Содержание
Введение
1. Достоинства SDH
2. Скорости SDH
3. Измерение на сетях SDH
4. Тестирование мультиплексорногооборудования
5. Тестирование сети SDH вцелом6. Особенности измерений джиттера в сетяхSDH
Заключение
Введение
SDH — это стандарт для высокоскоростныхвысокопроизводительных оптических сетей связи более известный, как синхроннаяцифровая иерархия. Это синхронная цифровая система предназначена дляобеспечения простой, экономичной и гибкой инфраструктуры сети связи. По мерероста скоростей передачи и развития структуры традиционных плезиохронных системпередач все больше стали проявляться присущие им недостатки.
Главные из них — отсутствие в структуре сигнала средств управления сетью и сложность выделенияисходного сигнала из высокоскоростных цифровых потоков. Действительно, чтобывыделить исходный сигнал 2 Мбит/с из потока 140 Мбит/c необходимо произвестиполную «разборку» потока, пройдя при этом все уровни иерархии скоростей.(вданном случае -140, 34, 8 Мбит/c). Это крайне неудобно и дорого, и тем дороже,чем выше скорости передачи цифровых потоков. К середине 80х годов назрелаострая необходимость создания нового стандарта для цифровых систем передач. Виюне 1986 года началась работа над стандартом SDH.
Цель состояла в тон,чтобы разработать общий стандарт для волоконно-оптических систем передачи,который обеспечит сетевых операторов возможностью простой экономичной и гибкойработы с сетью.
В 1988 были одобрены первыеS0Н стандарты 6.707, 6.708 и 6.709. Эти стандарты определяют особенности ифункциональные возможности транспортной системы, основанной на принципахсинхронного мультиплексирования.
Достоинства SDН.
- Возможность разработкиэффективных и гибких сетей связи, основанных на прямом синхронном мультиплексировании.
- Позволяет выделить сигналлюбого уровня иерархии без демультиплексирования основного сигнала.
- Обеспечение встроеннойемкости сигнала для целей управления и эксплуатации сети.
- Обеспечиваются гибкиевозможности транспортирования сигнала, предназначенные для существующих ибудущих сигналов.
- Позволяет иметь единуюинфраструктуру сети, допускает установку сетевого оборудования от различныхпроизводителей.
Только инфраструктура сетиSDH обеспечивает эффективное прямое взаимодействие междутремя главными видами сетей:
Локальная сеть, Сетькольцевой структуры, Магистральная сеть.
Скорости SDH
Наиболее распространенныелинейные скорости SDН, используемые сегодня: Синхронный Транспортный Модульпервого уровня или STM-1. Сигналы более высокого уровня получаются путеммультиплексирования с «чередованием байтов» сигналов низшего уровня.Они обозначаются как SТМ-N. Линейная скорость более высокого уровня SТМ-Nсигнала равна ПРОИЗВЕДЕНИЮ N на 155.52 Мбит/с, т.е. линейную скорость сигналасамого низкого уровня. Наиболее часто используемые скорости передачи:
STM-1 155.52 Мбит/с
STM-4 622.08 Мбит/с
STM-16 2488.32 Мбит/с
SDH — структура разработаннаядля будущего развития, гарантирующая в случае необходимости добавление болеевысоких скоростей передачи.
SONЕТ — североамериканскийэквивалент SDН.
Концепции и структура сигналаочень близки. Главное различие — в терминологии и в сигнале самого низкогоуровня.Измерения на сетях SDH
В настоящее время технологияSDH получает все большее применение для построения современных цифровыхпервичных сетей и, будучи сравнительно новой в практике российской связи,требует особого подхода к проведению измерений не только на этапе ввода сетей встрой, но и при их эксплуатации. Это происходит по ряду причин.
Во-первых, в настоящиймомент стандарты SDH находятся в состоянии развития, многие из них ещедорабатываются и детализируются. Поэтому предлагаемое производителямиоборудование может соответствовать лишь основным требованиям уже готовыхстандартов, а для проверки их полного соответствия последним потребуетсябольшая работа на этапах сертификации и внедрения.
Во-вторых, программноеобеспечение систем управления сетями SDH (Telecommunications Management Network- TMN), которое предназначено для автоматического контроля и тестированиясистемы «изнутри», как правило, представляет собой новую фирменнуюразработку и, следовательно, может содержать ошибки.
В-третьих, технология SDHнамного сложнее технологии PDH и требует от обслуживающего персонала болееглубоких знаний. Изучить механизмы работы SDH и их взаимодействие практическиневозможно без использования тестового оборудования.
В-четвертых, только«внешнее» тестирование системы SDH позволит осуществить контрольтаких важных параметров взаимодействия сетей SDH и PDH, как уровень фазовогодрожания сигнала (джиттер), возникающего, как правило, из-за погрешностей вцепях синхронизации.
Таким образом, на этапахсоздания, пуска и эксплуатации сетей SDH приоритетной задачей является иханализ с помощью измерительных приборов. В настоящий момент это единственныйспособ достижения высокой эффективности работы SDH.
Наиболее важны измеренияна следующих участках:
— сопряжение сетей SDH разныхпроизводителей,
— сопряжение сетей SDH разныхоператоров,
— сопряжение сетей SDH ссетями PDH,
— соединение сетей SDH черезсеть PDH (задача типичная для
России).
Ниже мы рассмотрим основныесхемы организации тестирования различных участков SDH, но опустим вопросытестирования кабелей, электрических и оптических параметров стыков, которыедостаточно полно освещены в литературе.Тестирование мультиплексорного оборудования
Основным элементом сети SDHявляется мультиплексор ввода/вывода (МВВ). Он выполняет следующие основныефункции:
— создание виртуальныхконтейнеров, включая помещение в них полезной нагрузки PDH (mapping) изаголовка;
— выгрузка сигнала PDH извиртуального контейнера, включая удаление из него заголовка и компенсацию образовавшегосяджиттера;
— мультиплексирование/демультиплексирование потоков STM-M в поток STM-N (N>M)- компенсация возможной рассинхронизации приходящих потоков за счетиспользования указателей (pointers).
Тестирование процессовсоздания виртуальных контейнеров необходимо для определения ряда параметровработы МВВ (джиттера и битовой ошибки — BER (Bit Error Rate)). Искусственновведя джиттер в тракт передачи, можно определить степень его компенсации. МВВдолжен компенсировать нестабильность частоты передаваемого сигнала (допускаемойнормами PDH на нестабильность частоты). Опять же, искусственное введениенестабильности частоты передаваемого сигнала позволяет определить ее влияние наBER и джиттер.
Особенно важнотестирование процессов восстановления нагрузки PDH, так как именно онопорождает джиттер, существенно влияющий на качество цифровых каналов связи (вчастности, на величину BER). В простейших тестах анализатор измеряет полученныена выходе МВВ джиттер и BER. Внося в канал SDH намеренную ошибку, анализируютреакцию систем контроля SDH и индикации МВВ на полученную ошибку передачи.Существенным тестом является и имитация в сети процессов рассинхронизации. Дляэтого в тракт вносят дополнительные указатели (pointers) и измеряют джиттер иBER на выходе МВВ. С помощью этого теста определяют эффективность механизмакомпенсации джиттера при смещении указателей (pointers movement).
Простейший случайтестирования процессов синхронного мультиплексирования/демультиплексированияпотоков STM-N связан с измерениями BER и смещения указателей, возникающих наэтом участке. Однако и здесь существуют специфические тесты. Для измеренияустойчивости работы мультиплексора к вносимому сетью SDH джиттеру(мультиплексор должен его компенсировать) на выходе МВВ измеряется уровенькомпенсации смещения указателей, намеренно введенного на его входе. Точно также, внося некоторый уровень ошибок в передаваемый сигнал, можно прогнозироватьреакцию системы контроля SDH и индикации МВВ на реальные ошибки передачи.Существенным здесь является комплексное испытание, имитирующее рассинхронизациюприходящих потоков. Для этого анализатор синхронизируется от МВВ, а имитацияосуществляется при введении нестабильности частоты приходящего сигнала. В этомслучае измеряется уровень смещения указателей, определяющий эффективностькомпенсации рассинхронизации.Тестирование сети SDH в целом
После испытаниямультиплексоров, как правило, производится тестирование сети SDH в целом. Оновключает в себя:
- мониторинг и сбор статистики научастках сети и сопоставление
этой статистики состатистикой системы контроля;
- исследование различных механизмовработы сети, в первую
очередь механизмовкомпенсации джиттера при прохождении
несколькихмультиплексоров.
Мониторинг сети осуществляетсякомплексно с мониторингом системы PDH и состоит из сбора основных параметровцифровой передачи, которые рекомендуются стандартами МСЭ-T G.821 и M.2100. Приэтом на заданном участке джиттер можно измерить дополнительно. В режимемониторинга с помощью оптических разветвителей анализатор подключается к сетиSDH и не оказывает влияния на работу сети. Исследование различных механизмовработы сети — процесс сложный и определяется спецификой самой сети. Обычно онвключает описанные выше тесты и их комбинации, применяемые к участкам сети снесколькими МВВ. В цепочку из нескольких мультиплексоров вносят нестабильностьчастоты передаваемого сигнала (имитация рассинхронизации по входящему потоку).На выходе измеряется результирующий джиттер, который должен соответствоватьдействующим нормам для сети PDH.Особенности измерений джиттера в сетях SDH
Описание технологийизмерений на сетях SDH будет неполным, если отдельно не рассмотреть вопросизмерения джиттера в системах SDH. Здесь следует учесть разную природу джиттерав системах PDH и SDH. В системах PDH джиттер возникает при некорректной работеаппаратуры передачи (например, дрожание частоты задающего генератора) иливследствие особенностей среды распространения сигнала, т. е. имеет физическуюприроду. В системах SDH джиттер имеет алгоритмическое происхождение. Онвозникает как следствие использования механизма смещения указателей длякомпенсации рассинхронизации в сети. В случае рассинхронизации входящего потокадля ее компенсации необходимо вставить или удалить один байт указателя(смещение указателя). Поскольку этот процесс приводит к временному смещениюнагрузки на один байт, то применительно к джиттеру это означает его всплеск на8 UI (UI — единичный интервал или время, необходимое для передачи одного бита информации).Таким образом, в системах PDH джиттер является постоянным по амплитуде, а всистемах SDH — импульсным. По этой причине измерение джиттера в системах SDH — наиболее важно. Импульсный джиттер возникает в практике телекоммуникаций толькопри переходе к технологии SDH, т. е. является принципиально новым параметромизмерений. Именно по этому параметру наблюдается некоторое разногласие всуществующих стандартах. Например, норма МСЭ-T на джиттер в канале DS3составляет не более 5 UI, тогда как смещение указателей приводит к всплескуджиттера на 8 UI. Поэтому мультиплексорное оборудование системы SDH должнокомпенсировать образующийся всплеск джиттера. При ее недостаточностиоборудование приема потока Е2 может не справиться со всплеском джиттера, и тогдапроизойдет сбой цикловой синхронизации, который приведет к потере до трехциклов информации. Нормы на джиттер в системах SDH определены в рекомендацииМСЭ-T G.958.
Для измерения джиттера насетях PDH можно использовать методику измерений с накоплением данных и анализомсреднего значения параметра. Такая методика измерения джиттера в системах SDHнеприменима, поскольку характерный для этих систем всплеск джиттера оказываетсяне фиксируемым. Итак, при выборе измерительного оборудования необходимо четко представлять,какой тип джиттера будет измеряться — импульсный или постоянный. Именно этотпринципиальный момент обычно упускают, когда рассматривают технику измеренийдля SDH. На рынке существуют несколько моделей универсальных анализаторов,способных проводить измерения в сетях PDH и SDH. В таблице приведены основныехарактеристики наиболее совершенных из них.Заключение
В заключение хотелось быотметить следующее: в настоящий момент развитие сетей SDH в практике российскойсвязи переходит от этапа экспериментального внедрения к этапу широкоговнедрения и эксплуатации, что повышает интерес к процессам измерения нацифровой сети SDH. До сих пор операторы эксплуатировали такие сети, построенныена базе оборудования одного производителя, и с сравнительно несложнойтопологией — даже сравнительно крупная сеть «Макомнет» с точки зрениятопологии довольно проста. Однако начинается процесс расширения цифровых сетейSDH, усложнения их топологии и превращения в гетерогенные, т. е. построенные набазе оборудования разных производителей. В ближайшее время может возникнутьнеобходимость в документах по методологии измерений, однако уже сегодня общиеположения такой методологии ясны, и они с успехом будут применяться дляповышения эффективности и надежности работы сетей SDH.