книги / Проектирование и эксплуатация инфокоммуникационных сетей. Реализация, моделирование
.pdfГлава 2. ПОСТРОЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ С КОММУТАЦИЕЙ ЦИФРОВЫХ КАНАЛОВ
2.1. Моделирование и исследование способов мультиплексирования
Структура компонента оборудования линейного тракта (ОЛТ, Add-Drop Multiplexer, мультиплексор ввода-вывода)
Описание работы
В структуре одного компонента оборудования линейного тракта (работающего на одного направление приема/передачи) предусмотрены модули (рис. 2.1):
1. Модуль линейного тракта (МЛТ), в нем:
LT – входы/выходы (In/Out) линейного тракта (оптические или электрические, потока высокого уровня иерархии, PDH Е3, E4 или SDH STM-1, 4, 16, 64);
2. Модуль мультиплексирования (ММ), в нем:
AD – внешние входы/выходы (In/Out) ввода-вывода (обычно электрические, низкого уровня иерархии, например, PDH E1);
TR – входы/выходы (In/Out) транзита (аналогично AD), связаны с соответствующими выходами и выходами соседнего компонента этого же блока ОЛТ, работающего на другое направление приема/передачи;
SW – ключи входа/выхода (In/Out) (верхнее положение – TR, нижнее положение – AD).
Предусмотрены два режима: транзита и ввода/вывода, задают положение ключей. Для управления ключами будет использован параметр Mode:
0 – транзит (TR): на выход LT подключается вход TR, на выход TR подключается вход LT;
1 – ввод/вывод (AD): на выход LT подключается вход AD, на выход AD подключается вход LT.
51
|
|
SW_Out |
|
LT_Out |
|
|
TR_In |
LT_In |
|
|
TR_Out |
МЛТ |
ММ |
SW_In |
|
|
|
|
|
|
|
AD_Out |
AD_In |
Рис. 2.1. Модульная структура компонента ОЛТ |
|
||
Функции ключей
Ключ SW_Out выполняет функцию мультиплексора, ключ SW_In выполняет функцию демультиплексора. Сигнал управления
–Mode (0; 1).
Всистеме моделирования имеются только ключ первого типа (In1, In2 – информационные входы, Ctrl – управляющий вход, см. рис. 2.2).
In1 |
|
|
|
|
|
|
|
Out = In1, Ctrl = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Ctrl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Out = In2, Ctrl = 1 |
|
In2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.2. Ключ для создания модели мультиплексора
Для создания модели демультиплексора необходимо использовать два ключа (рис. 2.3). Ключи можно сделать на арифметических и логических элементах – перемножителях, сумматорах и инверторах (рис. 2.4).
52
Out1 = In, если Ctrl = 0
In
Ctrl
Out2 = In, если Ctrl = 1
Рис. 2.3. Ключи для создания модели демультиплексора
In1 ×
+ Out
Ctrl
×
In2
Out1
×
In Ctrl 
×
Out2
Рис. 2.4. Ключи на арифметических и логических элементах
53
XCos модель (диаграмма) одного компонента ОЛТ
Для реализации модели выберем среду моделирования Scilab, модуль визуального моделирования XCos [15].
Необходимые компоненты из Палитры блоков:
–порты (IN_f и OUT_f, раздел «Порты и подсистемы»);
–ключи (SWITCH2_m, раздел «Маршрутизация сигналов»);
–данные (CONST, раздел «Источники сигналов и воздейст-
вий»);
–регистратор (AFFICH_m, раздел «Регистрирующие устройст-
ва»);
–таймер (CLOCK_c, раздел «Обработка событий»);
–разветвители синхросигнала (CLKFROM, CLKGOTO, раздел «Обработка событий»).
Модуль оформляется в виде подсистемы (SUPER_f, раздел «Порты и подсистемы», рис. 2.5). В нем задаются 4 входных порта (LT_In, AD_In, TR_In, Mode) и 3 выходных (LT_Out, AD_Out, TR_Out).
Рис. 2.5. Вариант реализации модуля мультиплексирования/демультиплексирования
54
Для удобства отображения на внешней схеме названия портов задаются в свойствах элемента: меню «Формат»/«Правка»/ или Ctrl+F2, а затем «Настройки текста».
На незадействованный вход ключа, формирующий выход TR_Out, подается константа «0». На незадействованный вход ключа, формирующий выход ADD_Out, подается константа «255» (Alarm Indication Signal – AIS).
На внешней схеме подключается элемент задания режима (Mode), источники данных (Data LT, Data TR, Data AD) и регистрирующие устройства (Display LT, Display TR, Display AD).
Настройки моделирования – меню «Моделирование»/«Установка», параметр «Конечное время интегрирования»: 1.0E00.
Параметры элемента CLOCK_c: 1 и 0.
Для контроля правильности построения модели проводится проверка:
Mode = 0 (режим транзита, рис. 2.6, а):
Display LT = Data TR;
Display AD = 255;
Display TR = Data LT.
Mode = 1 (режим вставки/выделения, рис. 2.6, б):
Display LT = Data AD;
Display AD = Data LT;
Display TR = 0.
55
а
б
Рис. 2.6. Проверка работы модели:
а – режим транзита; б – режим вставки/выделения
Структура одного блока ОЛТ с двумя компонентами
(направлениями передачи А и В)
Один блок ОЛТ содержит модули линейного тракта и модули мультиплексирования (по одному – для оконченных блоков в линии
56
и по два – для промежуточных блоков в линии). На рис. 2.7 показана общая схема построения модели ОЛТ. В ней режим работы задает положение переключателей.
LT_Out |
|
|
LT_Out |
A |
|
|
B |
LT_In |
|
|
LT_In |
A |
|
|
B |
AD_Out |
AD_In |
AD_In |
AD_Out |
AB
Рис. 2.7. Схема модели ОЛТ
1. Транзит:
LT_In(A) LT_Out(B), LT_In(B) LT_Out(A). 2. Вставка/выделение:
LT_In(A) AD_Out(A), AD_In(A) LT_Out(A); LT_In(B) AD_Out(B), AD_In(B) LT_Out(B).
Модель XCos одного блока ОЛТ
Варианты реализации блока ОЛТ:
–один модуль В (первый блок в магистрали, оконечный);
–один модуль А (последний блок в магистрали, оконечный);
–два модуля А и В (промежуточный);
Для построения XCos-модели (диаграммы) необходимо воспользоваться модулями мультиплексирования, подготовленными в предыдущем разделе. Выполним моделирование работы модели в режимах транзита (рис. 2.8,а) и выставки/выделения (рис. 2.8,б). Убедимся, что в первом режиме данные передаются между модулями линейного тракта разных направлений, а во втором – между модулями линейного тракта и мультиплексирования соответствующих направлений.
57
а
б
Рис. 2.8. XCos-модель промежуточного ОЛТ:
а – в режиме транзита; б – в режиме вставки/выделения
58
Структура сети связи из трех блоков ОЛТ
Для построения XCos-модели (диаграммы) необходимо воспользоваться модулями мультиплексирования, подготовленными в предыдущем разделе (рис. 2.9).
Рис. 2.9. Модель сети из трех блоков ОЛТ в режиме вставки/выделения
После сборки модели можно проверить правильность функционирования в разных режимах включения ее компонентов.
2.2. Моделирование и исследование алгоритмов формирования, обмена и реакции на сообщения о неисправностях
Блок имитации и регистрации аварий (PCM)
Блок предназначен для имитации и отображения основных аварий потока Е1 (рис. 2.10):
LOS – отсутствие входного сигнала (lost of signal);
AIS – сигнал индикации аварийного состояния (alarm indication signal);
LOF – потеря цикловой синхронизации (lost of frame);
RDI – извещение цикловое, бит А = 1 в 0 канальном интервале циклов NFAS потока Е1 (remote defect indication);
RMA – извещение сверхцикловое, бит Y = 1 в 16 канальном интервале 0 цикла потока Е1 (remote multiframe alarm);
LOM – потеря сверхцикловой синхронизации (lost of multiframe).
59
Рис. 2.10. Модель для изучения формирования, обмена и реакции мультиплексора на сообщения о неисправностях
Модель собрана из двух почти идентичных модулей PCM (рис. 2.11), модуля формирования тестового сигнала и индикаторов (с таймерами). В таблице на рис. 2.10 представлены структура сигнала и принятые в модели значения индикаторов аварийных ситуаций.
а |
б |
Рис. 2.11. Модели: а – PCM1; б – PCM2
60