Цифровые системы передачи лабораторный практикум
..pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
А.В. Гаврилов
ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ
Лабораторный практикум
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета
2011
УДК 621.391.037 Г124
Рецензенты:
заведующий кафедрой «Автоматика и телемеханика» доктор технических наук, профессор А.А. Южаков (Пермский национальный исследовательский политехнический университет);
кандидат технических наук С.Л. Макаренко (генеральный директор ООО «Форт-Телеком», г. Пермь)
Гаврилов, А.В.
Г124 Цифровые системы передачи: лабораторный практикум [Электронный ресурс] / А.В. Гаврилов. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. поли-
техн. ун-та, 2011. – 119 с.
ISBN 978-5-398-00722-0
Рассмотрены вопросы функционирования, настройки и эксплуатации аппаратуры плезиохронной и синхронной цифровых иерархий.
Предназначено для студентов направления 210400.62 «Телекоммуникации», специальности 210406.65 «Сети связи и системы коммутации», а также студентам направления 210700.62 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», изучающих технологии цифровых систем передачи. Может быть полезно студентам смежных направлений подготовки.
УДК 621.391.037
ISBN 978-5-398-00722-0 |
© ПНИПУ, 2011 |
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Лабораторная работа № 1. Изучение первичных мультиплексоров ВТК-12 |
|
и создание каналов Е0 в сети PDH ................................ |
7 |
1. Описание оборудования ВТК-12 .......................................................................... |
7 |
1.1. Общие характеристики блоков ВТК-12 ....................................................... |
7 |
1.2. Описание и работа платы ВК-16................................................................... |
9 |
2. Программирование блока ВТК-12...................................................................... |
10 |
2.1. Представление блока с точки зрения программирования........................ |
10 |
2.2. Структура проекта, описание основной и коммутационной частей....... |
13 |
3. Выполнение лабораторной работы..................................................................... |
15 |
3.1. Описание лабораторного стенда................................................................. |
15 |
3.2. Задание на лабораторную работу ............................................................... |
16 |
3.3. Составление конфигурации......................................................................... |
17 |
3.4. Загрузка конфигурации в блок с помощью КПО-01 и Control2000........ |
19 |
3.5. Проверка канала с помощью тестера потока Е1 ....................................... |
25 |
Приложение 1 ........................................................................................................... |
26 |
Лабораторная работа № 2. Создание трактов ТЧ в сети |
|
оборудования ВТК-12................................................... |
27 |
1. Описание плат окончаний ТЧ оборудования ВТК-12...................................... |
27 |
1.1. Описание и работа платы ОК-14 ................................................................ |
27 |
1.2. Описание и работа платы ПА-01 ................................................................ |
29 |
2. Программирование блока ВТК-12 с платами окончаний ................................ |
30 |
2.1. Описание плат окончаний в основной части проекта.............................. |
30 |
2.2. Описание канальных окончаний в коммутационной части проекта...... |
31 |
3. Выполнение лабораторной работы..................................................................... |
32 |
3.1. Описание лабораторного стенда................................................................. |
32 |
3.2. Задание на лабораторную работу ............................................................... |
33 |
3.3. Составление конфигурации......................................................................... |
33 |
3.4. Загрузка конфигурации в блок с помощью программного |
|
обеспечения КПО-01 и Control2000............................................................ |
34 |
3.5. Проверка канала с помощью тестера потока Е1 ....................................... |
36 |
3
Лабораторная работа № 3. Изучение оборудования синхронной цифровой |
|
иерархии первого уровня на примере |
|
блоков СММ-01 (СММ-11) .......................................... |
37 |
1. Назначение и основные технические характеристики |
|
блоков СММ-01 (СММ-11) ................................................................................ |
37 |
1.1. Назначение блоков СММ-01 (СММ-11) .................................................... |
37 |
1.2. Основные технические характеристики |
|
оборудования СММ-01 (СММ-11).............................................................. |
37 |
2. Устройство и работа блоков СММ-01 (СММ-11)............................................. |
39 |
2.1. Конструкция блоков СММ-01 (СММ-11).................................................. |
39 |
2.2. Схема мультиплексирования и основные режимы работы ..................... |
40 |
2.2.1. Схема мультиплексирования блока СММ 01 (СММ 11) .................. |
40 |
2.2.2. Функциональная схема блока СММ-01 .............................................. |
41 |
2.2.3. Работа блока СММ-01 в режиме мультиплексора ввода–вывода.... |
43 |
2.2.4. Работа блока СММ-01 в режиме оконечного |
|
(терминального) мультиплексора ....................................................... |
45 |
2.2.5. Работа блока в режиме регенератора................................................... |
46 |
2.2.6. Резервирование в сетях СЦИ с использованием блоков СММ-01... |
48 |
3. Изучение параметров оборудования СММ-01 (СММ-11)............................... |
50 |
3.1. Изучение параметров оборудования СММ-01.......................................... |
50 |
3.1.1. Изучение параметров платы МХ-01 .................................................... |
51 |
3.1.2. Изучение параметров платы МТ-01..................................................... |
52 |
3.2. Изучение параметров оборудования СММ-11.......................................... |
53 |
3.2.1. Изучение параметров агрегатного модуля |
|
Запад(West)/Восток(East) ...................................................................... |
54 |
3.2.2. Изучение параметров компонентного модуля.................................... |
55 |
Лабораторная работа № 4. Создание трактов Е1 в сети SDH |
|
на базе оборудования СММ-01.................................... |
56 |
1. Работа с программным обеспечением СММ-155 ............................................. |
56 |
1.1. Общий вид окна программы СММ-155 ..................................................... |
56 |
1.2. Управление блоком СММ-01...................................................................... |
60 |
1.2.1. Физическое представление блока........................................................ |
60 |
1.2.2. Логическое представление блока......................................................... |
61 |
1.2.3. Список аварий блока............................................................................. |
61 |
1.2.4. Счетчик ошибок блока СММ-01.......................................................... |
62 |
1.2.5. Управление кроссовой коммутацией .................................................. |
62 |
1.2.6. Управление метками и перепривязкой................................................ |
62 |
4 |
|
1.2.7. Управление шлейфами.......................................................................... |
63 |
1.3. Управление блоком СММ-11...................................................................... |
67 |
1.3.1. Конфигурирование оборудования СММ-11 ....................................... |
67 |
1.3.2. Опция «Выбор шаблона»...................................................................... |
68 |
1.3.3. Опция «Выключение лазера» ............................................................... |
69 |
1.3.4. Опция «Резервирование» ...................................................................... |
70 |
1.3.5. Опция «Синхронизация» ...................................................................... |
71 |
1.3.6. Опция «Действия» ................................................................................. |
72 |
1.3.7. Опция «Авария и события» .................................................................. |
73 |
1.3.8. Опция «Датчики доступа» .................................................................... |
74 |
1.3.9. Список аварий........................................................................................ |
74 |
1.3.10. Счетчик ошибок блока СММ-11........................................................ |
74 |
2. Выполнение лабораторной работы..................................................................... |
76 |
2.1. Описание лабораторного стенда................................................................. |
76 |
2.2. Считывание конфигурации из блоков сети............................................... |
77 |
2.3. Настройка портов в блоках СММ-01 ......................................................... |
78 |
2.4. Создание трактов в сети SDH ..................................................................... |
78 |
2.5. Моделирование аварийных ситуаций в сети |
|
без установленной защиты........................................................................... |
80 |
2.6. Установка защиты SNCP на проложенные каналы.................................. |
81 |
2.7. Моделирование аварийных ситуаций в сети |
|
c установленной защитой SNCP.................................................................. |
82 |
Лабораторная работа № 5. Изучение принципов функционирования |
|
тестера «Морион-Е100»................................................ |
84 |
1. Описание прибора................................................................................................ |
84 |
1.1. Назначение.................................................................................................... |
84 |
1.2. Внешний вид................................................................................................. |
85 |
1.2.1 Передняя панель ..................................................................................... |
85 |
1.2.2. Внешние разъемы.................................................................................. |
86 |
1.3. Режимы работы тестера............................................................................... |
87 |
1.4. Главное меню тестера.................................................................................. |
88 |
2. Порядок работы с тестером................................................................................. |
89 |
2.1. Предварительные настройки тестера......................................................... |
89 |
2.2. Анализ физических параметров входного сигнала................................... |
90 |
2.3. Анализ ИКМ структуры потока.................................................................. |
92 |
2.3.1. Установка параметров интерфейсов {Interface Menu} ...................... |
93 |
|
5 |
2.3.2. Задание структуры тестового сигнала в тестируемых каналах |
|
{Tx Patterns Menu / Test Slots} .............................................................. |
94 |
2.3.3. Меню анализа ИКМ структуры {Drop} .............................................. |
96 |
2.3.4. Процедура проверки канала Е0............................................................ |
97 |
2.4. Режим тонального тестирования................................................................ |
97 |
2.4.1. Настройка прибора для режима тонального тестирования............... |
98 |
2.4.2. Процедура проверки частоты и уровня сигнала |
|
в цифровом канале............................................................................... |
103 |
2.4.3. Процедура проверки канала ТЧ......................................................... |
104 |
Лабораторная работа № 6. Изучение принципов функционирования |
|
тестера «Беркут-Е1».................................................... |
105 |
1. Описание прибора.............................................................................................. |
105 |
1.1. Назначение.................................................................................................. |
105 |
1.2. Внешний вид............................................................................................... |
105 |
1.2.1. Передняя панель .................................................................................. |
105 |
1.2.2. Внешние разъемы................................................................................ |
106 |
1.2.3. Описание клавиатуры.......................................................................... |
107 |
1.2.4. Значение светодиодных индикаторов............................................... |
108 |
1.3. Режимы работы тестера............................................................................. |
109 |
1.4. Главное меню тестера................................................................................ |
110 |
2. Порядок работы с тестером............................................................................... |
111 |
2.1. Предварительные настройки тестера....................................................... |
111 |
2.2. Процедура проверки канала Е0................................................................. |
112 |
2.2.1. Выбор временного интервала............................................................. |
112 |
2.2.2. Выбор тестовой последовательности................................................ |
113 |
2.2.3. Просмотр принимаемых данных........................................................ |
114 |
2.3. Процедура проверки канала ТЧ................................................................ |
115 |
2.3.1. Настройка функции тональной частоты (ТЧ)................................... |
115 |
2.3.2. Проверка канала тональной частоты (ТЧ) ........................................ |
116 |
Приложение ............................................................................................................ |
117 |
Список использованной литературы.................................................................... |
118 |
6
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Изучение первичных мультиплексоров ВТК-12 и создание каналов Е0 в сети PDH
Цель работы: изучить назначение, состав и принципы функционирования оборудования плезиохронной цифровой иерархии на примере блоков ВТК-12. Ознакомиться с основными принципами конфигурирования первичных мультиплексоров на примере оборудования ВТК-12. Получить навыки создания каналов Е0 в сети PDH.
1.Описание оборудования ВТК-12
1.1.Общие характеристики блоков ВТК-12
Блоки ВТК-12 позволяют организовать разветвленную первичную цифровую сеть, обеспечивающую ввод-вывод сигналов плат канальных окончаний в групповой первичный поток 2048 кбит/с, перераспределение (конфигурирование) и задание режимов работы каналов между различным числом независимых направлений передачи 2048 кбит⁄с, а также организацию группового канала.
Функциональность блока ВТК-12 определяется потребителем, исходя из его потребностей и возможностей аппаратуры. Расширение функциональности блока ВТК-12 выполняется с помощью дополнительных плат, устанавливаемых в блок. Основой блока является кросс-плата, не имеющая собственного имени. Все дополнительные платы расширения устанавливаются на соответствующие посадочные места (слоты). Описание плат расширений приведено в табл. 1.
Таблица 1
|
|
Платы блока ВТК-12 |
|
|
|
|
|
№ |
Наименование |
Назначение |
|
п/п |
и обозначение |
||
|
|||
1 |
2 |
3 |
|
1 |
Плата ВК-16 |
Плата обеспечивает организацию шести потоков Е1, кон- |
|
|
|
троль и поддержку тактовой синхронизации. |
|
|
|
Плата позволяет осуществлять ввод-вывод, коммутацию и |
|
|
|
групповое сложение основных цифровых каналов (ОЦК) по |
|
|
|
шести независимым потокам Е1. |
|
2 |
Плата ОК-14 |
Плата предназначена для согласования аппаратуры оконеч- |
|
|
|
ных и промежуточных пунктов связи, имеющих двухили |
|
|
|
четырехпроводные окончания каналов ТЧ. |
|
|
|
Плата обеспечивает организацию четырех каналов ИКМ в |
|
|
|
блоке ВТК-12 и установку дополнительных плат аналоговых |
|
|
|
интерфейсов. |
|
|
|
7 |
|
|
Окончание табл. 1 |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
3 |
Плата ПА-01 |
Плата предназначена для организации удаленной абонент- |
|
|
ской линии через блок ВТК-12 с абонентским телефонным |
|
|
аппаратом. Устанавливается на плату ОК-14. |
4 |
Плата ПС-01 |
Плата предназначена для согласования удаленной абонент- |
|
|
ской линии через блок ВТК-12 с абонентским комплектом |
|
|
коммутационной станции. Устанавливается на плату ОК-14. |
5 |
Плата ВД-14 |
Плата обеспечивает ввод-вывод информации четырех цифро- |
|
|
вых каналов передачи данных в групповом потоке блока |
|
|
ВТК-12 и предусматривает установку до четырех плат переда- |
|
|
чи данных с необходимым интерфейсом цифрового канала. |
6 |
Плата ПД |
Плата предназначена для организации канала данных. Уста- |
|
|
навливается на плату ВД-14. |
7 |
Плата КС-04 |
Плата обеспечивает возможность удаленного мониторинга и |
|
|
управления блока ВТК-12. |
Внешний вид блока ВТК-12 с установленным комплектом плат, соответствующим составу лабораторного стенда, показан на рис. 1.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OK-14 |
ВД-14 |
|
|
|
|
|
|
|
ВK-16 |
ВК-16 |
|
|
|
|
KС-04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1. Внешний вид блока ВТК-12
Параметры стыка группового цифрового сигнала 2048 кбит/с блока ВТК-12
Скорость передачи – 2048 кбит/с ± 50 миллионных долей; Код сигнала – AMI, HDB3.
Параметры сигнала на выходном порту: измерительное нагрузочное сопротивление:
–120 Ом – активное для симметричной пары;
–75 Ом – активное для коаксиальной пары;
8
– амплитуда импульсов положительной и отрицательной полярностей (в середине импульса по длительности) – (3,0±0,3) В / (2,37±0,24) В;
–длительность импульсов положительной и отрицательной полярностей (на уровне 0,5 амплитуды) – (244±25) нс;
–отношение между амплитудами (длительностями) положительных и отрицательных импульсов – (1±0,5).
1.2. Описание и работа платы ВК-16
Плата ВК-16 предназначена для организации групповой шины связи с платами канальных окончаний (КО) на скорости 2048 кбит/с и реализации требуемых режимов коммутации каналов 64 кбит/с и режимов ввода/выделения плат КО под управлением микроконтроллера.
Плата ВК-16 обеспечивает:
–организацию шести стыков Е1;
–организацию режима синхронизации от любого направления 2048 кбит/с;
–организацию режима внешней синхронизации или задающего генератора;
–контроль стыка внешней синхронизации;
–переход в режим синхронизации от любого направления или задающего генератора при потере внешнего хронирующего сигнала и возврате к внешней синхронизации при его восстановлении;
–возможность управления режимом синхронизации оператором системы управления и мониторинга.
Структурная схема платы ВК-16 приведена в приложении к методическим указаниям на лабораторную работу. На плате расположены следующие основные функциональные узлы:
–узлы стыка Е1 (А1 – А6);
–генераторное оборудование (ГО);
–задающий генератор;
–приемник внешнего сигнала синхронизации;
–коммутатор с цифровым обнаружителем речи (ЦОР);
–генератор, управляемый напряжением (ГУН) с фильтром автоматической подстройки (ФАПЧ);
–схема управления;
–микроконтроллер;
–интерфейс контроля и управления;
–интерфейс 2 Мбит/с;
–вторичный источник питания со схемой контроля.
Информационные потоки Е1 через оптоэлектронные ключи поступают на фреймеры Е1, работающие под контролем схемы управления. Схема генера-
9
торного оборудования позволяет осуществлять выбор направления синхронизации для цепи захвата ГУНа с ФАПЧ. Сетка частот, вырабатываемая схемой ГО, обеспечивает работу в синхронном режиме коммутатора каналов, схемы ЦОР, фреймеров Е1. Оптоэлектронные ключи и буферные элементы схемы обеспечивают отключение основной платы ВК-16 от внутренних шин и внешних стыков при подключении резервной платы по сигналу управления от микроконтроллера.
Буферные элементы схемы интерфейса 2 Мбит/с обеспечивают организацию информационной групповой шины 2048 кбит/с с платами КО.
Схема управления по внутренней микропроцессорной шине (AD, WR, RD, ALE) позволяет осуществлять микроконтроллеру управление режимами работы всех функциональных узлов платы, организовывать через коммутатор требуемое распределение каналов между направлениями А1 – А6 и платами КО.
Микроконтроллер выполнен в виде отдельной платы МК-01.
Как правило, в блок ВТК-12 устанавливают две платы ВК-16 – основную и резервную. Это делается для повышения надежности функционирования блока ВТК-12. При этом платы непрерывно контролируют состояние друг друга, и в случае выхода из строя основной платы все функции принимает на себя резервная плата.
2.Программирование блока ВТК-12
2.1.Представление блока с точки зрения программирования
Схема организации связи для сети на основе блоков ВТК-12 осуществляется путем задания конфигурации каналов в каждом блоке ВТК-12.
Коммутационные возможности блока ВТК-12 с точки зрения составления конфигурации можно представить в виде блок-схемы коммутатора, которая показана на рис. 2.
Буквами A, B, C, D, E, F обозначены потоки E1 стандарта G.703. Буквами G и GP обозначены внутренние шины, использующиеся для связи с платами абонентских окончаний. COR – цифровой определитель речи, используется при организации конференц-связи. Потоки A и B обычно используются для связи с ТЛС-31 в соответствующем направлении.
На первом этапе рекомендуется составить для каждого блока ВТК-12 таблицу связей блока в соответствии со схемой предполагаемой организации связи с указанием наименования связи, канальных интервалов в потоках 2 Мбит/с (А, B), номеров мест и каналов для плат канальных окончаний, типов плат канальных окончаний (ОК-14), режимов работы плат ОК-14 (двухпроводное окончание, уровни сигналов на приеме и передаче). Примерный вид таблицы, иллюстрирующей коммутацию между канальными интервалами потоков А и В, представ-
10