Синхронное линейное оборудование

Мультиплексоры служат для объединения (мультиплексирования) и раз-деления (демультиплексирования) входящих сигналов PDH, SDH и других (другие названия – трибутарные, компонентные) в линейный сигнал STM-N, так же осуществляется коммутация трибутарных сигналов и вывод их на физический интерфейс.

Мультиплексоры делятся на два основных типа:

а) терминальный мультиплексор;

б) мультиплексор ввода/вывода.

Терминальные мультиплексоры обеспечивают связь между сетью доступа и транспортной сетью. Имеют две стороны – линейную, для подключения линии и организации линейного сигнала и трибутарную для подключения оконечного оборудования имеющего как электрические, так и оптические интерфейсы. Обозначаются аббревиатурой ТМ (Terminal Multiplexers).

Мультиплексоры ввода/вывода (МВВ) имеют две и более линейных сторон и одну трибутарную. В случае, когда МВВ имеет только две линейных стороны, можно говорить, что он представляет собой два ТМ поставленных «спина к спине» или «back to back», соответственно трибутарной стороной. Имеется две английские аббревиатуры для их обозначения мультиплексоры выделения/вставки DIM(Drop/Insert Multiplexers), или мультиплексоры ввода/вывода ADM(Add/Drop Multiplexers). Более распространена – ADM.

Рисунок 8 – Мультиплексор ADM. УГО

На рисунке 8 приведено условно-графическое обозначение (УГО) мультиплексора уровня STM-16 c вводом / выводом 126 трактов 2Мбит/с и функцией кросскоммутации уровня VC-12, работающий по оптическому волокну, для правильного соединения мультиплексоров линейные стороны обозначают Е - (east – восток) и W – (west – запад). Соединения выполняют E→W→E→W, то есть условно передача идет с востока на запад.

Регенераторы предназначены для увеличения дальности передачи, восстанавливая форму сигнала и выполняя функции оптических усилителей на мультиплексорной секции. По сути это два линейных блока STM-N, (для одного направления) соединенных через электрический интерфейс. Обозначение Reg(Regenerator).

Мультиплексоры состоят из нескольких типов функциональных блоков:

а) линейные – блоки оптических интерфейсов и обработки сигналов STM-N;

б) трибутарные – блоки электрических или оптических интерфейсов и обработки сигналов SDH, PDH, Ethernet и других (при работе с электрическими сигналами блоки интерфейсов и блоки обработки могут быть выполнены в виде отдельных функциональных блоков);

в) кросскоммутации – обеспечивают гибкое соединение трактов линейных и трибутарных сигналов, а так же защитные переключения;

г) управления и связи (системный контроллер) – осуществляют контроль всех блоков, связь с системой управления и служебную связь, а также хранит данные о конфигурации мультиплексора.

Деление блоков SDH на линейные и трибутарные немного условное, так как оптические приемо-передатчики зачастую выполняются в виде сменных модулей на разные длины волн и расстояние передачи, поэтому один и тот же блок может и линейным и трибутарным.

Кроме этого в состав могут входить различные вспомогательные платы: платы питания, оптические усилители, вентиляторы, блоки вспомогательных интерфейсов, компенсаторы дисперсии, органайзеры оптического волокна, воздушные фильтры и даже блоки преобразования мультискоростных оптических сигналов в сигналы со стандартными длинами волн DWDM.

Все основные блоки располагаются в подстативе (другие названия - subrack, полка, «корзина»), имеющем на задней стенке печатную плату с разъемами для подключения блоков, причем блоки могут размещаться, только в определенных местах подстатива, называемых слот (slot). Блоки имеют разные размеры и соответственно занимают разное количество слотов, вплоть до половины слота. Для однозначного определения расположения блока все слоты пронумерованы, а на самом блоке имеется указатель на номер, часто используют ручку извлечения блока. Линейные блоки, имеющие меньший номер работают в направлении «восток», а больший – «запад», хотя бывают и исключения.

Вспомогательные блоки могут располагаться как в подстативе в определенных слотах, так и в стативе (стойке, английское наименование «rack»), а при отсутствии в отдельной стойке.

Конечно же, не все основные блоки входят в состав мультиплексоров. Некоторые авторы выделяют еще одну группу – SLM (Synchronous Line Multiplexer - синхронный линейный мультиплексор). В качестве примеров SLMможно назвать линейные мультиплексоры типа SL-4, SL-16 и SL-64 соответствующего уровня систем передачи SDHкомпании «Сименс». В проекте рассматривается «Тренажер оборудования SL-16» для изучения линий передачи SDH, организованных на базе оборудования SL-16, в состав которого входят: оконечное линейное оборудование SLT-16, являющееся терминальным мультиплексором, благодаря возможности организовать два оптических порта с линейной стороны, может работать в режиме резервирования «1+1», и линейный регенератор SLR-16.

Конструкция данного оборудования предполагает разделение блоков приема и передачи, а отсутствие блока кросскоммутации не позволяет гибко конфигурировать входящие трибутарные потоки, их расположение в линейном сигнале определяется слотом и портом трибутарного блока. Данное решение имеет место, когда требуется просто организовать несколько трактов для передачи их по двум оптическим волокнам.

Рисунок 9 – Оборудование SLT-16. Варианты использования

На рисунке 9: а) SLT-16 в режиме терминального мультиплексора; б) ТМ с защитой линии «1+1». Использование в режиме ADM возможно при установке двух ТМ «спина к спине» на станции.

Трибутарными сигналами мультиплексора SLT-16 могут быть сигналы PDH - E4 со скоростью 140 Мбит/с или SDH STM-1 со скоростью 155 Мбит/с, причем как с электрическим, так и с оптическим интерфейсом, в зависимости от установленных блоков (сторона F2, линейная сторона F1).

Блок-схема SLT-16 без вспомогательных плат на рисунке 10.

Если входным сигналом является плезиохронный сигнал 140 Мбит/с, то он вводится в сигнал STM-1,если входным сигналом является сигнал STM-1, то он синхронизируется с сетевым источником синхросигнала с использованием механизма указателя. После анализа принимаемого заголовка на передающей стороне формируется новый заголовок.

Вслед за этим формируется сигнал STM-4 путем мультиплексирования каждых четырех циклов STM-1. На следующем этапе в плате передатчика OS16 формируется сигнал STM-16 путем мультиплексирования каждых четырех циклов STM-4, осуществляется скремблирование сигнала STM-16 и преобразование его в оптический сигнал. Линейный сигнал кодируется кодом NRZ.

В передатчике имеется возможность установки различных лазерных модулей (1300 нм или 1550 нм).

На приемной стороне оптический приемник STM-16 OE16 преобразует входной оптический сигнал в электрический и осуществляет его регенерацию.

Демультиплексирование сигнала STM-16 происходит в два этапа. Сначала (в плате приемника STM-16) формируются четыре сигнала STM-4, затем они преобразуются (в плате демультиплексора STM-4) в 16 сигналов STM-1.

return false">ссылка скрыта

В случае если содержимое сигналов STM-1 формируется из плезиохронных сигналов 140 Мбит/с, то они могут быть восстановлены в этой точке и доступны по интерфейсам F2.

Если же 140 Мбит/с сигнал, содержащийся в сигнале STM-1, не требуется выводить через интерфейс F2, а необходимо передать по системе передаче дальше или направить к коммутационному оборудованию SDH, то в этом случае организуется сквозное проключение сигнала STM-1. Оборудование допускает гибкую конфигурацию, допускающую организацию любого из приведенных выше вариантов.

Платы оптического усилителяONVи оптического предусилителяOVVне являются обязательными, их используют на длинных оптических секциях, при этом уровень выходного оптического сигнала может быть увеличен до 11 дБм, а чувствительность оптического приемника до - 45 дБм.

Рисунок 10 – Оборудование SLT-16. Схема электрическая структурная

Когда требуется организовать мультиплексорную секцию с резервированием (1+1), используют два приемника и два передатчика, рабочий и резервный, рисунок 11. Оптические усилители и блок TZ16 не показаны.

Как видно из рисунка передача происходит «параллельно», по рабочему и резервному тракту, а прием осуществляется избирательно с тракта, не имеющего аварийных событий. Мультиплексор на соседней станции работает в таком же режиме, чем и обеспечивается резервирование.

Рисунок 11 – Оборудование SLT-16 с резервированием. Схема электрическая структурная

Платы, входящие в состав SLT-16, располагаются в слотах подстатива в соответствии с таблицей 1, возможные комбинации зависят от применения.

Таблица 1 - Состав оборудования SLT-16

Позиция (слот)	Название платы	Код платы (Тип)
101, 102	Доступ и обработка заголовка F2 Оптический усилитель Оптический предусилитель	OPF2 ONV OVV
105, 106, 107, 108	Демультиплексор STM-4 Демультиплексор STM-4 2хF2out Демультиплексор STM-4 F2 OPT	DX4 DX4-2 DXO4
109, 110	Оптический приемник STM-16	OE16

Продолжение таблицы 1

Позиция (слот)	Название платы	Код платы (Тип)
	Плата служебного канала данных с Qx интерфейсом QD2 интерфейсом	MCF-Qx MCF-QD2
	Центральная плата контроля	ZUEW
	Доступ и обработка заголовка F1	ZK11
201, 202	Доступ и обработка заголовка F2 Оптический усилитель Оптический предусилитель	OPF2 ONV OVV
	Центральный источник синхросигнала SLT-16	TZ16
	Оптический усилитель Оптический предусилитель	ONV OVV
205, 206, 207, 208	Мультиплексор STM-4 Мультиплексор STM-4 F2 OPT	MX4 MXO4
209, 210	Оптический передатчик STM-16	OS16
211, 212	Плата служебной связи Оптический усилитель Оптический предусилитель	DTE ONV OVV
	Преобразователь напряжения (для платы MCF-Qx)	PSU

На рисунке 12 внешний вид подстатива SLT-16, где TBF - панель управления служебной связью, ABF – отображения и управления.

Рассмотрим функции выполняемые платами.

MX4 - мультиплексор STM-4 с электрическими интерфейсами F2 принимает и регенерирует до четырех плезиохронных сигналов (140 Мбит/с) или до четырех синхронных STM-1 сигналов (155 Мбит/с). Плезиохронные сигналы вводятся в синхронный транспортный модуль через виртуальный контейнер VC-4. Четыре STM-1 сигнала последовательно мультиплексируются в сигнал STM-4 (622 Мбит/с).

MXO4 - мультиплексор STM-4 F2 OPT c оптическим F2 интерфейсом принимает и регенерирует до 4 оптических сигналов STM-1 (155 Мбит/с). Четыре сигнала STM-1 мультиплексируются в сигнал STM-4 (622 Мбит/с).

DX4 - демультиплексор STM-4 с электрическими интерфейсами F2 (DX4-2 имеет два интерфейса F2out) преобразует сигнал 622 Мбит/с оптического приемника в четыре отдельных сигнала. В зависимости от содержимого сигнала STM-4 это могут быть либо четыре синхронных сигнала STM-1, либо четыре плезиохронных сигнала, либо их комбинация.

Рисунок 12 – Подстатив SLT16

DXO4 -демультиплексор STM-4 F2 OPT с оптическими интерфейсами F2 преобразует сигнал оптического приемника 622 Мбит/с в четыре оптических сигнала STM-1.

ONV -оптический усилительиOVV -оптический предусилительиспользуются для прямого усиления оптических сигналов в диапазоне l = 1530 - 1560 нм без электрооптического преобразования. Данные об уровне оптической мощности не доступны для систем управления.

Все оптические излучатели оборудованы функцией ALS – «автоматическое выключение лазера»для исключения опасности лазерного излучения для персонала (например, при обрыве оптического волокна или при коммутации).

Если сигнал на входе оптического приемника устройства (SLT16 или SLR16) отсутствует в течение более 500 мс, лазерный передатчик противоположного направления этого устройства выключается, выводя из эксплуатации поврежденную секцию. После этого лазерный передатчик активизируется каждые (70 10) с на 2 с. После того как на входе приемника вновь появится сигнал, лазерный передатчик противоположного направления вновь перейдет в режим постоянной работы.

Как автоматическое выключение лазера, так и его периодическое включение могут быть независимо активизированы и выключены. В случае повреждения линии или проведения работ по обслуживанию, лазерный передатчик может быть включен вручную (принудительное включение) на 2 с или 90 с (с целью тестирования), а так же полностью выключен. Данные манипуляции выполняются через рабочий терминал или с панели контроля и управления.

TZ16 - центральная плата синхронизации SLT16 вырабатывает синхросигналы, необходимые для работы оборудования SL16. Для обеспечения работы синхронной сети передачи необходимо синхронизировать работу всех узлов сети от одного эталонного источника синхронизации. С этой целью оконечное оборудование имеет два входа сигналов синхронизации T3in-1 и Т3in-2 для подключения к внешнему источнику синхросигнала с частотой 2048 кГц. Кроме того, линейный сигнал (интерфейс F1) или сигнал компонентного потока (интерфейс F2) могут быть выбраны в качестве источников синхросигнала.

ZUEW - центральная плата контроля предназначена для сбора, обработки всех аварийных сообщений от плат и управления их параметрами. Конкретные данные и параметры установок (конфигурация оборудования) хранятся в энергонезависимой памяти. Так же плата ZUEW обеспечивает оборудование внешними интерфейсами для подключения рабочего терминала, вывода аварийных сообщений и т.д.

ABF –панель отображения и управления. По характеру выполняемых функций принадлежит к центральной плате контроля ZUEW. Она состоит из следующих функциональных блоков:

- Контрольный дисплей (UWA) для индикации аварийных сообщений оборудования, неисправностей функционирования системы контроля и блоков питания сменных плат узла SLT16;

- Модуль отображения и управления (ABM) с двухстрочным дисплеем и четырьмя управляющими клавишами для детального отображения аварийных сообщений и установки системных функций;

- Панель аварийной световой сигнализации (SIFd) со светодиодами (авария А, авария В, предупреждающий светодиод EL) и кнопка уведомления;

- F(PC/OT) интерфейс для подключения рабочего терминала.

MCF - плата служебного канала данных. Синхронное линейное оборудование может быть объединено в единую систему управления сетью по интерфейсу QD2 или Qx плат MC: MCF-QD2 или MCF-Qx. Эти платы поддерживаются платой ZUEW и могут конфигурироваться по сигнальной шине. Аварийные сообщения, которые генерируются платой MCF, контролируются платой ZUEW.

PSU -Преобразователь напряжения вырабатывает постоянное напряжение различной величины для питания схем платы MCF-Qx, он питается от входного напряжения в диапазоне 36 - 75 В.

ZK11 –плата доступа к заголовку стороны F1 требуется для ввода и

вывода дополнительных сигналов из заголовка (OH). Это может быть сделано в случае необходимости системным оператором, что позволяет организовать пять дополнительных каналов на каждое направление передачи, имеющих либо интерфейс V.11 либо G.703.

OPF2 - плата обработки заголовка сигналов стороны F2 дает возможность приема и передачи по каналу заголовка одного из четырех сигналов STM-1, то есть одна плата обрабатывает до четырех STM-1. Параметры конфигурации, требуемые для выбора канала STM-1 передаются центральной платой контроля (ZUEW) по сигнальной шине через устройство обработки сообщений.

Плата OPF2 имеет три точки подключения к дополнительным каналам (К1 - К3) по интерфейсу V.11/G.703 и точку подключения канала передачи данных (DCC). Данные этих каналов заголовка передаются в секционном заголовке выбранного компонентного сигнала.

DTE - плата служебной связи линейного мультиплексора (SLT) имеет две независимые схемы DT-X и DT-Y, в случае линейного регенератора (SLR) эти схемы связаны между собой. Они используются для формирования и передачи телефонных сигналов в формате ИКМ со скоростью передачи 64 кбит/с. При установлении соединения сигнал 64 кбит/с служебного канала выделяется из секционного заголовка (SOH) одного направления и вставляется в секционный заголовок противоположного направления, при этом существует доступ к выбранному каналу каждого секционного заголовка SOH.

TBF - панель управления блока служебной связи позволяет подключать телефонную трубку к системе 1 или к системе 2 при организации двух систем передачи. Байт заголовка Е1 предназначен для организации канала служебной связи RS (секции регенерации), а байт Е2 предназначен для организации канала служебной связи MS (секции мультиплексирования). Канал RS может использоваться для организации соединений с любым узлом секции регенерации, тогда как канал MS может быть организован только между двумя оконечными пунктами секции мультиплексирования (транзитный канал) без доступа к регенераторам.

Как понятно из описания плат, многие из них могут входить в состав регенератора SLR-16, таблица 2.

Таблица 2 - Состав оборудования SLR-16

Позиция (слот)	Название платы	Код платы (Тип)
101, 113	Оптический передатчик STM-16 SLR	OS16R
102, 112	Оптический приемник STM-16 SLR	OE16R
	Оптический усилитель Оптический предусилитель	ONV OVV
	Доступ и обработка заголовка F1	ZK11

Продолжение таблицы 2

Позиция (слот)	Название платы	Код платы (Тип)
	Преобразователь напряжения (для платы MCF-Qx) Оптический усилитель Оптический предусилитель	PSU ONV OVV
	Плата служебного канала данных с Qx интерфейсом QD2 интерфейсом	MCF-Qx MCF-QD2
	Центральная плата контроля	ZUEW
	Плата служебной связи Оптический усилитель Оптический предусилитель	DTE ONV OVV

Некоторые слоты оставлены пустыми, как и в SLT-16, для дальнейшего применения.

Конструкция подстатива SLR-16 имеет строение подобное SLT-16, но «одноэтажное» - в составе отсутствуют слоты 201-214.

Оптический сигнал, приходящий с каждой стороны на вход SLR-16 преобразуется в электрический сигнал, усиливается и регенерируется.

Полный секционный заголовок (SOH), содержащий служебный телефонный и дополнительные каналы, а также служебный канал передачи данных DCC_, выделяются из сигнала STM-16 и заново вставляются на передающей стороне. После этого электрический сигнал снова преобразуется в оптический.

Оборудование SL-16 размещается в стойки стандарта ETSI (Европейский институт стандартов электросвязи), то есть имеет ширину = 600 мм, высоту 2200 мм, глубину = 200 мм (пустая), 300 мм (с установленным оборудованием). Верхняя часть стойки предназначена для установки панели предохранителей с элементами подключения оборудования.

В состав оборудования, для контроля, управления и обслуживания входит следующее программное обеспечение:

- EMOS операционная система управления оборудованием, являющаяся сетевой управляющей системой для элементов сети (NE). EMOS контролирует аварийные сигналы и качественные показатели NE, обеспечивает взаимодействие с оборудованием. Элементы сети взаимодействуют с EMOS через стандартный интерфейс передачи данных;

- SMSW система управления, работающая в качестве LCT (локального терминала) или (NCT) контроля и управления до восьми участков сети.