대비해서 풍부한 여분의  overhead를 남겨두었다.
- Pointer를 몇 차례 삽입(byte stuffing)하여 범세계적 통신망의 동기화를 꾀했다.
- One step multiplexing과 풍부한 overhead의 체계적 활용으로 기존의 전송시스템이 point to point 전송개념에서 설계된 데 비해 동기식 디지털 계위의 표준은 통신망에 입각해서 정립되었기 때문에 빈번한 분기 결합 또는 교차등에 효율적이다.