Принцип контейнерных перевозок
В сети СЦИ используется принцип контейнерных перевозок. Подлежащие транспортированию сигналы предварительно размешаются в стандартных контейнерах С (Container). Все операции производятся с контейнерами независимо от их содержимого. Благодаря этому и достигается прозрачность сети СЦИ, т.е. возможность транспортировать различные сигналы ПЦИ, потоки ячеек АТМ или какие-либо другие сигналы.
Имеются контейнеры 4-х уровней. Все они, вместе с сигналами ПЦИ в них размещаемыми, указаны в Таблице 11.2 (скорость 8 Мбит/с европейской ПЦИ не дана, т.к. в настоящее время контейнер С-2 предназначен для новых сигналов с неиерархическими скоростями, например, ячеек АТМ).
Таблица 11.2
Уровень
| Контейнер
| Сигнал ПЦИ, Мбит/с
|
| С-11
| 1,5
|
С-12
|
|
| С-2
|
|
| С-3
| 34 и 45
|
| С-4
|
|
Таблица 11.3
Слои
| Подслои
|
Каналы
| |
Тракты
| Низшего порядка
|
Высшего порядка
|
Среда
передачи
| Секции
| Мультиплексные
|
Регенерационные
|
Физическая среда
|
Функциональные слои сети СЦИ
Важной особенностью сети СЦИ является ее деление на три функциональных слоя, которые подразделяются на подслои (табл. 11.3). Каждый слой обслуживает вышележащий слой и имеет определенные точки доступа. Слои имеют собственные средства контроля и управления, что упрощает операции по ликвидации последствий отказов и снижает их влияние на вышележащие слои. Независимость слоев позволяет внедрять, модернизировать или заменять их, не затрагивая другие слои.
Самый верхний слой образует сеть каналов, обслуживающих конечных пользователей. Группы каналов объединяются в групповые тракты различных порядков (средний слой). Групповые тракты организуются в линейные тракты, относящиеся к нижнему слою среды передачи. Он подразделяется на слой секций (мультиплексных и регенерационных) и слой физической среды. Взаимосвязь и расположение некоторых слоев показаны на рис. 11.1.
Окончание
мультиплексной
секции
|
Окончание
мультиплексной
секции
|
Рис. 11.1. Функциональные слои
Общая схема преобразований СЦИ изображена на рис. 11.2. Ее сложность обусловлена тем, что она фактически объединяет две схемы: европейскую и американскую (SONET). Если выделить схему, принятую ETSI, то получится более простая и стройная система, представленная на рис. 11.3. Далее будет рассматриваться именно европейская схема.
Для организации трактов используются виртуальные контейнеры VC (Virtual Container). Они образуются добавлением к соответствующему контейнеру трактового заголовка РОН (Path Over Head), т.е. условно можно записать: VC = С + РОН. Виртуальные контейнеры формируются и расформировываются в точках окончания трактов. Трактовый заголовокпозволяет осуществлять сквозной контроль качества трактов и передавать аварийную и эксплуатационную информацию.
Тракты, соответствующие виртуальным контейнерам 1-го и 2-го уровня VC-11 и VC-12, относятся к трактам низшего порядка, а виртуальным контейнерам 3-го и 4-го уровней VC-3 и VC-4 — высшего. При мультиплексировании циклы различных компонентных потоков могут не совпадать как между собой, так и с циклом агрегатного потока. В ПЦИ этому не придается значение, именно поэтому операции ввода-вывода там столь громоздки. Для разрешенияуказанной проблемы в СЦИ служат указатели PTR (pointer). Они указывают, где именно внутри цикла синхронного транспортного модуля STM-1 находятся начальные позиции циклов компонентных потоков. Это позволяет легко производить ввод-вывод потоков.
Рис. 11.2. Общая схема преобразований СЦИ
Виртуальные контейнеры 1-го, 2-го и 3-го уровней вместе с соответствующими указателями образуют субблоки TU (Tributary Unit), а 4-го уровня —административный блок AU (Administrative Unit). Таким образом, TUn = VCn + TU_PTR (n=11, 12, 2, 3); AU-4 = VC-4 + AU_PTR. Один или несколько субблоков, занимающих определенные фиксированные позиции в нагрузке виртуального контейнера высшего порядка, называются группой субблоков TUG (Tributary Unit Group). Группы определены так, чтобы получить возможность образования смешанной нагрузки из субблоков разных уровней для увеличения гибкости транспортной сети.
Рис. 11.3. Европейская схема преобразований СЦИ
Наконец, синхронный транспортный модуль STM-1 образуется добавлением к группе административных блоков AUG секционного заголовка SOH (Section Over Head), который состоит из заголовков мультиплексной MSOH (Multiplexer Section Over Head) и регенерационной секций RSOH (Regenerator Section Over Head). Эти заголовки служат для контроля, управления и ряда других функций. При этом RSOH передается между соседними регенераторами, а MSOH — между пунктами, где формируются и расформировываются STM, проходя регенераторы транзитом. Таким образом, STM-1 = AUG + SOH, где SOH = RSOH + MSOH. Каждая из описанных выше информационных структур служит для транспортирования информации на определенном слое сети СЦИ или для согласования между собой двух смежных слоев. Соответствие между слоями или межслоевыми взаимодействиями и информационными структурами показано в Таблице 11.4.
Таблица 11.4
Слои
| Информационные структуры
|
Каналы
| |
| Контейнеры С
|
Тракты
| Низшего порядка
| Виртуальные контейнеры VC-12, VC-2
|
| Субблоки TU и их рабочие группы TUG
|
Высшего порядка
| Виртуальные контейнеры VC-3, VC-4
|
| Административный блок AU
|
Среда
передачи
| Секции
| Синхронные транспортные модули STM
|
Физическая среда
| |
Преобразовательные процедуры СЦИ разделяются на три категории. Поступающие цифровые потоки размещаются на определенных позициях циклов виртуальных контейнеров. Учитывая широкое и разнообразное использование в современных сетях связи потока в 2 Мбит/с, предусмотрены различные варианты его размещения в контейнере С-12. Асинхронное размещение может применяться на первых этапах развертывания СЦИ при работе синхронных участков в плезиохронном окружении. При создании синхронных зон целесообразно синхронное размещение, имеющее две разновидности. Байт-синхронное размещение представляет доступ к составляющим каналам в 64 кбит/с, т.к. при этом октеты (байты) потока 2 Мбит/с совпадают с байтами контейнера. Бит-синхронное размещение применяется для сигналов, не имеющих октетной структуры. Добавляемые к виртуальным контейнерам при формировании субблоков и административных блоков указатели позволяют динамично компенсировать изменения скорости и фазы нагрузки блоков. Соответствующая процедура названа выравниванием.
Мультиплексирование позволяет согласовать несколько сигналов слоя трактов низшего порядка с трактом высшего порядка или несколько сигналов тракта высшего порядка с мультиплексной секцией. Числа, стоящие вместе со знаком умножения, указывают количество объединяемых потоков. Например, для потока в 2 Мбит/с вся цепочка преобразований в соответствии со схемой рис. 11.3 представлена на рис. 11.4.
Виртуальный
контейнер VС-12
|
Административный блок AU-4
|
Группа
административных блоков AUG
|
Синхронный
транспортный
модуль STM-N
|
Виртуальный
контейнер VС-12
|
Добавление трактового
заголовка
|
Рис. 11.4. Цепочка преобразований для потока 2 Мбит/с
Рис. 11.5. Формат цикла STM-1
|
Заголовок
мультиплексной
секции
|
Заголовок
регенерационной
секции
|
Циклы основных информационных структур СЦИ принято изображать графически в виде прямоугольных таблиц. Каждая ячейка такой таблицы соответствует байту. Порядок передачи байтов — слева направо, сверху вниз (так же, как при чтении текста на странице). Первый байт цикла размешается в левом верхнем углу таблицы, последний — в правом нижнем. На рис. 11.5 изображен цикл STM-1. Он имеет период повторения 125 мкс. Представленная структура (таблица) имеет 9 рядов и 270 столбцов. Таким образом, каждая ячейка соответствует скорости передачи 8 бит/125 мкс = 64000 бит/с = 64 кбит/с, а вся структура — 9´270´64 кбит/с = 155520 кбит/с. Первые 9 столбцов цикла отведены для служебных сигналов. Ряды с 1-гo по 3-й занимает заголовок регенерационной секции RSOH, ряды с 5-го по 9-й — заголовок мультиплексной секции MSOH, 4-й ряд несет указатели административных блоков. Остальные 261=270-9 столбцов цикла предназначены для информационной нагрузки.
Рис. 11.6. Формат цикла VC-4
|
В качестве информационной нагрузки для STM-1 может выступать, например, виртуальный контейнер VC-4. Ему соответствует структура 9´261 (рис. 11.6). Первый столбец цикла VC-4 занимает трактовый заголовок РОН, остальные — контейнер С-4, в котором размешается сигнал ПЦИ 140 Мбит/с. Пример использования указателей приведен на рис. 11.7. Система синхронизации сетей СЦИ строится по иерархическому принципу. Верхний уровень иерархии занимает первичный эталонный ЗГ, который вырабатывает хронирующий сигнал с долговременным отклонением частоты не более чем 1´10-11. От него производится принудительная синхронизация всех остальных (ведомых) ЗГ.
Синхронизация производится передачей хронирующего сигнала от одного ЗГ к следующему. Таким образом, образуется иерархия ЗГ, в которых одни их них являются ведомыми по отношению к ЗГ более высоких порядков и, в свою очередь, играют роль головных (ведущих) ЗГ для ЗГ более низкого порядка. Нижний уровень иерархии образуют ЗГ оборудования СЦИ. Хронирующие сигналы передаются по так называемым синхротрассам, в качестве которых используются линейные тракты STM-N. На участках с системами ПЦИ синхронизируются сигналы 2 Мбит/с, которые также используются в качестве синхротрасс.
Рис. 11.7. Использование указателей. Цикл потока 140 Мбит/с
размещается в двух смежных STM-1
|
Для обеспечения высоконадежной работы системы синхронизации принимается целый ряд специальных мер. Первичный ЗГ обязательно резервируется. Как правило, резервируется и ЗГ, встроенные в оборудование СЦИ. Для передачи хронирующих сигналов используется несколько географически разнесенных синхротрасс. В качестве резервных могут использоваться радиолинии.
Оборудование СЦИ имеет возможность принимать хронирующие сигналы от нескольких источников, для которых задается приоритет использования. Имеется также несколько выходов синхронизации для других сетевых элементов. В случае потери хронирующих сигналов от ведущего ЗГ ведомый ЗГ переходит в режим удержания частоты, что соответствует переходу данного участка сети в плезиохронный режим, который может использоваться в сети СЦИ в качестве аварийного. При этом качество работы может снижаться.
Важной особенностью аппаратуры СЦИ, отличающей ее от аппаратуры предшествующих поколений, является отсутствие жесткого разделения на аппаратуру линейного тракта, преобразовательную, аппаратуру оперативного переключения, контроля и управления. Все эти средства интегрированы. Аппаратура СЦИ является программно управляемой, что обеспечивает гибкость, упрощает эксплуатацию и развитие сетей. Для обеспечения высокой надежности в аппаратуре СЦИ используются различные виды резервирования. Как правило, блоки питания и другие важнейшие узлы дублируются. Для менее важных блоков возможна установка одного резервного блока на несколько однотипных основных. В результате коэффициент простоя аппаратуры СЦИ в расчете на одно соединение имеет порядок 10-5.
Возможности аппаратуры СЦИ позволяют строить надежные и живучие сети, организуя резервирование на сетевом уровне. Синхронные мультиплексоры заменяют целый набор оборудования ПЦИ. Они не только осуществляют мультиплексирование всех уровней, но и выполняют функции оборудования линейного тракта. На вход синхронного мультиплексора могут поступать сигналы ПЦИ и СЦИ (электрические или оптические). Существуют мультиплексоры, непосредственно воспринимающие каналы 64 кбит/с, 1,5 Мбит/с, 2 Мбит/с, 6 Мбит/с, 34 Мбит/с, 45 Мбит/с, 140 Мбит/с, а также имеющие интерфейсы для подключения локальных сетей (LAN, MAN), ISDN, B-ISDN и для работы в режиме АТМ. Сказанное не означает, что реальные типы аппаратуры содержат все перечисленные интерфейсы. Каждый конкретный мультиплексор имеет только небольшую часть из указанных возможностей.
Рис. 11.8. Цепочка ввода-вывода
На агрегатной (линейной) стороне может осуществляться передача на скоростях 155 Мбит/с (STM-1), 622 Мбит/с (STM-4) или 2,5 Гбит/с (STM-16). Наличие двух агрегатных оптических интерфейсов позволяет строить с помощью мультиплексоров такие конфигурации, как «кольцо», «цепочка», а также осуществлять резервирование потоков. Многие типы мультиплексоров могут иметь для целей резервирования и четыре оптических интерфейса. Ниже представлены основные конфигурации, которые строятся на основе мультиплексоров.
«Цепочка ввода-вывода» (рис. 11.8). В этой конфигурации два мультиплексора являются оконечными, а все промежуточные — мультиплексорами ввода-вывода (МВВ). Каждый из МВВ может ввести, вывести или проключить транзитом любой из потоков нагрузки. Например, МВВ 1-го уровня СЦИ может иметь до 63 интерфейсов для потоков 2 Мбит/с и вводить-выводить от 1 до 63 таких потоков.
Рис. 11.9. Точка-точка
«Точка-точка» (рис. 11.9). В случае сквозного соединения мультиплексоры используются как оконечные. Передача может осуществляться по двум кабелям, один из которых является основным, а второй — резервным, что обеспечивает защиту от обрыва кабеля или отказа оборудования.
Недостатком данных конфигураций является отсутствие резервирования. Для его преодоления служит конфигурация «кольцо» (рис. 11.10). В этом случае несколько МВВ соединены в кольцо. Подобная конфигурация является одной из основных при построении сетей СЦИ.
Также мультиплексор может применяться в роли концентратора и в этом случае принимает несколько частично заполненных синхронных потоков (по оптическим или электрическим интерфейсам) и объединяет их в один агрегатный поток. Возможна конфигурация, совмещающая функции концентратора и МВВ.
Дата добавления: 2016-01-03; просмотров: 1040;