Перспективные технологии в телекоммуникациях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Исходные данные

1. Разработка схемы организации сети

2. Схема тракта одного компонентного потока между двумя несмежными узлами сети с использованием элементов архитектуры транспортных сетей

3. Структура байтов трактовых и секционных заголовков и их назначение на всех этапах мультиплексирования в сети SDH

4. Расчет временных зависимостей комбинированных фазовых дрожаний, вносимых синхронной аппаратурой

5. Алгоритм процедуры встроенного контроля ошибок для слоя организуемых трактов виртуальных контейнеров и параметры оценки

Список литературы



Исходные данные

Требуется:

1. Разработать схему организации сети. Рассчитать количество компонентных потоков между узлами. Обосновать выбор скоростей передачи агрегатных потоков. Выбрать типы мультиплексоров и разместить их в узлах. Выбрать коды приложений для оптических интерфейсов между узлами и привести параметры выбранных интерфейсов.

2. Привести схему тракта одного компонентного потока между любыми двумя несмежными узлами сети с использованием элементов архитектуры транспортных сетей. фазовый трактовый секционный

3. Привести структуру байтов трактовых и секционных заголовков и их назначение на всех этапах мультиплексирования в сети SDH в соответствии с вариантом, выполненным по п. 2.

4. Рассчитать временные зависимости комбинированных фазовых дрожаний, вносимых синхронной аппаратурой, отдельно для каждой из их составляющих.

5. Привести алгоритм процедуры встроенного контроля ошибок для слоя организуемых трактов виртуальных контейнеров и перечислить параметры оценки.



1. Перечень исходных данных

Вариант курсового проекта: 8860

Таблица 1 Топология сети

C-D	D-E	E-F	C-G	G-H	D-H	F-L	F-K	K-L
39	176	189	37	63	47	53	29	62

Таблица 2

вариант	Компонентные сигналы в интерфейсах локальных узлов	Минимальное количество компонентных сигналов для связи каждого локального узла с каждым
8	Е4	2

Таблица 3

Вариант	±а, ррm	ES, биты
6	13	10

Таблица 4

Вариант	±а, ррm	ES, байты	PTR
0	0,003	12	4

1. Разработка схемы организации сети

Схема транспортной сети:

Компонентные потоки между узлами:

Интерфейсы узла	Двухсторонняя передача между узлами	Номера интерфейсов
G	G-H	1-2
	G-D	3-4
	G-E	5-6
	G-F	7-8
	G-K	9-10
	G-L	11-12
H	H-G	1-2
	H-D	13-14
	H-E	15-16
	H-F	17-18
	H-K	19-20
	H-L	21-22
D	D-G	3-4
	D-H	13-14
	D-E	23-42
	D-F	43-44
	D-K	45-46
	D-L	47-48
E	E-G	5-6
	E-H	15-16
	E-D	23-42
	E-F	49-50
	E-K	51-52
	E-L	53-54
F	F-G	7-8
	F-H	17-18
	F-D	43-44
	F-E	49-50
	F-K	55-56
	F-L	57-58
K	K-G	9-10
	K-H	19-20
	K-D	45-46
	K-E	51-52
	K-F	55-56
	K-L	59-60
L	L-G	11-12
	L-H	21-22
	L-D	47-48
	L-E	53-54
	L-F	57-58
	L-K	59-60

STM-N	n VC-4
STM-1	1 VC-3
STM-4	4 VC-3
STM-16	16 VC-3
STM-64	64 VC-3
STM-256	256 VC-3

Кольцо CGHD

Узел	Количество интерфейсов Е4	Количество VC-4	Количество VC-4 с разными номерами в кольце
C	-	-	-
G	12	12	12
H	12	12	10
D	4	4	4
Всего 26
Уровень агрегатного сигнала STM64

Кольцо FKL

Узел	Количество интерфейсов Е4	Количество VC-4	Количество VC-4 с разными номерами в кольце
F	4	4	4
K	12	12	10
L	12	12	8
Всего 22
Уровень агрегатного сигнала STM64

Узел Е

Узлы	Количество интерфейсов Е4	Количество VC-4
Кольцо CGDH	24	24
Кольцо FKL	6	6
Сквозная передача GDH кольца CGDH - FKL	-	18
Всего 48
Уровень агрегатного сигнала STM64

Трафик между узлами D-E

Узлы	Количество интерфейсов Е4	Количество VC-4
D-E	20	20
D-F	2	2
D-K	2	2
D-L	2	2
Сквозная передача GH кольца CGDH- узел Е и кольцо FKL	-	8
Всего 34
Уровень агрегатного сигнала STM64

Трафик между узлами F-E

Узлы	Количество интерфейсов Е4	Количество VC-4
F-E	2	2
F-D	2	2
F-H	2	2
F-G	2	2
Сквозная передача KL кольца FKL- узел Е и GDH кольца CGDH	-	16
Всего 34
Уровень агрегатного сигнала STM64

Выбор кодов приложений для оптических интерфейсов между узлами

Участок	Расстояние, км	Уровень агрегатного сигнала	Код приложения оптического интерфейса
C-G	37	STM-64	S-64.2
C-D	39	STM-64	S-64.2
G-H	63	STM-64	L-64.2
H-D	47	STM-64	L-64.2
D-E	176 регенератор в центре участка	STM-64	V-64.2
E-F	189 регенератор в центре участка	STM-64	V-64.2
F-L	53	STM-64	L-64.2
F-K	29	STM-64	S-64.2
K-L	62	STM-64	L-64.2

Параметры оптического интерфейса L - 64.2а

Параметры	Значения
Передатчик в контрольной точке MPI_S
Тип источника	SLM
Спектральные характеристики, нм: - максимальная среднеквадратичная ширина - максимальная ширина по уровню - 20 дБ - минимальное подавление боковых мод, дБ	ffs ffs ffs ffs
- Миним. коэф. гашения	10
Основной оптический путь, MPI S - MPI R
Диапазон ослабления: - макс. затухание, дБ - миним. затухание, дБ	22 11
Хроматическая дисперсия: - максимальная, пс/нм - минимальная,пс/нм	1600 ffs
Пассивная компенсация дисперсии: - максимальная, пс/нм - минимальная, пс/нм	ffs ffs
Макс. ДГВЗ, пс	30
Миним. оптич. потери на отражение кабеля в точке MPI S, включая все соед. элементы, дБ	24
Макс. дискретное отражение между точками MPI S и MPI R, дБ	-27
Приемник в контрольной точке MPI R
Миним. чувствительность (BER = 1 * 10-12), дБм	-26
Миним/ перегрузка, дБм	-9
Макс. потери оптич. пути, дБ	2
Макс. отражение приемни-ка, измеренное в точке MPI R, дБ	-27

Схема организации связи

2 Схема тракта одного компонентного потока между двумя несмежными узлами сети с использованием элементов архитектуры транспортных сетей

Концепция иерархического представления транспортной сети в виде слоев основана на следующем:

1. Сеть каждого слоя содержит аналогичные функции: адаптации (А), завершения (Т) и соединения (С).

2. Каждый сетевой слой может представлять отдельную сеть.

3. Модель сети в виде слоев позволяет определить управляемые объекты для создания сети управления (TMN).

4. Сеть каждого слоя может иметь собственные операционные процедуры обслуживания, такие как переключение на защиту, автоматическое восстановление после сбоев или отказов и другие.

5. Возможно добавление или замена слоя без воздействия на другие слои в отношении архитектуры.

6. Каждый слой сети может быть определен независимо от других слоев.

3 Структура байтов трактовых и секционных заголовков и их назначение на всех этапах мультиплексирования в сети SDH

Трактовые заголовки (POH) виртуальных контейнеров высокого порядка состоят из девяти байтов, обозначенных как: J1, B3, C2, G1, F2, H4, F3, K3, N1.

J1 - идентификатор маршрута - передается в 16ти последовательных циклах и состоит из 15-байтовой последовательности идентификаторов маршрута и 1 байта суммы CRC-7 для идентификации ошибок в трассе маршрута. Идентификаторы маршрута представляют собой последовательность ASCII-символов в формате, соответствующем ITU-T E.164, и используются для того, чтобы принимаемый терминал получал подтверждение о связи с определенным передатчиком (идентификация точки доступа к маршруту).

B3 - используется для контроля четности (процедура BIP-8).

C2 - байт метки сигнала (Signal label). В этом байте указывается композиция (состав) полезной нагрузки или статус обслуживания виртуального контейнера VC-4-Xc/VC-4/VC-3.

Кодирование С2

MSB [b1-b4]	LSB [b5-b8]	Hex код	Интерпретация
0 0 0 0	0 0 0 0	00	Необорудованный или необорудованный контролируемый виртуальный контейнер
0 0 0 0	0 0 0 1	01	Оборудованный неспецифический контейнер
0 0 0 0	0 0 1 0	02	Структура TUG
0 0 0 0	0 0 1 1	03	Фиксированные (Locked) TU-n
0 0 0 0	0 1 0 0	04	Асинхронное отображение цифрового сигнала со скоростью 34368 или 44736 кбит/с в контейнер С-3
0 0 0 1	0 0 1 0	12	Асинхронное отображение цифрового сигнала со скоростью 139264 кбит/с в контейнер C_4
0 0 0 1	0 0 1 1	13	Отображение ATM
0 0 0 1	0 1 0 0	14	Отображение MAN DQDB
0 0 0 1	0 1 0 1	15	Отображение FDDI
0 0 0 1	0 1 1 0	16	Отображение сигналов HDLC/PPP
0 0 0 1	1 0 0 0	18	Отображение HDLC/LAPS
0 0 0 1	1 0 1 0	1А	Отображение Ethernet 10 Гбит/с
0 0 0 1	1 0 1 1	1В	Отображение GFP
1 1 1 1	1 1 1 0	FE	Отображение тестового сигнала O.181
1 1 1 1	1 1 1 1	FF	VC_AIS

G1 - служит для передачи сигналов подтверждения ошибок передачи, обнаруженных в конце маршрута. Предусмотрено использование байта G1 для передачи данных об ошибках двух категорий:

- FEBE (Far End Block Error) - наличие блоковой ошибки на удаленном конце. Сигнал, посылаемый в ответ на получение на удаленном конце ошибки четности по BIP-8;

- FERF (Far End Receive Failure) - наличие неисправности на удаленном конце. Сигнал, посылаемый в случае возникновения на удаленном конце нескольких неисправностей

F2 и F3 - используются оператором для решения внутренних задач обслуживания системы передачи и образуют выделенный служебный канал.

H4 - является указателем и используется при организации сверхциклов SDH, например, он указывал на номер цикла VC-1, МС-2 в сверхцикле TU-1, TU-2. Этот байт также используется в процедуре смещения указателей.

K3 - индикатор автоматического переключения (Automatic Protection Switching - APS) - используется для оперативного резервирования в системе SDH. Индикатор обеспечивает передачу команды перехода на резерв даже в случае отсутствия системы самодиагностики SDH.

N1 - байт мониторинга взаимного соединения (Tandem Connection Monitoring - TCM) - в случае, если маршрут проходит через несколько секций, принадлежащих различным операторам, требуется не только сквозной, но и посекционный мониторинг параметров качества. Согласно этой процедуре сетевой узел обеспечивает контроль четности по HO-POH и LO-POH (контроль BIP-N), а затем передает информацию предыдущему узлу в байте N1.

Секционные заголовки (SOH) добавляются к сигналу STM-N при завершении слоя секций.

A1, A2 - сигнал цикловой синхронизации. A1 = 11110110, A2 = 00101000.

D1 - D12 - байты встроенного канала сети управления DCC. Байты D1-D3 заголовка регенерационной секции образуют канал 192 кб/с, байты D4-D12 - DCC мультиплексной секции со скоростью 576 кб/с.

J0 - идентификатор трассы регенерационной секции - выполняет те же функции, что и байт J1 в заголовке POH.

F1 - байт служебного канала. Может использоваться как канал передачи данных или канал передачи речи в пределах регенерационной секции.

K1, K2 - обеспечивают резервное переключение и оперативную реконфигурацию сети. В настоящее время получила широкое распространение концепция самозалечивающихся сетей, механизм действия которых связан с оперативной реконфигурацией и переходом на резервный ресурс. Именно эти процедуры обеспечиваются байтами K1 и К2. Поэтому их анализ обеспечивает тестирование работоспособности процессов резервирования.

S1 - определяет параметр качества источника синхронизации узла генерации транспортного модуля. Информация о параметре качества источника синхронизации передается комбинацией битов 5-8 в составе байта S1.

Возможные значения параметров качества источника синхронизации приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1

Параметр	Приоритет при использовании	Значение параметра
0010	Наиболее высокий	G.811 первичный источник синхронизации (RPC)
0100		G.812 вторичный источник синхронизации транзитного узла
1000		G.812 вторичный источник синхронизации оконечного узла
1011		Источник синхронизации цифрового оборудования
1111	Наиболее низкий	Не использовать для внешней синхронизации
0000		Качество не определено

E1, E2 - байт для организации речевой служебной связи.

B1 - байт внутреннего контроля ошибок регенерационной секции (BIP-8)

B2 - байты контроля ошибок мультиплексной секции (BIP-N x 24).

В секционных заголовках STM-64 для передачи количества несоответствий по процедуре битового чередуемого паритета применяются байты М0 и М1 . Байт М0 размещается в мультиплексном секционном заголовке, в девятой строке перед байтом М1.

Интерпретация М0 и M1 для STM-64

Код М0 [b1-b8]	Код М1 [b1-b8]	Интерпретация
0000 0000	0000 0000	0 BIP нарушений
0000 0000	0000 0001	1 BIP нарушений
0000 0000	0000 0010	2 BIP нарушений
0000 0000	0000 0011	3 BIP нарушений
0000 0000	0000 0100	4 BIP нарушений
0000 0000	0000 0101	5 BIP нарушений
:	:	:
0000 0110	0000 0000	1536 BIP нарушений
0000 0110	0000 0001	0 BIP нарушений
0000 0110	0000 0010	0 BIP нарушений
:	:	:
1111 1111	1111 1111	0 BIP нарушений

4 Расчет временных зависимостей комбинированных фазовых дрожаний, вносимых синхронной аппаратурой

В SDH сигналы виртуальных контейнеров формируются с использованием процедуры отображения (mapping) с цифровой коррекцией с управляемыми вставками из сплошных потоков данных или информационных компонентных потоков в том случае, если компонентные сигналы являются асинхронными по отношению к сигналам мультиплексора SDH.

Виртуальный контейнер заполняется информационными битами по различным картам МАРn, которые определяются числом информационных битов в его цикле.

Номинальная скорость 139264·103 б/с

Число битов в цикле NZ = 18792 бит

Допустимое отклонение от номинальной частоты а = ± 13 ppm

Размер эластичной памяти ES = 10 бит

Частота следования бит fVC =150336·103 Гц

Параметры VC-4

Карты VC-4	Количество информационных битов в цикле	Количество балластных вставок в цикле	Пропускная способность тракта VC-4, кбит/с
MAP0	17415	0	139320
MAP1	17414	1	139312
MAP2	17413	2	139304
MAP3	17412	3	139296
MAP4	17411	4	139288
MAP5	17410	5	139280
MAP6	17409	6	139272
MAP7	17408	7	139264
MAP8	17407	8	139256
MAP9	17406	9	139248

1) Отрицательная коррекции - скорость увеличивается, а = 13 ppm.

Пороги срабатывания временного детектора 0 или

Расхождение считывания и записи за один цикл составляет:

Заполнение сигнала VC-4 начинается по карте МАР-7.

Количество циклов до момента первой цифровой коррекции равно

Далее заполнение VC-4 осуществляется по карте МАР-6

Количество циклов до момента второй цифровой коррекции равно

Положительная коррекции - скорость уменьшается, а = - 13 ppm.

Заполнение сигнала VC-4 начинается по карте МАР-4.

Количество циклов до момента первой цифровой коррекции равно

Далее заполнение VC-4 осуществляется по карте МАР8.

Количество циклов до момента второй цифровой коррекции равно

Далее заполнение VC-4 осуществляется по карте МАР-7

Количество циклов до момента следующей цифровой коррекции равно:

4.1 Асинхронное отображение VC-4 в АU-4

При записи виртуальных контейнеров в TU используются указатели (PTR).

В синхронной аппаратуре предусмотрена возможность изменения значения указателей. Эта процедура осуществляется при использовании процедуры цифровой коррекции по прямой линии (aligning).

При отрицательной цифровой коррекции значение указателя уменьшается, при положительной - увеличивается.

Эластичная память состоит из L ячеек. L= ES = 12 байт или L = ES·8 = 96 бит.

Запись осуществляется с тактовой частотой сигнала VC-4 с допустимой величиной погрешности а = ±0,003 ppm.

Погрешность частоты считывания прием равной нулю.

Пороговые значения временного детектора выбраны 0 и .

NZAU-4 - количество битов в цикле AU-4 = 18816;

FAU-4 - тактовая частота считывания AU-4 = 150528 кбит/с;

1) Отрицательная коррекция - скорость увеличивается, а = 0,003 ppm

Величина указателя PTR = 4.

Расхождение фаз распределителей считывания и записи за один цикл равно:

Тогда цифровая коррекция по прямой линии выполняется через количество циклов Х1:

После коррекции величина указателя (PTR1) будет равна PTR1 = PTR - 1 = 3.

Количество циклов до момента второй коррекции рассчитывается из соотношения

После коррекции величина указателя (PTR2) будет равна PTR2 = PTR1 - 1 = 2.

Следующие моменты коррекции

После коррекции величина указателя (PTR3) будет равна PTR3 = PTR2 - 1 = 1.

Положительная коррекция - скорость уменьшается, а = - 0,003 ppm

Величина указателя PTR = 4.

Расхождение фаз распределителей считывания и записи за один цикл

Тогда цифровая коррекция по прямой линии выполняется через количество циклов Х1:

Число циклов до последующей смены указателей равно:

5 Процедуры встроенного контроля ошибок для слоя организуемых трактов виртуальных контейнеров и параметры оценки

Для сетевого слоя тракта VC-4 используется процедура внутреннего контроля BIP-8. BIP-8 рассчитывается по всем битам предыдущего цикла виртуального контейнера VC-4, результат вычисления по ВIP-8 помещается в байт В3 виртуального контейнера текущего цикла.

Для контроля характеристик ошибок используются байт G1 РОН: в битах b1 - b4 передается обнаруженное в стоке завершения трейла количество нарушений по BIP-8. Так как максимальное количество событий при использовании процедуры BIP-8 (включая отсутствие нарушений) равно 9, то значения выше (1000) интерпретируются как отсутствие нарушений. Бит b5 имеет значение «1», если передается сигнал индикации дефекта удаленного конца RDI в тракте виртуального контейнера VC-4, в противном случае передается «0». Сигнал RDI тракта VC-4 посылается обратно к источнику завершения трейла, если наблюдаются условия отказа сигнала в трейле или в сервере, которые обнаруживаются в стоке завершения трейла. RDI не указывает дефект отдаленной полезной нагрузки или дефекты адаптации.

Для оценки трактов виртуальных контейнеров VC-4 в терминах блоков с ошибками (блок с ошибками - блок, в котором отмечены один или несколько битов с ошибками) по данным расчетов BIP-8 принимается следующее - размер блока равен размеру цикла; блок отмечается как блок с ошибками, если отмечено хотя бы одно нарушение при сравнении BIP-8 источника и BIP-8 стока в функции завершения стока тракта;

- секунда с ошибками ES наблюдается, когда в течение одной секунды происходит одна аномалия или один дефект;

- секунда со значительными ошибками SES наблюдается, когда в течение одной секунды отмечается 2400 блоков (для VC-4) с ошибками как аномалии или один дефект;

- фоновая блочная ошибка BBE наблюдается, когда отмечаются блоки с ошибками как аномалии в течение времени, не принадлежащего SES;

- требования к характеристикам ошибок определяются из конца в конец для международного цифрового гипотетического эталонного тракта длиной 27 500 км по данным Рек. G.826 (08/96) при скорости передачи >55 - 160 Мбит/с:

а) блок с ошибками - блок, в котором отмечены один или несколько битов с ошибками, размеры блоков 6000 - 20000 биты/блок;

б) относительная величина секунд с ошибками - отношение секунд с ошибками ко всем секундам в течение времени наблюдения при нормальном состоянии тракта, ESR = 0,16;

в) относительная величина секунд со значительными ошибками - отношение секунд со значительными ошибками ко всем секундам в течение времени наблюдения при нормальном состоянии тракта, SESR = 0,002;

г) относительная величина фоновых блочных ошибок - отношение блоков с фоновыми ошибками ко всем блокам, за исключением блоков, входящих в секунды со значительными ошибками, в течение времени наблюдения при нормальном состоянии тракта, BBER = 0,0002.



Список литературы

1. «Транспортные технологии SDH и OTN» Н.Н. Кулёва, Е.Л. Фёдорова, 2009г.

2. «Архитектурное представление сетевых слоёв» Н.Н. Кулёва, Е.Л. Фёдорова, 2004 г.

3. «Оптические интерфейсы транспортных сетей SDH и OTN» Н.Н. Кулёва, Е.Л. Фёдорова, 2009 г.

Размещено на Allbest.ru

...