Курсовой проект - Сети связи синхронной цифровой иерархии (SDH). Вариант 23

Подождите немного. Документ загружается.

2 Структуры мультиплексирования SDH

Для передачи информации в SDH для каждого потока используются

следующие информационные блоки:

- контейнер (С);

- виртуальный контейнер (VC);

- трибутарный блок (TU);

- трибутарный групповой блок (TUG);

- административный блок (AU);

- административный групповой блок (AUG);

- синхронный транспортный модуль (STM).

Схема мультиплексирования трибов приведена на рисунке 4:

Рисунок 4 – Схема мультиплексирования трибов.

С - контейнер. Информационный блок, который с помощью стаффинга

согласовывает с модулем STM-1 определенный объем трибутарного сигнала с

точностью до одного или нескольких битов. Различают несколько типов кон-

тейнеров:

- низкого уровня (LO) - С - 11, С - 12, С - 2,

- высокого уровня (НО) - С-3, С - 4.

Указанные контейнеры предназначены для передачи плезиохронных

сигналов соответственно с частотой 1,544 Мб/с; 2,048 Мб/с; 6,312 Мб/с; 34,368

(44,736) Мб/с; 139,264 Мб/с.

VC - виртуальный контейнер. Информационный блок, состоящий из кон-

тейнера С и трактового заголовка РОН. РОН добавляется в пункте формиро-

вания VC и устраняется в пункте расформирования VC. Различают VC высо-

кого уровня (НО): VC-3, VC-4 и VC низкого уровня (LO): VC-11, VC-12, VC-2.

ТU - трибутарный блок. Информационный блок, согласованный с циклом

модуля STM-1, состоящий из указателя PTR и полезного пространства, пред-

назначенного для загрузки виртуального контейнера своего уровня. Указатель

содержит информацию о положении виртуального контейнера по отношению к

началу виртуального контейнера следующего более высокого уровня, в кото-

ром размещается TU. Кроме того, указатель осуществляет выравнивание ско-

рости транзитного VC под скорость загружаемого TU. Различают следующие

TU: TU-11,TU-12,TU-2,TU-3.

TUG - трибутарный групповой блок. Информационный блок, полученный

из одного трибутарного блока и стаффинга или нескольких трибутарных

блоков путем их побайтного мультиплексирования и стаффинга. Различают

следующие TUG: TUG-2, TUG-3.

AU-4 - административный блок. Информационный блок, согласованный с

циклом модуля STM-1, состоящий из указателя PTR и полезного пространства,

предназначенного для загрузки виртуального контейнера VC-4.

Указатель содержит информацию о положении начала VC-4

относительно начала цикла модуля STM-1. Кроме того, указатель осуществляет

выравнивание скорости транзитного VC - 4 под скорость загружаемого AU.

AUG - административный групповой блок. Блок формируется в том

случае, когда образуются административные блок AU-3 для передачи VC-3. В

этом случае AU-3 уплотняются по байтам в одну группу административных

блоков AUG. При передаче VC-4 групповой административный блок полнос-

тью соответствует AU-4.

STM-1 - синхронный транспортный модуль 1-го уровня. Основной эле-

мент синхронной цифровой иерархии, состоящий из AUG и секционного заго-

ловка SOH. Предназначен для передачи по линиям и для образования транс-

портных модулей более высокого порядка STM-N.

Особенности систем передачи SDH. Главными отличительными

особенностями систем передачи SDH являются:

- формирование вышестоящих информационных модулей, в том числе и

синхронных транспортных модулей, посредством объединения (побайтного

мультиплексирования) выровненных по фазе административных и трибутарных

блоков, загруженных информацией, предназначенной для передачи;

- реализация систем передачи на базе программно-технических средств;

- наличие избыточной информационной емкости в информационных бло-

ках, которая используется для контроля их состояния и обслуживания.

Согласно задания и на основании выше приведенной схемы

спроектируем тракт формирования модуля STM-1 из потока трибов Е12.

Обобщенная структурная схема ТМ, осуществляющая мультиплекси-

рование и демультиплексирование плезиохронных потоков Е12, представлена

на рисунке 5.

E12C12VC12TU12TUG2TUG3VC4AUGSTM1

VC3AU3

PPILPALPTLPCHPTHPCMSAMSPMSTRST HPASPI

AU4

TTF HOA LOI

Рисунок 5 - Структура терминального мультиплексора для формирования

STM-1 на основе компонентного потока Е12

Компонентный цифровой поток Е12 поступает на модуль LOI (Lower

Order Interface) - интерфейс низшего порядка или интерфейс формирования

виртуального контейнера VC-12.

Модуль LOI состоит из трех функциональных блоков.

Блок PPI (Plesiochronous Physical Interface) - плезиохронный физический

интерфейс - предназначен для выделения из потока Е12 тактовой частоты,

декодирования стыковочного кода и передачи преобразованного потока Е12 в

блок LP А. При выводе компонентного потока из ТМ (т. е. при приеме) в этом

блоке происходят обратные преобразования: формирование стыковочного кода

и адаптация соответствующего сигнала к физической среде.

Блок LPA (Lower order Path Adaptation) - адаптация тракта низшего

порядка (компонентного потока Е12), состоящая в том, чтобы осуществить

ввод преобразованного в PPI компонентного потока в синхронный контейнер

С-12 и на приеме выполнить обратные преобразования. Кроме того, блок LPA

выполняет операцию выравнивания скоростей (положи-

тельного/отрицательного) на уровне битов.

Блок LPT (Lower order Path Termination) - окончание (терминал) тракта

низшего порядка. Этот блок предназначен для формирования виртуального

контейнера VC-12 путем добавления в контейнер С-12 байтов трактового

заголовка (РОН). На приеме в блоке осуществляется анализ трактового

заголовка РОН на оценку качества приема: наличия ошибок и информации об

аварии.

Модуль LPC (Lower order Path Connection) - модуль коммутации трактов

низшего порядка, обеспечивает гибкость расположения виртуального

контейнера VC-12 в цифровых структурах мультиплексирования в цикле

передачи субблоков TU-12.

Модуль LPC состоит из матриц оперативного подключения (ввода-

вывода, передачи по тракту, конфигурирования) временных позиций (Time Slot

- TS) в структуру более высокого порядка. Конфигурация матрицы изменяется

под воздействием команд из системы управления.

Модуль НОА (Higher Order Assembler) - модуль сборки информационных

структур высшего порядка и состоит из двух функциональных блоков НРА и

НРТ.

Блок HPA (Higher order Path Adaptation) - блок адаптации тракта высшего

порядка, предназначенный для ввода виртуального контейнера VC-12 в

матрицу транспортного блока TU-12 и формирования указателя PTR. Кроме

того, в этом блоке производится побайтное мультиплексирование различных

транспортных блоков TU-12 и формирование, тем самым, по порядку

информационных структур TUG-2 и TUG-3. При приеме информации блок

НРА выполняет операцию демультиплексирования и последующего

декодирования в каждом восстановленном блоке TU-12 величины указателя до

тех пор, пока не определится начало виртуального контейнера VC-12.

Блок HPT (Higher order Path Termination) - блок окончания (терминал)

тракта высшего порядка. Функция блока НРТ состоит в формировании

матрицы, относящейся к виртуальному контейнеру высшего порядка (VC-4),

путем добавления в структуру группового блока TUG-3 девяти байтов,

относящихся трактовому заголовку РОН. В тракте приема в этом блоке

извлекается и дешифруется заголовок РОН, пока не будет осуществлена

проверка маршрута.

Модуль НРС (Higher order Path Connection) - модуль подключения

трактов высшего порядка и выполняет те же функции, что и модуль LPC,

рассмотренный выше.

В практической реализации модуль НРС представляет собой матрицу,

которая создает возможность гибкого размещения виртуального контейнера

VC-4 в структуре цикла STM-N.

Модуль TTF (Transport Terminal Function) - модуль с функциями

транспортного терминала, формирующего информационную структуру

синхронного транспортного модуля соответствующего порядка STM-1. Модуль

TTF состоит из пяти блоков: MSA. MSP, MST, RST и SPI.

Блок MSA (Multiplex Section Adaptation) - блок адаптации секции

мультиплексирования. Этот блок осуществляет ввод виртуального контейнера

VC-4 в матрицу административного блока AU-4 и формирование его указателя

PTR. При приеме блок осуществляет декодирование величины указателя до тех

пор, пока не определит начало структуры VC-4 внутри блока AU-4.

Блок MSP (Multiplex Section Protection) - блок защиты секции мульти-

плексирования в информационной структуре STM-1. Все установки (опции) в

блоке MSP практически осуществляются на основе управляющей информации

из блока MST.

Блок MST (Multiplex Section Termination) - блок окончания (терминал)

секции мультиплексирования, осуществляющий ввод/вывод байтов, отно-

сящихся к заголовку мультиплексной секции MSOH.

В специально отведенных в заголовке MSOH байтах К1 и К2 блок MST

формирует информацию о критериях переключения направлений передачи с

целью защиты информации, посылая соответствующие команды для

выполнения блоку MSP.

Блок RST (Regenerator Section Termination) - блок окончания (терминал)

регенерационной секции, осуществляющий ввод/вывод байтов, относящихся к

заголовку регенерационной секции RSOH. Кроме того, в блоке RST имеется

скремблер, который преобразует псевдослучайным образом передаваемый

сигнал STM-1, за исключением первой строки заголовка RSOH, содержащей

байты синхросигналов А1 и А2. При приеме осуществляются обратные

операции.

Блок SPI (SDH Physical Interface) - блок, представляющий физический

интерфейс между ступенью мультиплексирования и физической средой

передачи (электрическим кабелем, волоконно-оптическим кабелем или

радиорелейной линией передачи). При приеме информации, кроме деко-

дирования линейных сигналов, блок SPI извлекает из сигнала STM-1 син-

хросигнал цикловой синхронизации.

Для транспортирования групп виртуальных контейнеров без изменения

полезной нагрузки используются тандемные соединения. Подслой тандемного

соединения виртуальных контейнеров низкого порядка размещается между

слоями трактов виртуальных контейнеров низкого порядка и слоем тракта

виртуального контейнера высокого порядка. Подслой виртуальных

контейнеров высокого порядка размещается между слоями виртуальных

контейнеров высокого порядка и слоем мультиплексной секции. На рисунке 6

с использованием элементов архитектуры приведен трейл VC-4 в сети, которая

разделена на три области обслуживания. Тандемное соединение организуется в

области промежуточного оператора.

TPC

CPLPC

LPT

LPA

TPC

CPHPC

HPT

HPA

TPC

MST

MSA+MSP

TPC

RST

RSA

TPC

SPI

Оптоволокно

Соединение трактов G.702

Трейл тракта

низкого порядка

Соединение тракта

низкого порядка

Трейл тракта

высокого порядка

Соед. тракта

высокого

порядка

Трейл мульт.

секции

Соединение

реген. секции

Трейл реген.

секции

Соединение

мульт. секции

Трейл секции

физ. среды

Соединение секции

физ. среды

PPI

TPC

CP LPC

LPT

LPA

TPC

CP HPC

HPT

HPA

TPC

MST

MSA+MSP

TPC

RST

RSA

TPC

SPI

Оптоволокно

Соединение трактов G.702

Трейл тракта

низкого порядка

Соединение тракта

низкого порядка

Трейл тракта

высокого порядка

Соед. тракта

высокого

порядка

Трейл мульт.

секции

Соединение

реген. секции

Трейл реген.

секции

Соединение

мульт. секции

Трейл секции

физ. среды

Соединение секции

физ. среды

PPI

HPT

HPA

HTCT

HTCA

MST

MSA

MST

MSA

HPC

HPT

HPA

HTCT

HTCA

MST

MSA

MST

MSA

HPC

RSA

RST

SPI

RST

SPI

Трейл VC-4

Соединение сети VC-4

Тандемное соединение VC-4

Трейл TC

Соед

линии

Соед

линии

Узел В

Узел С

Узел G

Рисунок 6 - Тандемное соединение в области промежуточного оператора.

3 Функции секционных и трактовых заголовков

3.1 Назначение и структура байтов секционных заголовков

В SDH трактах широко используются функции контроля, управления и

обслуживания в каждом слое сети. Это достигается включением достаточного

количества служебных байтов в цикл STM-N. Возможности контроля,

управления и обслуживания каждого слоя сети отдельно позволяют легко

локализовать неисправность, осуществить переключение и вести оперативный

контроль и управление цифровыми потоками. Функции завершения в каждом

слое создают/разбирают, а сеть управления наблюдает и анализирует трактовые

заголовки в слое трактов и секционные заголовки в слоях мультиплексной и

регенерационной секций. На рисунке 7 изображены зоны действия заголовков.

Рисунок 7 - Зоны действия заголовков

Рассмотрим схему формирования модуля STM-1. Как видно из

рисунка 8, в процессе формирования синхронного транспортного модуля к

нагрузке сначала добавляются выравнивающие биты, а также фиксированные,

управляющие и упаковывающие биты. К сформированному контейнеру С-12

добавляется заголовок маршрута VC-12 РОН (Path Overhead), в результате

формируется виртуальный контейнер.

Добавление к виртуальному контейнеру 1 байта указателя (PTR)

превращает контейнер VC12 в транспортный блок TU12. Затем происходит

процедура мультиплексирования транспортных блоков в группы транспортных

блоков (TUG) второго и третьего уровней вплоть до формирования

виртуального контейнера верхнего уровня VC-4. В результате присоединения

заголовка маршрута VC-4 РОН образуется административный блок (AU), к

которому подсоединяется секционный заголовок SОН (Section Overhead).

Учитывая разделение маршрута на два типа секций, SОН состоит из заголовка

регенераторной секции (RSOH) и заголовка мультиплексорной секции (MSOH).

Рисунок 8 - Схема формирования модуля STM-1

Проведем детальный анализ формирования транспортного модуля для

компонентного сигнала и сигнала тандемного соединения.