Реферат: Синхронная цифровая иерархия

 

                       Содержание

    Введение

1.<span Times New Roman"">   

Достоинства SDH

2.<span Times New Roman"">   

Скорости SDH

3.<span Times New Roman"">   

Измерение на сетях SDH

4.<span Times New Roman"">   

Тестирование мультиплексорного оборудования

5.<span Times New Roman"">   

Тестирование сети SDH в целом6. Особенности измерений джиттера в сетях SDH

     Заключение

Введение  

  SDH — это стандартдля высокоскоростных высокопроизводительных оптических сетей связи болееизвестный, как синхронная цифровая иерархия.  Это синхронная цифровая система предназначена для обеспечения простой,экономичной и гибкой инфраструктуры сети связи. По мере роста скоростейпередачи и развития структуры традиционных плезиохронных систем передач всебольше стали проявляться присущие им недостатки.

    Главные из них — отсутствие в структуресигнала средств управления сетью и сложность выделения исходного сигнала извысокоскоростных цифровых потоков. Действительно, чтобы выделить исходныйсигнал 2 Мбит/с из потока 140 Мбит/c необходимо произвести полную«разборку» потока, пройдя при этом все уровни иерархии скоростей.(вданном случае -140, 34, 8 Мбит/c). Это крайне неудобно и дорого, и тем дороже,чем выше скорости передачи цифровых потоков. К середине 80х годов назрелаострая необходимость создания нового стандарта для цифровых систем передач. Виюне 1986 года началась работа над стандартом SDH.

    Цель состояла в тон, чтобы разработатьобщий стандарт для волоконно-оптических систем передачи, который обеспечитсетевых операторов возможностью простой экономичной и гибкой работы с сетью.

     В 1988 были одобрены первые S0Н стандарты6.707, 6.708 и 6.709. Эти стандарты определяют особенности и функциональныевозможности транспортной системы, основанной на принципах синхронногомультиплексирования.

   Достоинства SDН.

  — Возможность разработки эффективных и гибкихсетей связи, основанных на прямом синхронном мультиплексировании.

  — Позволяет выделить сигнал любого уровняиерархии без демультиплексирования основного сигнала.

  — Обеспечение встроенной емкости сигнала дляцелей управления и эксплуатации сети.

  — Обеспечиваются гибкие возможноститранспортирования сигнала, предназначенные для существующих и будущих сигналов.

  — Позволяет иметь единую инфраструктуру сети,допускает установку сетевого оборудования от различных производителей.

   Только инфраструктура сети SDHобеспечивает эффективное прямое взаимодействие между тремя главными видамисетей:

Локальнаясеть, Сеть кольцевой структуры,Магистральная сеть.

  

      Скорости SDH

Наиболеераспространенные линейные скорости SDН, используемые сегодня: СинхронныйТранспортный Модуль первого уровня или STM-1. Сигналы более высокого уровняполучаются путем мультиплексирования с «чередованием байтов» сигналовнизшего уровня. Они обозначаются как SТМ-N. Линейная скорость более высокого уровня SТМ-N сигнала равнаПРОИЗВЕДЕНИЮ N на 155.52 Мбит/с, т.е. линейную скорость сигнала самого низкогоуровня. Наиболее часто используемые скорости передачи:

STM-1155.52 Мбит/с

STM-4622.08 Мбит/с

STM-162488.32 Мбит/с

SDH- структура разработанная для будущего развития, гарантирующая в случаенеобходимости добавление более высоких скоростей передачи.

SONЕТ- североамериканский эквивалент SDН.

Концепциии структура сигнала очень близки. Главное различие — в терминологии и в сигналесамого низкого уровня.

Измерения на сетях SDH

Внастоящее время технология SDH получает все большее применение для построениясовременных цифровых первичных сетей и, будучи сравнительно новой в практикероссийской связи, требует особого подхода к проведению измерений не только наэтапе ввода сетей в строй, но и при их эксплуатации. Это происходит по рядупричин.

  Во-первых, в настоящий момент стандарты SDHнаходятся в состоянии развития, многие из них еще дорабатываются идетализируются. Поэтому предлагаемое производителями оборудование можетсоответствовать лишь основным требованиям уже готовых стандартов, а дляпроверки их полного соответствия последним потребуется большая работа на этапахсертификации и внедрения.

   Во-вторых, программное обеспечение системуправления сетями SDH (Telecommunications Management Network — TMN), котороепредназначено для автоматического контроля и тестирования системы«изнутри», как правило, представляет собой новую фирменную разработкуи, следовательно, может содержать ошибки.

   В-третьих, технология SDH намного сложнеетехнологии PDH и требует от обслуживающего персонала более глубоких знаний.Изучить механизмы работы SDH и их взаимодействие практически невозможно безиспользования тестового оборудования.

    В-четвертых, только «внешнее»тестирование системы SDH позволит осуществить контроль таких важных параметроввзаимодействия сетей SDH и PDH, как уровень фазового дрожания сигнала(джиттер), возникающего, как правило, из-за погрешностей в цепях синхронизации.

    Таким образом, на этапах создания, пуска иэксплуатации сетей SDH приоритетной задачей является их анализ с помощьюизмерительных приборов. В настоящий момент это единственный способ достижениявысокой эффективности работы SDH.

   Наиболее важны измерения на следующихучастках:

— сопряжение сетей SDH разных производителей,

— сопряжение сетей SDH разных операторов,

— сопряжение сетей SDH с сетями PDH,

— соединение сетей SDH через сеть PDH (задача типичная для 

  России).

Нижемы рассмотрим основные схемы организации тестирования различных участков SDH,но опустим вопросы тестирования кабелей, электрических и оптических параметровстыков, которые достаточно полно освещены в литературе.

Тестирование мультиплексорного оборудования

Основнымэлементом сети SDH является мультиплексор ввода/вывода (МВВ). Он выполняетследующие основные функции:

— создание виртуальных контейнеров, включая помещение в них полезной нагрузки PDH(mapping) и заголовка;

— выгрузка сигнала PDH из виртуального контейнера, включая удаление из негозаголовка и компенсацию образовавшегося джиттера;

— мультиплексирование/демультиплексирование потоков STM-M в поток STM-N (N>M)- компенсация возможной рассинхронизации приходящих потоков за счетиспользования указателей (pointers).

Тестированиепроцессов создания виртуальных контейнеров необходимо для определения рядапараметров работы МВВ (джиттера и битовой ошибки — BER (Bit Error Rate)).Искусственно введя джиттер в тракт передачи, можно определить степень егокомпенсации. МВВ должен компенсировать нестабильность частоты передаваемогосигнала (допускаемой нормами PDH на нестабильность частоты). Опять же,искусственное введение нестабильности частоты передаваемого сигнала позволяетопределить ее влияние на BER и джиттер.

   Особенно важно тестирование процессоввосстановления нагрузки PDH, так как именно оно порождает джиттер, существенновлияющий на качество цифровых каналов связи (в частности, на величину BER). Впростейших тестах анализатор измеряет полученные на выходе МВВ джиттер и BER.Внося в канал SDH намеренную ошибку, анализируют реакцию систем контроля SDH ииндикации МВВ на полученную ошибку передачи. Существенным тестом является иимитация в сети процессов рассинхронизации. Для этого в тракт вносятдополнительные указатели (pointers) и измеряют джиттер и BER на выходе МВВ. Спомощью этого теста определяют эффективность механизма компенсации джиттера присмещении указателей (pointers movement).

   Простейший случай тестирования процессовсинхронного мультиплексирования/демультиплексирования потоков STM-N связан сизмерениями BER и смещения указателей, возникающих на этом участке. Однако издесь существуют специфические тесты. Для измерения устойчивости работымультиплексора к вносимому сетью SDH джиттеру (мультиплексор должен егокомпенсировать) на выходе МВВ измеряется уровень компенсации смещенияуказателей, намеренно введенного на его входе. Точно так же, внося некоторыйуровень ошибок в передаваемый сигнал, можно прогнозировать реакцию системыконтроля SDH и индикации МВВ на реальные ошибки передачи. Существенным здесь являетсякомплексное испытание, имитирующее рассинхронизацию приходящих потоков. Дляэтого анализатор синхронизируется от МВВ, а имитация осуществляется привведении нестабильности частоты приходящего сигнала. В этом случае измеряетсяуровень смещения указателей, определяющий эффективность компенсациирассинхронизации.

Тестирование сети SDH в целом

Послеиспытания мультиплексоров, как правило, производится тестирование сети SDH вцелом. Оно включает в себя:

-<span Times New Roman"">        

мониторинг и сбор статистики на участках сети и сопоставление  

     этой статистики со статистикой системыконтроля;

-<span Times New Roman"">        

исследование различных механизмов работы сети, в первую 

     очередь механизмов компенсации джиттерапри прохождении 

     нескольких мультиплексоров.

Мониторингсети осуществляется комплексно с мониторингом системы PDH и состоит из сбораосновных параметров цифровой передачи, которые рекомендуются стандартами МСЭ-TG.821 и M.2100. При этом на заданном участке джиттер можно измеритьдополнительно. В режиме мониторинга с помощью оптических разветвителейанализатор подключается к сети SDH и не оказывает влияния на работу сети.Исследование различных механизмов работы сети — процесс сложный и определяетсяспецификой самой сети. Обычно он включает описанные выше тесты и их комбинации,применяемые к участкам сети с несколькими МВВ. В цепочку из несколькихмультиплексоров вносят нестабильность частоты передаваемого сигнала (имитациярассинхронизации по входящему потоку). На выходе измеряется результирующийджиттер, который должен соответствовать действующим нормам для сети PDH.

Особенности измерений джиттера в сетях SDH

  Описание технологий измерений на сетях SDHбудет неполным, если отдельно не рассмотреть вопрос измерения джиттера всистемах SDH. Здесь следует учесть разную природу джиттера в системах PDH иSDH. В системах PDH джиттер возникает при некорректной работе аппаратурыпередачи (например, дрожание частоты задающего генератора) или вследствиеособенностей среды распространения сигнала, т. е. имеет физическую природу. Всистемах SDH джиттер имеет алгоритмическое происхождение. Он возникает какследствие использования механизма смещения указателей для компенсациирассинхронизации в сети. В случае рассинхронизации входящего потока для еекомпенсации необходимо вставить или удалить один байт указателя (смещениеуказателя). Поскольку этот процесс приводит к временному смещению нагрузки наодин байт, то применительно к джиттеру это означает его всплеск на 8 UI (UI — единичный интервал или время, необходимое для передачи одного бита информации).Таким образом, в системах PDH джиттер является постоянным по амплитуде, а всистемах SDH — импульсным. По этой причине измерение джиттера в системах SDH — наиболее важно. Импульсный джиттер возникает в практике телекоммуникаций толькопри переходе к технологии SDH, т. е. является принципиально новым параметромизмерений. Именно по этому параметру наблюдается некоторое разногласие всуществующих стандартах. Например, норма МСЭ-T на джиттер в канале DS3составляет не более 5 UI, тогда как смещение указателей приводит к всплескуджиттера на 8 UI. Поэтому мультиплексорное оборудование системы SDH должнокомпенсировать образующийся всплеск джиттера. При ее недостаточностиоборудование приема потока Е2 может не справиться со всплеском джиттера, и тогдапроизойдет сбой цикловой синхронизации, который приведет к потере до трехциклов информации. Нормы на джиттер в системах SDH определены в рекомендацииМСЭ-T G.958.

   Для измерения джиттера на сетях PDH можноиспользовать методику измерений с накоплением данных и анализом среднегозначения параметра. Такая методика измерения джиттера в системах SDHнеприменима, поскольку характерный для этих систем всплеск джиттера оказываетсяне фиксируемым. Итак, при выборе измерительного оборудования необходимо четко представлять,какой тип джиттера будет измеряться — импульсный или постоянный. Именно этотпринципиальный момент обычно упускают, когда рассматривают технику измеренийдля SDH. На рынке существуют несколько моделей универсальных анализаторов,способных проводить измерения в сетях PDH и SDH. В таблице приведены основныехарактеристики наиболее совершенных из них.

Заключение

Взаключение хотелось бы отметить следующее: в настоящий момент развитие сетейSDH в практике российской связи переходит от этапа экспериментального внедренияк этапу широкого внедрения и эксплуатации, что повышает интерес к процессамизмерения на цифровой сети SDH. До сих пор операторы эксплуатировали такиесети, построенные на базе оборудования одного производителя, и с сравнительно несложнойтопологией — даже сравнительно крупная сеть «Макомнет» с точки зрениятопологии довольно проста. Однако начинается процесс расширения цифровых сетейSDH, усложнения их топологии и превращения в гетерогенные, т. е. построенные набазе оборудования разных производителей. В ближайшее время может возникнутьнеобходимость в документах по методологии измерений, однако уже сегодня общиеположения такой методологии ясны, и они с успехом будут применяться дляповышения эффективности и надежности работы сетей SDH.