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

Подождите немного. Документ загружается.

При приеме функция MSP выбирает наилучший сигнал на основе

информации, исходящей от байтов К1 и К2 заголовка MSOH или по командам,

полученным системой управления.

Информация, относящаяся к режимам и приоритетам переключений

содержится в двух байтах К1 и К2, двоичное кодирование которых показано на

рисунке 27.

Из-за постоянной передачи сигнала по резервному тракту, архитектура 1+1

не позволяет увеличивать трафик за счёт организации дополнительного канала.

В курсовом проекте вопрос защиты решается путем направления

выделенных первичных цифровых каналов по двум маршрутам с

совпадающими конечными точками сети, например по маршрутам B→E и

B→C→D→E. Приведенными в таблице 8 основными маршрутами в качестве

резервных были выбраны следующие соответствующие маршруты первичных

цифровых потоков:

1) основной B→E, резервный B→С→D→E;

2) основной B→С, резервный B→E→D→С;

3) основной E→D, резервный E→B→С→D;

4) основной C→D, резервный С→B→E→D;

5) основной С→G, резервный C→D→G→H;

6) основной D→H, резервный D→C→G→H;

7) основной G→H, резервный G→C→D→H.

Здесь необходимо отметить, что в представленной структуре сети

резервные первичные цифровые потоки проходят по маршрутам в пределах

одной ячейки.

Такая схема защиты «по разнесенным маршрутам» более предпочтительна,

чем система защиты типа «1+1» в топологии «кольцо» сети SDH. Однако она

требует более тщательного расчета числа цифровых потоков, проходящих по

отдельным участкам сети. Этот расчет необходимо проводить для того, чтобы

убедиться, что количество потоков не превышает возможности кросс-

коннектора узлового мультиплексора.

5 Построение сети синхронизации

Все операции по обработке сигналов в цифровых системах передачи

(будь то передающая или приемная аппаратура) и системах коммутации

должны выполняться в строгой последовательности во времени и синхронно.

На каждой цифровой коммутационной станции скорость обработки сигналов

задается одним станционным генератором. Все эти функции выполняются с

помощью устройств внутри аппаратной синхронизации, входящих в состав

устройств передачи и коммутации.

Проблема тактовой сетевой синхронизации возникает, когда цифровые

системы передачи интегрируются с электронными цифровыми системами

коммутации в единую цифровую сеть, обеспечивающую передачу и

коммутацию сигналов в цифровой форме.

Нарушение тактовой синхронизации или хронирования может привести к

увеличению коэффициента ошибок и проскальзываниям в цифровой

последовательности и, как следствие этого, к нарушению циклового

синхронизма. Для построения сети синхронизации SDH используется

первичный эталонный генератор (Primary Reference Clock - PRС). Первичный

генератор представляет собой атомный источник тактовых импульсов

(цезиевый или рубидиевый генератор) с точностью не хуже 10

-11

Существуют два основных метода синхронизации:

- синхронизация “главный-подчиненный” (master-slave synchronization);

- синхронизация взаимная (mutual synchronization).

Используются генераторы четырех уровней качества в иерархии

синхронизации:

- первичный опорный или эталонный генератор PRC;

- подчиненный генератор в узле транзита (Transit Node Clock - TNC);

- подчиненный генератор в местном, локальном узле (Local Node Clock -

LNC);

- генератор оборудования синхронной цифровой иерархии (SDH

Equipment Clock - SEC).

Рекомендацией МСЭ-Т G.803 определены четыре режима работы сети

синхронизации, которые представлены на рисунке 31:

- синхронный;

- псевдосинхронный

- плезиохронный;

- асинхронный.

Рисунок 31 - Режимы синхронизации

Рассмотрим схему синхронизации в ячеистой сети SDH. Сеть имеет

6 узлов и несложную транспортную топологию, включающую несколько

линейных участков, связанных через узлы концентраторов.

Для облегчения задачи построения сети синхронизации схема разбивается

на несколько цепей синхронизации, учитывая при этом особенности топологии

исходной транспортной сети. Для распределения синхронизации используется

та же иерархическая схема.

Каждая цепь синхронизации может быть обеспечена одним или двумя

узлами, получающими синхронизацию от внешних источников (PRC). Эти

узлы называют мастер-узлами. Источник PRC, расположенный на основной

станции (C), является внешним PRC. Суть предложенного решения состоит в

организации альтернативного пути передачи сигнала синхронизации в каждой

цепи.

Распределение синхронизации может быть внутриузловое (в пределах

узлов, содержащих SSU) и межузловое. Распределение внутриузловое

соответствует логической топологии звезды. Распределение межузловое

соответствует древовидной топологии. Такая архитектура, в которой

генераторы более низкого иерархического уровня принимают хронирование от

генераторов того же самого или высшего иерархического уровня, позволяет

предотвратить петлю по синхронизации, а это необходимо для правильной

работы сети синхронизации.

•Информация об опорной фазе передается между узлами синхронизации

посредством трейла синхронизации. При повреждении трейла генератор узла

должен выбирать другой эталон от предлагаемого набора эталонов. Когда нет

возможности выбора, генератор узла должен входить в режим удержания.

В случае отказа синхронизации все элементы сети будут искать

восстановление хронирования от самого высокого уровня иерархии

синхронизации. Это гарантирует то, что SEC редко вступает в режим

удержания или несинхронизированный режим.

Если первый элемент сети от PRC теряет трейл синхронизации от PRC, то

в сети синхронизации должна быть выполнена реконфигурация таким образом,

чтобы этот элемент получил хронирование от SSU .

Статус синхронизации передается в заголовке мультиплексной секции.

В кольцевой топологии каждый узел имеет два пути для связи с любым

другим узлом (в направлениях по часовой стрелке и против часовой стрелки). С

учетом такой возможности определены различные механизмы защиты, которые

обеспечивают восстановление трафика после отказа линии или узла.

Восстановление выполняется автоматически без необходимости

взаимодействия с внешней системой управления сетью.

•На рисунке 32 представлена схема синхронизации сети при ее

нормальном функционировании. Узел С является главным, и на него подается

сигнал синхронизации от внешнего PRC. От этого узла основная

синхронизация распределяется к узлам B, E, D, G и H. Синхронизация по

резервной ветви распределяется к этим узлам в другой последовательности.

Распределение хронирующих источников по узлам сведено в таблице 17 При

разрыве кабеля, например, между узлами B и E, узел С, не получая сигнала

синхронизации от узла E, переходит в режим удержания и посылает узлам

(последовательно) D, H, G сообщение о статусе синхронизации. Получив его,

он выбирает синхронизацию от узла C.

Таблица 17 - Распределение хронирующих источников по узлам

Узел Источник первого приоритета Источник второго приоритета

С Внешний 2МГц PRC не предусмотрен

B Линейный сигнал STM-1 от узла С Линейный сигнал STM-1 от узла E

E Линейный сигнал STM-1 от узла B Линейный сигнал STM-1 от узла D

D Линейный сигнал STM-1 от узла E Линейный сигнал STM-1 от узла H

H Линейный сигнал STM-1 от узла D Линейный сигнал STM-1 от узла G

G Линейный сигнал STM-1 от узла H Линейный сигнал STM-1 от узла C

Основная синхронизация - источник первого приоритета

Синхронизация по резервной цепи - источник второго приоритета

PRC

•

Рисунок 32 - Схема синхронизации сети

В оборудовании SDH генераторы SEC могут быть подключены с

использованием следующих входных и выходных интерфейсов:

 интерфейс 1544 кбит/с (Рек. G.703.2),

 внешний интерфейс 2048 кГц (Рек. G.703.10),

 интерфейс 2048 кбит/с (Рек.G. 703.6),

 интерфейсы трафиков STM-1.•

6 Фазовые дрожания, вносимые синхронной аппаратурой

6.1 Фазовые дрожания компонентных сигналов в трактах SDH,

вызываемые асинхронным отображением

Компонентные сигналы в тракты SDH вводятся с использованием

процедуры отображения (mapping). Карты, в соответствии с которыми

заполняются виртуальные контейнеры, зависят от того синхронным или

асинхронным является компонентный поток по отношению к сигналам в

мультиплексоре SDH. Асинхронное отображение выполняется с

использованием процедуры цифровой коррекции со вставками.

Для выполнения цифровой коррекции со вставками в качестве основного

блока аппаратуры используется эластичная память.

На рисунке 33 приведена схема устройства цифровой коррекции.

Компонентный поток записывается в ячейки памяти с фактической частотой,

которая выделяется из информационного сигнала. Запись в ячейки эластичной

памяти осуществляется последовательно. Распределитель считывания

управляется от генератора мультиплексора на передаче и от генератора

демультиплексора на приеме с фазовой автоподстройкой. Цепи распределителя

записи и распределителя считывания от одной ячейки подключены ко входам

временного детектора. Во временном детекторе установлены пороговые

значения, соответствующие возможностям опустошения или переполнения

эластичной памяти. Чтобы эти события не наступили, на выходе временного

детектора при достижении расхождения фаз на его входах, равного или

превышающего пороговые значения, формируется сигнал необходимости

цифровой коррекции, и затем эта коррекция выполняется.

1, 2, ...L - ячейки эластичной памяти,

•"Пер.с.к." - передатчик сигналов контроля цифровой коррекции

Рисунок 33 - Асинхронная передача компонентных сигналов с цифровой

коррекцией

Для анализа процедуры отображения могут быть использованы

следующие параметры:

TZ - длительность цикла виртуального контейнера,

NZ - общее количество битов в цикле виртуального контейнера.

Погрешность скорости компонентного потока в миллионных долях

номинальной скорости равна a(ppm).

( ) 10

ô àêò í î ì í î ì í î ì

C C a ppm C a C



     

Для безызбыточного двоичного сигнала численные значения скорости и

тактовой частоты одинаковы, тогда частота записи равна тактовой частоте

компонентного сигнала

(1 10 ),

1 10

í î ì

ô àêò í î ì ô àêò

f f a T



   

 

Частота считывания определяется тактовой частотой сигнала

виртуального контейнера. Так как стабильность частоты виртуального

контейнера значительно выше стабильности частот компонентных потоков, для

расчетов можно допустить, что погрешность этой частоты равна нулю.

Виртуальный контейнер заполняется информационными битами по

различным картам (MAPn), которые определяются числом информационных

битов в его цикле.

В сигнале виртуального контейнера предусмотрены постоянные тактовые

интервалы для информационных битов и управляемых вставок. Управляемые

вставки могут быть либо информационными, либо балластными. В обозначение

номера карты входит количество балластных битов на тактовых интервалах

управляемых вставок. Для каждой карты можно рассчитать количество

информационных битов по формуле

( ),

èí ô

NZ n

где NZ

инф

- максимальное количество информационных битов в цикле

контейнера (обычно это соответствует заполнению контейнера по MAP0).

Для расчетов будем считать, что погрешность тактовой частоты

компонентного потока постоянна во времени. Допустим, что заполнение

виртуального контейнера начинается с той карты, при которой частота

компонентного потока равна номинальной и, обозначая расхождение фаз

распределителей считывания и записи за один цикл через jitter(MAPn), получим

( ) ,

(1 10 )

èí ô

vc í î ì

NZ n

jitter MAPn

f f a



 

  

(6.1)

Пороговые значения ВД равны 0 и

í î ì

, где ES - количество битовых

ячеек в эластичной памяти.

Цифровая коррекция будет выполнена при заполнении контейнера по

карте MAPn по истечении Х1 циклов, когда расхождение фаз

последовательностей считывания и записи, подключенных к одной ячейке

Эластичной Памяти, будет равно пороговому значению Временного Детектора.

Точно последнее условие можно выполнить только при моделировании

процесса отображения программным путем. При ориентировочных расчетах

можно допустить выполнение коррекции в конце цикла виртуального

контейнера.

Если погрешность частоты компонентного сигнала равна нулю, то при

заполнении контейнера по карте, обеспечивающей номинальную скорость

компонентного потока.

0,jitter 

Для асинхронных компонентных потоков величина погрешности не равна

нулю и имеет значение больше или меньше нуля. Примем величину

погрешности больше нуля, тогда цифровая коррекция выполняется, когда

1 ( ) ,

í î ì

X jitter MAPn

 

•• • (6.2)

Если же величина погрешности частоты меньше нуля, то цифровая

коррекция выполняется при условии

1 ( ) 0,

í î ì

X jitter MAPn

  

•••• ••(6.3)

Величины количества циклов (Х) по данным расчетов следует округлять в

большую сторону до ближайшего целого значения.

После цифровой коррекции заполнение виртуального контейнера будет

выполняться по другой карте. Номер следующей карты может быть рассчитан

по формуле

( ( ),n n sign jitter MAPn



 

kk (6.4)

где jitter' - первая производная фазовых дрожаний по времени,

sign(jitter') - знаковая функция, равна (1) при положительном аргументе и

равна (-1) при отрицательном аргументе.

Следующий интервал времени до момента цифровой коррекции может

быть рассчитан в величинах циклов (Х2) из формулы (при условии, что

количество циклов до момента первой коррекции было рассчитано из (6.2)•

1 ( ) 2 ( ( s ( ( ))) 0,X jitter MAPn X jitter MAP n ign jitter MAPn



    

(6.5)

после подстановки из (6.2)