Контрольные вопросы по модулю 1 Цифровые системы передачи плезиохронной цифровой иерархии Особенности построения цифровых систем передачи
 Скачать 1.52 Mb.
|
|
J B С G К N D E F A LO-POH J2 V5 V5 V5 K4 N2 HO-POH J1 B3 C2 G1 K3 N1 F2, F3 MSOH B2 K1, K2 D4–D12 E2 RSOH J0 B1 C1 D1–D3 E1 F1 A1, A2 Из таблицы видно, что контроль ошибок реализуется на всех уровнях сети. Каналы управления реализованы на уровнях RS и MS. Метки трассы и индикация типа нагрузки используются на уровнях трактов верхнего и нижнего рангов ив регенерационной секции. 3.4. Указатели 3.4.1. Функции указателей Указатели используются для синхронизации нагрузочных блоков и кадров (структур) высшего уровня. Нагрузочный поток, упакованный в виртуальный контейнер, может быть передан с фазой, отличающейся от фазы кадра. Фазовое соотношение между кадром и виртуальным контейнером фиксируется в байтах указателя. Байты указателя располагаются на фиксированных позициях в кадре и содержат адрес первого байта VC (первый байт POH) в кадре. Использование указателей позволяет вставлять нагрузочные потоки, упакованные в виртуальные контейнеры, в кадры высшего уровня без преобразования и буферизации. Любое изменение фазы и скорости передачи может быть скомпенсировано изменением значения указателя совместно с побайтным положительным, нулевыми отрицательным выравниванием. Доступ к виртуальным контейнерам высшего уровня (HO VC) возможен непосредственно после обработки указателя AU. Для доступа к виртуальным контейнерам низшего уровня (LO VC) необходимо обработать дополнительные указатели. В результате использование указателей позволяет производить ввод/вывод индивидуальных каналов (или потоков более низкого уровня) без демультиплексирования всего потока. Схематично доступ к нагрузке в кадре STM с помощью указателей для контейнеров верхнего и нижнего рангов можно представить как показано на рис. 3.25. 117 Рис. 3.25. Организация доступа к нагрузке 3.4.2. Типы и структуры указателей Существуют два типа указателей 1. Указатель AU. 2. Указатель TU. Структура для первого указателя показана на рис. 3.26. отрицательное положительное выравнивание Рис. 3.26. Структура указателя AU В байтах H1 и H2 содержатся • значение указателя (адрес POH контейнера, • флаг новых данных, • биты точного выравнивания, • тип указателя (AU-3, AU-4 и TU-3). Байт Н предназначен для размещения информационных бит при отрицательном выравнивании. Структура указателей TU-1x, TU-2 по содержанию аналогична указателю AU и показана на рис. 3.27. 5 0 0 мкс Значение указателя, тип указателя, тип выравнивания, флаг новых данных Биты отрицательного выравнивания Зарезервировано Рис. 3.27. Структура указателей TU-1x, TU-2 118 3.4.3. Адресные схемы указателей Диапазон значений указателя AU-4 определен от 0 до 782 (изменение указателя на 1 соответствует смещению нагрузки на 3 байта) (рис. 3.28), TU-12 от 0 до 139 (изменение указателя на 1 соответствует смещению нагрузки на 1 байт) рис. 3.29). 261 9 270 RSOH AU-4 PTR MSOH RSOH AU-4 PTR 9 522 609 696 0 1 87 88 523 522 0 1 523 86 608 521 608 782 782 Рис. 3.28. Нумерация указателя AU-4 V1 105 34 V2 139 0 V3 35 69 V4 70 104 Отрицательное выравнивание Положительное выравнивание Рис. 3.29. Нумерация указателя TU-12 3.4.4. Выравнивание по указателю При размещении виртуального контейнера в кадре высшего уровня необходимо компенсировать различия скоростей передачи и начальных фаз с помощью побайтного положительного, нулевого и отрицательного выравнивания [3]. Например, это необходимо при совместной обработке водном сетевом узле нескольких несинхронизированных с сетью модулей STM-1. Так, при объединении нескольких STM-1 в один модуль STM-N необходимо адаптировать контейнеры высшего уровня VC каждого из STM-1 к кадру STM-N. Нулевое выравнивание. Если внедряемый в кадр контейнер высшего порядка синхронен, то выравнивания не требуется. Фазовое различие между кадром и началом VC (фиксируемое в значении указателя) остается неизменным. Это называется нулевым выравниванием. Положительное выравнивание (рис. 3.30). Если скорость передачи VC ниже скорости передачи кадра, то при необходимости для выравнивания скоростей на определенных позициях кадра передаются 3 байта выравнивания (не содержащих информации. Это соответствует операции положительного выравнивания. Начало VC (первый байт POH) задерживается на 3 байта относительно кадра. Значение указателя должно быть увеличено на 1. Отрицательное выравнивание (рис. 3.31). Если скорость передачи VC выше скорости передачи кадра, то при необходимости соответствующая пропускная способность должна быть обеспечена в самой структуре кадра. Для этого предусмотрены байты точного выравнивания указателя, в которых могут размещаться байта содержимого VC. Фазовое различие между кадром и VC уменьшается на 3 байта, и значение указателя должно быть уменьшено на 1. Коррекция указателя может производиться в каждом четвертом кадре, те. должно быть, по меньшей мере, 3 последовательно следующих кадра с одними тем же значением указателя между двумя сменами его значения. H3 H3 H3 H2 1* 1* H1 Y Y H2 1* 1* H1 Y Y H2 1* 1* H1 Y Y H3 H3 Указатель Указывает начало Указатель Положительное смещение Указывает начало Указатель Указывает начало Граница Следующая строка Следующая строка Граница Граница VC-4 H3 H3 Рис. 3.30. Механизм положительного смещения указателей AU-4 H3 H3 H3 H2 1* 1* H1 Y Y H2 1* 1* H1 Y Y H2 1* 1* H1 Y Y H3 H3 Указатель Указывает начало Указатель Отрицательное смещение Указывает начало Указатель Указывает начало Граница Из следующей строки Из следующей строки Граница Граница Рис. 3.31. Механизм отрицательного смещения указателей Механизм работы указателей TU аналогичен работе указателя AU-4. В байтах V1 и V2 находится числовое значение смещения начала контейнера VC- 12 (начало байта V5 заголовка VC-12). При смещении контейнера изменяется значение указателя (рис. 3.32). В случае отрицательного выравнивания для размещения информации используется байт V3. В случае положительного выравнивания для размещения вставки используется байт контейнера, следующий за байтом V3. V1 V2 V3 36 36 36 36 V4 36 V1 36 V2 N2 125 мкс мкс мкс мкс мкс 250 мкс 36 36 36 V4 36 V1 36 V2 125 мкс мкс мкс мкс мкс с Новый TU-12 стем же VC-12 V1 - PTR1 V3 - PTR3 (инф.биты при отр.выравнивании) V2 - PTR2 V4 - зарезервировано, J2, N2, K4 - VC-12 Рис. 3.32. Механизм обработки указателей TU-12 3.4.5. Общая схема обработки указателей и заголовков Общая схема использования механизмов указателей и сигнальных меток в заголовках представлена на рис. 3.33 [4]. При приеме модуля STM-1 анализируется (указатель 1), который может содержать или один указатель AU-4, или три указателя AU-3. По нему определяют характер нагрузки (или 1 VC-4, или 3 VC-3). Далее анализируется сигнальная метка заголовка VC-4 (байт С) – по нему определяют характер нагрузки VC-4 (или это три группы TUG-3, или это контейнер С с потоком E4, или это нагрузка с ячейками ATM). В указателе (указатель 2) определяют структуру нагрузки – или это указатель TU-3 (с VC-3), или нулевой указатель NPI (с семью группами TUG-2). По байту V1 указателя TU определяют структуру нагрузки – один TU-2, три TU-12, или четыре TU-11. По сигнальной метке в заголовке VC-12 определяют, какой режим выравнивания использовался для помещения в контейнер С потока Е. 121 270 STM-1 261 VC-4 87 AU-3 86 TUG-3 260 C-4 260 АТМ 85 VC-3 12 TUG-2 12 VC-2 4 VC-12 3 VC-11 Асинхронный плавающий режим Байт-синхронный плавающий режим указатель AU-4 3 указателя AU-3 С2=12Н С2=02Н С2=13Н указатель TU-3 NPI ( с битами Сигнальная метка=010 Сигнальная метка=100 Сигнальная метка Сигнальная метка Указатель Указатель Рис. 3.33. Указатели и сигнальные метки 122 3.5. Линейный интерфейс SDH 3.5.1. Скремблирование модулей STM Линейный сигнал SDH должен иметь хорошие статистические свойства сточки зрения возможности выделения тактовой частоты на приеме. В нем не должно быть длинных последовательностей единиц и нулей. Существующим методом обеспечения статистических свойств линейных сигналов при применении коаксиального кабеля является использование специальных кодов (обычно биполярных двоичных и троичных. Для передачи модулей STM-1 ив качестве среды распространения используется оптическое волокно. Для обеспечения статистических свойств сигнала применяется скремблирование (рис. 3.34). SOH PTR SOH ЛС Скремблер Скремблируется Не скремблируется Рис. 3.34. Скремблирование STM-N Скремблер устанавливается на передающей стороне. Он складывает исходную двоичную последовательность с псевдослучайной последовательностью по модулю 2. Дескремблер устанавливается на приемной стороне и восстанавливает исходную последовательность. Скремблер и дескремблер выполняются в виде сдвигового регистра с обратными связями (рис. 3.35). Тактовая частота Установка по первому биту блока нагрузки В х данные Вы х д ан н ы е Скремблер (скремблированные входные и выходные данные) Дескремблер (нескремблированные входные и выходные данные) + Сложение по модулю 2 (исключающее ИЛИ) D C S Q D C S Q D C S Q D C S Q D C S Q Рис. 3.35. Скремблер (дескремблер) Модули STM подвергаются скремблированию только перед преобразованием в оптический сигнал для передачи по оптическому волокну. Скремблиро- вание модулей не производится, если предусматривается их дальнейшее мультиплексирование Процедуре скремблирования подвергаются все байты STM-1 и STM-N, кроме первой строки SOH (см. рис. 3.34), поскольку содержащиеся в ней байты являются синхросигналом. В результате возможно установление синхронизации без предварительного дескремблирования. Для скремблирования применяется скремблер с предварительной установкой. Образующий полином скремблера 1+х 6 +х 7 . Скремблер устанавливается в исходное состояние «1111111» после прохождения первой строки SOH, которая не подвергается скремблированию. Все последующие биты модуля, начиная с первого бита блока нагрузки, скремблируются. 3.5.2. Линейные коды и интерфейсы SDH Для электрического интерфейса STM-1 в рекомендации G.703 определены следующие параметры Скорость передачи 155,52 Мбит/с. Код CMI (Coded Mark Inversion). Уровни 1,0 V SS ± 0,1 В. В качестве среды передачи используется коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом. Оптический интерфейс STM-1 и STM-N (определен в рекомендации G.957) характеризуется следующими параметрами Скорость передачи N x 155,52 Мбит/с. Код Скремблированный NRZ. 3.6. Контроль ошибок в SDH 3.6.1. Общий принцип обнаружения ошибок Некоторые байты заголовков, как отмечалось в п. 3.3, предназначены для обнаружения ошибок. Подсчет числа ошибок позволяет отслеживать качество передачи на секции. На передающей стороне в соответствии со стандартным алгоритмом для текущего битового потока формируется кодовое слово длиной n бит. Это кодовое слово переносится в заголовке отдельно от пользовательской информации рис. 3.36). На приемной стороне потому же битовому потоку и аналогичному алгоритму также формируется кодовое слово. Сформированное кодовое слово сравнивается с принятым. Любое различие кодовых слов говорит о наличии ошибок в тракте передачи. Статистика появления неверных кодовых слов позволяет судить о качестве передачи. 124 Генератор кода N Генератор кода Тракт Сравнение кодовых слов Сообщение об ошибке Передача: Прием: Кодовое слово N N Кодовое слово Принятое кодовое слово Рис. 3.36. Обнаружение ошибок 3.6.2. Код с чередованием бит Для обнаружения ошибок в SDH применен специальный код проверки на четность, известный как код BIP-n: четность чередующихся бит (Bit-Interleaving Parity). Битовый поток (например STM-N или VC) разбивается на блоки побит рис. 3.37). Все первые биты блоков суммируются по модулю 2. Результат помещается в первый бит кодового слова BIP-n. Аналогично обрабатываются остальные биты до го. Полученное кодовое слово BIP-n вставляется в соответствующий заголовок секции или тракта. 1 2 1 n 3 2 3 ... n 1 n 3 2 1 n бит Обрабатываемый блок Вычисление бита четности Вычисление бита четности Вычисление бита четности n P1 Pn P2 P3 Кодовое слово BIP-n n бит бит Рис. 3.37. Четность чередующихся бит BIP-n 3.6.3. Контроль участков сети В SDH для контроля различных секций и трактов используются различные коды BIP-n (рис. 3.38). 125 B3 BIP-8 V5 BIP-2 B2 BIP-N*24 R R STM-N STM-N STM-1 STM-1 VC -3,4 VC -1,2 C -1,2 VC -1,2 VC -3,4 C -1,2 NNI NNI C -3,4 C -3,4 * * * * * – нагрузка – регенератор – интерфейс сетевого узла (Network Node Рис. 3.38. Контроль секций и трактов Регенерационная секция В в RSOH Для контроля ошибок используется однобайтное кодовое слово BIP-8. Это слово подсчитывается по всем битам модуля STM-N после скремблирова- ния (рис. 3.38). Байт BIP-8 вставляется в соответствующую позицию B1 в RSOH последующего модуля перед скремблированием. Этот байт подсчитывается и регенерируется в каждом мультиплексоре и регенераторе. Мультиплексная секция В в MSOH Для контроля ошибок на каждой мультиплексной секции используется кодовое слово BIP-N x 24 размером N x 3 байта. Кодовое слово BIP-N x 24 подсчитывается до скремблирования для всего модуля STM-N за исключением первых трех строки вставляется до скремблирования в N x 3 байта В, предусмотренных для этого в последующем модуле (рис. 3.39). Байты Вне изменяются регенераторами. Тракт VC-3 ив Байт В предназначен для обнаружения ошибок в пути передачи индивидуальных и VC-4. Одно кодовое слово BIP-8 (1 байт) подсчитывается по всем битам виртуального контейнера за исключением бит указателя и вставляется в соответствующий байт В POH последующего VC. В случае отрицательного выравнивания биты заголовка, несущие пользовательскую информацию, используются для формирования В. Тракт VC-1 и VC-2: Биты 1 ив байте V5 POH Первые два бита байта V5 POH предназначены для обнаружения ошибок в пути передачи индивидуальных VC-1 и VC-2. Одно кодовое слово BIP-2 (2 бита) подсчитывается по всем битам виртуального контейнера за сверхцикл длительностью 500 мкс и вставляется в соответствующие битовые позиции байта V5 POH последующего VC. 126 Кадр Х Кадр Х Кадр Х+1 Кадр Х RSOH Формирование B1: BIP-8 контроль STM-N на регенерационной секции) Формирование B2: контроль STM-N на мультиплексной секции) Кадр Х Кадр Х Кадр Х Скремблирование Формирование Кадр Х Рис. 3.39. Формирование В и В 3.7. Сообщения о неисправностях и ошибках в SDH 3.7.1. Сообщение об ошибке блока на дальнем конце FEBE тракта Трактовый заголовок POH индивидуальных виртуальных контейнеров содержит один байт (VC-3 и VC-4) или два бита (VC-1 и VC-2) для обнаружения ошибок. Как отмечалось выше, для генерации кодовых слов используются операции BIP-8 и BIP-2 соответственно. Если в конце тракта при подсчете кода BIP обнаруживаются ошибки, тов противоположном направлении (к началу тракта) посылается код FEBE (Far End Block Error) с целью сообщить источнику об обнаруженной ошибке (Remote Error Indication – REI). Для передачи FEBE виртуальных контейнеров VC-3 и VC-4 используются биты 1–4 байта G1 POH. С помощью кода BIP-8 подсчитывается четность побитовых последовательностей, поэтому может быть обнаружено максимум 8 нарушений четности. Соответственно, значение кода FEBE может быть от 0 до 8. Прочие значения воспринимаются как 0. Для передачи FEBE виртуальных контейнеров VC-1 и VC-2 используется бит 3 байта V5 POH. Бит устанавливается в «0», если нарушения четности с помощью кода BIP-2 не обнаружено. Нарушение четности передается значением секции Байт M1 заголовка MSOH используется для передачи числа нарушений четности, обнаруженных на дальнем конце с помощью байт В. Значение байта М FEBE может принимать значения от 0 до Nx24 в зависимости от уровня передаваемого модуля STM-N. 3.7.2. Сообщение об ошибке приема на дальнем конце FERF тракта Если при приеме индивидуальных виртуальных контейнеров VC отсутствует собственно принимаемый сигналили принимается сигнал AIS, то удаленная сторона информируется об этом факте сигнализацией об аварии на дальнем конце (Remote Alarm Indication) – FERF (Far End Receive Failure) – сигнализация об аварии на дальнем конце. Сигнализация об аварии на дальнем конце передается значением «1» в бите 5 байта G1 заголовка POH VC-3 и VC-4. Нормальное состояние соответствует значению «0» этого бита. Сигнализация об аварии на дальнем конце для контейнеров VC-1 и VC-2 переносится битом 8 байта V5 POH. FERF секции Если мультиплексор не принимает сигнала STM-N или принимает сигнал AIS, тов противоположном направлении передается код FERF. Код FERF (110) вставляется вбиты байта K2. 3.7.3. Сигнал индикации тревоги AIS При обнаружении ошибки, например пропадании сигнала или потере синхронизации, устройство посылает в прямом направлении сигнал индикации тревоги AIS (Alarm Indication Signal). Сигнал AIS направляется всем последующим устройствам также, как до этого передавался рабочий сигнал. Назначением этого сигнала является предотвращение возникновения аварийной сигнализации в последующем оборудовании. Реакция на сигнал AIS (например блокировка канала) производится только в специальном терминальном оборудовании. Возможными причинами генерации AIS являются − Несовпадение метки трассы (RS/HP/LP-TIM). − Отсутствие индикации типа нагрузки (HP/LP-UNEQ). − Потеря идентификатора типа нагрузки (HP/LP-PLM). − Потеря указателя (AU/TU-LOP). − Потеря сверхцикла (LOM). − Потеря цикла (LOF). − Отсутствие входного сигнала (LOS). Сигнал AIS аналогичен сигналу потери цикловой синхронизации PDH. При наличии сигнала AIS структура модуля STM-1 сохраняется. Различают сигналы AIS тракта и секции. |