«ведущий/ведомый таймер»
| Вид материала | Лекция |
- Методические указания по выполнению лабораторной работы по курсу, 157.93kb.
- Литературный вечер, посвященный 195-летию со дня рождения М. Ю. Лермонтова, 47.68kb.
- Ведущий 1: Здравствуйте, дорогие друзья! Ведущий, 99.24kb.
- Ха, несколько режимов скорости, пульт дистанционного управления, таймер, регулировка, 835.86kb.
- Ведущий: Не задержишь стрелок бег, 122.5kb.
- Методика организации коллектива на основе модели взаимодействия "Лидер ведомый", 179.61kb.
- Менің Отаным Қазақстан. Ведущий 1: , 103.6kb.
- Учащиеся 11 «А» класса моу романовской сош атас! Компьютеры идут на нас!, 41.19kb.
- Дня Рождения "Сказка за сказкой", 11.75kb.
- «Мир сказочных героев» Праздник для первоклассников. Ведущий, 174.11kb.
Лекция 8.
СИНХРОНИЗАЦИЯ ДЛЯ SDH
Устойчивая работа сети SDH во многом зависит от качества синхронизации между ее узлами. В сети SDH применяется иерархический метод принудительной синхронизации с парами «ведущий/ведомый таймер».
Очевидно, что и источники синхронизации должны быть отказоустойчивыми. Для обеспечения этого свойства в сети SDH могут присутствовать несколько дублирующих источников синхронизации.
- Сигнал внешнего сетевого таймера с частотой 2048 кГц, называемого также первичным эталонным генератором (ПЭГ, или Primary Reference Clock, PRC) в соответствии с рекомендациями G.811. Его точность должна быть не ниже 1 х 10-11. Первичный эталонный таймер обычно представляет собой хронометрирующий атомный источник тактовых импульсов (цезиевые или рубидиевые часы). Его калибруют вручную или автоматически по сигналам мирового скоординированного времени (Universal Time Coordinated, UTC).
- Сигнал внутреннего таймера узла SDH. Его точность обычно невелика - порядка (1-5) х 10-6.
- Сигнал 2048 кГц, выделяемый из линейного (или трибутарного) сигнала STM-N. Чаще всего точность такого источника синхронизации составляет 5 х 10-8.
- Сигнал с пользовательского (трибутарного) интерфейса PDH.
Так как сигналы трибутарных потоков 2 Мбит/с могут смещаться внутри виртуальных контейнеров VC-12, их использование в качестве источников синхронизации в сетях SDH нецелесообразно. Низкая точность внутреннего таймера мультиплексора не позволяет добиться хорошей синхронизации передающего и принимающего узлов SDH. Поэтому основными источниками надежной и точной синхронизации являются сигналы первичного эталонного генератора и сигналы, выделяемые из кадров STM-N.
Внешними источниками в этом случае служат как внешние таймеры, подключаемые к специальным синхронизирующим входам мультиплексора, так и сигналы STM-N линейного входа (и трибутарных, если они поддерживают какой-либо уровень STM, а не PDH). Одна схема мультиплексора осуществляет выбор источника синхронизации для внутренних элементов мультиплексора, а другая — для внешних.
В синхронных сетях общего пользования используется иерархия задающих генераторов, в которой сигнал каждого генератора синхронизируется по эталону сигнала верхнего уровня, имеющего более высокую точность.
Иерархия синхронизирующих источников — это сеть, состоящая из нескольких слоев генераторов, называемых также стратум-таймерами (от stratum — слой). Сеть синхронизации содержит один генератор уровня Stratum 1 и несколько генераторов более низких уровней, от Stratum 2 до Stratum 4.
Генератор Stratum 1 посылает эталонные сигналы тактовой частоты нескольким генераторам слоя Stratum 2. В свою очередь, последние посылают сигналы другим генераторам слоя Stratum 2 и слоя Stratum 3. Аналогично, генераторы слоя Stratum 3 синхронизируют другие элементы слоев Stratum 3 и Stratum 4. Генератор, фаза которого подстраивается по входному сигналу, полученному от генератора более высокого или того же уровня качества, называется ведомым задающим генератором (ВЗГ, или Secondary Reference Clock, SRC). Ведомый задающий генератор высшего качества занимает вторую ступень в иерархии слоев синхронизации, т. е. соответствует слою Stratum 2, и устанавливается обычно в транзитных узлах сети. Ведомые генераторы третьего уровня качества Stratum 3 работают, как правило, в локальных (терминальных) узлах сети.
Генераторы каждого слоя должны удовлетворять стандартным требованиям к точности частоты, приведенным в Таблице.
| Stratum | Минимальная точность | Минимальная стабильность удержания |
| 1 | 1,0 х 10-11 | Не применимо |
| 2 | 1,6 х 10-8 | Дрейф - не более 1,0 х 10-10 в сутки |
| 3 | 4,6 х 10-6 | 0,37 х 10-6 в течение первых 24 ч |
| 4 | 20 х 10-6 | Не требуется |
При потере сигнала синхронизации от генератора более высокого уровня генераторы слоев Stratum 2 и 3 переходят в режим удержания частоты (режим holdover), при этом они должны автономно обеспечивать синхросигналы с указанной в таблице точностью на протяжении хотя бы первых 24 ч после потери связи с эталонным источником более высокого уровня.
Для надежной работы сети у каждого мультиплексора SDH должно быть несколько альтернативных источников синхронизации, но использоваться в каждый момент времени должен только один, наиболее точный. Для выбора такого источника имеются приоритетные (называемые также иерархическими) списки, задаваемые администратором, а также механизм сообщений о статусе синхронизации (Synchronization Status Messaging, SSM). Сообщения SSM транспортируются по сети в заголовках кадров STM-N, в них указывается уровень качества синхронизации (Quality Level, QL) для данного сигнала. Переменная QL может принимать 16 значений, от 0 до 15, при этом чем меньше значение QL, тем уровень качества выше (за исключением значения 0, которое мультиплексоры, как правило, интерпретируют как эквивалент 15). Кодирование уровня QL чаще всего производится с помощью четырех значений кода, соответствующих четырем уровням точности синхронизирующего сигнала, т. е. уровням Stratum 1 (QL=2), Stratum 2 (QL=4), Stratum 3 (QL=8) и Stratum 4 (QL=11). Значение QL=15 воспринимается как «не использовать для синхронизации», обычно оно служит для указания ведущему мультиплексору не применять ведомый в качестве источника синхронизации.
Администратор может задавать и другие значения кодов. В режиме по умолчанию, поступающее в заголовке кадра STM-N сообщение SSM принимается мультиплексором и используется при выборе источника синхронизации, а далее в неизменном виде передается в составе кадра следующему мультиплексору. У администратора имеется возможность изменить (override) значение QL в поступившем кадре, так что отправленный следующему мультиплексору кадр будет иметь новое значение QL. Механизм QL override применяется также для внешних источников синхронизации, когда те не могут поместить сообщение SSM в кадр.
Если у нескольких источников из иерархического списка соотношение значений QL противоречит указанным в списке приоритетам этих источников, то предпочтение отдается источнику с лучшим (меньшим) значением QL (а не источнику с более высоким положением в списке).
Ниже приведен пример кольца SDH, в котором используются механизмы SSM и списка источников по приоритетам. К кольцу подключено два первичных эталонных генератора — PRC1 и PRC2, при этом за счет соответствующего конфигурирования все мультиплексоры кольца синхронизируются с PRC1 — либо непосредственно, либо косвенно, а генератор PRC2 является резервным.
Непосредственно с PRC1 синхронизируется мультиплексор М1 — через порт внешней синхронизации Ext1, так как он занимает верхнюю строчку в иерархическом списке приоритетов источников для этого мультиплексора. Для источника Ext1 задан режим QL override со значением 2, подтверждающим соответствие точности Stratum 1. Мультиплексор М1 указывает уровень QL=2 в кадрах, которые он передает мультиплексорам М2 и М4.
Мультиплексор M2 синхронизируется по потоку STM-N, поступающему через порт P2 (с высшим приоритетом в списке) от мультиплексора М1, т. е. косвенно — с PRC1. В обратном направлении (к М1) кадры передаются со значением QL=15. Мультиплексор М3 выбирает источником синхронизации порт P2 — он и в списке стоит первым, и качество сигнала от него (QL=2) выше, чем у внешнего порта Ext1 (QL=4). Наконец, мультиплексор М4 берет для синхронизации сигналы с порта P2, потому что этот порт при равенстве качества сигналов с портом P1 стоит выше в иерархическом списке.
При отказе генератора PRC1 мультиплексор переходит в режим удержания частоты внутренним генератором. Точность такого генератора соответствует уровню Stratum 4, поэтому в кадрах STM-N мультиплексор М1 указывает значение QL=11. Кадры с этим значением распространяются по сети, но на мультиплексоре М3 данный процесс заканчивается, так как у него в списке есть источник Ext1 с более высоким качеством QL=4. Поэтому источником синхронизации для кольца становится генератор PRC2, при этом мультиплексоры М2 и М1 синхронизируются потоками STM-N, идущими по часовой стрелке, а мультиплексор М4 — против часовой стрелки.
При распространении сигналов синхронизации соблюдается определенная иерархия: от сигналов PRC синхронизируется магистральная сеть, от магистральной — внутризоновые, а от магистральной и внутризоновых — местные сети.
Максимальное число промежуточных мультиплексоров SDH, через которые в потоке STM-N можно передавать синхросигналы от первичного генератора PRC, определено в стандартах G.803 — это последовательность из 20 мультиплексоров. При большем числе промежуточных мультиплексоров нужно использовать внешний ведомый задающий генератор, который будет синхронизироваться от первичного и выполнять роль источника синхронизации для остальной части сети. В примере показано несколько ВЗГ, синхронизирующихся от сигналов уровня Stratum 1. Ведомых генераторов с последовательной синхронизацией друг от друга не должно быть более 10.
В России источником синхронизации для сетей операторов связи служат первичные эталонные генераторы, входящие в систему тактовой сетевой синхронизации (ТСС) ОАО «Ростелеком». Ведомственные и корпоративные сети связи могут пользоваться как ПЭГ «Ростелеком», так и устанавливать собственные ПЭГ (в случае специфических особенностей сети).
Характеристики сети SDH.
Область применения решений :
Транспортные сети различного уровня (доступа, региональные, магистральные)
Возможные способы прикладного применения :
Транспортные сети операторов связи общего пользования, в т.ч. сети операторов телефонной и мобильной связи;
Основа для корпоративных мультимедийных сетей;
Подключение локальных сетей, соединение локальных сетей территориально удаленных зданий;
Организация выносов от базовых сетей.
Уровень сложности решений :
от модернизации отдельных узлов существующей инфраструктуры (замена оборудования PDH)
до создания новой сети (решение класса Front-End);
Уровень функциональности решений:
от решения задач подключения / доступа, до создания транспортных сетей связи уровня STM-4 и выше
Уровень пропускной способности :
от 155.520 Мбит/с (STM-1) до 2 487 320 Мбит/с (STM-16) и выше
Емкость решений по количеству портов:
от 16 потоков E1
до 504 потоков E1 на один мультиплексор
Емкость решений по количеству абонентов :
не ограничена
Размер обслуживаемой территории :
не ограничен
Спектр услуг :
поддержка любых потоков, соответствующих иерархии скоростей STM
Спектр поддерживаемых типов трафика :
Поддержка любых видов трафика, в том числе - передача данных, голоса, видеосигнала, высокоскоростной доступ в Интернет и корпоративные сети
Варианты построения инвестиционной политики:
создание системы с использованием унаследованной инфраструктуры или создание новой системы;
постепенная миграция на новое оборудование;
переоснащение отдельных фрагментов (узлов) сети.
Способы реализации решений :
от консультаций и поставок необходимого оборудования и ПО , до комплексной разработки и реализации проекта "под ключ"
Применение сети SDH.
Сеть SDH для оператора связи
Если абонентам оператора связи удобна аренда каналов n x 2 Мбит/с либо более скоростных каналов 34 Мбит/с, 155,520 Мбит/с, а трафик является симметричным, то сеть SDH может рассматриваться как готовое средство предоставления услуг. В том случае, если большое число абонентов не могут использовать такие каналы эффективно, сеть SDH может использоваться как опорная сеть для создания наложенной сети (например, ATM), которая позволит более рационально использовать возможности сети и обеспечить большую дифференциацию предоставления услуг в соответствии с потребностями абонентов. Сеть SDH является рациональным решением с точки зрения инвестиций, так как обладает высокими возможностями для дальнейшего расширения, а также позволяет строить на своей основе современные сети с широким перечнем услуг. На ее основе может быть построено комплексное решение "Мультисервисная сеть". Сети SDH могут использоваться местными, региональными и глобальными операторами связи.
Сеть SDH для оператора телефонной связи
На основе сетей SDH возможно создание надежных цифровых сетей операторов телефонной связи. Транспортная подсистема SDH делает реальным дальнейшее расширение телефонной сети в соответствии с ростом числа абонентов без снижения качества обслуживания и необходимости дополнительных вложений средств в модернизацию транспортных каналов связи. Сеть SDH может использоваться как ядро для решения "Мультисервисная сеть", что наряду с высокой надежностью, масштабируемостью и сниженным уровнем эксплуатационных затрат предоставит оператору телефонной связи возможность предоставления своим абонентам телефонного сервиса современного уровня.
Сеть SDH для оператора мобильной телефонной связи
В сетях операторов сотовой связи сети SDH могут использоваться для соединения коммутационных центров мобильной связи и базовых станций. Пример использования решений SDH в сетях сотовой связи приведен на рисунке. Кольца SDH построены на основе мультиплексоров WaveStar ADM 4/1 компании Lucent Technologies. Пример иллюстрирует возможность совмещения технологий PDH и SDH для достижения рационального решения как с технической, так и экономической точек зрения. Схема приведена только для ознакомительных целей и не является иллюстрацией какого-либо конкретного решений Компании.
Сеть SDH для оператора цифрового вещания
В настоящее время растет интерес к перспективным услугам систем цифрового вещания - передача сигналов кабельного и спутникового телевидения, телевидение высокой четкости, интерактивное вещание, услуги "видео по запросу" и т.п.. Подобные сервисы требуют не только достаточно скоростных абонентских соединений (8 Мбит/с и выше) которые могут быть организованы по технологиям xDSL, но и организацию транспортной среды необходимой пропускной способности. Применение технологии PDH в качестве магистрали нецелесообразно как из-за низкой пропускной способности (для обслуживания каждых 10-15 абонентов необходим канал E4) , так и из-за сложности применения, обусловленной необходимостью полного демультиплексирования кадров при извлечения абонентских данных. Использование SDH в качестве транспортной среды решает перечисленнные проблемы.
Сеть SDH для корпоративной среды
Сеть SDH может быть использована как основа создания скоростной кампусной сети или как ядро для территориально-распределенных корпоративных и ведомственных сетей. Универсальность транспортной среды позволит поддерживать информационные потоки различного типа (голос, данные, видео). Высокие скорости обмена сделают возможным организацию мультимедийной связи (в частности, видеоконференцсвязь), а высокая надежность обеспечит платформу для функционирования распределенных критически-важных бизнес-приложений. Высокая надежность сети позволяет использовать такие сети, в частности, в основе средств автоматизации аэропортов. Уровень затрат на эксплуатацию системы SDH будет снижен благодаря развитым средствам мониторинга и управления.
Литература по PDH и SDH
- Н.Н. Слепов «Синхронные цифровые сети SDH», ЭКО-ТРЕНДЗ, 1999
- И.Г.Бакланов «Технологии измерений первичной сети.» Ч. I Системы E1, PDH, SDH. ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000
- Олифер В., Олифер Н. «Компьютерные сети» 2-е и 3-е издание.
- Журнал «LAN» № 4,5,6 2002г. Олифер В. «Технология SDH», «Как устроена сеть SDH».
- Стандарты G.704, G.751, G.707, G.708, G. 709
- http//niiits.ulsu.ru/portal/data/1405 Особенности технологии PDH.