TABLE DES MATIERES. Chapitre 1 : Evolution des Réseaux et Services de télécommunication 1

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1 SDH NORMES, RESEAUX ET SERVICES TAYEB BEN MERIEM RESUME La technologie SDH, née il y a dix ans, connaît un énorme succès puisqu'elle est largement déployée dans les réseaux des différents opérateurs historiques, opérateurs entrants et ISP, et continue de se déployer. L'ouvrage traite les enjeux de la SDH, les normes dans leur détail ainsi que les réseaux et services supportés. Il arrive au moment où les différents opérateurs, ISP et constructeurs débattent des grands choix stratégiques sur le type de réseau support des backbones IP (IP/SDH, IP/ATM, IP/WDM). L'auteur présente une analyse de la situation en termes d'enjeux technologiques, réglementaires et stratégiques et de recomposition, ainsi que les atouts de ta nouvelle génération des équipements, réseaux et services SDH adaptés pour le transport des flux de données et qui crédibilisent le scénario IP/SDH TABLE DES MATIERES Chapitre 1 : Evolution des Réseaux et Services de télécommunication 1 Chapitre 2 : Multiplexage SDH : Transport «PDH/SDH», «IP/SDH» et «ATM/SDH» Rappel sur le multiplexage plésiochrone Les différentes filières de la hiérarchie PDH Pourquoi la SDH Les entités traitées par un réseau SDH Le conteneur (C) Le conteneur virtuel (VC) l'unité d'affluent (TU) I'unité administrative (AU) Groupes d'unités d'affluent (TUG) Groupe d'unités administratives (AUG) La trame STM Structure de multiplexage Structure de la trame STM Du VC-4 à l'affluent 140 Mbit/s Comparaison du débit du C-4 au de l'affluent140 Mbit/s Du VC-4 à l'affluent 34 Mbit/s Structure du TUG Du V-4 à l'affluent 2 Mbit/s Numérotation des unités d'affluents Branche TUG 2 vers l'affluent 2 Mbit/s Branche TUG 2 vers l'affluent 6 Mbit/s Branche TUG 2 vers l'affluent 1,5 Mbit/s 76

2 2.5. Signification des octets des différents surdébits Signification des octets de surdébit de conduit (POH) Octets du surdébit de conduit des VC 3 et VC Signification des octets du surdébit de conduit VC 11, VC 12 et VC Surveillance de la connexion en cascade (TCM) La connexion en cascade (HO TCM) d'ordre supérieur Mécanismes de surveillance Signal VC n non équipé VC n non-équipé en configuration de réseaux ne supportant pas le transport de connexion en cascade VC n/vc m non-équipé en configuration de réseaux supportant le transport de connexion en cascade Signal VC-n non équipé de supervision VC n/vc m non-équipé de supervision dans un réseau ne supportant pas de connexion en cascade VC n non-équipé de supervision dans un réseau avec connexion en cascade Signification des octets de surdébit de section (SOH) Signification des octets du (RSOH) Signification des octets du (MSOH) Signification des octets du pointeur Principe du pointeur Processus de justification Signification des octets du pointeur d'au Pointeur de TU Pointeur d'au Pointeur des TU 2, TU 12, TU Les différentes trames SDH Trame STM Sous-trames STM 0 (sstm) Structure de multiplexage pour les sous-trames sstm Trames STM N Surdébit de section de régénération (RSOH) Surdébit de section de multiplexage (MSOH) SOH de la trame STM Structure de multiplexage pour les trames STM N Concaténation Structure de multiplexage liée à la concaténation Principe de la concaténation Concaténation contiguë Cas du VC 4 mc Cas du VC 2 mc Concaténation virtuelle Cas du VC 4 mv Cas du VC 2 mv Conversion entre concaténation contiguë et concaténation virtuelle De la concaténation contiguë à la concaténation virtuelle De la concaténation virtuelle à la concaténation contiguë Solutions alternatives à la concaténation Transport des cellules ATM dans un réseau SDH Transport de cellules ATM dans le VC Transport de cellules ATM dans des VC 4 concaténés Transport d'entités SDH dans des trames PDH Trame 34 Mbit/s PDH pour le transport de la SDH Signification des différents octets de la trame Structure de la trame 34 Mbit/s pour le transport des VC Trame 140 Mbit/s PDH pour le transport de la SDH Signification des différents octets du surdébit de la trame140 Mbit/s Structure de multiplexage pour la trame 140 Mbit/s Trame 140 Mbit/s avec remplissage homogène Trame 140 Mbit/s avec remplissage non homogène Résumé sur les normes PDH Transport de cellules ATM dans des trames PDH Transport de paquets IP dans des trames SDH 164

3 Scénario IP/SDH de type «POS» Scénario IP/SDH de type «MAPOS» Scénario IP/SDH de type LAPS Le scénario Ethernet sur SDH utilisant le LAPS(X.eos) Le scénario IPv4/IPv6 sur SDH utilisant le LAPS(X.ipos) 169 Chapitre 3 : Architecture du réseau de transport SDH Principe du modèle architectural Réseau de couches Entités constituant un réseau de couches Les composants topologiques Entités de transport Fonctions de transport Points de référence Concept de structuration en couches Décomposition du réseau de transport Le réseau de couche circuit Le réseau de couche conduit Le réseau de couche transmission Concept de partition Partition de sous-réseau Relation Client / serveur entre réseaux de couche Modélisation des connexions en cascade (Tandem Connections) Décomposition du réseau en couches Modèle générique de décomposition Surveillance des connexions en cascade (TCM) Modélisation de la protection du réseau de transport Modèle générique de protection de conduit de type VC Trail Modèle générique de protection de type SNCP Modèle de la protection de type SNCP/N (1+1) Modèle de la protection de type SNCP/I (1+1) Modèle de transport STM 0 radio Réseau de couche section de multiplexage STM Réseau de couche section de régénération STM Réseau de couche section physique STM Modèle de transport ATM Architecture du réseau de couche (VC ATM) Architecture du réseau de couche (VP ATM) Conclusion 208 Chapitre 4 : Architecture fonctionnelle des équipements SDH Définitions et conventions associées au modèle atomique Points de référence Hommage du point de référence de transmission Information passant par le point de référence Transmission Hommage du point de référence de Rythme (TP) Information passant par le point de référence de Rythme Hommage des points de référence distants Information transitant par le point de référence distant Hommage du point de référence de gestion Information passant par le point de référence Gestion Conventions pour la gestion des dérangements et la surveillance de la qualité de fonctionnement Représentation des fonctions atomiques Convention de nommage des fonctions atomiques Fonction atomique adaptation Supervision de la fonction atomique adaptation Les informations en entrée et en sortie de la fonction atomique adaptation Fonction atomique terminaison de Trail (TT) Supervision de la fonction atomique terminaison de Trail (TT) Les informations en entré et en sortie de la fonction(tt) 234

4 Fonction atomique connexion Représentation des blocs fonctionnels Blocs fonctionnels génériques Bloc fonctionnel d'adaptation (A) Bloc fonctionnel de connexion (C) Bloc fonctionnel de terminaison (T) Les blocs fonctionnels et la structure de multiplexage Les blocs fonctionnels des couches conduits Fonctions (LPA) et les conteneurs Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel (LPA) Représentation des fonctions atomiques du bloc fonctionnel (LPA) Fonction atomique adaptation de conduit d'ordre inférieur (Sm/Pqx_A) Fonction atomique adaptation de conduit d'ordre inférieur (Sm/Pqs A) Fonctions LPT, HPT et les conteneurs virtuels Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel (LPT) Représentation des fonctions atomiques du bloc (LPT) Fonction atomique terminaison de Trail (Sm TT) Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel (HPT) Représentation des fonctions atomiques du bloc(hpt) Fonction atomique adaptation (Sn/User A) Fonction atomique terminaison de Trail (Sn TT) Fonction (HPA) et l'entité virtuelle (TUG 3) Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel (HPA.) Représentation des fonctions atomiques du bloc(hpa) Fonction atomique adaptation (Sn/Sm_A) Les blocs fonctionnels du niveau section Fonction MSA et l'entité AUG Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel (MSA) Représentation des fonctions atomiques du bloc(msa) Fonction atomique adaptation (MSn/Sn_A) Fonction (MST) et la section de multiplexage Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel (MST) Représentation des fonctions atomiques du bloc(mst) Fonction atomique adaptation (MSn/DCC A) Fonction atomique adaptation (MSn/OW A) Fonction at. nique adaptation (MSn/SD A) Fonction ato._. ique adaptation (MSn/Aux_A) Fonction atomique terminaison de Trail (MSn_TT) Fonction (RST) et la section de regénération Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel (RST) Représentation des fonctions atomiques du bloc(rst) Fonction atomique adaptation (RSn/DCC A) Fonction atomique adaptation (RSn/OW A) Fonction atomique adaptation (RSn/User A) Fonction atomique adaptation (RSn/Aux A) Fonction atomique adaptation (RSn/MSn_A) Fonction atomique terminaison de Trail (RSn_TT) Les blocs fonctionnels des interfaces physiques Le bloc fonctionnel interface physique PDH (PPI) Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel (PPI) Représentation des fonctions atomiques du bloc(ppi) Fonction atomique adaptation (Eq/Eqx A) Fonction atomique adaptation (Eq/Pqs A) Fonction atomique terminaison (Eq_TT) Le bloc fonctionnel interface physique SDH (SPI) Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel (SPI) Représentation des fonctions atomiques du bloc SPI) Fonction atomique adaptation(osn/rsn_a) Fonction atomique terminaison (OSn_TT) Fonction atomique adaptation (ES1/RS1 A) Fonction atomique terminaison (ES1 TT) Blocs fonctionnels de connexion Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel (HPC) Représentation des fonctions atomiques du bloc(hpc) 321

5 Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel (HPC) Représentation des fonctions atomiques du bloc(lpc) Blocs fonctionnels et Architecture du réseau de transport SDH Les blocs fonctionnels de protection de la section de multiplexage Principe de protection de la section de multiplexage Bloc fonctionnel (MSP) Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel (MSP) Représentation des fonctions atomiques du bloc(msp) Fonction atomique terminaison (MSnP_TT) Fonction atomique connexion (MSnP_C) Fonction atomique adaptation (MSn/MSnP_A) Les fonctions atomiques (MSP) en protection1+1) Protection de type conduit Principe de la protection de type conduit d'ordre supérieur Le bloc fonctionnel (HPP) Fonctions atomiques du bloc fonctionnel (HPP) Représentation des fonctions atomiques du bloc, (HPP) Les fonctions atomiques (HPP) en protection(1+1) Principe de la protection de type conduit d'ordre inférieur(lpp) 345' Le bloc fonctionnel (LPP) Fonctions atomiques du bloc fonctionnel (LPP) Représentation des fonctions atomiques du bloc(lpp) Les fonctions atomiques (LPP) en protection(1+1) Protection de connexion de sous-réseau (SNCP) Protection de connexion de sous-réseau intrusive d'ordre supérieur Architecture fonctionnelle de protection (SNCP/I) d'ordre supérieur Les fonctions atomiques de la protection SNCP/I) d'ordre supérieur en (1+1) Protection de connexion de sous-réseau intrusive d'ordre inférieur L'architecture fonctionnelle de la protection (SNCP/I) d'ordre inférieur Les fonctions atomiques de la protection (SNCP/I) d'ordre inférieur en (1+1) Protection (SNCP/N) d'ordre supérieur Le processus (HPCP) pour la protection SNCP/N non-intrusive surveillée avec (HPOM) Bloc fonctionnel (HPOM) Relation entre le bloc (HPOM) et les fonctions atomiques Représentation des fonctions atomiques du bloc (HPOM) Architecture fonctionnelle de protection (SNCP/N) d'ordre supérieur en (1+1) Architecture en fonctions atomiques de protection (SNCP/N) d'ordre supérieur en (1+1) Protection (SNCP/N) d'ordre inférieur Le processus (LPCP) pour protection non intrusive Bloc fonctionnel (LPOM) Relation entre le bloc (LPOM) et les fonctions atomiques Représentation des fonctions atomiques du bloc (LPOM) Architecture fonctionnelle de protection SNCP/N en (1+1) d'ordre inférieur Architecture atomique de protection SNCP/N en (1+1) d'ordre inférieur Les blocs a Composites» Fonction composite (HOI) Fonction composite (LOI) Fonction composite (HOA) Fonction composite (TTF) Blocs fonctionnels de conduits non équipés de supervision Le bloc fonctionnel terminaison de VC-n non-équipés de supervision d'ordre supérieur (HSUT) Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel(hsut) Représentation des fonctions atomiques du bloc(hsut) Fonction composite de supervision de conduits d'ordre inférieur (LSUT) Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel(lsut) Représentation des fonctions atomiques du bloc(lsut) 377

6 4.16. Blocs fonctionnels pour les connexions en cascade Le bloc fonctionnel adaptation (HTCA) Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel(htca) Représentation des fonctions atomiques du bloc(htca) Le bloc fonctionnel adaptation (LTCA) Les fonctions atomiques du bloc fonctionne(ltca) 382l Représentation des fonctions atomiques du bloc(ltca) Le bloc fonctionnel terminaison (HTCT) Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel(htct) Représentation des fonctions atomiques du bloc (HTCT) Le bloc fonctionnel terminaison (LTCT) Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel(ltct) Représentation des fonctions atomiques du bloc (LTCT) Le bloc fonctionnel de surveillance (HTCM) Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel(htcm) Représentation des fonctions atomiques du bloc(htcm) Le bloc fonctionnel surveillance (LTCM) Les fonctions atomiques du bloc fonctionnel(ltcm) Représentation des fonctions atomiques du bloc(ltcm) Blocs fonctionnels «transversaux»ou blocs «Support» Le bloc fonctionnel (SEMF) Le bloc fonctionnel (MCF) Le bloc fonctionnel (SETS) Le bloc fonctionnel (SETPI) Le bloc fonctionnel (OHA) Architecture fonctionnelle générique d'un équipement SDH Les multiplexeurs SDH Architecture type d'un réseau de transport SDH Architecture de réseau Architectures de réseau à base de Brasseurs Architectures de protection des anneaux Architecture de protection de conduit Architectures de protection (MS SPRING) Fonctions atomiques et stratification du réseau de transport SDH Fonctions atomiques de la couche conduit d'ordre inférieur (Sm) Fonctions atomiques de la couche conduit d'ordre supérieur (Sn) Fonctions atomiques de la couche Section de multiplexage (MSn) Fonctions atomiques de la couche Section de Régénération (RSn) Fonctions atomiques de la couche physique de type optique Fonctions atomiques de la couche physique de type électrique Equipements pour le transport des signaux MPEG Transport de signaux MPEG 2 dans des réseaux PDH Transport de signaux MPEG 2 dans des réseaux SDH Conclusion 438 Chapitre 5 : Les interfaces optiques et ingénierie des systèmes de transmission SDH Configuration d'un système de ligne général Modèle de section de régénération Les interfaces optiques pour les systèmes SDH de première, génération Les différentes classes d'applications Paramètres caractérisant les interfaces optiques Performances de l'émetteur optique Paramètres des émetteurs Paramètres du support de transmission Les paramètres du récepteur optique Synchronisation du réseau SDH Définition de la gigue Génération de gigue Transfert de gigue Tolérance de gigue Synchronisation d'un réseau SDH 461

7 5.7. Sécurité du laser Mise en oeuvre de l'als Evolution vers les systèmes SDH de deuxième génération Principe d'un système de transmission (2G) Les différentes classes d'applications Paramètres caractérisant les interfaces optiques La gamme de longueurs d'onde de fonctionnement Performances de l'émetteur optique Paramètres de la fibre optique Le compensateur passif de dispersion (PDC) Paramètres spécifiés pour les systèmes STM 16 (2G) Paramètres spécifiés pour les systèmes STM 64 (2G) avec compensation de dispersion Paramètres spécifiés pour les systèmes STM 64 (2G) avec compensation (PDC) Canal de supervision optique (OSC) Maturité des systèmes STM 64 et leurs domaines d'application 478 Chapitre 6 : Architectures fonctionnelles des systèmes par faisceaux hertziens SDH Principe du faisceau hertzien Les faisceaux hertziens à visibilité directe Phénomènes de propagation dans les faisceaux hertziens Faisceaux hertziens troposphériques Bilan de liaison hertzienne Remèdes contre les aléas de propagation Diversité de fréquence Diversité d'espace Contrôle automatique du gain (CAG) Egalisation auto-adaptative Régulation automatique de la puissance émise(rape) Architecture de la section de multiplexage hertzienne Réseau de couches pour le faisceau hertzien Les interfaces d'une section de multiplexage hertzienne Intégration des faisceaux hertziens dans un réseau de transport SDH Protection d'un système sur fibre optique par un faisceau hertzien Configuration point à point hybride, hertzien-optique Fermeture d'une boucle optique par un faisceau hertzien Architecture fonctionnelle des faisceaux hertziens SDH Les blocs fonctionnels propres à la section hertzienne Bloc fonctionnel (RSPI) Bloc fonctionnel (RPS) Bloc fonctionnel (ROHA) Faisceaux hertziens numériques synchrones à débit STM Structure de multiplexage des faisceaux hertziens STM Transport de l'entité AU 4 dans une trame STM Transport de l'entité (AU 3) dans une trame STM Architectures fonctionnelles des faisceaux hertziens STM Blocs fonctionnels de la couche hertzienne Représentation fonctionnelle des faisceaux hertziens STM 1 et STM Configuration de section hertzienne entre interfaces NNI/NNL Surdébit de section (SOH) de la trame STM 0 hertzienne Capacités de transport des faisceaux hertziens SDH Les faisceaux hertziens SDH à grandes capacités Les faisceaux hertziens SDH de moyenne capacité Plans de fréquences et techniques de modulation utilisées Exemple de plan de fréquences à 4 GHz Techniques de transmission Transport de signaux MPEG 2 dans une trame hertzienne STM Faisceaux hertziens pour réseaux radio-cellulaires 521 Chapitre 7 : Architecture fonctionnelle des systèmes à satellite SDH du service fixe pour les réseaux de transport 523

8 7.1. Service fixe par satellite (FSS) Différentes liaisons par satellite Bandes de fréquences utilisées pour le service (FSS) Secteur spatial et traitements associés Systèmes à constellations de satellites Bilan de liaison Bilan de la liaison montante Bilan de la liaison descendante Techniques d'accès multiple pour satellite Différentes interfaces d'une section de type satellite Architecture de la section de multiplexage de type satellite Architecture générale d'un réseau satellite SDH de type service fixe Equipement de transmission de satellite (STE) Equipement bande de base synchrone (SBE) Emulation d'un répartiteur satellite SDH Structure de multiplexage pour systèmes (FSS) I: entité virtuelle STUG ln I'entité virtuelle STUG 2n La sous-trame SSTM La sous-trame SSTM Différents types de sous-trames SSTM Débit de la sous-trame SSTM Débit de la sous-trame SSTM 11 à l'interface S IOS Description des deux octets du (SSOH) Premier octet du (SSOH) Deuxième octet du (SSOH) Protocole DCC du (SSOH) Mécanisme du canal de commande Interconnexion des trames Architecture fonctionnelle de l'équipement Blocs fonctionnels adaptation Blocs fonctionnels terminaison Les autres blocs fonctionnels Architecture générale de l'équipement (SBE) Architecture opérationnelle du (FSS) Les sections numériques point à point au débit STM Le modèle de réseau en couche de la section numérique satellite I: architecture de l'équipement (SBE) pour section numérique Configuration du (SBE) pour une section numérique STM Configuration (SBE) pour le transport de la SDH dans la PDH Configuration (SBE) pour section numérique à51, 84 M/bit/s Bloc fonctionnel (HSSA) : traitement du pointeur d'affluent et du tampon Doppler Le brassage de zone étendue mono-débit Le modèle de réseau en couche l'architecture de l'équipement (SBE) de brassage mono-débit sous-stm Fonctions du surdébit (SSOH) à l'interface S IOS et multidestination Le brassage satellite multi-débits Le modèle de réseau en couche L'architecture de l'équipement (SBE) de répartition multi-débits Bloc (LSSA) : traitement du pointeur d'affluent et du tampon Doppler Fonctions du surdébit (SSOH) à l'interface S IOS multidestination Conclusion 571 Chapitre 8 : Réseaux et Services SDH Planification d'un réseau SDH Analyse de la matrice de trafic Solution de type architecture centralisée Solution de type architecture en anneau Ingénierie des équipements SDH Ingénierie du multiplexeur terminal (MT) Ingénierie du multiplexeur à insertion/extraction (MIE) 587

9 Ingénierie d'un brasseur Exemples de configurations de backbone IP sur SDH Backbone IP métropolitain au-dessus d'un anneau SDH à10 Gbit/s Backbone IP à deux niveaux au-dessus d'anneaux SDH Interconnexion de deux Backbones IP en longue distance Configuration d'un réseau de collecte IP Service de liaisons louées VC 4 4c concaténées Configuration d'un backbone IP sur SDH à très haut débit Interconnexion des anneaux aux brasseurs par affluent Interconnexion des anneaux aux brasseurs par agrégat Configuration d'ethernet sur SDH par le LAPS Les versions du réseau local Ethernet Gigabit Ethernet sur SDH utilisant le LAPS Standard «Fibre Channel» et ses retombées pour le Gigabit thernet Gigabit Ethernet Interconnexion de commutateurs Gigabit Ethernet par anneau SDH Ethernet/SDH : vers les très hauts débits Ingénierie «Stand alone» ou «intégrée» Ingénierie «Stand alone» des équipements SDH Ingénierie «intégrée» des équipements SDH Anneau SDH dédié à une Entreprise Réseau d'accès SDH La SDH dans la partie transport du réseau d'accès La SDH dans la desserte secondaire du réseau d'accès 611 Bibliographie 615 Abréviations 621 TOP