Основы SDH

OptiX-Серия

Оптическая система передачи SDH

Учебное руководство

Основы SDH

Huawei Technologies Co., Ltd.

28.04.200528.04.2005

Праваt© 1999 by Huawei Technologies Co., Ltd.

Все права защищены

Ни одна часть этого документа не может быть воспроизведена безпредварительного письменного разрешения Huawei Technologies Co., Ltd.

Торговые маркиInternet Explorer - права Microsoft Corporation.Netscape Navigator - торговая марка Netscape Communications Corporation.Windows 95 и Windows 98 - права Microsoft Corporation.HUAWEI®, NS®, ®, C&C08®, EAST8000®, HONET®, Ж�� ®, ViewPoint®,INtess®, ETS®, �� ф �� f �� ®, DMC®, OptiXTM, TELLIN®, InfoLink®,Netkey®, Quidway®, SYNLOCK®, ��™ и Radium™ - зарегистрированныеторговые марки Huawei Technologies Co., Ltd.

Внимание

На сегодняшний день информация, представленная в данном учебномпособии, наиболее полно и точно соответствует действительности. Однако,это не исключает возможности ее изменения в дальнейшем.

28.04.200528.04.2005

Как мы делаемМы хотели бы узнать ваши комментарии в соответствии с содержанием,оформлением и стилем изложения данного материала. Ваши отклики могутиметь большое значение для нас при дальнейшем улучшении этогодокумента. Пожалуйста, скопируйте эту страницу для Ваших комментариев.1. Пожалуйста, оцените эффективность этого документа согласноследующим статьям:

Общая оценкаИллюстрацииПримерыВнешний видСтруктура изложенияТочность изложенияПолнота изложения

Ясный стильизложения

Простотаиспользования

ПлохоУдовлетворительноХорошоОтлично

2. Пожалуйста, отметьте способы, которые на ваш взгляд помогут намулучшить данный документ:

Улучшить обзор/введение. Сделать его более коротким / лаконичнымУлучшить содержание таблиц. Добавить больше пошаговых процедурУлучшить организационную структуру. Добавить больше информации овыявлении неисправностейВключить больше рисунков. Сделать их более наглядными Добавить больше примеров. Добавить больше вспомогательных ссылокДобавить больше деталей . Улучшить каталог

Пожалуйста, опишите детали предполагаемого улучшения:

3. Что Вам наиболее понравилось в этом документе?

4. Напишите любые свои комментарии ниже или на прилагаемом листе.

Чтобы мы могли связаться с Вами по поводу Ваших комментариев,

пожалуйста, заполните следующее:

Имя:______________________ Тел: ___________________________Компания:__________________________ Дата:____________________Адрес:______________________________

После заполнения этой формы, пожалуйста, направьте электронное письмопо адресу: [email protected]Или: Editing & Publication Center, Huawei Technologies Co., Ltd. Shenzhen,P.R.China (518057)

О данном курсе

1. Обзор

Добро пожаловать! С развитем компании Huawei Technologies Co., Ltd., ее

телекоммуникационая продукция нашла постоянно увеличивающееся

применение в индустрии. Продукция оптических СП SDH наименования

OptiX-series (155,622,2.5G,10G), также находит все большее и большее

применение в конструировании сетей передачи различных уровней.

Вы - наши гости. Если вы хотите изучать продукцию оптической системы

передачи OptiX-series, производимую нашей компанией, эта книга о

принципах SDH будет очень полезна для вас. С ее помощью вы получите

общее представление о технологии SDH и приобретете глубокие знания,

которые помогут вам в будущем изучении оборудования SDH.

Цель

С помощью этой книги вы сможете усвоить:

Технические предпосылки возникновения SDH и сравнительные

характеристики SDH и PDH;

Cостав фрейма SDH сигнала и процедуру мультиплексирования сигналов

PDH в SDH фрейм;

Выполнение SDH функций мониторинга - заголовки и механизм указателей;

Построение логических функциональных блоков SDH оборудования,

механизм вырабатывания и потоки аварийных сообщений при техническом

обслуживании;

Организация документа

Этот курс состоит из четырех разделов, сформированных органически

цельными в специальном порядке. Пожалуйста, читайте эти разделы по

порядку, не забегая вперед.

Раздел 1 SDH Обзор

После завершения этого раздела вы сможете получить целиком

представление о концепции SDH и понять , почему возникла SDH и что она

собой представляет.

Раздел 2: Структура фрейма и процедура мультиплексирования сигналов

SDH

Этот раздел описывает построение фрейма сигнала SDH и функции каждой

части, а заодно процедуру мультиплексирования PDH сигналов и

низкоскоростных сигналов SDH в высокоскоростной сигнал SDH.

Раздел 3 Заголовок и указатель

Этот раздел описывает реализацию функций мониторинга каждого уровня

системы SDH - секционный заголовок, заголовок пути и механизм работы

указателей, который гарантирует функцию прямого выделения

низкоскоростных сигналов из высокоскоростных сигналов.

Раздел 4 Логическое построение оборудования SDH

Этот раздел описывает функции каждого логического функционального

блока, который входит в состав оборудования SDH; аварии и рабочие

события, определяемые каждым функциональным блоком и механизм

мониторинга; блок-схема аварийных сообщений, общие типы сетевых

элементов и их функции в сети передачи SDH.

Раздел 5 Структура сети SDH и механизмы защиты сети

Этот раздел описывает структуру сети и принципы защиты сети.

Раздел 6 Типы и параметры оптических интерфейсовЭтот раздел описывает типы и параметры оптических интерфейсов для

разных типов плат.

Раздел 7 СинхронизацияЭтот раздел описывает принципы синхронизации сети SDH .

Раздел 8 Качество передачиЭтот раздел описывает основные параметры по которым оценивается

качество передачи сигнала в сети SDH.

Ссылки

OptiXTM2500 Оптическая система передачи SDH, Глава 1 SDH Принципы

the Transmission Service Section of the R&D Dept.

Оptical Synchronous Transmission Network Technology,

Beijing Post and Telecommunications University.

2. Предполагаемая аудитория

Этот курс главным образом предназначается для обслуживающего персонала

оборудования системы передачи OptiX-series. Эта книга написана для тех,

кто обладает знаниями:

Базовые знания телекоммуникаций, такие как соответствующие знания

ИКМ и PDH.

базовая теория оптичеких волокон.

определенное желание и абсолютное решение подготовить

основательную базу для дальнейшей работы по обслуживанию по

завершении этого курса, несмотря на трудности.

3. Как изучать этот курс?

Этот курс теоритеческий. Вам требуется читать его внимательно в

установленном порядке, чтобы достичь полного понимания теории. Это

является фундаментом для дальнейшей работы по техобслуживанию и для

дальнейшего улучшения производительности. Так как содержание SDH

принципов трудно представить в четком порядке, вам лучше

классифицировать его и систематизировать знания во время чтения. Ключом

к изучению теории является понимание, а не механическое заучивание.

В каждой части книги имеется несколько забавных и ярких значков.

Правильное использование этих значков сделает вашу учебу более легкой,

интересной и эффективной.

P Цели:

Этот значок показывает ваши цели в изучении соответствующей главы.

A Внимание:

Этот значок обозначает, что если операции не будут выполнены в

соответствии с данными инструкциями, эти операции могут быть

недействительными или не достичь ожидаемого результата.

Технические детали:

Этот значок показывает,что эта часть относится к техническим деталям и

вполне профессиональна. Вы можете пропустить эту часть, если вы не хотите

вникать глубоко в материал.

B Подсказки:

Этот значок показывает, что эта часть - некоторая подсказка, которая может

облегчить ваши действия или сэкономит ваше время.

M Предупреждение:

Будьте осторожны и избегайте таких проблем, если возможно. В противном

случае они приведут к серьезным последствиям!

? Вопросы:

Это вопросы для вас. Вы можете обращаться за помощью, если у вас

возникнут трудности при ответе. В любом случае, это не экзамен.

S

BS

Ser

ies

SD

H O

ptic

al T

rans

mis

sion

Sys

tem

Tra

inin

g M

anua

l S

DH

Pri

ncip

le

Huawei Technologies Co., Ltd.

Huawei Customer Service Building, Kefa Road,

Science-based Park, Shenzhen, P. R. China

Zip Code:518057

Tel: +86-755- 6540808

Fax: +86-755- 6633000

Website: http://www.huawei.com.cn

Содержание

12Упражнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101.3 Недостатки SDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

51.2 Преимущества SDH перед PDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.1 Технические предпосылки SDH ----Почему возникла система передачи SDH? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1Раздел 1 SDH Обзор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34Упражнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

2.3 Концепция отображения,выравнивания и мультиплексирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

262.2.3 Мультиплексирование сигнала2Mбит/с в сигнал STM-N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

242.2.2 Мультиплексирование сигнала34Mбит/с в сигнал STM-N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

212.2.1 Мультиплексирование сигнала140Mбит/с в сигнал STM-N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

182.2 Структура и процедурымультиплексирования SDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

132.1 SDH сигнал STM-N Структура фрейма . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

Раздел 2 Структура фрейма и методмультиплексирования сигналов SDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


3.2.2 Указатель трибутарного блокаTU-PTR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

493.2.1 Указатель административногоблока AU-PTR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

493.2 Указатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .433.1.2 Заголовок пути . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .353.1.1 Секционный заголовок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .353.1 Заголовок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35Раздел 3 Заголовок и указатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

СодержаниеКурс SS 0501Издание 2.0

i


4.2 Логические функциональные блокиоборудования SDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

564.1 Сетевые элементы сети SDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56

Раздел 4 Логическое построениеоборудования SDH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

СодержаниеКурс SS 0501Издание 2.0

ii

Раздел 1 Обзор SDH

Цели:

Понять предпосылки появления SDH

Почему возникла система передачи SDH ?

Понять преимущества и недостатки системы SDH .

Понять общую концепцию SDH, необходимую для дальнейшего изученияматериала.

1.1 Технические предпосылки SDH ---- Почему возникла системапередачи SDH?

Перед тем, как изучать систему передачи SDH мы должны понятьконцепцию SDH. Что такое SDH? SDH-это аббревиатура СЦИ-СинхроннойЦифровой Иерархии. Как и РDH (плезиохронная цифровая иерархия) SDH -это система передачи (протокол), который определяет характеристикицифровых сигналов, включая структуру фрейма, методмультиплексирования, иерархию цифровых скоростей и кодовый шаблонинтерфейса и т.д. .

Какие же технические предпосылки возникновения SDH?

Как мы знаем, существует общество информации. Быстро развивающеесяинформационное общество требует сети связи, которая может обеспечитьмногообразие телекоммуникационных услуг. Информация, передаваемая,коммутируемая и обрабатываемая посредством сети связи, будет постоянноувеличиваться. Поэтому, требование к современной сети связи - она должнабыть цифровой, интегрированной, интеллектуальной и персональной.

Как важная часть сети связи система передачи напрямую влияет на развитиесети. Страны всего мира сейчас предпринимают огромные усилия впостроении информационных магистралей. Один из ключевых проектовинформационных магистралей - установить высокопроизводительнуюволоконно-оптическую систему передачи и расширить полосу пропускания итаким образом увеличить скорости сигналов в линиях передачи. Это похожена расширение транспортных магистралей при интенсивном трафике. Между

Основы SDHКурс SS 0501 Выпуск 2.0

1

тем абонент ожидает универсального стандартного интерфейса для сетисвязи так чтобы каждый абонент в нашей “всемирной деревне” смог бы легковзаимодействовать с другим в любое время и в любом месте.

Так как метод мультиплексирования в сети передачи, основанной натрадиционной системе PDH не может удовлетворить требованиямвысокопроизводительной передачи и региональные стандарты системы PDHделают затруднительным сетевое взаимодействие, PDH система становитсявсе более и более серьезным препятствием в современной сети связи, котораясдерживает развитие сети в направлении увеличения емкости истандартизации.

Недостатки традиционной системы передачи PDH следующие:

Интерфейсы

1) Существует только региональные, а не универсальные стандарты дляелектрических интерфейсов. Настоящая PDH цифровая иерархия имееттри уровня: Европейская Иерархия, Североамериканская Иерархия иЯпонская Иерархия. Каждая из них имеет различные скоростиэлектрических интерфейсов, структуру фрейма и методмультиплексирования. Это затрудняет международное взаимодействие ии дет вразрез с требованиями удобной коммуникации в любое времяи влюбом месте. Уровни скоростей электрических интерфейсов этих трехиерархий показаны на рис. 1-1.

565Mb/s

139Mb/s

34Mb/s

8Mb/s

2Mb/s

1.6Gb/s

400Mb/s

100Mb/s

32Mb/s

6.3Mb/s

1.5Mb/s

274Mb/s

45Mb/s

6.3Mb/s

x6

x7x5

x3

x4

x4

x4

x4

x4

x4

x4 x4

Европейская Иерархия Японская Иерархия Северо-АмериканскаяИерархия

Рис. 1-1 Диаграмма иерархии скоростей электрических интерфейсов


2

2) Нет универсальных стандартов для оптических интерфейсов. Всепроизводители оборудования PDH используют свои линейные коды длямониторинга условий передачи по оптическим линиям связи. Типичныйпример - это код mBnB , где mB -это информационный код , а nB - этоизбыточный код. Функция избыточного кода - это реализация функциймониторинга оборудования. Благодаря добавлению избыточности,скорость сигнала оптического интерфейса выше, чем стандартная скоростьсигнала того же уровня на электрическом интерфейсе. Это не толькоувеличивает потребление мощности передатчика, но и являет в результатенесовместимость оборудования от различных производителей. Посколькупроизводители добавляют различную избыточность к информационнымкодам при передаче для достижения функций линейного мониторинга,оптические интерфейсные кодовые шаблоны и скорости одних и тех жеуровней, используемые разными производителями, различные. Поэтомуоборудование на двух концах линии передачи должно быть от одногопроизводителя. Это причиняет много трудностей при структурированиисети, управлении и сетевом взаимодействии.

2. Метод мультиплексирования

В настоящей системе PDH только сигналы скоростей 1.5Mбит/с и 2Mбит/сявляются синхронными (включая Японскую иерархию сигнал со скоростью6.3Mбит/с ). Все остальные сигналы являются асинхронными и требуютвыравнивания скоростей для соответствия и устранения разницы всинхронизации. Поскольку в PDH принят метод асинхронногомультиплексирования, расположение низкоскоростного сигнала не являетсяоднозначным и фиксированным при мультиплексировании ввысокоскоростной сигнал. Одним словом, расположение низкоскоростногосигнала невозможно определить в составе высокоскоростного сигнала. Ноэто является ключом к добавлению/выводу низкоскоростного сигнала изболее высокоскоростного сигнала. Это похоже на поиск человека в толпе.Вы можете легко найти его, если вы знаете в каком ряду и в какой линии оннаходится, когда толпа организована в определенном порядке. Но если толпабеспорядочна, вы вынуждены сравнить каждого человека с фотографией,чтобы определить нужного.

Поскольку PDH принимает асинхронный метод мультиплексирования,низкоскоростныой сигнал не может быть напрямую добавлен/извлечен извысокоскоростного сигнала PDH. Например, 2Mбит/с сигнал не может бытьнапрямую добавлен/выделен из сигнала 140М . Здесь возникает двепроблемы:

1) Добавление/выделение низкоскоростного сигнала из высокоскоростногодолжна быть проведена по уровням. Например, чтобы добавить/выделить


3

2М сигнал из сигнала 140М, должны быть проведены следующиепроцедуры. (Рис. 1-2):

демультиплексор

демультиплексор

демультиплексормультиплексор

мультиплексорм у л ь т и п л е к с о р

мультиплексор

140Мбит/с 140Мбит/с34Мбит/с34Мбит/с

8Мбит/с8Мбит/с

2Мбит/с

Рис. 1-2 Добавление/вывод сигнала 2Mбит/с из сигнала 140Mбит/с

Как показано на рисунке, множество взаимодействующего оборудованияиспользуется при процессе добавления/извлечения 2М сигнала из 140Мсигнала. Три ступени демультиплексирования используются, чтобы извлечь2М низкоскоростной сигнал из 140М сигнала и три ступени для добавления2М сигнала в сигнал 140М. В один сигнал 140Mбит/с может бытьмультиплексировано 64 2Mбит/с низкоскоростных сигналов. Оборудованиемультиплексирования и демультиплексирования в данном примере на всехступенях добавляет/выводит только один 2М сигнал из сигнала 140М. Это нетолько увеличивает размеры и стоимость, потребление мощности иусложняет оборудование, но и также уменьшает надежность оборудования.

2) Поскольку добавление/выделение низкоскоростного сигнала извысокоскоростного должно пройти через несколько ступенеймультиплексирования и демультиплексирования, качество сигнала,проходящего все эти процессы, будет ухудшаться и характеристикипередачи будут ниже. Это недопустимо при выкоскоростной передаче. Вэтом и заключается причина, почему были прекращены разработки подальнейшему увеличению скоростей PDH.

3. Техобслуживание

В структуре фрейма сигнала PDH имеется всего несколько байтов,используемых для оперирования, администрирования и техобслуживания (OAM). По этому, чтобы облегчить функции мониторинга характиристикпередачи, добавляется избыточность при передаче по оптической линиисвязи. Тот факт, что только несколько байтов используются для ОАМсигналов PDH, также затрудняет поуровневое управление, мониторингхарактеристик, отслеживание сервиса в реальном времени, контроль полосыпропускания, анализ и определение аварий сети передачи.


4

4. Нет универсального интерфейса сетевого управления

При покупке оборудования у производителя вы вынуждены покупать егосистему управления сетью. Поэтому разные части сети могут использоватьразные системы управления сетью, что является преградой в формированииинтегрированной телекоммуникационной системы управления (TMN).

Из-за вышеупомянутых недостатков система передачи PDH препятствуетразвитию сети передачи. Поэтому Институт Исследования BellTelecommunication Research Institute в США предложил синхроннуюоптическую иерархию (SONET), состоящую из полного набора стандартныхцифровых транспортных структур, разделенных на различные уровни.Концепция SONET была принята CCITT в 1988 году и была переименованав синхронно-цифровую иерархию (SDH). Этот курс фокусируется наприменениях системы SDH в оптических системах передачи.

Вопросы:

Может быть вы уже знаете из других материалов, что для SDH сигналовнизкоскоростные сигналы могут быть напрямую выделены извысокоскоростных сигналов, т.е. 2М сигнал может быть напрямую извлечениз 2.5Гбит/с сигнала. Почему? Эта характеристика связана со специальнымметодом синхронного мультиплексирования SDH. Поскольку в SDH принят синхронный метод мультиплексирования, то всегда можно предсказатьрасположение низкоскоростного сигнала в высокоскоростном и легконапрямую вывести его.

1.2 Преимущества SDH перед PDH

Поскольку система передачи SDH развивается из PDH, она имеетнеоспоримые преимущества перед PDH. В сравнении с PDH, это- новаясистема передачи, которая произвела радикальную революцию втехнической системе.

Сначала мы поговорим о базовой концепции SDH. Ядро этой концепции, всвете интегрированной национальной сети связи и межнациональнойтелекоммуникации - установить цифровую сеть связи и составить важныечасти сети с интеграцией обслуживания (ISDN), особенно широкополоснойсети с интеграцией обслуживания (B-ISDN). Как понять эту концепцию? Вотличие от традиционной PDH сеть, основанная на системе SDH являетсядостаточно унифицированной, стандартизированной и интеллектуальной.Она использует универсальные интерфейсы для достижения совместимости


5

оборудования от различных производителей. Она также характеризуетсявысоко эффективным и координированным управлением всей сетью ипроцессом передачи, гибким отслеживанием трафика и функциямисамовосстановления. Она расширяет границы использования сетевыхресурсов и уменьшает стоимость ОАМ, благодаря усиленным функциямуправления.

Сейчас мы детально опишем преимущества SDH в нескольких аспектах.Пожалуйста, при прочтении делайте сравнение с системой PDH.

1. Интерфейсы

1) Электрические интерфейсы

Стандартизация интерфейсов определяет возможность соединенияразличного оборудования от разных производителей. SDH системаобеспечивает универсальные стандарты для сетевых узловых интерфейсов,включая стандарты на уровни цифровых скоростей, структуру фрейма, методмультеплексирования, линейные интерфейсы, мониторинг и управление.Поэтому SDH оборудование от разных производителей может быть легкосоединяться и устанавливаться в одной линии, что наилучшим образомдемонстрирует системную совместимость.

Система SDH обеспечивает стандартные уровни информационных структур,т.е. набор стандартных скоростей. Базовый уровень скорости - STM-1155Mбит/с. Цифровые скорости более высоких уровней, таких как 622Мбит/с(STM-4) и 2.5Гбит/с (STM-16), могут быть сформированными при помощинизкоскоростных информационных модулей (STM-1) посредствомпобайтового мультиплексирования. Количество мультиплексируемыхмодулей умножается на 4. Например, STM-4=4xSTM-1 и STM-16=4xSTM-4.


Что такое метод побайтового мультиплексирования?

Мы можем объяснить это при помощи следующего примера. Есть трисигнала со структурой фрейма из 3 байтов каждый.

AA1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3

B C

Если сигнал формируется посредством побайтового мультиплексирования,он будет иметь структуру фрейма из 9 байтов, и эти 9 байтов организованы вследующем порядке:.


6

A1 B1 B2C1 C2 C3B3D

A2 A3

Данный метод мультиплексирования называется методом побайтовогомультиплексирования.

2) Оптические интерфейсы

Линейные (оптические) интерфейсы работают, используя универсальныестандарты. Линейный сигнал только скрэмблируется, вставки избыточногокода нет.

Стандарт скрэмблирования - универсальный. Поэтому и на приеме, и напередаче должны использоваться стандартные скрэмблер и дескрэмблер. Цель скрэмблирования - сделать вероятность возникновения “1” бита и “0”бита близкой к 50% для облегчения извлечения синхросигнала из линейногосигнала. Поскольку линейный сигнал только скрэмблируется, линейнаяскорость сигнала SDH соответствует стандартной скорости сигнала наэлектрическом интерфейсе SDH. Таким образом, потребление оптическоймощности передающим лазером остается неизменным..

2. Метод мультиплексирования

Поскольку низкоскоростные сигналы SDH мультиплексируются в структуруфрейма высокоскоростных сигналов SDH посредством метода побайтовогомультиплексирования, их расположение во фрейме высокоскоростногосигнала фиксировано и определено или, скажем, предсказуемо. Поэтомунизкоскоростной сигнал SDH, например 155 Мбит/с (STM-1) может бытьнапрямую добавлен или выделен из высокоскоростного сигнала, например2.5 Гбит/с (STM-16). Это упрощает процесс мультиплексирования идемультиплексирования сигнала и делает SDH иерархию особенноподходящей для высокоскоростных волоконно-оптических систем передачи,обладающих большой производительностью.

Поскольку принят метод синхронного мультиплексирования и гибкогоотображения структуры, низкоскоростные сигналы PDH (например, 2Мбит/с)также могут быть мультиплексированы в сигнал SDH (STM-N). Ихрасположение во фрейме STM-N также предсказуемо. Поэтомунизкоскоростной трибутарный сигнал может быть напрямую добавлен илиизвлечен из сигнала STM-N. Заметьте, что это не одно и тоже свышеописанным процессом добавления/выделения низкоскоростногосигнала SDH из высокоскоростного сигнала SDH. Здесь это относится кпрямому добавлению/выделению низкоскоростного трибутарного сигналатакого как 2Мбит/с, 34Мбит/с и 140Мбит/с из сигнала SDH. Это устраняет


7

необходимость использования большого количества оборудованиямультиплексирования / демультиплексирования (взаимоувязанного),повышает надежность и уменьшает вероятность ухудшения качествасигнала, снижает стоимость, потребление мощности и сложностьоборудования. Добавление/выделение услуг в дальнейшем упрощается.

Этот метод мультиплексирования помогает выполнять функцию цифровойкросс-коммутации (DXC), и обеспечивает сеть мощной функциейсамовосстановления. Абонентов можно динамически соединять всоотвествии с потребностями и выполнять отслеживание трафика в реальномвремени.


Что такое функция самовосстановления сети?

Сетевое самовосстановление - это автоматическое защитное переключениесети. Когда услуга нарушается из-за повреждения канала, сетьавтоматически за короткое время (менее 50 мс по стандарту ITU-T)переключит трафик на резервный канал, и услуга будет восстановлена.Пожалуйста заметьте, что самовосстановление относится только к услугам.Повреждение оборудования и канала может быть исправлено тольковручную.

Для реализации функции самовосстановления сети оборудование SDHдолжно обладать не только функцией DXC (для переключения услуги сактивного канала на резервный), но также и избыточным (резервным)оборудованием . Следующий рисунок - пример простой сети передачи сфункцией самовосстановления.

AActive Active

Standby Standby

Active channel

Standby channel

B


8

3. Оперирование, администрирование и техобслуживание.

Для функций оперирования, администрирования и техобслуживания (ОАМ)в структуре фрейма сигнала SDH организованы многочисленные биты. Этонамного облегчает функцию сетевого мониторинга, т.е. автоматическоетехобслуживание. Несколько избыточных битов должны быть добавлены вовремя линейного кодирования для мониторинга рабочих характеристиклинии, поскольку совсем мало байтов организовано в сигнале PDH.Например, в структуре фрейма сигнала PCM30/32 только биты в TS0 и TS16используются для функций OAM.

Многочисленные заголовки в сигналах SDH составляют 1/20 от общегоколичества байтов в фрейме. Это намного облегчает функцию ОАМ иуменьшает стоимость системы техобслуживания, что очень важно, так какона составляет значительную часть от общей стоимости оборудования.Общая стоимость системы SDH меньше, чем PDH системы и составляеттолько 65.8% последней.

4. Совместимость

SDH имеет высокую совместимость. Это означает, что сеть передачи SDH исуществующая сеть PDH могут работать совместно, пока идет установлениесети передачи SDH. Сеть SDH может быть использована для передачи услугPDH, а также сигналов других иерархий, таких как АТМ и FDDI.

Как же достигается такая совместимость в сетях SDH? Базовыйтранспортный модуль (STM-1) может размещать и три типа сигналов PDH, исигналы ATM, FDDI, DQDB. Это обуславливает двустороннююсовместимость и гарантирует бесперебойный переход от сети PDH к сетиSDH и от SDH к АТМ. Как SDH размещает сигналы этих иерархий? Онапросто мультиплексирует низкоскоростные сигналы различных иерархий вструктуру фрейма STM-1 сигнала на границе сети (стартовая точка - точкаввода) и затем демультиплексирует их на границе сети (конечная точка -точка вывода). Таким образом цифровые сигналы различных иерархий могутбыть переданы по сети передачи SDH.


SDH сигнал выполняет функции транспортного грузовика. Сигналыразличных иерархий (в этом курсе - плезиохронной цифровой иерархииPDH) представляются в виде пакетов различных размеров (в зависимости отуровня скорости) как упакованные грузы и затем загружаются в грузовик(фрейм STM-N) для передачи по главному транку SDH (волокну). Наприемном конце упакованные грузы (сигналы других иерархий)


9

выгружаются из грузовика, распаковываются и восстанавливаются всигналы первоначальной иерархии. Это описывает целиком процессмультиплексирования низкоскоростных сигналов различных уровней всигналы SDH (STM-N), передачу их по сети SDH и восстановление в сигналыпервоначальных иерархий на приеме.

1.3 Недостатки SDH

Что-то приобретается, что-то теряется. Вышеизложенные преимуществадостигаются за счет определенных аспектов.

1. Низкое использование полосы пропускания.

Как мы знаем, эффективность обычно идет вразрез с надежностью.Эффективность увеличивается за счет надежности и наоборот. Например,когда избирательность радиоканала увеличивается, количество доступныхканалов также увеличивается. Но надежность будет уменьшаться, потому чтополоса пропускания становится более узкой, и в результате звук становитсяхуже. Значительное преимущество SDH - то, что надежность резковозрастает (полностью автоматическое ОАМ), поскольку множество байтовзаголовков в сигналах SDH используются для функций ОАМ. Чтобыпередать одинаковое количество полезной информации, PDH сигналызанимают меньшую полосу пропускания, чем SDH сигналы, т.е. PDHсигналы имеют более низкую скорость. Например, SDH STM-1 сигналымогут размещать 63X2 Мбит/с или 3X34Мбит/с (эквивалентно 48X2М) или140Мбит/с (эквивалентно 64X2М) PDH сигналов. Только когдамультиплексируется сигнал 140Мбит/с в сигнал STM-1, последний можетразместить количество информации 64X2М. Скорость STM-1 выше, чемскорость PDH сигнала Е4 (140Мбит/с), содержащего такое же количествоинформации. Другими словами, STM-1 занимает большую полосупропускания, чем сигнал Е4.

2. Сложный механизм подстройки указателя.

При прямом выводе низкоскоростного сигнала (например 2М) извысокоскоростного сигнала (например STM-1) SDH система выполняетсложную процедуру многоуровнего мультиплексирования/демультиплексирования. Такая функция достигается через подстройкууказателя. Указатель постоянно указывает положение низкоскоростногосигнала так, что определенный низкоскоростной сигнал может бытьнадлежащим образом демультиплексирован во время “распаковки”.


10

Однако, подстройка указателя увеличивает сложность системы. Главнымобразом, в системе SDH возникает специфический тип джиттера -комбинированный джиттер, вызываемый подстройкой указателя. Такойджиттер обычно появляется на границе сетей (SDH/PDH). Из-за его низкойчастоты и высокой амплитуды будут ухудшаться характеристикинизкоскоростного сигнала при демультиплексировании. Такой джиттерсложно отфильтровать.

3. Влияние излишнего использования ПО на системную безопасность.

Одна из особенностей SDH - высоко автоматизированное ОАМ, и это означает, что программное обеспечение играет важную роль в работесистемы. В результате SDH система уязвима к компьютерным вирусам,которых существует великое множество в современном мире. Вдобавокнеправильное оперирование и ошибки ПО на сетевом уровне также являютсяфатальными по отношению к системе. Безопасность становится главнымусловием работы системы.

SDH - новинка в мире связи. Даже при существовании вышеизложенныхнедостатков SDH обладает мощной жизнеспособностью и находит широкоеприменение в развитии сети связи.

Вопросы:

Что вы изучили в этом разделе?

1. Что такое SDH?

2. Почему возникла система передачи SDH ?

3. Какими преимуществами SDH обладает по сравнению с PDH?

4. Какие недостатки SDH?

Усвоили ли вы главную концепцию SDH?


11

Итог

В этом разделе рассказывалось о технических предпосылках возникновениясистемы SDH и о ее характеристиках. Главная цель раздела - помочьчитателю понять главную концепцию SDH.

Упражнения

1. Почему система SDH подходит для высокопроизводительной передачи?


12

Раздел 2 Структура фрейма и метод

мультиплексирования сигналов в SDH

Цели:

Понять структуру фрейма сигнала STM-N (на примере структуры фреймасигнала STM-1 ).

Понять основные функции различных частей фрейма STM-N.

Полностью понять процедуру мультиплексирования сигналов 2Мбит/с,34Мбит/с and 140Мбит/с в сигнал STM-N.

Понять концепцию мультиплексирования и размещения байтов.

2.1 SDH сигнал STM-N. Структура фрейма

Какая структура кадра должна быть у SDH сигнала?

Фреймовая структура обеспечивает максимально четкое и правильноеразмещение низкоскоростных сигналов во фрейме (кадре). Это даетвозможность легко осуществлять синхронное мультиплексирование,кросс-коммутацию, ввод/вывод и переключение трибутарных потоков.Одним словом, такая система способствует прямому добавлению/выделениюнизкоскоростного сигнала из высокоскоростного. Поэтому по определениюITU-T кадр STM-N представляется как прямоугольный блок с байтовойединицей (см. рис.2-1). 1 байт =8 бит.

Основы SDH Курс SS 0501Выпуск 2.0

13

RSOH

MSOH

134

9

5AU-PTR

9x270xN байт

Информационная нагрузка

9х N 261xN

Рис. 2-1 Структура фрейма STM-N


Что такое фреймовый блок?

Для удобства анализа сигнала структура кадра часто представляется в видеблока. Это не является уникальным для SDH. Фреймовые структурысигналов PDH, ATM и пакеты данных в пакетной коммутации тоже имеютблочные структуры. Например, кадр сигнала Е1- это блок из 1 ряда и 32колонок. Он состоит из 32 байтов. АТМ сигналы имеют блочную структрукадра из 53 байтов. Представление сигнала в виде фреймового блокаиспользуется исключительно для удобства его анализа.

Как видно из рисунка, структура фрейма сигнала STM-N - это 9 рядов иNx270 колонок. N здесь равно N в STM-N, может принимать значения 1, 4,16, 64. N показывает, что сигнал был получен посредством побайтовогомультиплексирования N STM-1 сигналов. Когда N STM-1 сигналовмультиплексируются в STM-N сигнал, число колонок увеличивается в N раз.В то время как число рядов остается неизменным и равно 9.

Известно, что сигналы передаются в линию бит за битом. Но как передатьблочный фрейм в линию? Передается ли весь блок одновременно? Конечно,нет. Какая же последовательность передачи? Какие биты передаются сначалаи какие потом? Принцип передачи фрейма сигнала SDH: байты (8 бит) всоставе фрейма передаются бит за битом слева направо и сверху вниз. Послетого как передан первый ряд, начинается передача следующего ряда. Как


14

только завершается передача одного фрейма, начинается передачаследующего.

Какова частота передачи кадров (т.е. количество кадров, передаваемых всекунду) для сигналов STM-N? ITU-T определяет частоту 8000 фреймов всекунду для всех уровней иерархии STM. Это значит, что длина фрейма илипериод фрейма имеет постоянное значение 125 мкс. Может быть, число 8000фреймов в секунду вам знакомо, потому что Е1 сигнал также имеет частоту8000 фреймов в секунду.

Заметьте, что все фреймы любого уровня иерархии имеют частоту 8000фреймов в секунду. Постоянный период фрейма - это важная особенностьсигнала SDH. Так же ли одинаковы фреймовые периоды сигналов дляразличных уровней иерархии PDH? Постоянный период фреймасистематизирует скорости STM-N сигналов. Например, скорость передачиSTM-4 - всегда в 4раза больше скорости STM-1, STM-16 - в 4 раза большескорости STM-4 и в 16 раз больше скорости STM-1. В отличие от SDH, скорость Е2 сигнала в PDH не равна скорости Е1, умноженной на 4.Cистематизация сигналов SDH делает возможным добавлять/извлекатьнизкоскоростные сигналы из высокоскоростных сигналов SDH.

Вопросы:

Какая битовая скорость передачи одного байта фрейма STM-N ?

Частота фрейма STM-N - 8000 кадров в секунду, т.е. определенный байт всигнале фрейма передается 8000 раз в секунду, поэтому битовая скоростьэтого байта - это 8000*8 бит = 64 кбит/с. Это тоже знакомое число, котороеравно скорости передачи по одной цифровой телефонной линии, т.е. этополоса пропускания, занимаемая одним цифровым каналом.

Как показано на рисунке, фрейм STM-N состоит из трех частей: СекционныйЗаголовок (включая Заголовок Регенераторной Секции RSOH и ЗаголовокМультиплексной Секции MSOH), Указатель Административного Блока иИнформационная Нагрузка. Впоследствии мы опишем функции всех трехчастей.

1) Информационная Нагрузка это место в структуре STM-N кадра, гдехранятся различные информационные блоки, передаваемые в STM-N. Еефункция аналогична функции кузова у грузовика - STM-N. В кузовупакованы низкоскоростные сигналы - грузы для перевозки. Дляотслеживания в реальном масштабе времени возможного повреждениягрузов (низкоскоростных сигналов) при их упаковке и передачедобавляются обзорные байты - заголовок пути POH. Как часть нагрузки,


15

POH совместно с информационными кодовыми блоками, загружается вSTM-N и передается по сети SDH. POH имеет функции похожие нафункции датчика. Он ответственнен за мониторинг, администрирование иконтроль характеристик пути для упакованных грузов (низкоскоростныхсигналов).


Что такое путь?

Давайте разберем следующий пример. STM-1 сигнал может бытьдемультиплексирован в 63 2Mбит/с сигнала. Другими словами, каждыйподпуть, который эквивалентен пути низкоскоростного сигнала, передаетсоответствующий низкоскоростной сигнал. Функция заголовка пути -мониторинг условий передачи этих подпутей. 63 2Mбит/смультиплексируются и формируют путь STM-1 сигнала, который можетрассматриваться здесь как “секция”. Теперь вы понимаете? Пути относятся ксоотвествующим низкоскоростным сигналам. Функция РОН - мониторингхарактеристики этих низкоскоростных сигналов, передаваемых по сети SDH.

Аналогично STM-N сигнал рассматривается как грузовик и низкоскоростныесигналы упаковываются и загружаются в грузовик для последующейтранспортировки.

A Примечание:

Понятия Информационной Нагрузки и полезной нагрузки не совпадают.

Полезная нагрузка - это низкоскоростные трибутарные сигналы, тогда каксигналы, загружаемые в Информационную Нагрузку являютсяупакованными низкоскоростными сигналами, т.е. низкоскоростные сигналыплюс соответствующие РОН.

2) Секционный Заголовок (SOH) относится к дополнительным байтам,которые необходимы для сетевых операций, администрирования иобслуживания (OAM), чтобы гарантировать нормальную и гибкуюпередачу Информационной Нагрузки. Например, Секционный Заголовок может отследить ухудшение характеристик всех “грузов” в STM-N вовремя передачи. Функция РОН - обнаружение определенногоповрежденного груза. SOH выполняет полный мониторинг “грузов”, в то


16

время как POH отслеживает индивидуальный груз. И SOH, и POH имеютнекоторые административные функции.

Секционный Заголовок далее подразделяется на Заголовок РегенераторнойСекции (RSOH) и Заголовок Мультиплексной Секции (MSOH). Они отслеживают соответствующие секции и уровни. Как упоминалось выше,секция может рассматриваться как большой путь передачи. Функция RSOHи MSOH - отслеживание этого пути.

Тогда, какая разница между RSOH и MSOH? На самом деле, у них разныедомены мониторинга. Например, если 2.5 Гбит/с сигналы передаются поволокну, RSOH выполняет мониторинг характеристики передачи полностьюSTM-16, в то время как MSOH отслеживает характиристики каждого STM-1сигнала в STM-16.


RSOH, MSOH и POH обеспечивают сигналы SDH функциями мониторингана различных уровнях. Для системы 2.5G, RSOH контролирует передачувсего STM-16, MSOH выполняет мониторинг характеристик передачикаждого сигнала STM-1 и POH отслеживает характеристики передачикаждого упакованного низкоскоростного трибутарного сигнала (т.е. 2М) вSTM-1. Посредством функций полного мониторинга и управления для всехуровней, вам удобно проводить наблюдение за статусом передачи сигнала илегко находить и анализировать ошибки.

Байты Заголовка Регенераторной Секции фрейма STM-N располагаются врядах 1-3 колонок с 1 по 9хN. Всего байтов 3х9хN . Байты ЗаголовкаМультиплексной Секции располагаются в рядах 5-9 колонок 1-9хN. Всего5х9хN. В сравнении со структурой PDH сигнала, наличие представленных втаком количестве секционных заголовков - это важная характеристикаструктуры кадра сигнала SDH.

3) Указатель Административного Блока ---- AU-PTR

Указатель Административного Блока располагается в 9хN первых колонках4-го ряда, всего 9хN байтов. Какая же функция AU-PTR? Мы упоминалираньше, что низкоскоростные трибы ( 2М) могут быть добавлены/выделенынапрямую из высокоскоростного сигнала SDH. Потому что положениенизкоскоростного сигнала в составе высокоскоростного сигналапредсказуемо, т.е. систематизировано. Предсказуемость достигается за счетфункций байтов указателя в стуктуре фрейма SDH. AU-PTR указываетточное положение первого байта информационной нагрузки во фрейме STM-N, так что информационная нагрузка может быть надлежащим образом


17

извлечена на приемном конце согласно значению индикатора (значениюуказателя). Давайте упростим. Предположим, что имеется много товаров вштабелях на складе. Товары (низкоскоростные сигналы) каждого штабелярасполагаются в определенном порядке (посредством побайтовогомультиплексирования). Мы можем определить положение предмета на этомскладе только по положению штабеля, содержащего этот предмет. То есть,поскольку известно положение первого предмета, точное положение любогопредмета в штабеле может быть тотчас же найдено согласно правилу ихукладки. Таким образом, вы можете напрямую достать (напрямуюдобавить/выделить) определенный товарный предмет (низкоскоростнойсигнал) со склада. Функция AU-PTR - это указание положения первогопредмета в штабеле.

Указатели в дальнейшем подразделяются на указатели высокого порядка иуказатели низкого порядка. Указатель высокого порядка - это AU-PTR, в товремя как указатель низкого порядка - это TU-PTR (Указатель ТрибутарногоБлока). Функция TU-PTR такая же как AU-PTR, за исключением того. чтопоследний показывает положение “более мелкого предмета”.

2.2 Структура и процедура мультиплексирования в SDH

Мультиплексирование в SDH включает два типа: мультиплексированиесигналов SDH низкого порядка в сигналы SDH высокого порядка имультиплексирование низкоскоростных трибутарных сигналов (2Mбит/с,34Mбит/с и 140Mбит/с) в сигналы SDH ----STM-N.

Первый тип мультиплексирования, упомянутый ранее, проводится главнымобразом посредством побайтового мультиплексирования четырех в один, т.е.4xSTM-1=STM-4 и 4xSTM-4=STM-16. Во время мультиплексированиячастота фрейма остается постоянной (8000 фреймов в секунду), этообозначает, что скорость высокоуровневого STM-N сигнала - этоучетверенная скорость STM-N предыдущего более низкого уровня. Вовремя побайтового мультиплексирования информационная нагрузка иуказатель каждого фрейма мультиплексируются посредством побайтовогомультиплексирования, основанного на их оригинальном значении, в товремя как некоторые SOH будут приняты или отброшены. Вмультиплексированном STM-N фрейме в заголовке SOH несколькозаголовков SOH низкоуровневых фреймов не будут передаваться. Болееподробно метод мультиплексирования мы опишем в следующем разделе.

Второй тип мультиплексирования используется главным образом длямультиплексирования PDH сигналов в сигнал STM-N.


18

ITU-T определяет полную структуру мультиплексирования (маршрутымультиплексирования). Согласно этим маршрутам, цифровые сигналы трехPDH иерархий могут быть мультиплексированы в STM-N сигнал с помощьюразличных методов. Маршруты, определяемые ITU-T, показаны на рис. 2-2.


19

STM-N AUG AU-4 VC-4

AU-3 VC-3

TUG-3

TUG-2

TU-3

TU-2

TU-12

TU-11

VC-3

VC-2

VC-12

VC-11

C-4

C-3

C-2

C-12

C-11

139264kbit/s

44736kbit/s34368kbit/s

6312kbit/s

2048kbit/s

1544kbit/s

x1xN

x3

x7

x1

x7

x4

x3

x1

x3

РазмещениеВыравниваниеМультиплексированиеОбработка указателей

Рис. 2-2 Структура размещения низкоскоростных сигналов в высокоскоростном при мультиплексировании,определяемая в Рек. G.709

Как показано на рис. 2-2, эта структура мультиплексирования включаетнесколько базовых блоков: C - Контейнер, VC - Виртуальный Контейнер, TU- Трибутарный Блок, TUG - Группа Трибутарных Блоков, AU -Административный Блок, and AUG - Группа Административных Блоков.Индексы этих мультиплексных блоков отмечают их соответствующиесигнальные уровни. Как показано на рисунке, есть два мультиплексныхмаршрута для 2М, т.е. два метода для мультиплексирования 2М сигнала всигнал STM-N. Вы возможно заметили, что 8М PDH сигнал не может бытьмультиплексирован в сигнал STM-N.

Хотя есть несколько маршрутов для мультиплексирования сигналов всигналы STM-N, мультиплексные маршруты, используемые в стране илирайоне должны быть уникальными. В Китае сеть SDH обусловлена тем, чтоPDH сигналы, основанные на 2М сигналах будут реградированы какдействительная нагрузка SDH и будет применяться мультиплексныймаршрут AU-4. Эта структура мультиплексирования показана на рис. 2-3.

STM-N AUG AU-4 VC-4

TUG-3

TUG-2

TU-3

TU-12

VC-3

VC-12

C-4

C-3

C-12

139264kbit/s

34368kbit/s

2048kbit/s

Обработка указателей

МультиплексированиеВыравниваниеРазмещение

xN x1

x3x1

x7

x3

Рис. 2-3 Базовая структура размещения и мультиплексирования, принятая в Китае


20

Далее мы рассмотрим как 2Mбит/с, 34Mбит/с и 140Mбит/с PDH сигналымультиплексируются в сигнал STM-N.

2.2.1 Мультиплексирование 140Mбит/с сигнала в STM-N сигнал

1) Сначала 140Mбит/с PDH сигнал адаптируется посредством битовоговыравнивания ( бит-стаффинг) скорости в С4, который являетсястандартной информационной структурой, используемой для размещения140Mбит/с PDH сигнала. После обработки посредством битовойадаптации по скорости, сигналы услуг различных скоростей, вовлеченныев мультиплексирование, должны быть загружены в стандартныйконтейнер, соответствующий уровню скорости сигнала 2Mбит/с-C12,34Mбит/с-C3 and 140Mбит/с-C4. Основная функция контейнера - битовоевыравнивание скорости. Помещение 140М в С4 - аналогично упаковкесигнала. Скорость 140М сигнала просто приводится к стандартнойскорости С4. Это также похоже на упаковку Е4 сигнала в размер,эквивалентный стандартному С4. Фреймовая структура С4 - блоковыйфрейм с байтовой единицей, с частотой 8000 фреймов в секунду. Однимсловом, 140М сигнал синхронизируется с сетью передачи SDH послеадаптации в С4 сигнал. Этот процесс - загрука асинхронного сигнала 140М в С4. Структура фрейма показана на рис. 2-4.

1

9

260

139.264 Мбит /с 149.76 Мбит/с

8000 кадров/сек

Рис. 2-4 Структура фрейма C4

Фрейм C4 сигнала имеет 260 колонок, 9 рядов (при мультиплексировании всигнал STM-N блоковые фреймы сигналов PDH всегда содержат 9 рядов).Скорость E4 сигнала после адаптации (т.е. скорость сигнала С4) составляет: 8000 фреймов в сек. x 9 рядов x 260 колонок x 8 бит = 149.760Mбит/с.Адаптация по скорости асинхронного сигнала значит, что скоростьасинхронного сигнала может быть изменена на стандартную скоростьпосредством битового выранивания скорости. Это возможно когда ониотличаются друг от друга на определенную величину. Здесь предел скоростисигнала Е4: 139.264Mбит/с +_15ppm Рек. G.703 (139.261...139.266)Mбит/с. Если скорость сигнала Е4 находится в этих пределах, то этот сигналпосредством адаптации скорости может быть приведен к стандартной


21

скорости С4 -149.760Mбит/с, это означает, что он может быть размещен вконтейнер С4.

2) Колонка байтов заголовка пути (заголовок пути высокого уровняVC4-POH ) будет добавлена перед C4 во время мультиплексирования длятого, чтобы осуществлять мониторинг пути сигнала 140М. Так сигналстановится информационной структурой VC4 как показано на рисю 2-5.

11

9

261P

O

H

VC4C4 150.336Мбит/с

149.76Мбит/с

Рис. 2-5 Структура VC4

VC4 это стандартный виртуальный контейнер, соответствующий 140Mбит/сPDH сигналу. Этот процесс аналогичен второму обертыванию С4 и имеетцелью вложение заголовка РОН для мониторинга и управления. ЗаголовокPOH выполняет мониторинг сигнала в реальном времени на уровне пути.

Скорость виртуального контейнера ( VC) - также синхронизирована с сетью SDH. Различные VC ( например, VC12 для 2Mбит/с и VC3 для 34Mбит/с ) -синхронизированы друг с другом. Асинхронная нагрузка различныхконтейнеров загружается в виртуальные контейнеры. Виртуальныйконтейнер, тип информационной структуры, чья целостность всегдаконтролируется во время передачи по сети SDH, может рассматриваться какнезависимый блок (пакет с грузом). Он может быть гибко и удобнодобавлен/выделен в любой точке пути для синхронногомультиплексирования и процесса кросс-коммутации.

На самом деле, VC это пакет соответствующего сигнала, которыйрасполагается и добавляется/извлекается напрямую из высокоскоростногосигнала. Низкоскоростные трибутарные сигналы добавляются/извлекаются спомощью процедуры упаковки/распаковки.

Когда C4 упаковывается в VC4, 9 байтов заголовка должны быть добавленыв первую колонку фрейма VC4. VC4 имеет фреймовую структуру из 9 рядови 261 колонок. В составе STM-N фреймовой структуры информационнаянагрузка - это 9 рядов х 261N колонок. Для STM-1 - это 9 рядов х 261столбец. Теперь вы получили представление, что VC4 на самом деле являетсяинформационной нагрузкой фрейма STM-1. Процедура упаковки PDH


22

сигнала в С и добавление соответствующего заголовка пути дляформирования информационной структуры VC называется размещениием.

3) Будучи упакованным в стандартные пакеты, груз готов к загрузке вгрузовик - STM-N. Место под загрузку - это площадь информационнойнагрузки. Может встретиться такая проблема, что груз в грузовике может“плавать”, если скорость его загрузки не соответствует времени ожиданияпогрузки у грузовика. (125 мкс, период фрейма STM-N). Тогда как жегрузы будут разобраны правильно на приемном конце? SDH решает этупроблему путем добавления Указателя Административного Блока - AU-PTR перед VC4. Таким образом, сигнал изменяется с VC4 на другуюинформационную структуру - Административный Блок AU-4, какпоказано на рис. 2-6:

11

9

270

AU-PTR

Рис. 2-6 AU-4 структура

Информационная структура AU-4 принимает базовую форму STM-1 сигнала--- 9 рядов и 270 колонок, только без SOH. На самом деле этаинформационная структура может рассматриваться как конверт AU-4 -------пакет VC4 обернут еще один раз (добавлен AU-PTR ).

Административный Блок, состоящий из VC высокого порядка и УказателяАдминистративного Блока, обеспечивает адаптационные функции дляуровня пути высокого порядка и уровня мультиплексной секции. ФункцияAU-PTR - указывать положение VC высокого порядка в составе STM-Nфрейма, т.е. определенное положение VC в составе фрейма. Благодаряфункции указателя, VC высокого порядка может “плавать” во фрейме STM,т.е. в определенных пределах допустимо различие частоты и фазы междуVC4 и AU-4. Или другими словами, позволяется наличие определеннойвременной разницы между загрузочной скоростью груза и временеможидания погрузки грузовика, т.е. определенная разница между скоростьюVC и скоростью упаковки (скоростью загрузки) AU-4. Эта разница не будетвлиять на правильное расположение и разборку VC4 на приемном конце.Несмотря на то, что может “плавать” в отсеке (площадь информационнойнагрузки), положение AU-PTR в фрейме STM фиксировано. AU-PTR


23

находится вне площади нагрузки и соседствует с секционным заголовком.Это является гарантией того, что AU-PTR может быть точно найден всоответствующем положении. Затем VC4 может быть локализован спомощью указателя AU и выделен из сигнала STM-N.

Один и более AU с фиксированным положением в фрейме STM формируют AUG ---- Группу Административных Блоков.

4) Последний шаг - добавление соответствующего SOH к AU-4 чтобысформировать STM-1 сигнал. NxSTM-1 сигналов мультиплексируются всигнал STM-N посредством побайтового мультиплексирования. Полныйпроцесс мультиплексирования 140М в STM-N показан на прилагаемомрисунке в конце Раздела 2.

2.2.2 Мультиплексирование 34Mбит/с сигнала в сигнал STM-N

Точно так же, 34Mбит/с сигнал вначале адаптируется в соответствующийстандартный контейнер С3 посредством битового выравнивания скорости.Далее добавляется соответствующий РОН и С3 упаковывается в VC3 сфреймовой структурой из 9 рядов и 85 колонок. Для удобства обнаруженияVC3 на приемной конце и выделения его из высокоскоростного сигналатрехбайтобый указатель TU-PTR (Указатель Трибутарного Блока)добавляется к фрейму VC3. Заметьте, что AU-PTR состоит из 9 байтов. Аинформационнася структура - трибутарный блок TU-3 (информационнаяструктура, соответствующая сигналу 34М) служит мостом между уровнемпути низкого порядка и пути высокого порядка. Это промежуточнаяинформационная структура для разборки пути высокого порядка (VCвысокого порядка) в пути низкого порядка (VC низкого порядка) илимультиплексирование пути низкого порядка в путь высокого порядка. Чтобыполучить информацию о фреймовой структуре С3 и VC3 обратитесь наприлагаемые рисунки в конце Раздела 2.

Тогда какая же функция трибутарного указателя? TU-PTR используется дляопределения точного положения первого байта VC низкого порядка втрибутарном блоке. Это аналогично AU-PTR, который указывает напозицию первого байта VC4 в составе фрейма STM. На самом деле,принципы действия этих двух указателей одинаковы. TU можетрассамтриваться как малый AU-4 . Поэтому, когда загружается VC низкогопорядка в TU, требуется процесс выравнивания - процесс добавленияTU-PTR.

Структура фрейма - TU-3 показана на рис. 2-7.


24

1

1

9

TU-3

H1H2H3

86

Рис 2-7 Структура TU-3 после добавления TU-PTR

1) TU-3 фреймовая структура неполная. Сначала заполняем пробелы длятого, чтобы сформировать структуру фрейма как показано на рис. 2-8.

1

1

9

TUG3

H1H2H3

86

R

Рис. 2-8 Структура фрейма TU-3 с заполненными пробелами

На этом рисунке R - это стаффинговые псевдо-случайные данные.Информационная структура TUG3 ---- Группа трибутарных блоков.

2) Три TUG3 могут быть мультиплексированы в сигнальную структуру С4посредством побайтового мультиплексирования. Процессмультиплексирования показан на рисунке 2-9.

1

1

1

9

RR

258

260

C4

Рис. 2-9 Фреймовая структура C4

Поскольку TUG3 - это информационная структура из 9 рядов и 86 колонок ,информационная структура, полученная из трех TUG3 посредством


25

побайтового мультиплексирования, является блоковой фреймовойструктурой из 9 рядов и 258 колонок. В то время как С4 - это блок из 9 рядови 260 колонок. Поэтому две колонки стаффинговых битов должны бытьдобавлены перед составной структурой 3xTUG3 для формировнияинформационной структуры С4.

Последний шаг - это мультиплексирование С4 в STM-N. Оно осуществляетсяаналогично процессу мультиплексирования сигнала 140Mb/s в сигналSTM-N:

C4 -VC4- AU-4 - AUG - STM-N.

Вопросы:

Вы понимаете, почему используются два указателя? Эти два указателяобеспечивают функции выравнивания на двух ступенях. AU-PTRобеспечивает функции корректного выравнивания и выделения VC4 наприемном конце. Поскольку VC4 может вмещать три VC3 (можете ливычислить, почему именно три?), TU-PTR соответстветственно определяетспецифическую позицию первого байта каждого VC3. На приемном концеVC4 определяется через AU-PTR, и TUG3 демультиплексируется из VC4согласно правилу побайтового мультиплексирования. VC3 определяетсячерез соответствующий TU-PTR и может быть выделен из TU-3. Затемсигнал 34М может быть извлечен.

2.2.3 Мультиплексирование сигналов 2Mбит/с в сигнал STM-N

В настоящее время наиболее часто используемым методоммультиплексирования является метод мультиплексирования 2М сигнала всигнал STM-N. Это также самый сложный метод мультиплексирования PDHсигнала в сигнал SDH.

1) Сначала 2Mбит/с сигнал будет адаптирован в соответствующийстандартный контейнер С12 посредством адаптации скорости. Во времяадаптирования 2Mбит/с PDH сигнала в C12 вводится концепциямультифрейма для удобства адаптации скорости, т.е. четыре C12 базовыхфрейма формируют один мультифрейм. Поскольку фреймовая частотабазового фрейма С12 - 8000 фреймов/сек., фреймовая частота С12


26

мультифрейма будет 2000 фреймов/сек. Обратитесь к прилагаемомурисунку в конце раздела 2.

Почему используется мультифрейм? Главным образом для удобстваадаптации скорости. Например, если Е1 сигнал имеет стандартную скорость2.048Мбит/с, каждый базовый фрейм вместит 32-байтную нагрузку (256 бит)при размещении Е1 в С12. Почему? Фреймовая частота С12 - 8000фреймов/сек. То есть частота ИКМ30/32 [E1] сигнала. Однако, когдаскорость сигнала Е1 не стандартная 2.048 Мбит/с, среднее количество битов,размещаемых в каждом С12 не явялется целым числом. Например, когдасигнал Е1 со скоростью 2.046Mбит/с размещается в С12 базовом фрейме,среднее число битов, загружаемых в каждый фрейм - (2.046x10^6бит/с)/(8000-фрейм/с)=255.75 бит. Поскольку это число нецелое, Е1 сигналне может быть размещен. В этом случае если используется мультифрейм,состоящий из четырех базовых фреймов, число бит загружаемых вмультифрейм - (2.046x10^6 бит/с)/(2000-фрейм/с)=1023 бит. Каждый изпервых трех базовых фреймов вмещает 256-битную нагрузку, а четвертыйвмещает 255-битную нагрузку. Поэтому все Е1 сигналы на этой скоростимогут быть полностью адаптированы в С12. Как же адаптируется скоростьсигнала Е1? С12 базовый фрейм - это пилоообразная блоковая фреймоваяструктура из 9х4-2 байта. Мультифрейм состоит из четырех базовыхфреймов. Структура мультифрейма С12 и расположение его байтов показанына рис. 2-10.

YWWYWWYWWYWW

WWWWWWWW

WWWWWWWW

WWWWWWWW

WWWWWWWW

WWWWWWWW

WЧетвер-тый

основнойфреймС-12:

9х4-2=31W+1Y+

1M+1N

WW

Третий основнойфреймС-12:

9х4-2=32W+

1Y+ 1G

WW

ВторойосновнойфреймС-12: 9х4-2=32W+

1Y +1G

WW

Первый основнойфреймС-12:

9х4-2=32W+

2Y

W

WWWWWWWWWWWWWWWW

WNMWWGWWGWWY

Каждый квадрат представляет собой байт (8 бит). Байты классифицируются слудующимобразом:

W = I I I I I I I I Y = RRRRRRRR G= C1C2OOOORR

M = C1C2RRRRS1 N= S2 I I I I I I I

I -Информационный бит R-Стаффинговый бит O-Бит заголовка

C1-Бит контроля отрицательного выравнивания S1-Бит, за счет которого делаетсявозможным отрицательное выравнивание C1=0 S1= I ; C1=1 S1= R*


27

C2-Бит контроля положительного выравнивания S2-Бит с помощью которогоосуществляется положительное выравнивание C2 =0 S2 = I; C2= 1 S2= R*

R* представляет выравнивающий (имеет случайное значение) бит. Во времяде-выравнивания на приемном конце, значение выравнивающих бит будетигнорировано. Период мультифрейма 125x4=500мкс.

Рис. 2-10 C-12 структура мультифрейма и расположение байтов

Содержимое байтов мультифрейма показано на рис. 2-11. Мультифреймвключает: С12 мультифрейм 4(9x4-2)=136 байт = 127W+5Y+2G+1М+1N=(1023I+S1+S2)+3C1+49R+8O=1088 бит. Биты контроляположительного и отрицательного выравнивания С1 и С2 контролируютбиты возможности отрицательного и положительного выранивания S1 и S2соответственно. C1C1C1=000 означает , что S1 - информационный бит, в товремя как C1C1C1=111 означает , что S1 - стаффинговый бит R. С2 такимже образом контролирует S2.

Мультифрейм может размещать нагрузку со скоростями лежащими впределах от C-12Мультифрейм-max до C-12Мультифрейм-min.

C-12Мультифрейм-max=(1023+1+1)х 2000=2.050Mбит/с

C-12Мультифрейм-min=(1023+0+ 0)х 2000=2.046Mбит/с

До тех пор пока E1 сигнал имеет скорость в пределах2.050Mбит/с-2.046Mбит/с, они могут быть адаптированы и размещены встандартный контейнер С12, т.е скорость может быть выравнена достандартной скорости С12 - 2.175Mбит/с.


Как видно из прилагаемого рисунка в конце раздела 2, четыре базовыхфрейма С12 следуют друг за другом. Когда мультиплексируются в сигналSTM-1, эти четыре базовых фрейма помещаются в четыре последовательных фрейма STM-1, а не в один STM-1. Каждый базовый фрейм помещается водин STM-1. Чтобы правильно выделить 2М сигнал, вы должны знатьположение каждого базового фрейма в составе мультифрейма - какойбазовый фрейм передается из мультифрейма. Заметьте, что четыре базовыхфрейма представляют один 2М сигнал, или мультифрейм состоит из одного2М сигнала.

2) Для мониторинга в реальном времени основных характеристик путикаждого 2М сигнала при передачи по сети SDH С12 должен быть вдальнейшем упакован - добавляется соответствующий заголовок пути(заголовок низкого порядка) для формирования информационной


28

структуры VC12. Как показано на прилагаемом рисунке в конце раздела2, LP-POH (заголовок пути низкого порядка) добавляется на свободныеместа (“вырезы”) в левом верхнем углу каждого базового фрейма.Каждый базовый фрейм имеет заголовок пути низкого порядка,состоящий из четырех байтов: V5, J2, N2 и K4. Поскольку VC можетрассматриваться как независимый объект, отслеживание 2М услугивпоследствии проводится в блоке VC12.

Заголовок пути отслеживает статус передачи целого мультифрейма по сети.Сколько фреймов 2М сигнала вмещает мультифрейм С12? Одинмультифрейм С12 вмещает 4 фрейма сигнала ИКМ30/32. Поэтому LP-POHотслеживает статус передачи 4 фреймов сигнала ИКМ30/32.

3) Для корректного выравнивания фреймов VC12 на приемном концечетырехбайтовый TU-PTR добавляется в “вырезы” мультифрейма VC12.Затем информационная структура сигнала меняется в TU12 , состоящую из9 рядов и 4 колонок. TU-PTR показывает определенное положениепервого VC12 в составе мультифрейма.

4) Три TU12 формируют TUG-2 посредством побайтовогомультиплексирования. TUG2 имеет структуру фрейма из 9 рядов и 12колонок.

5) Семь TUG2 могут быть мультиплексированы в информационнуюструктуру TUG3 посредством побайтового мультиплексирования.Заметьте, что информационная структура, сформированная из 7 TUG2состоит из 9 рядов и 84 колонок. Две колонки стаффинговых бит должныбыть добавлены перед структурой, как показано на рис. 2-11.

11

9

RR

84

TUG3

Рис. 2-11 Информационная структура TUG3

6) Процедура мультиплексирования информационной структуры TUG3 в STM-N аналогична описанной выше.



29

Из процедуры мультиплексирования сигнала 140М в сигнал STM-N мыможем видеть , что один STM-N соответствует Nх140Mбит/с, т. е. одинSTM-1 может быть демультиплексирован только в один 140Mбит/с. Поэтому емкость STM-1 эквивалентна 64 2Mбит/с, если сигнал 140Ммультиплексируется в STM-1.

Аналогично, в случае мультиплексирования сигнала 34Mбит/с в сигнал STM-1, STM-1 может вмещать три сигнала 34М, т.е. имеет емкость48хMбит/с.

В случае мультиплексирования сигнала 2Mбит/с в сигнал STM-1, STM-1может вмещать 3x7x3=63 2Mбит/с сигнала

Анализируя вышеизложенное, можно сделать вывод, что в случаемультиплексирования 140М и 2М в STM-N, коэффициент использования сигнала объективно высокий. Однако, в случае мультиплексирования 34М вSTM-N, коэффициет использования относительно низкий.

Как видно из процедуры мультиплексирования 2М сигнала в сигнал STM-N, 3 TU12 могут быть мультиплексированы в один TUG2, 7 TUG2 в один TUG3,3 TUG3 в VC4 и один VC4 в один STM-1, т. е. структурамультиплексирования 2Mбит/с это 3-7-3. Поскольку методмультиплексирования - с побайтовым чередованием, 63 VC12 в VC4 нерасполагаются последовательно. Числовая разница между двумя соседнимиTU12 составляет 21.

Эта формула для вычисления номера тайм-слота TU12 в различных позицияхв одном VC4:

VC12 (TU12) номер тайм-слота= номер позиции TUG3 +(номер позицииTUG2- 1) х 3 +(номер позиции TU12 - 1) х 21. Соседними в кадре VC4считаются TU12, если они имеют одинаковые номера TUG3 и одинаковыеномера TUG2, в то время как разница между номерами позиций их TU12равна 1.

Эта формула будет полезна, когда используется прибор для анализа передачиSDH при проведении соответствующих измерений. Есть ли что-нибудьобщее между позициями двух соседних TU12 в составе фрейма VC4?

Примечание: Диапазон номеров позиций TUG3 -это 1-3. Диапазон номеровпозиций TUG2 -это 1-7. И диапазон номеров позиций TU12 -это 1-3. НомерVC12 (TU12) является порядковым номером этого VC12 (TU12) среди 63VC12 (TU12) в составе фрейма VC4 соответственно последовательности ихмультиплексирования, как показано на рис. 2-12.


30

VC4 TUG3

TUG3

TUG3

TUG2

TUG2

TUG2

TU12

TU12

TU12

TU12

TU12

TU12

TU12

TU12

TU12

1

1

1

2

2

2

3

3

3

1

2

71

2

3

Соответствие номеру позиции

Рис. 2-12 Систематизапция TUG3, TUG2 и TU12 в VC4

Есть методы и процедуры мультиплексирования сигналов PDH в сигналSTM-N, используемые в Китае. Это базовые знания для вас, которыепомогут вам в техническом обслуживании оборудования и в дальнейшемизучении принципов SDH.

2.3 Концепция размещения, выравнивания и мультиплексирования

Низкоскоростные трибутарные сигналы мультиплексируются в сигналSTM-N, проходя три процедуры: размещение, выравнивание имультиплексирование.

Выравнивание означает, что указатель постоянно указывает на стартовуюточку VC низкого порядка в фрейме в составе TU (TU-PTR) или стартовуюточку VC высокого порядка в составе AU (AU-PTR). Так что приемныйконец может корректно выделить соответствующий VC. Детальное описаниебудет дано в следующем разделе.

Мультиплексирование, относительно простая концепция, это процесспосредством которого несколько сигналов путей низкого порядкаадаптируются в путь более высокого порядка, или множественные сигналыпути высокого порядка адаптируются в мультиплексную секцию. Это тотпроцесс, когда TU преобразовываются в VC высокого порядка или AU


31

преобразовываются в STM-N методом побайтового мультиплексирования.Так как фазы всех VC синхронизированы с трибутарными сигналами посредством подстройки указателей TU-PTR и AU-PTR, то даннаяпроцедура является синхронным мультиплексированием. Принципмультиплексирования имеет общие черты с принципомпараллельно-последовательного преобразования.

Вопрос:

Каковы методы адаптации сигналов PDH 140Mбит/с, 34Mбит/с и 2Mбит/с встандартные контейнеры?

Главным образом эти сигналы адаптированы посредством асинхронныхметодов адаптации потому что выравнивание путем добавлениясоответствующих стаффинговых бит требуется до адаптации. Например, приадаптации сигнала 2М в С12 не может быть гарантировано, что каждый С12может вместить точно один фрейм Е1.

На этом завершается содержание этого раздела. Но перед завершением мыбы хотели снова подчеркнуть соотношения между сигналами различныхуровней скоростей иерархии PDH и информационными структурами,применяемыми при мультиплексировании в SDH:2Mбит/с-C12-VC12-TU12-34Mбит/с-C3-VC3-TU-3-140Mбит/с-C4-VC4-AU-4.Обычно сигналы различных скоростей PDH могут также обозначатьсясоответствующими информационными структурами, т.е. сигнал 2М можетобозначаться VC12.

Вопросы:


1. Структуру фрейма STM-N и функции его компонентов.

2. Методы и процедуры мультиплексирования сигналов PDH различныхскоростей в STM-N сигнал, так же как и функции различныхинформационных структур ---- C, VC, TU, TUG, AU и AUG.

3. Методы адаптации скорости для 2Mбит/с и 140Mбит/с сигналов.

4. Базовые концепции мультиплексирования и размещения.


32

C-12

0

2.048 2.175 VC-12V5

1 4

0

J2N2

K4

TU-12

1 4

V1

V2V3V4

V52.240

V11

1

TUG-2

0

1

9

V5V5V5

V1V1V1

12

1

9

1

1

9

1 841

9

C-3

0

34.368 48.384

J1B3C2G1F2H4F3K3N1

1 85

VC-3

0

48.96

1 86H1H2H3

0

TU-3 49.152

1 861

9

1

9

1

90

TUG-3

H1H2H3RRRRRR

1 2601

9

139.264

0

C-4149.760

49.536

0

1 2611

9

J1B3C2G1F2H4F3K3N1

VC-4150.336

AU-PTR

1 9

1

9

10 270

0

AU-4 150.912

1 9 10 270

RSOH

PTR

MSOH

1

90

STM-1

11

90

.

.

.

STM-N

2 4 1

9

9х270хN155.52хNМбит/с

125 мкс

хN

125 мкс125 мкс125 мкс 125 мкс

125 мкс 125 мкс 125 мкс 125 мкс

125 мкс

125 мкс125 мкс125 мкс

4(9х12)4(9х4)4(9х4-1)

4(9х4-2)

Мбит/с Мбит/сМбит/с

мультифрейм

х3

х7

6.912Мбит/с

Мбит/с Мбит/с

Мбит/с

Мбит/с

Мбит/с

9х849х85 9х86-6 9х86

9х2709х270-9х89х260 9х261Мбит/сМбит/с Мбит/с Мбит/с

155.52

148.608Мбит/с х3

Мбит/с

270хNсуб-фрейм

суб-фрейм

Прилагаемый рисунок : Структура мультиплексирования SDH, используемая в Китае


33

Резюме

Этот раздел описывает структуру фрейма SDH и функции его основныхэлеменетов. Наряду с этим описываются базовые процедурымультиплексирования сигналов PDH (2M, 34M и 140M) в сигнал STM-N.

Задание

1. Если сигнал 2М при мультиплексировании в VC4 располагается во второмTUG3, третьем TUG2 и первом TU12, то номер тайм-слота, занимаемогоэтим 2М сигналом .

2. В один STM-1 могут быть мультиплексировано 2M сигналов, 34M сигналов, или 140M сигналов.


34

Основы SDH Выпуск 2.0 Раздел 3 Заголовок и Указатель

35

Раздел 3 Заголовок и Указатель

Цели: Уяснить выполнение поуровнего мониторинга секции – функции байтов секционного заголовка. Уяснить выполнение поуровнего мониторинга пути – функции байтов заголовка пути. Уяснить, какие байты заголовка выполняют мониторинг основной сигнализации и рабочих характеристик. Уяснить рабочий механизм указателей - AU-PTR и TU-PTR. Выстроить концепцию поуровнего мониторинга SDH.

3.1 Заголовок

Как упоминалось ранее, функции заголовка существуют для выполнения поуровнего мониторинга сигналов SDH. Мониторинг классифицируется по уровням – секционный мониторинг и мониторинг пути. Секционный мониторинг в дальнейшем классифицируется на мониторинг регенераторной секции и мониторинг мультиплексной секции, а мониторинг пути в дальнейшем классифицируется на мониторинг пути высокого порядка и мониторинг пути низкого порядка. Таким образом, выполняется мониторинг всех уровней сигнала STM-N. Например, в системе 2.5G заголовок регенераторной секции отслеживает целиком весь сигнал STM-16, в то время как заголовок мультиплексной секции отслеживает каждый из 16 STM-1. Опять же заголовок пути высокого порядка отслеживает VC4 каждого STM-1, а заголовок пути низкого порядка может выполнять мониторинг каждого из 63 VC12 в VC4. Так выполняются многоступенчатые функции мониторинга 2 Мбит/с в 2,5Гбит/с.

Каким же образом выполняются эти функции? Они выполняются посредством различных байтов заголовка.

3.1.1 Секционный Заголовок

Секционный Заголовок фрейма STM-N располагается с 1 по 9 ряд и с 1 по 9 колонки во фрейме. Заметьте: исключаем 4 ряд. Мы должны описать функции каждого байта секционного заголовка на примере сигнала STM-1. Для сигнала STM-1 SOH располагается в рядах 1-3 и колонках 1-9 – это


36

RSOH и в рядах 5-9 и колонках 1-9 – это MSOH в составе фрейма, как показано на рис. 3-1.

A 1 A 1A 1 A 2 A 2 A 2 J 0 X *X

X

X *X

X

B 1 E 1 F 1D 1 D 2 D 3

K 1 K 2D 4 D 5 D 6D 7 D 8 D 9D 1 0 D 1 1 D 1 2

S 1 M 1E 2

R S O H

M S O H

9 б а й т

9 с т р о к

∆∆

∆∆

∆∆

B 2 B 2 B 2A d m i n i s t r a t i v e U n i t P o i n t e r ( s )

∆ - Байты зависящие от среды передачи (байты временного использования)

X - Байты , зарезервированные для внутреннего использования (например национального)

*-Нескрэмблируемые байты

Все необозначенные байты зарезервированы для дальнейшей международной стандартизациии

•

Рис. 3-1 Диаграмма байтов секци онного заголовка фрейма STM-N

Рис. 3-1 иллюстрирует расположение заголовка регенераторной секции и заголовка мультиплексной секции во фрейме STM-1. В чем разница между ними? Разница имеется в масштабе мониторинга, т.е. RSOH имеет соответствующий больший масштаб обзора – STM-N, в то время как MSOH имеет соответствующий меньший масштаб обзора - STM-1 внутри STM-N.

· Байты начала фрейма A1 и A2

В указателе функция байтов начала фрейма – это выравнивание. Как мы знаем, SDH может вводить/выводить трибутарные сигналы из высокоскоростных сигналов. Почему? Потому что приемник может


37

определить позицию низкоскоростного сигнала в составе высокоскоростного посредством ---- AU-PTR и TU-PTR. Первый шаг этой процедуры – надлежащим образом извлечь каждый фрейм STM-1 из принимаемого сигнального потока STM-N, затем выделить позицию соответствующего низкоскоростного сигнала в составе каждого фрейма STM-1. Эта процедура похожа на процедуру нахождения человека в большом кинотеатре, вы должны сначала определить нужный кинотеатр, затем нужный участок, затем найти человека в ряду и месте. Байты A1 и A2 – это байты начала фрейма. Поэтому приемник может определить и извлечь STM-1 фрейм из информационного потока STM-N посредством нахождения этих двух байтов и в дальнейшем определить нужный низкоскоростной сигнал в составе фрейма посредством указателей.

Как приемник определяет фреймы посредством байтов A1 и A2? A1 и A2 имеют фиксированное значение: A1: 11110110 (f6H) и A2: 00101000(28H). Приемник отслеживает каждый байт потока. После определения 3N успешно принятых f6H байтов, следующих за 3N 26H байтами (имеется три A1 и три A2 байта во фрейме STM-1), приемник определяет, что начинается прием фрейма STM-N и его разборка.

Если приемник не принимает байты A1 и A2 в течение пяти или более фреймов (625мкс), т.е. он не может идентифицировать начала пяти фреймов, то он войдет в статус отсутствие фрейма и сгенерирует сигнализацию «отсутствие фрейма» - out-of-frame OOF. Если OOF сохраняется 3мс, приемник войдет в статус «потеря фрейма» -- оборудование сгенерирует сигнализацию «потеря фрейма» - LOF. Между тем сигнал AIS будет послан на нижний уровень, и все потоки будут в аварии. В статусе LOF если приемник начинает принимать нормально фреймы в течение 1 мс и более, оборудование восстановит нормальный статус.


Сигналы STM-N должны быть проскрэмблированы перед отправкой в линию так, что приемник сможет извлечь синхросигнал из линии. Но байты A1 и A2 не будут проскрэмблированы, поскольку приемник должен надлежащим образом произвести выравнивание. Принимая во внимание эти условия, в сигналах STM-N не скрэмблируются только байты первого ряда (1 ряд ×9N колонок, включая байты A1 и A2) секционного заголовка. Затем сигнал передается в линию.

· Байт трассировки регенераторной секции: J0

Этот байт используется для передачи Секционного Идентификатора Точки Доступа так, чтобы приемник мог сверить свое соединение с соответствующим передатчиком. В пределах домена одного оператора этот байт может использовать любой символ. Но на границе между сетями формат байта J0 должен быть одним и тем же (т.е. соответствовать) между приемником и передатчиком оборудования. Посредством байта J0 оператор


38

может определять и решать проблемы, вовремя и в короткое время восстановить сеть.

· Служебный канал передачи данных (DCC): байты D1-D12

Одна из характеристик SDH – это мощные функции OAM (OAM-operation, administration and maintenance – управление, обслуживание и операции над системой), которые обеспечивают управление сетевыми элементами с системы управления. Через байты D1-D12 происходит передача сигналов управления между сетевым элементом и терминалом сетевого управления. SDH имеет несколько функций, не присущих системе PDH, такие как распределение потоков в реальном времени, определение сигнализации и тестирование рабочих характеристик в режиме «он-лайн». Где же находятся эти данные OAM? Данные, передающие функции OAM, такие как посылка команд, проверка данных сигнализации и рабочих характеристик, передаются с помощью байтов D1-D12 в составе фрейма STM-N, т.е. соответствующие данные для функций OAM располагаются в байтах D1-D12 и передаются сигналами STM-N через сеть SDH . Таким образом, байты D1-D12 обеспечивают общий канал передачи данных доступный для всех сетевых элементов. В качестве физического уровня встроенного контрольного канала (ECC), байты D1-D12 передают информацию о действиях, управлении и техобслуживании (OAM) по всей сети и формируют канал передачи сети управления SDH (SMN).

Байты D1, D2 и D3 (DCC регенераторной секции - DCCR) обеспечивают скорость 3× 64кбит/с=192кбит/с, и используются для передачи OAM информации среди терминалов регенераторной секции. Байты D4-D12 (DCC мультиплексной секции DCCM) имеют суммарную скорость 9×64кбит/с=576кбит/с и используются для передачи OAM информации среди терминалов мультиплексной секции.

DCC имеет общую скорость 768кбит/с, которая обеспечивает мощную коммуникационную базу для сети SDH.

· Байты служебной связи: E1 и E2

Каждый из этих байтов обеспечивает 64кбит/с канал для голосовой связи, т.е. голосовая информация передается посредством этих двух байтов.

E1 – это часть RSOH и используется для связи в регенераторных секциях. E2 – это часть MSOH и используется для связи в мультиплексных секциях.

Например, существует следующая сеть:

A B C D

RegeneratorMultiplexerTerminal

MultiplexerTerminalRegenerator


39

Рис. 3-2 Сетевая диаграмма

Если используется только байт E1 для голосовой связи, смогут ли сетевые элементы A, B, C и D использовать служебную связь. Почему? Потому что функция терминала мультиплексной секции – вводить/выводить низкоскоростные трибутарные сигналы из сигнала SDH, в этом случае требуются RSOH и MSOH. Поэтому оба E1 и E2 могут использоваться для голосовой связи. Функции регенераторов – регенерация сигналов и только RSOH требуется для этого. Поэтому для голосовой связи можно использовать E1 байт.

Если используется только байт E2 для голосовой связи, то голосовая связь возможна только между A и D. Это потому что сетевые элементы B и C не обрабатывают MSOH и байт E2.

· Байт канала пользователя: F1

Этот байт может быть использован для обеспечения 64кбит/с канала передачи данных/голосовой связи. Он зарезервирован для пользователя (часто ссылка на сетевого провайдера) для обеспечения временного служебного соединения для специальных целей техобслуживания.

· Байт проверки на четность (BIP-8) byte: B1

Этот байт располагается в регенераторной секции и служит для мониторинга блоковых ошибок регенераторной секции.

Какой же механизм этого мониторинга? Сначала опишем принцип паритета BIP-8.

Предположим, что фрейм сигнала состоит из 4 байтов: A1=00110011, A2=11001100, A3=10101010 и A4=00001111. Метод паритета BIP-8 в этом фрейме – это разделить на 4 блока по 8 бит (один байт), составляющих блок паритета (каждый байт это блок, поскольку 1 байт содержит 8 бит) и упорядочить эти блоки как показано на рис. 3-3.

A1 00110011A2 11001100A3 10101010A4 00001111

B 01011010

BIP-8

Рис. 3-3 Проверка на четность BIP-8

Подсчитаем число "1" в каждой колонке. Затем проставим 1 в соответствующих битах результата over (B), если число нечетное, в


40

противном случае выставляется 0. То есть значение соответствующего бита B делает число "1" в соответствующей колонке блоков A1A2A3A4 четным. Этот метод проверки на четность называется проверкой на четность BIP-8. На самом деле данный метод проверки гарантирует, что число "1" – четное. B – это результат проверки BIP-8 для блоков A1A2A3A4.

Механизм байта В1 следующий: передающее оборудование обрабатывает методом проверки на четность BIP-8 все байты предыдущего фрейма (1#STM-N) после скремблирования и помещая результат в байт B1 текущего фрейма (2#STM-N) до скремблирования. Приемник обрабатывает методом проверки на четность все биты текущего фрейма (1#STM-N) до дескремблирования и проводит операцию сравнения между результатом паритета и значением B1 в следующем фрейме (2#STM-N) после дескремблирования. Если эти два значения различаются, то результат сравнения будет включать 1. В соответствии с количеством "1" мы можем наблюдать количество ошибочных блоков в фрейме 1#STM-N при передаче.

Технические детали: Поскольку уровень ошибок высокоскоростных сигналов отражается посредством ошибочных блоков, статус ошибки сигналов STM-N – это на самом деле статус ошибочных блоков, рис. 3-3. Поэтому байт B1 может отследить максимум 8 ошибочных блоков в фрейме STM-N при передаче. Результат BIP-8 – это 8 бит, а каждый бит соответствует колонке бит – блоку.

· Байт проверки на четность N×24 (BIP-N×24): B2

B2 – похож на B1 по принципу работы, за исключением того, что отслеживается статус ошибки уровня мультиплексной секции. Байт B1 отслеживает ошибку передачи целиком фрейма STM-N. Есть единственный байт B1 в фрейме STM-N. Байты B2 отслеживают уровень ошибки для каждого фрейма STM-1 в составе фрейма STM-N. Имеется N*3 B2 байта в фрейме STM-N и каждые три B2 байта соответствуют фрейму STM-1. Механизм мониторинга – передающее оборудование подсчитывает BIP-24 (три байта) всех битов предыдущего фрейма STM-1, за исключением RSOH (RSOH включает B1 проверку на четность для всего фрейма STM-N) и помещает результат в байты B2 текущего фрейма до скремблирования. Приемник обрабатывает методом паритета BIP-24 все биты текущего фрейма STM-1 после дескремблирования за исключением RSOH и проводит операцию между результатом паритета и байтами B2 следующего фрейма после дескремблировния. В соответствии с количеством "1" в результате сравнения, мы можем отследить число ошибочных блоков в фрейме STM-1 в составе фрейма STM-N при передаче. При помощи этого метода можно отследить максимум 24 ошибочных блока.

· Байты канала Автоматического Защитного Переключения (APS): K1, K2 (b1-b5)


41

Эти два байта существуют для передачи сигнализации Автоматического Защитного Переключения (APS), которая используется для осуществления работы защиты MSP, то есть защиты оптической линии на уровне мультиплексной секции с возможностью автоматического самовосстановления оптической линии. Эти два байта используются для передачи сигнализации APS протокола.

· Индикация повреждения мультиплексной секции на удаленном конце (MS-RDI): K2 (b6-b8)

Это сообщение сигнализации, возвращенное на передающий конец (источник) приемным концом (получатель), которое означает, что приемный конец обнаружил неполадку на приемной секции или получает сигнализацию индикации аварии мультиплексной секции (MS-AIS). То есть, когда приемный конец обнаруживает ухудшение приема, он возвращает сигнализацию MS-RDI на передающий конец так, что последний приобретает статус предыдущего. Если принимаемые b6-b8 биты K2 - это 110, то это значит, что этот сигнал является сигнализацией MS-RDI, возвращенным на противоположный конец. Если принимаемые биты b6-b8 K2 - это 111, то это значит, что сигнал является сигнализацией MS-AIS, принимаемой данным концом. Между нем, данному концу требуется выслать сигнализацию MS-RDI на противоположный конец, то есть вставить 110 в b6-b8 байта K2 в фрейм STM-N для посылки на противоположный конец. Заметьте, что MS-RDI появляется не для всех случаев ухудшения сигнала. Данный конец оборудования возвращает MS-RDI только получения сигнализации R-LOS, R-LOF и MS-AIS.

· Байт статуса синхронизации: S1（b5-b8）

Различные значения битов, означающие различные уровни синхронизации, определенные ITU-T, действуют в оборудовании для определения качества принимаемого синхросигнала. Это помогает определить, нужно или нет выполнять переключение источника синхросигнала на источник более высокого качества.

Чем больше значение S1 (b5-b8), тем ниже уровень качества синхросигнала.

· Байт индикации ошибки мультиплексной секции на удаленном конце (MS—REI): M1

Это сообщение возвращается на передающий конец приемным концом. Байт M1 используется для передачи числа ошибочных блоков, обнаруженных приемным концом, посредством BIP-N × 24 (B2) так, что приемный конец может получить статус принимаемой ошибки на приемном конце.

· Байты, зависящие от среды передачи: △

△ байты используются для выполнения специальных функций специальной среды передачи. Например, эти байты могут быть использованы для идентификации направления сигнала, когда для двунаправленного соединения используется одно волокно.

· Байты, зарезервированные для использования в Китае: ×


42

· Все неотмеченные байты зарезервированы для дальнейшей международной стандартизации.

� Подсказка: Производители оборудования SDH обычно используют зарезервированные байты в пределах секционного заголовка фрейма STM для выполнения некоторых специальных функций для своего оборудования.

До этого места было описано использование байтов секционного заголовка фрейма STM-N. Посредством этих байтов выполняются функции OAM уровней STM-N.

N STM-1 фреймов могут мультиплексироваться в фрейм STM-N через побайтовое мультиплексирование. Как мультиплексируются секционные заголовки? Через побайтовое мультиплексирование обрабатываются все байты AU-PTR и нагрузки в пределах фрейма. Но метод мультиплексирования для секционного заголовка отличается. При этом методе N фреймов STM-1 мультиплексируются во фрейм STM-N при помощи побайтного мультиплексирования. При этом секционный заголовок первого кадра STM-1 остается неизменным, а в остальных N-1 секционных заголовках остаются без изменений байты начала фрейма, а также байт B2. Остальные байты игнорируются. На рис. 3-4 показана структура секционного заголовка фрейма STM-4

Примечание: Х-байты, зарезервированые для внутреннего использования

RSOH

MSOH

36 байт

9строк

A1 A1 A1 A1 A1 A1A1 A1 A1 A1 A1A1 A2 A2 A2A2 A2 A2A2 A2 A2A2 A2 A2 J0х x x х x xx x x x

х х х х х х

x х x x x x x x x

х х х х х

B1 E1 F1

D1 D2 D3

K1 K2

D4 D5 D6

D7 D8 D9

D10 D11 D12

S1 M1 E2

B2 B2 B2 B2 B2B2 B2 B2 B2 B2 B2B2 Administrative Unit Pointer(s)

* - Нескрэмблируемые байты

Все необозначенные байты зарезервированы для использования в дальнейшем

CL Z0Z0Z0 * * * * * * * * **

Z0-для дальнейшей международной стандартизации

*

Рис. 3-4 Расположение байтов SOH в фрейме STM-4

В STM-N имеется только один байт B1, хотя имеются N×3 байтов B2 (поскольку байты B2 содержат результат проверки на четность BIP-24, каждый STM-1 содержит 3 байта B2, 3×8=24). Также STM-N содержится по одному байту D1-D12, один E1 и один E2, один М1, один К1 и один K2. Почему?

На рис. 3-5 показана структура секционного заголовка поток STM-16


43

144 байт

RSOH

MSOH

9строк

M1 ...

A2 A2 A2 A2A2 A2 J0

х х х х

х х х

х х х х х

х х

E1 F1

A1 A1A1 A1 A1 A1

B1

D1 D2 D3

K1 K2

D4 D5 D6

D7 D8 D9

D10 D11 D12

S1 E2

B2 B2 B2 B2 B2 B2

Administrative Unit Pointer(s)

CL Z0CLCL* * * * *

Замечание: Х- Байты, зарезервированые для использования в Китае

* Нескрэмблируемые байтыВсе необозначенные байты зарезервированы для будущей международной стандартизации

Z0 - для будущей международной стандартизации

Рисунок 3-5 Расположение байтов SOH в потоке STM-16

3.1.2 Заголовок Пути

Секционный Заголовок отвечает за осуществление функций OAM на уровне секции, в то время как Заголовок Пути отвечает за осуществление функций ОАМ на уровне пути. Контроль целостности информации происходит подобно контролю при транспортировке грузов, помещенных в контейнер: контролируется не только общий уровень повреждения грузов (SOH), но и степень повреждения каждого груза (POH).

В зависимости от «ширины» контролируемого пути (размера контролируемого груза), заголовок пути разделяется на два вида: Заголовок Пути Верхнего Уровня и Заголовок Пути Нижнего Уровня (или Заголовок Пути Высшего Порядка и Заголовок Пути Низшего Порядка). В нашем курсе мы будем считать, что заголовок верхнего уровня отвечает за контроль за каналами уровня VC4, т.е. может контролировать в фрейме STM-N сигнал со скоростью 140 Мбит/с. Заголовок нижнего уровня обеспечивает функции OAM для каналов уровня VC12, т.е. контролировать качество передачи сигналов со скоростью 2 Мбит/с.

Технические детали: В зависимости от вида мультиплексирования сигналов со скоростью 34 Мбит/с, заголовок POH контейнера VC3 может быть отнесен как к заголовку пути верхнего уровня, так и к заголовку пути нижнего уровня. Его структура и функции не отличаются от заголовка пути VC4. Поскольку мультиплексирование сигналов со скоростью 34 Мбит/с в потоки STM-N используется редко, подробное описание заголовка пути VC3 пропущено.

1. Заголовок пути верхнего уровня: HO—POH


44

Заголовок пути верхнего уровня состоит из 9 байтов, и находится в первом столбце кадра VC4, как показано на рис. 3-6.

J1B3C2G1F2H4F3K3N1

VC4

1

1

261

9

Рис. 3-6 Структура Заголовка Пути Высшего Порядка

· J1：Байт трассировки

Указатель AU-PTR показывает на место начала контейнера VC4 в AU-4, т.е. положение первого байта VC4. Это сделано для того, чтобы принимающий конец мог правильно извлечь VC4 из AU-4, начало которого может изменяться. Байт J1 является первым байтом VC4, соответственно AU-PTR указывает на положение этого байта.

Функция байта J1 подобна функции байта J0. Байт J1 используется для непрерывной передачи Идентификатора Точки Доступа Пути Высокого Уровня. Таким образом принимающий терминал может проверить наличие соединения с требуемым передатчиком (это соединение постоянно). Для этого требуется, чтобы байты J1 на принимающем и передающем конце совпадали. В оборудовании компании Huawei этот байт имеет значение “HuaWei SBS”. При необходимости, значение этого байта можно изменить в зависимости от требований.

· B3： Проверка на четность BIP-8

Байт B3 используется для проверки качества передачи, а именно числа ошибок в контейнере VC4 кадра STM-N, т.е. для проверки на наличие ошибок потока со скоростью 140 Мбит/с. Механизм работы байта B3 идентичен механизму работы байтов B1 и B2, за исключением того, что он использует для проверки фрейма VC4 механизм BIP-8.


45

Если принимающая сторона обнаружит ошибочные блоки, их число будет отображено событием проверки качества – HP-BBE (Фоновая блоковая ошибка пути высшего уровня). Одновременно в соответствующий канал VC4 будет выдано уведомление HP-REI (Индикация Ошибки Удаленной Стороны в Пути Высокого Уровня), в котором содержится число ошибочных блоков. Подобно байтам B1 и B2, этот метод проверки обеспечивает слежение за качеством передачи сигнала STM-N в режиме реального времени.

Технические детали: Если на принимающей стороне с помощью байта В1 были обнаружены ошибки, то число ошибочных блоков, обнаруженных байтом В1, будет выведено на принимающей стороне сигнализацией RS-BBE (Фоновая Блоковая Ошибка в Регенераторной Секции). Примечание: этот сигнал не транслируется на передающую сторону. Если на принимающей стороне с помощью байта В2 были обнаружены ошибки, то число ошибочных блоков, обнаруженных байтом В2, будет выведено на принимающей стороне сигнализацией MS-BBE (Фоновая Ошибка Мультиплексной Секции). Одновременно соответствующее число ошибочных блоков будет отображено на передающей стороне с помощью сигнализации MS-REI (Индикатор Ошибки Удаленной Стороны в Мультиплексной Секции). (Сигнализация MS-REI отсылается при помощи байта М1).

� Примечание: Когда число ошибок, обнаруженных принимающей стороной, превышает заданные пределы, оборудование выдаст сигнал о чрезмерном количестве ошибок (error overflow alarm).

· C2: Байт метки сигнала

Байт С2 используется для отображения применяемой структуры мультиплексирования и информации о нагрузки кадра VC, такой как информация о том, загружен или нет данный поток, тип потоков и их метод отображения. Например, С2=00Н означает, что данный путь не загружен. Тогда требуется, чтобы полезная нагрузка TUG3 контейнера VC4 была заполнена «1» (при этом возникает сигнал незагруженности пути высшего уровня – HP-UNEQ). Значение С2=02Н означает, что нагрузка VC4 мультиплексируется через структуру TUG. В Китае, мультиплексирование сигналов со скоростью 2Мбит/с в VC4 используется адаптированная структура TUG, показанная на рисунке. Значение байта С2=15Н означает, что в VC4 мультиплексируется сигнал FDDI (распределенный интерфейс передачи данных по волоконно-оптическим каналам). Для мультиплексирования сигналов 2Мбит/с при использовании оборудования компании Huawei требуется, чтобы байт С2 был сконфигурирован как при передаче TUG – структуры.

Технические детали: Конфигурация байтов J1 и С2 требуется для обеспечения соответствия между передающей и принимающей сторонами. Без этого принимающее оборудование выдаст сигнализации HP-TIM (Несоответствие Идентификатора Канала Пути Высшего Уровня) и HP-SLM (Несоответствие Метки Сигнала Пути Высокого Уровня). Эти две сигнализации приводят к появлению сигнала TU-AIS.


46

· G1：Байт состояния пути

Байт G1 используется для передачи сигналов подтверждения ошибок передачи, обнаруженных в конце маршрута. Эта функция используется для определения состояния и характеристик целого двунаправленного маршрута, контролируемого из конца в конец, или любой точки на этом маршруте. Как это понять? В действительности в байте G1 передаются ответные сообщения, т.е. сообщения, отсылаемые принимающей стороной к передающей, с помощью которых передающая сторона может получить информацию о состоянии соответствующего сигнала маршрута VС4, принимаемого на другой стороне.

Биты 1-4 байта G1 содержат счетчик ошибочных блоков в VC4, (т.е. сигнал HP-REI) которые были обнаружены принимающей стороной при использовании байта В3 (проверка на четность BIP-8). Если принимаемой стороной обнаруживаются сигнал AIS, если число ошибок превышает допустимые пределы или байты J1 и C2 не соответствуют ожидаемым, то на передающую сторону при помощи бита 5 байта G1 передается сигнал HP-RDI (индикатор удаленной неисправности высшего пути). Таким образом источник может получить информацию о состоянии соответствующего сигнала VC4, получаемого приемником, в результате чего появляется возможность обнаружить неисправность вовремя. Биты с 6 по 8 в настоящее время зарезервированы и предназначены для использования в будущем.

· F2, F3: Байты каналов пользователя

Эти байты предназначены для организации связи по выделенному каналу между элементами маршрута и зависят от нагрузки.

· H4: Байт индикации позиции TU .

Этот байт используется для мультифрейма как указатель типа полезной нагрузки и ее размещения. Например, он может быть использован как индикатор мультифрейма для TU12 или индикатор границ ячеек для нагрузки АТМ, когда они размещаются в VC4.

Байт Н4 эффективен только когда в VC4 мультиплексируются сигналы PDH со скоростью 2 Мбит/с. Как упоминалось выше, сигналы 2 Мбит/с мультиплексируются в C12 как мультикадр, состоящий из четырех кадров. Для корректного выравнивания и выделения потока E1, приемник должен знать последовательный номер (1, 2, 3, 4) текущего базового кадра в мультикадре. Байт H4, показывающий номер текущего TU12 (VC12 или C2) в текущем мультикадре, имеет важную функцию индикатора позиции. Значения данного байта варьируются от 00H до 03Н. Если значение байта H4, полученное принимающей стороной, выходит за допустимые рамки, принимающая сторона выдаст ошибку TU-LOM (потеря мультикадра в трибутарном блоке). С помощью байта H4 принимающая сторона может найти требуемый TU12, то есть, может найти требуемые байты TU-PTR (потому что TU-PTR находится во всех четырех базовых кадрах). Таким образом оборудование может демультиплексировать требуемый VC12, а VC12 может быть сброшен в соответствующий C12. Данный C12 может быть демультиплексирован в сигнал 2 Мбит/с.

· K3: Резервный байт

Данный байт зарезервирован для будущего использования. Приемник игнорирует значение данного байта.

· N1: Байт оператора сети


47

Этот байт предназначен для специальных целей.

2. Заголовок Пути Нижнего Уровня: LO—POH

LO-POH означает заголовок пути контейнера VC12. Данный заголовок используется для контроля качества передачи на уровне пути VС12, т.е. контролирует уровень передачи сигналов PDH со скоростью 2 Мбит/с в кадре STM-N.

Где находится POH в контейнере VC12? На рис. 3-7 показана структура мультифрейма VC12, который состоит из четырех базовых кадров VC12. POH нижнего уровня находится в первом байте каждого базового кадра VC12. LO-POH состоит из четырех байтов, обозначаемых V5, J2, N2 и K4.

11

9

500us VC12 multiframe

V 5 J 2 N 2 K 4

V C 12 V C12VC12 V C12

4

Рис. 3-7 Структура Заголовка Пути Нижнего Уровня.

· V5: Байт статуса пути и метки сигнала

Байт V5 является первым байтом мультикадра (мультифрейма). TU-PTR указывает начальную позицию мультикадра VC12 в мультикадре TU12, т.е. TU-PTR указывает позицию байта V5 в мультикадре TU12.

Байт V5 обеспечивает функции контроля ошибок, метки сигнала и статуса пути для путей уровня VC12. Таким образом, этот байт несет в себе функции байтов G1, B3 и C2, используемых в заголовке пути высшего уровня. Рис. 3-8 показывает структуру байта V5.

Контроль числа ошибок BIP-2

Индикация удаленной ошибки

Индикация удаленной аварии

Метка сигнала Индикация удаленного дефекта

1 2 3 4 5 6 7 8

Контроль числа ошибок. Выполняется по механизму BIP-2:

Бит 1 устанавли-

Индикация Удаленной Ошибки: (бывшее FEBE)

Если при

Индикация Удаленной Аварии:

при аварии этот бит устанавливает-

Метка Сигнала:

Данная метка сигнала показывает статус и метод отображения нагрузки. Для этих трех бит возможны восемь двоичных значений:

Индикация Удаленного Дефекта (бывшее FERF). Отсылается «1» если обнаружен дефект, иначе – «0»


48

вается, если результат проверки всех нечетных битов во всех байтах в предыдущем VC12 является четным.

Бит 2 устанавли-

вается, если результат проверки всех четных битов во всех байтах является четным.

использова-

нии BIP-2 был обнаружен один или больше ошибочных блоков, то «1» отсылается обратно источнику, в противном случае источнику возвращается «0»

ся в «1», в противном случае - «0»

000 – незагруженный путь VC12

001 – путь загружен нагрузкой неизвестного типа

010 – Асинхронное плавающее размещение

011 – плавающее размещение с тактовой синхронизацией

100 – байтовое синхронное плавающее отображение

101 – зарезервировано для использования в будущем

110 – тестовый сигнал, отображение O.181

111- VS-AIS

Рис. 3-8 Структура VC12 POH (байтV5).

Если приемником при помощи проверки BIP-2 были обнаружены ошибочные блоки, то число обнаруженных блоков отображается на принимающей стороне при помощи сообщения LP-BBE (Фоновая Блоковая Ошибка Пути Нижнего Уровня) и одновременно на передающую сторону отсылается сообщение LP-REI (Индикация Удаленной Ошибки Пути Нижнего Уровня). Передача данного сообщения производится с использованием бита b3 байта V5. Таким образом, соответствующее число блоковых ошибок может быть выведено в сообщении LP-REI. Бит 8 байта V5 предназначен для сигнализации VC12 «индикация удаленного дефекта». Сигнал LP-RDI (Индикация Удаленного Дефекта Пути Низшего Уровня) отсылается источнику если приемником получается любой из сигналов – TU-AIS или сигнал аварийного состояния. Примечание: в данном курсе сигнал RDI называется индикатором снижения качества или индикатором удаленного дефекта.

Если сбойное состояние сохраняется дольше, чем максимальное время, положенное для активизации защитных механизмов, то сбой становится аварией. В этом случае источнику отсылается сигнал LP-RFI (Индикация Удаленной Аварии Пути Нижнего Уровня). Для этого используется бит b4 байта V5. Это делается для того, чтобы проинформировать источник, что на приемнике возникает сбой на соответствующем VC12.

Биты с 5 по 7 обеспечивают метку сигнала. Если значение этих бит не равно нулю, то считается, что путь VC12 загружен, т.е. пакеты VC12 не пустые. Если значение битов b5-b7 равно 000, то считается, что VC12 незагружен и на приемной стороне возникает сигнал LP-UNEQ (Путь нижнего уровня не загружен). В этом случае контейнер заполняется «0» (не «1» - AIS). Если биты b5-b7 байта V5 на принимающей и передающей стороне не совпадают, то на принимающей стороне выдается сигнал LP-SLM (несовпадение меток сигналов пути нижнего уровня).

· J2：Байт трассировки пути VC12

Функция байта J2 подобна функции байтов J0 и J1. Он используется для постоянной передачи Идентификатора Точки Доступа Пути Нижнего Уровня, присвоенного приемнику и передатчику. Таким образом принимающее оборудование может проверить соединение с удаленным передатчиком.


49

· N2：Байт оператора сети

Этот байт предназначен для специальных целей.

· K4：Зарезервирован

Данный байт зарезервирован для будущего использования.

？Вопросы:

Что вы узнали из данного раздела? Этот раздел описывает методы поуровневого внедерения в STM-N функций управления и контроля, такие как Заголовок Регенераторной Секции, Заголовок Мультиплексной Секции, заголовки путей высшего и низшего уровней. С помощью байтов этих заголовков вы можете полностью контролировать сигнал STM-N и сигналы низших уровней, которыми несет кадр STM-N.

3.2 Указатели

Функцией указателей является выравнивание, путем которого приемник может корректно выделить требуемый VC из сигнала STM-N, затем разобрать контейнеры VC и C, после чего выделить сигналы PDH низших скоростей, т.е. напрямую выделить низкоскоростные трибутарные сигналы из сигнала STM-N.

Что такое выравнивание? Выравнивание – процедура, с помощью которой смещенная информация кадра объединяется в Трибутарный или Административный Блок, т.е. посредством Указателя Трибутарного Блока (или Указателя Административного Блока), добавленых к VC, определяется начало VC низкого порядка в нагрузке TU (или начало кадра VС высокого порядка внутри нагрузки AU). Когда возникает разница в фазах кадров, и начинается «плавание» кадров VC, значение указателя будет подстроено для того, чтобы указатель постоянно и корректно указывал начало кадра VC. Для контейнера VC4, указатель AU-PTR указывает на положение байта J1, в то время как указатель TU-PTR указывает начало байта V5.

Указатель TU или AU обеспечивает метод, позволяющий гибкое и динамичное выравнивание VC в кадре TU или AU. Это возможно потому что эти два указателя способны согласовывать различия не только в фазах VC и SDH, но также и в скорости кадров.

Имеются два указателя (AU-PTR и TU-PTR), использующиеся для выравнивания VC высшего уровня (здесь имеются в виду контейнеры VC4) и VC низшего уровня (здесь: VC12) в кадрах AU-4 и TU12 соответственно. Механизм работы этих указателей описан ниже.

3.2.1 Указатель административного блока——AU-PTR

Указатель AU-PTR, расположенный в строке 4, столбцах 1-9 кадра STM-1, используется для указания позиции байта J1 контейнера VC4 в AU-4. Таким образом, приемник может корректно выделить контейнер VC4, как показано на рис. 3-9.


50

RSOH

H1YYH2FFH3H3H3HH3H3H3

H1YYH2FFH3H3H3

MSOH

RSOH

MSOH

Байты отрицательного выравнивания

0-----1------------------86

696--697---------------782

0--------1----------------86

1 9 270

1

4

9 1

4

9

125мкс

250мксus

522--5435--436------ --------521

23--------------608

Байты положительного выравнивания

Рис. 3-9 Положение указателя AU-4 в кадре STM

Как видно из рисунка, указатель AU-PTR состоит из 9 байтов: H1YYH2FFH3H3H3. Здесь Y=1001SS11 (бит S не определен), а F=11111111. Значение указателя содержится в последних десяти битах байтов H1 и H2. Последние три байта являются байтами подстройки и могут содержать полезную нагрузку.

Что подразумевается под понятием функция подстройки? Давайте приведем пример. Допустим, есть грузовой автомобиль, перевозящий какие-либо грузы. Груз (контейнер VC4) разложен по коробкам и размер одной коробки равен трем байтам (один блок). Время остановки грузовика составляет 125 мкс.

1) Если скорость кадра VC4 больше, чем скорость AU-4, т.е. скорость загрузки AU-4 ниже, чем скорость загрузки VC4, то время, необходимое для загрузки VC4 меньше, чем 125 мкс (время остановки грузовика). VC4 продолжает непрерывно загружаться до тех пор, пока грузовик не отъедет. Однако кузов грузовика (область полезной информации AU-4) уже полон и не может вместить больше груза. В это время три байта H3 (байты подстройки) начинают использоваться для размещения груза. Эти три байта являются как бы прицепом у грузовика. Таким образом, положение груза будет смещено вперед на три байта, и, таким образом, возможно размещение большего груза (VC4 плюс 3 байта). Такой тип выравнивания называется отрицательным выравниваем. Три байта Н3, следующие за байтами FF называются отрицательными байтами подстройки. В данном случае эти байты содержат полезную нагрузку, и первые три байта следующего контейнер будут загружены в текущий.

2) Если скорость VC4 меньше, чем скорость AU-4, т.е. VC4 не может быть полностью размещен во время остановки «грузовика» AU-4, то последние три байта VC4 будут отправлены на следующем «грузовике». Поскольку AU-4 не был полностью заполнен (не хватает трех байтов), то осталось свободное место объемом три байта. Для того чтобы избежать сбоев во время передачи, связанных с появлением пустого места, необходимо вставить сразу после трех байтов Н3 указателя AU-PTR три байта H3. Эти три байта заполняются произвольной информацией (подобно тому, как в свободное место коробки помещают уплотнительный материал). В этом случае требуется, чтобы все трехбайтные блоки в контейнере VC4 были смещены назад на один блок (3 байта). Таким образом, размещение груза изменится. Такой метод выравнивания называется положительным выравниванием. Соответственно, три вставленных байта H3 называются положительными


51

байтами подстройки. Если скорость VC4 значительно ниже, чем скорость AU-4, то в область полезной информации AU-4 требуется вставить больше чем один положительный блок выравнивания (3 байта H3). Заметьте, что есть только один блок байтов отрицательного выравнивания (3 байта H3), и байты отрицательного выравнивания находятся в указателе AU-PTR, а байты положительного выравнивания – в области полезной информации AU-4.

3) Как положительное, так и отрицательное выравнивание меняют положение VC4 в AU-4, т.е. меняют положение первого байта VC4. В этом случае AU-PTR сделает соответственно положительную или отрицательную подстройку указателя. Для удобства выравнивания всех байтов VC4 (каждой «коробки», или ) в AU-4, каждый информационный блок располагается в определенном месте, как показано на рис. 3-10. Значение трехбайтового блока, следующего сразу после байтов H3 равно нулю, и т.д. Таким образом, область полезной информации AU04 имеет 261×9/3=783 позиции, и указатель AU-PTR содержит значение, указывающее на положение J1 в AU-4. Как известно, значение AU-PTR должно быть в диапазоне от 0 до 782, иначе считается, что значение указателя неверно. Если 8 раз подряд принимается неверное значение указателя, то оборудование генерирует сигнал AU-LOP (Потеря указателя AU) и вставляет сигнализацию AIS - TU-AIS.

Как положительное, так и отрицательное выравнивание приводит к тому, что значение указателя увеличивается (положительное выравнивание) или уменьшается (отрицательное выравнивание) на единицу.

4) Если скорости и фазы VC4 и AU-4 не отличаются, т.е. времени остановки грузовика хватает, чтобы загрузить его полностью, то значение AU-PTR равно 522, как показано в заголовке кадра на рис. 3-9. Примечание: AU-PTR показывает положение байта J1 в следующем кадре VC4. В том случае, если сеть синхронная, подстройка указателя требуется крайне редко и байты Н3 заполнены произвольной информацией.

Как упоминалось выше, значение указателя находится а последних 10 битах байтов Н1Н2. Это значение варьируется от 0 до 1023 (210). Если значение AU-PTR находится вне диапазона 0-782, это является неверным значением указателя. Как 16 битов H1H2 выполняют функцию подстройки указателя? Посмотрите на рис. 3-10.

N N N N S S I D I D I D I D I D

Флаг новых данных (NDF)

Означает, что объем полезной нагрузки изменился.

Если изменений информации не возникает, то нормальное значение NNNN=0110. Если кадр и его содержимое изменились, значение NNNN

Тип AU/TU

Для AU-4 и TU-3=10

10-битное значение указателя

Диапазон значений указателя AU-4 составляет 0-782 с тремя байтами в качестве блока смещения. Значение указателя показывает разницу между последним байтом H3 и первым байтом VC4.

Правила подстройки указателя.

1) Во время нормальной работы указатель показывает положение первого байта VC4 в AU-4. Значение NDF равно 0110.

2) Если скорость VC4 ниже, чем AU-4, то инверсия пяти битов I показывает, что требуется положительное выравнивание. Начальная точка VC в следующем кадре


52

инвертируется и становится 1001 – NDF. Значение указателя кадра, имеющего флаг NDF изменится на инвертированное, указывающее на VC, в котором находится новая информация. Если информация больше не меняется, то в следующем кадре NDF изменится на нормальное значение – 0110. В течение следующих трех кадров не может быть последовательного увеличения или уменьшения значения указателя.

смещается на один блок назад, а значение указателя увеличивается на 1.

3) Если скорость VC4 выше, чем скорость AU-4, то инверсия битов D показывает, что требуется отрицательное выравнивание. Далее в три байта отрицательного выравнивания переписывается реальная информация из VC4 и стартовая точка кадра VC смещается на один блок вперед. Значение указателя в следующем кадре уменьшится на 1.

4) Если значение NDF равно 1001, это значит, что изменился объем полезной информации. Соответственно, значение указателя увеличится или уменьшится на 1, после чего NDF примет значение 0110

5) При последующей подстройку указателя, невозможно увеличение или уменьшение его значения в течение по крайней мере трех кадров.

6) Когда значение указателя обрабатывается приемником, любое отличие от текущего значения будет игнорироваться, за исключением того случая, когда новое значение пользователя указателя принимается в течение трех или более кадров подряд

Рис. 3-10 Шестнадцатиразрядное значение байтов H1 и H2 указателя AU-4

Значение указателя содержится в битах 7-16 байтов Н1 и Н2. Нечетные биты этих 10 битов обозначены как биты I, в то время как четные биты обозначены как биты D. Операции инкрементирования или декрементирования значения указателя показываются инверсией всех или пяти I-битов или пяти D-битов. Таким образом, I-биты также называются инкрементирующими битами, в то время как D-биты называются декрементирующими битами.

Последовательная подстройка указателя не позволяется в течение трех кадров подряд, т.е. если кадр в котором значение указателя инвертируется, обозначено как первый кадр, то последующая подстройка указателя не позволяется до пятого кадра (последующее значение указателя будет увеличено или уменьшено на единицу).

Инверсия флага NDF показывает изменение информационной нагрузки AU-4. В этом случае значение указателя «прыгнет», т.е. не будет последовательного увеличения или уменьшения значения указателя. Если приемник обнаружит флаг NDF инвертированным в течение 8 кадров, оборудование выдаст сигнал AU-LOP.

Приемник обрабатывает только тогда полученный указатель, когда его значение постоянно в течение трех или более кадров, т.е. система заключает, что значения указателей трех последовательных кадров постоянны. Если возникает подстройка следующего указателя, то возникает и ошибка на принимающей стороне при выравнивании VC4 и в результате ошибка при передаче.

Если 5 I-битов или 5 D-битов инвертируются на передатчике, значение следующего AU-PTR будет увеличено или уменьшено на единицу. Приемник определяет тип выравнивания последующего кадра в зависимости от того, инвертированы I-биты или


53

D-биты, т.е. выравнивает первый байт VC4 и восстанавливает тактирование сигнала, которое было до подстройки указателя и его выравнивания.

3.2.2 Указатель Трибутарного Блока——TU-PTR

Указатель Трибутарного Блока используется для определения положения первого байта V5 в контейнере TU12 для того, чтобы применик мог корректно выделить VC12. Указатель TU Обеспечивает метод, позволяющий гибкое и динамичное выравнивание VC12 в мультикадре TU12. Указатель TU-PTR находится в байтах, обозначенных V1, V2, V3 и V4 в мультикадре TU12, как показано на рис. 3-11.

V5 0положение Положение положительного выравнивания

70 71 72 73 105 106 107 108 0 1 2 3 35 36 37 38 74 75 76 77 109 110 111 112 4 5 6 7 39 40 41 42 78 81 113 116 8 11 43 46

82

85

117

120

12

15

47

50

86

89

121

124

16

19

51

54

Вторая базовая структура

C-12 9×4-2 =32W+ 1Y +1G

Третья базовая структура

C-12 9×4-2=

32W+ 1Y+ 1G

Четвертая базовая структура

C-12 9×4-2=

31W+ 1Y+

1M+1N

90

93

125

128

20

23

55

58

94

97

129

132

24

27

59

62

98

Первая базовая структура

C-12 9×4-2= 32W+

2Y

101

133

136

28

31

63

66

102 103 104 V1 137 138 139 V2 32 33 34 V3 67 68 69 V4 500мкс TU-12 мультикадр 4(9x4)

Рис. 3-11 Нумерация места указателя TU-12 и сдвиг

Указатель TU12 состоит из четырех байтов, обозначенных V1, V2, V3 и V4

Начиная с байта, следующего непосредственно за байтом V2 в TU12, каждый байт в последовательности имеет номер, в зависимости от смещения, и до последнего байта V2, с одним байтом в качестве байта положительного выравнивания. В целом номера байтов варьируются от 0 до 139. Первый байт V5 кадра VC12 находится в месте с номером, соответствующем двоичному значению указателя TU12.

Байт V3 указателя TU12 является байтом отрицательного выравнивания. Байт положительного выравнивания следует непосредственно за ним. Байт V4 зарезервирован. Значение указателя находится в последних десяти битах байтов V1 и V2. Функцией 16 битов байтов V1 и V2 подобна функции 16 битов байтов H1 и H2 указателя AU-PTR.


54

� Примечание: Положительное/отрицательное выравнивание осуществляется с помощью байта V3

Размер, на который возможно осуществить выравнивание указателя TU-PTR является одним байтом. Таким образом, значение указателя находится в диапазоне от 0 до 139. Если неправильное значение указателя или NDF принимается последовательно в течение 8 кадров, то приемником будет выдано сообщение TU-LOP (Потеря указателя трибутарного блока) и вставлен сигнал AIS.

Если нет различий между частотами и фазами VC12 и TU12, значение байта V5 равно 70, т.е. значение TU-PTR равно 70.

Методы выравнивания указателя TU-PTR и его интерпретации подобны тем, которые используются при работе с AU-PTR.

？ Вопросы:

Что вы узнали из этого раздела? 1. Как AU-PTR и TU-PTR выравнивают VC4 и VC12? 2. Причины для генерации сигнализации и аварийные сообщения, относящиеся к

указателям. Второму пункту придается наибольшее значение.


55

Итог

В этом разделе описывается осуществление функций контроля сигналов системы SDH. Выполнение механизма поуровневого контроля при помощи RSOH, MSOH, HP-POH и LP-POH .

Основной темой является механизм контроля аварийной сигнализации и характеристик системы при помощи байтов различных заголовков и указателей.


1. Какие байты используются для контроля сигнализации MS-AIS и MS-RDI?

2. Каков механизм контроля сигнализации R-LOF?

3. Какие аварии генерируются приемником, когда значение AU-PTR равно 800 или 1023?

4. Какие байты осуществляют поуровневый контроль ошибок?

Раздел 4 Логическое построение оборудования SDH

Цели:

Понять общие типы NE (или СЭ-сетевых элементов) и основные функциисети передачи SDH.

Уяснить функции основных логических функциональных блоков, которыесоставляют оборудование SDH и соответствующие им события сигнализацийи рабочих характеристик.

Уяснить функции дополнительных функциональных блоков.

Понять функции структуры функциональных блоков.

Уяснить соответствующую сигнализацию технического обслуживания,обеспечиваемую каждым функциональным блоком и соответствующую имиерархию возникновения сигнализации.

4.1 Общие типы СЭ сети SDH

Сеть передачи SDH образуется путем соединения различных типов СЭ,которые соединяются посредством оптических волокон. Фукнция передачисети SDH выполняется посредством различных СЭ: ввод/вывод потоков,кросс коммутация потоков, самовосстановление при повреждении и т.п.Следующее описывает черты и основные функции основных СЭ сети SDH.

1. TM – Терминальный мультиплексор

Терминальный мультиплексор используется на оконечных станциях сети, т.е.на обоих концах цепочки. Это двухпортовое устройство, как показано на рис.4-1.


56

TMW

STM-N

STM-M

Примечание: M<N140 Мбит/с 2Мбит/с

34Мбит/с

Рис. 4-1 TM модель

Его функция - мультиплексирование низкоскоростных сигналов трибутаныхпортов в высокоскоростной сигнал STM-N линейного порта или извлеченниенизкоскоростных трибутарных сигналов из сигнала STM-Nl. Пожалуйстазаметьте, что линейный порт вводит/выводит сигнал STM-N, в то время кактрибутарный порт может вводить/выводить множество низкоскоростныхтрибутарных сигналов. Когда низкоскоростные трибутарные сигналымультиплексируются в STM-N сигнал, то при этом выполняется функциякросс коммутации. Например, STM-1 трибутарный сигнал может бытьмультиплексирован в любую позицию (любой номер тайм слота) линейногосигнала STM-16, т.е в любую позицию одного из шестнадцати STM-1 таймслотов. 2М трибутраный сигнал может быть мультиплексирован в любуюпозицию из 63 VC12 тайм слотов любого STM-1. Для оборудования Huaweiлинейный порт TM (оптичекий интерфейс) обозначается как порт западнойстороны по умолчанию. Заметьте: ТМ имеет только один линейный порт.

2. ADM – Мультиплексор ввода/вывода

Мультиплексор ввода/вываода используется на промежуточных станцияхсети передачи SDH в цепочечной или кольцевой структуре. Это один изнаиболее широкоприменяемых и важных СЭ сети SDH. Это трехпортовоеустройство как показано на рис. 4-2.


57

STM-NSTM-N

STM-M

w eADM

Примечание:M<N2Мбит/с 34Мбит/c

140Мбит/с

Рисунок 4-2 Модель ADM

ADM имеет два линейных порта и один трибутарный порт. Два линейныхпорта соответственно с оптическим кабелем с каждой стороны (существуютдва кабеля приема-передачи каждой стороне). Для удобства описания мыклассифицируем их как Западная сторона (W) и Восточная сторона (E).Функция ADM - это осуществление мультиплексирования низкоскоростныхтрибутарных сигналов в линейный на W или E стороне илидемультиплексирование низкоскоростных трибутарных сигналов излинейного сигнала, получаемого с линейного порта на W или E.Дополнительно включается кросс коммутация сигналов STM-N междусторонами E/W линиями, например соединить 3# STM-1 на стороне Eсигнала STM-16 с 15# STM-1 на стороне W сигнала STM-16.

ADM является самым важным СЭ SDH. Он может быть эквивалентен другимСЭ, т.е. могут выполняться функции других СЭ. Например, один ADMможет быть равен двум TM.

3. REG регенератор

Существует два типа регенераторов в оптической сети передачи. Один -истинно оптический REG, используемый в основном как усилительоптической мощности для увеличения оптической дистанции передачи,другой - это электрический REG, используемый для восстановления формыимпульса, избегания накапливания линейного шума оптико-электрическогопреобразования, дискретизации электрического сигнала, в качестверешающего устройства для того, чтобы гарантировать качественнуюпередачу сигнала в линии. Мы поговорим здесь о последнем типерегенератора. REG - это двухпортовое устройство, имеющее только двалинейных порта w порт и e порт как показано на рисунке 4-3:


58

STM-N STM-Nw e

REG

Рисунок 4-3 Электрический REG

Его функция воспроизводство нв стороне w или прием на стороне eоптического сигнала через оптико-электррическое преобразование,дискретизация, квантование, регенерация и восстановление,электрико-оптическое преобразование и передача на сторону e или w снова.Возможно вы заметили, что REG не имеет трибутарных портов как ADM,поэтому ADM может быть эквивалентен REG, когда трафик невводится/выводится на локальной позиции (трибутарная сторона невводит/выводит сигналы).

Настоящему регенератору нужно обрабатывать только RSOH в фреймеSTM-N и не требуется функций кросс коммутации, нужна только сквознаякоммутация от w до e или e до w. В то время как ADM и TM нужнообрабатывать не только RSOH, потому что им нужно вводить/выводитьнизкоскоростные трибутарные сигналы (2Mбит/с, 34Mбит/с, 140Mбит/с) вSTM-N, но и также MSOH. Кроме того ADM и TM оба имеют функциюкросс коммутации, поэтому это очень неэкономично испоспользовать ADMкак REG.

4. DXC – Оборудование цифрового кросс коммутатора

Основная функция цифрового кросс коммутатора - это кросс коммутациясигналов STM-N. Это многопортовое устройство (много портов SDH), насамом деле эквивалентно матрице кросс коммутации, выполняющейфункцию кросс коммутации между сигналами как показано на рис. 4-4:

DXCm n

Входы :m

Выходы:n

Соответствие

Рисунок 4-4 Функциональный модуль DXC


59

DXC может выполнять функции кросс коммутации входных m маршрутовсигналов STM-N с выходными n маршрутами сигналов STM-N. Диаграммавыше показывает, что имеется m входных оптических волокон и n выходныхоптических волокон. Ядро DXC - это функция кросс коммутация. МощныйDXC может оканчивать низкий уровень кросс коммутации (например, кросскоммутация VC12) высокоскоростного сигнала (например STM-16) впределах матрицы кросс коммутации.

Обычно DXCm/n используется для представления типа и возможности DXC,где m означает верхний уровень доступа DXC, в то время как nпредставляет самый нижний уровень скорости, который может быть кроссскоммутирован в пределах матрицы кросс коммутации. Чем больше m , темвыше производительность DXC, чем меньше n, тем более гибкаявозможность функции кросс коммутации DXC. Соответсвующие значения m и n показаны в таблице 4-1:

Таблица 4-1 Соответствующие значения скоростей m и n

2.5Gбит/с

622Mбит/с

140Mбит/с 155Mбит/с

34Mбит/с

8Mбит/с2Mбит/с64кбит/сско-

рость

6543210m или n

ADM может рассматриваться как DXC малой емкости, оборудованиекомпании Huawei-made 2.5G эквивалентно 6 X 6 DXC5/1.

4.2 Логические функциональные блоки оборудования SDH

Мы знаем, что система SDH требует, чтобы продукция различныхпроизводителей являлась совместимой, что требует соответствияфунциональных блоков оборудовантия SDH.

ITU-T принимает функционально-относительную модель, чтобы привести всоответствие оборудование SDH. Она разделяет функции, выполняемыеоборудованием на различные базовые стандартные функциональные блоки.Воплощение функциональных блоков не имеет ничего общего с физическойреализацией оборудования (т.е. нет ограничений в методах реализации).Различное оборудование гибко составляется из этих базовыхфункциональных блоков чтобы выполнить различные функцииоборудования. Через стандартизацию базовых функциональных блоков,стандарт оборудования также приводится в соответствие, и стандартизациястановится универсальной. Описание ясное и простое.


60

Возьмем типичные функциональные блоки, образующие оборудование TMкак пример. Ниже будут перечислены функции каждого функциональногоблока. Следует обратить особое внимание на сигнализацию, отслеживаемуюсоответствующим логическим функциональным блоком, события рабочиххарактеристик и принципы их обнаружения. Обратимся к рисунку 4-5:

STM A B C D E F

F

FG

GH HI

NP

G.703

G.703

SPI RST

TTF

MSPMST MSA

HPCPPI

PPI

LPA

LPA

HPT

HPTLPT LPC HPA

OHASEMF MCF

D4¡ªD12 D1¡ªD3

HOA

HOI

LOI

w

L

JK

M

SETS SETPI

Замечание: рассматривается 2 Мбит/cв качестве примера

140Мбит/с

интерфейс внешнегосигнала синхронизации

2Мбит/c

34Мбит/с

Q интерфейсF нтерфейс

OHA èíòåðôåéñ

Рисунок 4-5 Композиция логических функциональных блоков оборудования SDH

Чтобы понять вышеуказанный рисунок, названия функциональных блоковрисунка перечислены ниже:

SPI: Синхронный физический интерфейс

RST: Окончание регенераторной секции

MST: Окончание мультиплексной секции

MSP: Защита мультиплексной секции

MSA: Адаптация мультиплексной секции

PPI: PDH физический интерфейс

LPA: Адаптация пути низкого порядка

LPT: Окончание пути низкого порядка

LPC: Коммутация пути низкого порядка


61

HPA: Адаптация пути высокого порядка

HPT: Окончание пути высокого порядка

TTF: Окончание функции передачи

HOI: Интерфейс высокого порядка

LOI: Интерфейс низкого порядка

HOA: Компоновка высокогот порядка

HPC: Коммутация пути высокого порядка

OHA: Обработка заголовка

SEMF: Функция управления синхронным оборудованием

MCF: Функция сообщений связи

SETS: Синхроисточник синхронного оборудования

SETPI: Физический интерфейс синхроисточника синхронного оборудования

Рисунок 4-5 - это композиция функциональных блоков, образующая TM.Сигнал STM-N с линии входит в оборудование с контрольной точки A идемультиплексируется в сигнал PDH 140Mбит/с в порядке A-B-C-D-E-F-G-L-M; а сигнал STM-N преобразуется в сигнал PDH 2Mбит/сили 34Mбит/с (здесь взят сигнал 2Mбит/с как пример) в порядкеA-B-C-D-E-F-G-H-I-J-K. Здесь обозначено принимающее направлениеоборудования. Соответствующее направление передачи - это обратноенаправление этих двух путей, мультиплексирование сигналов PDH140Mбит/с, 2Mбит/с и 34Mбит/с в сигнал STM-N . Эти функцииоборудования выполняются совместно всеми базовыми функциональнымиблоками.

SPI: Блок физического интерфейса SDH

SPI - это интерфейс оборудования и оптического пути, выполняющий восновном оптико-электрическое преобразование, электрико-оптическоепреобразование, извлечение синхросигнала из линейного сигнала (STM-N) имониторинг соответсвующей сигнализации.

1) Сигнал от А до B – направление приема

Оптико-электрическое преобразование, извлечение синхросигнала излинейного сигнала, в то же время посылает его на SETS (функциональныйблок синхроисточника синхронного обрудования) для удержания частоты и


62

фазы синхросигнала. После этого синхросигнал посылается SETS на другиефункциональные блоки, которые используют его как рабочий синхросигнал.

Когда сигнал STM-N в точке A имеет искажение (например отсутсвие светапо приему или слишком низкое значение оптической мощности, качествопередачи BER хуже чем 10-3), SPI воспроизведет сигнализацию R-LOS(receiving loss of signal - потеря сигнала по приему) и уведомит SEMF(Synchronous Equipment Management Functional block) о состоянии R-LOS.

2) Сигнал от B до A – направление передачи

Электрико-оптическое преобразование, сообщение о синхронизацииодновременно связано с линейным сигналом (STM-N).

RST: Функциональный блок окончания регенераторной секции

RST - источник и получатель байтов заголовка RSOH, т.е. функциональныйблок RST воспроизводит RSOH (направление передачи) в случаеформирования фрейма сигнала SDH и обрабатывает (оканчивает) RSOH вобратном направлении (направление приема).

1) Сигнал от B до C - направление приема

Электрический сигнал и синхросигнал или сигнал аварии R-LOS посылаютсяна RST через контрольную точку B. Если RST принимает сигнал аварииR-LOS, он вставит все “1” (AIS) сигнал по направлению к точке C. Еслипринимаемый сигнал явялется нормальным в точке B, RST начинает искатьбайты A1 и A2 для выравнивания фрейма. Выравнивание фреймов - этопостоянная проверка фреймов, чтобы увидеть находятся ли они всоответствии с заголовком фрейма. Если последовательность из более чемпяти фреймовых заголовков не может быть выровнена (625 мкс),оборудование входит в состояние Out Of Frame (дословно - вне фрейма), ифункциональный блок RST сообщает сигнализацию Receiving signal Out OfFrame - потеря фрейма по приему - ROOF. В состоянии вне фрейма еслипоследовательность из двух фреймов выравнивается корректно, то состояниеROOF заканчивается. Если ROOF продолжается более чем 3 мс,оборудование входит в состояние Loss Of Frame потнеря фрейма и RSTсообщает сигнализацию RLOF , что означает сигнал все “1” в точке C.

После того как RST корректно выравнивает фреймы сигнала в точке B, ондескрэмблирует все байты фреймов STM-N, за исключением первого рядабайтов. После дескрэмблирования извлекается и обрабатывается RSOH. RSTсверяет байты B1. Если обнаруживаются ошибочные блоки, на этомтерминале воспроизводится RS-BBE. RST в это время извлекает и посылаетбайты E1 и F1 на OHA (функциональный блок обработки заголовка -Overhead Access) для обработки соединения проводного телефона. D1-D3


63

извлекаются и посылаются на SEMF, и командная информация OAMрегенераторной секции обрабатывается..

2) Сигнал от C до B - направление передачи

RST пишет RSOH, подсчитывает байты B1 и скрэмблирует все байты заисключением первой линии байтов RSOH. Структура фрейма сигнала вточках A, B и C показана на рисунке4-6:

1

9

270хN

9хNSTM-N оптический сигнал STM-N электрический

сигналТочка А Точка В Точка С

Рисунок 4-6 Структура фрейма сигнала в точках A, B и C

MST: функциональный блок окончания мультиплексной секции

MST - это источник и получатель заголовка мультиплексной секции,обрабатывает (оканчивает) MSOH в направлении приема и воспроизводитMSOH в направлении передачи.

1) Сигнал от C до D- направление приема

MST извлекает APS (автоматическое защитное переключение) протокол вбайтах K1 и K2 и отправляет на SEMF, так что SEMF может выполнитьпереключение мультиплексной секции в требуемое время (т.е. когдаслучилось повреждение). Если оборудование в точке Point C принимает биты b6-b8 K2 в трех последовательных фреймах как 111, это значит, чтосигнал, попадающий в точку C, является сигналом, состоящим из “1” (AIS).Функциональный блок MST воспроизводит сигнал аварии MS-AIS (сигналиндикации аварии мультиплексной секции).


Сигналиция MS-AIS означает, что сигнал в точке C - все “1”. Этовоспроизводится R-LOS, R-LOF, потому что когда RST принимает R-LOS иR-LOF, сигнал в точке C будет все “1”. Поэтому биты b6-b8 K2 тоже,конечно, имеют значение “111”. Вдобавок сигнализация MS-AIS на этом


64

терминале может быть вызвана тем фактом, что сигнал, передаваемыйудаленным терминалом уже сам является MS-AIS, т.е. передаваемый фрейм STM-N состоит из нормального заголовка RSOH, а остальные части фреймаявляются всеми “1”.

Если значение b6-b8 K2 сигнала в точке C - 110, сигнал можетрассматриваться как сигнал аварии, посылаемый обратно удаленгнымтерминалом: MS-RDI (индикация удаленного повреждения мультиплекснойсекции), означая что оборудование удаленного терминала сталкивается с MS-AIS по приему или что ошибок B2 слишком много.

Функциональный блок MST сверяет байты B2 и отслеживает ошибочныеблоки при передаче сигнала мультиплексной секции. Если обнаруживаетсяошибочный блок, оборудование этого терминала отобразит числоошибочных блоков в событии рабочих характеристик MS-BBE, посылаяобратно информацию MS-REI на удаленный терминал. Байт M1 ответитчислом ошибочных блоков, принятых удаленным терминалом.

Если определяется MS-AIS или число ошибочных блоков опредляемых B2превышает порог (в этот момент MST сообщает, что ошибки B2 превышаетпорог сигнализации MS-EXC), сигнал будет представлять собой все “1” вточке D.

Кроме того MST восстанавливает информацию о состоянии синхронизациипо байту S1 (b5-b8), посылая информацию о уровне качества синзронизациина SEMF. В то же время MST извлекает и посылает байты D4-D12 на SEMFдля обработки информации OAM мультиплексной секции, E2 извлекается ипосылается на OHA для обработки информации служебной связи длямультиплексной секции.

2) Сигнал от D до C - направление передачи

MST пишет MSOH: E2 от OHA, D4-D12 от SEMF и K1, K2 от MSP. В то жевремя в MSOH также дописываются соответсвующие байты B2, S1 и M1.Если MST обнаруживает MS-AIS или MS-EXC (B2) в направлении приема,b6-b8 байта K2 будут установлены как 110 в направлении передачи.Структура фрейма сигнала в точке D показана на рисунке 4-7:


65

270хN

9хN

Рисунок 4-7 Структура фрейма сигнала в точке D


Вы уже слышали много раз такие понятия как регенераторная секция имультиплексная секция, но знаете ли точно что они означают?

Регенераторная секция относится к секции между RST оборудования по обестороны от соединения (включая два RST и оптический кабель между ними),в то время как мультиплексная секция относится к секции между MSTоборудования по обе строны от соединения (включая два MST, два RST иоптический кабель между ними).

MST MSTRST RSTSPI SPI- .....

MS (мультиплексная секция)

RS (регенераторная секция)

.....

Регенераторная секция обрабатывает только RSOH фрейма STM-N, амультиплексная секция обрабатывает RSOH и MSOH фрейма STM-N.

MSP: (функциональный блок защиты мультиплексной секции)

MSP используется для защиты сигнала STM-N в мультиплексной секции дляпредотвращения его повреждения. Этот блок переключает сигналнеисправного канала на защитный канал (переключение мультиплекснойсекции), осуществляя мониторинг сигнала STM-N и оценивая состояниесистемы. ITU-T определяет, что время защитного переключения должнонаходится в пределах 50 мс.


66

Условием переключения мультиплексной секции являются R-LOS, R-LOF,MS-AIS или MS-EXC (B2). Чтобы осуществить защиту мультиплекснойсекции, оборудование должно иметь избыточные (резервные) каналы.Возьмем два TM как пример. Пожалуйста обратитесь к рисунку 4-8:

TM TM

MSA

MSA

M

S

P

M

S

P

MST MST

MST MST

Модель соединения оборудованиярабочий

резервный

Модель соединения функциональных блоков

рабочий

резервный

Рисунок 4-8 Защита мультиплексной секции TM

1) Сигнал от D до E - направление приема

Если MSP принимеат MS-AIS, посылаемый MST или команду защитногопереключения от SEMF, то выполняетсяпереключение с первичного каналана резервный канал.

2) Сигнал от E до D - направление передачи

Трафик от точки E прозрачно передается к точке D.

Форма сигнала в точке E такая как в точке D.


Самые распространенные методы защитного переключения включают 1+1,1:1 и 1:n. Возьмем рисунок 4-8 как пример:

1+1 значит, что передающий конец передает одинаковую информациюинформацию одновременно с активного канала и с резервного канала.Принимающий конец в обычном режиме выбирает поток для приема вактивного канала, потому что трафик на активном канале и на резервномканале в точности одинаковый (оба передают основной трафик) и в случае


67

поврежедния активного канала трафик активного канала будет восстановленпутем переключения приема трафика с резервного канала. это переключениетакже называется переключением одиночного конца (переключение толькоприемного конца). Скорость переключения быстрая, но имеет место низкийкоэффициент использования канала.

1:1 означает, что передающий конец в нормальном режиме передаетосновной трафик (главный трафик) на активный канал, а дополнительныйтрафик с резервный канал. Заметьте, трафик в этом случае разный.Приемный конец принимает главный трафик с активного канала идополнительный трафик с резервного канала. Но когда активный каналповрежден для того, чтобы гарантировать передачу основного трафика,передающий конец переключит передачу основного трафика на резервныйканал, а приемный конец переключит прием основного трафика нарезервный канал. Передача дополнительного трафика оканчивается, апередача основного трафика восстанавливается. Этот вид переключенияназывается переключение обоих концов (приема и передачи). Скоростьпереключения медленная, но коэффициент использования канала высокий.Поскольку передача дополнительного трафика оканчивается приповреждении активного канала, дополнительный трафик называетсятрафиком без защиты.

1:n означает, что один разервный канал защищает n активных каналов. Вэтом случае коэффициент использования каналов даже выше, хотя одинрезервный канал может защищать только один активный канал и такимобразом понижается надежность системы.

MSA: функциональный блок адаптации мультиплексной секции

Функция MSA - это обрабатывать и воспроизводить AU-PTR исобирать/разбирать целый STM-N фрейм, т.е. собирать/разбирать AUG на VC4.

1) Сигнал от E до F - направление приема. Сначала MSA обратнымбайт-интерливингу методом делит AUG на n AU-4 структур передобработкой n AU-PTR , принадлежащим n AU-4. Если значение AU-PTRявляется некорректным для 8 последовательных фреймов или AU-PTRявляется NDF для 8 последовательных фреймов, то соответсвующий AU-4MSA воспроизводит сигнализацию AU-LOP и выходной сигнал насоответсвующих каналах (VC4) в точке F - всеl “1”. Если MSA находитH1, H2 и H3 байты как все “1” для последовательных 3 фреймов, то эторассматривается как сигнал все “1” в точке E. MSA в этот момент меняет


68

выходной сигнал на соответсвующем VC4 в точке F на все “1” ивоспроизводит сигнализацию AU-AIS на соответствующем AU-4.

2) Сигнал от F до E - направление передачи. Сигнал в точке F меняется наAU-4 через MSA - процедура выравнивания и добавления AU-PTR. NAU-4 мультиплексируются в AUG путем побайтногомультиплексирования. Фреймовая структура сигнала в точке F показанана рисунке 4-9.

VC4

11

9

261

Рисунок 4-9 Фреймовая структура сигнала в точке F

TTF: функциональный блок окончания передачи

Как упоминалось выше, несколько базовых функциональных блоков могутформировать фукнциональный блок путем гибкой комбинации длявыполнения некоторой сложной работы. SPI, RST, MST и MSA вместеформируют составной блок TTF. Его функция - выполнятьоптико/электрическое преобразование (SPI) для оптического линейногосигнала STM-N в направлении приема, обрабатывать RSOH (RST) и MSOH(MST), защищать сигнал мультиплексной секции (MSP),демультиплексирование AUG и обработка указателя AU-PTR и наконецвывод n сигналов VC4. Это обратный приему процесс. Что приходит на TTF- это n сигналов VC4 и что выходит от TTF - это STM-N оптический сигнал.

HPC: Функциональный блок коммутации пути высокого порядка

HPC на самом деле эквивалентен матрице кросс коммутации. Его функциямиявялются кросс коммутация для пути высокого порядка сигнала VC4. Заисключением кросс коммутации сигналов, трафик прозрачно проходит HPC(поэтому оба конца HPC представлены точкой F). HPC - это ключ креализации пути высокого порядка сигнала DXC и ADM, чья кросскоммутация - это выбор или изменение маршрута VC4, исключая обработкусигнала. Мощность оборудования SDH определяется его способностью кросскоммутации, в то время как емкость кросс коммутации определяетсяфункциональными блоками кросс коммутации: высокого порядка HPC инизкого порядка LPC. Чтобы гарантировать полную кросс коммутацию,


69

минимальная емкость матрицы как показано на рисунке 4-6 должна быть 2NVC4 * 2N VC4, что эквивалентно 2N VC4 входного сигнала и 2N VC4выходному сигналу.

HPT: функциональный блок окончания пути высокого порядка

Сигнал, выходящий из HPC делится на два маршрута: один входит в HOIсоставной функциональный блок, выводящий 140 М PDH сигнал; другойвходит на HOA составной функциональный блок, выводящий 2М сигналPDH через составной функциональный блок LOI. Какой бы ни был маршрут,он сначала должен пройти через функциональный блок HPT. Функция двухмаршрутов HPT одинаковая.

HPT - это источник и приемнмк байтов заголовка пути высокого порядка,формирующий и оканчивающий виртуальный контейнер высокого порядка(VC4).

1) Сигнал от F до G - направление приема

Оканчивается POH и проверяется B3. Если обнаруживаются блоки ошибок,то число ошибочных блоков будет показано в собитии рабочиххарактеристик HP-BBE на этом терминале. Между тем в сигнале,посылаемом обратно на удаленный терминал биты b1-b4 байта G1устанавливаются как детектор числа ошибочных блоков. В соответствии сэтим, число ошибочных блоков должно отображаться в событии рабочиххарактеристик HP-REI на передающем конце.


Диапазон b1-b4 байта G1 - 0-15, в то время как B3 может максимальноопределить только 8 ошибочных блоков в одном фрейме, т.е. значения 0-8битов b1-b4 байта G1 представляет 0-8 ошибочных блоков, другие 7значений (9-15) взяты под определение блоков без ошибок.

HPT . Байты J1 и C2. Если их содержание неправильное (то, что должнобыть принято, отличается от того, что что принято на самом деле), будетвоспроизведена сигнализация HP-TIM и HP-SLM, заменяя выходящий сигнал соответствующего канала на все в точке “1”. Сигнализация HP-RDIсоответсвующего канала в тоже время посылается обратно на передающийтерминал посредством бита b5 байта G1. Если определяется, чтосодержание байта С2 = 00000000 для последовательных 5 фреймов, то этотVC4 рассматривается как незагруженный, и также вставляются все “1” в


70

выходной сигнал соответствующего канала в точке G. СигнализацияHP-UNEQ воспроизводится в соответствующем канале VC4 блоком HPT.

Содержание байта H4 показывает номер базового фрейма в составемультифрейма. HPT передает его на функциональный блок HPA составногофункционального блока HOA (потому что порядковый номер четырехбазовых фреймов имеет место только для 2М потоков) .

2) Сигнал от G до F - направление передачи

HPT пишет POH и вычисляет B3. Через SEMF соответствующие J1 и C2посылаются на HPT, который дописывает их в POH.

Структура фрейма в точке G на самом деле является фреймом C4. В одномслучае этот сигнал C4 получается из 140М, в другом случае, например,путем мультиплексирования 2М сигнала по схемеC12-VC12-TU12-TUG2-TUG3-C4. Далее следует описание.

Сначала мы поговорим как PDH сигнал 140М адаптируется в С4. Структурафрейма сигнала в точке G показана на рисунке 4-10:

C4

11

9

260

Рисунок 4-10 Структура фрейма сигнала в точке G

LPA: функциональный блок адаптации пути низкого порядка

Функция LPA - адаптировать сигнал PDH в C посредством выравнивания поскорости или извлечение из C соответствующего сигнала PDH посредствомобратной процедуры.

PPI: функциональный блок физического интерфейса PDH

Функции PPI - это интерфейс между физической средой передачитрибутарного сигнала и оборудованием PDH. Главная функция - изменениетипа кода и извлечение синхросигнала из трибутарного сигнала.

1) Сигнал от L до M - направление приема


71

Изменение внутреннего кода оборудования на PDH линейный код дляудобства передачи, например HDB3 (2Mбит/с, 34Mбит/с), CMI (140Mбит/с).

2) Сигнал от M до L - направление передачи

Изменение PDH линейного кода на код NRZ для удобства оборудования вобработке и извлечении в то же время синхросигнала с трибутарной стороныи посылки его на SETS для удержания фазы. После этого синхросигналпосылается SETS на каждый функциональный блок в качестве рабочегосинхросигнала.

Когда PPI определяет отсутствие входного сигнала, он воспроизведетсигнализацию потерю трибутарного сигнала T-ALOS (2Mбит/с) или EXLOS(34Mбит/с, 140Mбит/с), означающую что оборудование имеет потерювходного трибутарного сигнала.

HOI: интерфейс высокого порядка

Здесь этот составной функциональный блок, образованный тремяфункциональными блоками: HPT, LPA и PPI. Его функция: сигнал PDH 140Mбит/с -C4-VC4.

Следующее описание представляет процесс мультиплексирования 2Мсигнала в С4 или демультиплексирования из С4.

HPA: функциональный блок адаптации пути высокого порядка

В этот момент сигнал в точке G явялется по сути сигналом C4,сформированным из TUG3 посредством метода побайтовогомультиплексирования. А TUG3 формируется из ТUG2 посредством методапобайтового мультиплексирования, а также TUG2 из TU12. TU12формируется из VC12+TU-PTR. Пожалуйста обращайтесь к прилагаемомурисунку в разделе 3.

Функция HPA - такая же как у MSA с той только разницей, что в этом случаеобрабатывается и воспроизводится TU-PTR на уровне канала, разделяяинформационную структуру C4 на VC12 (что уже непосредственно касаетсясигнала 2М).

1) Сигнал от G до H - направление приема

Сначала демультиплексирование C4 в 63 TU12. Затем обработка TU-PTR иразделение на VC12 из TU12. Сигнал, выходящий из точки H, является 63сигналами VC12.

HPA определяет V1,V2,V3. Если они состоят из всех “1”, HPAрассматривает эту ситуацию как сигнализацию TU-AIS и представляет


72

соответствующий выходной путь VC12 как все “1”в точке H. Если HPAопределяет значение TU-PIR как недействительное или NDF дляпоследовательных 8 фреймов, HPA воспроизводит сигнализацию TU-LOP насоответствующем пути и представляет соответствующий выходной путьVC12 как все “1” в точке H.

HPA определяет местоположение базового TU12 или VC12 фрейма вмультифрейме в соответствии с байтом H4, принимаемом от HPT. ЗначениеH4 сравнивается с ожидаемым значением одиночного базового фрейма впоследовательности мультифрейма. Если последовательность нескольких фреймов несогласуемая, то сообщается сигнализация TU-LOM. Еслизначение H4 некорректное, сигнализация TU-LOM будет сообщатьсятакже. Диапазон допустимых значений H4 - 00H-03H.

2) Сигнал от H до G - направление передачи

HPA сначала размещает входной VC12 (выравнивание) – добавляет TU-PTR,т.е. превращает VC12 в TU12. Затем мультиплексирует 63 TU12посредством побайтовогомультиплексирования: TUG2-TUG3-C4.

HOA: Сборка высокого порядка

Функция сборки высокого порядка - собрать сигналы VC (VC12 или VC3) вфрейм C4 путем отображения, выравнивания и мультиплексирования илидемультиплексирования С4 в сигналы VC (VC12, VC3).

Структура фрейма сигнала в точке H на рисунке 4-11.

VC12

11

9

4

Рисунок 4-11 Структура фрейма сигнала в точке H

LPC: функциональный блок коммутации пути низкого порядка

Аналогично HPC, LPC также является матрицей кросс коммутации с тойтолько разницей, что у последнего функции кросс коммутации низкогопорядка VC (VC12, VC3) tчтобы достичь гибкой кросс коммутации. Если воборудовании предполагается полная кросс коммутация, оно должно иметь


73

оба блока HPC и LPC. Например, DXC4/1 может выполнять кросскоммутацию уровня VC4 и уровней VC3 и VC12. Т.е. скажем, что DXC4/1должен включать оба функциональных блока HPC и LPC. Трафик прозрачнопередается на функциональный блок LPC (поэтому контрольная точка LPC -также H).

LPT: функциональный блок окончания пути низкого порядка

LPT - это источник и приемник байтов POH низкого порядка. Для VC12 онобрабатывает и воспроизводит четыре байта POH : V5, J2, N2 и K4.

1) Сигнал от H до J - направление приема

LPT обрабатывает LO-POH, сверяет BIP-2 через биты b1-b2 байта V5. Еслиобнаруживаются ошибочные блоки VC12, число ошибочных блоков будетотображаться в событии рабочих характеристик LP-BBE на местномтерминале. И оно будет сообщаться обратно на оборудование удаленноготерминала посредством бита b3 байта V5. Число ошибочных блоков будетотображаться в событии рабочих характеристик LP-REI (low order path –remote error indication - индикация ошибки пути низкого уровня на удаленномконце) на оборудовании удаленного терминала. При мониторинге J2 и битов b5-b7 байта V5 если возникает несоответствие (то, что должно бытьпринято не совпвдает с тем что на самом деле принято) LP-TIM (low orderpath – trace identifier mismatch - идентификатор несоответствия пути низкогопорядка) и LP-SLM (low order path – signal label mismatch - несоответствиесигнальной маркировки) будут воспроизведены на местном терминале. Вэтот момент сигналы соответствующих каналов в точке I блока LPT будутпредставлять собой все “1” и сигнализация LP-RDI (low order path – remotedefect indication - индикация повреждения пути низкого порядка наудаленном конце) будет в то же время послана обратно на удаленныйтерминал посредством бита b8 байта V5 в соответствующем пути (канале).Это позволяет удаленному терминалу знать, что соответсвующий путь VC12на приемном конце имеет повреждение. Если 5 последовательных фреймовопределяют, что b5-b7 байта V5 равно 000, соответствующий путь будетрассматриваться как необорудованный и сигнализация LP-UNEQ (low orderpath – unequipped - путь низкого порядка необорудован) появится насоответствующем канале местного терминала.

Сигнал в точке I на самом деле стал сигналом C12 signal. Структура фреймасигнала показана на рисунке 4-12.


74

C12

11

9

4

Рисунок 4-12 Структура фрейма в точке I

LPA: функциональный блок адаптации пути низкого порядка

Функция блока адаптации пути низкого порядка такая же как и упомянутаявыше, т.е. помещение сигнала PDH (2Mбит/с, 34Mбит/с) в или извлечениеего из C12 (или C3) контейнера. Это эквивалентно процессуупаковки/распаковки пакета: 2Mбит/с в C12 (или 34Mбит/с в C3). Сигнал вточке J в тоже время уже стал на самом деле сигналом 2Mбит/с PDH.

PPI: функциональный блок физического интерфейса PDH

Как упоминалось выше PPI главным образом выполняет функциюинтерфейса, изменяя тип кода и функцию извлечения синхросигнала длясистемы с трибутарной стороны.

LOI: функциональный блок интерфейса низкого порядка

Функциональный блок интерфейса низкого порядка главным образомраспаковывает сигнал VC 12 в сигнал PDH 2Mбит/с (или 34Mбит/с из VC3) внаправлении приема или пакует сигнал PDH 2Mбит/с в сигнал VC12 (илиVC3 в 34Mбит/с) в направлении передачи, выполняя в тоже время функцииинтерфейса оборудования - изменение типа кода; LOI выполняет функциюотображения и обратную отображению функцию.

Существуют базовые функциональные блоки оборудования, из которыхмогут строиться различные гибкие комбинации оборудования, напримерREG, TM, ADM и DXC, выполняя соответсвующие функции.

SEMF: функциональный блок управления синхронным оборудованием

Его функция - собирать информацию о состоянии других функциональныхблоков и выполнять соответственные операции управления. Этоподразумевает: он посылает команды на каждый функциональный блок,


75

собирает сигнализацию и события рабочих характеристиккаждогофункционального блока, посылает информацию OAM на другие СЭ черезканал DCC, сообщает сигнализацию и данные рабочих характеристик натерминал системы управления.

OAM связана с DCC (D1-D12) каналом и определяется SEMF.Соотвествующий SEMF определяет байты дописываемые в RST и MST черезMCF или D1-D12 байты извлекаются из RST и MST через MCF дляобработки.

MCF: функциональный блок сообщений связи

Функциональный блок MCF является на самом деле коммуникационныминтерфейсом между SEMF, другими функциональными блоками итерминалом. Сообщение связи SEMF (через интерфейс F, Q) с сетевымуправлением выполняется через MCF, а информация OAM взаимодействуетс соответствующими каналами DCC в RST и MST через интерфейс N aиинтерфейс P, и таким образом осуществляется обмен информацией OAMмежду СЭ.

Интерфейс N в MCF посылает D1-D3 байт (DCCR), в то время какинтерфейс P посылает D4-D12 байты (DCCM). Оба интерфейса F и Qявляются интерфейсами терминала сетевого управления. Посредством ихсетевое управление может выполнять единое управление этимоборудованием и сетевыми элементами целой сети.

Tехнические детали:

Интерфейс F и интерфейс Q являются интерфейсами между сетевымуправлением и оборудованием, какая же разница между ними?

Интерфейс F обеспечивает интерфейс для локального терминала системыуправления, в то время как интерфейс Q обеспечивает интерфейс дляудаленного терминала системы управления.

SETS: функциональный блок синхроисточника синхронногооборудования

Цифровой сети нужен синхросигнал, чтобы гарантировать синхронизациюсети и, таким образом, нормальную работу оборудования. Функция блока


76

SETS состоит в том, чтобы обеспечивать синхросигнал для местного СЭ SDHили для других СЭ сети SDH .

Источники синхросигнала SETS включает:

1) Синхросигнал извлекается из линейного сигнала STM-N функциональнымблоком SPI;

2) Синхросигнал извлекается из трибутарного сигнала PDH блоком PPI;

3) Внешний синхросигнал извлекается блоком SETPI (физический интерфейссинхросигнала синхронного оборудования), т. е. сигнал 2MГц или 2Mбит/с;

4) Синхросигнал вырабатывается внутренним генератором для обеспеченияоборудования синхросигналом, когда нет в распоряжении другихисточников.

После удержания фазы синхросигнала блоком SETS, будет выбран одинсинхросигнал высокого качества и послан на все функциональные блокиоборудования для использования за исключением SPI и PPI. SETS в то жевремя предоставляет синхросигнал 2Mбит/с и 2MГц через функциональныйблок SETPI, который может быть использован другим оборудованием такимкак коммутатор или другой элемент SDH в качестве внешнего источникасинхронизации.

SETPI: физический интерфейс синхросигнала синхронного оборудования

Функция физического интерфейса между внешним источникомсинхросигнала и SETS. Посредством него SETS получает внешнийсинхросигнал или выводит внешний синхросигнал. .

OHA: функциональный блок обработки заголовка

Функция OHA - извлекать или дописывать соответствующие E1, E2 и F1байты проводной связи RST и MST и выполнять соответствующие операции.

Мы упомянули базовые функциональные блоки, которые образуютоборудование, вместе с событиями сигнализации и рабочих характеристик,отслеживаемых этими блоками и их принципы мониторинга. Глубокоепонимание событий сигнализации и рабочих характеристик, отслеживаемыхкаждым из этих функциональных блоков является ключом к правильномуанализу и локазизации ошибок при техническом обслуживании. Мынадеемся, что вы хорошо усвоите то, о чем мы говорили здесь. Поскольку


77

информация данного раздела дается последовательно, далее мы резюмируемее.

Ниже слудует сигнализация важной степени, воспроизводимая каждымфункциональным блоком оборудования SDH и ссотносящиеся с ней байтызаголовка.

SPI - R-LOS

RST - R-LOF- A1,A2; ROOF - A1,A2; RS-BBE - B1;

MST - MS-AIS - K2[b6-b8];MS-RDI - K2[b6-b8); MS-REI - M1; MS-BBE -B2; МS-EXC - B2;

MSA - AU-AIS - H1, H2, H3; AU-LOP - H1, H2

HPT - HP-RDI - G1[b5]; HP-REI - G1[b1—b4]; HP-TIM - J1; HP-SLM(C2); HP-UNEQ (C2); HP-BBE (B3)

HPA - TU-AIS - V1, V2, V3; TU-LOP - V1, V2; TU-LOM (H4)

LPT - LP-RDI - V5[b8]; LP-REI - V5[b3]; LP-TIM (J2); LP-SLM(V5[b5—b7]); LP-UNEQ - V5[b5—b7]; LP-BBE - V5[b1—b2];

Нижеследующее - это краткое описание принципов сигнализации, которыебыли рассмотрены выше:

ITU-T в своих рекомендация определил значения каждой сигнализации так:

R-LOS - loss of receiving signal - потеря сигнала по приему, на входеотсутствует оптическая мощность, оптическая мощность слишкомнизкая, оптическая мощность слишком высокая, что приводит к BERхуже чем 10-3.

ROOF - out of receiving frame - вне фрейма по приему, время поискабайтов A1 и A2 превышает 625 мкс.

R-LOF - loss of receiving frame - потеря фрейма по приему, состояниеROOF длится более 3 мс.

RS-BBE: блоки ошибок регенераторной секции, B1 сверяет блокиошибок регенераторной секции (STM-N).

MS-AIS - multiplex section alarm indication signal - сигнал индикацииаварии мультиплексной K2[6 - 8]=111, который длится более 3 фреймов.

MS-RDI - multiplex section remote defect indication- индикацияповреждения на удаленном конце мультиплексной секции - посылается


78

обратно на удаленный терминал K2[6 - 8] = 110, после определнияMS-AIS, MS-EXC состояния на местном терминале.

MS-REI - multiplex section remote error indication- индикация ошибки наудаленном конце - передается байтом B2 на местном терминале.

MS-BBE- multiplex section background block error - блоки ошибокмультиплексной секции - определяемые байтом B2 на приемном конце.

MS-EXC - multiplex section excessive error - чрезмерное количествоошибок мультиплексной секции - определяется байтом B2 на приемномконце.

AU-AIS - administrative unit alarm indication signal - индикация ошибкиуказателя админимстративной секции - Н1, H2, H3 - все “1” .

AU-LOP - loss of administrative unit pointer - потеря указателяадминистративного блока - для 8 последовательно принимаемыхфреймов некорректное значение указателя или NDF.

HP-RDI - high order path remote defect indication - индикацияповреждения пути высокого порядка на удаленном конце - местныйтерминал получает HP-TIM, HP-SLM и посылает обратно HP-RDI наудаленный терминал посредством байта G1.

HP-REI - high order path remote error indication - индикация ошибки путивысокого порядка - посылает обратно число ошибочных блоков,обнаруженных на местном терминале путем выверения байта В3 напередающем (удаленном) конце.

HP-BBE - high order path background block error - блоки ошибок путивысокого порядка - отображает число ошибочных блоков, определяетсябайтом B3 на этом терминале.

HP-TIM - high order path trace identifier mismatch- идентификаторсоответствия пути высокого порядка - определяет, что J1, которыйдолжен быть принят не совпадает с тем, что принято на самом деле.

HP-SLM - high order path signal label mismatch - соответствие маркировкисигнала пути высокого порядка - определяет, что С2, который долженбыть принят не совпадает с тем, что принято на самом деле.

HP-UNEQ - high order path unequipped - путь высокого порядканеоборудован, C2=00H длится более пяти фреймов, сигнализациявоспроизводися на этом терминале.

TU-AIS - tributary unit alarm indication signal - сигнал индикации авариятрибутарного блока, V1, V2, V3 все “1”.


79

TU-LOP - tributary unit loss of pointer - потеря указателя трибутарногоблока - для последовательно принятых фреймов значение указателянекорректно или NDF.

TU-LOM (HP-LOM) - tributary unit – loss of multi-frame - потерямультифрейма трибутарного блока , последовательно 2-10 фрейма H4имеют нарушение порядка мультифрейма или имеют некорректноезначение H4.

LP-RDI - low order path remote defect indication - индикация поврежденияпути низкого порядка на удаленном конце - местный терминалпринимает TU-AIS или LP-SLM, LP-TIM и посылает обратно LP-RDI наудаленный терминал посредством байта V5.

LP-REI - low order path remote error indication - индикация ошибки путинизкого порядка на удаленном конце, определяемая байтом V5[1-2]. Этосигнализация, возвращаемая местным терминалом на удаленныйпосредством байта V5.

LP-TIM - low order path – trace identifier mismatch - идентификаторсоответствия пути низкого порядка, определяемая J2.

LP-SLM - low order path – signal label mismatch - соответствиемаркировки сигнала пути низкого порядка, определяемая V5[5-7].

LP-UNEQ - low order path unequipped - путь низкого порядканеоборудован - V5[5 - 7]=000 длится более 5 фреймов.

Для получения представления взаимосвязи сообщений сигнализации мыприводим ниже два рисунка.

Рисунок 4-13 - это краткое представление воспроизведения сигнализацииTU-AIS, которая важна для технического обслуживания. Через анализрисунка 4-13, TU-AIS и остальные связанные с ней сигнализации могутбыть соответствующим образом выявлены и определены.


80

R-LOS R-LOF

MS-EXC MS-AIS

AU-LOP AU-AIS HP-UNEQ HP-TIM HP-SLM

TU-AIS

Рисунок 4-13 Краткое представление воспроизведения сигнализации TU-AIS


При осуществлении технического обслуживания оборудования мы можемвидеть, что TU-AIS возникает из-за несоответствия тайм слотов трафика наприемном и передающем конце.

A BSTM-1

Имеется поток 2М на передающем конце А, который нужно послать на В. Амультиплексирует этот поток 2М в 48# VC12 линии, в то время как Визвлекает 49# VC12 линии при извлечении потока. Если 49# VC12 линии несконфигурирован трафиком, терминал В воспроизведет сигнализациюTU-AIS в соответствующем канале. Если 49# VC12 сконфигурировандругим потоком 2М, случится такое повреждение как перекрестный разговор(принимается иной поток).

Рисунок 4-14 - детальное описание порядка возникновения сигнализациикаждого функционального блока оборудования SDH, через который можно


81

увидеть взаимосвязь между любыми функциональными блоками,воспроизводящими сигнализацию.

HP-SLM C2

HP-BIP B3

HP-REI G1

HP-RDI G1

HP-RDI G1

HP-REI G1

TU-AIS

HP-LOM/TU-LOP

TU-AIS

A B C D E¡¢F G HMST MSA HPT HPASPI RST

AU-AIS

AU-LOP

K2 MS-RDI

M1 MS-REI

AU-AIS

LOS

LOF

RS-BBE B1

K2 MS-RDI

M1 MS-REI

K2 MS-AIS

B2 MS-BBE

B2 MS-ExcB2

M1

HP-UNEQ

HP-TIM J1 ¡°1¡±

"1"

"1"

"1"

"1"

Генерируется

Детектируется

Сигнал аварии

Рисунок 4-14 Описание порядка возникновения сигнализации каждого функционального блокаоборудования SDH

А сейчас мы обсудим, какие функциональные блоки образуют эти СЭ. Изпостроения этих блоков вы можете легко уяснить функции, выполняемыеэтими СЭ.


82

TM – Терминальный мультиплексор

TTFSTM-N

HPC

HOIG.703G.703

HOA

TTF

LPC LOI

STM-M

w

Замечание:M<N

140Мбит/с 34Мбит/с2Мбит/с

низкоскоростные трибутарные сигналы

Рисунок 4-15 Структура функциональных блоков TM

Функция TM - это кросс мультиплксирование низкоскоростных трибутарныхсигналов PDH, STM-M (M<N) в высокоскоростной сигнал STM-N.Поскольку существуют функциональные блоки HPC и LPC, этот ТМ имеетфункции кросс мультиплексирования низкого и высокого порядка.

ADM – Мультиплексор ввода/вывода

TTF TTFSTM-N STM-N

HPC

HOIG.703G.703

HOA

TTF

LPC LOI

STM-M

w e

низкоскоростные трибутарные сигналы

Замечание:M<N

2Мбит/с34Мбит/с140Мбит/с

Рисунок 4-16 Стурктура функциональных блоков ADM

Функция ADM - это кросс мультиплексирование/демультиплексированиенизкоскоростных трибутарных сигналов (PDH, STM-M) в сигналы STM-N налинии e или w и кросс коммутация сигналов STM-N между линейнымипортами w или e.


83

REG – Регенератор

SPI SPISTM-N STM-N

RST RST

Рисунок 4-17 Структура функциональных блоков REG

Функция REG - это регенерировать и реформировать сигналы, посылаясигналы STM-N со стороны e/w на сторону w/e. Заметьте: здесь емкостькросс коммутации не является необходимой характеритиской.

DXC – Цифровой крос коммутатор

Логическая структура DXC - такая как и ADM с той только разницей, чтоемкость матрицы кросс коммутации здесь больше для выполнениямультиплексирования линейных сигналов (STM-N) и мультиплексированиятрибутарных сигналов (намного мощнее, чем емкость кросс коммутации уADM) как показано на рисунке 4-18.

LPC

STM-N G.703

+HPC m PDH signaln

Рисунок 4-18 Структура функциональных блоков DXC

Мы закончили этот раздел. Этот раздел является базой для вашегодальнейшего изучения, это ключ для усовершенствования навыковтехобслуживания оборудования.

? Вопросы:

Что мы изучили в этом разделе?

Общие типы СЭ и их функции в сети SDH


84

1) Функции функциональных блоков, которые образуют оборудование ипринципы воспроизводства и определния событий сигнализации ирабочих характетистик.

2) Процесс возникновения основных сигнализаций, необходимых притехническом обслуживании оборудования SDH.

3) Важные части этого раздела - это 2 и 3. Хорошо ли вы их усвоили?


85

Резюме

Этот раздел главным образом описывает общие типы СЭ сети SDH икомпозицию логических функциональных блоков оборудования SDH.Важный момент - изучение принципов возникновения сигнализации накаждом функциональном блоке.


1) Принципы возникновения сигнализации MS-AIS.

2) Возможная сигнализация, которая вызывает сигнализацию HP-RDI.

3) Функции блока TTF.

4) Что такое DXC4/1?


86

Курс SS 0501 Выпуск 2.0 Основы SDH

87

Раздел 5 Структура сети SDH и механизмы защиты

сети

Цели: Изучить особенности и области применения основных типов топологии сетей SDH. Изучить принцип самовосстановления. Изучить особенности, емкости и области применения различных типов самовосстанавливающихся колец. Понять особенности нескольких наиболее употребляемых типов комплексных сетей. Понять иерархий всей сети SDH. Понять правила перехода от PDH к SDH.

5.1 Основные топологии сети

Сеть SDH формируется из сетевого оборудования SDH, соединенного при помощи оптического кабеля, от расположения сетевых элементов (NE) и линий передачи зависит от топологии сети. Эффективность сети (доступность каналов), надежность и соотношение качество/цена зависят большей частью от топологии.

Основными видами топологии сетей являются «цепь», «дерево», «кольцо». Они показаны на рис. 5-1.

«Цепь»

При этой топологии все узлы соединены последовательно. Эта топология экономична и используется в основном на ранней стадии развития сети SDH, особенно в частных сетях (таких как железнодорожные сети связи). «Звезда»

При этой топологии один сетевой элемент служит как особый узел, соединяющий узлы, которые не соединены напрямую, и все потоки со всех сетевых элементов передаются через этот особый узел. Достоинством этой топологии является то, что все сетевые элементы соединяются через один узел, облегчая тем самым распределение полосы пропускания и


88

снижая цены. Недостаток данной топологии в том, что надежность и емкость сети зависит от надежности и пропускной способности узлового элемента. Узловой элемент выполняет функции, аналогичные узловой телефонной станции на сети коммутации. Этот тип топологии используется в основном в локальных сетях (сетях доступа и в абонентских сетях).

Рис. 5-1 Основные типы топологий

«дерево»

Этот тип топологии может рассматриваться как комбинация топологии «цепь» и «звезда», но надежность и емкость сети по-прежнему зависит от надежности и пропускной способности узлового элемента.

Кольцо

Сеть с топологией «кольцо» представляет собой сеть, имеющую топологию «цепь», у который соединены начальный и конечный элементы,

(a) Цепь

(b) Звезда

(c) Дерево

(d) Кольцо

(e) Смешанная

TM

TM

TM

TM

TM TM TM

TM

TM

TM

ADM

ADM

ADM

ADM

ADM

ADM

ADM

ADM

DXC/ADM

DXC/ADM

DXC/ADM

DXC/ADM

DXC/ADM

DXC/ADM


89

и в сети не осталось «открытых» сетевых элементов. Поскольку данный тип топологии характеризуется высокой надежностью, т.е. способностью к самовосстановлению, то он используется в большинстве существующих сетей. Топология «кольцо» подходит для локальных сетей (сети доступа и абонентские сети), а также для магистральных сетей.

Смешанная топология

Сеть смешанной топологии формируется из комбинаций всех вышеприведенных типов. В данном типе топологии не обязательно будет связь всех элементов по типу «каждый с каждым», в сети с такой топологией можно заметить элементы «цепь», «дерево», «звезда», «кольцо». При формировании сети, имеющей смешанную топологию, она «наследует» и недостатки топологий, использованных при ее построении. В настоящее время наиболее распространенными являются топологии «кольцо» и «цепь», которые могут гибко комбинироваться и образовывать больше комплексных сетей. Этот раздел описывает строение и свойства сети типа «цепь», а также несколько основных типов самовосстановления сетей типа «кольцо».

5.2 Сеть типа «цепь» и самовосстанавливающееся кольцо

Сети передачи данных могут быть разделены на двунаправленные и однонаправленные, это зависит от того, в каком направлении передается трафик. Для того, чтобы показать различие между этими сетями, возьмем для примера сеть, показанную на рис. 5-2.

Рис. 5-2 Сеть «кольцо»

A

B

C

D


90

Предположим, что осуществляется связь между узлами А и С, и поток от узла А до узла С идет по пути А →B→C, а поток от узла С к узлу А идет по C→B→A. В этом случае путь от А к С и от С к А являются одинаковыми, и такие пути называются совместимыми. В случае, если данные от узла С к узлу А идут по пути C→D→A, то путь потока от узла А к узлу С отличается от пути потока от узла С к узлу А. Такие пути называются раздельными.

Связь по совместному пути называется двунаправленной связью, а связь по раздельным путям – однонаправленной. Направления связи и путей в наиболее часто употребляемых сетях показаны в таблице 5-1.

Таблица 5-1 Направления связи и путей в сетях

Тип сети Путь Тип связи

Цепь Совмести-мый

Двунаправ-

ленная

Кольцо Двунаправленное кольцо с защитой пути

Совмести-мый

Двунаправ-

ленная

Двунаправленное кольцо с защитой

мультиплексной секции

Совмести-мый

Двунаправ-

ленная

Однонаправленное кольцо с защитой пути

Раздель-

ный

Однонаправ-ленная

Однонаправленное кольцо с защитой

мультиплексной секции

Раздель-

ный

Однонаправ-ленная

5.2.1 Сеть типа «цепь»

Типичная сеть типа «цепь» показана на рис. 5-3.


91

Рис. 5-3 Схема сети типа «цепь»

К свойствам сети типа «цепь» можно отнести повторной использование таймслотов, т.е. виртуальные контейнеры с одинаковыми номерами в сигнале STM-N могут быть использованы в различных сегментах оптического кабеля. Как показано на рис. 5-3, в сети существуют потоки между узлами А и В, В и С, С и D, и А и D. Потоки А-В занимают таймслот Х сегмента оптического кабеля А-В (VC с номером Х, например, 48й VC12 3-го VC4), потоки В-С занимают таймслот Х сегмента между узлами В и С, и потоки между узлами С и В занимают также таймслот Х. Однако, поскольку таймслот Х уже занят, то потоки от А до В занимают таймслот Y, например, 49-й VC12 в 7-м VC4. Этот метод и называется повторным использованием таймслотов.

Повторное использование таймслотов увеличивает значение общей пропускной способности сети. Значение пропускной способности сети равно максимальному числу потоков, которое может быть передано по сети. Емкость сети зависит от топологии сети, режима самовосстановления и распределения потоков между сетевыми элементами.

Сеть с топологией «цепь» имеет наименьшую емкость в том случае, когда конечная станция сети служит главной, т.е. вся нагрузка от сетевых элементов идет к этой главной станции. Напрямую от элемента к элементу нагрузка не передается. Возьмём для примера сеть, изображенную на рис. 5-3. Если станция А является главной станцией, то нет нагрузки между В, С и D. В, С и D взаимодействуют с сетевым элементом А. Поскольку максимальная емкость сегмента оптического кабеля на участке A-B равна STM-N (поскольку скорость системы передачи STM-N), емкость сети равна STM-N.

TM TM ADM ADM

A B C D STM-N

Трибутарные потоки Трибутарные потокиТрибутарные потоки Трибутарные потоки

X Таймслот

X Таймслот

X

ТаймслотX

ТаймслотX

Таймслот

X

ТаймслотY

Таймслот Таймслот

Y


92

Максимальная емкость сети «цепь» будет получена тогда, когда нагрузка будет передаваться только между соседними сетевыми элементами. Примером может быть рисунок 5-3, где существует нагрузка только между элементами А и В, В и С, С и D. Нагрузки между элементами A и D нет. Таким образом, в этом случае может быть организовано повторное использование таймслотов, что позволит занять все таймслоты на всех сегментах сети. Если в сети имеется M сетевых элементов, то максимальная емкость сети равна (M-1)×STM-N, где M-1 – число сегментов оптического кабеля.

Сети типа «цепь» чаще всего строится на основе двухволоконной цепи (без функции защиты потоков, т.е. без функции самовосстановления) и четырехволоконной цепи (обычно с защитой 1+1 или 1:1). В четырехволоконной цепи два оптических волокна, служащих для приема/передачи используются в качестве резервного канала и два волокна в качестве рабочего. Функция самовосстановления 1+1, 1:1 и 1:n описывалась в предыдущем разделе, в главе, посвященной функциональному блоку MSP. Нужно помнить, что при режиме защиты 1:n значение т не может быть больше 14. Почему? Это определяется битами b5-b8 байта K1. Диапазон их значения находится в границах 0001 – 1110 [1-14] и определяет число активных каналов, возможных для переключения.

5.2.2 Сеть типа «кольцо» - самовосстанавливающееся кольцо

1 Концепция самовосстановления

Потребности общества в информации, которые в наши дни значительно больше, чем раньше, требуют своевременной и безошибочной передачи по сети связи. Чем больше информации передается по сети на большей скорости, тем большую цену придется заплатить обществу при отказе сети. Это приводит к тому, что «выживаемость» сети ставится сегодня на первое место.

Термин «самовосстановление» означает, что при отказе сети (таком, как обрыв оптического волокна) ее функционирование может автоматически восстановиться за короткий промежуток времени (меньше 50 мс) без человеческого вмешательства, и абоненты не ощутят этого отказа. Основным принципом является то, что сеть должна иметь возможность найти альтернативный тракт передачи и восстановить передачу информации. При использовании альтернативного тракта могут быть восстановлены все или часть потоков, имеющие определенный приоритет за счет использования резервного оборудования или за счет избыточности существующего. Следовательно, условиями для возможности


93

самовосстановления являются избыточность каналов, возможность кросс-коммутации и развитые логические функции сетевого элемента.

Функция самовосстановления только восстанавливает потоки при помощи резервных каналов, а не восстанавливает или заменят неисправные блоки или линии. Таким образом аварии продолжают существовать, ожидая человеческого вмешательства, например, отключенное оптическое волокно должно быть подключено вручную.

Технические детали: В самовосстанавливающейся сети потоки переключаются на резервный канал. Могут быть два режима переключения – возвратное и невозвратное. Возвратный режим переключения означает, что при отказе рабочего канала потоки переключатся на резервный и после восстановления рабочего канала произойдет обратное переключение. Обычно перед обратным переключением проходит некоторое время (от нескольких минут), чтобы восстановленный рабочий канал мог продолжить стабильную передачу. Невозвратный режим означает, что когда происходит отказ рабочего канала, потоки переключаются на резервный, и, когда рабочий канал восстанавливается, потоки не переключаются на него. В результате этого рабочий канал становится резервным, и наоборот, резервный – рабочим. Обратное переключение произойдет только в случае отказа исходного резервного канала.

2 Классификация самовосстанавливающихся колец

В настоящее время топология «кольцо» является наиболее широко используемой, поскольку она обладает мощными возможностями самовосстановления. Самовосстанавливающиеся кольца могут различаться в зависимости от уровня защиты потоков, направления потоков в кольце и числа оптических волокон между сетевыми элементами.

Самовосстанавливающиеся кольца разделяются на:

- однонаправленные и двунаправленные, в зависимости от направления потоков в кольце;

- на двухволоконные (одна пара оптических волокон для приема/передачи) и четрехволоконные (две пары оптических волокон


94

для приема/передачи), в зависимости от числа оптических волокон между узлами сети;

- на кольца с защитой пути и с защитой мультиплексной секции, в зависимости от уровня защиты потоков.

Покажем отличие между кольцом с защитой пути и с защитой мультиплексной секции. В кольце с защитой пути, защита потоков осуществляется на уровне пути, т.е. защищается виртуальный контейнер (сигнал PDH) в сигнале STM-N. Необходимость переключения одного из двух каналов определяется качеством передачи сигнала по определенному пути, и обычно в том случае, если принимающая сторона получила сигнал TU-AIS. Например, если принимающая сторона на кольце STM-16 получает сигнал TU-AIS в 48-м TU-12 4-го VC4, то произойдет переключение на резервный канал.

Переключение кольца с защитой мультиплексной секции зависит от качества передачи сигналов мультиплексной секции. Переключение осуществляется при помощи протокола APS, который использует байты K1 и K2 (b1-b5). Когда обнаруживается ошибка в мультиплексной секции, служебные сигналы всего потока STM-N или его половины будут переключены на резервный канал. Переключение при защите мультиплексной секции осуществляется при возникновении сигналов LOS, LOF, MS-AIS и MS-EXC.

Технические детали: Поскольку в кадре STM-N существует только один байт К1 и один байт К2, в случае срабатывания защиты мультиплексной секции все активные потоки в STM-N (четырехволоконное кольцо) или половина STM-N (двухволоконное кольцо), больше, чем один путь, будут переключены на резервный канал.

Схемой защиты пути является схема 1+1, где резервный тракт используется только в целях защиты, и эта схема имеет низкую доступность. Схемой защиты мультиплексной секции является сема 1:1, где резервный канал может использоваться для передачи дополнительного трафика, и характеризуется большой доступностью канала.

3 Двухволоконное кольцо с защитой пути

В двухволоконном кольце с защитой пути два оптических волокна формируют два кольца, одно из которых является активным (S1), а другое – резервным (Р1). Потоки в двух кольцах должны передаваться в


95

противоположных направлениях. Функция защиты пути реализуется при помощи «параллельной передачи и выборочного приема» трибутарной платы сетевого элемента. Это означает, что трибутарная плата «одновременно передает» трибутарные потоки на активное кольцо S1 и резервное кольцо Р1. Потоки в обоих кольцах идентичны, но имеют противоположные направления. Также трибутарная плата сетевого элемента «выборочно принимает» потоки с активного кольца на трибутарные выходы, как показано на рис. 5-4 (а).

Если между сетевыми элементами А и С в сети «кольцо», оба элемента А и С «одновременно передают» трибутарые потоки в кольца S1 и P1. Потоки, передаваемые по кольцам S1и P1, идентичны, но имеют противоположные направления – против часовой стрелки в кольце S1 и по часовой стрелке в кольце P1. Когда сеть исправна, сетевые элементы А и С «выборочно принимают» потоки с рабочего кольца S1. Потоки между элементами А и С передаются по оптическому кольцу S1 через элемент D (потоки на активном кольце), а также по кольцу P1 через элемент B (потоки на резервном кольце). Трибутарная плата сетевого элемента С выборочно принимает потоки от элемента А на активном кольце S1, осуществляя передачу информации от А до С. Передача информации от сетевого элемента С к элементу А происходит аналогично.

CA

CA

AC

AC

S1P1

A

CD B

P1

S1

STM-N

Рис. 5-4 (a) Двухволоконное однонаправленное кольцо с защитой пути

Когда происходит разрыв оптического волокна между элементами В и С, функция параллельной передачи трибутарных плат не изменяется, то есть потоки на кольцах S1 и P1 идентичны, как показано на рис. 5-4 (b).


96

CA

CA

AC

AC

S1P1

A

CD B

P1

S1

STM-N

Switchover

Рис. 5-4 (b) Двухволоконное однонаправленное кольцо с защитой пути

Давайте посмотрим, как осуществляется защита потоков между элементами А и С. Потоки от трибутарной платы сетевого элемента А к сетевому элементу С параллельно посылаются по оптическим кольцам S1 и P1. Потоки по кольцу S1 передаются к элементу С через сетевой элемент D. Поскольку оптическое волокно между сетевыми элементами В и С разорвано, то потоки на кольце P1 не могут быть переданы на элемент С. Однако, поскольку рабочим кольцом по умолчанию считается кольцо S1, то потоки от элемента А к элементу С принимаются с него, и защитного переключения на трибутарной плате С не происходит.

Трибутарная плата сетевого элемнента С параллельно посылает потоки по кольцам S1 и P1. В этом случае потоки от С к А на кольце P1 проходят через элемент D. В то же время как эти потоки не могут быть переданы по кольцу S1 ввиду обрыва оптического волокна между элементами В и С. Однако сетевой элемент А по умолчанию выборочно принимает потоки с рабочего кольца S1. Поскольку передача по кольцу S1 не может быть осуществлена, сторона w сетевого элемента А выдаст авария R-LOS, после чего вставляется сигнал AIS – все «1». В это время трибутарная плата сетевого элемента А принимает сигнал аварии TU-AIS с кольца S1. После того, как она примет этот сигнал, она незамедлительно переключится на выборочный прием потоков от элемента С к элементу А на резервное кольцо P1. Таким образом, передача от С к А будет восстановлена, и выполнена защита пути. Трибутарная плата элемента А будет находится в режиме защитного переключения – переключена в режим приема потоков с резервного кольца.

После того, как произойдет защитное переключение в сетевом элементе, трибутарная плата проверяет состояние потока на рабочем кольце S1. Как только в течение определенного времени (10 минут для оборудования Huawei) не будет обнаружена сигнализация TU-AIS, то трибутарная плата


97

переключившегося сетевого элемента переключится на прием потоков с рабочего кольца, т.е. в нормальный режим. Поскольку потоки, вводимые в двухволоконное оптическое кольцо с защитой пути, отсылаются одновременно, и принимаются выборочно, то, следовательно, защита пути выполнена по схеме 1+1. Эта схема характеризуется быстрым переключением (оборудование Huawei переключается со скоростью ≤15ms) и простым движением потоков, что позволяет сделать легким конфигурирование и обслуживание. Недостатком является ограничение емкости сети. Емкость двухпроводного однонаправленного кольца с защитой пути равна STM-N, и она не зависит от числа элементов в кольце и распределения потоков между ними. Почему? Например, поток между элементом А и элементом D занимает таймслот Х. Поскольку кольцо однонаправленное, поток между А и D занимает таймслот Х в рабочем кольце, ( а также таймслот Х в оптических волокнах между элементами А и В, В и С, С и D в резервном кольце). Также поток от D к А занимают таймслот Х в оптических кабелях между элементами D и C, С и В, В и А в рабочем кольце (а также таймслот Х в оптическом кабеле между элементами D и А в резервном кольце). Иначе говоря, поток между А и D, который занимает таймслот Х, занимает также таймслот Х во всех оптических кабелях колец (рабочее и резервное), и остальные потоки больше не могут использовать данный таймслот (без функции мультиплексирования таймслотов). То есть, если поток между элементами А и D занимает весь STM-N, то потоков между остальными элементами не будет, т.е. потоки не могут быть добавлены в кольцо. Причиной этого является то, что вся емкость STM-N занята, и, таким образом, емкость кольца является STM-N. Двухволоконное оптическое кольцо с защитой пути обычно используется в случае когда в кольце используется основная станция, т.е. центральная станция. В настоящее время двухволоконные однонаправленные сети, использующие оборудование Huawei, обычно применяются в системах 155 и 622.

Технические детали: При построении кольца с защитой пути будьте уверены, что потоки на рабочем кольце S1 и на резервном P1 идут в противоположных направлениях, иначе это кольцо не будет иметь функции защиты.

? Вопросы: Оптическое волокно, если оно не разорвано, может формировать однонаправленное кольцо S1. Тогда почему для кольца P1 требуется ещё одно волокно? Потому что самовосстановление требует дополнительного канала, и кольцо P1 является резервом рабочего.


98

Что произойдет, если в кольце, изображенном на рис.5-3, разорвано оптическое волокно между элементами В и С? не будет защитного переключения потоков между элементами А и С. Подумайте, почему.

4 Двухволоконное двунаправленное кольцо с защитой пути

Потоки в двухволоконном двунаправленном кольце с защитой пути являются двунаправленными (совместный тракт), принципом работы механизма защиты является принцип, когда потоки «параллельно отсылаются и выборочно принимаются», и режим защиты потоков является «1+1». Емкость сети идентична емкости сети с топологией «двухволоконное однонаправленное оптическое кольцо с защитой пути». Двунаправленное кольцо имеет более сложную структуру, чем однонаправленное. Таким образом, этот тип самовосстанавливающегося кольца не имеет значительных преимуществ перед двухволоконным однонаправленным оптическим кольцом с защитой пути. Схема двухволоконного двунаправленного оптического кольца с защитой пути показана на рис. 5-5.

SBS2500

SBS2500 SBS2500

SBS2500

Node A

Node B

Node C

Node D

Рис. 5-5 Двухволоконное двунаправленное кольцо с защитой пути системы 2500

5 Двухволоконное однонаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции


99

Как описывалось выше, потоки защищаются на уровне мультиплексной секции, и переключение управляется при помощи протокола APS, с использованием байтов K1 и K2 в сигнале STM-N. Поскольку переключением управляет протокол APS, то время переключения не настолько мало, как при защите пути. Скорость переключения мультиплексной секции в оборудовании SDH ≤25 мс.

Опишем механизм самовосстановления в однонаправленном кольце с защитой мультиплексной секции, показанном на рис. 5-6.

CA

CA

AC

ACS1P1

A

CD B

P1S1

(b)Switchover

CA

CA

AC

AC

S1P1

A

CD B

P1S1

(a)

STM-N

Рис 5-6 Двухволоконное однонаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции

Если в кольце существуют потоки между сетевыми элементами А и С, и подключены два оптических волокна, образующих кольца S1 и P1 (рабочее и резервное кольца), резервирование осуществляется по схеме 1:1, вместо схемы 1+1.

На рис. 5-6 (а) показан принцип работы сети в нормальном режиме. Потоки от сетевого элемента А к элементу С передаются по рабочему кольцу S1. По резервному кольцу Р1 в это время могут передаваться дополнительные потоки.

Когда все оптические волокна между сетевыми элементами С и В оборваны, на элементах В и С со стороны обрыва волокна устанавливаются завороты, как показано на рис. 5-6 (b). Активные потоки от элемента А к элементу С посылаются по кольцу S1, затем через заворот на аварийной станции В переходят на кольцо Р1. В это же время


100

прекращается передача дополнительных потоков (сервисов) на кольце Р1, и это кольцо начинает использоваться для передачи активных потоков от сетевого элемента А к элементу С. Активные потоки проходят через сетевые элементы А и В и передаются на элемент С через оптическое волокно P1. Поскольку сетевой элемент С может выделять потоки только с рабочего кольца S1, то потоки от элемента А проходят через заворот элемента С и переходят на кольцо S1, где сетевой элемент С выделяет их. Поскольку оптические волокна между элементами C, D и А не повреждены, то обратная передача от С к А происходит без изменений, за исключением того, что дополнительные сервисы не передаются. С помощью данного типа защиты выполняется восстановление потоков на аварийном участке и выполняется функция самовосстановления. Максимальная емкость двухволоконного однонаправленного оптического кольца с защитой мультиплексной секции рассчитывается подобно емкости двухволоконного оптического кольца с защитой пути, но потоки в кольце име.т защиту 1:1. В обычном режиме, резервное кольцо P1 может передавать дополнительные потоки (сервисы), таким образом, максимальная емкость двухволоконного однонаправленного кольца с защитой мультиплексной секции равна 2*STM-N (включая дополнительные потоки) в нормальном режиме работы и 1*STM-N в режиме защитного переключения. Двухволоконное однонаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции имеет одинаковую емкость с двухволоконным однонаправленным кольцом с защитой пути, но скорость защитного переключения такого кольца ниже, чем кольца с защитой пути. Таким образом, у двухволоконной однонаправленной сети с защитой мультиплексной секции нет очевидных достоинств, и эта топология не нашла широкого применяется при построении сети.

Технические детали: Заметьте, что потоки на кольцах S1 и P1 должны передаваться в противоположных направлениях, иначе кольцо не будет иметь функцию самовосстановления. В случае защиты мультиплексной секции, сетевой элемент принимает активные потоки с оптического волокна S1, и не переключается на оптическое волокно P1. При защитном переключении все потоки STM-N в кольце (вместо определенного пути) переключаются на резервное кольцо. В защитном переключении участвуют следующие платы оборудования Huawei: линейная плата, плата кросс-коммутации и плата связи и управления. При переключении в кольце с защитой мультиплексной секции сетевой элемент на аварийной стороне выполняет мостовое переключение, в то время как остальные сетевые элементы производят сквозное


101

переключение. Это свойство переключения мультиплексной секции облегчает обнаружение аварийного участка.

6 Четырехволоконное двунаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции

Для приведенных выше трех режимов самовосстановления, емкость сети зависит от числа сетевых элементов. С увеличением сетевых элементов в кольце, максимальное число потоков, вводимых/выводимых на каждом сетевом элементе для каждого сетевого элемента уменьшается, и снижается доступность каналов в сети. Например, в двухволоконном однонаправленном кольце STM-16, а в кольце имеется 16 элементов, то в среднем максимальное число потоков, вводимое/выводимое каждым узлом 2.5G равно STM-1, что приводит к нерациональному использованию ресурсов. Для решения этой проблемы было разработано четырехволоконное двунаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции, у которой емкость сети растет с увеличением числа элементов. Данное кольцо показано на рис. 5-7

(b)

CA

CA

AC

AC

S1P1

A

CD B

P1S1

S2P2

P2S2

Switchover

STM-N

Switchov

(a)

CA

CA

AC

AC

S1P1

A

CD B

P1S1

S2P2

P2S2

STM-N

Switchover

Switchover

Рис. 5-7 Четырехволоконное двунаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции

Четырехволоконное кольцо состоит из четырех оптических волокон, S1, P1, S2, P2. Волокна S1 и S2 являются рабочими волокнами и используются


102

для передачи активных потоков, а Р1 и Р2 – резервными, и по ним передаются дополнительные потоки. Иначе говоря, кольца P1 и P2 используются для защиты потоков на кольцах S1 и S2, при аварии на активных волокнах. Пожалуйста, обратите внимание на направление потоков в кольцах S1, P1, S2 и P2. Направления потоков в кольцах S1 и S2 противоположны (совместный путь, двунаправленное кольцо), также как противоположны направления потоков в кольцах S1 и P1, S2 и P2. На рис. 5-7(а) показано, что направление потоков в кольцах S1 и P2 одинаковое, также как в кольцах S2 и P1 (это является основой для последующего описания двухволоконного двунаправленного кольца с защитой мультиплексной секции). Кроме того, следует заметить, что каждый сетевой элемент на четырехволоконном кольце должен быть сконфигурирован как двойной ADM. Почему? Один ADM имеет только два линейных порта с восточной и западной стороны (одна пара волокон, по которым осуществляется прием/передача называется портом), в то время как элементы в четырехволоконном кольце имеет по два порта с восточной и западной сторон соответственно. Именно поэтому элемент должен быть сконфигурирован как двойной ADM. Когда сеть работает в нормальном режиме, активные потоки от сетевого элемента А к сетевому элементу С передаются через элемент В по оптическому волокну S1. Потоки от элемента С на сетевой элемент А передаются также через элемент В, но по оптическому волокну S2 (двунаправленная передача). Дополнительные потоки между А и С передаются по оптическим волокнам Р1 и Р2. Элементы А и С получают активные потоки с рабочего волокна, а дополнительные – с резервного, как показано на рис. 5-7 (а). Когда все оптические волокна между элементами В и С разорваны, волокна S1 и P1, S2 и P2 на обоих аварийных сторонах обеспечиваются одним заворотом, как показано на рис. 5-7 (b) (заворот в сетевом элементе со стороны аварийной секции). Активные потоки ль элемента А к элементу С передаются через элемент В по волокну S1. В элементе В эти потоки заворачиваются на волокно Р1, по которому далее, через элементы А и D (остальные элементы обеспечивают мостовое переключение), и передаются на элемент С, в то время как передача дополнительных потоков на кольце Р1 прерывается. На элементе С потоки на кольце Р1 заворачиваются обратно на кольцо S1 (в элементе на аварийной стороне выполняется мостовое переключение). После этого сетевой элемент С принимает потоки от элемента А, с кольца S1. При передаче от сетевого элемента С на элемент А, на элементе С потоки заворачиваются на волокно Р2, а передача дополнительных потоков прекращается. Затем потоки передаются по оптическому волокну Р2 через элементы D и А, и далее на элемент В. На элементе В активные потоки от элемента С к элементу А, идущие по волокну Р2 заворачиваются обратно на рабочее волокно S2 и передаются по нему на сетевой элемент А. Элемент А по волокну S2 принимает потоки. Таким образом, при помощи


103

сквозных переключений и заворотов и осуществляется защита мультиплексной секции и происходит самовосстановление сети. Емкость четырехволоконного двунаправленного оптического кольца с защитой мультиплексной секции может быть разной. Есть два крайних случая: в первом случае в сети есть одby центральный сетевой элемент и нет потоков от других сетевых элементов. В этом варианте минимальная емкость сети равна 2* STM-N (активные потоки) и 4*STM-N (включая дополнительные потоки). Только STM-N (активные потоки) или 2*STM-N (включая дополнительные потоки) могут передаваться как на восток, так и на запад от этой центрального сетевого элемента. Почему? Потому что скорость передачи по оптическому кабелю равна STM-N. Другим вариантом является тот случай, когда потоки передаются только между соседними сетевыми элементами, и нет потоков между удаленными. В этом случае каждый сегмент кольца используется только соседними сетевыми элементами. Например, сегмент оптического кабеля A-D используется только потоками между элементами А и D, а сегмент оптического кольца между элементами D - С используется для двунаправленной передачи потоков между элементами D и С. Потоки между соседними сетевыми элементами не занимают ресурсы других сегментов кольца, и, таким образом, каждый сегмент кольца может передавать потоки STM-N (активные) или 2×STM-N (включая резервные). Таймслот может использоваться повторно. Максимальное число сегментов в кольце равно числу сетевых элементов, таким образом, максимальная емкость кольца равно N×STM-N или 2N×STM-N. Скорость защитного переключения в кольце с защитой мультиплексной секции ниже, чем в кольце PP, и переключение должно контролироваться протоколом APS, при помощи байтов К1 и К2. В результате этого в процесс переключения вовлечены множество плат, что возможно возникновение ошибок. Но двунаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции имеет следующие важные преимущества: большая емкость сети, (чем больше распределены потоки, и чем больше узлов в сети, тем больше емкость); доступность канала значительно больше, чем в кольце PP. Именно благодаря этим достоинствам двунаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции нашло широкое применение. Двунаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции применяется в основном в сетях, в которых потоки распределены. Четырехволоконное кольцо требует большой избыточности системы (четыре волокна и двойные ADM), в результате чего стоимость такой сети велика и поэтому данный тип топологии не применяется широко. Как решить эту проблему? Познакомьтесь с двухволоконным двунаправленным кольцом с защитой мультиплексной секции (двухволоконным разделяемым кольцом с защитой мультиплексной секции).


104

Технические детали: Число сетевых элементов в кольцо с защитой мультиплексной секции (не включая REG, так как REG не вовлечены в процесс защитного переключения мультиплексной секции), ограничено, и определяется байтами К1 и К2. Поэтому наибольшее число узлов в кольце равно 16.

7 Двухволоконнное двунаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции – двухволоконное разделяемое кольцо с защитой мультиплексной секции

Ввиду высокой стоимости четырехволоконного двунаправленного кольца с защитой мультиплексной секции, была разработана новый вариант: двухволоконное двунаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции. Механизм защиты подобен механизму защиты в четырехволоконном кольце, за исключением того, что двухволоконное кольцо работает по двум волокнам, и сетевой элемент является одиночным ADM, что обеспечивает более широкое применение данной топологии.

В соответствии с рис. 5-7 (а), направление потоков в кольцах S1 и P2, а также S2 и P1 одинаковое, и поэтому две пары оптических волокон могут быть преобразованы в одну пару, использующую метод временного разделения – S1/P2 и S2/P1. Первая половина таймослотов (например, таймслоты 1# - 8# STM для системы STM-16)в каждом оптическом волокне используется для передачи активных потоков, а вторая половина (таймслоты 9# - 16#) для передачи дополнительных сервисов. Иначе говоря, защитные таймслоты одного оптического волокна используются для защиты активных потоков в другом волокне. Например, таймслот P2 в оптическом волокне S1/P2 используется для защиты потоков S2 в оптическом волокне S2/P2, поскольку S2 и P2 в четырехволоконном кольце являются одной парой рабочих/резервных волокон. Поэтому в этому нашем случае не существует отдельных рабочих/резервных оптических волокон в двухволоконном двунаправленном кольце с защитой мультиплексной секции. Рабочим каналом является первая половинка таймлотов, а вторая половина – резервным каналом. Направление потоков в двух оптических полокнах противоположное. Механизм защиты в двухволоконном двунаправленном кольце с защитой мультиплексной секции показан на рис. 5-8.

Когда сеть работает в нормальном режиме, активные потоки от сетевого элемента А к элементу С занимают таймслот S1 в оптическом волокне S1/P2 (для системы STM-16, активные потоки могут занимать только первые 8 таймслотов 1# - 8# STM-1 [VC4] потока STM-N), а резервные потоки занимают таймслот P2 (для системы STM-16, данные потоки могут занимать 9# - 16#STM-1 [VC4]). Потоки, передаваемые по волокну S1/P2,


105

проходят через сетевой элемент B и передаются на элемент С. Сетевой элемент С выделяет активные и дополнительные потоки из таймслотов S1 и P2 в кольце S1/P2. Активные потоки от сетевого элемента С к элементу А занимают таймслот S2 в оптическом волокне S2/P1, а дополнительные - таймслот P1. Потоки проходят через сетевой элемент В и передаются на элемент А. Сетевой элемент А выделяет требуемый поток из потоков в в волокне S2/P1, как показано на рис. 5-8-1.

C A

C A

A C

A C

S 1 / P 2S 2 / P 1

A

CD B

S 2 / P 1S 1 / P 2

Рис. 5-8-1 Двухволоконное двунаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции.

Когда сегмент В-С оптического кабеля разорван, активные потоки от элемента А к элементу С передаются на элемент В по оптическому волокну S1/P2. На сетевом элементе В эти потоки «заворачиваются» (заворот осуществляется на той стороне сетевого элемента, где произошел обрыв). Все потоки в таймслоте S1 на оптическом волокне S1/P2 «заворачиваются» в таймслот P1 в оптическом волокне S2/P1 (например, в системе STM-16 все потоки в 1#-8# STM-1 [VC4] волокна S1/P2 заворачиваются в 9#-16 STM-1 [VC4] оптического волокна S2/P1). В это же время передача дополнительных потоков в таймслоте Р1 оптического волокна S2/P1 прекращается. Далее потоки, проходящие через сетевые элементы А и D по волокну S2/P1 передаются на элемент С. На элементе С потоки «заворачиваются» (на аварийной стороне элемента), и, таким образом, из таймслота P1 волокна S2/P1 попадают в таймслот S1 волокна S1/P2, из которого сетевой элемент С и извлекает потоки от элемента А. Этот процесс показан на рис. 5-8-2.


106

CA

CA

AC

AC

S1/P2S2/P1

A

CD B

S2/P1S1/P2

Switchover

STM-N

Рис. 5-8-2 Двухволоконное двунаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции

Активные потоки от сетевого элемента С к элементу А на элементе С из таймслота S2 «заворачиваются» в таймслот P2 оптического волокна S1/P2. В это же время прекращается передача дополнительных потоков в кольце P2. далее потоки передаются по оптическому волокну S1/P2 через элементы D и А на элемент В. На элементе В потоки «заворачиваются» обратно, т.е. из таймслота P2 волокна S1/P2 в таймслот S2 оптического волокна S2/P1, и передаются в нем на сетевой элемент А. Вышеописанным способом и происходит самовосстановление в сети типа «кольцо». Емкость двухволоконного двунаправленного кольца с защитой мультиплексной секции равна половине емкости четырехволоконного двунаправленного кольца, т.е. M/2*(STM-N) или M*STM-N (включая дополнительные потоки), где М – число сетевых элементов. Двухволоконное двунаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции широко применяется при построении сети, в основном в системах 622 и 2500, а также в сетях с небольшим числом потоков.

? Вопросы: Почему не существует двухволоконного двунаправленного кольца с защитой мультиплексной секции для системы 155 Мбит/с? Потому что данный тип защиты работает на уровне мультиплексной секции, а STM-1 является наименьшим блоком в ней, который не может быть разделен. Для двухволоконного двунаправленного кольца с защитой мультиплексной секции требуется разделение оптического волокна на две пары с использованием технологии таймслотов, где каждый таймслот в оптическом волокне должен передавать ½ сигнала STM-1. Именно


107

поэтому двухволоконное двунаправленное кольцо с защитой мультиплексной секции не может использоваться в системах 155 мбит/с.

Существуют только два типа самовосстанавливающихся колец, используемых в настоящее время при построении сетей: двухволоконное однонаправленное с защитой пути, и двухволоконное двунаправленное с защитой мультиплексной секции. Далее мы проведем сравнение этих двух типов колец.

8 Сравнение двух типов самовосстанавливающихся колец

Емкость (Принимаются во внимание только активные потоки)

Максимальная емкость однонаправленного кольца с защитой пути равна STM-N, в то время как емкость двухволоконного двунаправленного кольца с защитой мультиплексной секции равна М/2*STM-N (М – число узлов в кольце).

Сложность

В отношении сложности протокола управления или его работы однонаправленное кольцо с защитой пути проще по сравнению с остальными кольцами. Так как в данном типе защите не используется APS протокол, то переключение выполняется в короткое время. Управление двухволоконным двунаправленным кольцом с защитой мультиплексной секции также более сложное, чем управление остальными кольцами. Совместимость

Для двухволоконного однонаправленного кольца с защитой пути, для переключения используется только определенный сигнал состояния пути – сигнал AIS. Данный сигнал соответствует текущим стандартом SDH. Таким образом, требования к совместимости продукции различных изготовителей могут быть легко удовлетворены.

Для двухволоконного двунаправленного кольца с защитой мультиплексной секции для защитного переключения используется протокол APS. Данный протокол не стандартизирован, и, таким образом, в настоящее время не удовлетворяет требованиям к совместимости продукции различных производителей.


108

5.3 Топология и характеристики комплексной сети

Комбинация сетей типа «кольцо» и «цепь» могут образовывать комплексной сети. Далее мы покажем наиболее распространенные топологии, используемые при построении сетей. Для определенности возьмем для примера систему 2500.

1 Сеть «T»

Сеть типа «T» в действительности является сетью типа «дерево», как показано на рис. 5-9.

TM

TM

TMADM ADM

ADM

ADM

STM-16

STM-4

A

Рис. 5-9 Схема сети типа «Т»

Основной канал является системой уровня STM-16, а ответвление – системой уровня STM-4. В сети типа «Т» выполняется передача трибутарных потоков между потоками STM-4 и STM-16 через сетевой элемент А. Боковая ветвь сети подключена к TU сетевого элемента А. Потоки в боковой ветви сети используются как низкоскоростной трибутарный сигнал элемента А и вводятся/выводятся данным сетевым элементом.

2 Кольцо и цепь

Структура сети показана на рис. 5-10.

Топология «кольцо и цепь» состоит из двух основных структур – сетей типа «кольцо» и «цепь». Цепь подключена к сетевому элементу А. Потоки STM-4, передаваемые по цепи, являются низкоскоростными потоками и вводятся и выводятся элементом А. Поток STM-4, не защищенный в сети типа «цепь», при введении в кольцо становится защищенным. Предположим, что существует трафик между сетевыми элементами C и D. Если разорван сегмент оптического кабеля А-В, то передача информации в


109

структуре «цепь» будет прервана. Если же будет разорван сегмент А-С, потоки между элементами С и D не прервутся благодаря защите кольца.

TMADM

ADM

ADM ADM

ADM

STM-4

STM-16

C

A B D

Рис. 5-10 Схема сети «кольцо и цепь»

3 Мостовое соединение подсетей типа «кольцо»


Два кольца уровня STM-16 соединяются через трибутарные части сетевых элементов А и В. Любые два элемента в обоих кольцах могут связываться напрямую через трибутарные каналы между элементами А и В. Связь может осуществляться через несколько различных произвольных маршрутов и с большой избыточностью. При прямом соединении двух колец потоки передаются через низкоскоростные трибутарные каналы между элементами А и В, что создает проблему обеспечения безопасности низкоскоростных трибутарных каналов.

ADM

ADMADM

ADM

ADM

ADM

ADM

ADM

STM-1/4STM-16 STM-16

AB

Рис. 5-11 Схема сети с мостовым соединением двух кольцевых подсетей.


110

4 Соприкасающиеся кольца


На рисунке показана сеть, состоящая из трех соприкасающихся колец. Точкой соприкосновения является общий узел А. Сетевой элемент А может являться DXC или равноценным ADM (кольца II и III являются низкоскоростными трибутарными каналами сетевого элемента А). Этот режим функционирования сети, по сравнению с мостовым соединением колец, может обеспечить неограниченное взаимодействие потоков между кольцами, имеет большую пропускную способность, множество вариантов маршрутизации трафика и большую избыточность системы. Но этот тип сети имеет недостаток, заключающийся в том, что требуется защита основного узла сети (сетевого элемента А).

ADM

ADM ADM

ADM

ADM

ADMADM

ADM 2500

STM-1

STM-1

STM-1

ADMSTM-16

STM-16

STM-16

A

155

622

STM-4

STM-4

STM-4

DXC/ADM

Рис. 5-12 Схема сети типа «соприкасающиеся кольца»

5 Пересекающиеся кольца

Для резервирования основного узла, обеспечения большего числа маршрутов и увеличения избыточности системы, топология «соприкасающиеся кольца» может быть преобразована в топологию «пересекающиеся кольца», показанную на рис. 5-13.


111

ADM

ADM

ADM

ADM

ADM

ADMSTM-16

STM-16

STM-16

622

STM-4

STM-4

STM-4

DXC/ADM

DXC/ADM

Рис. 5-13 Схема сети типа «пересекающиеся кольца»

6 Разветвленная сеть

Структура сети показана на рис. 5-14

Сетевой элемент А в качестве концентратора может соединен с несколькими сетями типа «цепь» или «кольцо» уровней STM-1 или STM-4. Функция кросс-коммутации сетевого элемента А может использоваться для ввода/вывода трибутарных потоков с магистральной линии и для взаимодействия потоков между трибутарными сторонами. Взаимодействие потоков между трибутарными сторонами, и их последующий ввод/вывод сетевым элементом А делает прямое соединение и установку оборудования между трибутарными сторонами необязательной и приводит к высвобождению ресурсов магистральной сети.


112

ADM

ADM ADM

ADM

ADM

ADM

ADMADM

ADM

ADM

STM-16STM-16

STM-1

STM-1

STM-16

STM-4

STM-4

DXC/ADM

A

STM¡ ª4/1

Рис. 5 –14 Схема разветвленной сети

5.4 Общая иерархия сети SDH

По сравнению с системой PDH, SHD имеет преимущества, которые могут быть получены в структурированной сети SDH.

В традиционной концепции построения сети не первом месте стоит увеличение доступности оборудования передачи. Для увеличения загрузки канала на каждом узле сети формируются множество прямых соединений, что усложняет структуру сети. Между тем, наиболее важной задачей в развитии современных систем связи является упрощение структуры сети, введение мощных функций управления, администрирования и обслуживания (ОАМ), уменьшение затрат на передачу, и развитие дополнительных услуг.

Структура сети SDH в Китае состоит из четырех уровней, как показано на рис. 5-15.

Верхним уровнем является магистральная сеть первого уровня. В столицах основных провинций и узловых городах с большим объемом трафика установлены DXC 4/4, которые подключены к высокоскоростным оптическим каналам уровней STM-4/STM-16 и образуют магистральную смешанную сеть национального уровня с несколькими линейными сетями, которая, в свою очередь, характеризуется высокой надежностью и большой емкостью. Поскольку DXC4/4 также имеет интерфейс PDH со скоростью 140 Мбит/с, то системы PDH со скоростями 140 и 565 Мбит/с


113

могут быть включены в магистральную сеть первого уровня под общим управлением DXC4/4.

Вторым уровнем является магистральная сеть второго уровня. На основных узлах установлены DXC4/4 или DXC 4/1, которые соединены каналами со скоростями STM-1/STM-4, образуя внутризоновую смешанную сеть или сеть с топологией «кольцо», к которой подключены несколько линейных сетей. Поскольку DXC4/1 имеет интерфейсы со скоростями 2, 34 и 140 Мбит/с, то оригинальная система PDH может быть также включена под общим управлением в магистральную сеть второго уровня, что обеспечивает возможность гибкого управления потоками.

Третьим уровнем является транспортная сеть (часть сети между узловыми и районными станциями, а также между районными станциями), которая может быть разделена на несколько колец по участкам (самовосстанавливающееся кольцо уровня STM-1/STM-4, сформированное при помощи ADM, и кольцо, находящееся в резерве и сформированное двумя узлами). Эти кольца имеют большую живучесть и функции обслуживания потоков. Режим переключения мультиплексной секции адаптирован для сети типа «кольцо», но оба кольца являются четырех или двухволоконными, это зависит от объема трафика и соображений экономии. Эти кольца связаны напрямую через DXC4/1, с помощью чего обслуживаются потоки и выполняются другие функции управления. В то же время, DXC4/1 служит шлюзом между сетями PDH и SDH, а также шлюзом между транспортной и магистральной, магистральной и абонентской сетями.

Нижним уровнем является абонентская сеть доступа. Так как она является границей сети, от нее не требуется большая емкость. Трафик в такой сети основном сконцентрирован на одном узле (узловая станция), и в ней могут применяться такие топологии, как кольца с переключением пути и «звезда». Оборудование должно иметь помимо ADM оптическую абонентскую систему (OLC). Скорость передачи в сети соответствует уровням STM-1/STM-4. Интерфейсы могут быть следующими: как оптический, так и электрический интерфейс STM-1, интерфейсы системы PDH со скоростями 2, 34 или 140 Мбит/с, обычный телефонный абонентский интерфейс, интерфейс учрежденческих станций, интерфейсы ISDN 2B+D и 30B+D а также интерфейс MAN.

Сеть абонентского доступа является наиболее большой и наиболее сложной частью сети SDH и требует до 50% вложений. Внедрение оптических кабелей в сеть абонентского доступа происходит поэтапно. Существуют следующие этапы: доведение оптического волокна до края дороги (монтажного шкафа) (FTTC), доведение оптического волокна до здания (FTTB) и доведение оптического волокна до дома (FTTH). Интегрированная сеть SDH/CATV в данной ситуации должна также приниматься во внимание, поскольку она способствует распространению сетей оптического абонентского доступа, которые, как ожидается, будут


114

обеспечивать не только непосредственно услуги связи, но и услуги кабельного телевидения.

OLC OLC

DXC4/4

DXC4/4

DXC4/4

DXC4/4

STM-4 orSTM-16

Магистральная

сеть 1-го уровня

STM-1或 STM-4

DXC DXC DXC

DXC

DXC DXC

4/1 4/1 4/1

4/1

4/4 4/4

ADM

ADM ADM

ADM ADMADM ADM

ADM

ADM

STM-1or STM-4

OLC OLC OLCOLC OLC OLC

TM

Абонентская

сеть

Магистральная

сеть 2-го уровня

Ring Ring Star

Транспортная

сеть

Рис. 5-15 Структура сети SDH

5.5 Правила перехода от системы PDH к системе SDH

Переход от PDH к SDH неизбежен, и неизбежно длительное сосуществование этих систем. Правила, применяемые при внедрении технологии SDH в системы связи в различных странах по всему миру, звучат обычно одинаково – «сверху вниз». Это означает, что системы SDH в первую очередь внедряются в центрах крупных национальных или зоновых сетей, что быстро повышает емкость сети. Второй вариант правила, используемого при внедрении технологии SDH – «снизу вверх». В этом случае образовывается маленький «остров» SDH в части сети, что позволяет быстро использовать достоинства синхронизации сети SDH. Третьим правилом является «наложение сетей». В этом случае в


115

национальной или зоновой сети развертывается сеть SDH. Это позволяет осуществить поддержку особых услуг, например, может осуществляться предоставление высококачественных услуг связи в новостройках. Все три правила, приведенные выше, были использованы при внедрении технологии SDH на сетях связи в Китае, поскольку в этой стране требуется расширение транспортных сетей и улучшение качества сетей общего пользования.

? Вопросы: Чему вы научились в этом разделе? 1. Основные формы топологий сетей и их характеристики 2. Механизмы защиты и области применения самовосстанавливающихся колец 3. Несколько сложных топологий сетей. 4. Четыре уровня в структуре сети SDH в Китае 5. Примерные правила перехода от PDH к SDH Самым важным является пункт 2, и он должен быть досконально изучен. Вы сделали это?


116

Итоги

В этом разделе в основном описываются основные топологии сети SDH, механизмы самовосстановления и характеристики сложных сетей. Рассматриваются и поясняются механизмы работы, области применения и емкости однонаправленного кольца с защитой пути и двухволоконного двунаправленного кольца с защитой мультиплексной секции.


1. Состоянием, необходимым для переключения однонаправленного кольца с защитой пути является авария _______.

2. Состояниями, необходимым для переключения двухволоконного двунаправленного кольца с защитой мультиплексной секции являются ______, ______ и _____.

3. Емкость двухволоконного двунаправленного кольца с защитой мультиплексной секции (система 2,5G), состоящего из четырех сетевых элементов, равна ______ потоков 2 Мбит/с.

Курс SS 0501 Основы SDH Выпуск 2.0

117

Раздел 6 Типы и параметры оптических интерфейсов

Цели:

Изучить типы оптических интерфейсов Изучить общие параметры и спецификации оптических интерфейсов.

Обычная плезиохронная кабельная цифровая система, в которой используется оптический интерфейс, является закрытой и в данную систему не позволяется доступ извне, в то время как синхронная кабельная система является открытой, и любые элементы сети любого производителя могут взаимодействовать по оптическому каналу. Таким образом, они горизонтально совместимы. Тем не менее, оптические интерфейсы должны быть стандартизированы.

6.1. Типы оптического волокна

Передающей средой оптической сети SDH является оптическое волокно. Так достоинствами одномодового волокна являются большая пропускная способность, легкое усовершенствование и ценовая эффективность, оно было во всём мире признано единственной средой передачи SDH. Существуют три “области ”, пригодных для передачи сигналов по оптическому волокну, которые характеризуются длинами волн, использующихся для передачи сигналов: 850 нм, 1310 нм и 1550 нм. Из них область с длиной волны 850 нм пригодна только для многомодового режима передачи. Соответственно, области с длиной волны 1310 нм и 1550 нм используются для одномодового режима передачи.

Дальность передачи оптических сигналов по оптическому волокну зависит от дисперсии и затухания. Дисперсия расширяет цифровые импульсы в оптическом волокне, вызывая межсимвольную интерференцию и снижение качества сигнала. Система передачи прекратит свою работу, когда из-за межсимвольной интерференции качество передачи снизится до определенного уровня (например, 10-3). Затухание является следствием того, что при передаче сигналов по оптическому волокну, мощность оптических сигналов падает с увеличением расстояния передачи. В этом случае система передачи также прекратит свою работу, когда оптическая мощность упадет до определенного уровня.

Чтобы увеличить дальность передачи системы, мы обычно уменьшаем дисперсию и затухание. Область передачи с длиной волны 1310 нм


118

называется «областью с нулевой дисперсией», в которой дисперсия сигналов при передаче сведена к минимуму, а область передачи с длиной волны 1550 нм называется «областью с низким затуханием», в которой ослабление оптических сигналов при передаче минимально.

ITU-T определила три типа оптических волокон, в соответствии с рекомендациями G.652, G.653 и G.655. Волокно G.652 имеет минимальную дисперсию в области 1310 нм и называется волокном без дисперсии (dispersion shift) (областью с нулевой дисперсией является область с длиной волны 1310 нм). Данное волокно используется для работы с двумя областями с длинами волн 1310 нм и 1550 нм. Оптическое волокно, соответствующее рекомендации G.653 также называется одномодовым волокном со смещенной дисперсией, что означает, что данное волокно имеет лучшие характеристики дисперсии в области длины волны 1550 нм. Оно сохраняет низкую дисперсию и затухание в области длины волны 1550 нм при помощи смещения области нулевой дисперсии из области 1310 нм в область 1550 нм. Это делается путём изменения распределения коэффициента преломления внутри волокна, и это подходит для области 1550 нм. Волокно, соответствующее рекомендации G.654 называется волокном с низким затуханием в области с длиной волны 1550 нм, с нулевой дисперсией в области 1310 нм. Рабочей областью данного волокна является область с длиной волны 1550 нм. Это волокно используется для подводных оптоволоконных линий, где требуется очень большая дистанция передачи между регенераторными секциями.

6.2. Типы оптических интерфейсов

Оптические интерфейсы являются уникальной частью синхронных кабельных цифровых систем. Согласно стандарту различные элементы сети могут быть напрямую соединены оптическими волокнами, что позволяет избежать оптоэлектрических преобразований, и, в то же время, избежать повреждения сигнала (например, искажений), вносимых при таком преобразовании. Также это позволяет уменьшить эксплуатационные расходы сети.

Оптические интерфейсы разделяются на три типа, в зависимости от области применения: внутристанционный оптический интерфейс, ближний межстанционный интерфейс, дальний межстанционный интерфейс. Данные интерфейсы обозначаются различными кодами в зависимости от ситуации применения. (Табл. 6)


119

Таблица 6-1 Таблица кодов оптических интерфейсов

Применение Внутристанционные линии

Близкие межстанционные

Дальние межстанционные

Рабочая длина волны

1310 1310 1550 1310 1550

Тип оптического волокна

G.652 G.652 G.652 G.652 G.652 G.653

Расстояние передачи, км

≤2 ~15 ~40 ~60

STM-1 I-1 S-1.1 S-1.2 L-1.1 L-1.2 L-1.3

STM-4 I-4 S-4.1 S-4.2 L-4.1 L-4.2 L-4.3

STM-16 I-16 S-16.1 S-16.2 L-16.1 L-16.2 L-16.3

Первая буква в коде означает ситуацию применение, например, I означает внутристанционную связь, S – межстанционную связь на близкие расстояния, L – межстанционную связь на дальние расстояния. Первая цифра после тире означает уровень STM, например, 1 означает STM-1, 16 – STM-16. Вторая цифра означает рабочую длину волны и используемый тип волокна, например, 1 и пропуск означает длину волны 1310 нм и рекомендацию G.652, 2 – 1550 нм и рекомендацию G652 или G.654, и 3 – длину волны 1550 нм и рекомендацию G.653.

6.3. Характеристики оптического интерфейса

Оптический интерфейс в сети SDH показан на рис.6-1

Рис. 6-1. Оптический интерфейс

Cable equipmentCTX CRX

Plug Plug

Receive

Transmit S R


120

На рис. 6-1 точка S является базовой точкой после активного коннектора (CTX) вблизи передатчика (TX), а точка R – базовая точка перед активным коннектором (CRX) вблизи приемника (RX). Характеристики оптического интерфейса могут быть разделены на три важных типа: оптическая мощность передатчика в точке S, оптическая характеристика приемника в точке R, и оптическая характеристика между точками S и R. Для определения характеристик оптического интерфейса были установлены наихудшие допустимые значения, например, с предельным ослаблением оптического сигнала и дисперсией, число ошибок каждой регенераторной секции (кабельной секции) не должно превышать 1×10-10.

Кодирование оптического сигнала

Как указывалось выше, в системах SDH, в отличие от систем PDH, нет необходимости вводить лишние байты в линейный код для реализации функции мониторинга канала «из конца в конец», потому что имеющиеся в заголовках байты расположены в кадрах и уже используются для выполнения функций администрирования и обслуживания системы. В системах SDH используется скремблированный NRZ-код, со скоростью линейного сигнала, равной стандартной скорости потоков SNM-N.

ITU-T жестко определила режим скремблирования NRZ-кода. Для скремблирования используется стандартный скремблер седьмого уровня, который генерирует полином 1+Х6+Х7 с длиной скремблирующей последовательности 27-1=127 (знаков). Достоинствами данного метода являются: изображение кода простое, уровень линейного сигнала не увеличивается, нет проблем с мощностью оптического сигнала, не требуется кодирования, передающая сторона требует только один скремблер и один дескремблер того же стандарта. Таким образом, осуществляется взаимодействие оптических каналов с оборудованием различных производителей.

Скремблер используется для предотвращения длинных последовательностей «0» и «1» в процессе передачи и помогает принимающей стороне выделять синхронизирующую информацию из сигналов (функциональный модуль SPI). Кроме того, когда произвольные последовательности, генерируемые скремблером, достаточно большой длины, то есть корреляция скремблированных сигналов мала, корреляция джиттера, вносимая соответствующими регенераторами может быть в определенной мере ослаблена, например для того чтобы ослабить или подавить джиттер, с тем, чтобы ослабить общий джиттер во всей системе. Например, шесть человек говорят парами в комнате. Если все говорят по-китайски (информация сильно коррелированна), то вероятно, что они могут мешать друг другу и может возникнуть путаница. Если же они говорят по-китайски, по-английски и по-японски (информация мало коррелированна), они будут мало мешать друг другу.


121

Характеристики в точке S – Характеристики оптического передатчика

1. Максимальная полоса пропускания –20 дБ.

Энергия продольной волны лазера в основном сконцентрирована на главной моде, поэтому её спектральная ширина определяется максимальной полосой пропускания когда максимальное пиковое значение мощности главной моды снижается до –20 дБ. Спектральная характеристика лазера продольной волны показана на рис. 6-2.

0

-20dB

1 2

Maximum –20dB bandwidth is λ 1~λ 2

Рис. 6-2. Спектральная диаграмма продольной волны лазера

2. Минимальный уровень подавления боковых мод (SMSR)

Минимальное отношение между средней оптической мощностью P1 главной продольной волны и средней оптической мощностью P2 наиболее заметных боковых мод.

SMSR=10lg(P1/P2)

Значение SMSR должно быть не менее 30 дБ.

1. Средняя мощность передачи.

Средняя оптическая мощность произвольной последовательности сигналов в точке S и переданной передатчиком.


122

2. Уровень подавления (ЕХ1)

Уровень подавления определяется как минимальное отношение между средней передаваемой оптической мощностью сигнала «1» и средней оптической мощностью сигнала «0».

E X =10lg(EX1)

ITU-T определяет уровень подавления в 1- дБ для дальних систем передачи (исключая L-16.2) и в 8.2 дБ в остальных случаях.

Характеристики точки R – Характеристики оптического приемника.

1. Чувствительность приема.

Чувствительность приема определяется как минимальное значение средней принимаемой мощности, требуемой для достижения 1×10-10 BER в точке R. Сравнивая приемник, исчерпавший свой ресурс и работающие при критической температуре с новым приемником, работающим при нормальной температуре, можно увидеть, что новый приемник имеет излишнюю чувствительность порядка 2-4 дБ. Обычно измеренное значение чувствительности оборудования около 3 дБ больше, чем требуемое минимальное значение.

2. Перегрузка при приеме.

Значение перегрузки при приеме определяется как максимальное значение средней принимаемой оптической мощности сигнала, требуемой для достижения 1×10-10 BER в точке R. Когда принимаемая оптическая мощность выше, чем чувствительность приема, BER уменьшится из-за улучшения отношения сигнал/шум. Тем не менее, дальнейшее увеличение принимаемой оптической мощности приведет к тому, что приемник войдет в нелинейный режим работы, что увеличит BER, как показано на рис. 6-3.


123

Рис. 6-3. Кривая BER

На рисунке 6-3 оптическая мощность в точке А является чувствительностью приема, оптическая мощность в точке В является точкой перегрузки. Значения между точками А и В - динамический диапазон, в котором приемник работает в нормальном режиме.

? Вопросы: Что вы изучили в этом разделе? 1. Основные типы оптических волокон. 2 Типы оптических интерейсов 3. Основные параметры, относящиеся к оптическим интерфейсам и их значения Из всех трех частей в данном разделе основной является третья

Итог

В этом разделе описываются основные типы оптических интерфейсов используемые в сетях SDH

Упраженения

1. Основным кодом оптических сигналов SDH является .

2. Что означает I-1?.

BER

1×10 -10

A B Receiving optical power

Курс SS 0501 Выпуск 2.0

Основы SDH

124

Раздел 7 Синхронизация

� Цели:

Усвоить режимы синхронизации цифровых сетей.

Усвоить характеристики трех рабочих режимов тактового источника узла в режиме ведущий/ведомый.

Понять требования сетей SDH к сетевой синхронизации. Изучить типы ведущих/ведомых тактовых источников сетей SDH

В цифровой сети первой проблемой, подлежащей решению, является сетевая синхронизация. Для синхронизации требуется, чтобы передающая сторона, во время передачи цифровых сигналов, в определенной временной позиции (то есть в тайм-слоте) передала тактовый импульс, а принимающая сторона имела возможность извлечь и интерпретировать данный импульс с тем, чтобы гарантировать нормальную передачу информации между двумя сторонами. Функция тактовых источников заключается в том, чтобы обеспечить корректный ввод/вывод информации в определенной временной позиции приемником/передатчиком. Таким образом, сетевая синхронизация помогает ограничить частоты и фазы тактовых источников всех узлов в сети, чтобы число ошибок было в допустимых пределах, что позволяет избежать снижения качества передачи (ошибки, джиттер), возникающего в результате неправильной установки приемника/передатчика в цифровой системе передачи.

7.1 Режимы синхронизации

Синхронизация в цифровой сети может осуществляться в двух режимах: псевдосинхронный и синхронный в режиме «ведущий/ведомый». Термин «псевдосинхронизация» означает, что все модули в цифровой сети связи имеют независимые тактовые источники, характеризующиеся высокой точностью и стабильностью. В качестве тактовых источников чаще всего используются цезиевые атомные часы. Несмотря на то, что тактовые источники имеют большую точность, источники во всех элементах сети не являются полностью идентичными (по частоте и фазе). Однако ошибки настольно малы, что тактовые источники можно считать синхронными. Такой тип синхронизации называется псевдосинхронизацией. Сигнализация «ведущий/ведомый» означает, что в сети имеется узел с высокоточным тактовым источником, и все элементы сети работают под


Основы SDH

125

контролем данного узла (т.е. элементы сети используют тактовый источник данного узла вместо собственного). Данный принцип работает «сверху вниз» по уровням сети вплоть то оконечного элемента сети.

Обычно, режим псевдосинхронизации используется в международных цифровых сетях, то есть между различными цифровыми сетями в различных странах. Например, международные коммутаторы в Китае и США имеют собственные цезиевые часы, и между ними используется псевдосинхронизация. Режим «ведущий/ведомый» обычно используется для национальных и зоновых сетей. Это означает, что зоновая или национальная сеть имеет один узел с эталонным тактовым источником, и остальные элементы сети используют его для синхронизации.

Для повышения надежности системы синхронизации, работающей в режиме «ведущий/ведомый», в сети может использоваться дополнительный тактовый источник, также управляемый по принципу «ведущий/ведомый». Как основной, так и дополнительный тактовые источники являются цезиевыми атомными часами. В нормальном режиме работы основной тактовый источник работает в качества источника сетевой синхронизации и является «ведущим» для дополнительного. При отказе основного источника сетевую синхронизацию обеспечивает дополнительный. Когда основной тактовый источник вернется в нормальный режим работы, он переходит режим «ведущий», обеспечивая сетевую синхронизацию, в то время как дополнительный вернется к режиму «ведомый».

В настоящее время в Китае принят иерархический режим синхронизации «ведущий/ведомый», с основным тактовым источником в Пекине, и дополнительным в Ухане.

В режиме синхронизации «ведущий/ведомый» тактовые сигналы от сетевого элемента верхнего уровня передаются сетевому элементу нижнего уровня посредством специальных трактов – каналов синхронизации, или «прикрепляются» к линейным сигналам. Сетевой элемент нижнего уровня выделяет тактовые сигналы, стабилизирует собственный источник, и генерирует собственные тактовые сигналы используемые как эталонные. Тем временем он передает собственные тактовые сигналы сетевым элементам нижнего уровня по каналу синхронизации или по каналу передачи (т.е. передает тактовую информацию путем «прикрепления» ее к линейным сигналам). Если элемент не принимает эталонный тактовый сигнал, посылаемый сетевым элементом верхнего уровня, то функции тактового источника выполняет встроенный генератор, после чего сигналы синхронизации отсылаются сетевым элементам нижнего уровня.

Кроме псевдосинхронизации, синхронизации в режиме «ведущий/ведомый» для цифровых сетей существуют такие виды синхронизации, как взаимная синхронизация, синхронизация с внешнего эталонного источника и асинхронная синхронизация (т.е.


Основы SDH

126

квазисинхронизация с низкой точностью). Далее мы рассмотрим синхронизацию от внешнего эталонного источника.

Режим синхронизации от внешнего эталонного источника поддерживается наиболее важными узлами сети, для того, чтобы избежать ситуации, когда основной тактовый источник вышел из строя, а встроенный тактовый источник узла имеет низкое качество. Работа узла от встроенного тактового источника сильно влияет на нормальное функционирование всей сети. Для поддержки режима синхронизации от внешнего источника на важнейших узлах сети устанавливаются приемники GPS (Global Positioning System), которые обеспечивают прием высокоточных тактовых сигналов. Сетевые элементы нижнего уровня используют для обеспечения синхронизации режим «ведущий/ведомый», когда в качестве эталонного тактового источника используется высокоточный тактовый источник GPS.

7.2. Режимы работы «ведомого» тактового источника. В цифровой системе передачи, работающей в режиме синхронизации «ведущий/ведомый», источники в ведомых элементах (элементах нижних уровней) обычно работают в трех режимах.

· Нормальный рабочий режим – получение синхросигналов от источника верхнего уровня.

Эталонный тактовый сигнал, полученный «ведомой» станцией, может быть послан одним из источников – ведущим тактовым источником сети, сигнал, посланные сетевым элементов верхнего уровня, или сигналом источника GPS.

По сравнению с остальными двумя режимами работы тактового источника, этот режим работы имеет наибольшую точность.

· Режим удержания

Когда ни один тактовый сигнал от эталонных источников синхронизации не получен, «ведомый» тактовый источник переходит в режим удержания, и работает на последней частотной информации, полученной перед тем, как тактовые сигналы от эталонных источников перестали приходить на «ведомый» элемент. Другими словами, «ведомый» источник имеет функцию «памяти». Таким образом, достигается относительная синхронность с эталонным тактовым источником, для того, чтобы обеспечить очень маленькие различия между частотой «ведомого» тактового источника и частотой эталонного. Тем не менее, этот режим работы не может обеспечить относительно высокоточных тактовых сигналов на длительный срок ввиду того, что собственная частота генератора может медленно изменяться. Точность тактовых сигналов при работе в этом режиме ниже, чем при работе в нормальном режиме.


Основы SDH

127

· Режим свободных колебаний.

Когда «ведомый» тактовый источник перестает получать сигналы синхронизации от всех внешних эталонных источников, а эталонный сигнал, используемый в режиме удержания неверен, потерян, или источник большое время работает в режиме удержания, генератор «ведомого» тактового источника переходит в свободный режим работы. Точность тактовых сигналов в этом режиме крайне мала, и поэтому данный режим работы не используется без крайней необходимости.

7.3. Требования SDH к сетевой синхронизации Качество синхронизации в цифровых сетях крайне важно для нормального функционирования сетей, и внедрение технологии SDH повышает требования к синхронизации. Когда сеть работает в нормальном режиме, все элементы сети синхронизируются от эталонного источника. В этом случае в сети наблюдается исключительно расхождение фазы синхронизирующих сигналов, а не расхождение частоты, и, таким образом, подстройка указателя требуется только в отдельных случаях (подстройка указателя редко требуется, когда сеть синхронизирована). Когда отдельные узлы сети теряют эталонный синхросигнал и переходят в режим удержания или в свободный режим, возникает расхождение частоты между сигналами тактового источника узла и тактового сетевого элемента, в результате чего производится постоянная подстройка указателя, что влияет на нормальный режим работы сетевых служб.

Сеть SDH может синхронно работать с сетью PDH длительное время, и джиттер проскальзывания на границе SDH и PDH возникают в основном в результате выравнивания указателя и отображения полезной нагрузки.

Подстройка указателя на узле, стоящем на границе сетей SDH и PDH тесно связана с качеством синхронизации на таком шлюзовом узле. Если входящий шлюз SDH, осуществляющий асинхронное отображение выйдет из синхронного режима, то отклонение и сдвиг частоты тактового источника узла вызовет постоянную подстройку указателя во всей сети и, как следствие, снижение качества синхронизации. Если крайний сетевой элемент, подключенный к сети SDH, и через который выводится теряет синхронизацию, тогда в сети SDH будет выполнятся подстройка указателя, и снизится качество синхронизации. Если узел, находящийся в середине сети потеряет синхронизацию, в то время как входящий шлюз синхронизирован с PRC, следующий за ним элемент сети или шлюз, осуществляющий вывод трафика, остается в синхронном режиме, и может скорректировать подстройку указателя, выполняемую аварийным узлом. В этом случае подстройка указателя, осуществляемая в сети, не будет влиять на шлюз вывода и не будет влияния на качество синхронизации.


Основы SDH

128

7.4. Режимы синхронизации сети SDH

7.4.1. Принципы синхронизации сети SDH

Цифровая сеть синхронизации в Китае использует иерархический режим синхронизации. Другими словами, используется один PRC для контроля синхронизации во всей сети по синхронизационным каналам в сети. В сети используются последовательности тактовых источников, имеющих определенные уровни качества сигнала. Источники на каждом уровне такой иерархии синхронизируются с источниками верхнего или того же уровня.

«Ведущие/ведомые» тактовые источники в сети SDH могут быть разделены на четыре типа (уровня), в зависимости от их области применения: ведущий тактовый источник для всей сети, ведомый тактовый источник транзитного узла, ведомый тактовый источник оконечного узла, тактовый источник оборудования SDH (т.е. встроенный тактовый источник оборудования SDH). ITU-T рекомендовала тактовые источники различных уровней (определила точность тактовых источников различных уровней). Уровни тактовых источников следующие:

• Главный PRC – должен удовлетворять рекомендации G.811

• Источник транзитного узла – должен удовлетворять рекомендации G.812 (источник транзитного узла)

• Источник оконечного узла – должен удовлетворять рекомендации G.812 (источник местного узла)

• Источник элемента сети SDH – должен удовлетворять рекомендации G.813 (внутренний источник элемента сети).

В нормальном режиме работы качество различных тактовых синхросигналов, посылаемых соответствующим узлам сети, во многом зависит от качества канала синхронизации и качества цепи выделения синхросигнала. Когда элемент сети работает в свободном режиме или в режиме защиты, качества различных синхросигналов, используемых элементом сети, зависит от качества источников сигналов, генерирующих синхросигналы (источники сигналов находятся, соответственно, в различных узлах сети). Поэтому узлы сети высокого уровня должны использовать высокоточные источники синхросигналов.

Следует отметить несколько моментов, касающихся передачи эталонного синхросигнала в цифровой сети:

1) Во время передачи эталонного синхросигнала, петли должны избегаться. Пример приведен на рис. 7-2.


Основы SDH

129

NE1

NE2 NE3

Рис. 7-2 Схема сети

Если NE2 получает синхросигнал от NE1, NE3 – синхросигнал от NE2, а NE1 – от NE3, то канал синхронизации образует петлю, и ухудшение качества тактового генератора любого элемента сети может привести к ухудшению качества синхронизации во всей петле.

2) Канал синхронизации должен быть как можно короче. Слишком длинный канал может воздействовать на качество синхросигнала во время передачи.

3) Тактовый источник «ведомой» станции должен получать эталонный сигнал от элемента сети, находящегося на верхнем или том же уровне сети.

4) Рабочий/резервный эталоны синхросигналов должны распределяться по различным трактам, чтобы в случае разрыва тракта рабочего синхросигнала был доступен резервный.

5) Источником эталонного синхросигнала должна быть система передачи, характеризующаяся высокой доступностью.

7.4.2. Типы источников синхросигнала в элементах сети SDH

• Внешний источник синхросигнала – входящий интерфейс осуществляется блоком SETPI

• Линейный источник синхросигнала – сигнал выделяется блоком SPI из линейных сигналов STM-N

• Трибутарный источник синхросигнала – сигнал выделяется блоком PPI из трибутарных PDH сигналов. Обычно этот источник синхросигнала не используется, потому что подстройка указателя на границе SDH/PDH может влиять на качество синхросигнала.

• Встроенный источник синхросигнала – синхросигнал обеспечивается блоком SETS.

Исходящий интерфейс внешнего источника синхронизации обеспечивается блоком SETPI элемента сети SDH.


Основы SDH

130

7.4.3. Основные режимы хронирования в сети SDH

Сеть SDH является частью единой цифровой сети, и эталонные сигналы синхронизации в данной сети должны быть одинаковыми с сигналами во всей сети. Обычно, сеть SDH в отдельных областях использует в качестве первичного источника синхросигналов генератор синхросигналов транзитного узла верхнего уровня. Сигналы этого генератора могут подстраиваться под сигналы эталонного источника синхросигналов сети, подстраиваться под местный первичный эталон (LPR), обеспечиваемый GPS, или даже быть сигналами встроенного тактового генератора (в режиме удержания или в свободном режиме). Как сеть SDH отслеживает первичный эталонный источник и поддерживает синхронизацию в сети? Во-первых, в сети SDH существует ведущий эталонный источник синхросигналов. Тактовые генераторы остальных элементов сети используют сигналы данного источника как эталонные, т.е. другие элементы сети отслеживают сигналы ведущего сетевого элемента. Но откуда приходит синхросигнал на ведущий сетевой элемент? Поскольку сеть SDH является частью цифровой сети, ее источник синхронизации должен быть эталонным для всей зоны. Ведущий узел на сети SDH обычно устанавливается на транзитном узле, имеющем тактовый источник высокого уровня, и синхросигнал, используемый ведущим узлом SDH, является сигналом данной транзитного узла. Когда мы говорили о логической структуре оборудования, мы упоминали логический блок SETPI, и что этот блок обеспечивает интерфейсы ввода/вывода для тактовых генераторов оборудования. Блок SETS ведущей станции сети SDH выделяет из синхронного интерфейса тактовые сигналы транзитного узла, и использует их в качестве эталонных для местной станции и всей сети SDH. Если синхросигналы станции не поступают ведущую станцию сети SDH по интерфейсу, обеспечиваемому блоком SETPI, то элемент сети SDH может выделить информацию (через функциональный блок PPI) из PDH каналов, обрабатываемых на местной станции как эталон синхронизации для сети SDH.

Внимание:

Последний режим используется редко, потому что на границе сетей SDH и PDH значение джиттера сигнала из-за подстройки указателя, что влияет на качество сигнала.

Как другие элементы SDH сети отслеживают сигналы ведущего тактового источника сети? Для этого существуют два режима, один из которых – вывод сигналов ведущего элемента сети другим узлам по интерфейсу синхронизации, обеспечиваемому блоком SETPI. Поскольку SETPI обеспечивает интерфейс PDH, этот режим обычно не используется (так как существует очень большое число подстроек указателя). Основным


Основы SDH

131

методом является метод, при котором синхросигналы передаются на все узлы сети SDH является следующий: узлы сети через блок SPI выделяют синхронизирующую информацию из сигналов STM-N узла, который находится в режиме синхронизации «ведущий/ведомый» и отслеживают их. Приведем несколько примеров, чтобы пояснить этот режим отслеживания синхросигнала.

Посмотрите на рис. 7-3.

A B C DTM ADM ADM ADM

w w wwe e

STM-N

Master station External clock

Рис. 7-3. Схема сети.

На рисунке7-3 показана схема сети типа «цепь», и узел В является «ведущей» станцией при синхронизации сети, а внешний источник синхросигнала является эталонным для узла В и всей сети. Когда узел В мультиплексирует потоки в фрейм STM-N, синхронизирующая информация прикрепляется к сигналам STM-N. В это время, узел А может выделить синхросигнал из принятых со стороны W сигналов STM-N (используя блок SPI) и использовать его как локальный тактовый генератор. Подобным образом узел С может выделить информацию, принятую со стороны W и использовать их как тактовый генератор, одновременно присоединяя информацию о синхронизации к сигналам STM-N и передавая ее к узлу нижнего уровня. Узел D синхронизируется с узлом В путем выделения тактовых сигналов из принятых сигналов STM-N. Таким образом, используя режим «ведущий/ведомый» уровень за уровнем, реализуется синхронизация всех элементов сети SDH.

После того, как «ведомые» узлы А, С, D потеряли эталонный синхросигнал, идущий от элемента сети верхнего уровня, они входят в режим удержания. По прошествии определенного времени, они входят в свободный режим, и качество тактовых импульсов сети снижается.

Внимание:

Снижение качества синхронизации узла A не влияет на C и D, но снижение качества синхронизации узла C влияет на узел D, так как генератор узла С является источником синхросигнала верхнего уровня для узла D.


Основы SDH

132

При любом режиме работы элемента сети верхнего уровня, узел нижнего уровня обычно находится в нормальном режиме, отслеживая синхронизирующий сигнал, присоединенный к сигналам STM-N. Ухудшение качества синхронизационных сигналов узла В может вызвать цепную реакцию, в результате которой будет наблюдаться ухудшение качества всех источников синхросигнала в сети (в отношении ко всей цифровой сети, источники синхросигналов ведомых узлов сети SDH по-прежнему будут в режиме отслеживания).

Если структура «цепь» имеет очень большую длину, синхросигнал ведущего узла сети может передаваться множество раз и на большие расстояния, прежде чем достигнет ведомого узла. В настоящее время чтобы обеспечить удовлетворительное качество синхросигнала, принимаемого ведомым узлом, в сети SDH могут быть определены два ведущих узла, обеспечивающих два эталонных сигнала в сети. Каждый эталонный сигнал отслеживается частью элементов в сети, и, таким образом, обеспечивается уменьшение расстояния и времени передачи сигналов синхронизации. Но нужно заметить, что оба ведущих источника должны быть одного качества и синхронизированы друг с другом.

Технические детали: Несколько источников эталонного синхросигнала могут подаваться на ведущий узел сети SDH в том случае, если сигнал внешнего источника синхронизации потерян. Эти источники тактовых импульсов разделяются на несколько уровней, в зависимости от их качества. Ведущий узел сети SDH в нормальном режиме отслеживает внешний источник высокого уровня, и переключается на отслеживание сигнала от внешнего источника низкого уровня в том случае, если сигнал высокого потерян. Этим достигается увеличение надежности и качества системы синхронизации

Как отслеживаются синхросигналы в сети с топологией «кольцо»? Посмотрите на рис. 7-4


Основы SDH

133

w w

w

ww

w

e

e

e

e

e

e

STM-N

NE1

NE2

NE3NE4

NE5

NE6

External clock source

Рис. 7-4. Сеть с топологией «кольцо».

Элемент сети NE1 в сети является ведущим. Он использует сигналы внешнего источника синхронизации в качестве эталонных для локального узла и всей сети SDH. Остальные элементы сети отслеживают эталонные сигналы генератора элемента NE1 и используют их как локальные эталонные сигналы. Режим отслеживания подобен режиму отслеживания в сети «цепь», исключая то, что ведомые станции могут выделять синхронизирующую информацию из принятых сигналов STM-N как с западной, так и с восточной стороны (ADM имеет два линейных порта). Между тем, в соображениях уменьшения времени и дистанции передачи, ведомые узлы сети должны выделять синхросигнал из сигналов, принимаемых от порта с кратчайшим расстоянием до ведущего узла сети. Например, для NE5 возможно отслеживание сигналов с западного порта, а для NE3 – с восточного.

STM-NSTM-M

NE1

NE2 NE4

NE3

NE5

External clock

Note

Рис. 7-5. Структура сети.

На рис. 7-5 NE5 является ведущим узлом, так как он использует внешний источник синхронизации (источник транзитного узла) в качестве эталонного для себя и других элементов сети SDH. NE5 включен в сеть по принципу «цепь». Для этого используются низкоскоростные трибы NE4.

NE1, NE2 и NE3 отслеживают и фиксируют синхросигналы NE4 через восточные/западные порты, в то время как NE4 отслеживает


Основы SDH

134

синхросигналы (в сигналах STM-M), посылаемые ведущим узлом NE5. Как происходит отслеживание? Элемент NE4 при помощи модуля SPI на трибутарной оптической плате выделяет синхронизирующие сигналы из сигналов STM-N, посылаемых по цепи, и синхронизирует элементы низкого уровня (ведомые узлы) расположенные в кольце.

7.5 Байт S1 и принципы защитного переключения синхронизирующих источников в сети SDH

1. Принципы работы байта S1

С развитием и расширением области применения системы оптической передачи SDH, все больше и больше людей заинтересовались определенным ITU-T принципе работы байты синхронизации S1 и его применением. В этом разделе будут приведены принципы работы байта S1 и реализации протокола защитного переключения источников синхронизации при использовании байта S1. Приведем пример использования байта S1.

В сети SDH каждый элемент сети отслеживает эталонный сигнал синхронизации, и так на каждом уровне по специальному каналу синхронизации синхронизируется вся сеть. Обычно элемент сети может получать сигналы синхронизации больше чем по одному каналу. Другими словами, может быть несколько эталонных источников синхронизации, одновременно доступных элементу сети. Сигналы могут приходить от нескольких одинаковых источников, или от нескольких источников, имеющих различное качество синхросигнала. В сети синхронизации очень важно, чтобы соответственные источники синхросигнала сигнала. Чтобы избежать потери синхросигнала от одного источника тактовых импульсов при обрыве тракта, необходимо выполнить автоматическое защитное переключение источника синхросигналов. Иначе говоря, когда сигналы эталонного генератора тактовых импульсов, отслеживаемые элементом сети, потеряны, этот сетевой элемент должен иметь возможность автоматически переключиться на отслеживание сигналов другого источника. Данный источник синхросигналов может быть такого же уровня, как и тот, чьи синхросигналы были потеряны, так и худшего. Очевидно, что необходимо знать информацию о качестве соответствующих эталонных источников, чтобы можно было осуществить вышеприведенные функции.

Байт S1 определен ITU-T для передачи качества источника синхросигнала. В нем последние четыре бита байта заголовка секции S1 используются для определения 16 типов источников синхросигнала.

В таблице 7-1 показывает уровни источников синхронизации, рекомендованные ITU-T. Используя эту информацию и специальный протокол переключения, можно обеспечить функцию автоматического переключения источников синхросигнала в сети синхронизации


Основы SDH

135

Табл. 7-1 Качество синхронизации

S1 (b5-b8)

Байт S1

Описание качества источника

0000 0х00 Качество источника синхронизации неизвестно (только для существующей сети синхронизации)

0001 0х01 Зарезервировано

0010 0х02 G.811


0100 0х04 Сигнал транзитной станции, соответствующий рекомендации G.812




1000 0х08 Сигнал локальной станции, соответствующий рекомендации G.812


1010 0х0A Зарезервировано

1011 0x0B Внутренний источник оборудования (SETS)

1100 0x0C Зарезервировано

1101 0x0D Зарезервировано

1110 0x0E Зарезервировано

1111 0x0F Не используется для синхронизации

В оптической сети синхронизации SDH автоматическое защитное переключение осуществляется следующим образом:

Определяется нижняя граница качества источника синхронизации. Из числа эталонных источников, качество синхросигнала которого выше минимального порога, элемент сети выбирает источник синхронизации, имеющий максимальный уровень качества, в качестве синхронизирующего, и передает информацию об его качестве элементу нижнего уровня.

Если нет источников синхросигнала, качество синхросигнала которых выше минимального порога, то из доступных тактовых генераторов


Основы SDH

136

выбирается имеющий максимальный уровень в качестве источника синхронизации, и передается информация об его качестве (т.е. байт S1) элементам нижнего уровня.

Если сигналы элемента А отслеживаются элементом В, то сигналы элемента В не могут быть эталонными для А.

2 Примеры

Пример, приведенный ниже, показывает как выполняется автоматическое защитное переключение источника синхронизации.

В сети передачи, показанной на рис. 7-6 тактовые импульсы источника BITS проходят через внешние интерфейсы сигнализации узлов NE1 и NE4. Два внешних источника BITS являются ведущим и ведомым, и удовлетворяют требованиям к локальным эталонным источникам рекомендации G.812. В нормальном режиме источники всей сети передачи являются синхронными с эталонным источником BITS узла NE1.

NE1

NE2

NE3 NE4

NE5

NE6

BITS

BITS

W

W W

W

W

WE

E

E

E

E

E

Рис. 7-6. Отслеживание источника синхросигнала в нормальном режиме

Качество синхронизирующего источника должно быть установлено как «не ниже, чем локального источника по рекомендации G.812». Конфигурация синхронизирующего источника и уровни тактовых генераторов соответствующих элементов сети показаны в табл. 7-2.

Таблица 7-2. Конфигурация синхронизирующего источника и уровни тактовых генераторов соответствующих элементов сети.

Элемент сети

Источник синхронизации

Уровни источников синхронизации

NE1 Внешний тактовый генератор

Внешний источник, западный источник, восточный источник, встроенный генератор

NE2 Западный источник Западный источник, восточный источник, встроенный генератор


Основы SDH

137



NE5 Восточный источник

Восточный источник, западный источник, встроенный генератор

NE6 Восточный источник

Восточный источник, западный источник, встроенный генератор

Добавим, что на сетевых элементах NE1 и NE4 должен быть установлен таймслот (выдается источником BITS), где передается значение байта S1 от BITS.

В нормальном режиме работы, разрыв оптического волокна между NE2 и NE3 приведет к автоматическому защитному переключению синхронизирующего источника. В соответствии с описанным выше протоколом переключения, поскольку NE4 отслеживает сигналы NE3, информация о качестве источника, отсылаемая элементом NE4 элементу NE3 будет иметь значение «Источник синхросигналов недоступен», т.е. байт S1 будет иметь значение 0xFF. Таким образом, когда NE3 определит, что западный тактовый источник потерян, NE3 не может использовать восточный тактовый источник как источник синхросигналов локальной станции. Он может использовать как эталонный только встроенный тактовый генератор локальной станции, и передает эту информацию через байт S1 элементу NE4, т.е. NE3 передает байт S1 со значением 0x0B, означающий «сигнал синхронизации от встроенного тактового генератора (SETS)». NE4 принимает эту информацию и обнаруживает, что качество отслеживаемого источника синхросигнала ухудшилось (изначально оно соответствовало рекомендации G.812 для локальной станции, т.е. байт S1 имел значение 0X08), и теперь его значение находится ниже установленного порога. Элементу NE4 требуется сменить эталонный источник на источник, соответствующий требованиям. Для элемента NE4 доступны четыре источника синхросигналов: западный, восточный, встроенный и внешний источник BITS. Легко заметить, что в настоящее время только внешний источник синхросигнала, и источник BITS имеют требуемый уровень качества. Так как уровень восточного источника синхросигналов, определенный в NE4 выше, чем уровень внешнего источника BITS, NE4 выбирает восточный источник синхросигналов как источник локальной станции. После того, как NE4 переключается с отслеживания сигналов западного источника на отслеживание сигналов восточного, становится доступным восточный источник для NE3. Теперь


Основы SDH

138

качество восточного источника соответствует требованиям, и его уровень является наивысшим, и NE3 выбирает восточный источник синхросигналов как источник локальной станции. Окончательный режим отслеживания синхросигналов показан на рис. 7-7.

NE1

NE2

NE3 NE4

NE5

NE6

BITS

BITS

W

W

W

W

WE

E

E

E

E

Рис. 7-7 Схема отслеживания синхросигнала, при повреждении волокна между NE2 и NE3

В нормальном режиме работы, если становится неисправным внешний источник BITS элемента NE1, то, в соответствии с протоколом переключения и методом анализа, приведенным выше, окончательное состояние сети передачи показано на рис. 7-8.

NE1

NE2

NE3 NE4

NE5

NE6

BITS

W

W W

W

W

WE

E

E

E

E

E

Рис. 7-8. Схема отслеживания синхросигнала, когда неисправен внешний источник BITS элемента N1

Если внешний источник BITS элементов NE1 и NE4 неисправны, то в все доступные тактовые генераторы каждого сетевого элемента перестают удовлетворять порогу качества. В этом случае, в соответствии с протоколом переключения, сетевые элементы из доступных источников синхросигнала выберут тактовые генераторы, имеющие максимально высокий уровень. Предположим, что прежде, чем выходят из строя оба источника BITS, все сетевые элементы синхронизируются с NE4. Анализируя протокол переключения, можно увидеть, что соответствующие сетевые элементы останутся синхронизированными с NE4, как показано на рис. 7-9, но в то же время качество источника синхронизации для всей сети снизится с уровня «G.812» до уровня встроенного тактового генератора. Вся сеть останется синхронизированной с одним эталонным источником.


Основы SDH

139

NE1

NE2

NE3 NE4

NE5

NE6W

W W

W

W

WE

E

E

E

E

E

Built-in clock

Рис. 7-9. Схема отслеживания синхросигнала, когда неисправны оба внешних источника BITS

Таким образом видно, что надежность и качество синхронизации значительно увеличиваются благодаря автоматическому защитному переключению.

? Вопросы:

О чем говорилось в этом разделе?

1. Режимы синхронизации сети – синхронизация в режиме «ведущий/ведомый» и псевдосинхронизация

2. Три режима работы источника синхронизации узла.

3. Требования к синхронизации сети, предъявляемые системами SDH, и классификация по уровню качества источников синхронизации в режиме «ведущий/ведомый».

4. Режимы, реализующиее синхронизацию типа «ведущий/ведомый». Пункт 4 является основным в этом разделе. Вы его изучили?

Итог

В этом разделе описываются основные режимы синхронизации в сетях SDH, и обычно применяемые режимы отслеживания синхросигналов для различных типов оборудования.


1. Основными режимами синхронизации цифровой сети являются _______________________.


Основы SDH

140

2. Источниками синхросигнала, доступными в сети SDH являются ________, ________, ________, ________, ________, ________, ________, _________.


Основы SDH

141

Раздел 8 Качество передачи

Цели:

Изучить значения основных индексов, использующихся для измерения количества ошибок.

Изучить механизм генерации битовых ошибок системы и методы уменьшения их числа.

Понять смысл основных индексов для измерения джиттера системы

Понять механизм генерации джиттера и методы его уменьшения Понять смысл вандера.

Качество системы передачи является ключевым параметром для всей сети связи. Сильными повреждениями сети связи, влияющими на качество передачи в сети SDH, являются битовые ошибки, джиттер и вандер.

8.1 Количество ошибок

Битовая ошибка означает возникновение ошибки в некоторых битах в цифровом потоке после приема, обработки и регенерации, влияющая на качество передачи информации.

8.1.1 Возникновение и распределение битовых ошибок

Битовые ошибки, которые наносят большой вред системе передачи, понижают стабильность системы и даже прерывают передачу (больше 10-3). Битовые ошибки разделяются на две больших категории.

1 Битовые ошибки, генерируемые встроенным механизмом.

Этот тип битовых ошибок определяется продолжительными ошибками, которые включают генерируемыми различными источниками шума: джиттером, мультиплексорами, системой кросс-коммутации, и межсимвольной интерференцией, которая возникает из-за дисперсии, свойственной волокну.

2. Битовые ошибки, генерируемые импульсными помехами.


Основы SDH

142

Этот тип битовых ошибок генерируется пакетами импульсов, таких как электромагнитные помехи, аварии оборудования и кратковременные помехи источников питания. Этот тип битовых ошибок обычно возникает внезапно и в большом количестве и может быть определен как кратковременные ошибки системы.

8.1.2 Измерение количества ошибок

Стандартное измерение количества ошибок – измерение количества ошибок в сквозном канале со скоростью 64 кбит/с эталонной цепи протяженностью 27500 км, основанное на ошибочных состояниях битов. По мере того как скорость передачи сети увеличивается, измерение числа битовых ошибок является ограничением.

В настоящее время контроль числа ошибок в каналах с высокой битовой скоростью производится путем измерения ошибок по блокам (В1, В2 и В3 используются для контроля блоковых ошибок), соответственно формируя группу параметров, основанных на «блоке». Значение этих параметров следующее:

Ошибочный блок

Блок с битовыми ошибками, возникшими в процессе передачи называется ошибочным блоком.

B Tips: Для ошибочных блоков В1, В2 и В3 могут контролироваться только четные биты вместо нечетных. Подумайте, почему.

Секунда с ошибками (ES) и уровень секунд с ошибками(ESR).

Ошибочной секундой называется секунда, в течение которой была обнаружена одна или больше ошибок. Отношение общего количества ES к суммарному времени, в которое проводилось измерение, называется ESR.

Секунда, пораженная ошибками (SES) и уровень секунд с большим числом ошибок (SESR).

Секундой с большим числом ошибок называется секунда, в которой содержится не меньше 30% ошибочных блоков или по крайней мере один серьезный период помех (SDP). SDP означает, что во время измерения число значение BER всех последовательных блоков равно 10-2 или обнаружена потеря сигнала на протяжение времени, равное времени 4 последовательных блоков или 1 мс (из двух выбирается большее значение).


Основы SDH

143

Отношение общего количества SES к общему времени измерения называется уровнем секунд с большим числом ошибок (SESR).

Обычно SES является последовательностью ошибочных блоков, возникших в результате импульсных помех, поэтому SESR часто отражает устойчивость оборудования к помехам.

Фоновая ошибка блока (BBE) и уровень фоновых блоковых ошибок (BBER)

Блоковая ошибка, возникающая в период недоступности, и в вычтенный период SES называется фоновой блоковой ошибкой. Отношение общего числа блоковых ошибок к общему числу блоковых ошибок за период измерения называется уровнем фоновых блоковых ошибок (BER).

Если время измерения велико, BBER часто отражает число битовых ошибок, генерируемых оборудованием и показывает уровень стабильности устройств, использованных в оборудовании.

8.1.3. Коэффициенты битовых ошибок, относящихся к цифровой секции.

ITU-T определяет цифровую линию как эквивалент гипотетической эталонной цифровой линии с полной протяженностью 27500 км, у которой каждая секция имеет наименьший коэффициент ошибок и, после того, как все секции линии соединены последовательно, отвечает требованиям для нормальной сквозной (27500км) передачи цифровых сигналов, и число ошибок в каждой секции не превышает стандартов.

Ниже показаны допустимые коэффициенты ошибок секций длиной 420, 280 и 50 км.

Табл. 8-1 Допустимый коэффициент ошибок на участке 420 км.

Скорость (кбит/с)

155520 622080 2488320

ESR 3.696×10-3 Не определено Не определено

SESR 4.62×10-5 4.62×10-5 4.62×10-5

BBER 2.31×10-6 2.31×10-6 2.31×10-6

Табл. 8-2 Допустимый коэффициент ошибок на участке длиной 280 км.


155520 622080 2488320



Основы SDH

144

SESR 3.08×10-5 3.08×10-5 3.08×10-5

BBER 3.08×10-6 1.54×10-6 1.54×10-6

Табл. 8-3. Допустимый коэффициент ошибок на участке длиной 50 км.


155520 622080 2488320


SESR 5.5×10-6 5.5×10-6 5.5×10-6

BBER 5.5×10-7 2.7×10-7 2.7×10-7

8.1.4. Методы уменьшения битовых ошибок

· Уменьшение числа внутренних битовых ошибок.

Улучшение отношения сигнал/шум приемника является основным подходом к уменьшению внутренних битовых ошибок системы. Кроме того, их число также помогают уменьшийть правильный выбор затухания передатчика, улучшение компенсирующих функций приемника и уменьшение джиттера. Можно считать, что достигнуто состояние, когда отсутствуют битовые ошибки, при том условии, что среднее число BER регенератора ниже чем 10-14.

· Уменьшение числа внешних битовых ошибок.

Основным методом является увеличение устойчивости оборудования к электромагнитным помехам и статическим разрядам, т.е. улучшение заземления. Также простым решением является проектирование системы с достаточным резервом.

8.2. Параметры доступности

Время недоступности


Основы SDH

145

Когда число ошибок в цифровых сигналах в течение 10 секунд больше, чем 10-3, то система считается перешедшей в режим недоступности. Время недоступности начинается с первой секунды, когда уровень ошибок в сигналах стал выше 10-3.

Время доступности

Когда число ошибок в цифровых сигналах в течение 10 секунд ниже, чем 10-3, то система считается перешедшей в режим доступности. Время доступности исчисляется с того момента, как уровень ошибок в сигналах стал ниже 10-3.

Доступность

Доступностью называется процентное отношение времени в режиме доступности к общему времени.

Для нормального функционирования необходимо, чтобы система удовлетворяла следующим параметрам:

Table 8-4 Коэффициенты доступности гипотетической эталонной станции

Длина (км) Доступность

Недоступность

Время недоступности

в год 420 99.977% 2.3×10-4 120 минут в год

280 99.985% 1.5×10-4 78 минут в год

50 99.99% 1×10-4 52 минуты в год

8.3. Характеристики джиттера и вандера

Джиттер и вандер относятся к временным характеристикам системы. Временное дрожание фазы (джиттер) означает кратковременное искажение определенного такта (напр. пробного такта) по сравнению с эталонным тактом. Кратковременное искажение означает изменение фазы сигнала с частотой больше 10 Гц. Вандер – долговременное искажение сигнала по сравнению с эталонным. Долговременное искажение – изменение фазы сигнала с частотой меньше 10 Гц.

Джиттер и вандер могут вызывать проскальзывания.


Основы SDH

146

8.3.1 Механизм возникновения джиттера и вандера

Кроме основных источников джиттера в сетях передачи, таких как различные источники шума, нелинейность фильтров, недостатки регенераторов (межсимвольная интерференция, отклонение порога ограничителя амплитуды), существуют ещё два источника джиттера в сети SDH:

1) Когда трибутарные сигналы размещаются в VC, добавляются заполняющие биты. Эти биты должны быть удалены во время демультиплексирования, что вызывает смещение метки синхронизации и после фильтрации, как следствие, остаточный джиттер, или стаффинг джиттер.

2) Джиттер от движения указателя возникает при выравнивании указателей. Подобно случаю возникающего в системе PDH выравнивания высокочастотных импульсов, стаффинг джиттер может быть уменьшен до допустимого уровня. Между тем, сложно уменьшить джиттер, возникающий в результате подстройки указателя (находящийся в одном байте и подстраиваемый один раз в три кадра) обычными методами, поскольку он имеет большую амплитуду и низкую частоту.

Обычно вандер в сети SDH вызывается изменениями температуры окружающей среды. Температура окружающей среды влияет на характеристики кабеля и на характеристики источника синхросигнала. Вандер и джиттер с очень низкой частотой также может вызывать подстройка указателя одновременно с синхронизацией сети. Другими словами, в сети SDH вандер в основном вызывается источниками синхросигнала различных уровней и системами передачи.

8.3.2. Характеристики джиттера

Основные параметры для измерения джиттера в сети SDH следующие:

Устойчивость к входному джиттеру

Устойчивость к входному джиттеру разделяется на две части: устойчивость портов PDH (трибутарных) и портов STM-N (линейных портов). Устойчивость к джиттеру портов PDH это максимальное значение джиттера, при котором сигнал может быть распознан без ошибки. При совместной работе сетей SDH и PDH требуется передавать сигнал иерархии PDH в сети SDH. Для этого требуется, чтобы узел сети SDH имел возможность «приспособиться» к максимальному джиттеру трибутарного сигнала PDH, т.е. устойчивость к джиттеру трибутарно порта должна выдерживать джиттер добавляемого сигнала PDH.

Устойчивость к входному джиттеру с линейных портов (STM-N) определяется как значение амплитуды джиттера, которое приводит к


Основы SDH

147

потере оптической мощности 1 дБ. Этот параметр используется для проверки того, что устойчивость к входящему джиттеру локального элемента сети будет достаточной для того, чтобы подстроиться под джиттер, выдаваемый сетевым элементом верхнего уровня.


Что такое потеря оптической мощности?

С увеличением мощности передатчика есть вероятность того, что число ошибок увеличится из-за уменьшения отношения сигнал/шум в результате джиттера, вандера, дисперсии и т.д. Когда производительность системы ввиду воздействия джиттера, вандера, дисперсии падает ниже определенного уровня, то, чтобы вернуть её на этот уровень, можно увеличить оптическую мощность. Максимальное значение, на которое можно увеличить мощность – 1 дБ.

Выходной джиттер.

Подобно устойчивости к входному джиттеру, выходной джиттер делится на джиттер трибутарного порта PDH и джиттер линейного порта STM-N. Он определяется как максимальный джиттер выдаваемый на порт, когда на входе оборудования нет джиттера.

Джиттер на выходе трибутарных плат оборудования SDH должен быть такого уровня, чтобы была гарантия того, сигнал PDH, переданный с трибутарной платы, был безошибочно принят оборудованием PDH. Соответственно, джиттер на выходе линейной платы должен быть таким, чтобы сигнал STM-N был безошибочно принят другим узлом сети SDH.

Джиттер отображения и комбинированный джиттер.

В результате движения указателя и преобразования на стыке сетей SDH и PDH возникает особый вид джиттера. Для описания этого джиттера используются термины комбинированный джиттер и джиттер отображения.

Джиттер отображения означает максимальный джиттер выходного трибутарного сигнала PDH на трибутарном порте до того, как осуществляется подстройка указателя в сигналах STM-N ввиду отклонения частот PDH и SDH сетей.

Комбинированный джиттер: с линейного порта оборудования вводится последовательность тестовых сигналов в соответствии с рекомендацией G.783, после чего выполняется подстройка указателя. Далее изменяется отклонение частоты и максимальное значение джиттера исходящих


Основы SDH

148

трибутарных сигналов. Данное значение называется комбинированным джиттером оборудования.

Функция передачи джиттера – особенности передачи джиттера

Данная функция используется для определения способности оборудования к подавлению джиттера входящего сигнала STM-N. Это позволяет контролировать накопление джиттера в системе и избежать его лавинообразного увеличения джиттера.

Функция передачи джиттера определяется как отношение джиттера исходящего сигнала STM-N к джиттеру входящего сигнала STM-N. Входящий джиттер отличается частотой от исходящего.

8.3.3. Методы уменьшения джиттера

Уменьшение джиттера линейной системы

Джиттер, возникающий в линейной системе является основным источником джиттера для сети SDH. Для уменьшения джиттера основным методом является увеличение качества всей сети. Для этого требуется уменьшить джиттер, вносимый регенератором (выходной джиттер), контролировать передачу джиттера (увеличить способность к подавлению входящего джиттера), избавиться накопления джиттера (использовать скремблеры при передаче, уменьшить влияние джиттера, генерируемого соответствующими регенераторами и т.д.).

Уменьшение исходящего джиттера на порте PDH.

Подстройка указателя в сети SDH может вызывать сильные скачки фазы сигнала (для подстройки указателя одним блоком является байт), что приводит к джиттеру, вандеру, поэтому на границе сетей SDH/PDH используется специальный стабилизатор, который кэширует и выравнивает фазу сигнала, чтобы уменьшить амплитуду джиттера и вандера.

? Вопросы:


1. Что означают понятия «битовая ошибка» и «коэффициент доступности»?

2. Два метода уменьшения числа битовых ошибок.

3. Значения основных коэффициентов джиттера и вандера

4. Методы уменьшения джиттера


Основы SDH

149

В этом разделе основной упор делается на значениях основных параметров при измерении битовых ошибок и характеристик джиттера.

Итог

В этой главе описываются битовые ошибки, возникающие при передаче, а также коэффициенты джиттера и вандера.


1. Какие различия между джиттером и вандером?

Термины и аббревиатура

Коммутация пути низкого порядкаLPC

Адаптация пути низкого порядкаLPA

Потеря сигналаR-LOS

Потеря указателяLOP

Потеря фреймаR-LOF

Международный союз электросвязи - отдел телекоммуникаций ITU-T

Цифровая сеть с интеграцией обслуживания ISDN

Окончание пути высокого порядкаHPT

Коммутация пути высокого порядкаHPC

Адаптация пути высокого порядкаHPA

Индикация ошибок пути высокого порядка на удаленном концеHP-REI

Индикация повреждения пути высокого порядка на удаленном концеHP-RDI

Потенциальный биполярный кодHDB3

Число ошибочных блоков на удаленном концеFEBE

Коэффициенть длительности поражения сигнала ошибкамиESR

Встроенный канал управленияECC

Цифровая кросс-коммутация DXC

Цифровой канал связиDCC

Код с переменой уровняCMI

Код N контроля четностиBIP-N

Скорость базового ошибочного блокаBBER

Указатель административного блокаAU-PTR

Группа административных блоковAUG

Потеря указателя административного блокаAU-LOP

Сигнал индикации аварии административного блокаAU-AIS

Административный блокAU

Автоматическое защитное переключениеAPS

Сигнал индикации аварииAIS

Мультиплексор ввода/выводаADM

РасшифровкаАббревиатура


150

Время недоступностиUAT

Указатель трибутарного блокаTU-PTR

Группа трибутарных блоков TUG

TU-Потеря мультифрейма TU-LOM

Управление сетью связи TMN

Терминальный мультиплексорTM

Идентификатор троссировки соответствияTIM

Генератор синхросигналаSTG

Физический интерфейс SDHSPI

Секционный заголовокSOH

Физически интерфейс синхросигнала синхронного оборудования SETPI

Синхроисточник синхронного оборудования SETS

Продолжительность многократного поражения ошибкамиSES

Коэффициент продолжительности мнгократного поражения ошибкамиSESR

Функция управления синхронным оборудованиемSEMF

Синхронно-цифровая иерархия SDH

Системный контроль и коммуникация SCC

Окончание регенераторной секцииRST

Заголовок регенераторной секцииRSOH

Индикация повреждения на удаленном концеRDI

РегенераторREG

Физический интерфейс PDH PPI

Заголовок путиPOH

Плезиохронная цифровая иерархия PDH

Нет фрейма ROOF

Обработка заголовковOHA

Оперирование, администрирование и техобслуживание OAM

Окончание мультиплексногй секцииMST

Защита мультиплексной секцииMSP

Заголовок мультиплексной секцииMSOH

Адаптация мультиплексной секцииMSA

Индикация поврежедения мультиплексной секции на удаленном концеMS-RDI

Сигнал индикации аварии мультиплексной секцииMS-AIS

Окончание пути низкого порядкаLPT


151

Виртуальный контейнерVC

НеоборудованUNEQ


152

Documents

Основы SDH