Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

459_Zaslavskij, _Borodikhin. _Proektirovanie _Uchastka _

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
12.11.2022
Размер:
593.73 Кб
Скачать

3.Цифровая система передачи

3.1.Структура мультиплексоров PDH

Согласно определению [1], “система передачи - комплекс технических средств, обеспечивающих образование линейного тракта, типовых групповых трактов и каналов передачи первичной сети”.

Соответствующее оборудование системы передачи принято подразделять на каналообразующее, оборудование группообразования, и линейного тракта. В современном конструктивном исполнении все типы оборудования реализуются, как правило, в мультиплексорах. Для нормального функционирования всех узлов и трактов каждый мультиплексор снабжается генераторным оборудованием (ГО), содержащим задающий генератор 3Г (на передаче) и выделитель тактовой частоты (ВТЧ) на приеме. Эти устройства обеспечивают тактовую синхронизацию (ТС) передатчика и приемника. Чаще всего, необходимая стабильность частоты ЗГ обеспечивается его внешней синхронизацией (ВС). На рисунке 3.1 изображена структурная схема МТ PDH, где указаны также блок сигнализации и управления (БСУ), интерфейсы для внешней синхронизации, и для контроля и управления (F). Блок БСУ часто называют также унифицированным сервисным оборудованием (УСО).

7

вход

 

 

 

 

Тракт передачи

 

S

 

 

 

 

комп.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Линейный интерфейс

сигн.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(передача)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗГ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВС

 

тс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГО-пер

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БСУ

тс

ГО-пр ВТЧ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выход

 

 

Тракт приема

 

R

 

 

 

комп.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сигн.

 

 

 

 

 

Линейный интерфейс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(прием)

Рисунок 3.1

Каналообразующее оборудование реализуется чаще всего в гибких мультиплексорах (рисунок 2.1). Термин “гибкий” указывает на возможность

11

преобразования информационных сигналов (или компонентных сигналов - кмп.с. на рисунке 3.1) различных типов (см. таблицу 2.1) в цифровой поток Е1 , а также на возможность работы этого МТ как по оптическим, так и по металлическим кабелям связи. Некоторые типы компонентных сигналов приведены в таблице 2.1.

Оборудование группообразования реализуется в мультиплексорах типа, показанного на рисунке 2.2, где 16ЦП Е1 преобразуется в групповой сигнал ЦП Е3. Существует также МТ, преобразующие четыре потока Е2 в Е3, четыре потока Е1 в Е2, четыре ЦП Е3 в Е4,63 ЦП Е1 в S1,4 ЦП S1 в S4,и.т.д.

Если мультиплексор содержит оборудование линейного тракта, то на его вход подается групповой сигнал, который в тракте передачи (рисунок 3.1) преобразуется в линейный сигнал (электрический). Последний с помощью оптического модулятора преобразуется в линейный оптический сигнал в заданном линейном коде. В тракте приема такого МТ оптический линейный сигнал преобразуется в электрический, а последний – в групповой (например, в ЦП Е3) и т.д. Заметим, что часто оборудования группообразования и линейное оборудование совмещаются в одном мультиплексоре.

3.2. Мультиплексоры SDH

Мультиплексоры SDH [2] используются для транспортирования компонентных ЦП PDH, Ethernet и.т.д. между заданными пунктами транспортной сети. Простейшая структурная схема мультиплексора вводавывода ЦП (STM-1) представлена на рисунке 3.2. Мультиплексор содержит агрегатные блоки – W и E, которые преобразуют в тракте передачи электрический сигнал в оптический, а в тракте приёма - оптический в электрический.

Рисунок 3.2

12

Блоки компонентных потоков PDH E1,E3,E4 служат для преобразования этих потоков и их размещения в цикле (кадре) STM-1. Максимальные числа потоков в цикле составляют: N1 =63Е1, N2 =3Е3, N3 =1Е4 или 1STM-1. Возможно комбинированное размещение потоков Е1 и Е3 в цикле: 21 Е1 и 2Е3, или 42Е1 и 2Е3.Мультиплексор поддерживает подключение цифровых потоков по протоколу Ethernet: 10Е и FE. Блок управления (БУ) создаёт сигналы (S), управляющие работой каждого блока мультиплексора. В интерфейс F включается рабочая станция (компьютер) с соответствующим программным обеспечением, в интерфейс Q включается соединительная линия от оператора. Тактовая синхронизация STM-1 выполняется от блока генераторного оборудования (ГО), задающий генератор которого работает в режиме внешней синхронизации. Для этого предусмотрены интерфейсы синхронизации Т1 Т2 Т3.

Как показано на рис 3.2, в интерфейс Т1

подаётся синхросигнал, выделенный из

линейного сигнала в тракте приёма

агрегатного

блока,

имеющий

частоту

fт=2.048МГц и

относительную нестабильность

этой

частоты

δ

=10-11.

К интерфейсу Т2

можно подключить компонентный ЦП Е1 с δ= 10-8

или 10-9,

в интерфейс Т3 включается либо первичный эталонный генератор ПЭГ, (δ=10-11), либо вторичный задающий генератор (ВЗГ,δf=10-9). Интерфейс Т0 служит для тактовой синхронизации всех блоков внутри данного оборудования. Интерфейс Т4 необходим для синхронизации других STM-N, используемых оператором. Относительная нестабильность частоты в этом интерфейсе 10-11. Все блоки объединяет и коммутирует между собой неблокируемая, полнодоступная матрица М.

Структурная схема STM-N представлена на рисунке 3.3. Здесь STM-1 является компонентным потоком при формировании STM-N (N=16, или 64,или 256). Аналогично, являются компонентными потоки более высоких уровней STM (N/4), например, для STM-16-STM-4, и.т. д. Все потоки подаются на цифровой коммутатор (ЦК), и с его выхода – в агрегатные блоки, в трактах приёма и передачи которых происходят те же преобразования, что и в рассмотренном выше STM-1. Блоки управления и синхронизации функционируют так же, как и в STM-1.Учитывая, что каждый модуль компонентных потоков содержит генераторное оборудование, предусмотрена внутриузловая синхронизация этих модулей от ГО основного STM-N. Как это следует из рисунка 3.3, непосредственно в цифровой коммутатор ЦК можно, минуя STM-1, включить потоки Е1, Е3, Е4, Ethernet, что следует учитывать при проектировании.

13

Рисунок 3.3

3.3. Структура оборудования ЦСП

Оборудование ЦСП располагается в заданных в ТЗ сетевых узлах (СУ) и образует сетевую станцию (CC). По определению: [1] «сетевая станция - комплекс технических средств, обеспечивающих преобразование и предоставление вторичным сетям типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов, а также их транзита». Рассмотрим, согласно данному определению, структуру оборудования оконечной станции А. Из примера, приведенного в п.2 (рисунок 2.3) и из таблицы 2.5 следует, что в этом пункте каналообразующая оборудование содержит гибкие МТ, преобразующие телефонные сигналы, сигналы ПД в потоки Е1, а также коммутаторы Ethernet и адаптеры, преобразующие информационные сигналы ВТ, ЦТ и т. д. в потоки Е1, Е3, S1. Преобразование этих компонентных потоков в линейный оптический сигнал производится с помощью мультиплексоров STM-N, выбор уровня которых осуществим путём расчёта скоростей передачи соответствующих виртуальных контейнеров (VC). Для этого необходимо подсчитать количество VC, в которых располагается нагрузка. Необходимые для расчёта данные приведены в таблицах 3.1 и 3.2. [2,3]

14

Таблица 3.1 - Размеры и скорости передачи контейнеров VC

контейнеры

VC-11

VC-12

VC-2

VC-3

VC-4

VC-4-4

VC-4-16

VC-4-64

размер (N байт)

25

34

107

765

2349

9396

37584

150336

скорость пере

1600

2176

6848

48384

149760

599040

2396160

9584640

дачи,B, (кбит/с)

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание. Скорости VC-4-N даны без учёта заголовков.

Таблица 3.2 - Размещение пакетов Ethernet в VC-N

Тип Конкатенация (с) эффективность VCAT

эффективность

10Е

VC-3

0.2

VC-12-5v

0.92

FE

VC-4

 

0.67

VC-12-47v

 

1.0

GE

VC-4-16c

 

0.42

VC-4-7v

 

0.85

10GE

VC-4-64c

 

1.0

 

 

 

Примечания.

1.Эффективность, равная 0.2 означает что используется только 20% поля нагрузки VС-3 и.т.д.

2.VCAT-виртуальная конкатенация.

Например, из данных таблиц 2.6 и 3.1 следует, что скорость передачи, соответствующая уровню VC в п.А (рисунок 2.3):

Вvc = (NB)VC-12 + (NB)FE + (NB)VC-3

Вvc =23*2.176 + 2*149.76 + 1*48.384 = 397.952 Мбит/с.

При этом предполагается, что потоки по протоколу Ethernet (10E) объединяются в коммутаторе, на выходе которого формируется поток FE. Из таблицы 3.2 следует, что для размещения этого потока можно использовать VC- 4 с соответствующей скоростью, либо, при виртуальной конкатенации, 47 VC12. В данном примере используется первый метод размещения, и предполагается использование 2х коммутаторов: одного для направления А-Б, другого – для А-Г.

Потоки Е1 размещаются в C-12. Для передачи стандартного ТВ будет использоваться отдельное оборудование, например И-4000. В результате, рассчитана скорость передачи Вvc = 397.952 Мбит/с, то есть

BVC-1 < BVC < BVC-4.

(3.1)

Рассчитанная скорость VC соответствует уровню STM-4.

Тогда структуру оборудования СС А можно представить как на рисунке

3.4.

15

 

 

 

 

А-Б

 

 

А-Б

 

 

 

 

1

 

ГМ

тлф

1

 

 

 

тлф

300

 

10

 

 

 

 

 

2B+Д

11

 

S4

А-Г

 

 

1...10

 

 

А-Б

B

 

B, р/в

12

 

 

 

2B+Д

1...10

 

 

13

 

 

 

рв/м

1

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

рв/з

 

 

 

 

FE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А-Б Е1

2

 

2 Е1

 

 

 

 

 

А-Б файл

2

 

 

 

 

 

 

А-Б ВТ

 

2

 

FE

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

А-Б в. конф

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

А-Б д. мо

 

 

 

 

 

 

А-Б цт ст

1

 

И-4000

 

 

 

А-Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А-Г

 

 

А-Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

ГМ

тлф

 

1

 

 

тлф

150

 

 

5

 

А-Г

 

 

B, рв/з 6

S4

А-Г

 

1...24

 

 

B

 

6В+Д

7

 

 

6В+Д

1

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рв/з

1

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

FE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C-3

 

А-Г Е1

2

 

2 Е1

 

 

 

 

 

А-Г

файл

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

А-Г

ВТ

 

FE

 

 

 

1

 

 

 

 

А-Г в. конф

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

А-Г

д. мо

 

 

 

 

 

 

А-Г цт сж

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.4

Из рисунка 3.4 следует, что оборудование СС для рассматриваемого примера состоит из N гибких мультиплексоров ГМ, двух МТ, формирующих линейные сигналы STM-4, оборудования И-4000, преобразующего сигнал стандартного ТВ, двух коммутаторов Ethernet с портами 10E, FE. Число N

16

гибких мультиплексоров определяется их техническими данными. На рисунке 3.4 показано распределение нагрузки по потокам Е1. Так, в направлении А–Б, 300 телефонных сигналов формируют 10 ЦПЕ1 (№1-10) , 10 2В+Д формируют поток №11, и т. д. Сигналы: ВТ, файлы, факсы и т. д. подаются на МТ STM-4 через коммутаторы. На схеме обозначены интерфейсы STM-4: C12 - для подключения ЦП Е1, C3 - для подключения ЦП Е3, FE - для подключения коммутаторов Ethernet. Как видно из рисунка 3.4, линейный сигнал на выходе МТ S4 характеризуется высокой скоростью передачи В=622.08 Мбит/с, поэтому интерфейс S4 включается в одномодовый кабель. Если кабель многомодовый, то ЦП S1 и S4 на таких ОК не применяются, и линейный сигнал формируется

вМТ Е3. Естественно, их количество резко возрастает, и, соответственно возрастает количество ОВ в многомодовом кабеле. Отметим, что структура на рисунке 3.4 отображает и передачу, и прием сигналов, при этом оптические интерфейсы – двухволоконные, а электрические – четырехпроводные. Примечание: некоторые фирмы-производители оборудования указаны в [5].

Структура ЦСП в п. Г (рисунок 3.5) значительно проще, так как сигналы

внаправлении А–Б передаются через п. Г транзитом, через линейный регенератор STM-4 (РЛ). Для выделения информационных ЦП в п.Г, установлен терминал STM-4. В его интерфейсы включены коммутатор, восстанавливающий пакеты 10Е между п.А и п.Г. Потоки Е1 передаются от интерфейса С12 к гибким мультиплексорам ГМ, в интерфейсах которых восстанавливаются информационные сигналы тлф, 2В+D и.т.д.

Заметим, что структуры ЦСП, предложенные на рисунках 3.4 и 3.5 - не единственно возможные. Действительно, учитывая суммарную скорость передачи информации (3.1), вместо двух STM-4 в п.А, можно установить один STM-16, а в п.Г- мультиплексор ввода-вывода (МВВ) STM-16/4. Упрощенная схема такого решения показана на рисунке 3.6. Здесь вся информационная нагрузка вводится в п.А, в соответствующие интерфейсы STM-16, в п.Г выводятся из соответствующих интерфейсов ЦП для направления А-Г. При этом , скорость передачи в направлении А-Б снижается, поэтому для участка Г- Б в МВВ устанавливается интерфейс STM-4.

Техническое задание (таблица 2.5) можно реализовать и не применяя STM-N, с помощью оборудования Ethernet.Так, при не очень больших расстояниях между пунктами можно данные со скоростью В>10Мбит/с передать, применяя коммутаторы с модулями SFP, информацию со скоростью В<10Мбит/с преобразовать с помощью шлюзов оборудования Ethernet и.т.д. Окончательное решение может быть принято лишь на основе техникоэкономического расчёта. Однако данный курсовой проект рассчитан на преимущественное применение оборудования SDH. Все иные решения должны быть согласованы с руководителем проекта.

17

от п.А

 

 

 

РЛ-1

 

 

 

 

к п.Б

S4

 

 

 

 

 

 

 

S4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от п.А

 

 

 

 

РЛ-2

 

 

 

 

к п.Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И-4000

 

 

И-4000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от п.А

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

тлф

 

ГМ

 

150

 

 

 

тлф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S4

 

 

 

 

 

6

B, рв/з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1...24

 

 

 

А-Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

6В+Д

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6В+Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рв/з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C-3

FE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Е1

2

 

Е1

А-Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

файл

А-Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВТ

А-Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в. конф А-Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д. мо

А-Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

цт сж А-Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.5

Результаты, полученные в п.3.2 следует обобщить в виде таблицы 3.3.

18

Таблица 3.3 - Оборудование ЦСП в каждом пункте

пункты

А

 

Б

 

В

 

Г

п.п. оборудование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тип

кол-

тип

кол-

тип

кол-

тип

Кол-

 

 

во

 

во

 

во

 

во

1тип системы тип линейного

2оборудования тип каналообразующего

3оборудования

оборудования

4группообразования

Примечание.

1.В STM-N оборудования группообразования и линейного тракта совмещены.

2.При наличии нескольких типов систем и оборудования, каждый тип указывается в графах 1, 2, 3.

19

Рисунок 3.6

20