ЛЕКЦИЯ 12. 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 ITU-T, 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.

1 Электрические интерфейсы

Электрические интерфейсы аппаратуры мультисервисных сетей подразделяют на:

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

- интерфейсы Ethernet (IEEE 802.3);

- интерфейсы управления (по рекомендациям МСЭ-T серии M.30хх);

- 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.

Пример характеристик электрических интерфейсов G.703 приведён в таблице 1. Эти интерфейсы используются в аппаратуре транспортных сетей в качестве компонентных, т.е. для подключения оборудования коммутационных станций, гибких мультиплексоров, оборудования плезиохронных систем передачи. Одной из контролируемых характеристик этих интерфейсов является величина фазовых дрожаний (джиттер), нормативы на которые приведены в таблице 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 таблице 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 1 Характеристики интерфейса G.703

Характеристики	Виды интерфейсов G.703
	G.703.6	G.703.8	G.703.9
Скорость передачи, Мбит/с	2.048	34.368	139.264
Стабильность тактов, ppm	±50	±20	±15
Максимальное затухание линии на полутактовой частоте, дБ/МГц	0-6/ 1.024	0-12/ 17.184	0-12/ 70
Волновое сопротивление, Ом	75 (несимм.) 120 (сим.)	75 (несимм.)	75 (несимм.)
Величина напряжения пика импульса и его пробела, В	2.37 несимм. 3.0 сим. 0±0.237 несимм. 0±0.3 сим.	2.37 несимм. 0±0.237 несимм.	2.37 несимм. 0±0.237 несимм.
Длительность единичного или тактового интервала, нс	488	29.1	7.18
Длительность импульса на единичном интервале, нс	244	14.55	≤2
Максимальное уширение импульса на уровне 3дБ, нс	269	17	±0.35
Линейный код	HDB-3	HDB-3	CMI

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 6 дБ 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 в МСТП 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.

Таблица 2 Параметры джиттера на выходе трактов с интерфейсами G.703, образованных на сети с помощью оборудования SDH

Интерфейс	Ширина полосы измерительного фильтра на уровне 3 дБ, Гц	Размах дрожаний в тактовых или единичных интервалах, ТИ или ЕИ
G.703.6 (2.048 Мбит/с)	20 Гц ÷ 100 кГц	1,5
	18 кГц÷ 100 кГц	0,2
G.703.8 (34.368 Мбит/с)	100 Гц ÷ 800 кГц	1,5
	10 кГц ÷ 800 кГц	0,15
G.703.9 (139.264 Мбит/с)	200 Гц ÷ 3,5 МГц	1,5
	10 кГц ÷ 3,5 МГц	0,075

Таблица 6.3 Характеристики электрических интерфейсов Ethernet

Интерфейс	10Base-T	100Base-TX	100Base-T4	1000Base-CX	1000Base-T
Порт устр-тва	RJ-45	RJ-45	RJ-45	RJ-45	RJ-45
Среда передачи	Витая пара UTP кат. 3 и выше	Витая пара UTP категор. 5	Витая пара UTP категор. 3, 4, 5	Экранир. витая пара STP 150Ом	Витая пара UTP категор. 5 и выше
Линейный код	Манчестер	4В5В скрембл.	8B6T	8В10В	РАМ-5 скрембл.
Формат лин. сигнала	-	MLT-3	NRZ	NRZ	5-уровневый сигнал
Число вит. пар	2	2	4	2	4
Длина сегм-а	До 100м	До 100м	До 100м	До 25 м	До 100м

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). Указанные характеристики интерфейсов управления необходимо учитывать при проектировании расположения аппаратуры системы управления и места оператора.