Консп. лекц.ЗО ССО МСП. Руководство по дисциплине многоканальные системы передачи для студентов заочного отделения специальности 2 45 01 03 Сети телекоммуникаций
 Скачать 5.55 Mb.
|
|
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АЦО-30 Аналого-цифровое оборудование АЦО предназначено для формирования 30-канального цифрового сигнала с временным разделением каналов (первичного цифрового потока ПЦП) со скоростью 2048 кбит/с и формирования 30 сигналов ТЧ на приеме из первичного цифрового потока. Кроме указанных функций АЦО обеспечивает согласование низкочастотных окончаний каналов ТЧ с линейным оборудованием коммутационных систем, организацию сигнальных каналов и передачу сигналов дискретной информации и звукового вещания в групповом цифровом потоке. На стандартной стойке САЦО размещаются четыре комплекта АЦО и панель обслуживания ПО-1, таким образом, одна стойка САЦО обеспечивает работу четырех систем ИКМ-ЗО. Оборудование АЦО размещается в специальном каркасе на стойке и содержит следующие блоки: УП — устройство питающее; СИ (СВ, СВМ) — согласующее устройство исходящее (входящее, входящее междугородного шнура), 30 шт.; ПП — приемопередатчик, 15 блоков; ФЛС — формирователь линейного сигнала; ГЗ — генератор задающий; ДКпр, ДКпер — делитель канальный (приема и передачи); ДЧпр, ДЧпер — делитель частоты (приема и передачи); КодЦ — кодер (цифровая часть); Код А — кодер (аналоговая часть); КС — блок контроля и сигнализации; Дек — декодер; Пр. Синхр. — приемник синхросигналов; ПКпр — преобразователь кода приема.  Описание [1] стр. 151 СХЕМЫ ПЛЕЗИОХРОННЫХ ЦИФРОВЫХ ИЕРАРХИЙ PDH В качестве входного используется сигнал основного цифрового канала (ОЦК) DS0 и передаётся со скоростью 64 кбит/с (V = 64 бит/с = 8 кГц*8 бит= = tg*m). Используя мультиплексирование (уплотнение каналов) с различными коэффициентами мультиплексирования(n,m,l,k),получаем соответствующий уровень – первичный, вторичный, третичный и т.д., которым будут соответствовать первичный цифровой канал (ПЦК), вторичный цифровой канал (ВЦК) и т.д. Такие иерархии будут называться цифровыми. Они сформированы из различных иерархических наборов цифровых скоростей передачи. Схемы PDH (плезиохронных цифровых иерархий — ПЦИ) Существует 3 схемы PDH (разработаны в начале 80-х гг.): американская АС, европейская ЕС и японская ЯС:
 Рисунок 22 - Схема мультиплексирования и кросс-мультиплексирования (взаимного перехода из одной иерархии в другие) в американской (АС), европейской (ЕС) и японской (ЯС) цифровых системах иерархии Комитетом по стандартизации ITU-T (МСЭ-Т) разработан стандарт, согласно которому: 1. В качестве базовых были стандартизированы первых 3 уровня американской схемы и первых 4 уровня европейской схемы, 2. Указаны схемы кросс-мультиплексирования иерархий, т.е. взаимного перехода из одной иерархии в другие: -из ЕС в АС (1 на 2) – с первого уровня на второй. -из АС в ЕС (3 на 4) – с третьего уровня на четвертый. -из ЯС в ЕС (3 на 4) – с третьего уровня на четвертый. Особенности систем PDH 1. при формировании различных уровней иерархии используются схемы мультиплексирования с байт-интерливингом или бит-интерливингом 2. входные последовательности (цифровые потоки), подаваемые на мультиплексор от разных абонентов при приёме/ передаче, выравниваются (синхронизируются) с помощью процедуры стаффинга (отрицательного или положительного). При положительном стаффинге добавляют выравнивающие биты в каналы с относительно меньшими скоростями передачи. Для международных процедур используется положительное выравнивание. Отрицательный стаффинг производится путём изъятия бит из каналов с большими скоростями передачи. В РБ и РФ используется двухсторонний стаффинг (и положительный, и отрицательный). Информация о вставленных (изъятых) битах передаётся в каналах управления (КСС). На приеме биты удаляются/добавляются при демультиплексировании для восстановления исходной последовательности. Такой процесс передачи называется плезиохронным (почти синхронным). СИНХРОННАЯ ЦИФРОВАЯ ИЕРАРХИЯ SDH. ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ Достоинства SDH: 1. упрощение сети: один мультиплексор ввода/вывода заменяет цепочку мультиплексоров PDH; 2. надежность и самовосстанавливаемость сети. Надежность обеспечивается использованием ВОК (волоконно-оптического кабеля). Самовосстанавливаемость — архитектура и гибкое управление сетями позволяют использовать защищенный режим работы, допускающий 2 альтернативных пути распространения сигнала, а также обход поврежденного узла сети. 3. гибкость управления сетью — наличие большого числа широкополосных каналов управления и компьютерная иерархия в системе управления; автоматическое дистанционное управление сетью из одного центра; 4. выделение полосы пропускания по требованию (возможно переключение на другой широкополосный канал); 5. прозрачность для передачи любого трафика — использование виртуальных контейнеров, инкапсулирующих трафик технологий АТМ (асинхронный режим передачи), ISDN и др. 6. универсальность применения — технология может использоваться для создания как глобальных, так и локальных сетей; 7. простота наращивания мощностей (используется универсальная стойка, на которой крепятся функциональные блоки (карты), легко заменяемые на большую скорость передачи). Недостатки SDH: 1. жесткие требования к идентичности схем мультиплексирования при объединенном STM-N; 2. при формировании STM-1 из Е1 уменьшается информационная емкость, 3. SDH нельзя синхронизировать с АТС. СИНХРОННЫЙ ТРАНСПОРТНЫЙ МОДУЛЬ STM-1: СКОРОСТЬ, РАЗМЕР, СТРУКТУРА ФРЕЙМА STM-1 — синхронный транспортный модуль — цикл SDH, организованный как двумерный массив. STM-1 состоит из трех частей: а) секционный заголовок SOH=RSOН+MSOН — область сигнала, которая обеспечивает выполнение функций по поддержке и обслуживанию транспортировки виртуальных контейнеров между смежными узлами сети. RSOH — заголовок регенераторной секции (размер 3×9=27 байтов). Формируется и расформировывается функциями регенератора. MSOH — заголовок мультиплексной секции (размер 5×9=45 байтов). Собирается и разбирается на границах мультиплексных секций (участков между оконечными пунктами). б) PTR — указатель (размер 1×9=9 байтов) определяет фактический адрес полезной нагрузки. в) поле полезной нагрузки PL используется для передачи информации. SТM-1 соответствует первому уровню иерархии SDH, он имеет N=9 строк и M=270 столбцов. Скорость передачи такой структуры будет =M×N×8бит×8000циклов\с=270×9×8×8000=155Мбит\с, (где 8-размер ячейки; количество бит в байте, 8000 — частота дискретизации)  9 261   RSOH УКАЗАТЕЛЬ PL MSOН    1 3 4 5 9   М=270 столбцов (байт)   Рисунок 23- схема синхронного транспортного модуля Структура фрейма первичного уровня ЕС – Е1: основные параметры Первичный уровень E1 имеет скорость 2 Мбит/с. Его структура определена в стандарте ITU-T G.704. Фрейм имеет 3 основных параметра: 1. Длина цикла 256 бит (32 байта); 2. Частота повторения цикла 8 кГц (период повторения 125 мкс); 3. Число тайм-слотов (Т) 32. Длина тайм-слота (КИ) 1 байт (8 бит). Из них: Т0, Т16 – служебные каналы, остальные 30 тайм-слотов предназначены для передачи непосредственно информации. Описание [1] стр. 148 Достоинства и недостатки PDH Достоинства PDH: 1. Широкое распространение на сетях связи, 2. Возможность модернизации и передачи оптического сигнала, 3. Возможность синхронизации с АТС. Недостатки PDH: 1. Достаточно сложная аппаратная реализация; 2. Добавление выравнивающих бит делает невозможным распознавание и вывод потока более низкого уровня, зашитого в поток более высокого уровня без полного демультиплексирования, т.е. расшивки всего потока. 3. Слабые возможности в организации служебных каналов для целей контроля и управления потоком в сети. 4. Не используют внешнюю синхронизацию от центрального эталонного источника. 5. При потере бит происходит потеря информации и нарушение синхронизации. Особенности построения SDH 1. Для осуществления доступа в сеть SONET/SDH используют каналы доступа, скорость передачи которых соответствует объединенному стандартному ряду американской и европейской схем PDH: 1,5; 2; 6; 8; 34; 45 и 140 Мбит/с. 2. Триб должен быть упакован в стандартные контейнеры (С), размеры которых определяются уровнем трибов в иерархии PDH. 3. Контейнер стандартного размера имеет маршрутный (трактовый) заголовок РОН (сопровождающая документация), где описаны все необходимые для управления и маршрутизации поля параметры, а также выполняет функции контроля параметров качества передачи. Заголовок РОН содержит фактический адрес виртуального контейнера. Внутренняя емкость контейнера (поле полезной нагрузки PL) соответствует размеру и типу помещаемой в него полезной нагрузки. Контейнер с ярлыком (заголовком) используется для переноса информации, т.е. является логическим, а не физическим объектом и называется виртуальным контейнером (VC).  Рисунок 24 – структура виртуального контейнера POH — маршрутный (трактовый) заголовок C — поле полезной нагрузки PL 4. Однотипные контейнеры меньшего размера (нижнего уровня) могут помещаться в большие (высшего уровня) по принципу матрешки. Этот метод называется методом последовательных вложений или инкапсуляция. Несколько контейнеров одного уровня могут быть сцеплены вместе и рассматриваться как один непрерывный контейнер, используемый для размещения нестандартной нагрузки. Такая процедура называется сцеплением или конкатенация. 5. Предусмотрено формирование отдельного поля заголовков размеров 9×9=81 байт, где размещается управляющая и контрольная информация для организации внутренних (служебных) каналов передачи данных. В результате получаем STM-1 — синхронный транспортный модуль — цикл SDH, организованный как двумерный массив (см. вопрос 18). ЭЛЕМЕНТЫ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ В SDH В схеме мультиплексирования используются следующие элементы: C-n — контейнер n=1,2,3,4(уровни контейнера соответствуют уровням PDH); VC-n — виртуальный контейнер уровня n=1,2,3,4; TU-n — трибный блок n=1,2,3; TUG-n — группа трибных блоков n=2,3; AU-n — административный блок n=3,4; AUG — группа административных блоков; STM-1 — синхронный транспортный модуль первого уровня. C-n — контейнер — элемент SDH, несущий в себе информационную нагрузку, соответствует уровню иерархии PDH. Контейнеры имеют 4 уровня С1, С2, С3 и С4. VC-n — виртуальный контейнер. Виртуальные контейнеры имеют уровни: VC-1 и VC-2 — контейнеры нижних уровней, VC-3 и VC-4 — контейнеры верхних уровней. Формат виртуального контейнера: VC=POH+PL (маршрутный заголовок + поле полезной нагрузки). PL формируется либо из контейнеров соответствующего уровня, либо из других предыдущих элементов мультиплексирования: (VC-3 POH)+TUG-2=VC-3, VC-3 POH — маршрутный заголовок верхнего уровня; (VC-1 POH)+C-1=VC-1, VC-1 POH — маршрутный заголовок нижнего уровня. TU-n — трибный блок, где n=1,2,3 имеют 3 уровня. Формат определяется по формуле TU=PTR+VC, PTR – это указатель трибного блока, определяет фактический адрес нагрузки; VCn — виртуальный контейнер соответствующего уровня. Для первого уровня формат будет иметь вид: TU-1= (TU-1 PTR)+VC-1. TUG-n — группа трибных блоков формируется в результате мультиплексирования нескольких трибных блоков со своими коэффициентами мультиплексирования. Различаются TUG-2 (второго уровня) и TUG-3 (третьего уровня). AU-n — административный блок, где n=3,4. Формат: AU= PTR+PL, причем PL здесь может быть VC-4 или VC-3, PTR — соответствует уровню AU-3 PTR или AU-4 PTR. AU-4= (AU-4 PTR) + VC-4 AUG — группа административных блоков — элемент структуры мультиплексирования, формируется путем мультиплексирования AU3 и AU4 с разными коэффициентами мультиплексирования. STM-1 — синхронный транспортный модуль — определяется форматом STM-1=SOH+PL, где PL — поле полезной нагрузки (формируется из группы AUG) и SOH — секционный заголовок размером 9×9 байт.  Рисунок 25- Схема мультиплексирования PDH трибов в SONET/SDH (редакция 1993 г.) ФОРМИРОВАНИЕ МОДУЛЯ STM-1 ИЗ ТРИБА Е1  Рисунок 26 - Формирование модуля STM-1 из триба Е1 На рис. символ означает операцию конкатенации (физической или логической пристыковки) заголовка или указателя к другим элементам схемы мультиплексирования SDH, а символ треугольника означает операцию мультиплексирования с соответствующим коэффициентом, указанным внутри. 1. С-12=Е1+ выравнивающие биты 2. VC-12=С12+ (VC-12 POH) 3. TU-12= VC-12+(TU-12 PTR) 4. Последовательность трибных блоков TU-12 байт-мультиплексируется с коэффициентом мультиплексирования 3 (3:1) и получается группа трибных блоков TUG-2 5. TUG-2 байт-мультиплексируется 7:1, в результате получается TUG-3 6. VC-4=3*TUG3+( VC-4 РОН)+ дополнительные поля→ сформировано PL 7. AU-4=VC-4+(AU-4 PTR) 8. AU-4 в данном случае формально мультиплексируется 1:1 и превращается в группу административных блоков AUG. 9. STM-1= AUG+RSOH+MSOH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||