Konsep SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

SDH (Synchronous Digital Hierarchy) adalah sebuah struktur hirarki penggabungan transportasi digital berbasis pada transmisi sinkron dan telah ditetapkan oleh ITU-T. Penggabungan sinyal dalam sistem transport menemui kendala dal hal panyisipan (drop dan insert) dan pencabangan serta keterbatasan dalam mengendalikan dan memonitor jaringan. Dengan ditemukannya konsep SDH, masalah tersebut dapat diminimalisir bahkan menguntungkan bagi perkembangan teknologi telekomunikasi.

Aplikasi jaringan SDH

Ketentuan yang ditetapkan oleh ITU-T untuk nilai bit SDH:

 STM-1             155 Mbps,

 STM-4             622 Mbps

 STM-16           2.4 Gbps

 STM-64           10 Gbps

Pencampuran (Multiplexing) sinyal SDH

Mendesaknya kebutuhan sebuah teknologi digital yang lebih lebih baik dari teknologi sebelumnya, menjadikan teknologi SDH dianggap lebih layak saat ini karena dapat mengakomodir beberapa kebutuhan, yaitu:

a.      Jaringan membutuhkan kapasitas transmisi meningkat.

b.      Jaringan harus menyediakan meningkatkan fleksibilitas (respon cepat)

c.       Jaringan harus menyediakan meningkatkan survivability.

d.      Jaringan perlu untuk mengurangi biaya operasi.

Struktur Jaringan SDH

Keunggulani SDH dibanding PDH.

• Level transmisi tinggi hingga 40 Gb / s

• Fungsi  add & drop yang lebih sederhana

• Ketersediaan tinggi dan pencocokan kapasitas

• Lebih handal

• Interkoneksi (SONET, SDH, PDH)

Keuntungan teknologi SDH:

·        ·         

1. Memudahkan dalam mengendalikan dan memonitor jaringan (NMS)
2. Biaya yang lebih rendah.
3. Fleksibel dalam konfigurasi
4. Jumlah interface back-to-back yang tidak terlalu kompleks sehingga meningkatkan  kehandalan jaringan dan pelayanan. 

SDH Network Topologies

Point-to-Point Network

Pada jaringan ini tidak membutuhkan proteksi.

Point to Point Network

Chain Network;

Chain Network

Ring Topology

Dapat dibuat proteksi yang disesuaikan dengan kebutuhan.

Ring Topology

Synchronous Network Elements:

1)         Regenerator;

Regenerators digunakan untuk menguatkan sinyal dan menghasilkan sinyal optic yang baru sebagai penyesuaian sebelum proses penggabungan (multiplexing)

Regenerator

2)         Terminal Multiplexer

Terminal Multiplexer digunakan untuk mengkombinasikan sinyal indup yang terdiri dari sinyal PDH dan SDH, output berupa STM-N is used to  combines the SDH and PDH input signals, It gives a output of   STM-N Signal.

Terminal Multiplexer

3)         ADM

The Add and Drop Multiplexer (ADM),menjadikan sinyal STM-N signal sebagai input, hal ini berguna untuk menaikkan atau menuruunkan levelnilai tributary. Add and Drop Multiplexer (ADM) digunakan oeh semua topologi.

Add and Drop Multiplexer

4)         DXC (digital cross connect)

Digunaan untuk interkoneksi

Digital cross connect

Struktur Frame SDH

Struktur frame terendah yang didefinisikan dalam standar SDH adalah STM-1 (Synchronous Transport Module level 1) dengan laju bit 155,520 Mbit/s (155 Mbps). Ini berarti STM-1 terdiri dari 2430 byte dengan durasi frame 125μ s. Bit rate atau kecepatan transmisi untuk level STM-N yang lebih tinggi juga telah distandarisasi sebagai kelipatan bulat (1, 4, 16 dan 64) dari N x 155,520 Mbps, seperti dibawah ini.

Standar Frame              Standar Kecepatan

    STM-1                                  155Mbps,

    STM-4                                   622 Mbps

    STM-16                                2.4 Gbps

    STM-64                                10 Gbps

Frame STM-1 tersusun atas 9 baris, setiap baris terdiri dari 270 kolom (1 kolom = 1 byte). Sembilan byte pertama pada setiap baris terdiri dari daerah Section Overhead, sedangkan byte sisanya adalah daerah informasi (payload). Transmisi dilakukan baris per baris, dimulai dari byte teratas sebelah kiri dan diakhiri oleh byte terbawah sebelah kanan. Struktrur frame STM-1 yang membawa payload dalam VC-4 seperti pada gambar:

Struktur frame SDH

Analogi struktur frame SDH pada truk

Analogi pada truk

•         Jumlah baris dalam sebuah frame : 9

•         Jumlah kolom dalam sebuah frame : 9 + 261 = 270

•         Jumlah bytes/frame : 9 x 270

•         Jumlah bits /frame : 9 x 270 x 8

•         Jumlah bits per second : 9 x 270 x 8 x 8000  = 15552000 atau 155.52 Mbps

Matrix frame SDH

Struktur elemen-elemen dari frame terdiri dari:

•         SOH -SOH bytes

•         RSOH –RSOH

•         MSOH –MSOH

•         Pointer

•         POH-POH terdiri dari: J1, B3, C2, G1,F2, H4, F3, K3 and N1

•         Payload  

Elemen  frame SDH

Bagian Section Overhead sebagai sinyal manajemen terdiri dari RSOH (Regenerator Section Overhead), MSOH (Multiplex Section Overhead) dan AU pointer[5]. RSOH berfungsi untuk pengendalian pengiriman informasi dari satu node ke node berikutnya dalam jaringan SDH. Semua elemen jaringan SDH berakhir pada RSOH. Sedangkan MSOH mengontrol setiap section antara node elemen jaringan SDH kecuali regenerator dan mengendalikan perantaraan transmisi antara dua elemen multiplexer yang berdekatan atau sejajar. AU pointer berfungsi untuk mengatur pemetaan (mapping) container yang berisi informasi (payload) ke dalam frame STM-N.

Akomodasi sinyal SDH 

SDH multiplexing

SDH multiplexing menggabungkan sinyal digital berkecepatan rendah seperti 2, 34, dan 140 Mbit sinyal / s dengan yang dibutuhkan overhead untuk membentuk kerangka yang disebut Synchronous Transport Module di tingkat satu (STM-1). 

 

Struktur Multiplexing

Prinsip-prinsip multiplexing SDH berikut  

Pemetaan : Sebuah proses yang digunakan ketika anak sungai yang diadaptasi menjadi Virtual Containers (VC) dengan menambahkan pembenaran bit dan Path Overhead (POH) informasi.

Menyelaraskan : Proses ini terjadi ketika pointer termasuk dalam Unit Tributary (TU) atau Unit Administrasi (AU), untuk memungkinkan byte pertama dari Container Virtual berada.

Multiplexing  Proses ini digunakan ketika beberapa orde rendah sinyal lapisan jalan yang diadaptasi menjadi sinyal jalur tingkat tinggi, atau ketika sinyal jalur tingkat tinggi yang diadaptasi menjadi sebuah Bagian Multiplex.

STM-1 frame

Pada gambar di atas, menunjukkan bingkai STM-1, yang diciptakan oleh 9 segmen 270 byte setiap. 9 byte pertama dari setiap segmen membawa informasi biaya overhead; 261 byte yang tersisa membawa payload. Ketika divisualisasikan sebagai blok, frame STM-1 muncul sebagai 9 baris dengan 270 kolom byte. STM-1 frame ditransmisikan baris # 1 pertama, dengan bit paling signifikan (MSB) dari setiap byte ditransmisikan pertama.

Formula ini menghitung tingkat bit dari sinyal digital berbingkai:

bit rate = frame rate x frame capacity

Agar SDH untuk dengan mudah mengintegrasikan layanan digital yang ada dalam hierarki, dan beroperasi pada tingkat dasar 8 kHz, atau 125 mikrodetik per frame, sehingga frame rate 8.000 frame per detik, maka Kapasitas frame sinyal adalah jumlah bit yang terkandung dalam satu frame.

frame capacity = 270 bytes/row x 9 rows/frame x 8 bits/byte = 19,440 bits/frame

Bit rate dari sinyal STM-1 dihitung sebagai berikut:

bit rate = 8,000 frames/second x 19,440 bits/frame= 155.52 Mbit/s

SDH Multiplexing bekerja seperti yang dijelaskan dalam diagram di bawah

SDH Multiplexing

Seperti yang terlihat dalam diagram di atas Frame urutan setelah multiplexing 4 STM-1 adalah BADC BADC BADC, ini berarti setiap STM-1 telah diberikan slot waktu tertentu dan urutan dipertahankan sehingga pada penerima yang mengakhiri De-Multiplexer dengan mudah mengerti yang frame yang STM dan masing-masing STM terbentuk