Разработка схемы организации сети

Рисунок 23 – Структурная схема образования AU-4 из VС-4

 K группе AUG добавляется секционный заголовок SOH, который состоит из двух частей: заголовка регенераторной секции RSOH (формат 3x9 байтов) и заголовка мультиплексной секции MSOH (формат 5x9 байтов), окончательно формируя синхронный транспортный модуль STM-1 (рисунок 25), представляемый в виде кадра, имеющего длину 2430 байтов, или в виде фрейма 9 x 270 байтов, что при частоте повторения в 8 кГц соответствует скорости передачи 155,52 Мбит/с.

Рисунок 24 – Структурная схема образования STM-1 из AUG

Секционные заголовки SOH (Section overhead) добавляются к информационному сигналу STM-1 при завершении слоя секций. Они включают цикловой синхросигнал и информацию для контроля параметров, обслуживания и управления. Секционные заголовки содержат следующую информацию:

- линейный  синхросигнал;

- информацию  для оценки вероятности ошибки;

- каналы  передачи данных для автоматического  обмена;

- идентификатор  секции;

- каналы  передачи данных для управляющей  информации.

Секционные заголовки делятся на две части:

RSOH – заголовок регенерационной секции, состоящий из 27 байтов;

MSOH – заголовок секции мультиплексирования, состоящий из 45 байтов. На рисунке 25 изображена структура секционного заголовка SOH для фрейма (модуля) STM-1.

Рисунок 25 – Секционный заголовок STM-1

В RSOH расположены следующие байты заголовка:

А1, А2 – байты линейного циклового синхросигнала. ITU-I определил следующие значения: А1=11110110, А2=00101000.

J0 – идентификатор  трассы регенерационной секции. Этот байт используется для передачи, как идентификатор точки доступа AP (Access Point). В таблице 7 приведен шестнадцатибайтный цикл передачи идентификатора. Первый байт – стартовый маркер. Он включает результат вычисления CRC-7 (Cyclic Redundancy Check, проверка избыточности циклической суммы) – код обнаружения ошибок в идентификаторе тракта по предыдущему циклу STM-N. Следующие 15 байтов используются для транспортировки номера идентификатора. Благодаря этому все трейлы регенерационных секций имеют свои индивидуальные номера, с помощью которых поддерживается непрерывный контроль маршрута регенерационной секции. Если J0 не используется по приведенному выше значению, то в этом байте передается комбинация “00000001”, означающая, что трасса регенерационной секции не определена.

В1,В2 – байты внутреннего контроля ошибок. Ошибки передачи независимо контролируются для регенерационной и мультиплексной секций. Байт В1 используется в регенерационной секции, а байт В2 – в мультиплексной секции.

Метод контроля ошибок имеет название BIP-n (Bit Interleaved Parity, четность чередующихся битов). Сигнал, который подлежит контролю, в данном случае представляющий собой один кадр, разделяется на малые блоки размером в n бит. Значения битов, составляющих кодовое слово n, рассчитываются для цикла или сверхцикла цифрового сигнала. Биты в кодовом слове процедуры внутреннего контроля BIP-n получаются в результате последовательного суммирования по модулю два всех битов цифрового сигнала с одинаковыми номерами. Контроль четности применяется к каждому из битов во всех блоках, независимо для битов номер 1, 2, …, n. Результат показывается посредством соответствующих битов байта В в следующем кадре.

Значения битов BIP-n рассчитываются на передаче в завершении тракта (VC-4), на приеме в завершении стока значения битов рассчитываются еще раз. Результат сравнения (величина нарушений) кодируется и вводится как сигнал индикации удаленных ошибок для передачи в противоположном направлении. Одновременно количество нарушений по BIP-n обрабатывается функцией управления синхронным оборудованием SEMF (Synchronous Management Function).

Код BIP регенерационной секции (В1) использует n=8, а для мультиплексной секции (В2) используется n=N24 (N имеет то же значение, что и STM-N). Код BIP регенерационной секции применяется ко всем байтам после кодирования (scrambling), и байт В1 обновляется в каждом регенераторе. Код BIP мультиплексной секции не включает байты RSOH, потому что регенераторы обновляют байты В1 и изменяют D1-D3, E1 и F1, когда к ним имеется доступ. Байт В2 не изменяется при регенерации. Таким образом, количество ошибок каждой регенерационной секции и общее количество ошибок мультиплексной секции могут отслеживаться независимо.

Е1,Е2 – байты для организации речевой служебной связи. Байт Е1 доступен как из регенераторов, так и из мультиплексоров, а Е2 – только из мультиплексоров.

F1 – байт  канала пользователя. Этот канал  может использоваться как канал передачи данных (64 кбит/с) или канал для передачи речи в пределах регенерационной секции, который оператор сети может использовать для своих собственных целей.

D1-D12 –  байты встроенного канала сети  управления DCC (Data Communication Channel). Байты D1-D3 заголовка регенерационной секции образуют канал DCC со скоростью 192 кбит/с, а байты D4-D12 DCC мультиплексной секции со скоростью 576 кбит/с.

К1,К2 (b1-b5) – предназначены для канала автоматического защитного переключения APS (Automatic Protection Switching) между двумя окончаниями мультиплексной секции.

К2 (b6-b8) – индикация дефекта удаленного конца мультиплексной секции MS-RDI (Multiplex Section Remote Defect Indication). Они используются для сообщений на передающий конец мультиплексной секции информации о том, что на приемном конце обнаружен дефект или принимается сигнал индикации аварийного состояния MS-AIS (MS Alarm Indication Signal). MS-RDI состоит из комбинации “110” на позициях битов b6-b8 байта К2 перед скремблированием. Назначение отдельных бит в байтах К1, К2 указано на рисунке 26.

Рисунок 26 – Кодирование байтов К1, К2

S1(b5-b8) –  статус синхронизации. Информация  о статусе синхронизации –  это сообщение о качестве источника  синхронизации, используемого в  данном мультиплексоре. Качество  опорного источника тактирования, который используется оборудованием, характеризуется и передается на следующую станцию посредством байта S1. Он используется для управления и устранения неисправностей в распределении тактирующих сигналов. Использование битов b5-b8 байта S1 приведено в таблице 15.

Таблица 15 – Назначение байта S1 (биты b5-b8)

S1, биты b5-b8	Уровни качества синхронизации SDH
0000	Неизвестное качество(Существующая синхронная сеть)
0001	Резерв
0010	PRC (Рек G.811)
0011	Резерв
0100	Рек. G.812 транзитный
0101	Резерв
0110	Резерв
0111	Резерв
1000	Рек. G.812 локальный
1001	Резерв
1010	Резерв
1011	Источник хронирования синхронной аппаратуры (SETS)
1100	Резерв
1101	Резерв
1110	Резерв
1111	Не используется для синхронизации

М1 – индикация ошибки удаленного конца мультиплексной секции MS-REI (MS - Remote Error Indication). Как известно, процедура BIP-N*24 (байт B2) осуществляется и на приемной стороне, и в М1 записывается число несоответствий или нарушений полученных результатов использования этой процедуры на передаче и приеме. Число несоответствий кодируется и вводится в М1 для сообщения от приемного конца мультиплексной секции к передающему. Значения битов М1 для STM-1 приведены в таблице 16.

Таблица 16 – Назначение байта М1 для STM-1

M1[b2-b8]	Интерпретация кода
000 0000	0 BIP нарушений
000 0001	1 BIP нарушений
000 0010	2 BIP нарушений
000 0011	3 BIP нарушений
:	:
001 1000	24 BIP нарушений
001 1001	0 BIP нарушений
001 1010	0 BIP нарушений
:	:
111 1111	0 BIP нарушений

Примечание. Содержание бита b1 байта М1 игнорируется.

Результаты рассмотренного примера, получаем следующую итоговую формулу преобразования двоичного потока E1 в схеме мультиплексирования по стандарту ETSI (символьный (верхний) вариант и численный (нижний) вариант, где значения приведены в байтах):

Указанные формулы являются более точной эквивалентной формой представления процесса формирования модуля STM-1, которую можно предложить в качестве алгоритма процедуры формирования.

 

3.2  Функции контроля  тандемного соединения ТС

(Tandem Connection) определяется для транспортирования группы виртуальных контейнеров высокого порядка вместе VC-11 через одну или большее количество тандемных линейных систем, при этом полезная нагрузка виртуальных контейнеров не изменяется.

Подслой тандемного соединения размещается между слоем мультиплексной секций и слоями трактов виртуальных контейнеров. Оконечный элемент тандемного соединения TCTE (Tandem Connection Terminating Element) - это элемент начала/завершения тандемного соединения. Элементом TCTE может быть оконечный элемент мультиплексной секции MSTE (Multiplex Section Terminating Element) или оконечный элемент тракта PTE (Path Terminating Element).

Биты b1-b4 используются для подсчета ошибок в сигнале, поступающем в тандемное соединение IEC (Incoming Error Count). Четыре бита b5-b8 ( в байте N2 первого виртуального контейнера в тандемном соединении используются для обеспечения сквозной передачи данных из конца в конец. Этот канал со скоростью 32 кбит/с используется для обслуживания и контроля тандемного соединения.

Для непрерывной оценки качества сигнала тандемного соединения используются байты B3 в трактовых заголовках виртуальных контейнеров. Количество ошибок в сигнале виртуального контейнера текущего цикла записывается в биты b1- b4 байта N2 (таб.10-12) в следующем цикле. Эта процедура выполняется для каждого из виртуальных контейнеров в начале тандемного соединения. При завершении TCTE байт B3 в каждом виртуальном контейнере снова используется для расчета числа накопленных в тандемном соединении ошибок. Абсолютная величина различия между числом ошибок, записанных в N2, и числом ошибок, рассчитанных при завершении тандемного соединения, определяет характеристику ошибок тандемного соединения. Данные байта B3 и IEC, передаваемые в текущем цикле, относятся к предыдущему циклу.

Байт N2 используется для контроля тандемного соединения.

Биты b1-b4 используются для передачи количества поступающих ошибок IEC;

Бит b5 используется для передачи удаленной индикации ошибок тандемного соединения TC-REI.

Бит b6 используется для индикации ошибок выходящего сигнала OEI (Outgoing Error Indication), т.е. указания блоков с ошибками в выходящем из тандемного соединения VC-11.

Биты b7-b8 используются в сверхцикле, состоящем из 76 циклов и позволяют передать:

- идентификатор точки доступа  тандемного соединения TC-APId  (Access Point identifier of the Tandem Connection); формат этого идентификатора имеет такую же 16-байтную структуру, как и идентификаторы точек доступа трейлов регенерационных секций и трактов виртуальных контейнеров;

- сигнал TC-RDI, указывающий дальнему  концу дефекты, обнаруженные в  пределах тандемного соединения  в стоке тандемного соединения  на ближнем конце;

- сигнал ODI, указывающий дальнему  концу, что из-за дефектов до  тандемного соединения или в его пределах в выходящий из тандемного соединения AU-n/TU-n был включен AU/TU-AIS;

- сигналы, резервируемые для будущей стандартизации.

4 Организация защиты

Под защитой в сетях SDH понимается не только резервирование, но и обеспечение таких вариантов работы оборудования сети в целом, которые в конечном итоге приводят к бесперебойному функционированию.

Для защиты используются специально заложенные свободные “емкости” (свободные трейлы и соединения, их дублирование, а также дополнительное оборудование) между узлами.

В сети SDH можно осуществлять защиту секции мультиплексирования (оконечного оборудования секции мультиплексирования - Multiplex Section Termination, MST), путём использования блока защиты секции мультиплексирования (Multiplex Section Protection, MSP).

Чтобы скоординировать процедуру обмена между двумя противоположными блоками MSP, используются байты, представленные в секционном заголовке MSOH аббревиатурами К1 и К2 рисунок 27.

Рисунок 27 – Позиция байтов К1 и К2 в матрице STM-1

Архитектура защиты: (1+1), где первая цифра означает защитную “емкость”, а вторая – рабочую приведена на рисунке 28.

Рисунок 28 – Архитектура переключения защиты мультиплексной  секции 1+1

При переключении на защиту используется канал автоматического защитного переключения (Automatic Protection Switching - APS).

К характеристикам переключения на защиту относится время переключения. Например, для мультиплексных секций это время составляет