- •СОДЕРЖАНИЕ
- •Рефлектометры Riser Bond
- •Уровни сигналов, электрические параметры интерфейса, форма импульса
- •Нормы на стабильность частоты. Джиттер в системах Е1
- •2.3. Канальный уровень Е1
- •2. Структура систем передачи Е1
- •2.1. Канал Е1
- •2.2. Физический уровень Е1
- •Основные характеристики интерфейса Е1. Тип линейного кодирования
- •Цикловая и сверхцикловая структура Е1
- •Процедуры контроля ошибок передачи. Использование избыточного кода CRC-4
- •2.4. Сетевой уровень Е1
- •2.5. Структура системы передачи Е1
- •3. Эксплуатация и технология измерений систем Е1
- •3.1. Общая концепция измерений цифровых систем передачи Е1
- •3.2. Типовые схемы подключения анализаторов к цифровому потоку Е1
- •3.3. Анализ работы мультиплексоров Е1
- •Анализ процедур демультиплексирования
- •3.4. Анализ работы регенераторов
- •Измерения параметров частоты линейного сигнала
- •Основные стандарты норм на параметры ошибок в цифровых системах передачи
- •Параметры ошибок и методы их измерений по G.826
- •Параметры ошибок и методы их измерений по Приказу №92
- •Измерение параметров кодовых ошибок. Связь кодовых и битовых ошибок
- •Измерения параметров качества аналоговых сигналов, передаваемых в системе Е1
- •Назначение измерений сетевого уровня
- •Измерения, связанные с анализом диагностики ошибок в первичной сети
- •4. Структура и технология эксплуатационных измерений в системах передачи PDH
- •Основные характеристики интерфейсов. Типы линейного кодирования
- •Уровни сигналов и электрические параметры интерфейса
- •Нормы на стабильность частоты. Джиттер в системах PDH
- •Цикловая и сверхцикловая структура Е2
- •Общая концепция измерений в системах PDH
- •5. Основы функционирования систем SDH
- •5.1. Технология SDH
- •5.2. Состав сети SDH. Типовая структура тракта SDH
- •5.3. Процессы загрузки/выгрузки цифрового потока
- •5.4. Процедуры мультиплексирования внутри иерархии SDH
- •5.5. Структура заголовка РОН
- •5.6. Структура заголовка SOH
- •5.8. Методы контроля четности и определения ошибок в системе SDH
- •5.9. Оперативное переключение в системе SDH. Резервирование
- •5.10. Структура сообщений о неисправности системы SDH
- •6. Технология эксплуатационных измерений систем SDH
- •6.1. Общая концепция измерений в системах передачи SDH
- •Актуальность измерений в системах SDH
- •Классификация измерений сложных технологий. Новый принцип построения классификации. Многомерная концепция измерений
- •Построение измерительной концепции систем SDH
- •6.2. Измерения мультиплексоров ввода-вывода
- •Функциональные тесты уровней маршрутов (группы {1.2.1.} и {1.3.1.})
- •Функциональные тесты маршрута высокого уровня (группа {1.3.1.})
- •Функциональные тесты МВВ секционного уровня (группа {1.1.1})
- •6.3. Измерения мультиплексоров
- •Функциональные тесты синхронных мультиплексоров {2.1.1}
- •Стрессовое тестирование мультиплексоров {2.1.2}
- •6.4. Измерения регенераторов
- •Измерения регенераторов, связанные с функциями по усилению линейного сигнала {3.1.1}
- •Стрессовое тестирование коммутаторов разных уровней (группы {4.Y.2})
- •6.6. Измерения на сети SDH в целом
- •Функциональные тесты системы передачи - задача трассировки маршрута и методы анализа трасс
- •Анализ идентификаторов маршрутов (сообщения Jx)
- •Функциональные тесты на сети в целом - анализ активности указателей в тракте {5.6.1}
- •Анализ рассинхронизации в тракте передачи {5.5.1}
- •Приложение. Рекомендации ITU-T и ETSI по стандартам первичной сети
- •Словарь русских сокращений
- •Словарь иностранных сокращений
- •Сокращенные названия фирм
- •Литература
- •Исправления, вносимые в книгу
2. Структура систем передачи Е1
2.1. Канал Е1
Канал Е1 - первичный канал иерархии PDH - является основным каналом, используемым во вторичных сетях телефонии, передачи данных и ISDN. По сравнению с остальными каналами ие рархии PDH этот канал имеет несколько особенностей, а именно сверхцикловую структуру и канал сигнализации, используемый во вторичных сетях цифровой телефонии и ISDN. Остальные каналы иерархии PDH имеют только цикловую структуру. Такое отличие канала Е1 обусловлено его функ цией в современной первичной сети - канал Е1 обычно является "пограничным" каналом между первичной и вторичными сетями.
Структура систем передачи Е1 включает три уровня эталонной модели OSI: физический, ка нальный и сетевой. Физический уровень описывает электрический интерфейс потока Е1, а также па раметры сигнала Е1. Канальный уровень описывает процедуры мультиплексирования и демультиплек сирования каналов более низкого уровня иерархии (ОЦК 64 кбит/с и каналов ТЧ) в поток Е1, цикловую и сверхцикловую структуру потока Е1, встроенные процедуры контроля ошибок и т.д. Сетевой уровень описывает процедуры управления каналами Е1 в первичной сети, а также контроль параметров оши бок на сетевом уровне. Этот уровень является относительно неполным и включает всего лишь не сколько процедур. Основным же для рассмотрения систем передачи Е1 является структура канально го уровня. Рассмотрим более подробно структуру каждого из трех уровней систем Е1.
2.2. Физический уровень Е1
Физический уровень Е1 включает в себя описание электрических параметров интерфейсов Е1 и параметров сигналов передачи, включая структуру линейного кода. Как видно из рис. 1.3, эти параметры описаны в рекомендациях ITU-T G.703, G.823.
Рассмотрим наиболее важные эксплуатационные параметры физического уровня Е1.
Основные характеристики интерфейса Е1. Тип линейного кодирования
Согласно G.703 основные характеристики интерфейса следующие: |
|
|
|
|
|
||||||||
Скорость передачи - 2048 кбит/с ± 50 ppm (1 ppm (point per million) = |
10-6), таким образом, |
||||||||||||
допускается отклонение частоты передаваемого сигнала (2048 кГц) ± 102,4 Гц. |
|
|
|
||||||||||
Используемые типы кодирования: HDB3 (стан |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|||||
дартизирован G.703), либо AMI. Использование кода |
|||||||||||||
AMI в настоящее время уже не рекомендуется, однако |
3 Вп |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ряд старых цифровых систем передачи могут исполь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
зовать этот код. Описания линейных кодов HDB3 и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
AMI можно найти в G.703 и [4]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Здесь же дадим лишь краткое описание этим |
|
|
|
|
|
|
|
время |
|||||
кодам. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AMI. Это наиболее простой формат линейного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
кодирования. AMI расшифровывается как |
инверсия |
-3 BJ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
альтернативного бита. Этот формат использует ин |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Рис. 2.1. Линейное кодирование AMI |
|||||||||||||
версию каждой следующей 1 (рис. 2.1). В большин |
|||||||||||||
стве случаев AMI не используется, поскольку этот |
1 |
0 |
0 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||||
формат линейного кодирования приводит к частым |
|||||||||||||
потерям |
синхронизации в случае длинных последо |
3 В |
ПРАВИЛО |
|
|
|
|
|
|||||
вательностей нулей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
AMI |
|
|
|
|
|
|||
HDB3. Формат линейного кодирования HDB3 |
|
<----------► |
|
|
|
|
|||||||
был специально разработан для решения проблем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
синхронизации, возникающих в случае использова |
|
|
|
|
|
|
|
время |
|||||
ния AMI. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПРАВИЛО |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AMI |
|
||
В формате HDB3 за последовательностью из |
|
|
|
|
|
М-------► |
|||||||
четырех |
последовательных |
нулей |
следует |
двухим- |
-3 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
пульсная вставка "плюс импульс - |
минус |
импульс" |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рис. 2.2. Линейное кодирование HDB3 |
|||||||||||||
Оборудование на удаленном |
конце |
принимает поток |
Е1 и заменяет двухимпульсные вставки на последова тельность нулей, восстанавливая исходную последо
вательность данных. Таким образом, код HDB3 обеспечивает большую плотность импульсов в пото ке, что дает лучшие параметры синхронизации по принимаемому сигналу. На рис. 2.2 в качестве примера приведено кодирование по HDB3 последовательности 1000 0000.
Цикловая и сверхцикловая структура Е1
При передаче по первичной сети цифровой поток преобразуется в блоки стандартной логи ческой структуры - циклы. Цикловая структура обеспечивает работу процедур мультиплексирова ния и демультиплексирования, передачу управляющей информации, а также встроенную диагно стику по параметру ошибок в цифровой системе передачи.
Существуют три основных варианта цикловой структуры Е1: неструктурированный поток, с цикловой структурой и с цикловой и сверхцикловой структурой.
Неструктурированный поток Е1 используется в сетях передачи данных и не имеет цикловой структуры, т.е. разделения на каналы (обычно это мультиплексирование каналов ОЦК - 64 кбит/с).
Поток Е1 с цикловой структурой предусматривает разделение на 32 канала ОЦК по 64 кбит/с в форме разделения на канальные интервалы (Time Slot - TS) от 0 до 31. Цикловая структура опи сана в G.704. Для каждого канального интервала в составе цикла отводится 8 битов, таким обра зом длина цикла равна 256 битов, что при заданной скорости передачи Е1 составляет 125 мкс (длительность одного цикла). Нулевой канальный интервал отводится под передачу сигнала цикло вой синхронизации FAS (Frame Alignment Signal).
Структура цикла FAS представлена на рис. 2.6. Различаются четные и нечетные циклы. В TS0 нечетных циклов передается сигнал FAS (на рис. 2.6 - первая строчка), который включает в себя последовательность цикловой синхронизации 0011011 и один служебный бит, зарезервированный под задачи международного использования. В TS0 четных циклов передается сигнал NFAS, не со держащий кодовую последовательность цикловой синхронизации. В составе сигнала NFAS переда ется бит Si, зарезервированный под задачи международного использования, бит А, используемый для передачи сигналов о неисправностях, а также пять служебных битов Sn4, Sns, Sn6, Sn7, Sn8, ис пользуемые для передачи сигналов сетевого управления первичной сети Е1, диагностики и допол нительных процедур контроля ошибок.
TIME SLOT 0 |
1 |
3 1 |
|
|
|
BITS |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Si |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
Si |
1 |
A |
Sn |
Sn |
Sn |
Sn |
Sn |
Первая строка содержит сигнал FAS Вторая строка содержит сигнал NFAS
Sn = биты, зарезервированные под задачи национального использования
Sj = биты, зарезервированные под задачи международного использования Последовательность FAS = 0011011
Рис. 2.6. Формат цикла FAS
Вотечественной терминологии вариант потока Е1 с цикловой структурой получил название ИКМ-31. Он используется в ряде систем передачи данных, а также в некоторых приложениях ОКС7, ISDN и B-ISDN.
Вряде случаев аппаратура передачи/приема Е1 использует еще и шестнадцатый канальный интервал (TS-16) для передачи информации о сигнализации, связанной с разговорным каналом (сигнализации CAS - см. [1]). В этом случае поток Е1 имеет дополнительно к цикловой структуре еще и сверхцикловую структуру (MFAS - Multi Frame Alignment Signal). В отечественной терминоло гии такой вариант цикловой структуры Е1 получил название ИКМ-30. При этом 16 циклов объеди няются в сверхцикл размером 4096 битов и длительностью 2 мс.
Когда идет передача/прием информации в виде сверхциклов MFAS, индивидуальная инфор мация FAS каждого цикла теряет значимость. Необходимо рассматривать всю информацию FAS - 16 циклов. Первый цикл содержит информацию MFAS о сверхцикле в шестнадцатом канальном интервале, а остальные 15 интервалов используются для передачи сигнальной информации. Струк тура MFAS показана на рис. 2.7.
Процедуры контроля ошибок передачи. Использование избыточного кода CRC-4
Передача потока Е1 с цикловой структурой ИКМ-30 имеет важный механизм - процедуру встроенной диагностики параметров ошибки. Для этой цели используется биты Si в составе цикло вого заголовка FAS и NFAS.
Процедура использует сверхцикловую структуру 16 циклов, как показано на рис. 2.8, и меха низм расчета параметра ошибки по контрольному избыточному коду CRC-4 (полином Х4+Х+1).
Сигнал MFAS=OOOOXYXX
X - запасные биты (1 обычно не используется)
Y - удаленная неисправность MFAS (равен 1 в случае, если потеряна сверхцикловая синхронизация)
Рис. 2.7. Формат сверхцикла MFAS
Принцип CRC-4 базируется на простом математическом расчете, производимом в каждом сверхцикле данных. Оборудование передачи Е1 производит расчет суммы CRC-4 и включает ре зультаты суммы в сигнал следующего сверхцикла. Оборудование приемника принимает сигнал и производит аналогичный расчет и сравнение полученной суммы и переданной в следующем сверхцикле. Если в двух полученных суммах имеется расхождение, генерируется сигнал ошибки CRC-4. В настоящее время в линейное оборудование и системы самодиагностики цифровых кана лов ИКМ встраивается функция анализа по CRC-4. Часто возникает вопрос о целесообразности проведения анализа по BER, если система и так анализирует параметр ошибки по CRC-4. Отвечая на этот вопрос, необходимо учесть два основных принципа использования CRC-4. Во-первых, каж дая ошибка CRC-4 не обязательно связана с ошибкой одного бита информации. Несколько бито вых ошибок в одном сверхцикле дадут только одну ошибку CRC-4 для блока. Во-вторых, несколько битовых ошибок могут компенсировать друг друга в смысле значения суммы CRC-4. CRC-4 являет ся удобным методом контроля ошибок в процессе сервисного мониторинга при работающем кана ле, когда практически невозможно измерить реальные параметры ошибок по битам, поскольку не возможно добиться синхронизации тестовой последовательности. Тем не менее, в режиме с от ключением канала необходимо проводить измерения ошибок по битам, поскольку результаты таких измерений более точны. Подробно механизм использования контрольного избыточного кода опи сан в [3].
Рассмотрим механизм передачи информации о CRC-4. Для передачи этой информации ис пользуется сверхцикловая структура. Однако, сверхцикл CRC-4 не обязательно связан со сверхцик лом MFAS. Каждый сверхцикл может быть разбит на 2 подцикла (SMF). На рис. 2.8 они отмечены как SMF#1 и SMF#2 и содержат по 8 циклов каждый. Соответственно отмечены по 4 бита, исполь зуемые для передачи CRC-4 каждого сверхцикла (биты С). Биты CRC-4 вычисляются методом деле ния двоичной суммы содержимого 8 последовательных циклов на тестовый полином, остаток от де ления в виде 4-битового сообщения вставляется в следующий сверхцикл для передачи в потоке Е1. Структура сверхцикла CRC-4 включает несколько сообщений сверхцикловой структуры CRC-4. В четных циклах NFAS битами Si передается сообщение сверхцикловой синхронизации CRC-4 - ком бинация 001011, которая используется на приемной стороне для синхронизации по CRC. Кроме этого в составе сверхцикла SMF передается его главная информация - сообщение С1С2С3С4. В ка честве дополнительного сообщения, передаваемого в направлении передачи при обнаружении ошибки по CRC-4, используется 2-битовое сообщение Е-|Е2. Каждый бит Е связан с одним из приня тых сверхциклов SMF (в составе сверхцикла MFAS используется два сверхцикла SMF, поэтому со общение использует два бита Е). Когда оборудование приемника получает информацию об ошибке CRC-4, оно генерирует бит Е для сообщения передатчику о принятой ошибке.
Мониторинг по CRC производится в режиме реального времени непосредственно после ус тановления циклового синхронизма. В этом случае возникает цикловая синхронизация по CRC-4 и сверхциклам SMF по кодовой последовательности 001011. Эта синхронизация достаточно устойчи вая, потеря цикловой синхронизации по CRC-4 отображается только после того, как более чем 914 сообщений CRC в секунду не соответствует ожидаемым значениям.