1. Задачи, решаемые при использовании многоканальных систем передачи информации


Синхронная цифровая иерархия (SDH ). Достоинства и общие характеристики SDH . Предпосылки создания и принципы построения SDH



страница5/5
Дата14.08.2018
Размер0.81 Mb.
#43960
1   2   3   4   5

34. Синхронная цифровая иерархия (SDH ). Достоинства и общие характеристики SDH . Предпосылки создания и принципы построения SDH.


Недостатки систем плезиахронной цифровой иерархии:

Ограничена скорость передачи, так как синхронизация идет от самого цифрового потока;

На базе PDH нельзя построить полноценную сеть, так как нет средств управления и контроля за сетью, PDH работает только по системе «точка-точка». PDH не рассчитана на построение сети как таковой, так как сеть не могла сама решать вопросы распределения потоков для поддержания живучести и повышения надежности и скорости передачи;

Сложность извлечения первичной информации из высокоскоростных потоков из-за сложности в согласовании скоростей. Дешевле расформировать поток, выделить из него необходимую информацию и сформировать поток заново.

Старая элементная база даёт побитную обработку данных, что не стыкуется с осовремененным оборудованием.

Достоинства систем синхронной цифровой иерархии:

Упрощено разделение/объединение цифровых потоков;

Прямой доступ к компонентам с меньшими скоростями без необходимости разделения/объединения всего высокоскоростного потока;

Существенное расширение возможностей эксплуатации и технического обслуживания оборудования;

Оборудование имеет более компактные размеры;

Облегченный переход к более высоким скоростям передачи по мере развития техники.



Особенности SDH:

Синхронизация в SDH осуществляется по отдельной линии от первичного эталонного генератора, что дает возможность повысить скорости передачи, которая будет зависеть от точности генератора;

Наращивание скорости возможно только на основе оптоволоконных кабелей;

В SDH предусмотрены возможности построения сети и управления ею с использованием современных микропроцессоров;

В SDH идет работа с байтами, а не битами.

Синхронный транспортный сигнал представляет собой пакет (STM – синхронный транспортный модуль).



34.Предпосылки создания и принципы построения SDH.

Сначала развития SDH заполняли низкоскоростными потоками PDH (от E1 до E4).



Поток STS-1 от SONET (Synchronic Optical Net - USA ):

Скорость передачи:

с=264*3*8*8000=50688 кбит/c

Поток STM-1 (Europe):

Скорость передачи:f:\my documents\fiji\istu\хатбулин\рис\123.jpg

с=270*9*8*8000=155520кбит/c
Системы SDH строятся по функциональным слоям, каждый из которых имеет свою аппаратуру, своё управление и свои средства контроля.
Вся информация укладывается в виртуальных контейнерах (VC – virtualcontainer), который имеет пункт отправления и назначения, фиксированный объем.f:\my documents\fiji\istu\хатбулин\рис\123.jpg

Каждый слой имеет свои стандарты. Взаимодействие между слоями оговаривается.

В SDHв качестве входных сигналов каналов доступа выступают трибы PDHи SDH(компонентные сигналы).

Структура верхнего уровня иерархии SDHможет строится из структур нижнего уровня и несколько структур одного и того же уровня могут быть объединены в одну общую структуру.

Трибы должны упаковываться в стандартные помеченные виртуальные контейнеры. Положение виртуального контейнера может определяться с помощью указателей.

Несколько контейнеров одного уровня могут быть сцеплены вместе и рассматриваться в качестве непрерывного контейнера.


35. Схемы мультиплексирования потоков в STM-1 для SDH ( G.707, G.708, G.709).

Первый стандарт на построение мультиплексора разработан ITU-T в 1988 году (стандарты G.707, G.708). В нем оговариваются свойства базового мультиплексора.



Схема мультиплексирования SDH:

f:\my documents\fiji\istu\хатбулин\рис\123.jpg
C1…C4 – контейнеры 1…4 уровня: (для инкапсуляции сигналов канала доступа или трибов)

C1 содержит трибы T1 или E1 (C1.1 – 25 байт или C1.2 – 34 байт);

C2 содержит трибы T2 или E2 (C2.1 или C2.2 – 106 байт);

C3 содержит трибы T3 или E3 (C3.1 или C3.2 – 756 байт);

C4 содержит триб E4 (2340 байт).

VC – виртуальный контейнер (содержит адрес мультиплексора назначения, дописывает маршрутный заголовок POH);

TU – трибный блок (указатель административного блока PTR указывает начало виртуального контейнера VC в трибном блоке TU);

TUG – группа трибных блоков;

AU – административный блок (заполняется иначе, чем TU);

AUG – группа трибных блоков;

A – блок, используемый для совместимости со стандартом SONET;

E – блок, используемый для совместимости с Европейским стандартом.


Пути мультиплексирования программно включаются/выключаются. Таким образом, существует 3 варианта мультиплексирования С1→ STM-1.

36. Структура заголовка STM -1 и назначение отдельных полей

RSOH – заголовок регенерационной секции;f:\my documents\fiji\istu\хатбулин\рис\123.jpg

AUP – указатель административного блока;

MSOH – заголовок секции мультиплексирования;

A1, A2 – сигналы цикловой синхронизации (A1 = 11110110,

A2 = 00101000), длина синхрослова в STM-1: 6×8 = 48 бит;

J0 – байт индикатора трассы регенерационной секции [в рамках национальных границ – 1 байт, при пересечении – 2 байта (Z0۷)];

B1 – контроль информации для регенерационной секции RSOH по процедуре BIP-8 (результат суммы по модулю-2 всех полей RSOH, кроме двух полей Z0۷, отправляется в следующем пакете STM-1)

E1 – служебная связь на участке регенерации (64 кбит/с);

E2 – служебная связь на участке мультиплексирования (64 кбит/с);

F1 – канал пользователя;

D1, D2, D3 – служебные каналы передачи данных внутри RSOH

(3×64 = 196 кбит/с);

● – байты адаптации к среде передачи (зависят от используемой линии передачи);

B2 – результат проверки секции RSOH по процедуре BIP-24;

K1, K2 – байты сигнализации и управления автоматическим защитным переключением (APS) (G.783);

D1…D12 – служебный каналы передачи данных (12×64 = 576 кбит/с);

S1 – статус синхронизации;

Z0, Z1, Z2 – биты, используемые в совместных стандартах SDH-SONET;

× – зарезервированные биты для национальных нужд.



37. Примеры мультиплексирования административных блоков(AUG->STM;AU-3->AUG;TUG->VC-4

Мультиплексирование AUG в STM-N. Организация N групп AUG в модуль STM-N показана на рисунке 9. Структура AUG - это матрица (9∗261) плюс 9 байт в строке 4 (для указателя AU-4). STM-N состоит из SOH, описанного ниже, и структуры (типа матрицы) размера 9 строк и (N261) столбцов с указателем для AU-n размера N9 байт в строке 4. N групп AUG мультиплексируются по схеме с байт-интерливингом в эту структуру и имеют фиксированную привязку (фазу) по отношению к STM-N.

http://ok-t.ru/helpiksorg/baza4/21531055493.files/image024.jpg

Рисунок 9 – Мультиплексирование N групп AUG в модуль STM-N

Мультиплексирование АU-3 в AUG. Организация мультиплексирования 3 блоков AU-3 в группу модулей AUG показана на рисунке 11. 3 байта в начале строки 4 предназначены для указателя AU-3.

Оставшаяся матрица размера 9х87 занята под виртуальный контейнер C-3 и два столбца фиксированного наполнителя. Байты этих двух столбцов фиксированного наполнителя каждого AU-3 должны быть одинаковы. Фаза VC-3 и указанных столбцов фиксированного наполнителя не фиксирована по отношению к AU-3. Положение первого байта VC-3 по отношению к указателю AU-3 определяется значением указателя. Указанные три AU-3 мультиплексируются в AUG по схеме с байт-интерливингом.f:\my documents\fiji\istu\хатбулин\рис\123.jpg





Рисунок 11 – Мультиплексирование блоков AU-3 в группу модулей AUG

Мультиплексирование групп трибных блоков (TUG-3) в VC-4. Схема мультиплексирования 3 TUG-3 в VC-4 показана на рисунке 12. TUG-3 - структура по типу матрицы размера 9х86. VC-4 состоит из одного столбца VC-4 РОН, двух столбцов фиксированного наполнителя и 258 столбцов полезной нагрузки. Три TUG-3 мультиплексируются по схеме с байт-интерливингом в поле полезной нагрузки VC-4 размера 9х258 и имеют фиксированную фазу по отношению к VC-4. Как описано в предыдущем подразделе по мультиплексированию AUG в STM-N, фаза VC-4 по отношению к AU-4 дается указателем AU-4. http://ok-t.ru/helpiksorg/baza4/21531055493.files/image030.jpg

Рисунок 12 – Мультиплексирование трех групп TUG-3 в VC-4

38. Принципы синхронизации в SDH , и взаимодействия PDH и SDH.

Синхронизация в SDH осуществляется по отдельному кабелю (волокну), то есть существует своя сеть синхронизации. Информационная сеть строится в виде петли. Сеть синхронизации строится по схемам «звезда» и «дерево».f:\my documents\fiji\istu\хатбулин\рис\123.jpg



Схемы построения сети синхронизации:f:\my documents\fiji\istu\хатбулин\рис\123.jpg

ПЭГ – первичный эталонный генератор;

ВЭГ – вторичный эталонный генератор;

Slave – подчиненный генератор.

В SDH синхронизация по частоте осуществляется четко, однако имеют место изменения по фазе, что приводит к ограничению скорости распространения сигнала.

Режимы синхронизации в SDH:

Синхронный режим – все устройства работают от одного ПЭГ.

Точность при этом режиме составляет ~ ±10-12 Гц, вследствие чего нет потери бит и проскальзываний;

Псевдосинхронный режим – часть оборудования синхронизируется от одного ПЭГ, другая часть – от другого ПЭГ.

Точность при этом режиме составляет ~ ±10-11 Гц, вследствие чего может возникнуть 1 проскальзывание за 70 суток;

Плезиохронный режим – считается, что у оборудования потеряна синхронизация с первичным эталонным генератором.f:\my documents\fiji\istu\хатбулин\рис\123.jpg

Точность при этом режиме составляет ~ ±10-9 Гц, вследствие чего может возникнуть 1 проскальзывание за 17 суток;

Асинхронный режим – каждый мультиплексор работает от своего генератора.

Точность при этом режиме составляет ~ ±10-5 Гц, вследствие чего может возникнуть 1 проскальзывание за 7 секунд, и придется высылать пакет заново; Взаимодействие SDH и PDH.
39. Основы построения волоконно-оптических систем передачи.

Обобщенная структура системы передачи на оптическом кабеле:

КОО – каналообразующая аппаратура (n потоков → 1 поток);

ОС – оборудование сопряжения (электрический сигнал → оптический сигнал);

ОП – оптический передатчик;

ПОМ – передающий оптический модуль: ИОИ – источник оптического излучения;

СУ – согласующее устройство. ОВ – оптическое волокно;

ОР – оптический регенератор (оптический сигнал → электрический сигнал → регенерация → оптический сигнал); ОУ – оптический усилитель; ОПР – оптический приемник:

Приемники работают по числу пришедших фотонов.



Классификация волоконно-оптических систем передачи:

По оборудованию:

1)Аналоговое оборудование; 2)Цифровое оборудование.



По способу модуляции:

1)Аналоговая модуляция; 2)Цифровая модуляция; 3)Смешанная модуляция (ИКМ).



По способу демодуляции:

1)Прямая демодуляция – световой поток сразу переходит в электрический сигнал;

2)Демодуляция с промежуточной частотой:

Гетеродинное преобразование:

Частота приема больше частоты гетеродина и больше частоты сигнала:

(fПРИЕМА> fГЕТЕРОДИНА > fСИГНАЛА)

Это позволяет уменьшить размеры и увеличить усиление у приемника.



Гомодинное преобразование:

Частота приема равна частоте гетеродина, что позволяет сразу получать на выходе исходный сигнал.



По способу организации двухсторонней связи (дискретная информация передается аналоговым сигналом).

1) 2-волоконная 1-полосная ВОЛС:

2) 1-волоконная 1-полосная ВОЛС

http://www.studfiles.ru/html/2706/39/html_o2dyogqmib.bgma/img-rowmqv.jpg

В 1-волоконных 1-полосных ВОЛС используется различная поляризация прямой и обратной волн.


3)1-волоконная 2-полосная ВОЛС:

http://www.studfiles.ru/html/2706/39/html_o2dyogqmib.bgma/img-5y5idf.jpg
По методу уплотнения:1) Спектральное уплотнение
ОФМС – оборудование формирования многоканального сигнала;

УСО – устройство спектрального объединения (WDM/DWDM);



2)Временное уплотнение

Реализуется по одному из двух способов



http://www.studfiles.ru/html/2706/39/html_o2dyogqmib.bgma/img-s2plgr.jpg

3)Частотное (гетеродинное) уплотнение



http://www.studfiles.ru/html/2706/39/html_o2dyogqmib.bgma/img-vlv0y2.jpg


Пояснения к рисунку:

ИИ – источник излучения;

Аn – призма;

λ/4 – четвертьволновая призма (смещает длину волны λ на λ/4);

Фn – фильтр n-го канала;

ОМ – оптический модулятор;

З – зеркало;

ОСn – оптический сигнал;

СУ – согласующее устройство;

ОСМ – оптический смеситель;

ГЕТ – гетеродин;

ПФ – полосовой фильтр;

ФД – фотодетектор.

Достоинством частотного уплотнения является то, что участок регенерации приблизительно в 2 раза больше при всех прочих условиях. Коэффициент использования пропускной способности волокна выше.

Недостатком частотного уплотнения является то, что передающий тракт должен сохранять поляризацию света. При частотном уплотнении используется более сложная аппаратура.
40. Оптические передатчики в волоконно-оптических системах передачи.

http://www.studfiles.ru/html/2706/39/html_o2dyogqmib.bgma/img-4nkn1d.jpg


Структурная схема оптического передатчика:

ФМС – формирователь модулирующего сигнала;

МОИ – модулятор оптического излучения;

СВД – система встроенной диагностики;

ОР – оптический разветвитель;

ЛОС – линейный оптический сигнал;

СРРИОИ – сигнализатор режима работы источника оптического излучения;

СУ (ОС) – соединительное устройство (оптический соединитель); ОВ – оптическое волокно.



Характеристики оптических передатчиков:

Длина волны λ должна совпадать с одним из окон прозрачности оптического волокна;

Высокая мощность излучения (60-100 мВт) и эффективность его ввода в оптическое волокно;

Возможность модуляции несколькими способами;

Длительный срок службы;

Высокий КПД;

Ограничение по весу и габаритам;

Простота технологии производства и эксплуатации.



Основные параметры лазерных диодов:

λ0 – длина волны оптического излучателя (мкм);

Δλ – ширина полосы излучения оптического излучателя (нм);

– мощность оптического излучателя (мВт);

IВ – ток возбуждения оптического излучателя (мА);

http://www.studfiles.ru/html/2706/270/html_gaikzqjpdj.ra3y/img-9i5rcy.png–КПД;

  1. tНАР – время нарастания оптического излучения:

  2. – максимальная скорость передачи данных (Мбит/с);

  3. FМОД – максимальная частота модуляции (МГц);

  4. Шумы (дБ).



Основные характеристики оптических излучателей:

1)Вольт-амперная характеристика:

http://www.studfiles.ru/html/2706/270/html_gaikzqjpdj.ra3y/img-hosj08.png

где IВ – ток возбуждения.



Пояснения к графику:

СИД – светоизлучающий диод;

ЛД – лазерный диод;

IПОРОГ – пороговое значение тока

2) Спектральная характеристика излучения для различных токов возбуждения:



http://www.studfiles.ru/html/2706/270/html_gaikzqjpdj.ra3y/img-3a5x2t.png

где IВ = const – ток возбуждения, λ – длина волны.


3)Диаграмма направленности – пространственная хар-ка излучения
http://www.studfiles.ru/html/2706/39/html_o2dyogqmib.bgma/img-ocaado.jpg


http://www.studfiles.ru/html/2706/39/html_o2dyogqmib.bgma/img-s1gijv.jpg


41.Оптические приемники в волоконно-оптических системах передачи.





































Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница