Проектирование волоконно-оптической линий связи

Пропускная  способность объединенного интерфейса WaveStar ADM 4/1 эквивалентна двум потокам STM-1 (155 Мбит/с)или STM-4 с защитой в режиме 1+1.В соответствии со схемой мультиплексирования, определенной в рекомендациях Международного союза электросвязи, в этих объединенных сигналах с защитой по схеме 1+1 может мультиплексироваться до 126 потоков 2 Мбит/с. далее будет применена терминология линейное оборудование SL4.

4.1 Функциональная структура оборудования SL4

 

 

Рекомендации G.782, G.783 и G.958 МСЭ-Т определяют функциональные группы синхронной цифровой иерархии (СЦИ) и дают примеры блоков оборудования, соответствующих этим функционалным группам.

В приложении А и В приведена  структура блоков оборудования SLT4 [6],оконечналов терминал, и SLR4 [6] регенераторов, соответствующая функциональной структуре, рекомендованной МСЭ-Т, на схеме использованы следующие обозначения функциональных блоков аппаратуры:

• HCS- контроль соединения высшего порядка;
• HOA- ассемблер высшего порядка;
• HOI- стык высшего порядка;
• HPA- адаптация тракта высшего порядка;
• HPC- соединение трактов высшего порядка;
• HPOM- контроль трактового заголовка высшего порядка;
• HPP- резервирование тракта высшего порядка;
• HPT- окончание тракта высшего порядка;
• HUG- необорудованый генератор высшего порядка;
• LCS- контроль соединения низшего порядка;
• LOI- стык низшего порядка;
• LPA- адаптация тракта низшего порядка;
• LPC- соединение трактов низшего порядка;
• LPOM- контроль трактового заголовка;
• LPP- резервирование тракта низшего порядка;
• LPT- окончание тракта низшего порядка;
• LUG- необорудованный генератор низшего порядка;
• MCF- функция обмена сообщениями;
• MSA- адаптация секции группообразования;
• MSP- резервирования секции группообразования;
• MST- окончание секции группообразования;
• N- эталонная точка регенерационной секции канала передачи данных;
• OHA- функция доступа к заголовку;
• P- эталонная точка секции группообразования канала передачи данных;
• PPI- физический стык PDH;
• RST- окончание регенерационной секции;
• S- эталонные точки управления (аварийные, управляющие);
• SEMF- функция управления синхронной аппаратуры;
• SETPI- хронирующий физический стык синхронной аппаратуры;
• SETS- хронирующий источник синхронной аппаратуры;
• SPI- физический стык PDH;
• T- эталонные точки хронирования;
• TTF- функции транспортного терминала;
• V- эталонная точка стыка между SEMF и MCF;
• U- эталонные точки доступа к заголовку;
• Y- эталонные точки состояния синхронизации.

4.2 Линейное оборудование СЦИ

 

 

Семейство линейного  оборудования [6], СЦИ в настоящее время включает узлы SL1, SL4 и SL16. В качестве среды передачи для оборудования SL1 используется многомодовое или одномодовое волокно, а для SL4 и SL16 ¾ одномодовое волокно.

4.3 Линейное оборудование СЦИ SL4

Линейное оборудование СЦИ SL4 осуществляет передачу сигналов как синхронной, так и плезиохронной  цифровой иерархии.

Линейное оборудование СЦИ SL4 является гибкой модульной системой и может быть использовано для  различного применения для местных, зоновых и магистральных сетей.

В состав оборудования SL4 входят следующие изделия:

- оконечное линейное  оборудование SLT4;

- линейный регенератор SLR4;

- стойка для размещения линейного  оборудования;

- программное обеспечение SMSW системы  управления.

Сигналы F2 могут поступать  на линейное оборудование по оптическому  или электрическому интерфейсу в  зависимости от требуемой комплектации. Четыре входных порта сигналов F2 объединены на одной плате аналогично четырем выходным портам F2, также объединенным на одной плате.

В соответствии с Рекомендацией  МСЭ-Т [4] на любой порт может быть выведен либо сигнал СЦИ со скоростью 155 Мбит/с, либо сигнал ПЦИ со скоростью 139264 Кбит/с (140 Мбит/с). Переключение сигналов различных типов на различные выходы (входы) осуществляется либо с помощью рабочего терминала, либо непосредственно с пульта управления, содержащего дисплей и входящего в состав конфигурируемого узла.

4.4 Передающая среда

 

В качестве передающей среды  оборудования SL4 используется оптическое волокно. Оптическое волокно должно соответствовать Рекомендациям G.652 и G.653 МСЭ-Т [4]. Дисперсия волокон, соответствующих Рекомендации G.652, оптимизирована для диапазона 1300 нм, тогда как дисперсия волокон, соответствующих Рекомендации G.653, оптимизирована для диапазона 1550 нм. Тем не менее волокна, соответствующие Рекомендации G.652, могут быть использованы для обоих диапазонов. Все узлы оборудования SL4 могут быть оборудованы оптическими платами как для диапазона 1300 нм, так и для диапазона 1550 нм.

4.5 Структура тракта передачи, оптический диапазон

 

 

На рисунке 4.1 приведена структура двунаправленного тракта передачи, организованного на базе оборудования SL4.

Для передачи сигналов STM-4 в соответствии с Рекомендацией G.957 МСЭ-Т используется линейный код NRZ (без возврата к нулю) со скремблированием.

В линейном регенераторе входной оптический сигнал преобразуется в электрический, усиливается, регенерируется и преобразуется обратно в оптический сигнал. Линейный регенератор обеспечивает доступ к каналу служебной связи и дополнительным вспомогательным каналам передачи данных секции регенерации.

Между двумя оконечными пунктами допускается размещать  до 48 регенераторов SL4. При этом суммарная  величина фазового дрожания не превышает  допустимого значения.

Тракты передачи с  большей длиной могут быть организованы путем каскадного включения секций регенерации. на концах которых включено линейное оконечное  оборудование.

 

 

 

AUX дополнительные каналы Qx;

QD2 интерфейс системы, управления сетью (TMN)

F1 - F1 интерфейс: 2488.320 Мбит/с;   

SRL4 - линейный регенератор в коде NRZ, СЦИ;    

F2 -   F2 интерфейс: электрический  155 Мбит/с;

SLT4 - линейный терминал СЦИ или 140 Мбит/с ПЦИ;  

F(OT)  - интерфейс рабочего терминала ;

T3 - вход синхронизации  (выход T3 - в стадии подготовки).

 

 

 

Рисунок 3.1 - структура тракта передачи на базе линейного оборудования СЦИ SL4

 

В случае, если оборудование SLR не может быть использовано, например, в подводных кабельных линиях большой протяженности, данная задача может быть решена с использованием оптических усилителей (ONV) или, в случае необходимости, оптических предусилителей (OVV).

В диапазоне 1550 нм на передающем конце  оптический усилитель может быть использован для увеличения выходной мощности передатчика на 13 дБ. На приемном конце оптический усилитель может  быть использован для увеличения чувствительности приемника на 10.5 дБ.

 

4.6 Применение в сетях передачи информации

 

 

Модульная конструкция оборудования SL4 означает, что оно может быть использовано для различных применений. Следующие важные функциональные характеристики могут быть оптимизированы для конкретного  случая путем использования различных вариантов конструктивного исполнения:

-    оптические  приемники и передатчики для  различных диапазонов длины волны  (1300 нм или 1550 нм) и различной  длины линии передачи;

- оптические усилители, позволяющие  увеличить длину секции регенерации, например, для подводных кабельных линий;

- переключаемый электрический  интерфейс F2 для плезиохронных  140 Мбит/с или синхронных 155 Мбит/с сигналов;

- наличие оптического выхода  интерфейса F2;

- дублирование выхода интерфейса F2 для различных специальных случаев;

- наличие плат, обеспечивающих  доступ к байтам секционного  заголовка (SOH), (платы ZK11 и OPF2);

- оборудование служебной связи.

Таким обраэом, система SL4 оптимально подходит для магистрального тракта передачи большой протяженности (с регенераторами SLR4).

 

4.7 Контроль, аварийная сигнализация, управление

 

 

Узлы линейной аппаратуры SL4 обслуживаются системой контроля с микропроцесорным управлением, основные характеристики которой удовлетворяют  требованиям Рекомендаций G.781 ... G.784 МСЭ-Т.

Аварийные состояния и повреждения, обнаруженные оконечными устройствами SL4 или регенераторами SR4 анализируются в центральном блоке контроля каждого узла и передаются на дисплей и систему управления и контоля (приложение в).

Каждыйя комплект (SLT4 и SLR4) имеет дисплей и панель управления (ABF) для отображения сообщений об авариях и повреждениях с помощью светодиодов. Модуль контроля (ABM) позволяет вывести на двухстрочный экран буквенный текст сообщений о тревогах и повреждениях.

Дисплей и контрольный  блок могут быть использованы также для выполнения некоторых опреаций (например, включение лазера) и для получения информации о значениях измеряемых величин.

Дисплей и панель управления совместимы с системой аварийной  сигнализации типа 7R, что позволяет  работать с аварийной сигнализацией, используемой на АТС.

Управляющий терминал может  быть подключен  через интерфейс F(OT) (V.24/RS-232-C). Управляющим терминалом может быть переносной или стационарный компьютер или рабочая станция, предоставляющая пользователю удобный  графический интерфейс типа Х-WINDOWS с управлением мышью.

Программное обеспечение (SMSW), разработанное для управляющего терминала, позволяет запрашивать  информацию о тревогах, повреждениях, результатах тестов, касающихся узлов SL восьми участков сети, и представлять ее в ясной форме. Управляемая часть сети может включать до 50 узлов SLT или SLR, входящих в состав сети передачи на базе оборудования SL4. В этом случае все блоки связаны каналом передачи данных DCC_R или через линейный интерфейс DCC_R.

Могут быть вызваны следующие меню экрана:

- местное управление;

- конфигурация;

- обслуживание;

- состояние аварийной сигнализации;

- характеристики;

- помощь.

4.8 Организация управление сетью

 

 

 

В соответствии с моделью  управления сетью, основанной на оборудовании SL, тракт передачи разбивается на секции мультиплексирования, как показано в приложении В [7]. На рисунке показано оборудование системы управления и интерфейсы блоков, входящих в состав оборудования SLR и SLT и обеспечивающих функции управления, передачи сигналов управления и контроля по каналам данных DCC_R (байты D1 ... D3) и DCC_M (байты D4 ... D12), которые являются прозрачными для передачи сигналов управления сетью.

Несколько секций мультиплексирования  одного участка сети могут быть связаны  общим каналом DCC_R, по которому передаются сигналы конфигурации, контроля и определения места повреждения. Ко всем узлам управляемой сети существует доступ через интерфейс F(OT).

Qx интерфейс обеспечивает подключение оборудования SL к системе управления сетью (TMN) согласно Рекомендации G.773 МСЭ-Т, протокол B3. Это делает возможным подключение узлов линейного оборудования SL4 к системе управления элементами сети (EM-OS), программное обеспечение которого соответствует Рекомендации M.3010 МСЭ-Т. Система управления элементами сети EM-OS позволяет оператору сети централизованно управлять линейным оборудованием СЦИ SL4. Для расширения системы управления сетью существует интефейс Q3, удовлетворяющий рекомендациям МСЭ-Т.

Альтернативным вариантом является подключением пользовательской системы  управления к сети через интерфейс QD2. В этом случае вместо системы  управления элементами сети (EM-OS) может быть использована специализированная система управления.

Интерфейс DCC_M (интерфейс V.11, выполненный на плате Z каналов 1 F1) может быть использован как прозрачный канал со скоростью передачи 576 кбит/с между оконечными станциями секции мультиплексирования для управления и выполнения других функций.

С рабочего терминала можно централизованно  управлять восемью участками  сети.

Программное обеспечение  сетью имеет специальный режим  контроля, в котором все сообщения, поступающие с любого элемента сети, могут отображаться непосредственно на рабочем терминале

4.9 Каналы передачи данных и служебной связи

 

 

В рекомендации G.708 МСЭ-Т определены четыре внутренних канала данных и служебной связи. Их параметры приведены в таблице 4.1

 

Таблица 4.1 - Характеристики каналов передачи данных и каналов служебной связи

Канал	Ско-рость,  кбит/с	Количество байтов в заголовке	Исполь-  зованные байты	Интер-фейс	Доступ в SLT	Доступ в SLR	Примечание
DCCR	192	3	D1-D3	Для  канала  V.11	через ZUW		Используется для контроля линии. В SLT для увеличения длины канала DCCM возможно сквозное соединение через интерфейс канала DCCR (V.11)
MS	64	1	E2	4-пров.	через DTE		Телефон для секции мультиплекси-рования (транзитный канал,   SLT-SLT)
RS	64	1	E1	4-пров.	через DTE	через DTE	Телефон для секции регенераци (доступен на всех узлах, SLT-SLR-SLT)