Отчет по практике SDH

Таблица 4.2-Структура заголовка HO - POH.

Поле идентификатора маршрута (J1) передается в 16-ти последовательных циклах и состоит из 15-байтовой последовательности идентификаторов маршрута и 1 байта суммы CRC-7 для идентификации ошибок в трассе маршрута. Идентификаторы маршрута представляют собой последовательность ASCII-символов в формате, соответствующем ITU-T E.164, и используются для того, чтобы принимаемый терминал получал подтверждение о связи с определенным передатчиком (идентификация точки доступа к маршруту). Структура J1 схематически представлена на табл.4.3.

Байты J1, номера битов
1	2	3	4	5	6	7	8
1  0      0	C  X      X	C  X      X	C  X      X	C  X      X	C  X      X	C  X      X	C  X      X	Байт 1  Байт 2  .  .  Байт 16
								ССССССС - контрольная сумма CRC-7  предыдущего цикла  XXXXXXX - идентификатор точки  доступа к маршруту  (кодирование ASCII).

Таблица 4.3-Структура информационного поля J1 с цикловой структурой.

Рассмотрим основные информационные поля в составе НО-РОН. 
Байт BЗ используется для контроля четности (процедура ВIР - 8). Более подробно об этом будет сказано ниже. 
Указатель типа полезной нагрузки С2 определяет тип полезной нагрузки, передаваемой в контейнере. Основные типы полезной нагрузки определены в ITU-T G.707, кроме того, ITU-T определил несколько дополнительных рекомендаций, связанных с передачей в системе SDH нагрузки ATM и FDDI). Значения байта С2 и соответствующие типы нагрузки приведены в табл.4.4.

 

 

 

 

 

 

Бинарный вид	HEX	Значение
00000000  00000001  00000010  00000011  00000100  00010010  00010011  00010100  00010101  11111110  11111111	00  01  02  03  04  12  13  14  15  FE  FF	контейнер не загружен  контейнер загружен, нагрузка не специфицирована  структура TUG  синхронный TU-n  асинхронная загрузка 34 или 45 Мбит/с  асинхронная загрузка 140 Мбит/с  загрузка ATM  загрузка MAN (DQDB)  загрузка FDDI  тестовый сигнал по O.181  VC - AIS в случае поддержки ТСМ

Таблица 4.4-Значения указателя типа полезной нагрузки.

Байт G1 служит для передачи сигналов подтверждения ошибок передачи, обнаруженных в конце маршрута. Предусмотрено использование байта G1 для передачи данных об ошибках двух категорий (рис.4.7.) 
FEBE (Far End Block Error) - наличие блоковой ошибки на удаленном конце; сигнал, посылаемый в ответ на получение на удаленном конце ошибки четности по BIP-8; 
FERF (Far End Receive Failure) -наличие неисправности на удаленном конце; сигнал, посылаемый в случае возникновения на удаленном конце нескольких неисправностей.

 
Рисунок 4.7-Значения байта G1.

Байты F2 и F3 используются оператором для решения внутренних задач обслуживания системы передачи и образуют выделенный служебный канал. 
Байт Н4 является указателем и используется при организации сверхциклов SDH, например, он указывает на номер цикла VC-1, VC-2 в сверхцикле TU-1, TU-2. Этот байт также используется в процедуре смещения указателей, что будет описано ниже. 
Индикатор автоматического переключения (Automatic Protection Switching - APS) КЗ используется для оперативного резервирования в системе SDH. Индикатор обеспечивает передачу команды перехода на резерв даже в случае отсутствия системы самодиагностики SDH. Более подробно механизмы резервного переключения рассмотрены в разделе, посвященном процедурам резервного переключения. 
Байт мониторинга взаимного соединения (Tandem Connection Monitoring - ТСМ) N1 был впервые определен в 1996 г. в рекомендациях ITU-T. Необходимость введения процедуры ТСМ была связана с тем, что байт ВЗ, обеспечивающий контроль четности, устанавливается только для начала и конца маршрута и обеспечивает контроль качества сквозного соединения. В случае, если маршрут проходит через несколько секций, принадлежащим различным операторам, требуется не только сквозной, но и посекционный мониторинг параметров качества. До последнего времени средства секционного мониторинга не обеспечивали этих функций, поэтому была введена дополнительная процедура - ТСМ. Согласно этой процедуре сетевой узел обеспечивает контроль четно- сти по НО-РОН и LO-POH (контроль BIP-N), а затем передает информацию об ошибках предыдущему узлу в байте N1 (для заголовков высокого уровня) или N2 для заголовков низкого уровня.

Структура заголовка SOH.

Рассмотрим более подробно состав заголовка SOH (рис.4.8).

 
Рисунок 4.8-Структура заголовка SOH.

Как видно из рисунка, информация о  цикловой синхронизации (А1, А2) повторяется три раза, что связано с объединением стандартов SDH и SONET. 
Байты D1-D12 создают канал передачи данных, который может использоваться встроенными системами самодиагностики и системами TMN. Например, использование служебного канала передачи данных, образованного байтами D, позволяет выполнять реконфигурирование сети из единого центра. 
Трасса регенераторной секции выполняет те же функции, что и байт J1 в заголовке РОН. 
Важным для проведения тестирования систем SDH является служебный канал F1, в котором передается информация о результатах контроля четности и обнаружения ошибок. В состав байта F1 входят идентификаторы регенераторов RI и информационные биты S, где передается информация об ошибках (рис.4.9). 
Байты К1 и К2 заголовка ЗОН также имеют большую важность при анализе работы системы SDH. Эти байты обеспечивают резервное переключение и оперативную реконфигурацию сети. В настоящее время получила широкое распространение концепция самозалечивающихся сетей, механизм действия которых связан с оперативной реконфигурацией и переходом на резервный ресурс. Именно эти процедуры обеспечиваются байтами К1 и К2. Поэтому их анализ обеспечивает тестирование работоспособности процессов резервирования.

 
Рисунок 4.9-Структура канала управления F1.

Байт S1 определяет параметр качества источника синхронизации узла генерации транспортного модуля. Информация о параметре качества источника синхронизации передается комбинацией битов 5-8 в составе байта S1. Возможные значения параметров качества источника синхронизации приведены в табл.4.5. Передача информации о качестве источника синхронизации позволяет избежать проблем, связанных с нарушениями в структуре системы синхронизации. Учитывая, что система передачи на основе SDH использует принципы синхронной передачи и мультиплексирования, параметры синхронизации в SDH чрезвычайно важны. С увеличением разветвленности сети, использованием концепций резервирования и самозалечивающихся сетей, повышается вероятность возникновения проблем, связанных с системой синхронизации. Так, например, в процессе реконфигурации или гибкого переключения на резерв, система синхронизации должна также реконфигурироваться. Передача информации о качестве источника синхронизации конкретного узла дает возможность авторегулирования процессов в системе синхронизации, например, сигнал от источника плохого качества не используется для распределения по сети и синхронизации от него других узлов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметр	Приоритет при использовании	Значение параметра
0010	Наиболее высокий	G.811 первичный источник синхронизации  (PRC)
0100		G.812 вторичный источник синхронизации  транзитного узла
1000		G.812 вторичный источник синхронизации  оконечного узла
1011		Источник синхронизации цифрового  оборудования
1111	Наиболее низкий	Не использовать для внешней синхронизации.
0000		Качество не определено

Таблица 4.5-Возможные значения параметра источника синхронизации.

Назначение указателей.

Указатели выполняют в технологии SDH две основные функции: 
• обеспечение быстрого поиска и доступа к нагрузке; 
• обеспечение процедур выравнивания и компенсации рассинхронизации передаваемых потоков.

Первая функция указателей является наиболее важной, поскольку именно с ней связано основное преимущество технологии SDH - отсутствие необходимости  пошагового мультиплексирования/ демультиплексирования. Указатели административных блоков AD PTR и блоков нагрузки TU PTR обеспечивают прямой доступ к загруженному в синхронный транспортный модуль потоку на любом  уровне (рис.4.10). Как видно из рис.4.10, в системах передачи SDH используются два типа указателей - административной (AU-PRT) и трибутарной групп (TU-PTR). Указатели образуются байтами Н, описанными в предыдущем разделе.

 
Рисунок 4.10-Механизм организации прямого доступа к нагрузке.

Механизм формирования указателей - обратный к механизму поиска нагрузки, представленной на рис.4.10. Схематически его можно представить рис.4.11.

 
Рисунок 4.11-Структура присвоения/поиска, формирование сигнала SDH.

5 Методы контроля чётности и определения ошибок в системе SDH

В системе SDH используется метод контроля параметров ошибки без отключения канала, который получил название метода контроля четности (Bit Interleaved Parity - В1Р). Этот метод, также как и CRC, является оценочным, но он дает хорошие результаты при анализе систем передачи SDH. Алгоритм контроля четности достаточно прост (рис.5.1). Контроль четности выполняется для конкретного блока данных цикла в пределах групп данных по 2, 8 и 24 бита (BIP-2, BIP-8 и В1Р-24 соответственно). Эти группы данных организуются в столбцы, затем для каждого столбца рассчитывается его четность, т.е. четное или нечетное количество единиц в столбце. Результат подсчета передается в виде кодового слова на приемную сторону. На приемной стороне делается аналогичный расчет, сравнивается с результатом и делается вывод о количестве ошибок четности. Результат сравнения передается в направлении, обратном передаче потока.

 
Рисунок 5.1-Алгоритм контроля чётности.

Метод контроля четности является оценочным, поскольку несколько ошибок могут  компенс ровать друг друга в смысле контроля четности, однако этот метод дает приемлемый уровень оценки качества цифровой системы передачи. Поскольку технология SDH предусматривает создание секционных заголовков и заголовк пути, метод контроля четности дает возможность тестирования параметров цифровой системы передачи от секции к секции и от начала до конца маршрута. Для этого используются специальные байты (см. выше) в составе заголовков SОН и РОН. Например, количество ошибок, обнаруженно в канале В3 передается в байте G1 РОН VC-4 следующего цикла. На рис.5.2 представлена cxема посекционного мониторинга параметра ошибки BIP. Используемые для контроля четности байты связанные с ними участки цифровой системы передачи приведены в табл.5.1.

 
Рисунок 5.2-Посекционный мониторинг параметров цифровой передачи.

Байт	Заголовок	Длина	Секция мониторинга
B1	RSOH	BIP - 8	STM - 1
B2	MSOH	BIP - 24	STM - 1 без RSOH
B3	POH VC - 3/4	BIP - 8	VC - 3/4
V5	POH VC - 1/2	BIP - 2	VC - 1/2

Таблица 5.1-Байты, используемыедля контроля чётности и участки SDH.

6 Резервирование

К современной цифровой первичной  сети предъявляются повышенные требования в части параметров ее надежности. В связи с этим современные  первичные сети строятся с использованием резервных трактов и коммутаторов, выполняющих оперативное переключение в случае неисправности на одном  из каналов. В этом случае в состав системы передачи включаются цепи резервирования мультиплексорной секции (Multiplex Section Protection - MSP). Как было показано выше, в сети SDH осуществляется постоянный мониторинг параметров ошибки (процедура контроля четности BIP) и параметров связности. В случае значительного ухудшения качества передачи в мультиплексорной секции выполняется оперативное переключение (APS) на резервную мультиплексорную секцию. Это переключение выполняется коммутаторами. По типу резервирования различаются коммутаторы APS с архитектурой 1+1 и 1:n (рис.6.1).

Для управления резервным переключением  используются байты К1 и К2 секционного заголовка. В байте К1 передается запрос на резервное переключение и статус удаленного конца тракта. В байте К2 передается информация о параметрах моста, используемого в APS с архитектурой 1:n, данные по архитектуре MSP и сообщения о неисправностях, связанные с APS. Различные варианты архитектуры MSP используются в различных схемах резервирования. Наибольшее распространение имеют две схемы, непосредственно связанные с кольцевой топологией сетей SDH -схема "горячего резервирования" (рис.6.2а) и схема распределенной нагрузки (рис.6.2b). В первом случае трафик передается как в прямом, так и в резервном направлении. В случае повреждения происходит реконфигурация и создается резервный канал. В схеме распределенной нагрузки половина графика передается в прямом, половина - в обратном направлении. В этом случае при возникновении неисправности происходит переключение на уровне ресурсов.

Согласно ITU-T G.841 время резервного переключения не должно превышать 50 мс.

 
Рисунок 6.1-Архитектура MSP.

 
Рисунок 6.2-Схемы резервирования в системах SDH.

             7 Приложение

 

 

Рекомендации ITU-T и ETSI по стандартам первичной сети.

1. Recommendation G.701. Vocabulary of digital transmission and multiplexing, and pulse code modulation (PCM) terms. ITU-T. 
2. Recommendation G.702. (11/88) Digital hierarchy bit rates. Blue Book. ITU-T. 
3. Recommendation G.703. Phisical/Electrical Characteristics of Hierarchical Digital Interfaces. ITU-T. 
4. Recommendation G.704. Synchronous frame structures used at 1544, 6312, 2048, 8488 and 44736 kbit/s. ITU-T. 
5. Recommendation G.706. Frame alignment and cyclic redundancy check (CRC) procedures relating to basic frame structures defined in Recommendation G.704. ITU-T. 
6. Recommendation G.707. Network node interface for the synchronous digital hierarchy. ITU-T. 
7. Recommendation G.711. Pulse code modulation (PCM) of voice frequencies. ITU-T. 
8. Recommendation G.732. Characteristics of primary PCM multiplex equipment operating at 2048 kbit/s. ITU-T. 
9. Recommendation G.742. Second order digital multiplex equipment operating at 8448 kbit/s and using positive justification. ITU-T. 
10. Recommendation G.751. Digital multiplex equipments operating at the third order bit rate of 34368 kbit/s and the fourth order bit rate of 139264 kbit/s and using positive justification. ITU-T. 
11. Recommendation G.772. Protected monitoring points provided on digital transmission systems. ITU-T. 
12. Recommendation G.775. Loss of signal (LOS) and alarm indication signal (AIS) defect detection and clerance criteria. ITU-T. 
13. Recommendation G.783. Characteristics of SDH equipment functional blocks. ITU-T. 
14. Recommendation G.784. SDH management. ITU-T. 
15. Recommendation G.803. Architectures of transport networks based on the SDH. ITU-T. 
16. Recommendation G.804. ATM cell mapping into plesiochronous digital hierarchy (PDH). ITU-T. 
17. Recommendation G.810. Considerations on timing and synchronization issues. ITU-T. 
18. Recommendation G.811. Timing requirements at the outputs of primary reference clocks suitable for plesichronous operation of international digital links. ITU-T. 
19. Recommendation G.812. Timing requirements at the outputs of slave clocks suitable for plesiochronous operation of international digital links. ITU-T. 
20. Recommendation G.813. Timing characteristics of SECs. ITU-T. 
21. Recommendation G.821. Error performance of an international digital connection forming part of an integrated services digital network. ITU-T. 
22. Recommendation G.822. Controlled slip rate objectives on an international digital connection 
23. Recommendation G.823. The control of jitter and wander within digital networks which are based on the 2048 kbit/s hierarchy. ITU-T. 
24. Recommendation G.825. The control of jitter and wander within digital networks which are based on the SDH. ITU-T. 
25. Recommendation G.826. Error performance parameters and objectives for international, constant bit rate digital paths at or above the primary rate. ITU-T. 
26. Recommendation G.831. Management capabilities of transport networks based on the SDH. ITU-T. 
27. Recommendation G.832. Transport of SDH elements on PDH networks - Frame and multiplexing structures. ITU-T. 
28. Recommendation G.921. Digital sections based on the 2048 kbit/s hierarchy. ITU-T. 
29. Recommendation G.952. Digital line systems based on the 2048 kbit/s hierarchy on symmetric pair cables. ITU-T. 
30. Recommendation G.954. Digital line systems based on the 2048 kbit/s hierarchy on coaxial pair cables. ITU-T. 
31. Recommendation G.955. Digital line systems based on the 1544 kbit/s and the 2048 kbit/s hierarchy on optical fibre cables. ITU-T. 
32. Recommendation G.957. Optical interfaces for equipments and systems relating to the SDH. ITU-T. 
33. Recommendation G.958. Digital line systems based on the SDH for use on optical fibre cables. ITU-T. 
34. Recommendation I.311. B-ISDN general network aspects. ITU-T. 
35. Recommendation I.356. B-ISDN-ATM layer cell transfer performance. ITU-T. 
36. Recommendation I.361. B-ISDN-ATM layer specification. ITU-T. 
37. Recommendation I.363. B-ISDN-ATM adaptation layer (AAL) specification. ITU-T. 
38. Recommendation I.371. Traffic control and congestion control in B-ISDN. ITU-T. 
39. Recommendation I.413. B-ISDN user-network interface. ITU-T. 
40. Recommendation I.432. B-ISDN user-network interface - PMD layer specification. ITU-T. 
41. Recommendation I.610. B-ISDN operation and maintenance principles and functions. ITU-T. 
42. Recommendation M.2100. Performance limits for bringing-into-service and maintenance of international PDH paths, sections and transmission systems. ITU-T. 
43. Recommendation M.2110. Bringing into service international digital paths, sections and transmission systems. ITU-T. 
44. Recommendation M.2120. Digital path, section and transmission system fault detection and localization procedures. ITU-T. 
45. Recommendation О.151. Error performance measuring equipment operating at the primary rate and above. ITU-T. 
46. Recommendation О.152. Error performance measuring equipment for bit rates of 64 kbit/s and N x 64 kbit/s. ITU-T. 
47. Recommendation О.171. Timing jitter measuring equipment for digital systems. ITU-T. 
48. ETS 300 010-1. Transmission and Multiplexing (TM); Synchronous cross connect equipment 64 and n x 64 kbit/s cross connection rate 2048 kbit/s access ports; Part 1: Core functions and characteristics. 
49. ETS 300 010-2. Transmission and Multiplexing (TM); Synchronous cross connect equipment 64 and n x 64 kbit/s cross connection rate 2048 kbit/s access ports; Part 2: Management aspects. 
50. ETS 300 417-1. General functional requirements for SDH transmission equipment - Generic processes and performance. 
51. ETS 300 417-2. Physical section layer functions. 
52. ETS 300 417-3. STM-N regenerator and multiplex section layer functions. 
53. ETS 300 417-4. SDH path layer functions ETS 300 417-5 PDH path layer functions. 
54. ETS 300 417-6. Synchronization distribution function. 
55. ETS 300 462-1. General requirements for synchronization networks. Definitions and terminology for synchronization networks. 
56. ETS 300 462-2. Synchronization network architecture. 
57. ETS 300 462-3. The control of jitter and wander within synchronization networks. 
58. ETS 300 462-4. Timing characteristics of slave clocks suitable for synchronization supply to SDH and PDH equipment. 
59. ETS 300 462-5. Timing characteristics of slave clocks suitable for operation in SDH equipment. 
60. ETS 300 462-6. Timing characteristics of PRCs.