Проектированике озоновых колец

3.4 Формування STM-4

 

 Оскільки основними споживчими  потоками на віртуальних мережах  є первинні цифрові тракти  із швидкістю 2 Мбіт/с, то схема  перетворення повинна відповідати  основному варіанту взаємодії (рекомендація G.709) і реалізовувати наступний шлях перетворення сигналу 2048 кбит/с:

C-12 / VC-12 / TU-12 / TUG-2 / TUG-3 / VC-4 / AU-4 / AUG / STM-1 / STM-4

 Схема перетворення представлена  на рисунку 4.6.

Рисунок 3.3 - Схема перетворення сигналу 2 Мбіт/с

 

4 ВИБІР ПОСТАЧАЛЬНИКІВ І НОМЕНКЛАТУРИ ОБЛАДНАННЯ

 

 

4.1 Вибір обладнання

 

Для конфігурації вузлів мережі, складання специфікації змінних блоків і розробки блок-схеми  з'єднань змінних блоків на всіх вузлах мережі, необхідно мати номенклатуру функціональних змінних блоків. Тому необхідна прив'язка до обладнання системи передачі SDH конкретної фірми-виробника.

В Україні за останні кілька років іноземними компаніями Ericsson, Nortel, Siemens і іншими збудовано та введено в експлуатацію кілька систем передачі SDH на магістральній транспортній мережі:

• СЛТ Львів - Київ - Харків рівня STM-16 з обладнанням компанії Ericsson
• СЛТ Одеса - Київ - Чернігів рівня STM-4 з обладнанням компанії Siemens
• СЛТ Львів - кордон Польщі рівня STM-4 з обладнанням компанії Lucent.

Крім того, на мережах доступу в містах Києві, Харкові, Одесі та інших активно  впроваджуються кільцеві топології  мереж з мультиплексорами виділення/вставки DIM цифрових потоків. Наприклад, у м. Дніпропетровську нова мережа абонентського доступу реалізована по кільцевому принципом з використанням обладнання систем передачі SDH компанії Lucent.

Велику розповсюдженість в Україні має апаратура фірми  «Siemens». Обладнання саме цієї фірми обрано для проекту, так як воно має високий рівень надійності, а також дуже сучасне. Апаратура й устаткування систем передачі SDH «Siemens» представлена наступним обладнанням :

SMA-1 - базовий  блочний синхронний мультиплексор  рівня STM-1, який може бути налаштований як ТМ, LXC або DIM;

SMA-1-R2 - аналогічний мультиплексор другого покоління;

SMA-4 - базовий  блочний синхронний мультиплексор  рівня STM-4, який може бути налаштований  як ТМ, LXC або DIM;

SMA-4-R2 - аналогічний  мультиплексор другого покоління;

Обладнання SMA-4 R2 найкращим чином задовольняє умови поставлені у проекті. Технічні характеристики мультиплексора SMA-4 R2 наведено в таблиці 4.1. Синхронний Мультиплексор SMA4 R2 є частиною серії виробів TransXpress. Він належать до другого покоління (R2) сімейства пристроїв SDH2.

 

Таблиця 4.1– характеристики мультиплексора Siemens SMA-4R2

Тип обладнання	SMA-4 R2
Канали доступу (тріби) SDH [Мбіт/с]	155 622
Число портів на трібній інтерфейсній карті для кожного типа тріба	21(2),3(34),1(140)
	1(155), 1(622)
Число трібних інтерфейсных карт	12 (6+6)
Тип захищеного режиму по входу	12 0,111
Максимальне навантаження на мультиплексор (в  захищеному режимі)	252x2/24x34
	16x140/16X155
Лінійні канали(агрегатний вихід ) [Мбіт/с]	155(ел. опт. ), 622(опт.)
Тип захищеного режиму по виходу	1+1
Тип локальної комутації каналів доступу	т-л. т-т, л-л
Можливості неблокуючої крос-комутації	1008x2Mbps
	-
Варіанти використання обладнання	ТМ, R, ADM-л,к
Розміри компактних блоків в стійці (ВхШхГ) мм	875x515x280

 

4.2 Структури мультиплексування SDH і PDH

 

Розглянемо групоутворення синхронних транспортних модулів (SТМ) зображену на рисунку 4.1. Інформація, що надходить у мережу, узгоджується зі структурами, за допомогою яких підтримується з'єднання. У SDН ці структури утворюються в мережних шарах секцій і трактів і транспортують цифрові потоки, а також широкосмугову інформацію. У функції цих структур входять також компенсація можливих змін швидкості і фаз транспортуючих по мережі SDH цифрових потоків.

Рисунок 4.1 - Структури мультиплексування SDН

 

Мультиплексування починається з формування контейнера. Вхідні потоки PDH упаковуються в контейнери SDН С-12, С-3 чи С-4 відповідно плезіохронному методу зрівняння швидкостей; кожна стандартна швидкість передачі інформації потоку PDH постійно призначаються контейнеру визначеного розміру. Шляхом вдавання до контейнерів заголовка тракту (POH) з контейнерів створюються віртуальні контейнери VС-12, VС-2, VС-3 чи VС-4. Тобто VС=РОH+C. Трактовий заголовок РОН створюється (ліквідується) у пунктах, у яких організується (розформовується) VС, і контролює тракт між цими пунктами. У функції РОН контроль якості тракту і передача аварійної та експлуатаційної інформації. РОН тракту вищого порядку містить так само інформацію про структуру інформаційного навантаження VС. Кожен віртуальний контейнер VС-12 чи VС-2 генерує, разом з відповідними покажчиками TU (покажчик даних), трібутарних одиницю TU-12 чи ТU-3. 'ІU забезпечує узгодження між мережними шарами трактів нижчого і вищого порядків і містить інформаційне навантаження і ТU покажчик, що показує відступ початку циклу навантаження від початку циклу VС вищого порядку.

'TU = ТU - покажчик + VС.

Один чи кілька TU, що займають визначені фіксовані  позиції в навантаженні VС вищого порядку, називають «групою трібутарних  одиниць» (ТUG). TUG утворюється шляхом генерування байтів ТU-12 U-З.

Через свій розмір віртуальний контейнер VС-4 може передаватися тільки безпосередньо в циклі SТМ-1. Віртуальний контейнер VС-4 разом  з відповідним покажчиком АU утворює  адміністративну одиницю АU-4. Тобто  АU = AU-покажчик + VС. Покажчик AU містить різницю фаз між циклами SDН більш високого порядку і відповідним віртуальним контейнером VС-4. Один чи кілька АU, що займають визначені фіксовані позиції в навантаженні SТМ, називаються «групою адміністративних одиниць» (АUG) Група містить однорідний набір блоків АU-3 чи один АU-4.

SТМ-N утворюється  побайтним з'єднанням N-АUG і секційного  заголовка SOH: SТМ-М = SOH + NxAUG.

 

4.3 Доступ до Заголовку STM-1 і STM-4  

 

На рисунку 4.2 зображено доступ до заголовку STM-1 і STM-4 Мультиплексори SMA1 R2 і SMA4 R2 мають додаткові зовнішні інтерфейси - для лінійних і для трибутарних потоків, які забезпечують доступ до різних байтам заголовка в VC-3, VC-4, STM-1 і STM-4. Вони мають окремі службові інтерфейси для визначених конкретним користувачем цифрових каналів і каналів службового зв'язку, що передаються до RSOH, MSOH та РОН. Можливі також крос-з'єднання службових байтів заголовка потоків STM-1 або STM-4 лінійної сторони і трибутарних сторони.

У заголовку  секції байти Е1 і Е2 призначені для передачі мови, а байти D1 до D12 - для передачі даних керування. У заголовку тракту байти F2 і Z3-Z5 призначені для передачі і для аварійних сигналів. Байт F1 використовується як канал передачі даних.

Кожен службовий  байт (байт заголовка) передається зі швидкістю 64 кбіт / с.

Канал службового зв'язку (модуль ВПА) створює інтегровану  систему EOW з можливою схемою конференц-зв'язку для групових та індивідуальних викликів; адміністратор кільцевої мережі контролює кільця EOW.

 Рисунок 4.2 Розподіл байтів заголовку секції в циклі STM4.

 

4.4 Комплектація мультиплексора SMA 4 R2

 

Мультиплексор SMA-4 R2 комплектується наступними модулями:

EI2W (робочий) – модуль вставки/виділення потоків 2 Мбіт/с. На одному модулі можна виділяти до 21 потоку 2 Мбіт/с, можливо резервування модулів в режимі 1+1, цей модуль призначений для нормальної роботи;

EI2P (резервний) – модуль для перемикання на резерв (захист плати);

Модуль OI622 містить  двонаправлений синхронний інтерфейс  для синхронного мультиплексора SMA4 R2. Структура лінійних потоків і їх характеристичні параметри відповідають Рекомендації ITU-T G.957 для лінійних потоків STM-4 зі швидкістю передачі 622 Мбіт / с. Певні типи модулів мають волоконно-оптичні інтерфейси з використанням з'єднувачів DIN або FC / PC.Модуль OI622 виконує функції мультиплексування та обробку заголовка між рівнями STM-1 і STM-4, а також переключення на резерв спільно з модулем мультиплексування і демультиплексування 155 Мбіт / с (М155); останній модуль відповідає за функції мультиплексування і службові функції з меншим пріоритетом.Центральне джерело синхросигналов забезпечує тактові сигнали для мультиплексора; зв'язок з Блоком Управління Системою (SCU), необхідна для управління і поточного контролю, здійснюється по шині ICB, а з іншими модулями - по шині PBUS.

SN - модуль комутаційного  поля. Функціональна схема комутаційного поля представлена на рисунку 5.4.1.

Рисунок 4.3 - Функціональна схема комутаційного поля

 

Ядром комутаційного  поля є не блокуємо повнодоступна матриця тимчасового комутатора ємністю 1008 еквівалентів VC-12. Матриця здійснює всі переключення під керуванням вбудованого мікроконтролера. Усі плезиохронні сигнали які підключаються перед вводом у комутатор перетворюються у віртуальний контейнер відповідного рівня на підставі рекомендації ITU-T № G.709. комутатор забезпечує підключення сигналів рівнів: 'I'U-12 (2 Мбіт/с), TU-2 (6,3 Мбіт/с), TU-3 (34 Мбіт/с) і AU-4 (140 Мбіт/с). При цьому можлива організація наступних видів з'єднань:

• однонаправлене;
• двонаправлене;
• шлейф;
• доступ до розділення;
• мовлення.

Ємність комутаційного  поля дозволяє йому комутувати 16 потоків STM-1. Воно забезпечує наскрізне з'єднання  корисних даних без їх блокування на рівнях TU-12, TU-2, TU-3 і AU-4.

ОHА - модуль доступу до заголовка SDH (рисунок 4.4).

Рисунок 4.4 - модуль доступу до заголовка SDH

Модуль ОНА  підтримує наступні інтерфейси:

• інтерфейси даних 64 кбіт/с на підставі ITU-T G.703;
• інтерфейси мовних сигналів (двухпроводні, чотирьохпроводові);
• комутаційне поле для прямого з'єднання зі службовими каналами;
• комутація конференц-з'єднання каналів службового зв'язку;
• кнопковий телефонний апарат з тональним набором;
• генерація викличних сигналів і акустичних тональних сигналів;
• джерело синхронізації.

UCU-C - модуль блоку керування - це універсальний процесор з операційною системою UNIX, що виконує функції керування синхронним обладнанням SEMF і функції передачі повідомлень MCF у блоці керування системою (SCU);

LAD - модуль локальної  аварійної сигналізації і жорсткого  диска. Модуль LAD - це частина блоку  керування системою (SCU); найбільш важливими функціями модуля LAD є наступні функції:

• масова пам'ять блоку SCU на змінному жорсткому диску 2,5 дюйми (планується дзеркальне копіювання твердого диска);
• генерація аварійних повідомлень і повідомлень про помилки;
• одержання програмних аварійних повідомлень, повідомлення про перешкоди й аварійні сигнали апаратних засобів від модуля UCU-C.

Блок керування UCU-U і модуль локальної аварійної  сигналізації і короткого диска  разом складають блок керування  системою (SCU). Блок SCU відповідає за керування і поточний контроль синхронного мультиплексора (функція SEMF) і передає інформацію між інтерфейсами QD2F і QD2B (функція MCF).

Кожен модуль, крім модулів UCU-C і LAD, містить один чи два  периферійних блоки керування (PCU). PCU - це процесор для контролю пристроїв передачі даних, регулювання конфігурації і зв'язку з блоками керування системою (SCU) більш високого рівня.

На рисунку 4.5 представлена взаємодія описаних модулів SMA-4 R2.

Рисунок 4.5 - Взаємодія модулів SMA -4 R2

 Синхронні мультиплексори SMA-4 R2  являють собою модульні підстативи. Існують підстативи двох типів:

• подвійний підстатив, із двома рядами модулів, максимальна кількість виділяємих потоків - 252;
• одиночний підставив, з одним поруч модулів, максимальна кількість виділяємих потоків - 125.

Враховуючи  кількість потоків яка використовується у дипломному проектуванні застосовується подвійний підставив (рисунок 4.5).

При розробці мультиплексорів SMA були використані принципи децентралізації, що дозволило відмовитися від єдиного блоку живлення. Кожен модуль містить свій перетворювач, що виробляє напруги, використовуємо модулями. Застосування такого підходу значно збільшило надійність пристрою і зменшило споживану потужність.

 

Рисунок 4.5 - Конструкція подвійного підстативи SMA-4 R2

Далі потрібно розрахувати кількість  модулів для кожного вузла  мережі. Розрахунок устаткування на вузлах проектованої мережі представлений в   таблиці 4.2.

Таблиця 4.2 - Розрахунку устаткування на вузлах мережі

Вузол	A	B	С	D	E	F	G	H
E12W	9	6	6	4	9	5	6	4
E12P	2	1	1	1	2	1	1	1
OL622	3	2	2	2	3	2	2	2
SN	2	2	2	2	2	2	2	2
OHA	2	1	1	1	2	1	1	1
LAD	2	1	1	1	2	1	1	1
UCU-С	2	1	1	1	2	1	1	1