Передача сигнала синхронизации в комбинированных сетях СЦИ и ПЦИ

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 621. 391. 28
М. В. Костенко M. V. Kostenko
ПЕРЕДАЧА СИГНАЛА СИНХРОНИЗАЦИИ В КОМБИНИРОВАННЫХ СЕТЯХ СЦИ И ПЦИ SYNCHRONIZATION SIGNAL TRANSMISSION IN HYBRID SDH AND PDH NETWORKS
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
E-mail: mvk-w@mail. ru
Определены причины возникновения джиттеров и вандеров в цифровых сетях и описаны их влияния на информационный сигнал. Названы возможные способы устранения искажений синхросигнала. Акцентировано внимание на передаче синхросигнала в комбинированных сетях СЦИ и ПЦИ, детально разобраны причины возникновения искажений на стыках сетей и при синхронизации АТС. Описано оборудование восстановления сигнала синхронизации, в том числе предложен метод ФАПЧ.
Ключевые слова: стык сетей СЦИ и ПЦИ, синхронизация АТС, первичный эталонный генератор (ПЭГ), фазовая автоподстройка частоты (ФАПЧ).
Causes of jitter and wander appearance are defined in digital networks, influence on information signal is described. Possible ways of synchronization signal distortion elimination are named. Attention is paid to synchronization signal transmit in hybrid SDH and PDH networks. Causes of networks interface distortion appearance and difficulties of telephone exchange synchronization are analyzed in details. Synchronization signal restoration devices are described. Phase locked loops method are proposal.
Key words: SDH-PDH network interface, telephone exchange synchronization, Primary Reference Clock (PRC), Phase Locked Loops.
Потребность в сетевой синхронизации возникла с появлением цифровых систем передачи и коммутации [1]. На раннем этапе часто цифровые системы передачи (ЦСП) плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ) работали в аналоговом окружении, то есть соединяли между собой аналоговые системы коммутации (АСК). При этом сети цифровых систем передачи работали асинхронно, а сигнал тактовой частоты выделялся из цифрового информационного сигнала непосредственно в точке приема. Потребности в сетевой синхронизации на этом этапе не возникало, поскольку АСК не нуждались в синхронизации, а ЦСП ПЦИ, благодаря использованию выравнивания по битам, позволяли мультиплексировать асинхронные компонентные сигналы со значительными сдвигами частот. Сетевая синхронизация появилась тогда, когда системы коммутации тоже стали цифровыми. Несогласованность тактовых частот внутренних генераторов ЦСП и ЦСК (цифровых систем коммутации) приводит к возникновению на входе ЦСК проскальзываний циклов, то есть удаления или повторения циклов информации. Для борьбы с такими проскальзываниями начали внедряться сети синхронизации цифрового коммутационного оборудования от первичного эталонного генератора (ПЭГ).
Дальнейшее развитие цифровых методов
передачи и развертывание сложных цифровых сетей на основе ЦСК в транспортном окружении систем передачи СЦИ привели к установлению более жестких требований к синхронизации сетевых элементов. В отличие от ЦСП ПЦИ, оборудование СЦИ необходимо подключать к сети синхронизации. Это связано с тем, что мультиплексор СЦИ, помимо каналообразующих функций, выполняет также внутреннюю коммутацию потоков. В разветвленных сетях удовлетворить требования к фазовым искажениям (джиттеру и вандеру) на границе сети можно только при условии точной синхронизации всех элементов сети СЦИ. При этом следует избегать любых операций с указателями. Сегодня общепризнанным является тот факт, что технология СЦИ может реализовать все свои преимущества, только опираясь на распределение надежного синхросигнала.
В соответствии с [2], при передаче сигналов синхронизации могут использоваться, помимо сигналов 2048 кГц и 2048 кбит/с, также и следующие: STM-N в СП СЦИ и ПЦТ в СП ПЦИ.
Синхросигнал в последовательностях STM-N подается оператору связи с линейного или компонентного выходов мультиплексора. Измерения для составления электрического паспорта при этом проводятся на интерфейсе Т4 соответствующих мультиплексоров СП СЦИ.
С выходов мультиплексоров СП ПЦИ синхросигналы передаются и измеряются в заранее выделенных ПЦТ.
Проблема синхронизации сетей СЦИ, с одной стороны, является частью общей проблемы синхронизации цифровых сетей. Но СЦИ привносит и свои особенности, вызванные плавающим режимом размещения контейнеров в поле полезной нагрузки. Это фактически приводит к определенной (внутренней) асинхронности трафика, что не позволяет использовать для синхронизации поток 2 Мбит/с, выделенный при демультиплексировании из потока STM-N. Однако технология СЦИ предлагает и свои методы решения проблем синхронизации.
Целостность синхронизации сети ПЦИ основана на схеме иерархической принудительной синхронизации (ведущий — ведомый). Прохождение сигналов через узлы сети ПЦИ прозрачно, так как фазы используемых для синхронизации сигналов в потоках E1 жестко привязаны к фрейму ПЦИ. В сети СЦИ, восстанавливающей в каждом узле синхросигнал из линейного сигнала STM-N, такая прозрачность теряется, и сигнал потока E1, демультиплексированный из потока STM, нельзя использовать для синхронизации без специальной процедуры ретайминга. Последнюю реализуют преобразователи сигналов синхронизации (ПСС, retimer), восстанавливающие исходную точность синхронизации плезиохронному потоковому сигналу 2048 кбит/с, нарушенную действием механизма указателей полезной нагрузки при прохождении через сети СЦИ.
Системы ПЦИ разрабатывались для обеспечения цифровых подключений абонентских устройств и изначально не предназначались для передачи сигналов сетевой синхронизации. Но, в процессе развития цифровых сетей появилась необходимость их использования для связи между цифровыми АТС и передачи сигналов сетевой синхронизации.
Часто, в сетях, вытянутых вдоль трубопроводов, автомобильных или железных дорог, последовательно включенные участки систем ПЦИ, могли бы быть оптимальным сетевым решением для передачи синхросигналов. Также при использовании этих систем в качестве резервных соединений в сетях СЦИ в случае отказов оптических сегментов сети, передача сигналов синхронизации могла бы выполняться системами ПЦИ. К сожалению, при передаче сигналов синхронизации через сети ПЦИ их
качество становится неудовлетворительным для дальнейшего использования СЦИ оборудованием.
Неудовлетворительное качество синхронизации приводит к появлению проблем, которые, в свою очередь, могут привести к отказам на участках СЦИ сети. Наиболее распространенные методы и приборы для контроля параметров работы сети не позволяют в полной мере протестировать подсистему синхронизации. Качественное оборудование для проведения необходимых испытаний достаточно дорого, необходимы длительные измерения и последующий анализ данных квалифицированными спе циалистами.
Часто экономически привлекательно построение ПЦИ сети, например, на базе оборудования xDSL, для подключения клиентов к скоростной оптической СЦИ сети. При этом ПЦИ сеть строится на базе оконечных модемов (STU) и линейных регенераторов (SRU).
Так как в общем случае современные цифровые и коммутационные станции, а также другое оборудование обработки данных и оптические мультиплексоры (со встроенными генераторами типа SEC) разрабатываются для работы в составе СЦИ сетей [3], они предъявляют требования к сетевому стыку с оборудованием передачи данных согласно ITU-T G. 783 или G. 813. К сожалению, данное качество синхросигнала в общем случае не обеспечивается оборудованием ПЦИ.
В случае резервирования оптического СЦИ тракта системой ПЦИ при повреждении оптического потока качество синхронизации ухудшается, что может привести к переходу любого устройства, стоящего ниже этой точки, из режима захвата в режим удержания и появлению проблем.
В случае использования магистральной линии ПЦИ, те же проблемы могут возникнуть при использовании коммутационного оборудования, требовательного к качеству синхросигнала.
Для исправления описанных выше потенциальных проблем необходимо использование оборудования, улучающего качество сигналов синхронизации до уровня не ниже ITU-T G. 812 в точках приема синхросигнала от ПЦИ (xDSL) систем.
Оборудование для восстановления синхронизации предназначено для фильтрации дрожания и блуждания фазы входного сигнала.
В случае пропадания входного сигнала или выхода его параметров за допустимые пределы, данное оборудование должно иметь возможность временно переходить в режим удержания — автоколебательный режим на частоте, близкой к частоте источника синхросигналов (PRC).
Принцип работы устройства восстановления качества сигналов синхронизации (ресинхронизатора) состоит в следующем. Параметры входного сигнала предварительно измеряются и, при удовлетворительном результате, входной сигнал подается на вход высокоточной системы Фазовой Авто Подстройки Частоты (ФАПЧ). ФАПЧ строится по стандартной схеме, включающей: Фазовый Детектор, Фильтр и Управляемый Генератор. Требования к характеристикам каждого блока ФАПЧ очень высоки.
В общем случае, установка ресинхронизаторов требуется в случае соединения сельских и городских АТС, мультиплексоров и коммутационных станций, рассчитанных на работу в сетях СЦИ, с ПЦИ оборудованием [4]. Также использование ресинхронизаторов оправдано в случае последовательного соединения посредством систем ПЦИ нескольких АТС (снабженных всего одним сетевым портом). Подчерк-
нем, что использование ресинхронизаторов необходимо лишь в случае возможной синхронизации коммутационного оборудования от ПЦИ систем. Если же такая синхронизация не предусматривается, то необходимости в устройствах ресинхронизации нет.
Заметим, что сами ПЦИ системы разрабатывались для использования на сравнительно небольших расстояниях. Например, количество последовательно используемых регенераторов xDSL в одном тракте ограничивается стандартом G. 911.2 на уровне 8. Поэтому, в общем случае, при увеличении количества регенераторов более восьми, производители связных xDSL микросхем не гарантируют корректную передачу данных.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. РТМ по построению тактовой сетевой синхронизации (ТСС) па цифровой сети связи РФ / ЦНИИС. — М., 1995.
2. Рекомендации отрасли. Присоединение сетей операторов связи к базовой сети тактовой сетевой синхронизации Р 45. 09−2001 / ЦНИИС. — М., 2001.
3. Слепое, Н. Н. Синхронные цифровые сети SDH / Н. Н. Слепов. — М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1997. — С. 173.
4. Даеыдкин, П. Н. Тактовая сетевая синхронизация / П. Н. Давыдкин, М. Н. Колтунов, А. В. Рыжков. — М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2004. — С. 205.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой