Выравнивание скоростей цифровых потоков в мультиплексорах SDH - Методичка

Цифровые системы передачи (ЦСП) наряду с коммутационным оборудованием являются важнейшими элементами современных сетей телекоммуникаций и обеспечивают передачу информации по линиям связи в широком диапазоне скоростей. В зависимости от принципов формирования цифрового потока и скорости передачи ЦСП делятся на два основных класса: ЦСП плезиохронной цифровой иерархии (PDH) и ЦСП синхронной цифровой иерархии (SDH). Оба класса и соответствующие им технологии детально описаны различными международными организациями по стандартизации в области телекоммуникаций. Исторически первыми возникли ЦСП PDH (1962 г., Чикаго, компания Bell System) и позволили осуществить программу цифровизации сетей связи различного уровня, начиная с 1971 г. после технологического прорыва в области производства интегральных микросхем и микропроцессоров. По мере роста объемов трафика и развития топологий сетей стала обнаруживаться потребность в организации более высокоскоростных каналов передачи информации.Сеть распределения информации на основе технологии SDH, как и любая сеть, состоит из ряда функциональных модулей: мультиплексоров, коммутаторов, концентраторов, регенераторов, терминального оборудования. Набор модулей определяется основными задачами, решаемыми сетью: - задача мультиплексирования (формирование STM-N на основе компонентных потоков PDH и SDH, поступающих через каналы доступа (трибные интерфейсы - ТИ), и передача STM-N в сеть SDH через агрегатный (линейный) интерфейс (АИ), а также обратные операции), решаемая терминальными мультиплексорами (ТМ - Terminal Multiplexer);Выполняет функции мультиплексирования цифровых потоков, транспортировки STM-N по сети и регенерации. TM выполняет функцию мультиплексирования и является оконечным устройством сети SDH (рис. ADM выполняет функции транспортирования, регенерации, и ввода-вывода цифровых потоков PDH и SDH (рис. Мультиплексоры SDH поддерживают три вида коммутации цифровых потоков PDH и SDH (рис. Например, в случае выхода из строя трибных интерфейсов или коммутационной системы ADM за счет проходной коммутации агрегатных интерфейсов может быть осуществлен транзит STM-N (рис.Общие принципы построения ЦСП SDH основаны на логической структуре STM-1, определяющей порядок упаковки логических составляющих входных компонентных (трибных) потоков (далее по тексту трибов) в структуру синхронного цифрового потока. В процессе сборки STM-1 путем добавления (конкатенации) заголовков и мультиплексирования формируется ряд логических структур данных: контейнер (C-12), виртуальные контейнеры первого и четвертого уровней (VC-12 и VC-4), трибный блок (TU-12), группы трибных блоков второго и третьего уровней (TUG-2 и TUG-3), административный блок четвертого уровня (AU-4) и группа административных блоков (AUG). На основе четырех фреймов TU-12, включающих трибы Е1, формируется мультифрейм TU-12. Организация этой логической структуры имеет принципиальное значение для выравнивания скоростей потоков на уровне VC-12 (на уровне E1). При этом для определения истинного положения контейнера в поле полезной нагрузки используются указатели PTR.Мультиплексор SDH включает в свой состав модули трибных интерфейсов (ТИ) PDH и SDH, агрегатных интерфейсов (АИ), обработки и коммутации, управления и модуль взаимодействия с центром управления (рис. Модули ТИ, обработки и коммутации обеспечивают сборку и разборку STM-N. Модуль обработки и коммутации собирает информацию с модулей ТИ и формирует STM-4?N на основе TU-n и STM-N. Модуль ТИ E1 включает блок синхронизации и управления, блок выделения тактовой частоты и буфер приема-передачи (рис. При максимальной величине отрицательного сдвига VC-12 в пределах мультифрейма TU-12 (8 разрядов) общее число бит, выделенных из потока E1 за период мультифрейма (500 мкс), составляет 256?4 8=1032, что обеспечивает компенсацию максимального отклонения скорости E1 от номинальной в большую сторону 2064 Кбит/с.При отклонении скорости входного потока E1 от номинальной в большую сторону трибный интерфейс E1 автоматически переходит в режим отрицательного выравнивания скоростей. Для учета и передачи дополнительных бит модуль трибного интерфейса формирует логическую структуру мультифрейма TU-12, в которой поле V3 указателя TU-12 PTR используется для смещения фрейма VC-12 справа налево (рис. В результате размер VC-12 второго фрейма TU-12 оказывается больше 35 байт. Величину отрицательного смещения в битах учитывают биты D полей V1, V2 указателя TU-12 PTR (рис. Как только в регистре RG2 сформирован фрейм длиной 36 байт, в регистре RG1 формируется заголовок следующего фрейма TU-12 и дополнительные биты E1, образующиеся в режиме отрицательного выравнивания, перенаправляются через демультиплексор DMX в регистр RG1.При отклонении скорости входного потока E1 от номинальной в меньшую сторону трибный интерфейс E1 автоматически переходит в режим положительного выравнивания скоростей. Для учета дефицита бит модуль трибного интерфейса формирует логическую структуру мультифрейма TU-12, в которой байт, следующий за пол

Содержание

Введение

1. Принципы построения и функционирования аппаратуры передачи SDH и сетей на ее основе

1.1 Принципы построения сетей SDH

1.2 Аппаратура передачи SDH

2. Принципы формирования цифрового потока в ЦСП SDH

2.1 Принципы формирования фрейма STM-1 и выравнивания скоростей

2.2 Особенности аппаратной реализации мультиплексоров SDH

2.3 Функционирование модуля трибного интерфейса E1 в режиме отрицательного выравнивания скоростей

2.4 Функционирование модуля трибного интерфейса E1 в режиме положительного выравнивания скоростей

3. Лабораторная работа № 1. Изучение структуры и принципов функционирования модуля трибного интерфейса E1 мультиплексора SDH в режиме отрицательного выравнивания

4. Лабораторная работа № 2. Изучение структуры и принципов функционирования модуля трибного интерфейса E1 мультиплексора SDH в режиме положительного выравнивания

5. Контрольные вопросы

Литература сеть фрейм скорость интерфейс

Цифровые системы передачи (ЦСП) наряду с коммутационным оборудованием являются важнейшими элементами современных сетей телекоммуникаций и обеспечивают передачу информации по линиям связи в широком диапазоне скоростей. В зависимости от принципов формирования цифрового потока и скорости передачи ЦСП делятся на два основных класса: ЦСП плезиохронной цифровой иерархии (PDH) и ЦСП синхронной цифровой иерархии (SDH). Оба класса и соответствующие им технологии детально описаны различными международными организациями по стандартизации в области телекоммуникаций. Исторически первыми возникли ЦСП PDH (1962 г., Чикаго, компания Bell System) и позволили осуществить программу цифровизации сетей связи различного уровня, начиная с 1971 г. после технологического прорыва в области производства интегральных микросхем и микропроцессоров. ЦСП PDH обеспечивают скорость передачи информации от 2 до 140 Мбит/с. По мере роста объемов трафика и развития топологий сетей стала обнаруживаться потребность в организации более высокоскоростных каналов передачи информации. Естественным продолжением эволюции ЦСП PDH стало рождение новой технологии ЦСП SDH, ознаменовавшееся публикацией в 1989 г. трех основополагающих рекомендаций ITU-T в Синей книге: G.707, G.708 и G.709 по SDH и параллельной публикацией стандартов по родственной технологии SONET организациями ANSI и Bellcore (США). Линейные сигналы ЦСП SDH организованы в так называемые синхронные транспортные модули уровня N (STM-N - Synchronous Transport Module). Первый из них STM-1 соответствует скорости 155 Мбит/с. Каждый последующий имеет скорость в 4 раза большую, чем предыдущий, и образуется побайтным синхронным мультиплексированием (STM-4?N, N = 1, 2, 3, 4). В соответствии со скоростью передачи различаются следующие уровни ЦСП SDH.

Таблица

Уровень Синхронный транспортный модуль Скорость передачи

1 STM-1 155 Мбит/с

4 STM-4 622 Мбит/с

16 STM-16 2,5 Гбит/с

64 STM-64 10 Гбит/с

256 STM-256 40 Гбит/с

Формирование STM-N осуществляется на основе блоков данных от потоков стандартных скоростей PDH и SDH, называемых трибными блоками (TU - Tributary Unit), которые являются элементами структуры мультиплексирования и обеспечивают согласование нижних и верхних уровней иерархии.

Благодаря преемственности с технологией PDH и ввиду преобладания речевого трафика над трафиком данных и мультимедиа использование технологии SDH является сегодня оптимальным вариантом для построения магистральных сетей связи различных уровней в Республике Беларусь.