Дәріс 6. Цифрлық иерархиялар 6. 1 Синхронды цифрлы иерархиядағы ағындарды біріктіру Цифрлық тарату жүйелерін дамыту этапындағы сапалысы синхронды цифрлық иерархия СЦИ құру болып табылады (SDH). СЦИ технологиясы белгілі ақпарат көлемін тасымалдау мақсатындағы цифрлық құрылымдар жиынтығы болып табылады және бақылап және басқара отырып ақпаратты тасымалдау кешенді процесі негізінде жүзеге асады. СЦИ тарату жүйелері әртүрлі деңгей мен стандарттағы цифрлық ағындарды тасымалдауға есептелген. 1
ПЦИ сияқты СЦИ-дің барлық деңгейінде топтық сигналдарды тарату жылдамдықтары мен цикл құрылымдары стандартталған. МСЭ-Т мынадай деңгейлерді ұсынады: -бірінші деңгей 155, 52 Мбит/с жылдамдықты; -төртінші деңгей 622, 08 Мбит/с жылдамдықты; -он алтыншы деңгей 2488, 32 Мбит/с тарату жылдамдықты. Сәйкес деңгейлердің жылдамдықтары деңгей атына сәйкес келетін санға бірінші деңгей жылдамдыын көбейту арқылы алынады. 2
СЦИ-де сигналдың негізгі форматы сапасында 155, 52 Мбит/с жылдамдықты және ПЦИ еуропалық және солтүстік америкалық стандарттар цифрлық ағындарынан тұратын синхронды тасымалдаушы модуль - СТМ алынған (STM). Синхронды тасымал модуль 125 мкс-та қайталанатын блоктық циклдық құрылымнан тұрады. STM-1 негізгі модулі, STM-4, STM-16, STM-64 жоғары деңгей модульдері және STM-256 ақпараттық жүктемеден басқару, бақылау және қызмет көрсету функцияларын жасайтын көптеген сигналдар көлемінен тұрады. 3
ПЦИ еуропалық және солтүстік америкалық стандарттары STM-N ағындарының мультиплекстеу және уақытша топтастыру құрылымдық сызбасы 11 суретінде келтірілген. SDH мультиплекстеу құрылымының негізгі элементтерін көрсететін сәйкес деңгейдің С контейнерінде берілген ақпарат пакеттелінеді. N-ші деңгейдің синхронды тасымал модулін жасау үшін мысал қарастырамыз. 4
5
Е 4 еуропалық стандарттың Тц=125 мкс цикл ұзақтығында 2176 байтқа сәйкес келетін 140 Мбит/с жылдамдықты төрттік цифрлық ағын С-4 деңгейлі контейнерге айналады; Тц=125 мкс циклда 537 байтты Е 3 үшіншілік цифлық ағын С-3 деңгейін контейнеріне айналады. ПЦИ солтүстік америкалық стандарттың цифрлық ағындары сәйкесінше 45 Мбит/с жылдамдықты DS 3 деңгейі С-3 деңгейі контейнеріне айналады. Е 1 алғашқы цифрлық ағын тегістеуші бит қосу арқылы Е 1 С-12 типті контейнеріне айналады, ал солтүстік америкалық DS 1 - С-11 контейнеріне. 6
Орналастыру операциясынан кейін С-4, С-3, С-12 немесе С-11 контейнерлері 125 немесе 250 мкс уақтылы сәйкес деңгейдің виртуалды контейнеріне VC айналады. VC виртуалды контейнері С контейнерінен тракт сапасын бақылап отыратын және апаттық және эксплуатациялық ақпарат беретін соңғы құрылымға РОН тракттық бастамасы байтын беру жолымен алынады. Шартты түрде орналастыру операциясы С контейнеріндегі ақпарат трактық бастама битімен кезектесе отырып виртуалды контейнердің белгілі позициясында орналасады. 7
СЦИ еуропалық стандарты үшін мынадай виртуалды контейнерлердің түрі бар: С-12 контейнерінен және РОН тракттық бастамасынан тұратын VC-12 нұсқағыш байтын PTR (нұсқағыш) қосу арқылы теңдестіру жолымен TU-12 (Tributary Unit - TU) деңгейінің компонеттік блогына айналады; С-3 контейнерінен, РОН-трактылық бастамасынан тұратын жоғары деңгей VC-3 виртуалдық контейнері TU-3 деңгейінің компоненттік блогына айналады; 8
С-4 контейнерінен, трактылық бастамадан тұратын жоғары деңгей VC-4 виртуалдық контейнері РТR байт теңестіру және қосу жолымен AU-4 (Administrative Unit - AU) администрациялық блогына айналады. 3, 7 және 1 мультиплекстеу коэффициенттері бар мультиплекстеумен TUG-2 және үшінші (жоғары) TUG-З деңгейдің TUG (Tributary Unit Group) компоненттік блоктарының топтары жасалады 11 суретте көрсетілгендей, VC-4 виртуалды контейнері С-4 контейнері негізінде, немесе 3 -ке тең мультиплекстеу коэффициенті жолымен TUG-З компоненттік блок жиынтығынан алынады. VC-4 виртуалды контейнері AU-4 администрациялық блогына айналады, ал соңғысы мультиплекстеу көмегімен AUG административтік блок тобына айналады. 9
STM-N деңгейінің синхронды транспорттық модулін жасау STM тәртібінде N—ге тең мультиплекстеу коэффициентімен административтік блоктар тобын мультиплекстеу жолымен және оның құрылымына RSOH (Regeneration Section Over Head) регенерациялық секция бастамасын және MSOH (Multiplex Section Over Head) мультиплекстік секция бастамасын қосу жолымен жүзеге асырылады. Е 1 компоненттік ағын негізінде STM-1 модулін жасау мысалын қарастырайық. 10
Қадам 1. Барлығы 2, 048 Мбит/с жылдамдықты Е 1 цифрлық ағын компоненттерімен толықтырылатын С-12 контейнерінен басталады. Бұл ағынды 125 мкс-та мерзімде, яғни STM-1 мерзімімен (2, 048 -106 -125 -1 ГГ 6/8=32 байта) қайталанатын 32 -байтты цифрлық тізбектеме түрінде қарау керек. Бұл тізбектемеге С-12 контейнерін жасау процесінде 2 байттан тұратын теңестіретін, тиянақталатын, басқаратын және қаттамалайтын биттер қосылады. С-12 контейнерінің өлшемі 34 байт. 11
Қадам 2. Әрі қарай С-12 контейнеріне бір байт ұзындықты, тракттық таратылуы бойынша контейнердің жүру статистикасын жинақтауға арналған РОН тракттық бастамасы қосылады. Қорытындысында 35 байт өлшемді VC-12 виртуалдық контейнері жасалады. Қадам 3. Бір байт PTR ұзындықты нұсқағышын қосу 36 байт өлшемді TU-12 субблокқа (трибті блок) VC-12 виртуалды контейнерін туғызады. 12
Қадам 4. Мультиплекстеу коэффициенті 3 -ке тең байт-мультиплекстеу қорытындысында TU-12 субблоктар тізбектемесі 3 х 36 = 108 байт қосынды ұзындықты TUG-2 субблоктар тобына (саңырауқұлақ блогы) айналады. Қадам 5. TUG-2 тізбектемесі 7 -ге тең мултиплекстеу коэффициенті бар қайталама мултиплекстеуге ұшырайды, қорытындысында 108 х 7 = 756 байт ұзындықты тізбектеме жасалады. Бұл тізбектемеге 18 байт NPI – нөлдік нұсқағыш индикациясы және FSтиянақталған бос өрісі қосылады және 774 өлшемді TUG-3 субблоктар тобы алынады. 13
Қадам 6. Алынған цифрлық тізбектеме 3 коэффициентті байт-мультиплекстенеді және 774 х 3 = 2322 байт ұзындықты TUG-3 субблок тобы жасалады. Қадам 7. 9 байт ұзындықты тракт бастамасы және 18 байт бос өріс ұзындықты TUG-3 блоктар тізбегін қосу қорытындысында VC-4 жоғары тәртіпті виртуалды контейнер жасалады. VC-4 өлшемі 2322+9+18 = 2349 байт-қа тең. 14
Қадам 8. Соңғы этапта STM-1 синхронды тасымал модулі жасалады. SОН секциялы бастамасында орналасқан 9 байт ұзындықты PTR нұсқағышын қосу жолымен AU-4 администрациялық блогы жасалады, ал сонан кейін 1 коэффициентті мультиплекстеу жолымен AUG административтік блогы тобы алынады. AUG тобына 27 байт сиымдылықты RSOH регенерациялық секция бастамасы және 45 байтты MSOH мультиплекстік секция бастамасы қосылады және Тц=125 мкс циклында 2430 х 8/125 х КГ 6=155, 52 Мбит/с тарату жылдамдығына сәйкес келетін 2349+9+27+45= 2430 байт ұзындықты STM-1 жасаумен аяқталады. N деңгейінің синхронды тасымалдау модулі сәйкес мультиплекстеу коэффициентімен STM-1 цифрлар ағынын мультиплекстеумен алынады. 15
1 Синхронды цифрлық иерархия контейнерлінің құрылуы Синхронды тасымалдық модульдер. Жаңа цифрлық иерархия әртүрлі жылдамдықты цифрлар ағынын тасымалдау үшін ақпараттық автострада ретінде ойлап табылған. Бұл иерархияда 155, 520 Мбит/с және одан да жоғары жылдамдықты ағындар біріктірііледі және ажыратылады. Ағындарды синхронды біріктіру тәсілі таңдалған, сол үшін берілген иерархия синхронды цифрлық иерархия деп аталды (Synchronous Digital Hierarchy - SDH). 16
17
155 Мбит/с жылдамдықты цифрлық ағындарды тасымалдау үшін(Synchronous Transport Module) STM-1 синхронды тасымал модулі құрылған. Оның қысқартылған түрі 6, 7 суретінде келтірілген. Модуль құрамы фрейм (рамка) 9 • 270 = 2430 байт. Таратылатын ақпараттан басқа ол 4 -ші жолда пайдалы жүктеме жазбасын анықтайтын нұсқағыштан тұрады. Тасымал модулінің бағытын анықтау үшін рамканың сол жағында (Section Over Head -SОН) секциялық бастама жазылады. Төменгі 5 • 9 = 45 байттар (нұсқағыштан кейін) тораптың мультиплексорына ақпарат жеткізіледі. Бастаманың бұл бөлігі (MSOH) мультиплексордың секциялық бастамасы деп аталады. Жоғары 3 • 9=27 байттар (нұсқағышқа дейін) (RSOH) регенератордың секциялық бастамасынан тұрады, мұнда бөгеттермен “ақауланған” ағындарды қайта қалпына келтіреді және ондағы қатені жөндейді. 18
Таратудың бір циклы тікбұрышты кесте линиясында көрсетіледі. Байт беру тәртібі–солдан оңға, жоғарыдан төменгеідей. STM-1 тарату циклының ұзақтығы 125 мкс, яғни ол 8 к. Гц жиілікте қайталанады. Әр ұяшық мынадай тарату жылдамдығына ие 8 бит • 8 к. Гц=64 кбит/с. Егер әр төртбұрышты рамкадағы линияны таратуға 125 мкс уақыт кетсе, онда линияға бір секундта 9 • 270 • 64 Кбит/с = 155520 Кбит/с, т. е. 155 Мбит/с беріледі. SDH-жүйелерде қуатты цифрлық ағындарды құру үшін мынадай жылдамдықтық иерархия жасалады; STM-1 4 модулі байттық мультиплекстеу жолымен 622, 080 Мбит/с жылдамдықпен таралатын STM-4 модуліне бірігеді; сонан кейін STM-4 4 -модулі 2488, 320 Мбит/с тарату жылдамдықты STM-16 модуліне біріктіріледі; соңында STM-16 4 -модулі жоғары жылдамдықты STM-64 (9953, 280 Мбит/с) модуліне бірігуі мүмкін. 19
Жылдамдығы бойынша SDH (155, 520 Мбит/с) иерархиясының бірінші деңгейіне жақын болатыны плезиохронды цифрлық иерархия ИКМ-1920 аппаратура шығысында болатын 139, 264 Мбит/с жылдамдықты цифрлық ағын. Оны STM-1 модуліне орналастыруға болады. Ол үшін келіп түсетін цифрлық сигналды біріншіден С-4 контейнерге қаттамалайды. С-4 контейнерінің рамкасы 9 жол мен 260 бір байтты қатардан тұрады. Сол жағынан тағы бір столб – бағыттық немесе трактылық бастама (Path Over Head - РОН) қойсақ – бұл контейнер VC-4 виртуалды контейнеріне айналады. Соңында, VC-4 виртуалды контейнерін STM-1 модуліне жайғастыру үшін оны (PTR) көрсеткішпен қамтамасыз етеді, AU-4 (Administrative Unit) адмнистрациялық блогы жасалады, ал соңында SOH секциялық бастамамен тікелей STM-1 модуліне орналастырады (6. 9. және 6. 7. суреттері). 20
Синхронды STM-1 тасымал модулін 2, 048 Мбит/с жылдамдықты плезиохронды ағындармен толықтыруға болады. Мұндай ағындар ИКМ-30 аппаратураларымен жасалады, олар қазіргі заманғы тораптарда кең пайдаланылған. Алғашқы “қаттамалау” үшін С 12 контейнері қолданылады. Цифрлық сигнал осы контейнердің белгілі позицияларында орналастыралады. Бағыттық және тасымал (РОН) бастамасын қоса отырып, VC-12 виртуалды контейнерін алуға болады. Виртуалды контейнерлер тракт аяқталу нүктелерінде жасалады. 21
STM-1 модулінде VC-12 63 виртуалды контейнерін орналастыруға болады. Содан былай жасауға болады. VC-12 виртуалды контейнерін (PTR) нұсқағышымен қамтамасыз етеді және TU-12 (Tributary Unit) тасымал блогын жасайды. Енді әр тасымал блогының цифрлық ағындарын 155, 520 Мбит/с цифрлық ағындарына біріктіруге болады (сурет 6. 10). Мультиплекстеу жолымен біріншіден TU-12 үш тасымал блогын TUG-2 (Tributary Unit Group) тасымал блоктары тобына біріктіруге болады, содан соң TUG-2 жеті тобын TUG-3 тасымал блоктары тобына мультиплекстейді, ал TUG-3 үш тобын біріктіреді және VC-4 виртуалды контейнеріне орналастырады. Әрі қарайғы жол белгілі. Барлық деңгейдегі плезиохронды цифрлық ағындар жылдамдықты (оңды, теріс және екіжақты) теңестіретін процедураларды пайдалана отырып, С контейнерлерінде орналасады. (PTR) нұсқағыштың көп болуы STM-1 модулінде 2, 048; 34, 368 и 139, 264 Мбит/с жылдамдықты кез келген цифрлық ағындардың орнын анықтауға мүмкіндік береді. Өнеркәсіпте шығарылған (Add/Drop Multiplexer-ADM) енгізу-шығару мультиплексорлары кез келген цифрлық ағындарды алып қосуға мүмкіндік береді. 22
23
Скачать презентацию Дәріс 6 Цифрлық иерархиялар 6 1 Синхронды цифрлы
През. к Л6 каз.ppt