А б) после отказа
Рис. 2.32. Защита MS-SPRing.
Для уведомления мультиплексоров о необходимости реконфигурации кольца применяется информация, которая передается в байте К заголовка синхронного транспортного модуля. Время переключения на защитные соединения MS-SPRing составляет около 50 мс. При равномерном распределении трафика экономия пропускной способности в кольце по сравнению с SNC-P может оказаться значительной.
Механизмы самовосстанавливающихся колец при всех своих преимуществах имеют такие недостатки, как: отсутствие устойчивого функционирования при нескольких отказах в сети и сравнительно низкий коэффициент использования пропускной способности сети.
С точки зрения типа, поля К относятся к категории однобайтовых с одной поправкой. Для практического исследования процессов резервного переключения интерес представлют не значения полей К, а изменение этих значений в процессе переключения. По этой причине их можно отнести в большей степени к полям-каналам, рассматривая фиксированные логические комбинации в качестве элементарных сигналов, передаваемых по такому служебному каналу.
2.2.10. Контроль четности – байты в.
Как известно, развитие встроенных систем самодиагностики в составе современных систем передачи привело к появлению и развитию концепции контроля параметров качества цифровой передачи с использованием избыточного циклического кода (CRC).
10101…
полином
остаток
Б
10101…
Цикловая структура
Аппаратура
передачи
Аппаратура
передачи
Деление
Деление
полином
остаток
сумма
10101…
Сравнение остатка
от деления с контрольной суммой, вывод
о наличии ошибки в блоке
Рис. 2.33. Алгоритм применения избыточного циклического кода.
Суть процедуры контроля ошибок передачи по CRC довольно проста и представлена на рис. 2.23. Информационный поток, предназначенный для передачи по цифровому каналу, разбивается на несколько блоков данных фиксированного размера. Для каждого блока данных выполняется операция деления последовательности битов на полином заданного вида (в зависимости от типа кода, например CRC-4 означает полином 4 степени, а остаток деления – 4 бита). В результате деления образуется остаток, который передается вместе с блоком данных в составе цикла (кадра) в канале. Процедура деления потока данных на блоки и передача их с рассчитанным остатком от деления приводит к необходимости использования в аппаратуре передачи цикловой структуры, именно разделение на циклы и формирует фиксированные блоки данных. Таким образом, контроль ошибок без отключения канала (без перерыва связи) возможно только для систем передачи с цикловой структурой. Остаток от деления передается в составе цикла в виде контрольной суммы. На приемной стороне делаются аналогичные вычисления остатка от деления, результат расчета сравнивается с переданной контрольной суммой. В случае расхождения результатов делается вывод о наличии битовой ошибки в блоке.
Из рис. 2.33 следует, что для передачи на другую сторону остатка от деления нужно к блоку данных приложить блок контрольной суммы. Тем самым еще раз уменьшается КПД системы передачи.
Методика измерения параметров ошибок на основе CRC предусматривает оценку параметра ошибки в реально работающем канале. Следует отметить, что методология измерения ошибок по CRC связана с использованием контрольных сумм и идентифицирует наличие ошибки в конкретном блоке данных, поэтому параметр ошибки, измеренной методом CRC, является параметром ошибки в блоке (BLER), который лишь относительно связан с параметром битовой ошибки (BER). Например, два, три и т. д. пораженных бита в одном блоке могут проявляться в виде одной ошибки, ошибки могут компенсировать друг друга в смысле остатка от деления и т. д. Тем не менее, возможность контроля ошибок без перерыва связи является очень эффективной и и получила широкое распространение в диагностике систем PDH.
В системах SDH также используется метод контроля параметров ошибки без отключения канала, который получил название метода контроля четности (Bit Interleaved Parity – BIP). Этот метод, также как и CRC, является оценочным, но он дает хорошие результаты при анализе систем передачи SDH.
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Рис. 2.34. Иллюстрация работы механизма контроля четности.
Алгоритм контроля четности достаточно прост (рис. 2.34). Контроль четности выполняется для конкретного блока данных в цикле по группам данных по 2, 8 и 24 бита (BIP-2, BIP-8 и BIP-24 соответственно). Эти группы организуются в столбцы, затем для каждого столбца рассчитывается его четность, т. е. четное или нечетное число 1 в столбце. Результат подсчета передается в виде кодового слова на приемную сторону. Здесь делается аналогичный расчет, который сравнивается с принятым, и делается вывод о количестве ошибок четности. Результат сравнения передается на передающую сторону (сигнал идентификации ошибок).
В зависимости от уровня контроля (тип виртуального контейнера, транспортный модуль) используются различные блоки данных для поиска ошибок. Данные BIP (результат контроля четности) передаются в полях семейсива В заголовков.
В регенерационной секции используется поле В1 в составе RSOH, а для контроля четности используется однобайтовое кодовое слово BIP-8. Это слово подсчитывается по всем битам модуля STM-N. Байт В1 подсчитывается и регенерируется в каждом мультиплексоре и регенераторе.
В мультиплексной секции используется поле В2 в составе MSOH. Для контроля ошибок на каждой мультиплексной секции используется кодовое слово BIP-Nx24 размером Nx3 байта. Кодовое слово BIP-Nx24 за исключением первых трех строк SOH и вставляется в Nx3 байта В2, предусмотренных для этого в последующем модуле. Поскольку В2 находится в мультиплексной секции Байты В2 не изменяются регенераторами.
Контроль ошибок в РОН выполняется для виртуальных контейнеров VC-3 и VC-4. Для этого используется поле В3 в составе НР-РОН. Байт В3 предназначен для обнаружения ошибок в пути передачи индивидуальных VC-3 и VC-4. Одно кодовое слово BIP-8 (1 байт) подсчитывается по всем битам виртуального контейнера за исключением бит указателя и вставляется в соответствующий байт В3 РОН последующего VC.
Контроль ошибок на уровне маршрута нижнего уровня выполняется в VC-1 и VC-2. Для этого используются первые два бита поля V5 LP-POH. Они предназначены для обнаружения ошибок в маршруте передачи индивидуальных VC-1 и VC-2. Одно кодовое слово BIP-2 (2 бита) подсчитывается по всем битам виртуального контейнера за сверхцикл длительностью 500 мкс и вставляется в соответствующие битовые позиции байта V5 POH последующего VC.
Все вышеперечисленное можно свести в таблицу.
Таблица 2.3. Поля, используемые для контроля четности и участки SDH.
Байт |
Заголовок |
Длина |
Секция мониторинга |
В1 |
RSOH |
BIP-8 |
STM-1 |
В2 |
MSOH |
BIP-24 |
STM-1 без RSOH |
В3 |
POH VC-3/4 |
BIP-8 |
VC-3/4 |
V5 |
POH VC-1/2 |
BIP-2 |
VC-1/2 |
Переход от уже известного и отработанного алгоритма контроля ошибок CRC к более простому объясняется, в основном, высокой скоростью передачи в системах SDH. Дело в том, что при передаче данных даже на уровне STM-1 один цикл происходит за 125 мкс. На такой скорости производить вычисления остатка от деления данных на полином уже вызывает затруднения и требует использования специального высокоскоростного процессора, А в случае STM-64 это тем более затруднительно.
Метод контроля четности является оценочным, поскольку несколько ошибок за цикл могут компенсировать друг друга в смысле контроля четности, однако этот метод дает приемлемый уровень оценки качества цифровой системы передачи.
Идеология SDH, основанная на многоуровневом построении, нашла отражение и в процедуре контроля ошибок. Как показано на рис. 2.35, метод контроля четности в дает возможность обнаруживать ошибки от секции к секции и от начала до конца маршрутов верхнего и нижнего уровня. На рисунке показаны также и поля В, ответственные за каждую секцию. Такой многоуровневый контроль ошибок повышает надежность и точность процедуры.
В случае обнаружения ошибок количество найденных ошибок передается в обратном направлении в виде сигнала REI (Remote Error Indication) – обнаружение ошибки на дальнем конце. Например, количество ошибок, обнаруженное в канале В3, передается в байте G1 POH VC-4следующего цикла.
В2
Регенератор
Узел сети
Узел сети
Регенератор
В1 В1 В1
МВВ
МВВ
В1
В1
В3
Рис. 2.35. Посекционный мониторинг параметров цифровой передачи.
Байты В представляют собой фиксированные поля. С точки зрения эксплуатации эти поля представляются служебными, и в реальной практике нет смысла рассматривать их как эксплуатационные единицы. Важна сама процедура контроля ошибок в SDH.