23 Билет
1. Линейный
тракт цифровых систем передачи по
оптическим кабелям
Синхронная цифровая иерархия (СЦИ: англ. SDH — Synchronous Digital Hierarchy, SONET) — это система передачи данных, основанная на синхронизации по времени передающего и принимающего устройства. Стандарты СЦИ определяют характеристики цифровых сигналов, включая структуру фреймов (циклов), метод мультиплексирования, иерархию цифровых скоростей и кодовые шаблоны интерфейсов и т. д.
Качественно новым этапом в развитии цифровых систем передачи является создание синхронной цифровой иерархии - СЦИ ( или Synchronous Digital Hierarchy – SDH).
Технология СЦИ определяется как набор цифровых структур, стандартизированных с целью транспортирования определенных объемов информации, и реализуется как комплексный процесс переноса информации, включая функции контроля и управления.
В этой иерархии объединяются и разъединяются потоки со скоростями 155,52 Мбит/с и выше. Иерархия получила название синхронной цифровой поскольку выбран синхронный способ объединения потоков. Системы передачи СЦИ рассчитаны на транспортирование цифровых потоков (сигналов) ПЦИ различных стандартов и уровней, а также широкополосных сигналов, связанных с внедрением новых услуг электросвязи.Как и в ПЦИ, на каждом уровне СЦИ стандартизированы скорости передачи группового сигнала и структуры циклов. МСЭ-Т принял рекомендации по следующим уровням: первый уровень со скоростью передачи 155,52 Мбит/с; четвертый уровень со скоростью передачи 622,08 Мбит/с; шестнадцатый уровень со скоростью передачи 2488,32 Мбит/с. Скорости соответствующих уровней получаются умножением скорости первого уровня на число, соответствующее наименованию уровня.
В качестве основного формата сигнала в СЦИ принятсинхронный транспортный модуль – СТМ (или Synchronous Transport Module –STM), имеющий скорость передачи 155,52 Мбит/с и включающий в себя цифровые потоки европейского и североамериканского стандартов ПЦИ. Синхронный транспортный модуль представляет собой блочную циклическую структуру с периодом повторения 125 мкс. Основной модуль STM-1, модули высших уровнейSTM-4, STM-16, STM-64 и STM-256, кроме основной информационной нагрузки, несут значительный объем избыточных сигналов, обеспечивающих функции контроля, управления и обслуживания и ряд вспомогательных функций.
Упрощенная структура STM-1 представлена на рис.8.5.
Рис.8.5-Структура синхронного транспортного модуля STM-1
Он представляет собой массив данных в виде фрейма (рамки) объемом 9 • 270 = 2430 байт. Кроме полезной нагрузки, он содержит в 4-й строке указатель PTR (Pointer,), определяющий начало записи полезной нагрузки. Для определения маршрута транспортного модуля в левой части рамки записывается секционный заголовок SOH(SectionOver Head). Нижняя часть SOH (после указателя) объемом 5 • 9 = 45 байт называется секционным заголовком мультиплексора (MSOH)и отвечает за доставку данных к тому мультиплексору, где транспортный модуль будет переформировываться. Верхняя часть SOH (до указателя) объемом 3 • 9 = 27 байт называется секционным заголовком регенератора (RSOH), в котором будут осуществляться исправление ошибок и восстановление потока, "поврежденного" помехами.
Один цикл передачи включает в себя считывание в линию такой прямоугольной таблицы. Порядок передачи байт - слева направо и сверху вниз ( как при чтении текста) . Продолжительность цикла передачи STM-1 составляет 125 мкс, т.е. он повторяется с частотой 8 кГц. Каждая клеточка соответствует скорости 8 бит • 8 кГц = 64 кбит/с. Следовательно,скорость передачи STM-1 равна 9 • 270 • 64 Кбит/с = 155 520 Кбит/с= 155,52 Мбит/с.
Для создания более мощных цифровых потоков в SDH-системах формируется следующая скоростная иерархия(табл.8.1).
Синхронная цифровая иерархия Таблица8.1
Четыре модуля STM-1 объединяются путем побайтового мультиплексирования в модуль STM-4, передаваемый со скоростью 622,080 Мбит/с; затем четыре модуля STM-4 объединяются в модуль STM-16 со скоростью передачи 2488,320 Мбит/с; наконец четыре модуля STM-16 могут быть объединены в высокоскоростной модуль STM-64 (9953, 280 Мбит/с).
При формировании модуля STM-16 сначала каждые четыре модуля STM-1 с помощью мультиплексоров объединяются в модуль STM-4, затем четыре модуля STM-4 мультиплексируются в модуль STM-16.