Проектированике озоновых колец

 

 

5 СИНХРОНІЗАЦІЯ МЕРЕЖІ

 

 

5.1 Синхронізація Мережі

 

Система тактової мережевої синхронізації (ТМС) є  невід'ємною частиною сучасних цифрових мереж зв'язку. Порушення в її роботі викликають збільшення числа  прослизання в мережі, і, як наслідок, погіршення якості наданих послуг. Прослизання виникають через коливання тактових частот генераторів обладнання. Тому важливе значення набувають питання забезпечення надійності системи ТМС.

Весь досвід робіт із забезпечення надійності складних технічних систем свідчить, що чим на більш ранніх етапах створення системи почнуть вживатися заходи щодо забезпечення її надійності, тим кращих результатів вдасться досягти. Зокрема, на етапі приймально-здавальних випробувань можуть бути виявлені істотні недоліки в системі, усунення яких може виявитися неможливим без серйозних і дорогих переробок. Тому, питання надійності повинні враховуватися на самих ранніх етапах проектування систем ТМС.

Синхронізація транспортних мереж проводиться  від первинного еталонного генератора зі стабільністю частоти не гірше 10 -11. Для усунення накопичення фазових тремтінь в транспортних мережах застосовують вторинні задають генератори зі стабільністю частот для транзитного не гірше 10-9 на добу, для лінійного не гірше 2Г10-8 на добу.

Первинний еталонний генератор (ПЕГ) - високостабільний генератор, довготривале відносне відхилення частоти якого від номінального значення підтримується не перевищує 10 - 11 при контролі з універсального координованого часу.

Ведений задаючий генератор (ВЗГ) - генератор, фаза якого підлаштовується по вхідному сигналу, отриманого від генератора більш високого або того ж якості. ВЗГ забезпечує, як правило, високу короткочасну відносну стабільність частоти (близько 10-9-10-11) і істотно більш низьку щодо ПЕГ довготривалу відносну стабільність (близько 10-8). ВЗГ необхідний для усунення накопичення фазових тремтінь в транспортних мережах.

Генератор мережевого елемента (ГМЕ) - синхронізований зовнішнім  синхросигналом генератор (звичайний  кварцовий), що поміщається в мультиплексори ПЦІ, СЦІ, АТМ, кросових комутаторів і т. д. Такти ГМЕ так само підлаштовуються під зовнішні такти, як і в ВЗГ, проте їх власна відносна довготривала стабільність не перевищує 10 - 6. Окрім роботи в підпорядкованому режимі, внутрішнє джерело тактувания мережевого елементу може використовуватися як незалежний.

У цьому випадку  можливі два режими роботи:

• Режим утримання (holdover). У той час як ланцюга тактирования працюють в підпорядкованому режимі, всі параметри, такі, як частота, фаза та інші, запам'ятовуються. Якщо ланцюг тактирования втрачає опорний сигнал, наприклад, внаслідок аварії на лінії, ці збережені дані використовуються, щоб забезпечити безперервну та безперебійну роботу. Таким чином, вдається уникнути передачі збурень, викликаних різкими змінами частоти і фази.
• Режим вільної генерації. Ланцюг тактирования, що представляє собою в своїй основі VCXO (генератор, керований напругою), працює самостійно без опорного джерела. Цей режим може використовуватися в області, де опорний джерело тактирования недоступний, а система SDH використовується аналогічно PDH.

Враховуючи, що ГМЕ і ВЗГ мають кілька входів для зовнішніх синхросигналов, якість яких може бути незалежним і однаковим, вводиться система пріоритетів. Рівень пріоритету визначається його номером. Чим менше номер, тим вище пріоритет. Число пріоритетів може бути від 0 до 254. Пріоритет відзначається в таблиці пріоритетів, що розміщується в пам'яті контролера ГМЕ.

Першим пріоритетом  зазвичай встановлюється сигнал синхронізації, що надходить від ПЕГ по самому короткому і якісному маршрутом, де по шляху проходження синхросигналу встановлено якомога менше проміжних ВЗГ.

Другим пріоритетом  для основного обладнання вузла  або станції може служити сигнал синхронізації, що надходить від  ПЕГ за іншим маршрутом, ніж сигнал першого пріоритету.

ВЗГ і ГМЕ  можуть брати синхросигнали 3-го і 4-го пріоритетів і т.д. Останнім з  пріоритетів у будь-якому обладнанні синхронізації є власний генератор, що працює в режимі запам'ятовування частоти синхросигналу (holdover) і вільних коливань (freerun). Пріоритетом можна заборонити використання входу синхронізації.

Пріоритети  призначаються в кожному вузлі  і в процесі ручної або автоматичної реконфігурації мережі синхронізації  залишаються незмінними. Число можливих пріоритетів може бути від 1 до15.

Рівні якості джерела  синхронізації, які повинні присвоюватися  даного входу мультиплексора SDH, позначають Q з індексом, значення якого наведені у таблиці 5.1.

Таблица 5.1. – Рівні якості синхронізації

Вміст байта S1  (двійковий)	Маркер (десятичный)	Вид джерела  синхронізації	Стабільність  частоти	Рівень якості
хххх 0010	2	ПЕГ (G.811)	1x10-11	Q1(Q2)
хххх 0100	4	ВЗГ (транзит) (G.812)	1x10-9 за добу	Q2(Q4)
хххх 1000	8	ВЗГ (місцевий) (G.812)	2x10-8 за добу	Q3(Q8)
хххх 1011	11	ГМЕ у режимі holdover (G.813)	4x10-6	Q4(Q11)
хххх 0000	0	Якість невідома	-	Q5(Q0)
хххх 1111	15	Для синхронізації  не використовується	-	Q6(Q15)

Вибір джерела  синхросигналу в апаратурі програмується  і здійснюється автоматично. При  цьому можливий автоматичний вибір  найкращого за якістю джерела синхронізації серед кількох (як правило, не менше трьох). Якщо джерела синхронізації мають однакову якість, то повинен бути запрограмований пріоритет використання. Інформація про якість синхросигналу, як правило, передається у структурі циклу інформаційного сигналу, приміром, в STM-N, і її зміна обумовлена ​​станом мережі синхронізації.

В якості синхронізуючих сигналів обладнання мережевих елементів  можливе використання наступних  джерел тактової синхронізації:

• компонентні сигнали 2048 кбіт / с;
• будь-який з агрегатних сигналів STM-N;
• будь-який з компонентних входів STM-N;
• зовнішній джерело синхросигналу 2048 кГц;
• зовнішній генератор з відносною стабільністю частоти не гірше 4,6 * 10-6.

Так як сигнали  трибутарних потоків 2 Мбіт / с можуть зміщуватися всередині віртуальних контейнерів VC-12, то їх використання в якості джерел синхронізації в мережах SDH недоцільно. Низька точність внутрішнього генератора мультиплексора не дозволяє домогтися гарної синхронізації передаючого і приймаючого вузлів SDH. Тому основними джерелами надійної і точної синхронізації є сигнали ПЕГ і сигнали, що виділяються з кадрів STM-N.

Для синхронізації  всього обладнання вузла або станції  повинен використовуватися одне джерело сигналів синхронізації.

Схема синхронізації мережі повинна передбачати можливість автоматичного самовідновлення і виключати при цьому поява петель синхронізації.

Повідомлення  про статус синхронізації наголошується  в заголовку циклу передачі (агрегатного  сигналу) - байт S1 (в STM-N), переданого по лінії.

Пріоритети  призначаються в кожному вузлі  і в процесі ручної або автоматичної реконфігурації мережі синхронізації  залишаються незмінними. Число можливих пріоритетів може бути від 1 до 15. При  передачі сигналів синхронізації необхідно  виключити можливість утворення замкнутих шляхів. Якщо мережа зв'язку на основі СП SDH утворює декілька кілець, то щоб уникнути освіти замкнутих петель обмін синхросигналами між кільцями повинен, як правило, йти в один бік (від головних кілець до допоміжних).

Основним вважається напрям поширення синхронізації, на якій розташована менше мережевих елементів.

Синхросигнал  виділяється з кадру STM, що йде  від м. Іркутська на ЦАТС-56, і від  нього синхронізуються верхнє і  нижнє кільця.

У відповідності  з вище переліченим, була розроблена схема синхронізації мережі (рисунку 5.1.). Поруч з кожним напрямком проставлений пріоритет синхронізації. На схемі Т3 - вхід синхронізації мультиплексора, Т; - зовнішній інтерфейс синхронізації.

Рисунок 5.1 - Організація синхронізації для проектованої мережі

5.2 Функціональні методи захисту синхронних потоків

 

При проектуванні мереж СЦІ важливо забезпечити  їхню надійність і живучість. Технологія SDH дозволяє організувати таку мережу, при якій досягається не тільки висока надійність функціонування, обумовлена використанням ВОК, але і можливість збереження або відновлення (за дуже короткий час - у десятки мілісекунд) працездатності мережі, навіть у випадку відмовлення одного з елементів або середовища передачі - кабелю. Крім того, вмонтовані засоби контролю і керування полегшують і прискорюють виявлення несправностей і переключення на резервні ємності.

Існують різні  методи забезпечення швидкого відновлення  працездатності синхронних мереж, що можуть бути зведені до наступних схем:

• резервування ділянок мережі по схемах 1+1 і 1:1 по рознесених трасах;
• організація кільцевих мереж, що самовідновлюються, резервованих по схемах 1+1 і 1:1;
• резервування термінального устаткування по схемах 1:1 і N:1;відновлення працездатності мережі шляхом обходу непрацездатного вузла;
• використання систем оперативного переключення.

5.3 Організація службового зв'язку

 

Заголовки SOH і POH циклу STM мають достатньо велику місткість, яка може бути використана для формування різних службових каналів. Загальний об'єм заголовка складає 90 (89+1) байт. Використання кожного байта еквівалентно створенню каналу 64 кбит/с. всі вказані байти можуть бути розділені на 3 типи (рисунок 6.2.1).

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5.2- Байти SOH і POH і можливості їх використання

 

Типи байтів SOH і POH наступні:

байти, які не можуть експлуатуватися користувачами SDH устаткування (їх 36, вони затоновані на рисунку 6.3);

байти, які спеціально призначені для використання в службових  цілях або для створення службових  каналів (їх 16, вони помічені символом і номером, наприклад Е1), до них відносяться, наприклад, канал DCCR (D1, D2, D3), що використовує швидкість 192 кбіт/с для обслуговування регенераторних секцій, канал DCCM (D4 – D12) – 576 кбіт/с для обслуговування мультиплексних секцій; окрім цього існують ще 4 байти – Е1, Е2 і F1, F2, зарезервовані для створення чотирьох каналів 64 кбіт/с;

байти, до яких користувач має доступ, але функції яких не регламентовані стандартами (їх 38, вони ніяк не помічені).

Останні дві групи байтів можуть бути конфігуровані для створення службових каналів і скомутовані на зовнішні інтерфейси, до яких може підключатися користувач SDH устаткування.

Для створення каналу службового зв'язку необхідна наявність плати ОНА  і конфігурованих з'єднань кросу.

Як канали передачі можуть використовуватися байти Е1 і Е2 в RSOH і MSOH.

Кожному мережевому елементу можна  призначити свій трьох значний телефонний номер. Існує також можливість організації  конференц-зв'язку і організації  групового виклику.

 

6 ОРГАНІЗАЦІЯ УПРАВЛІННЯ МЕРЕЖЕЮ ЗВ'ЯЗКУ

 

 

Система контролю і управління призначена для створення мережевих конфігурацій, а також виконання функцій контролю і управління окремими мережевими елементами (МЕ) і всією транспортною мережею в цілому.

 Всі функції,  пов'язані з управлінням мережею  електрозв'язку, можна розбити на загальні і прикладні.

 Загальні  функції забезпечують підтримку  прикладних  функцій і включають:  переміщення інформації між елементами  мережі зв'язку і системи управління, зберігання інформації, її відображення, сортування, пошук і т.п.

 Прикладні  функції відповідно до класифікації  Міжнародної організації стандартизації (МОС/ISO) розділяються на п'ять  категорій (рисунок 7.1): управління конфігурацією; управління якістю роботи;управління усуненням несправностей; управління розрахунками; управління безпекою.

Рисунок 6.1 - Прикладні функції управління мережею електрозв'язку

Управління  конфігурацією включає: збір, введення і відображення інформації про мережеві елементи (їх типи, місцезнаходження, ідентифікатори і т.п.); введення елементів в експлуатацію і їх вивід з експлуатації; встановлення і зміна логічних з'єднань між елементами.

Управління  якістю роботи має на меті контроль і підтримку на необхідному рівні  основних характеристик мережі. Воно включає:

• збір, обробку, реєстрацію, зберігання і відображення статистичних даних про роботу мережі і її елементів;
• виявлення тенденцій в їх поведінці і попередження  про можливі порушення в роботі.
• Управління усуненням несправностей забезпечує:
• виявлення і локалізацію несправностей в мережі;
• реєстрацію несправностей і доведення відповідної інформації до обслуговуючого персоналу;
• видачу рекомендацій по усуненню несправностей.
• Управління  розрахунками здійснює контроль над ступенем використання мережевих ресурсів і підтримує функції по нарахуванню оплати за це використання.