Geum.ru

Московский Государственный Университет Связи и Информатики лекции

Вид материалаЛекции

Содержание


Если в троичной последовательности, приведенной выше, был неправильно принят третий символ (вместо "0" восстановлена "1"), то на
По второй команде
По третьей команде
Объединение потоков с выравниванием скоростей называется плезиохронным
Системы ИКМ называются PDH - Plesiohronous Digital Hierarhy
Плезиохронная цифровая иерархия - PDH - Plesiohronous Digital Hierarhy
Иерархия плезиохронных цифровых систем передачи ИКМ
Подобный материал:
1   ...   56   57   58   59   60   61   62   63   ...   156
^

Если в троичной последовательности, приведенной выше, был неправильно принят третий символ (вместо "0" восстановлена "1"), то на выходе регенератора


имеется последовательность: +1 -1 +1 0 +1 -1 0 +1

Здесь нарушилось правило чередования полярностей импульсов: в соответствии с принятым алгоритмом формирования квазитроичного кода в нем не могут следовать друг за другом единицы с одинаковой полярностью.

Следовательно, на приемной станции эта ошибка будет зафиксирована и с помощью отдельного компаратора, принимающего решение (или простого выпрямителя), "положительная" единица в третьем разряде меняется на "0".

Есть еще много более сложных алгоритмов кодирования двоичных сигналов троичным кодом, которые здесь не рассматриваются.

Принципы синхронизации остаются неизменными для цифровых систем передачи всех ступеней иерархии.

Одинаково выделяются из цифрового потока импульсы тактовой частоты и, для обеспечения синхронной (точнее синфазной) работы мультиплексоров на передаче и демультиплексоров на приеме, направляются в линию комбинации импульсов цикловой синхронизации (синхросигнала). Практически это осуществляется следующим образом:

На вход системы передачи приходят биты из 4-х информационных потоков и записываются в ячейки памяти ЗУ, затем считываются с них и направляются в линию. При этом за счет усложнения аппаратуры ЗУ (шины записи информации и считывания независимы друг от друга) скорость считывания информации выше скорости ее записи. В системе ИКМ-120 таким "пустым" интервалом, не несущим никакой информации, во всех 4-х потоках является каждый 33-й интервал. При объединении потоков на выходе в линию образуются "дырки" шириной в

4 интервала, в которые и вставляются синхроимпульсы, а также другая служебная информация.

Строгая периодичность синхросигнала - одно из важнейших свойств, используемых для его распознавания.


Формирование "пустых" временных интервалов в цифровом потоке

Тактовые импульсы







Биты в ячейках памяти (ЗУ) от 4-х информационных потоков


1

1

1

0 0 0

Импульсы считывания "Лишний" импульс




Считываемый цифровой поток "Пустой" временной интервал

(без информации)


1

1

1



0 0 0 ?




Чтобы не было смещения во времени "пустых" интервалов в каждом цикле передачи и не произошел бы полный сбой работы системы синхронизации и аппаратуры в целом, специальное устройство на микросхемах контролирует взаимное положение (интервал) импульсов записи и импульсов считывания.

Если местный генератор (ГТИ), выдающий импульсы считывания, увеличил частоту следования этих импульсов ("убежал вперед") и "пустой" интервал появился раньше времени (информационный импульс "потерян", см. рис. "а" ниже), то контролируемый интервал уменьшится до критической величины.

Другое устройство вводит в этот "пустой" интервал ложный импульс, не несущий никакой информации (аналогично добавлению секунд во время подведения часов в ту или иную сторону).

Такое согласование (выравнивание) скоростей записи и считывания цифровых потоков, называется согласованием скоростей.


Согласование скоростей цифровых потоков


а) "пустой" интервал появился раньше и потерян информационный

импульс (считыание опережает запись)










б) Положительное согласование

(вставлен "дополнительный" тактовый импульс)







в) "пустой" интервал не появился вовремя и

"проскочил" тактовый импульс (запись опережает считывание)







г) Отрицательное согласование

(исключен "лишний" тактовый импульс импульс)







Процедура согласования скоростей называется стаффинг

(staffinq - в технической литературе, переводится как "вставка").

Если в объединенном цифровом потоке на передающей стороне появляется, например, ложный импульс, в приемную станцию по служебному каналу.

-В качестве первого служебного канала используется один из "пустых" интервалов и в линию передается синхроимпульс (единичный бит), посланный 3 раза подряд для надежности, сообщающий о том, что необходимо провести согласование скоростей.

Приняв команду, даже, если вместо трех единиц подряд "111" из-за воздействия помех придет только один бит - "1", по первому, каналу приемник осуществляет стаффинг - согласование.

Если в приемнике по первому служебному каналу объединенного цифрового потока появляется команда "000", то производить согласование скоростей не надо - все они информационные.

Если в цифровом потоке уже должен появиться "пустой" интервал, а тактовые импульсы из-за малой их скорости до сих пор еще не считали из ЗУ приемника предшествующий импульс ("часы спешат"), этот импульс исключается из цифрового потока и образуется временнóй интервал ("пустой" интервал).


Такое согласование называется отрицательным.

Поскольку о виде согласования необходимо сообщить приемной станции, для этой цели вводят команду "вид согласования".


Команда "вид согласования" передается по второму служебному каналу, т.к. по первому служебному каналу передается "111" - "необходимо произвести согласование":

-"111" (один бит три раза подряд) - согласование положительное, т.е.

в объединенный цифровой поток вставлен "ложный" бит (импульс);

-"000" (один бит три раза подряд) - согласование отрицательное, т.е.

из объединенного цифрового потока "вырезан" информационный бит.

-Второй служебный канал организуется точно также как и первый за счет "пустых" интервалов.

Исключенный на передаче информационный бит не пропадает совсем, он передается по третьему служебному каналу, при этом он, как и служебные биты, повторяется три раза.

Таким образом:

По первой команде, переданной по первому служебному каналу, приемник узнает о том, что надо произвести согласование (комбинация "111");

^ По второй команде, переданной по второму служебному каналу, приемник решает:
  • нужно ликвидировать ложный импульс (комбинация "111");
  • нужно восстановить пропущенный информационный, импульс (комб. "000");

^ По третьей команде, переданной по третьему служебному каналу, приемник определяет какой бит пропущен ("1" или "0"):

-при получении комбинации "111" - пропущена "1";

-при получении комбинации "000" - пропущен "0".

^ Объединение потоков с выравниванием скоростей называется плезиохронным.

Иерархия скоростей передачи цифровых протоков с использованием систем передачи

^ Системы ИКМ называются PDH - Plesiohronous Digital Hierarhy


Общеканальная система сигнализации (ОКС)


Сигнализация – это совокупность сигналов, передаваемых между элементами сети для обеспечения процессов установления и разъединения соединений при обслуживании вызовов, а также для передачи различной служебной информации

(МСЭ-Т рекомендует применение ОКС№7 на телекоммуникационных сетях).


Виды сигнализации


Абонентская Межстанционная Абонентская





ТА

ТА












Существуют два способа сигнализации при обмене управляющих устройств сигналами внутри одной АТС или между разными АТС сети электросвязи:

-децентрализованный способ (линейная сигнализация) используется на аналоговых телефонных сетях, а также для передачи служебной информации внутри АТС и между АТС на цифровых сетях с малым числом линий в пучках;


-централизованный способ, при котором используется общеканальная система сигнализации (ОКС) между двумя управляющими устройствами коммутационных станций (узлов) телекоммуникационной сети для обмена управляющими сигналами (управление выбором маршрута, трафиком сигнализации, каналом, защитой от ошибок и т.д.). ОКС - это цифровой канал.


В настоящее время в ОКС могут передаваться не только сообщения сигнализации (передаются с высшим приоритетом) в телекоммуникационных сетях, но и цифровые данные в пакетной форме, телеметрическая информация, данные для целей технической эксплуатации (передаются с низшим приоритетом).


В ОКС передаются сигналы управления, линейные и информационные сигналы.

В ОКС может передаваться и другая информация:

-управление сетью сигнализации;

-испытания правильного функционирования каналов сети сигнализации;

-данные для учета стоимости оказанных пользователям услуг (данные для биллинга);

-данные о нагрузке в каналах ОКС и в каналах передачи речи и данных;

-данные из информационных баз данных.

ОКС может использовать различные среды передачи:

-кабельные линии электросвязи;

-стандартные каналы связи: ИКМ, аналоговые.


Преимущества ОКС:

-неограниченный состав сигналов;

-малое время установления соединений за счет высокой скорости передачи сигнальной информации (от 2,4 до 64,0кбит/с);

-отсутствие помех во время разговора при передаче данных сигнальной (управляющей соединением) информации.

ОКС можно эффективно применять уже при 60-канальном тракте передачи речи (данных) на местных сетях.


ОКС строится двумя способами:


-связанный способ (на первом этапе внедрения);

-несвязанный способ (на втором этапе внедрения).

- узлы коммутации - пункты сигнализации (SP), STP – транзитный SP




ОКС

SP SP

STP



ОКС ОКС




Разговорные Разговорные

каналы ОКС каналы



SP SP


В ОКС сигналы передаются в виде пакетов, а в SP и STP (см. рис.) также используется способ коммутации пакетов, т.е. в каналах ОКС информация передается в виде сигнальных единиц (SU), которые имеют разное назначение и переменную длину.


Сигнальные единицы (SU) содержат следующую информацию:

-адресную;

-данные о номере канала в пучке;

-данные о номере пучка;

-сигнальную информацию об этапах установления соединения или его разъединения;

-информацию для обнаружения ошибок в передаче полезной информации и др.


МСЭ-Т рекомендует применение ОКС № 7 (рекомендации Q.700 - Q.705 – введение в ОКС № 7, функции, структура, Q.707 – испытания и техобслуживание, Q.711 – Q.716 – подсистема SCCP, Q.730 – Q.737 – дополнительные услуги ISDN, Q.761 – Q.767 – подсистема ISUP, Q.771 – Q.775 – подсистема TСAP, Q.780 – Q.788 – спецификация тестирования).


где:

- ISDN - подсистема пользователя аналоговой сети (ТфОП) при организации доступа к цифровой сети с интеграцией обслуживания, например: к службам узкополосным службам У-ЦСИО (см. раздел ЦСИО);

- ISUP – подсистема пользователя цифровой сети с интеграцией обслуживания (ЦСИО);

- ТUP – подсистема телефонного пользователя (обычный телефонный пользователь);

- SCCP – подсистема управления соединением;

- МАР – подсистема пользователей мобильной сети;

- INAP – подсистема пользователей интеллектуальной сети (платформы);

- МТР - подсистема передачи сообщений (база, фундамент).

Система общеканальной сигнализации (ОКС № 7) – это универсальная многофункциональная система межстанционной сигнализации, ориентированная на поддержку практически всех услуг связи.

Широкомасштабное внедрение ОКС № 7 обусловлено следующими причинами:

-массовым внедрением цифровых систем коммутации с программным управлением на всех уровнях иерархии ТфОП;

-созданием федеральных сетей подвижной связи (CПC) стандартов GSM-900 и

NMT-450;

-создание ведомственных и коммерческих сетей электросвязи с бóльшим, чем у ТфОП спектром услуг;

-внедрение услуг ЦСИО (ISDN) на ТфОП и других коммерческих телекоммуникационных сетях;

Система ОКС № 7 может быть использована:

-на сети сигнализации, организованной по каналам систем передачи с ИКМ;

-по физическим линиям или аналоговым каналам.

Система ОКС № 7 предназначена для использования в цифровых сетях электросвязи (ЦСИО, СПД с коммутацией каналов).

Территория страны разбивается на географические районы, в каждом из которых устанавливается пункт сигнализации (SP).Один SP может обслужить до 16 зон нумерации.

Чтобы удовлетворить требования МСЭ-Т к максимальной задержке сообщений по сигнальной сети, допускается передача сигнальных сообщений по ОКС № 7 не более, чем через 4 транзитных пункта сообщений (ТПС = STP).


Характеристики ОКС № 7:

-время простоя сигнального канала не более 10 мин. в год !

-номинальная загрузка сигнального канала 0,2 Эрл.

-вероятность ошибки в битах (МТР) должна быть не ниже 10-4


Функции сети сигнализации ОКС № 7:

-управление трафиком;

-управление маршрутами сигнализации;

-управление звеньями сигнализации.


.
^
Плезиохронная цифровая иерархия - PDH - Plesiohronous Digital Hierarhy


Как уже отмечалось ранее, цифровые потоки - это последовательности "0" и "1", передаваемые по линиям связи, которые могут нести речевую, текстовую информацию, изображения и т. д. При этом скорости цифровых потоков зависят не только от вида информации, но и способа ее передачи и вида синхронизации:

-для речи - 64,0кбит/с;

-для текста - 50,0 - 100,0бит/с;

-для изображения (видео) - 100,0мбит/с и более и т.д.


Как построить цифровые системы передачи? Сколько цифровых потоков

можно объединить и направить в одну линию связи (медножильный электрический провод, коаксиальный кабель, ствол радиорелейной связи или спутниковой связи, волоконно-оптический кабель и т.д.)?

Прежде всего необходимо стандартизировать скорости передачи цифровых сигналов, а узлы различных систем передачи унифицировать.


МСЭ-Т рекомендует строить цифровые системы передачи по иерархическому принципу.


Как отмечалось ранее, МСЭ-Т принята "элементарная" скорость цифрового потока - 64,0кбит/с (скорость передачи цифровой речи), единая для всех стран и фирм, выпускающих аппаратуру цифровых систем передачи, что позволяет измерять скорость суммарных цифровых потоков.


Канал, в котором данные передаются со скоростью 64 000,0бит/с,

(64,0кбит/с) называется основным цифровым каналом, или стандартным цифровым каналом.


Возможности любой цифровой системы передачи оцениваются числом организованных с ее помощью стандартных (64,0кбит/с) цифровых каналов.


Чем выше ступень иерархии, тем больше организуется цифровых каналов, тем мощнее цифровой поток и его скорость.


К системам передачи, стоящим в самом низу иерархии, относятся системы

ИКМ-30, скорость цифровых потоков, в которых около 2,0мбит/с (2048,0кбит/с), что позволяет использовать их для организации связи между коммутационными узлами и станциями по городским и сельским кабелям связи. Как уже отмечалось ранее, объединение цифровых потоков в этих системах осуществляется по принципу "чередования кодовых комбинаций" (байтов).

Введение в цифровые потоки синхросигнала и служебных символов требует дополнительных каналов (в системах ИКМ-30 – 0-й и 16-й).

В результате чего скорость объединенного цифрового потока становится больше суммы скоростей 30-ти объединяемых цифровых потоков полезной нагрузки. Скорость передачи по симметричным междугородным кабелям связи может быть увеличена до 8,0 (точнее - до 8,448) мбит/с. По каждой паре этих кабелей могут работать четыре системы ИКМ-30.

Для обеспечения одновременной работы четырех систем ИКМ-30 необходимо объединить их выходные потоки.

Аппаратура, объединяющая потоки от 4-х систем ИКМ-30, называется

ИКМ-120 (по числу объединенных информационных каналов).


Скорость передачи суммарного цифрового потока на выходе системы ИКМ-120 - 8,448мбит/с


Более мощные потоки цифровой информации можно передавать по коаксиальным кабелям, ВОЛС, стволам спутниковой и радиорелейной связи.


Аппаратура, объединяющая потоки от 4-х систем ИКМ-120, называется

ИКМ-480 (по числу объединенных информационных каналов 64,0кбит/с).

Скорость передачи суммарного цифрового потока на выходе системы ИКМ-480 - 34,368мбит/с.


Объединение цифровых потоков четырех систем ИКМ-480 организует систему ИКМ-1920.


Скорость передачи суммарного цифрового потока на выходе системы ИКМ-1920 -139,264мбит/с.

^
Иерархия плезиохронных цифровых систем передачи ИКМ






Одна система ИКМ-1920
ИКМ-1920

139,264мбит/с

4х34,368мбит/с


ИКМ-480

ИКМ-480

ИКМ-480

ИКМ-480
ИКМ-480


Одна система ИКМ-480
34,368мбит/с

4х8,448мбит/с


ИКМ-120

ИКМ-120

ИКМ-120

ИКМ-120
ИКМ-120


Одна система ИКМ-120
8,448мбит/с



4х2,048мбит/с

И
ИКМ-30

ИКМ-30

ИКМ-30

ИКМ-30


КМ-30 2,048мбит/с

(1-32)х64кбит/с (1-32)х64кбит/с (1-32)х64кбит/с (1-32)х64кбит/с



Стандартные (основные) цифровые каналы 64,0кбит/с


Пример объединения цифровых потоков по принципу

чередования битов:


а) Сигнал 1

1 0 0 1 1 1 0 0







б) Мультиплексированный сигнал

1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0







в) Сигнал 2

1 1 1 0 1 1 0 1







tд = 125,0 мкс


Чередование цифровых потоков (см. рис. выше) происходит за счет уменьшения длительности передаваемых импульсов, т.е. за счет уменьшения времени передачи каждого из них, при этом цикл передачи остается неизменным (125,0 мкс).


Пример мультиплексирования цифровых потоков по принципу

чередования байтов (кодовых комбинаций):

2 канала, 2 сигнала по 2 слова в каждом сигнале

1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1

Сигнал А

слово 1 слово 2

Мультиплексированный сигнал

Линия связи

слово А1 слово В1 слово А2 слово В2

1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1

Сигнал В

слово 1 слово 2

125,0мкс


Пример выделения сигнала со скоростью 2,0 мбит/с из плезиохронного (PDH) цифрового потока 140,0 мбит/с


ИКМ-1920 4ИКМ-480 4ИКМ-120 4ИКМ-30 ИКМ-30 ИКМ-120 4ИКМ-480


140,0 мбит/с

140,0

мбит/с


34


140,0

мбит/с


34





34,0

мбит/с


8

34,0

мбит/с


8







8,0

мбит/с


2

8,0

мбит/с


2















Мультиплексоры Демультиплексоры

Абоненское устройство, ПК

Синхронная цифровая иерархия - SDH - Synchronоus Digital Hierarchy, Синхронная оптическая сеть - SONET - Synchronous Optical Network