Измерения мультиплексоров ввода-вывода

Измерения мультиплексоров ввода-вывода

Введение

Группа измерений МВВ {1.Y.Z.} является одной из самых важных и включает в себя 10 отдельных групп измерений.

Большое количество измерений группы определяется тем, что МВВ представляет собой чрезвычайно важный элемент сетей SDH, осуществляющий, с одной стороны, загрузку и выгрузку потоков PDH в сеть SDH, с другой стороны -- формирование синхронного транспортного модуля в соответствии с правилами мультиплексирования.

Таким образом, МВВ как сетевой элемент находится на границе сопряжения сетей PDH и SDH, и, следовательно, параметры его функционирования чрезвычайно важны для работы всей сети SDH. В результате на всех этапах эксплуатации системы SDH выполняются измерения, связанные с анализом работы МВВ.

1 Функциональные тесты уровней маршрутов (группы {1.2.1.} и {1.3.1.})

Все измерения уровня маршрутов связаны с формированием виртуальных контейнеров VC-12, VC-2, VC-3 и VC-4.

Основным элементом формирования виртуальных контейнеров являются заголовки НО-РОН и LO-POH. Использование того или другого типа заголовка зависит от типа загружаемой нагрузки (загружаются ли потоки Е1 или потоки ЕЗ/Е4).

В случае комбинированной нагрузки измерения обоих групп объединяются.

Основным объектом измерений групп {1.2.1.} и {1.3.1.}, таким образом, являются заголовки маршрутов. В соответствии с основными информационными полями заголовков РОН можно выделить следующие группы измерений.

Функциональные тесты МВВ маршрута высокого уровня включают:

- анализ поля индикатора маршрута;

- анализ типа полезной нагрузки и правильности формирования поля С;

- мониторинг канала управления F в случае, если известен протокол управления по каналу;

- анализ сверхцикловой структуры в байтах Н4.

Анализ перечисленных полей дает информацию о корректности формирования структуры виртуальных контейнеров верхнего уровня VC-3 и VC-4.

Другие информационные поля, такие как поля ВЗ, G1 и N1, используются для контроля ошибок и наиболее важны в измерениях уровня маршрута, тогда как информационное поле КЗ существенно не для измерений МВВ, а для функциональных тестов коммутаторов и процедур резервного переключения APS.

Рисунок 1 -- Функциональные тесты МВВ уровней маршрутов

Аналогично к функциональным тестам маршрута низкого уровня относятся:

- анализ поля идентификатора маршрута J2;

- анализ информационного поля байтов V5.

Для организации измерений могут использоваться две схемы, представленные на рис. 1.

Для проведения измерений на этапе эксплуатации сети используется схема рис. 1а.

В этом случае от системы управления сетью SDH оператор получает данные о параметрах загрузки и выгрузки потоков PDH тестируемого МВВ, куда включаются данные о типах и параметрах загружаемых потоков (например, загружаются только потоки Е1 или поток Е4, возможны варианты комбинированной загрузки), а также о методе загрузки (например, асинхронная, бит-синхронная и т.д.).

На основании этих данных анализируется информация заголовков НО-РОН и/или LO-POH, передаваемых в потоке STM-1.

Для проведения измерений анализатор включается в поток без нарушения связи.

В качестве второй возможной схемы организации измерений (рис. 1б) анализатор PDH/SDH может использоваться не только как анализатор, но и как генератор потока PDH, загружаемого в мультиплексор.

В этом случае для проведения измерений используется обычно один канал PDH. На анализаторе выставляются параметры загружаемого потока PDH, система управления позволяет указать метод загрузки потока. Затем анализатор подключается к линейному сигналу в режиме мониторинга по интерфейсу STM-1е или через оптический разветвитель, и производятся измерения параметров заголовка.

Как и в первом случае, основным результатом измерений является выделяемая из канала структура заголовков НО-РОН и/или LO-POH, связанная уже непосредственно с загружаемым потоком. Для проведения стрессового тестирования из линейного сигнала может выделяться загружаемый тестовый поток PDH.

Обе схемы рис. 1 являются эксплуатационными, поскольку позволяют проводить измерения без отключения мультиплексора от сети и без нарушения работы системы передачи.

2 Функциональные тесты МВВ секционного уровня (группа {1.1.1})

К измерениям секционного уровня систем SDH относятся:

анализ параметров оптического линейного сигнала;

анализ секционного заголовка;

анализ сообщений о неисправностях секционного уровня;

измерение параметров ошибок;

контроль параметров автоматического переключения;

анализ джиттера и вандера линейного оптического сигнала.

Как следует из структуры секционного заголовка, только часть информационных полей, передаваемых в нем, существенна для измерений МВВ, а именно подзаголовок мультиплексорной секции MSOH.

В состав MSOH входят следующие информационные поля:

информационные поля контроля четности В2;

информационные поля управления резервным переключением К1 и К2;

поле подтверждения ошибки четности М1;

поле передачи данных о параметрах источника синхронизации (сигналы SSM) S1;

другие служебные поля (D и Z).

Из перечисленных полей на этапе эксплуатации анализируются только поля К1, К2, М1 и S1, однако все они в существующей классификации относятся не к функциональным тестам МВВ, а к другим группам измерений: информационные поля К -- к анализу процедур APS, анализ сигналов SSM -- к анализу системы синхронизации.

Таким образом, необходимо отметить, что эксплуатационные измерения группы {1.1.1.} включают в себя простую проверку корректности структуры MSOH.

Анализ параметров оптического интерфейса включает измерение следующих параметров оптического линейного сигнала: тип линейного кодирования; частота линейного оптического сигнала и ее постоянное отклонение; мощность оптического сигнала на выходе и входе МВВ.

Эти три параметра измеряются обычно в режиме параллельного подключения анализатора к выходному или входному линейному потоку МВВ.

Реже используется схема измерений в режиме включения анализатора в разрыв (режим THROUGH).

3 Функциональные тесты МВВ уровня нагрузки (группа {1.4.1.})

К измерениям уровня нагрузки относятся:

анализ процессов загрузки и выгрузки потоков PDH;

анализ джиттера нагрузки;

измерения параметров электрического интерфейса МВВ;

анализ параметров загружаемых и выгружаемых потоков.

Анализ процессов загрузки и выгрузки потоков PDH относится к функциональным измерениям МВВ и рассматривался детально выше.

Параметры электрического интерфейса МВВ и параметры загружаемых и выгружаемых потоков PDH включает всю методологию измерений PDH.

Для измерений систем PDH уровня выше Е1 наиболее часто используется представление результатов в соответствии с G.826 и М.2100.

Измерения параметра ошибки выполняется на всех участках тракта SDH и на тракте в целом во время приемо-сдаточных испытаний системы передачи, а также в процессе эксплуатации для проверки качества трактов цифровой системы передачи.

Рисунок 2 -- Измерение параметров ошибок МВВ

На практике обычно применяются две схемы измерений, касающихся МВВ: схема комбинированного измерения параметров ошибок PDH/SDH (рис. 2а) и схема измерения параметров ошибок только на уровне нагрузки МВВ (рис. 2б).

В обоих случаях для измерений параметров ошибок выделяется специальный тестовый канал для загрузки ПСП (обычно канал Е1, поскольку это минимально возможная скорость загрузки/выгрузки).

Анализатор выступает как генератор нагрузки PDH и обеспечивает загрузку в МВВ тестового сигнала, содержащего ПСП. Для проведения комбинированных измерений PDH/SDH анализатор подключается параллельно через оптический разветвитель и обеспечивает выделение тестового сигнала с ПСП из потока STM-N. Сравнение двух сигналов дает возможность обнаружить ошибки передачи.

Для проведения измерений только на уровне нагрузки по заданному тестовому каналу с ПСП в сети SDH должен быть сделан шлейф (рис. 2б). Анализатор в этом случае выступает как генератор и анализатор PDH и обеспечивает измерение параметров ошибок по G.826 и М.2100.

Помимо измерений параметров ошибок на уровне нагрузки анализируются параметры электрического интерфейса МВВ. Наиболее существенными параметрами здесь выступают уровень сигнала, частота и ее девиация, тип линейного кодирования.

4 Функциональные тесты МВВ уровня маршрута (группа {1.5.1})

Эта группа измерений представляет собой расширение функциональных тестов МВВ на пару МВВ. Если при рассмотрении функциональных тестов маршрутов высокого и низкого уровней и секционного уровня основное внимание уделялось анализу процедур мультиплексирования, то функциональные тесты МВВ уровня маршрута предусматривают также:

- анализ корректности передачи информационных полей сформированного модуля STM-1;

- анализ процедур демультиплексирования на удаленном конце.

Для проведения таких измерений в точках генерации STM-1 и приема STM-1, ограничивающих тестируемый маршрут, через оптические разветвители подключаются анализаторы SDH (рис.3).

Каждый анализатор используется для получения данных о составе информационных полей заголовков РОН и SOH. Затем данные сравниваются и на основании такого сравнения делается вывод о том, какие изменения в параметры заголовков вносит маршрут, а следовательно, как это повлияет на параметры демультиплексирования потока.

Рисунок 3 -- Функциональные тесты МВВ уровня маршрута

В качестве второго примера функциональных тестов МВВ уровня маршрута рассмотрим измерение параметров ошибки (рис. 4).

Рисунок 4 -- Схема организации измерений параметра ошибки на уровне маршрута

Как видно из рис. 4, ПСП загружается как один из потоков PDH в систему SDH, а затем анализируется по параметрам ошибки после выгрузки соответствующего потока на удаленном конце.

Основными преимуществами схемы является возможность использовать для тестирования только часть потока SDH (остальная часть может быть использована для передачи трафика).

В результате измерений параметров ошибки получаются данные не только о тех ошибках, которые вносит работа МВВ, но и о всех ошибках, которые возникают при передаче нагрузки по маршруту.

Следует отметить, что результаты таких измерений имеют большую эксплуатационную ценность, чем результаты, связанные с анализом МВВ отдельно.

Как следует из вышеперечисленных примеров функциональных тестов МВВ уровня маршрута, для проведения измерений этой группы обычно необходимы два анализатора, поскольку предметом измерений оказываются два мультиплексора по разные стороны маршрута.

5 Стрессовое тестирование МВВ (группы {1.Y.2})

Стрессовым тестированием называется изучение процессов на участках сетей связи и поведение компонентов сети по схеме "воздействие-отклик". Любые измерения этих групп характеризуются двумя группами параметров: параметрами воздействия и параметрами отклика системы на оказываемое воздействие.

Рассматривая стрессовое тестирование МВВ, можно выделить следующие группы измерений:

тестирование на уровне маршрутов высокого и низкого уровней ({1.3.2} и {1.2.2.});

секционного уровня ({1.1.2});

на уровне нагрузки ({1.4.2});

на уровне маршрута ({1.5.2}).

Из перечисленных групп первые три относятся к анализу конкретного МВВ, последняя является расширением методологии первых трех на пару МВВ.

Рассмотрим первые три группы.

Сразу следует отметить, что для всех измерений перечисленных групп существует две возможные схемы организации измерений, представленные схематически на рис. 5. Схемы отличаются по тому, подвергается ли стрессовому тестированию процедура мультиплексирования или демультиплексирования.

Стрессовое тестирование процедуры мультиплексирования осуществляется через загружаемый поток PDH (рис. 5а), в качестве отклика рассматриваются параметры транспортного модуля STM-1. Для этого анализатор подключается к потоку STM-1 через оптический разветвитель без нарушения связи.

В данном случае схема стрессового тестирования может с успехом применяться как во время приемо-сдаточных испытаний, так и на этапе эксплуатации.

Стрессовое воздействие на процедуру демультиплексирования предусматривает внесение неисправностей через параметры потока STM-1 и анализ в качестве параметров отклика параметров выгружаемых потоков PDH.

Для этого анализатор должен подключаться к МВВ непосредственно по потоку STM-1 (рис. 5б), т.е. МВВ должен на время проведения измерений отключаться от системы передачи.

Эта особенность измерений приводит к тому, что стрессовое тестирование нарушает работу системы SDH и не может быть рекомендовано для эксплуатационных измерений. Обычно измерения данной группы выполняются на этапе пуско-наладочных или приемо-сдаточных испытаний.

Рисунок 5 -- Схемы организации стрессового тестирования МВВ

Стрессовое тестирование МВВ обеспечивает анализ пороговых значений параметров и определенный прогноз поведения МВВ в различных нестандартных ситуациях, которые могут возникнуть в сети.