PDH e SDH: l'evoluzione della trasmissione digitale su fibra ottica

Prima che le reti in fibra potessero trasportare enormi quantità di traffico multiplato, la trasmissione digitale si è evoluta in due grandi fasi: dai sistemi PDH degli anni ’80 alla gerarchia sincrona SDH, con il suo equivalente americano SONET.

PDH: la prima generazione

I sistemi PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy, gerarchia digitale plesiocrona) sono stati i primi standard diffusi per multiplare più flussi telefonici e dati su un unico collegamento. “Plesiocrono” significa che gli orologi dei diversi apparati della rete sono quasi, ma non perfettamente, sincronizzati tra loro — una limitazione tecnica che rendeva complesso estrarre un singolo flusso di basso livello da un aggregato senza demultiplare l’intera gerarchia.

SDH: la gerarchia sincrona

A partire dagli anni ’80, la crescente richiesta di banda e di qualità del servizio ha portato allo sviluppo di SDH (Synchronous Digital Hierarchy). A differenza del PDH, la sincronizzazione tra gli apparati permette funzioni di “add and drop”: inserire o estrarre un singolo flusso di traffico da un segnale aggregato senza dover demultiplare tutti i livelli intermedi. Questo ha reso molto più semplice ed economica la riconfigurazione dinamica delle reti.

Sebbene i livelli più bassi di multiplazione SDH possano teoricamente funzionare anche su cavo in rame, ponte radio o satellite, l’interfaccia di linea più diffusa per questi sistemi è la fibra ottica.

SONET: l’equivalente americano

Negli Stati Uniti la rete sincrona si chiama SONET (Synchronous Optical Network) e ha caratteristiche molto simili a SDH, pur con una terminologia diversa. L’interconnessione tra i due standard è possibile con pochi adattamenti nei livelli di corrispondenza, anche se la struttura dei tributari SONET differisce da quella SDH.

SDHSONETVelocità
STM-0STS-1 / OC-151,84 Mbps
STM-1STS-3 / OC-3155,52 Mbps
STM-4STS-12 / OC-12622,08 Mbps
STM-16STS-48 / OC-482 488,32 Mbps
STM-64STS-192 / OC-1929 953,28 Mbps
STM-256STS-768 / OC-76839 813,12 Mbps

Protezione ad anello: continuità del servizio

Una caratteristica fondamentale delle reti SDH è la presenza di meccanismi di protezione che permettono di superare un’interruzione di linea in tempi brevissimi, dell’ordine di 50 millisecondi — troppo veloce perché l’utente finale se ne accorga.

BCDA
In caso di interruzione lungo l'anello, il traffico può essere reinstradato in direzione opposta per raggiungere comunque tutti i nodi
Esistono due varianti: anelli con ridondanza unidirezionale, che in caso di guasto non garantiscono il ripristino su tutti i nodi, e anelli con ridondanza bidirezionale, che permettono di ripristinare il servizio ovunque nell’anello.

Domande frequenti

SDH è ancora usato oggi?

Le reti di trasporto moderne si affidano sempre più spesso a soluzioni basate su Ethernet e IP su WDM/DWDM, ma SDH resta diffuso in molte infrastrutture di trasporto esistenti, specialmente per servizi che richiedono garanzie stringenti di latenza e continuità.

Perché SDH è considerato un miglioramento rispetto a PDH?

Perché la sincronizzazione tra gli apparati permette di inserire ed estrarre singoli flussi di traffico senza demultiplare l’intera gerarchia, riducendo costi e complessità nella gestione della rete.

Come SDH impacchetta il traffico: i Virtual Container

Prima di essere aggregato nel frame STM-1, ogni flusso di traffico esterno viene incapsulato in un Virtual Container (VC), la cui dimensione varia a seconda della velocità del flusso da trasportare, per minimizzare lo spreco di banda:

ContainerCapacità
VC-12Circa 2,18 Mb/s
VC-3Circa 48,4 Mb/s
VC-4Circa 149,8 Mb/s

I nodi che eseguono queste operazioni di inserimento ed estrazione dei flussi si chiamano ADM (Add & Drop Multiplexer); i nodi che invece si limitano a far transitare il traffico senza estrarlo si chiamano DXC (Digital Cross-Connect).

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