Технология мультиплексирования в pdh. Иерархия pdh. Цикл передачи

1. 
   Технология мультиплексирования в PDH.
   
   1. 
      Иерархия PDH. Цикл передачи.
      

Таблица 1.1 – плезиохронные цифровые иерархии.

В европейской иерархии применяют следующие цифровые каналы:

• 
  Основной цифровой канал (ОЦК) – Е0 со скоростью передачи 64 кбит/с (8 бит повторяются 8000 раз в секунду);
  
• 
  Первичный цифровой поток – Е1 (2,048 Мбит/с);
  
• 
  Вторичный цифровой поток – Е2 (8,448 Мбит/с);
  
• 
  Третичный цифровой поток – Е3 (34,368 Мбит/с);
  
• 
  Четвертичный цифровой поток – Е4 (139,264 Мбит/с).
  

3,9 мкс

КИ

0

1

КИ

КИ

0

2

КИ

КИ

15

16

КИ

КИ

18

КИ

30

31

Синхросигнал ЦС

0

1

0

1

Х

Нечетный цикл

1

A

Y

Y

Y

Х

0

0

1

А

1

0

сверхцикла

b

c

d

b

c

a

2

4

5

7

8

Сверхцикл Т_СЦ=2 мс

0

1

КИ

КИ

0

3

. . . .

7

8

9

14

15

0

0

1

А

1

0

b

c

a

b

d

a

c

d

b

c

a

Синхро-

CЦС

биты

каналы 8

онного канала

Сигнальные

каналы 23

информаци-

онного канала

14

29

a, b сигнальные

А – бит аварийного       состояния,

N – бит национального       применения,

X – бит контроля       ошибок (CRC-4),

Y – биты управления.

Рисунок 1.1 – Цикл и сверхцикл передачи цифрового потока Е1.

КИ-0 используется для передачи сигналов: синхронизации, контроля, управления (TMN) и оповещения об аварии.

КИ-16 служит для передачи сигналов управления и взаимодействия (СУВ), синхронизации по сверхциклу (комбинация 0000) и индикации аварийного состояния.

Для передачи СУВ организуются сигнальные каналы a, b, c, d в КИ-16 (по 2 в каждом цикле). Для организации сигнальных каналов тридцати информационных каналов организован сверхцикл, содержащий 16 циклов. Структура КИ-16 в сверхцикле приведена на рисунке 1.1.

Кроме того, КИ-16 может быть использован для передачи информационных данных, если отпадает необходимость в организации сигнальных каналов.

Циклы передачи потоков Е2, Е3 и Е4 формируются посредством плезиохронного побитового объединения циклов нижнего иерархического уровня (рис.1.2).

Рисунок 1.2 – Иерархическая схема мультиплексирования PDH.

А – бит аварийного сообщения о нарушении синхронизма на удаленном мультиплексоре;

N – бит национального использования;

1а (b, c) – бит команды согласования скоростей первого потока Е1;

2а (b, c) – бит команды согласования скоростей второго потока Е1 и т.д.;

s1 (2, 3, 4) – биты балласта.

Рисунок 1.4 – Цикл передачи потока Е3.

Рисунок 1.5 – Цикл передачи потока Е4.

• 
  Сложность доступа к отдельным цифровым потокам данных;
  
• 
  Протяженное во времени иерархическое восстановление синхронизма в случае его нарушения;
  
• 
  Почти полное отсутствие в циклах PDH позиций для служебных информаций (управления, контроля, служебной связи).
  

Рисунок 1.6 – Структуры циклов плезиохронной цифровой иерархии по рекомендации G.832 для скоростей передачи 34 368 кбит/с и 139 264 кбит/с.

FA, Frame Alignment signal – сигнал синхронизации;

EM, Error Monitoring - контроль ошибок по алгоритму BIP-8;

TR, Trail Trace – маршрут передачи – идентификатор точек доступа;

MA, Maintance and Adaption byte – байт обслуживания и адаптации;

NR, Network Operator byte – байт оператора сети;

GC, General purpose communications channel – служебный канал (речевой) связи;

P1, P2, Automatic Protection Switching - автоматическое защитное переключение.


Рисунок 1.7 – Специализация байта МА.

1 бит – RDI, Remote Defect Indication – сигнал индикации удаленных дефектов;

2 бит – REI, Remote Error Indication – сигнал индикации ошибок на удаленной строке, формируется через алгоритм BIP-8;

3-5 биты – тип нагрузки:

000 – нет определения;

001 – загружено, но нет спецификации;

010 – загрузка ячейками АТМ;

011 – загрузка элементами SDH сети (20хTUG2):

100 – загрузка элементами SDH сети (2хTUG3 и 5хTUG2);

6,7 биты – зависят от нагрузки (цельная или блоками), индикатор сверхцикла;

8 бит – Timing marker – метка возможности использования для синхронизации («0» - синхронизм возможен от первичного источника, «1» - в других случаях).

1.2 Общие положения по построению мультиплексоров для формирования первичного цифрового потока (ПЦП) Е1.

Первые назвали аналого-цифровое оборудование (АЦО), имели ограниченное число интерфейсов, например, число предоставляемых ОЦК не более четырех [3]. Этот способ в современном оборудовании не применяется. Индивидуальный способ аналого-цифрового преобразования при построении мультиплексоров ПЦП рассмотрен в [4].

В настоящее время основной вид аппаратурной реализации в технике мультиплексирования PDH является гибкий мультиплексор [2,4].

Архитектура ГМ основана на системе шин (рисунок 1.8).

Рисунок 1.8 – Архитектура гибкого мультиплексора

Гибкий мультиплексор по своей сути это специализированная система, обрабатывающая сигналы потребителя услуг с целью передачи этих сигналов. Ведущая роль отводится центральному процессору, который управляет всеми процессами формирования циклических сигналов и их распаковкой.

Характеристики конкретных гибких мультиплексоров российских производителей приведены в разделе 2.
1.4. Гибкие мультиплексоры для формирования вторичного, третичного и четверичного цифровых потоков.
Циклы передачи цифровых потоков Е2, Е3, Е4 формируются посредством плезиохронного побитового объединения циклов нижнего иерархического уровня.

Принцип плезиохронного мультиплексирования производится с учетом следующих обстоятельств [2]:

• 
  Объединяем цифровые потоки, имеющие различные тактовые частоты (в известных нормативных пределах) синхронизируются, то есть согласовываются по частоте и фазе;
  
• 
  Для синхронизации объединяемых потоков используется буфер памяти;
  

Рисунок 1.9 – Пример схемы плезиохронного мультиплексора Е2 с положительным согласованием скорости.

• 
  Буферы могут отличаться, частоты из буфера одинаковы;
  
• 
  В процессе записи данных в буфер и считывания могут образовываться в случайные моменты времени неоднородности (состояния неопределенности). Если (), то в этом случае происходит опустошение буфера и на выходе появляется ложный логический ноль.
  

Рисунок 1.11 – Формирование неопределенности и формирование вставки.

Положительные согласования скоростей предполагают заведомо более высокую частоту считывания двоичных символов из буфера, чем частоты записи, которые зависит от стабильности источников тактовых частот формирователей объединяемых цифровых потоков.

На рисунке 1.11 приведены соотношения частот записи и считывания при формировании потока Е2.

Ситуация неопределенности контролируется временным детектором, измеряющим разность фаз частот записи и считывания Δφ. При появлении неоднородности (неопределенности) формируется вставка ( бит – S, рисунок 1.10). при этом в структуру цикла потока Е2 помещаются биты (символы) команды согласования скоростей (КСС). Для каждого вводимого потока КСС представляется три бита, распределенные по циклу.

В приемной части мультиплексора Е2 процедура демультиплексирования происходит с обнаружением и устранением вставок в каждом из вводимых потоков. По КСС вычисляются и устраняются вставки.

Первым широко признанным методом гибкого доступа стал метод набора подходящих интерфейсов для пользовательских окончаний в плезиохронных гибких мультиплексорах, выполняемых в соответствии с рекомендациями ITU-T G.797. На рисунке 1.12 представлена структура такого доступа.

Рисунок 1.12 – Функциональная схема системы гибкого доступа

Выбираемыми составляющими этой структуры доступа при проектировании могут быть: плезиохронные физические стыки со 100% дублированием (радиочастотные, атмосферные лазерные, производные электрические, проводные оптические); компонентные оптические стыки ( для 2-х или 4-х проводной аналоговой телефонии, цифровой телефонии, ISDN, передачи данных, Ethernet и т.д.); мультиплексирование канальных интервалов; мультиплексирование канальных интервалов; мультиплексирование цифровых потоков (Е2 = 4×Е1, Е3 = 4×Е2, Е4 = 4×Е3); дистанционное управление через канал управления всеми функциями гибкого мультиплексора; формирование выделенных линий.

Рисунок 1.13 – Общая функциональная блок-схема гибкого мультиплексора

A – линейные сигналы согласно рекомендации G.703;

B – логический сигнал высокого порядка (8.448, 34.368, 139.264 Мбит/с);

C, D – логический сигнал высокого порядка с цикловой структурой G.704, G.751;

E – многосервисный логический сигнал 2048 кбит/с;

F – односервисный логический сигнал 2048 кбит/с;

G, H - логический сигнал 2048 кбит/с с цикловой структурой G.704;

J – доступ к специальным функциям;

K – доступ к необязательному кроссовому соединению;

L – сигнал 64 кбит/с или n×64 кбит/с;

M – логический и/или электрический сигнал, подлежащий передаче;

O – компонентный линейный сигнал;

V - информация обслуживания для внешнего управления;

Si – управляющие точки;

T0 – внутренний хронирующий сигнал;

Т1 – сигнал синхронизации, выделенный из агрегатного сигнала 2,048 Мбит/с;

Т2 – сигнал синхронизации, выделенный из компонентного сигнала 2,048 Мбит/с ;

Т3, Т4 – внешний синхросигнал 2,048 Мбит/с;

U1, U3 – канал управления 4 кбит/с;

U2 – канал управления 64 кбит/с;

F, P – стыки управления (F по рекомендации М.3010, P – нет стандарта);
Исполнение гибкого мультиплексора как сетевого элемента может представлять собой:

• 
  терминальный мультиплексор;
  
• 
  мультиплексор ввода/вывода (промежуточный);
  
• 
  кроссовый коммутатор.
  

2. 
   Гибкие мультиплексоры
   

Рисунок 2.1 – Внешний вид

По функциональным возможностям МП подразделяются на:

• 
  МП с блоком МП-1 – оконечный мультиплексор на одно направление передачи. Формирует первичный групповой поток (ПЦП) Е1 из основных цифровых каналов (ОЦК) 64 кит/с;
  
• 
  МП с блоком МП-2 – промежуточный мультиплексор на два направления передачи. Обеспечивает ввод/вывод из двух потоков Е1 до 62 каналов 64 кбит/с с транзитной передачей не выделяемых анналов;
  
• 
  МП с блоком АДИКМ-кодирования МП-АД – мультиплексор-кросскоммутатор на два направления передачи с функцией коммутации однобитных каналов (8 кбит/с). Обеспечивает ввод/вывод цифровых каналов n×8 кбит/с или уплотнение каналов ТЧ посредством АДИКМ (32 или 16 кбит/с);
  
• 
  МП с блоком МК-8 – узловой мультиплексор-кросскоммутатор на 10 направлений передачи ПЦП Е1 (8 сигналов Е1 и два сигнала линейных интерфейсов ЛИ: ОЛТ или xDSL-тракты). Обеспечивает ввод/вывод с внутренних направлений абонентских интерфейсов А и В до 62 каналов 64 кбит/с, а также передачу/прием этих каналов внутри ПЦП Е1 десяти направлений передачи. Осуществляет кроссовую коммутацию цифровых каналов в пределах десяти направлений передачи ( направления 1 – 8, ЛИ 1-2).
  

Все МП выполнены в виде корпуса с кросс-платой и блоков, установленных на соответствующие посадочные места корпуса. Блоки мультиплексирования, питания, контроля и управления являются базовыми и устанавливаются во все модификации МП.

В состав мультиплексоров входят блоки, обеспечивающие передачу сигналов Е1 по симметричным (блоки SDSL и HDSL) и волоконно-оптическим (блоки ЛТО-2) кабелям связи.

Возможности МП по вводу/выводу интерфейсных абонентских сигналов определяются составом интерфейсных блоков.

Мультиплексоры МП позволяют организовать резервирование электропитания и резервирование входных потоков по типу «1+1».
2.2 Мультиплексоры каналов МК-2048 (ОАО Новел ИЛ г.Санкт-Петербург)
МК-2048 – семейство первичных мультиплексоров с кросс-коммутацией каналов в группе до восьми потоков Е1 (2048 кбит/с) представляет унифицированную каналообразующую аппаратуру для цифровых систем передач (ЦСП) различного назначения.

На рисунках 2.2 и 2.3 приведен внешний вид МК-2048 в Евроконструкции и БНК-4.

• 
  МК-2048/ГК-Е — гибкий первичный мультиплексор каналов в Евроконструкции (19” высотой 4U);
  

Рисунок 2.2 – МК-2048 в Евроконструкции