Примеры сетей СЦИ в России




Первая сеть СЦИ в России, функционирующая с августа 1992 года, была создана в Москве компанией "Макомнет".

Для прокладки оптических кабелей базовой сети "Макомнет" использованы тоннели Московского метрополитена. Общая протяженность проложенных кабелей превышает 400 км. Сеть имеет радиально-кольцевую структуру и состоит в настоящее время из 8 колец, в каждом из которых использовано оборудование СЦИ 1-го уровня (STM-1) фирмы Northern Telecom (Великобритания). Синхронные мультиплексоры типа TN-1X установлены в станционных помещениях метрополитена и используют его источники энергоснабжения. Это мультиплексоры ввода-вывода, обладающие функциями оперативного переключения, образуют линейные тракты со скоростью передачи 155 Мбит/с и обрабатывают до 63 стандартных цифровых потоков по 2 Мбит/с. В настоящее время осуществляется переход на следующий уровень STM-4 (622 Мбит/с).

Аналогично сети "Макомнет" была создана сеть на базе метрополитена и в Санкт-Петербурге. Ее оператором является АО "Метроком". Она функционирует с июля 1994 года. Общая протяженность кабелей - 105 км.

Первой магистральной линией СЦИ в России является линия АО "Раском" между Москвой и Санкт-Петербургом. Ее длина 680 км. При этом оптический кабель подвешен на опорах контактной сети железной дороги. Сооружение этой магистрали заняло всего около четырех месяцев. На линии имеется 15 промежуточных пунктов, в которых установлены те же МВВ TN-1X. Они выполняют цифровую регенерацию линейного сигнала и ввод-вывод потоков по 2 Мбит/с.

Магистраль "Раском" вошла в строй в марте 1994 года и связала между собой сети "Макомнет" и "Метроком". Она может обслуживать пользователей не только в Москве и Санкт-Петербурге, но и в населенных пунктах, расположенных вдоль ее трассы в местах установки МВВ.

Линейные коды

Двоичные коды строятся с использованием только двух элементов. В литературе встречаются различные условные обозначения символов двоичного кода. Наиболее употребительные из них рекомендованы МСЭ-Т и представлены в Табл. 6.7.

Табл. 6.7.

х1   +1 + Z Mark
x0   -1 - A Space

При реализации кодов необходимо представлять их символы в виде элементов дискретного сигнала той или иной формы, удобной для выполнения последующих операций и передачи по линиям связи.

Формы сигналов не обязательно жестко закрепляются за символами кода. Широко распространены правила относительного кодирования, когда один символ кода отображается чередованием форм, а второй - формой предыдущего элемента. Выбор формы сигнала самым непосредственным образом определяет: энергетический спектр (занимаемую полосу частот), возможности выделения сигналов синхронизации, скорость передачи в расчете на единицу полосы частот (удельную скорость передачи).

Формы цифровых сигналов, предназначенных для передачи по линии связи, получили наименование линейных кодов (ЛК). ЛК применяются для передачи данных без модуляции в первичной полосе частот, начинающейся с нуля. Иначе говоря, кадры цифровых систем передачи, сформированные в соответствии с правилами ПЦИ или СЦИ и представляющие собой обычные двоичные последовательности, перед подачей в линию связи подвергаются соответствующему преобразованию в линейном кодере.

Рассмотрим основные типы линейных кодов.

Код без возвращения к нулю - Non Return to Zero (NRZ) представляет собой обычную двоичную последовательность. В коде с возвращением к нулю - Return to Zero (RZ) единица передается импульсом вдвое меньшей длительности. Спектры простейших типов кодов обладают следующими недостатками: наличие постоянной составляющей; малая мощность тактовой частоты (частоты синхронизации); возможное наличие длинных последовательностей нулей. Код RZ требует более широкую полосу пропускания, чем NRZ, но имеет меньшее значение постоянной составляющей.

Широкое применение в системах передачи, предназначенных для работы по металлическим кабелям, нашли троичные коды. Их применение основано на возможности разнополярного подключения генератора ЭДС к нагрузке (металлическому кабелю).

Код с чередующейся полярностью импульсов (ЧПИ) - Alternate Mark Inversion (AMI) - биполярный код, представляющий одну из разновидностей троичного кода: нулям соответствует отсутствие импульса, а единицам - попеременно чередующиеся прямоугольные импульсы отрицательной и положительной полярности. Так как постоянная составляющая импульсной последовательности равна нулю, то возможна передача по линиям, содержащим разделительные трансформаторы. Преимуществом данного кода является простота преобразования в двоичный код.

Модифицированный ЧПИ (МЧПИ) код строится следующим образом. В паузу, длина которой превышает n нулей, помещаются балластные сигналы. Широкое распространение получил код высокой плотности следования единиц КВП-3 - High-Density Bipolar (HDB-3), у которого n=3.

Основным требованием к линейным кодам волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) является использование только двух значащих уровней сигнала в связи с тем, что источник излучения (лазер или светодиод) работает в двух мощностных режимах - наличие или отсутствие излучения.

Применение непосредственно кодов NRZ и RZ в ВОСП ограничено. Большее распространение получили коды с корреляционными связями и, в частности, код CMI или код с поочередной инверсией единиц. В коде CMI нули передаются последовательно сменой нуля и единицы на одном тактовом интервале, а единицы - попеременным последовательным сочетанием двух нулей или двух единиц. В высокоскоростных системах применяется скремблированный сигнал в формате NRZ. Рассмотрим алгоритмы скрeмблирования подробнее.

Смысл скремблирования состоит в получении последовательности, в которой статистика появления нулей и единиц приближается к случайной, что позволяет удовлетворять требованиям надежного выделения тактовой частоты и постоянной, сосредоточенной в заданной области частот спектральной плотности мощности передаваемого сигнала.

Заметим, что скремблирование широко применяется во многих видах систем связи для улучшения статистических свойств сигнала. Обычно скремблирование осуществляется непосредственно перед модуляцией.

Скремблирование (от английского слова to scramble - перемешивать) производится на передающей стороне с помощью устройства - скремблера, реализующего логическую операцию суммирования по модулю 2 исходного и преобразующего псевдослучайного двоичных сигналов. На приемной стороне осуществляется обратная операция - дескремблирование устройством, называемым дескремблеpoм. Дескремблер выделяет из принятой исходную последовательность. Основной частью скремблера является генератор псевдослучайной последовательности (ПСП) в виде линейного n-каскадного регистра с обратными связями, формирующий последовательность максимальной длины 2n-1.

Различают два основных типа скремблеров и дескремблеров - самосинхронизирующиеся (СС) и с установкой (аддитивные).

Особенностью скремблера СС (Рис. 6.52) является то, что он управляется скремблированной последовательностью, т.е. той, которая передается в канал. Поэтому при данном виде скремблирования не требуется специальной установки состояний скремблера и дескремблера; скремблированная последовательность записывается в регистры сдвига скремблера и дескремблера, устанавливая их в идентичное состояние. При потере синхронизма между скремблером и дескремблером время восстановления синхронизма не превышает числа тактов, равного числу ячеек регистра скремблера.

Рис. 6.52. Самосинхронизирующиеся скремблер и дескремблер

На приемном конце выделение исходной последовательности происходит путем сложения по модулю 2 принятой скремблированной последовательности с ПСП регистра. Например, для схемы Рис. 6.52 входная последовательность аkс помощью скремблера в соответствии с соотношением bk=akÅ (bk-6Å bk-7) преобразуется в посылаемую двоичную последовательность bk. В приемнике из этой последовательности таким же регистром сдвига, как на приеме, формируется последовательность ak=bkÅ (bk-6Å bk-7). Эта последовательность на выходе дескремблера идентична первоначальной последовательности.

Как следует из принципа действия схемы, при одной ошибке в последовательности bkошибочными получаются также последующие шестой и седьмой символы (в данном примере). В общем случае влияние ошибочно принятого бита будет сказываться (a+1) раз, где а - число обратных связей. Таким образом, СС скремблер - дескремблер обладает свойством размножения ошибок. Данный недостаток СС скремблера - дескремблера ограничивает число обратных связей в регистре сдвига; практически это число не превышает а=2.

Второй недостаток СС скремблера связан с возможностью появления на его выходе при определенных условиях так называемых критических ситуаций, когда выходная последовательность приобретает периодический характер с периодом, меньшим длины ПСП. Чтобы предотвратить это, в скремблере и дескремблере согласно рекомендациям МСЭ-Т предусматриваются специальные дополнительные схемы контроля, которые выявляют наличие периодичности элементов на входе и нарушают ее.

Рис. 6.50. Аддитивные скремблер и дескремблер

Недостатки, присущие СС скремблеру - дескремблеру, практически отсутствуют при аддитивном скремблировании (Рис. 6.53), однако, здесь требуется предварительная идентичная установка состояний регистров скремблера и дескремблера. В скремблере с установкой (АД-скремблере), как и в СС скремблере, производится суммирование входного сигнала и ПСП, но результирующий сигнал не поступает на вход регистра. В дескремблере скремблированный сигнал также не проходит через регистр сдвига, поэтому размножения ошибок не происходит.

Суммируемые в скремблере последовательности независимы, поэтому их период всегда равен наименьшему общему краткому величин периодов входной последовательности и ПСП и критическое состояние отсутствует. Отсутствие эффекта размножения ошибок и необходимости в специальной логике защиты от нежелательных ситуаций делают способ аддитивного скремблирования предпочтительнее, если не учитывать затрат на решение задачи фазирования скремблера и дескремблер. В качестве сигнала установки в ЦСП используют сигнал цикловой синхронизации.

Интерфейс G.703

Основным стыком, используемым для взаимного подключения блоков и систем ЦСП, является интерфейс по рекомендации G.703 МСЭ-Т.

Рекомендация МСЭ-Т G.703 "Физические и электрические характеристики интерфейсов цифровой иерархии" впервые была опубликована в 1972, доработана в 1984 и опубликована в окончательной редакции в 1988 году.

Формально данный стандарт основан на следующих рекомендациях МСЭ-Т: G.702 "Скорости передачи цифровой иерархии" (ПЦИ); G.704 "Структура синхронных кадров, основанных на первичном (1544 кбит/с) и вторичном (2048 кбит/с) уровнях"; I.430 "Основной интерфейс ISDN сети пользователя - первый уровень спецификации (протокол сигнализации D-канала)".

Интерфейс G.703 предназначен для обслуживания сетей с обеими цифровыми иерархиями - ПЦИ и СЦИ. Рассмотрим основные физические и электрические характеристики интерфейса, регламентируемые рекомендацией G.703:

1. Схема взаимодействия аппаратуры. Предусмотрены три схемы взаимодействия аппаратуры:

· Сонаправленный интерфейс (СНИ) (codirectional interface). Информационный и синхросигнал передаются от одного терминала к другому, причем терминалы равноправны и симметричны (Рис. 6.54);

Рис. 6.54. Сонаправленный интерфейс

· Разнонаправленный интерфейс (РНИ) (contradirectional interface). Терминалы неравноправны. Синхросигнал предается от управляющего к управляемому. Информационные сигналы симметричны (Рис. 6.55).

Рис. 6.55. Разнонаправленный интерфейс

· Интерфейс с центральным тактовым генератором (ЦГИ) (centralized clock interface). Синхросигналы поступают от центрального тактового генератора, информационные сигналы симметричны (Рис. 6.56).

Рис. 6.56. Интерфейс с центральным тактовым генератором

2. Скорость передачи и частота синхронизирующего сигнала. Данные параметры в основном соответствуют ПЦИ. Синхросигнал может поступать от отдельного источника или формируется из информационного сигнала. Частота синхросигнала может совпадать со скоростью передачи или может быть в два, четыре или восемь раз меньше. Например, для скорости 64 кбит/с номинальной является тактовая частота 64 кГц, но может применяться и частота 8 кГц.

3. Тип кода и алгоритм его формирования. Зависит от скорости передачи и схемы взаимодействия. Виды используемых кодов:

· AMI (Alternate Mark Inversion code) - двоичный код с изменением полярности сигнала на каждой единице, нуль соответствует отсутствию сигнала.

· B3ZS (Bipolar with 3 Zero Substitution code) - биполярный код с подстановкой альтернативных блоков вместо блоков из трех нулей. Аналог кода HDB2.

· B8ZS (Bipolar with 8 Zero Substitution code) - биполярный код с подстановкой альтернативных блоков вместо блоков из восьми нулей.

· CMI (Coded Mark Inversion code) - двухуровневый двоичный код без возвращению к нулю с изменением полярности на полный интервал на каждой единице и в середине каждого интервала "0".

· HDB2 / HDB3 (High-Density Bipolar code of order 2/3) - двухполярный код высокой плотности единиц порядка 2 или 3.

Следует отметить, что указанные типы кодов относятся только к интерфейсу, а не к линии в целом. Если применяются кабели с металлическими проводниками, то коды могут совпадать. Для ВОЛС тип кода заменяют двухуровневым.

4. Форма (маска) импульса и соответствующие поля допуска. Специфицируются для каждой скорости передачи и схемы взаимодействия.

5. Тип используемой кабельной пары для каждого направления передачи. Обычно применяются КК, СК или их сочетание.

6. Волновое сопротивление.

7. Максимальное напряжение импульса, уровень сигнала в паузе, длительность импульса.

В Табл. 6.8 приведены основные параметры интерфейса для различных скоростей передачи.

Табл. 6.8

Скорость, кбит/с 64 СНИ 64 ЦГИ 64 РНИ        
Тип кода спец. код AMI AMI HDB3 HDB3 CMI AMI
Волн.сопр.Ом КК              
СК              
Амплитуда сигнала, В   1,1 (3,4 при шуме)   2,37 - КК 3,0 - СК 1,02   ± 0,55
Амплитуда в паузе, В 0,1 0,1 (0,5 при шуме) 0,1 0,237 - КК 0,3 - СК 0,237 0,1 ± 0,05
Длительность импульса, нс   15600 -данные 7800- такт 15600 -данные 7800- такт     14,55 3,59

Обычно производители цифровых систем передачи ограничиваются частичной реализацией интерфейса G.703, например, только скорости 2048 кбит/с в случае канала СЦИ со скоростью 2 Мбит/с. Для скорости 64 кбит/с часто указывается схема взаимодействия аппаратуры. Для сигналов со скоростями ряда n´64 кбит/с, характерного для ISDN, передаваемых через оборудование европейской ПЦИ при n=2..31, интерфейс G.703 должен иметь те же физические и электрические характеристики, что и интерфейс для скорости 2048 кбит/с.

Аппаратура может не иметь интерфейса G.703. Для этих случаев используются конверторы с наиболее популярных типов интерфейсов V.24/RS232, V.35, V.36/V.11, X.21/V.11, RS-530.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-04 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: