Синхронный транспортный модуль

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

ТАДЖИКСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. АК. М.С. ОСИМИ

Кафедра: « СС и СК»

РЕФЕРАТ

На тему

Синхронный транспортный модуль

Выполнили: Фуруг Х. и Шарипов Ф.

Душанбе - 2012г.

Содержание

Введение

Коротко о SDH

Цикл SDH

Анализ заголовка

Анализ полезной нагрузки

Указатели полезной нагрузки

Компанентные блоки

Заключение

Введение

SDH - это стандарт для «высокоскоростных-высокопроизводительных» оптических сетей связи; более известный, как синхронная цифровая иерархия.

Это синхронная цифровая система предназначена для обеспечения простой, экономичной и гибкой инфраструктуры сети связи.

Более старые сети развивались тогда, когда соединения «точка-точка» были основными для сети.

Сегодня операторы сети требуют намного большей гибкости.

Плезиохронная технология объединения, часто называемая PDH (плезиохронная Цифровая Иерархия), не имеет в структуре сигнала места для сигналов управления и обслкуживания сети. Мы остаемся без резервной емкости игнала, чтобы обеспечить усовершенствования в его передаче. В процессе развития сетей, соединения становятся все более и более сложными. Требуется большее число мультиплексированных и громоздких, ненадежных распределительных структур. Стало ясно, что первоначальные стандарты для связей «точка-точка» стали непригодны. Чтобы иметь свободный доступ к любому компоненту для изменения его маршрутизации, необходимо демультиплексировать весь сигнал до уровня требуемого компонента. При этом затраты удваиваются.

До SDH не имелось никаких стандартов, которые гарантировали бы работу оборудования производителей в одной системе. Производители могут иметь свои собственные, уникальные разработки, что означает, что мы должны покупать оборудование одного и того же производителя для обоих концов линии. В идеале, мы хотели бф покупать наиболее подходящее оборудование, без необходимости обращения к одному и тому же производителю.

Компании-операторы сети должны обеспечить быстрое и эффективное обслуживание пользовательских цепей и услуг также, как контроль над шириной диапазона передачи.

Коротко о SDH

Работа над стандартом SDH началась в июне 1986. цель состояла в томя, чтобы разработать общий стандарт для волоконно-оптических систем передачи, который обеспечит сетевых операторов возможностьюпростой, экономичной и гибкой работы с сетью.

SDH может использовать во всех традиционных областях применения сетей. Только инфраструктура сети SDH обеспечивает эффективное прямое взаимодействие между тремя главными видами сетей:

- Локальная сеть;

- Сеть кольцевой структуры;

- Магистральная сеть;

Самый назкий уровень SDH сигнала назван «Синхронный Транспортный Модуль» первого уровня или STM-1. STM-1 имеет скорость передачи 155.52 Мбит/с. Сигналы более высокого уровня получены мультиплексиванием с «чередованием байтов» сигналов низшего уровня. Они обозначены STM-N. Линейная скорость более высокого уровня STM-N сигнала равна произведению N на 155.52 Мбит/с, т.е. линейную скорость сигнала самого низкого уровня.

STM-1 - линейная скорость 155.52 Мбит\с;

STM-4 - линейная скорость 622.08 Мбит\с;

STM-16 - линейная скорость 2488.32 Мбит\с;

Цикл SDH

SDH сигнал транспортируется, как синхронная структура, которая включает набор байтов (по 8 бит), организованных как двухмерный массив. Аналогия «грузовик» является популярным способом для объяснения содержания структуры SDH. Представим грузовик как транспортное устройство и «контейнер» с грузом.



Теперь определим структуру SDH от грузовика для того, чтобы рассмотреть ее более подробно. Вы можете видеть, что весь кадр разделен на определенные облости. Каждая область связана с частью нашего «грузовика». Содержание контейнера, который везет «грузовик», представляет реальную ценность. Этот «полезный груз» является аналогом трафика клиента, переносимым «контейнером» в рамках структуры SDH. Этот контейнер «полезной нагрузки» поддерживает транспортирование опредеденных компонентов сигналов. Емкость полезной нагрузки для STM-1 составляет 149.76Мб/с, что более чем достаточно для размещения 139Мб/с компонентного сигнала, или нескольких сигналов более низкого уровня (типа E.1 и Е.3).

Средство, фактически доставляющее содержимое «грузовика» по назначению, это «тягоч». Это аналогично возможности обслуживания и управления сетью, заложенной в структуре SDH и известной как «Секционный заголовок» или SOH. SOH - заголовок секции обеспечивает средства обслуживания, которые требуется, чтобы поддерживать и обслуживать трафик пользователя при его передече. SOH разбит на заголовок мультиплексной секции (MSOH) и заголовок регенерационной секции (RSOH). Даже если контейнер загружен на другой «грузовик» имеется часть заголовка, которая всегда остается с ним. Она известна как Трактовый заголовок POH. Трактовый заголовок непосредственно связан с областью размещения полезной нагрузки и вместе они формируют то, что известно как «Виртуальный контейнер».

Итак, цикл SDH состоит из двух частей: секционного заголовка и виртуального контейнера.

Секционный заголовок (SOH) - область сигнала, которая обеспечивает в каждом цикле SDH для выполнения функций, поддерживающих и обслуживающих транспортировку «Виртуальных контейнеров» между смежными узлами сети.

Виртуальный контейнер(VC) - включает «Контейнерную» область (которая несет трафик клиената - полезную нагрузку) и Трактовый заголовок (POH). Заголовок всегда сопроваждает «Контейнер» от... и до.

Циклы передаются по следовательно по оптической линии. Каждый цикл состоит из набора байтов по 8 бит. Байты в цикле передаются: слева направо, сверху вниз.

Синхронный сигнал включает в себя набор байт по 8 бит, организованных в структуру цикла. Для упращения, отдельный цикл в последовательном потоке сигнала может быть представлен двумерным изображением. Это двумерное изображение включает в себя N строк и М столбцов ячеек. Каждая ячейка представляет отдельный байт синхронного сигнала. SDH сигнал передается как последовательный поток. При этом все циклы имеют одинаковую структуру и мы должны иметь способ идентификации каждого цикла. В SDH цикле идентичность каждого байта известна и сохраняется относительно байт цикловой синхронизации, известных как: [A1,A2]. Байты А1 и А2 обеспечивают точку отсчета, от которой определяются все остальные байты в пределах цикла. Давайте теперь представим, что линейная скорость STM-1 составляет 155.52 Мб/с. Мы имеем синхронный последовательный поток и двумерное представление цикла STM-1. для сигнала STM-1 мы имеем 9 рядов и 270 колонок в цикле. Мы также знаем, что байт состоит из 8 битов. Добавим к вычислениям. Согласна теории Найквиста (удвоенная самая высокая частота ТЧ кГц), скорость повторения циклов... 8000 циклов в секунду. Добавление этого в наше вычисление показывает, что мы достигли нашей цифры 155.52 Мб/с, основной скорости SDH.

Анализ заголовка

Для управления и обслуживания, сеть SDH может быть представлена в виде трех отдельных участков:

-Мультиплексорная секция - между транспортными узлами;

-Регенерационная секция - между регенераторами или между регенератором и транспортным узлом;

- Тракт - между точками, где формируются и расформировываютмя VC;

Заголовок внутри SDH сигнала поддерживает обслуживание сети на уровнях тракта и секции. Заголовок секции (SOH) сожержит заголовки регенерационной и мультиплексорной секций. Трактовый заголовок расположен в виртуальном контейнере (VC-4) в пределах STM-1.

Теперь рассмотрим область каждого заголовка более подробно, начнем с трактового заголовка.



Функции заголовка тракта:

- Сообщение Трассы Тракта;

- Контроль четности;

- Структура виртуального контейнера;

- Тревожная сигнализация и информация о характеристиках;

- Пользовательский канал;

-Индикация сверхцикла для TU (Компьютерных блоков);

- Защитное переключение тракта;

Трактовый заголовок состоит из 9 байтов, которые занимают первую калонку виртуального контейнера (VC-4) STM-1.

Функции заголовка Мультиплексорной секции:

- Контроль четности;

- Указатель полезной нагрузки;

- Тревожная сигнализация;

- Автоматическое защитное переключение;

- Канал передачи данных;

- Служебная связь;

Заголовок мультиплексорной секции (MSOH) обеспечивает функции, необходимые для контроля и управления передачей между элементами сети.

Функции заголовка регенерационной секции:

- Контроль четности;

- Цикловая синхронизация;

- Идентификация STM-1;

- Канал пользователя;

- Канал передачи данных;

- Служебная связь;

Заголовок регенераторной секци состоит из 12 байтов.

Анализ полезной нагрузки

Давайте посмотрим полезную нагрузку SDH. Предворительно заметим, что это аналогично содержимому контейнера на грузовике и таким образом представляет реальную ценность SDH сигнала. Виртуальный контейнер - это то место, где находится фактические данные. Он называется «Виртуальным» потому, что может «плавать» относительно цикла SDH. Давайте представим снова нау грузовик, только теперь он оживает погрузки и готов повезти эти контейнеры по оптическому шоссе. Секционный заговок представляемый тягочом, готов. VC может состоить из более мелких элементов, подобных тюкам или ящикам. Они известны как индивидуалные компаненты блоки. Пример - стандартные скорости Е1 и Е3. трактовый заголовок всегда находится в первой колонке VC-4. оставщаяся емкость (Контейнер С-4) может быть загружен 63-мя TU-12(которые несут сообщение о размещении Е-1) или 3-я TU-3(которые немут сообщение о размещении Е-3).байты стаффинга в этом случае используется, чтоюы заполнить свободное место в VC-4.

VC-4 может нести смесь компонентных сигналов. Поэтому, в одном и том-же VC-4, возможно одновременно передовать вместе с нвшими компонентами и североамереканские компоненты DS-1. Для формирования VC-4, мы должны добавить Трактовый заголовок. Он обеспечивает средства управления транспортировкой VC-4 между оконечным оборудованием тракта (т.е. , где vC-4 формируется и расформируется). Следует отметить, что этот процесс сборки и разборки VC-4 производится только однажды, в оконечных точках, известных как «окончание тракта высокого прядка» VC-4 остается неизменным, даже если он в сети многократно переходит из одной транспортной системы в другую.

VC-4 предназначен для передачи полезной нагрузки со скоростью 139 Мб/с. Давайте расмотрим как мы получаем фактическую емкость.



Указатели полезной нагрузки

Помните, SDH создан быть синхронной сетью. В идеале это означает, что все сетевые узлы синхронизируются относительно главного генератора. Однако, SDH имеет возможность асинхронной работы в пределах сети. При этом необходимо заботиться о различиях в синхронизации, которые вытекают из того, что используется более чем один задающий генератор. «Указатели» SDH обеспечивают асинхронную работу в пределах синхронной сети. VC-4 может начинаться с любой позиции в предерах области полезной нагрузки. Наиболее часто он начинается в одном цикле, а заканчивается в другом. Это способность VC-4 перемещаеться относительно цикла STM известна как «плавание».

Байты указателей - Н1, Н2 и Н3. эти байты обеспечивают функционирование указателя. Н1 и Н2 используется для того, чтобы идентифицировать первый байт плавающего VC-4. байты Н3 является байтами «Действия указателя». Они несут «живую» информацию из VC-4 в течение цикла STM, в котором происходит отрицательное выравнивание. (То есть. Обеспечивают область переполнения). С помощью трёх байт Н3 в указателе AU-4, каждое регулирование перемещает VC-4 на 3 байта относительно цикла STM). Указатели «заботятся» о проблемах синхронизации. Виртуальный контейнер перемещен относительно указателя и поэтому относительно цикла STM. Различные операторы сети будут иметь своии собственные опорные генераторы. Это генераьоры будут работать со слегка различными скоростями. Поэтому, SDH должен быть способен работать эффективно между сетевыми узлами, которые работают асинхронно. Для борьбы с этим расхождением генераторов VC-4 может смещаться в положительную и отрицмтельную сторону на 3 байта. Это достигается изменением значения указателей полезной нагрузки в приемном элементе сети. Процесс также компенсируется любое другое фазовое рассоглосование между принятым SDH сигналом и опорными генератором SDH узла. Указатели полезной нагрузки приводят к ухудшению сигнала, известному как джиттер регулирования с помощью указателя. Большая осторожность требуется при разработке проекта синхронизации для синхронной сети. Это минимизирует число настроек указателей полезной нагрузки и уровень джиттера, появляющегося на PDH выходах сигнала из сети SDH.

Компонентные блоки

Очевидно, что VC-4 (полезная нагрузка STM-1) был предназначен для транспортировки 139 Мб/с компонентного сигнала. Транспортировка компонентных сигналов в более низкими скоростями, типа 2 Мб/с, обеспечивается структурной компонентного блока (TU). TU представляет миницикл с установленным количеством TU собранных в пределах VC-4. Скажем мы хотим загрузить VC-4 2Мб/с сигналами от клиентов из различных регионов. Каждый регион будет иметь собственный эталон синхронизации. 2Мб/с будут синхронными по своей природе! Необходимо найти способ разместить этот синхронный трафик в синронной структуре SDH. Синхронизация достигается добавлением дополнительных битов заполнения к компонентам, как часть полезной нагрузки в процессе ее размещения. Емкоть полезной нагрузки, предусмотренная для каждого компонента сигнала, всегда слегка больше, чем требуется для компонентного сигнала.

Хорошо известно, что TU-12, проходят два уровня промежуточного мультииплексирования прежде, чем загружаются в VC-4. эти промежуточные уровни мультиплексирования известны как Группы Компанентных блоков (TUG). По существу, Цикл Компанентного блока представляет структуру мини цикла. Он имеет признаки транспортного цикла SDH, но передается в пределах стандартной структуры цикла VC-4. имеется два главных режима для структуры TU: фиксированный и плавающий режим. TUVC не двигаются относительно VC-4, поэтому они не требуют указателей полезной нагрузки и , следовательно не имеют Заголовка Секции:

1. Минимальная сложность никаких указателей или заголовок тракта.

2. Подходят для режима точка-точка, где не существует проблем синхронизации.

Замечание: фиксированный режим был удален из самых последных стандартов.

TU виртуального контейнера может «плыть» относительно сверхцикла TU и относительно циклов VC-4. Сверхцикл TU простирается на 4 VC-4 и что TU VC может пересечь TU границы сверхцикла.

Заключение

синхронная цифровая иерархия канал

Собранные таким образом контейнеры затем упаковываются в так называемые синхронные транспортные модули STM-1 (Synchronous Transport Module), которые уже непосредственно передаются по цифровому каналу. Упаковка производится по тому же принципу - к полю полезной нагрузки, содержащему виртуальные контейнеры, добавляется заголовок с управляющей информацией. Аналогично PDH эти модули мультиплексируются по п-уровневой схеме, но здесь используется единый для всех уровней коэффициент мультиплексирования, равный 4.

Следовательно, стандартный ряд каналов иерархии SDH включает каналы, по которым передаются модули STM-1, STM-4, STM-16 и так далее. Скорость основного цифрового канала SDH (скорость передачи модуля STM-1) вычисляется исходя из того, что размер в поле полезной нагрузки модуля STM-1 должен помещаться виртуальный контейнер максимального размера VC-4, соответствующий скорости передачи 140 Мбит/с, С учетом заголовка и полезной нагрузки размер STM-1 должен составлять 19440 бит. При частоте 8 КГц, с которой АЦП формирует битовые последовательности на передающей стороне, скорость основного цифрового канала SDH оказывается равной 155520000 бит/с, т.е. около 155 Мбит/с. В таком канале можно передать один триб Е4 или три триба ЕЗ/ТЗ, соответствующих скоростям 34/45 Мбит/с. Исходя из этого, нетрудно подсчитать остальные скорости иерархического ряда SDH, принимая во внимание, что в настоящий момент используется 5 уровней мультиплексирования. Используемые скорости иерархии SDH указаны в табл. 17.2. Заметим, что полезная скорость, т.е. скорость передачи собственно пользовательских данных, на любом уровне меньше указанной в таблице скорости, так как каждый транспортный модуль и контейнеры, находящиеся внутри него, несут в своих заголовках управляющую информацию. Например, максимальная полезная скорость канала STM-1 составляет 149.76 Мбит/с, а для канала STM-4 она составляет 514.62 Мбит/с.

Размещено на Allbest.ru