Основи на синхронизацията, необходимостта от нейното внедряване в мрежи на примера на JSC YSUES Uraltelecom
Архитектура за изграждане на мрежи за синхронизация с приемливо качество. Функционално предназначение и обща характеристика на еталонни източници (генератори) и приемници за мрежова синхронизация. Характеристики на обслужване на изискванията за синхронизация на ETSI, ANSI, ITU.
Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу
Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.
Министерство на съобщенията и информатизацията на България
Уралски държавен технически университет - UPI
върху производствената практика
Основи на синхронизацията, необходимостта от нейното внедряване в мрежи на примера на JSC "YSUES Uraltelecom"
Ръководител практика от предприятието: Клубакова В.Г.
Ръководител на практика от USTU-UPI:
Студент: Ковязин Д.А.
ADM  Ada-Drop мултиплексор
ANSI  Американски национален институт по стандартизация Американски национален институт по стандартизация
APS  Автоматично превключване на защитата  Автоматично превключване
ATM  Режим на асинхронен трансфер  
АД Административна единица
АВГ   Група административни единици   Група административни единици
AU-PJE  AU събитие за обосновка на показалеца
BBE  Грешка на фонов блок
BBER Процент на фонови блокови грешки
BER  Bit Error Rate Процент на битови грешки, равен на съотношениетоброя на битовете с грешка спрямо общия брой предадени битове
BIN  Binary Двоично представяне на данни
BIP Bit Interleaved Parity Метод на четност
B-ISDN широколентова интегрирана цифрова услуга  
CRC циклична проверка на излишъка
CRC ERR CRC грешки Брой CRC грешки
DEMUX Демултиплексор
Европейски телекомуникационен стандарт ETS
ETSI European Telecommunication Standard Institute Европейски институт за телекомуникационни стандарти, ISDN протокол, стандартизиран от ETSI
FEBE Грешка в далечния край на блока Съществува блокова грешка в далечния край
FERF Far End Receive Failure Налична грешка в далечния край
HEX Хексагонално Шестнадесетично представяне на информация
NO-RON POH от висок ред. Заглавка на маршрут от висок ред
ISDN Цифрови мрежи с интегрирана услуга Цифрова мрежа с интегрирани услуги (ISDN)
ITU International Telecommunication Union Международен съюз по телекомуникации
LO-POH POH от нисък ред Заглавка на маршрут от нисък ред
M1, M2 Интерфейс за управление 1, 2 Интерфейси за управление
MSOH Multiplexer Section Overhead
MSP Multiplex Section Protection
MUX мултиплексор
OSI Взаимосвързване на отворени системи Референтен модел за взаимно свързване на отворени системи
RON Path Overhead
PTR Pointer Указател в SDH система
RGEN, REG Регенератор
RSOH регенеративна секция над главата
SDHСинхронна цифрова йерархия Синхронна цифрова йерархия
SDXC синхронна цифрова кръстосана връзка
Разход на раздел SOH
STM синхронен транспортен модул Синхронният транспортен модул е стандартен цифров канал в SDH система
TCM Мониторинг на тандемна връзка
ТМ Управление на трафика Управление на графика
TMN Управление на телекомуникациите
TU Приточна товарна единица
Група притоци на влекачи
VC виртуален контейнер
Бързото развитие на цифровите комутационни системи и средствата за предаване на информация, въвеждането на SDH технологии доведе до значително увеличаване на ролята на системите за синхронизация в телекомуникационните мрежи. Новите области на приложение и видовете предоставяни услуги също поставят повишени изисквания към производителността и работата на мрежите за синхронизация.
Необходима е прецизна работа и внимателно планиране на системите за синхронизиране не само за избягване на неприемлива производителност, но и за смекчаване на латентни, скъпи и трудни за откриване проблеми и за намаляване на фините пресичания между мрежи с различно подчинение.
Този документ предоставя основна информация за синхронизирането на мрежовия часовник. Раздел I обсъжда основите на синхронизацията и доказва необходимостта от мрежова синхронизация. Примери за това са някои от неуспехите, причинени от лошо качество на синхронизирането, като приплъзване, падане на кадри и купища грешки. Обсъжда се въздействието на тези повреди върху качеството на предоставяните услуги и различните приложения.
Раздел II описва различни архитектури за изграждане на мрежи за синхронизация,използвани за поддържане на приемливо качество на синхронизация. Този раздел обсъжда първични референтни източници (осцилатори) и мрежови приемници за синхронизация. Заедно с описанието на функционалността на тези източници на синхронизация е дадена относителната важност на всяка функция за работата и планирането на мрежовата синхронизация. Раздел II завършва поддръжката на изискванията за синхронизиране на ETSI, ANSI и ITU.
Раздел III обсъжда производителността на мрежовия часовник. Показан е ефектът на първичните референтни осцилатори, предаванията на часовник и приемниците на часовника върху производителността. Този раздел показва, че тактовата честота на приемниците обикновено е различна от честотата на основния референтен осцилатор, към който са свързани. Това изместване на честотата оказва огромно влияние върху производителността на мрежите за синхронизация.
Раздел IV обхваща основните принципи на планирането на мрежовата синхронизация. Обсъждат се и най-често срещаните проблеми при мрежовото планиране.
1. Необходимостта от синхронизация
1.1 Основи
Синхронизацията е средство за поддържане на работата на цялото цифрово оборудване в комуникационна мрежа с еднаква средна скорост. За цифрово предаване информацията се преобразува в дискретни импулси. При предаване на тези импулси през линиите и комуникационните възли на цифрова мрежа, всички нейни компоненти трябва да бъдат синхронизирани. Синхронизацията трябва да съществува на три нива: битова синхронизация, синхронизация на ниво времеви слот (времеви интервал) и синхронизация на кадри.
Синхронизирането на битове означава, че предавателният и приемащият край на предавателната линия работят на една и съща тактова честота, така че битовете се четат правилно. За постигане на битова синхронизацияприемникът може да получи своя часовник от входящата линия. Времето на битове включва проблеми като трептене на линията и плътност на единиците. Тези въпроси се повдигат от изискванията към системите за синхронизация и предаване.
Синхронизирането на времевите интервали свързва приемника и предавателя, така че времевите интервали да могат да бъдат идентифицирани за извличане на данни. Това се постига чрез използване на фиксиран формат на рамката за разделяне на байтовете. Основните проблеми с времето на ниво времеви слот са времето за промяна на рамката и откриването на загуба на рамка.
Мрежовият часовник, разположен в изходния възел, контролира скоростта, с която битовете, кадрите и времевите интервали се предават през този възел. Вторичният мрежов генератор, разположен в приемащия възел, е предназначен да контролира скоростта на четене на информация. Целта на синхронизацията на мрежовия часовник е да координира работата на първичния осцилатор и приемника, така че приемащият възел да може правилно да интерпретира цифровия сигнал. Разликата в синхронизацията на възлите, разположени в една и съща мрежа, може да доведе до пропускане или повторно четене от приемащия възел на информацията, изпратена до него. Това явление се нарича приплъзване.
Например, ако оборудването, предаващо информация, работи на честота, по-голяма от честотата на приемащото оборудване, тогава приемникът не може да проследи потока от информация. В този случай приемникът периодично пропуска част от предадената му информация. Загубата на информация се нарича лист за изтриване.
Ако приемникът работи на честота, по-висока от честотата на предавателя, приемникът ще дублира информацията, продължавайки да работи на собствената си честота и все още комуникира спредавател. Това дублиране на информация се нарича приплъзване при повторение.
За контролиране на фишовете в потоците DS1 и E1 се използват специални буфери (вижте Фиг. 1). Данните се записват в буфера на приемащото оборудване на честотата на първичния осцилатор и се четат от буфера на тактовата честота на приемащото оборудване. На практика могат да се използват различни размери на буфера. Обикновено буферът съдържа повече от един кадър. В този случай приемащото оборудване ще пропусне или повтори целия кадър при изплъзване. Това се нарича контролирано приплъзване.
Ориз. 1 - Буфер за приплъзване.
Основната цел на мрежовата синхронизация е да ограничи появата на контролирани пропуски. Има две основни причини за приплъзване. Първата причина е липсата на тактова честота поради загуба на комуникация между генераторите, което води до разлика в тактовите честоти. Втората причина са еднократни промени или в комуникационните линии (като трептене и блуждаене), или между първичния и подчинения генератор. Последният, т.е. фазовите измествания между честотите на първичния генератор и приемника, както ще бъде показано по-горе, са основната причина за пропуски в комуникационните мрежи.
Приплъзванията обаче не са единствените повреди, причинени от липсата на синхронизация. Лошото синхронизиране в SDH мрежи може да доведе до прекомерно трептене и загуба на кадри при предаване на цифров сигнал, както е обсъдено в раздела „Необходимост от SDH синхронизиране“. В корпоративни (частни) мрежи лошата синхронизация на потребителското оборудване (CPE) може да доведе до изблици (групи) от грешки в цифровата мрежа. (Вижте „Поредици от грешки, причинени от синхронизация“ на страница 8). Следователно, въпреки че минимизирането на приплъзването оставаосновната цел на синхронизацията, проектирането на мрежи за синхронизация трябва да вземе предвид други повреди, свързани със синхронизацията.
1.2 Въздействие на пропуските върху предоставянето на услугата
Въздействието на едно или повече пропуска върху качеството на услугите, предоставяни в цифровите комуникационни мрежи, зависи от вида на тези услуги. Въздействието на единичните фишове върху различните видове услуги е описано по-долу.
Както е показано на фиг. 2, който обсъжда ефекта на контролираните фишове върху факсимилното предаване от група 3, единичните фишове водят до изкривени или изпуснати редове в полученото факс съобщение. Приплъзването може да доведе до изчезване на до 8 сканирани линии. Това се равнява на пропускане на 0,08 инча вертикално пространство. На стандартна отпечатана страница приплъзването изглежда сякаш липсва горната или долната половина на отпечатания ред. Продължителното възникване на пропуски ще доведе до необходимостта от повторно предаване на засегнатите страници. Повторното предаване не може да бъде автоматизирано и се извършва ръчно от потребителя.
Ефектът от пропуските върху модемната комуникация се проявява като дълги изблици на грешки. Продължителността на такъв пакет от грешки зависи от скоростта на трансфер на данни и типа модем и варира от 10 милисекунди до 1,5 секунди. По време на възникването на тези грешки терминалното приемно устройство, свързано към модема, получава повредени данни. В резултат на това потребителят трябва да препредаде данните.
Ефектът от фишовете върху предаването на цифрови данни зависи от използвания протокол. Протоколи, които не позволяват повторно предаване, може да имат пропуски, повторения или повреда на данните.
Възможна загуба на персоналсинхронизация, което води до изкривяване на много рамки при възобновяване на получаването на импулси за синхронизация на рамката. Протоколите за повторно предаване имат способността да откриват пропуски и да инициират повторно предаване. Това реле обикновено отнема една секунда, за да се инициализира и завърши. Следователно пропуските ще повлияят на пропускателната способност, което обикновено води до загуба на секунда време за предаване.
Най-голямото въздействие на пропускането е при предоставянето на услуги за предаване на криптирани данни. Пропускането води до загуба на ключа за криптиране. Загубата на ключа води до недостъпност на предадените данни, докато ключът не бъде препредадено и комуникацията не бъде възстановена. Така всяка комуникация спира. По-важното е, че необходимостта от препредаване на ключа оказва значително влияние върху сигурността. За много приложения, свързани с безопасността, повече от 1 пропуск на ден се счита за неприемливо.
1.3 Необходимост от SDH синхронизация
С появата на SDH се поставят нови изисквания към мрежите за синхронизация. SDH са високоскоростни синхронни транспортни системи. Елементите на SDH мрежите изискват синхронизация, тъй като оптичният сигнал, който предават, е синхронен. Въпреки това загубата на синхронизация от SDH NE не води до пропуски. Това се дължи на факта, че натоварването в SDH се прехвърля асинхронно. Указателите се използват за идентифициране на началото на SDH рамка. Несъответствието между скоростта на предаване и получаване ще доведе до промени в указателя (вижте Фигура 2).
Ориз. 2 - Подравняване на показалеца.
Подравняването на показалеца обаче може да доведе до трептене и отклонение в предавания сигнал. Трептене е бърза (> 10 Hz) промяна във фазата на сигнала ("трептене").Лутането е бавно