Дипломная работа: Модернизация зоновой сети Самарской области на базе волоконно-оптический линий передач
10
17.Переключение на резервную линию
мс
25
1.6 Характеристика транспортной системы
Достижения современной техники коммутации и передачи привели к тому, что возникла необходимость в создании современной цифровой транспортной сети или системы. Транспортная система (ТС) – это инфраструктура, объединяющая ресурсы сети, выполняющие функции транспортирования. При транспортировании выполняются не только перемещение информации, но и автоматизированное и программное управление сложными конфигурациями (кольцевыми и разветвлёнными), контроль, оперативное переключение и другие сетевые функции. ТС является базой для всех существующих и планируемых служб, для интеллектуальных, персональных и других перспективных сетей, в которых могут использоваться синхронный или асинхронный способы переноса информации.
Транспортная система СЦИ – органическое соединение информационной сети и системы контроля и управления SDH. Нагрузкой информационной сети СЦИ могут быть сигналы существующих сетей ПЦИ, а также сигналы новых служб и сетей связи. Аналоговые сигналы предварительно преобразовываются в цифровую форму с помощью имеющегося на сети оборудования.
В информационной сети СЦИ четко выдерживается деление по функциональным слоям. Сеть содержит три топологически независимых слоя (каналы, тракты и среда передачи), которые подразделяются на более специализированные слои. Каждый слой выполняет определённые функции и имеет точки доступа. Они оснащены собственными средствами контроля и управления, что минимизирует усилия при ликвидации аварий и снижает их влияние на другие слои. Функции слоя зависят от физической реализации нижнего обслуживающего слоя. Каждый слой может создаваться и совершенствоваться независимо.
В информационной сети используются принципы контейнерных перевозок. Благодаря этому сеть SDH достигает универсальных возможностей транспортирования разнородных сигналов. В транспортной системе SDH перемещаются не сами сигналы нагрузки, а новые цифровые структуры – виртуальные контейнеры, в которых размещаются сигналы нагрузки, подлежащие транспортировке. Сетевые операции с контейнерами выполняются независимо от содержания. После доставки на место и выгрузки сигналы нагрузки обретают исходную форму. Поэтому транспортная система SDH является прозрачной.
Создание сетевых конфигураций, контроль и управление отдельными станциями и всей информационной сетью осуществляется программно и дистанционно с помощью системе обслуживания SDH.
В слое среды передачи самыми крупными структурами SDH являются синхронные транспортные модули (STM), представляющие собой форматы линейных сигналов. Для создания высокоскоростных линейных сигналов используется синхронное мультиплексирование.
1.6.1 Структуры мультиплексирования SDH и PDH
Рассмотрим группообразование синхронных транспортных модулей (STM).
Информация, поступающая в сеть, согласовывается со структурами, с помощью которых поддерживается соединение. В SDH эти структуры образуются в сетевых слоях секций и трактов и транспортируют цифровые потоки, а также широкополосную информацию. В функции этих структур входят также компенсация возможных изменений скорости и фаз транспортируемых по сети SDH цифровых потоков. Такая компенсация обеспечивает функционирование SDH как синхронной сети, допускающей плезиохронный режим.
Синхронные мультиплексоры фирмы "SIEMENS" формируют потоки синхронной цифровой иерархии и плезиохронной цифровой иерархии. На рисунке 1.2 показаны организация и связи структур мультиплексирования иерархий SDH и PDH.
Мультиплексирование начинается с формирования контейнера. Входящие потоки PDH упаковываются в контейнеры SDH С-12, С-3 или С-4 в соответствии с плезиохронным методом выравнивая скоростей; каждая стандартная скорость передачи информации потока PDH постоянно назначается контейнеру определённого размера.
Рисунок 1.2 - Структуры мультиплексирования SDH и PDH
Путём добавления к контейнерам заголовка тракта (POH) из контейнеров создаются виртуальные контейнеры VC-12,VC-2,VC-3 или VC-4. То есть VC=POH+C. Трактовый заголовок POH создаётся (ликвидируется) в пунктах, в которых организуется (расформировывается) VC, и контролирует тракт между этими пунктами. В функции POH контроль качества тракта и передача аварийной и эксплуатационной информации. POH тракта высшего порядка содержит так же информацию о структуре информационной нагрузки VC. Каждый виртуальный контейнер VC-12 или VC-2 генерирует, вместе с соответствующими указателями TU (указатель данных), трибутарную единицу TU-12 или TU-3. TU обеспечивает согласование между сетевыми слоями трактов низшего и высшего порядков и содержит информационную нагрузку и TU указатель, показывающий отступ начала цикла нагрузки от начала цикла VC высшего порядка. TU = TUуказатель + VC. Один или несколько TU, занимающих определённые фиксированные позиции в нагрузке VC высшего порядка, называют "группой трибутарных единиц" (TUG). TUG образуется путем генерирования байтов TU-12 или U-3.
Из-за своего размера виртуальный контейнер VC-4 может передаваться только непосредственно в цикле STM-1. Виртуальный контейнер VC-4 вместе с соответствующим указателем AU образует административную единицу AU-4. То есть AU = AUуказатель + VC. Указатель AU содержит разность фаз между циклами SDH более высокого порядка и соответствующим виртуальным контейнером VC-4. Один или несколько AU, занимающих определённые фиксированные позиции в нагрузке STM, называются "группой административных единиц" (AUG). Группа содержит однородный набор блоков AU-3 или один AU-4.
STM – N образуется побайтным соединением N AUG и секционного заголовка SOH: STM-N = SOH + N´AUG.
1.6.2 Структура цикла модуля STM-1
Рассмотрим логическую структуру модуля STM-1, представленную в виде цикла STM-1 с его заголовками. Модуль STM-1 имеет скорость 155 Мбит/с. Кроме информационной нагрузки модуль STM-1 имеет избыточные сигналы (OH), обеспечивающие автоматизацию функций контроля, управления и обслуживания (ОАМ) и вспомогательные функции. Такие избыточные сигналы называются "заголовками". Поскольку STM используется в сетевом слое секций, его заголовок называется секционным (SOH). Он подразделяется на заголовки регенерационной (R SOH) и мультиплексной (M SOH) секций. R SOH передаётся между регенераторами, а M SOH между пунктами, в которых формируется и расформировывается STM, проходя регенераторы транзитом. R SOH – выполняет функции цикловой синхронизации, контроля ошибок, указания порядка синхронизируемого модуля, а также создаёт каналы передачи данных, служебной связи и пользователя. M SOH – выполняет функции контроля ошибок и создаёт каналы управления системой автоматического переключения на резерв, передачи данных и служебной связи.
Структура цикла модуля STM-1 приведена на рисунке 1.3.
Цикл STM имеет период повторения 125 мкс. Обычно цикл представляется в виде двумерной структуры (матрицы), формат которой: 9 строк на 270 однобайтных столбцов (9´270=2430 элементов). Каждый элемент соответствует одному байту (8 бит) информации и скорости 64 кбит/с. Весь цикл STM-1 имеет скорость передачи равную 64´2430=155520 кбит/с. Цикл STM-1 состоит из трёх групп полей: поле секционных заголовков – регенерационной секции (R SOH) формата 3´9 байтов и мультиплексной секции (M SOH) формата 5´9 байтов; поле указателя AU-4 формата 1´9 байтов; поле полезной нагрузки формата 9´261 байтов.
Блок AU-4 служит для переноса одного виртуального контейнера VC-4, имеющего свой маршрутный (трактовый) заголовок POH (левый столбец размером 9 байтов).
Основное назначение POH – обеспечить целостность на маршруте от точки сборки виртуального контейнера до точки его разборки.
Байты заголовка имеют следующие значения:
- байт J1 – используется для передачи в циклическом режиме 64´8 битовых структур для проверки целостности связи;
- байт B3 – BIP-8 код, контролирующий ошибки чётности в предыдущем контейнере;
- байт C2 – указатель типа полезной нагрузки. Несёт информацию о наличии полезной нагрузки;
- байт G1 – указатель состояния маршрута. Используется для передачи информации о состоянии линии к удалённому терминалу (например, о наличии ошибок или сбоев на дальнем конце);
- F2,Z3 – байты, которые могут быть задействованы пользователем данного маршрута для организации канала связи;