Per le sue caratteristiche di bassa attenuazione e poco disturbo, la fibra ottica è un ottimo mezzo per il trasporto di grandi quantità di dati. SDH e SONET sono due standard, quasi del tutto uguali, per la comunicazione su fibra ottica. SDH è lo standard definito dall'ITU, SONET è la versione utilizzata in america, definita dall'ANSI. Con questi standard la capacità di trasmissione dati su fibra e nell'ordine dei Gbs.

Gli obiettivi iniziali della standardizzazione furono l'acquisizione di indipendenza ed interoperabilità dai fornitori dei sistemi, l'eliminazione di tutte le operazioni manuali, la riduzione del costo delle operazioni, la protezione da fallimenti nei nodi o rotture dei cavi. In poche parole si voleva fornire un servizio più affidabile, meno costoso e allo stesso tempo più veloce.

Poiché questo processo nasce inizialmente per il supporto alla rete telefonica, l'unità di trasmissione base è fissata a 155,520 Kbps, un valore diretta conseguenza del teorema di Nyquist-Shannon. SDH supporta però comunicazioni a rate ben più alti, definiti come multipli interi dell'unità di trasmissione base, ad esempio STM-4 ha una capacità di 622.08 Mbps, STM-16 di 2488.32 Mbps.

Il limite superiore alla velocità di trasmissione non è imposto dallo standard, ma dai limiti tecnologici. Va sottolineato che la durata di un qualsiasi frame STM-N è sempre 125μs. Questa imposizione è necessaria per garantire la corretta tempificazione dei segnali, SDH infatti lavora in TDM(Time division Multiplexing).

La rete SDH è divisa in diversi layer strettamente collegati alla topologia di rete. Il livello più basso è quello che rappresenta il media di trasmissione. Per quanto si è detto che SDH viaggia su fibra, è possibile adoperare anche canali radio o satellitari. Il livello successivo è quello regenerator che copre le necessità dei percorsi fra i rigeneratori di segnale. Sopra questo livello trova posto il livello di gestione del multiplexing. Infine c'è il livello virtual container (VC) che ha il compito di fare il mappaggio fra i segnali dei livelli superiori e il modulo di trasporto SDH (Figure 48).

Figure 48: Come sono dislocati i livelli della gerarchia SDH

Attualmente le reti SDH sono composte da 4 tipi di elementi:

• Regenerator: hanno il compito di rigenerare il clock ed i livelli dei segnali in ingresso. Riescono a derivare il loro clock dai segnali dati in ingresso;

• Terminal Multiplexers: hanno il compito di multiplexare un insieme di segnali tributari (provenienti dai livelli superiori, ATM, PDH, ecc.) in un unico segnale;

• Add/Drop Multipexers: hanno il compito di aggiungere/estrarre uno dei segnali precedentemente “multiplexati” nella trasmissione;

• Digital Cross-Connect: questo elemento ha un vasto insieme di funzioni, consente infatti di mappare i segnali tributari in virtual containers così come di fare lo switching di vari container anche di diverse velocità. Vista la complessità di questo elemento che richiede elaborazioni sui segnali, deve essere necessariamente essere realizzato per via elettronica e non otticamente, questo comporta una consistente riduzione di velocità.

La connessione di questi elementi solitamente segue un approccio ad anello, per ragioni di affidabilità. Bisogna considerare che l'applicazione per cui nascono queste reti è la fonia, quindi, è necessario recuperare la caduta di un link in tempi di ms. La struttura ad anello permette questa rapidità di risposta grazie alla presenza di switch automatici che passano sul link integro appena si accorgono che l'altro link in ingresso è caduto (Figure 49).

Figure 49: Unidirectional Path Switched Ring

Il frame base SDH ha il formato synchronous transport module (STM), STM-1 è il livello base. Il frame SDH è formato da 9 righe di 270 byte e come già detto dura 125μs. I primi 9 byte di ogni riga contengono le informazioni necessarie a gestire la tempificazione, i restanti formano il payload che può essere assegnato in vari modi per trasportare diversi segnali con bit rate inferiore. Ciascuno di questi segnali ha il suo campo di overhead.

La prima differenza fra i due standard è nei segnali tributari con cui lavorano, per via del differente contesto tecnologico in cui operano. Questo è principalmente dovuto al fatto che questi standard sono andati a rimpiazzare un certo numero di tecnologie, dovendo quindi adattarsi per procedere in modo graduale a tale sostituzione.

Poiché i due standard furono sviluppati in contemporanea, si tenne conto in fase di progetto della loro futura integrazione. Per questo motivo la conversione fra i due standard è molto semplice e richiede soltanto pochi byte di overhead.