Электрические интерфейсы

Электрические и оптические интерфейсы

По определению интерфейс – граница между двумя взаимодействующими системами или устройствами, определяемая общими функциональными и конструктивными характеристиками, требованиями к протоколам обмена.

Электрические и оптические интерфейсы аппаратуры мультисервисных сетей представлены большой номенклатурой в стандартах и в практическом исполнении.

Электрические и оптические интерфейсы определены стандартами международных организаций ITU-T (МСЭ-Т), IEEE, OSI, RFC, IEC и т.д. Стандарты закрепляют физическую и логическую (протокольную) структуру интерфейсов, которая должна соблюдаться всеми производителями техники связи.

В физической структуре интерфейсов указываются возможности передатчиков и приёмников при их подключении к линии, форматы сигналов, линейное кодирование, типы разъёмов, волновое сопротивление, маски импульсных сигналов, фазовые дрожания и т.д.

В логической структуре интерфейсов указываются возможности и порядок упаковки и передачи данных от различных источников, данных служебного назначения, управления защитными переключениями и т.д.

В практическом исполнении интерфейсы представляют собой отдельные блоки с разъёмами для подключения в электрические и оптические цепи.

Ниже рассматриваются стандарты на интерфейсы и характеристики интерфейсов. Это те электрические и оптические интерфейсы, которые наиболее часто используются в составе аппаратуры оптических мультисервисных транспортных сетей.

Электрические интерфейсы

Электрические интерфейсы аппаратуры мультисервисных сетей подразделяют:

- интерфейсы PDH (по рекомендациям МСЭ-T G.703, G.704);

- интерфейсы Ethernet (по стандартам IEEE 802.3);

- интерфейсы управления (по рекомендациям МСЭ-T серии M.3ххх);

- интерфейсы синхронизации (Т1, Т2, Т3, Т4 по рекомендациям МСЭ-T G.703.10, G.811, G.812, G.813, G.783, G.798) и другие.

Примеры характеристик электрических интерфейсов G.703 приведёны в табл.6.1. Эти интерфейсы используются в аппаратуре транспортных сетей в качестве компонентных, т.е. для подключения оборудования коммутационных станций, гибких мультиплексоров, оборудования плезиохронных систем передачи и т.д. Одной из контролируемых характеристик этих интерфейсов является величина дрожания фазы (джиттер), нормативы на которые приведены в табл. 6.2.

К пользовательским интерфейсам аппаратуры транспортных сетей также можно отнести электрические интерфейсы передачи данных сетей Ethernet на скоростях 10, 100 и 1000 Мбит/с, примеры характеристик которых представлены в табл. 6.3. При этом в качестве среды передачи используются витые пары категории 3, 4, 5 и выше.

Нетрудно заметить очень ограниченные длины участков передачи, что свидетельствует о возможности использования этих интерфейсов в основном внутри зданий (в офисах, в линейных аппаратных цехах и т.д.).

При выполнении курсового проекта необходимо выбрать подходящий электрический интерфейс для установки его в оборудование, электрический кабель желательно не ниже категории 5, и кроссовое коммутационное оборудование, через которое будет устанавливаться связь между коммутатором Ethernet и мультисервисной транспортной платформой (МСТП).

В качестве интерфейса синхронизации чаще всего используется электрический интерфейс G.703.10, который аналогичен по своим характеристикам интерфейсу G.703.6, но отличается более высокими требованиями по фазовым дрожаниям в полосе частот 20Гц-100кГц допустимое дрожание не должно превышать 0,05ЕИ.

Таблица 6.1. Характеристики интерфейса G.703

При этом для передачи синхронизирующего сигнала 2048 кГц или 2048 кбит/с можно использовать симметричные витые пары и коаксиальные кабели с затуханием на частоте 1024 кГц не более 6дБ на всю длину.

Эти характеристики необходимо учитывать при проектировании сети распределения синхросигналов внутри узла связи, т.е. учесть место оборудования распределения сигналов синхронизации (например, ВЗГ) и длину электрических кабелей, расходящихся к различной синхронизируемой цифровой аппаратуре.

Электрические интерфейсы управления чаще всего представлены интерфейсами Ethernet на скорости 10 или 100Мбит/с с разъёмами RJ-45 и консольными интерфейсами RS-232. Эти интерфейсы, соответственно, позволяют подключить систему сетевого управления для всей транспортной сети или локальный терминал управления отдельным сетевым элементом на основе оборудования МСТП. Возможности интерфейсов Ethernet показаны выше. Возможности интерфейса RS-232 состоят в следующем: двухканальный, двунаправленный; длина кабеля не более 15м; скорость передачи 64кбит/с; виды передачи сигналов – последовательно синхронно и асинхронно; используются различные типы разъёмов (от 9 до 25 штырьковых соединений) [18]. Указанные характеристики интерфейсов управления необходимо учитывать при проектировании расположения аппаратуры системы управления и места оператора управления.

Оптические интерфейсы

Оптические интерфейсы транспортных сетей характеризуются развивающимся разнообразием. Это обусловлено развитием новых технологий передачи и внедрением новых компонентов: перестраиваемых лазеров; оптических усилителей; компактных компенсаторов дисперсии; процессоров коррекции ошибок FEC и т.д. В качестве стандартов на оптические интерфейсы применяются рекомендации ITU-T и IEEE 802.3. В соответствии с этими стандартами оптические интерфейсы можно разделить на три группы (рис.6.1):

- одноканальные, т.е. обеспечивающие передачу только на одной оптической частоте (G.955, G.957, G.691, G.693, IEEE 802.3 u,z);

- многоканальные, т.е. обеспечивающие передачу на двух и более оптических частотах одновременно (G.692, G.694.1, G.694.2, G.695, G.696.1, G.696.2, G.698.1, G.698.2, G.959.1);

- оптические интерфейсы пассивных оптических сетей (PON), которые поддерживают передачу оптических сигналов на 1, 2, 3 и более оптических частотах (G.983, G.984, G.985, IEEE 802.3ah).

Ниже приводится краткая характеристика указанных оптических интерфейсов и возможностей их применения.

Рис.6.1. Общая классификация оптических интерфейсов