Коммерциялық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ

Автоматты электробайланыс кафедрасы

 

КӨЛІКТІК ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯЛЫҚ ЖЕЛІЛЕР

Дәрістер жинағы

050719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар

мамандығының барлық оқу бөлімінің  студенттері үшін

 

Алматы 2008

 

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: А.С. Байкенов, Қ.С. Чежимбаева. Көліктік телекоммуникациялық желілер. 050719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар мамандығының барлық оқу бөлімінің студенттері үшін дәрістер жинағы. - Алматы: АЭжБИ, 2008.- 55б.

 

 «Көліктік телекоммуникациялық желілер» пәні бойынша он үш дәрістің конспектілері берілген. Мұнда қазіргі замаңғы біріншілік көліктік цифрлық байланыс желілерін құру негіздері, оларды бейнелеу тәсілдері, ақпаратты таратудың цифрлық әдістері мен цифрлық тарату жүйелерін құру қағидалары, мультиплексирлеу жүйелерін құру және олардың өзара әрекеттесуі туралы баяндалған.

 

Кіріспе 

Пәннің оқытылу мақсаты – цифрлық тарату жүйелердің (кабельді, оптикалық, радио) негізінде жүзеге асырылған көліктік желілерін құрудың негізгі қағидасын білетін студенттерді дайындау, техникалық құрылғылар, аппаратура мен PDH, SDH, WDM, PON, NGSDH технологиялардың әрекет қағидаларын түсінуі; ақпараттың цифрлық таратылуына қатысты мәселелерді дұрыс шешу, талдап және өңдеуге үйрену қабілетін дамыту; КТЖ пайдалануы, аппаратураны іске қосу, негізгі сипаттамаларын өлшеу, нәтижелерді өңдеу, іс жүзінде қазіргі заманғы ғылыми – техникалық материалдарды қолдануға үйрету болып табылады.

«Көліктік телекоммуникациялық желілер» (КТЖ) – байланыс жоғары оқу орындарының студенттері үшін базалық теориялық курс.

КТЖ – бұл ақпаратты электронды құралдармен тарату құралдары немесе бұл «электромагнитті өткізгішті және радиожолдар» желісі. Бұл пән «цифрлық тарату жүйелері» пәнінің жалпылануы мен дамуы болып табылады. Онда WDM, PON, NGSDH көліктің жаңа технологиялары берілген.

Қазіргі замаңғы біріншілік – көліктік цифрлық байланыс жолдарын құру

қағидалары, оларды беру әдістері, ақпаратты таратудың цифрлық әдістері, цифрлық тарату жүйелерін, негізінен мультиплексирлеу жүйелері; құру қағидалары және олардың өзара әрекет етуі қарастырылған.

Пән оқытылуының міндеттері – студенттердің көліктік желілерді жобалау әдістерін, арналар мен дестелерді коммутациялаудың қазіргі замаңғы технологияларында құрылған цифрлық тарату жүйелердің сипаттамаларын есептеуді үйрену болып табылады.

Берілген пән үшін оқу жоспары: 3 кредит беріледі, барлығы 135 сағат, оның аудиторлық сабақ үшін – 60, және өздік жұмыс үшін – 75 сағат.

 

Кредит

Курс

Семестр

Дәрістер

Практикалық сабақтар

Зертханалық жұмыстар

Курстық жұмыс

Емтихан

3

4

7

1.5 (26сағ.)

0,5 (17 сағ.)

1(17 сағ)

7

7

  

1 Дәріс 1. Көліктік желілер және олардың функциялары

 Дәрістің мақсаты: электрбайланыстың көліктік – біріншілік желісімен және олардың функцияларымен танысу.

Мазмұны:

а) пәннің мақсаты мен міндеттері;

б) көліктік желінің негізгі түсініктері;

в) бейнелеудің функционалды қағидаларын және тарату жүйелер мен желілерге жіктелуін зерттеу;

г) көліктік желіні басқару функцияларын, синхрондау функцияларын, энергиямен қамсыздандыру, техникалық қызмет көрсету функцияларын және т.с.с. зерттеу;

д) телекоммуникацияның көліктік желілерінің құру кезеңдері

 

Көп жағдайда ақпарат электрбайланыс сигналдары электромагнитті тербелістер түрінде таратылып өңделеді, олардың параметрлерінің өзгеруінде таратылатын ақпарат беріледі. Мысалы, дыбыс қысымының өзгеруімен берілетін сөздік хабар микрофонның көмегімен сәйкес түрде өзгерілетін электр кернеуге түрлендіріледі. Бұл өзгерістерде бастапқы хабарда болған ақпарат сақталады. Берілген жағдайда кернеу уақыт бойынша үздіксіз өзгереді – мұндай сигналдар үздіксіз деп аталады.

Әртүрлі таратылатын ақпараттың унификациясы, бұл өз кезегінде ақпаратты тарату, өңдеу және сақтау қондырғыларын унификациялауға мүмкіндік береді.

Телекоммуникациялық қондырғының компьютеризациялау ол аналогты сигналды қолданған кезде принципиалды мүмкін болмайды. Ақпараттық алмасудың тез өсімі жағдайында компьютеризация болмаса, ақпараттың таралуы мен өңделуі қажетті жоғары сапамен қамтамасыз етілмейді.

Ақпаратты тарату жүйелерін және коммутация жүйелерін интеграциялау – толығымен цифрлық телекоммуникациялық желілерді құру. Мұндай жүйелер жоғары сапалы және тиімді болады, олар таратудың альтернативті маршруттарын ұйымдастыруға және желілік трафикті түзетуге мүмкіндік береді.

Цифрлық тарату жүйелері оптикалық желілер бойынша жұмыс кезінде аса тиімді болады, олар аралық станциялардың салыстырмалы сирек орналасуымен жоғары жылдамдықты ақпараттар ағынын таратылуын ұйымдастыруға мүмкіндік береді.

Цифрлық пішіндегі сигналдың таратылуы, өңделуі және коммутациясы – цифрлық интегралды сұлбаларда кең қолданумен цифрлық желінің барлық аппараттық кешенін іске асыруға мүмкіндік береді. Бұл қондырғының құнын тұтынатын энергиясын және габариттік өлшемдерін айтарлықтай төмендетеді. Бұдан басқа, телекоммуникациялық жүйелердің пайдалануы оңайлатылып, қондырғының сенімділігі арттырылады.

Электрбайланыстың көліктік – біріншілік желі түсінігі.

Ақпараттың бір орыннан екінші орынға таратылуы мысалы, бір ғимараттан немесе қаладан басқа қалаға, және де көптеген пункттер арасындағы таратылу таралу желісі немесе электрбайланыстың көліктік желі түсінігіне алып келеді. Бұл желідегі ақпаратты қабылдау мен тарату пункттері түйіндер деп аталады, олар байланыс жолдарымен байланысқан. 1.1 сурет. Қазақстанның магистральды (қалааралық) байланыс жолдарының сұлбасы көрсетілген. Егер қазақстан картасына қарайтын болсақ, келтірілген желі басқа көліктік құралдардың сұлбаларымен – шосселік немесе темір жолдармен сәйкес келетінін көре аламыз.

 

 

1.1  Сурет - Қалааралық (магистральды) көліктік желінің сұлбалық бейнеленуі 

Көліктік желіні анықтау негізіне функционалдық принцип салынған. «Көліктік желі» түсінігі бізде қабылданған «біріншілік желі» терминіне сәйкес келеді. Біріншілік желі түйіндермен соңғы құрылғыларды өзара байланыстыратын физикалық тізбектер (тарату орталары), типтік арналар, тарату күре жолдары мен жолдарының жиынтығы, немесе ақпараттың таратылуын және үлестірілуін қамтамасыз ететін техникалық және бағдарламалық құралдар жиынтығы ретінде анықталған.

Біріншілік желі түсінігі Бірегейлі Автоматтандырылған Байланыс желісі — ЕАСС СССР негізгі түсініктерін өңдегенде шамамен 50 жыл бұрын еңгізілді. Біріншілік желі иерархиялық құрылымды (деңгейлік, төменде қара) және телекоммуникациялық инфрақұрылымның негізі болып табылады, ол тұтынушылар мен телефондық желілер, деректерді таратудың коммутациялық станциялардың өзара байланысуы үшін унификацияланған (типтік) тарату арналарын және күре жолдарының ұйымдастырылуын қамтамасыз етеді.

Біріншілік желінің негізгі функциясы – пункттер арасындағы ақпараттық таралуы. Бұл – телефон абоненттерінің, интернет тұтынушылардың ақпараты, теледидар бағдарламасы, желіге техникалық қызмет көрсету мен бақылау үшін әртүрлі басқарушы ақпарат, коммутациялық станциялардың арасындағы өзара әрекеттесу сигналдары, қызметтер құнын есептеу – тарификациялау ақпарат бола алады.

МСЭ-Т қабылданған, тарату желілерімен жүйелердің берудің функционалдық принциптеріне және классификациясына өткенде «көліктік» терминін енгізді.

Жалпыланған түрде мұндай желіні кірістер мен шығыстар терімі түріндегі модель ретінде беруге болады, мысалы, пойыздардың немесе самолеттердің жүру тізімі, мұндағы кірістер – бұл жөнелту пункттері, ал шығыстары – қабылдау пункттері. Бұл 1.2 - суретте сұлбалық түрде көрсетілген.

1.2  Сурет – Көліктік желінің жалпыланған берілуі 

Көліктік желінің негізгі принципі – «бит дәлділік заңы». Сапаның төменделуінің рұқсат етілген деңгейіне байланысты көліктік желінің кірісіндегі электрбайланыс сигналдарында берілген ақпарат сәйкес шығыстарында жаңғыртылады.

Цифрлық – көліктік – біріншілік желінің негізгі принципін «бит дәлділік заңы» ретінде қалыптастыруға болады, оны келесідей түсінуге болады:

шығыстағы цифрлық сигналдардың түрі, саны мен реті кірістегі олардың санына, түріне және ретіне сәйкес келу керек.

Біріншілік және екіншілік желілер.

«Біріншілік» және «екіншілік» түсініктері салыстырмалы. ЕАСС концепциясына сәйкес, таратуды функционалды қамтамасыз ететін және унификацияланған түйісулері (интерфейстері) бар типтік арналардың күре жолдардың желісін түзейтін электрбайланыс желілердің бөлігі біріншілік ретінде анықталған. Біріншілік желінің базасында түзелген және телефондық таратуды, деректерді таратуды немесе теледидар бағдарламасын ұйымдастыру үшін бұл унификацияланған күре жолдарды қолданылатын желілер екіншілік ретінде анықталған. ЕАСС ұсынылған екіншілік желінің анықталуы коммутацияның да, таратудың да функцияларын қамтиды, мысалы, біріншілік желінің унификацияланған күре жолдарымен ТВ бағдарламалары. Бірақ желілерді классификациялаудың қазіргі заманғы принциптері бойынша, екіншілік желінің бастапқы белгісі – оның тұтынушыларға қызмет көрсетумен тікелей байланысы. Көптеген белгілер бойынша екіншілік желілер қолданбалы немесе қосымша қызметтерді көрсететін қазіргі заманғы желілермен, «интеллектуалды желілермен» сәйкес келеді, оларға құрылған бар ақпаратты тарату желілердің ресурстарын қолдану тән.

Ұстап тұру желілері – синхрондау, сигнализация және басқару.

Көліктік желі бойынша оның функциялары екі топқа бөліну мүмкін – бұл негізгі (көліктік) және қосымша (ұстап тұру). Бірінші функционалдық көліктік топ кез – келген ақпараттың бір жерден екінші жерге таралуын қамтамасыз етеді. Екінші функционалдық топ әртүрлі, қосымша операцияларды іске асырады. Басқа сөзбен айтқанда, екінші топ – бұл ұстап тұру желілері, олар көліктік желімен басқару функцияларын, синхрондау, электрмен қамсыздандыру және техникалық қызмет көрсету функцияларын және т.б. қамтамасыз етеді.

 

2 Дәріс 2. Көліктік желінің деңгей бойынша жүйелендіру қағидалары

 Дәрістің мақсаты: көліктік желінің жалпыланған көрінісін зерделеу.

Мазмұны:

а) көліктік (біріншілік) және екіншілік желінің жалпыланған көрінісі;

б) желінің элементтерін қабат немесе модель деңгейлері – тарату жолдарының қабаты түрінде берілу қағидалары;

в) көліктік желінің иерархиялық (деңгейлік) көрінісі;

г) функционалдық деңгейге үлестірілу қағидасы;

д) көліктік желінің деңгейлік моделі және ВОС (моделі;

е) көліктік желінің рұқсат ету деңгейі (желісі)

 2.1 Көліктік желінің жалпыланған көрінісі

Жалпыланған түрдегі біріншілік желі 2.1 – суретте келтірілген. Суреттің ортасында электрбайланыстың көліктік желісінің ядросы орналасқан – таратудың үш ортасы: радиоэфир – ашық кеңістік, металлды өткізгішті және талшықты оптикалық жолдар. Ашық кеңістіктегі де, металды да және талшықты бағыттаушы жүйелеріндегі де электрбайланыстың құралдары аса төменгі жиіліктен оптикалық ауқым жиілігіне дейінгі барлық спектрді қолданады.

2.1  Сурет –Көліктік (біріншілік) және екіншілік желінің жалпыланған көрінісі

Ядроға ең жақын орналасқан көліктік қабат – сызықты күре жолдарды береді, олар электрбайланыс сигналдардың әртүрлі таратушы ортамен таратылуын қамтамасыз етеді. ЕАСС терминологиясында қабылданған сызықты күре жолдар мен тарату орталары тарату жолын түзейді, желі элементтерін модельдер қабаты мен деңгейлер түрінде беру принципінің тілімен айтқанда, тарату жолдарының қабатын түзейді.

 Көліктік желінің келесі қабаты – бұл күре жолдар мен арналардың қабаты, және ядроны түзейтін қабатты көп рет қолданудағы арналарды үлестірілудің түрлі технологиялары (мультиплекстеу). Арналардың уақыттық, жиіліктік және кодалық бөліну (ВРК, ЧРК, КРК), соның ішінде арналардың толқындық бөліну (ЧРКО — WDM) принциптері, цифрлық ВРК әдістерінің плезиохронды және синхронды иерархияға (ПЦИ, СЦИ) біріктірілуі.

 2.2 Көліктік желінің иерархиялық (деңгейлік) көрінісі

 Тарату жүйелердің және байланыс желілердің кең қолданылатын әдістемелік талдау әдістерінің бірі болып олардың модель түрінде берілуі қызмет етеді, бұл модель қабаттар немесе деңгей жиынынан тұрады. Әрбір жиын қандай – да бір классификациялық белгі бойынша реттелу мүмкін.

Біріншілік (көліктік) желілердің классификациясында, мысалы желінің бөліну мүмкіншілігі ескеріледі:

-  иерархиялық әкімшілік – аймақтық принцип бойынша қол жеткізу желілері, жергілікті, ішкіаймақтық (аймақтық), магистральды желілер және т.с.с.;

-  тарату жүйелеріндегі арналардың топ түзілу иерархиясы бойынша, олар әр ретті күре жолдардың реттелген деңгейлерге біріктіріледі, біріншілік, екіншілік, үшіншілік, сызықтық, т.с.с.;

-  атқаратын функция бойынша.

2.2 – суретте мысал ретінде әкімшілік – аймақтық қағидасы  бойынша 4 қабатқа (ярусқа) бөлінген көліктік желінің моделі көрсетілген: жергілікті деңгейден халықаралық деңгейге дейін. Біріншілік пен екіншілік желілердің мұндай көрінісі ЕАСС – те кең қолданыс тапқан.

Біріншілік желілердің мұндай құрылысы ТМД – ның барлық мемлекеттеріне тән, және бар мемлекеттік әкімшілік құрылымды бейнелейді. Содан шығар, біріншілік желінің мұндай көрінісінде қол жеткізу желісі үшін орын табылмады. Біріншілік желі жергілікті (қалалық пен ауылдық), ішкі – зоналық (әдеттегідей, аймақ, шет немесе автономиялардың ішінде) және магистральды аймақ аралық, қалааралық (мемлекет шекарасының көлемінде) байланыс желілердің жиынтығы ретінде құрылатын.

2.2 Сурет –  Көліктік көпірдің көп деңгейлі құрылуының мысалы

 2.3 Функционалдық деңгейлерге бөлінудің қағидасы

 Көліктік желідегі бір функция әртүрлі техникалық құрал мен іске асырылу мүмкін. Қандай – да бір әдіспен реттелген әртүрлі түсініктер жүйелердің сипаты – шартты, жалпылама болады. Мұндай жүйенің әрқайсысындағы әрбір деңгей жанама деңгеймен өзара әрекеттеседі: әдеттегідей, төменгі деңгейлердің сипаттамалары мен бөлшектері қолданылады. Мұндай әрекет күрделі жүйелердің өңделуін айтарлықтай жеңілдетеді.

Мысалы, біріншілік және екіншілік желілердің (немесе көліктік желі мен қызметтер желісі) түсініктерін еңгізу – тарату құралдарының желісін құру мен күре жолдардың қажетті өткізу қабілетін таңдау кезеңдерін бөлуге мүмкіндік береді. Бұдан басқа, мұндай бөліну көліктік желіні құрудағы басқару жүйелердің және (немесе) әкімшілік талаптардың ерекшеліктерін ескеруге мүмкіндік береді. Әрине де, біріншілік және екіншілік жүйелер ақпараттық жүктемені (трафикті) және көліктік желінің күре жолдарының өткізу қабілетіне талаптарды анықтайды. Бұдан басқа, мысалы автожол көліктік желілер үшін тасымалдау көлемінен бөлек, жүктемені үлестірудегі тартым көрсеткіштері де маңызды болады. Мысалы, үлкен қалалардағы АТС – тер үшін трафиктің үлестірілуі 20/80% қатынасы тән, яғни 10 шығатын шақырудан 80 – ні басқа АТС – терге бағытталады, ал 20 – сы оның ішінде. Облыс ішіндегі телефондық жүктеме үшін облыс орталығына тартымы тән болады: шамамен 80%, ал 20% басқа облыс пункттеріне.

Көліктік желінің деңгейлік моделі және ВОС моделі.

Көліктік желінің деңгейлік моделін ашық жүйелердің өзара әрекеттесуінің (ВОС) жеті деңгейлі протоколдар моделімен шатыстыруға болады.

Әдетте өзара әрекеттесу протоколы деңгейлік моделімен сәйкес реттелген бағдарламалық модуль түрінде орындалады. Берілген деңгейдің протоколдары жоғарғы деңгей протоколдарына қызмет көрсете алатындай, және төменгі деңгейлердің қызметтерін қолданылатындай протокол жиындары қалыптасады. Абстракция деңгейінің артуымен жоғарғы деңгейлердің протоколдары желілік маршрутизацияның қызметтерін (желілік деңгей) анықтайды. Бұл тікелей соңғы тұтынушыға көрсетілетін қолданбалы қызметке дейін созылады.

ВОС деңгейі әртүрлі өзара әрекеттесу протоколдардың көпшілігінен, бір протоколдың нақты қасиетін қолдануды ұсынады. Ал, көліктік иерархиялық желі, керісінше, әрбір қабаттың кірісінен шығысына қарай ақпарат алмасуының нақты хаттамасының бірдей қасиеттерін қолданылуын ұсынады.

Көліктік желінің қол жеткізу деңгейі (желісі).

Тұтынушы (абонент) мен қызмет көрсететін түйін (қызмет көрсету пункты) арасындағы учаскедегі көліктік функцияларды (яғни, ақпаратты алмастыру) қамтамасыз ететін желілерді қатынау желілері (СД) деп атайды.

Схематикалық желі рұқсаты 2.3 – суретте көрсетілген.

Жедел түрде белгілейік, қазіргі желілерде, желілер фрагментінің рұқсаты және базалық желілер (мысалы, магистралды) бір кабельде болуы мүмкін, бір жүйенің таратушысының көрші трактысын қолдану, бірдей ақпаратты ауыстыру, және соның ішінде анықтайтын айырмашылығымыз қандай нүктелер арасында қосылу бірдей функциялармен орындалатынын мынаумен бітеді.

 

2.3 Сурет  –  Көліктік қатынау желісінің моделі

3 Дәріс 3. Байланыс желісіндегі таратудың цифрлық жүйесі. Модуляцияның цифрлық әдістері

 Дәрістің мақсаты: импульстік – кодалық модуляцияны оқып үйрену (ИКМ), сызықты емес кодтар.

Мазмұны:

а) ИКМ сигналдары;

б) сызықты емес кодтар;

в) жылжымалы және цифрлық сигналдың фазалық флуктуациясы.

 Импульсті – кодалық комбинация

ИКМ сигналы 3 кезеңнен кейін пайда болады:

а) бастапқы сигнал уақытпен дискреттеледі;

б) АИМ сигналы деңгей бойынша квантталады;

в) кодалық топтардың қалыптасуы және кодалануы.

 

3.1 Сурет ИКМ сигналының құрылымдық сұлбасы

 

Уақыт бойынша дискретизациялау, аналогты сигнал АИМ сигналымен ауысқанда, мезет уақытына сәйкес келетін ақпараттық сигналына тең импульс амплитудасынан тұрады.

 Дискретизация жиілігі Котельников теоремасына сәйкес алынады.

fg fmax

спектр ені < октавы 2fmin> fmax, maх fmaxfд≤2 fmin.

Дискреттелгеннен кейінгі алынған  АИМ сигналы деңгей немесе амплитуда бойынша квантталады.

0 – ден 7 – ге дейін кванттаудың динамикалық диапазоны. Кванттаудың көршілес деңгейдегі қашықтығы – кванттық қадам деп аталады.

Кванттау процесінде квантталған сигналдың мәні уақыт мезетіне сәйкес келетін нағыз сигнал мәніне ерекшеленеді, онда кванттаудың қателігі шығады.

 

3.2 Сурет Кванттау процесі

 

.                                          (3.1)

Бұл кванттау қателігі ε, кванттаудың берілген тәсілінде  кванттық қадам деп аталады.

Бірқалыпты кванттауда кванттау шуының орташа қуаты

                                               (3.2)

Дискреттелген сигнал амплитудасы кванттау деңгейін max-ға жоғарлатқанда, кванттау процесінде шу шектеуінің пайда болуы мүмкін.

Шу шектеуінің биіктігін  шектеуге болады немесе кванттау деңгейіне таңдап сәйкес келетіндей өзгерту.

ИКМ сигналының іс құрастырылуы  кодтаумен қорытындылайды, т.б.

Бұл құрылғылар кодерлерде және декодерлерде немесе кодектерде орындалады.

Код деп - кодаланған топтар құрамы және кванттау амплитудасының деңгей арасында сәйкес келетіндей етіп құрастыратын заңды айтамыз. Бірқалыпты және бірқалыпты емес кодалар болады. Егер кодалық топ бірдей символ сандарынан тұрса, код бірқалыпты деп аталады, егер әртүрлі символ сандарынан тұрса, бірқалыпты емес деп аталады.

ИКМ (РСМ) импульсті кодалық модуляция жүйесінде, бірқалыпты екілік кодты қолданады. Барлық квантталған АИМ мәнін беру үшін, сигналға, кванттау деңгейінің сандары  ≤2m,  m –  код разряды қажет.

Егер кванттау деңгейінің саны =8, то  m=3; 23=8, симметриялық  және ассимметриялық жағдайда болса, асимметриялық кодтауда натуралды екілік кодтар қолданады 1,2,4,6,8,16…және т.б.  Сондай – ақ, бізде екіөрісті сигнал болғанда, онда кодтау үшін асимметриялық код көмегімен, біз бұл сигналға тұрақты, түзу кванттаудың динамикалық диапазонын қосуымыз керек, т.б. сонда бірөрісті болады. Мұндай жағдайда барлық есептер тұрақты болады.

Екіөрісті сигналдарды беру кезінде, мысалы, сөзде екілік кодтар қолданылады, бірінші разрядты кодалық комбинация жіберілетін өрісті анықтайды, қалған разрядтардың мәні – амплитудада. Мұндай кодтар екілік кодтар деп аталады. Қазіргі ИКМ және деңгей бойынша кванттау, және кодтау  кодерда немесе АЦП – да орындалады. Кері функцияны орындайтын құрылғы декодерда немесе ЦАП – та орындалады.

Кванттау шкаласына тәуелділігіне қарай сызықты және сызықты емес кодерлерді айырады.

Сызықты кодерде кванттау шкаласы түзу немесе сызықты, сызықты емес кодерлерде керісінше.

Параметрдің сипаттамасы кодердің сапасы немесе АЦП кванттау шумының орташа қуаты  сигналдың орташа қуатына қатынасты болып табылады. 

Сызықты АЦП – да кванттау шуының биіктігі.

Кванттау шуының деңгей қуаты сигнал деңгейіне тәуелді болмайды, ал  сигнал деңгейі кішірейтілгенде, АЦП – ның салыстырмалы қателігі үлкейеді. Кванттау шуының бөгеттен қорғанушылығын қамтамасыз ету үшін.

                                       (3.3)

Мұндай жағдайда сигнал деңгейін өлшеген кезде  қатынасы тұрақты болып қалады және деңгей сигналынан тәуелді болмайды.

Түзу емес құбылысты қабылдау бөгетке тұрақтылықты жоғарлатуды рұқсат етеді, 26 – 33дб болатын шулар және кодталған топтар 8 – ге дейінгі разряд сандарын кішірейту. 

Кодалар

Коданы таңдау кезінде синхронизация талабына хабарлар қажет, сондай – ақ сызықтағы спектр кодын және бұйрықта бар жолақты ескеру, шу деңгейі және бөгеуіл, бақылау сипаттамасы және тарату талабын қажет ету керек. Келесі кодалар қолданылады:

нөлге қайтуынсыз кодасы (БВН), нөлдер сериясын алмастыратын кодалар, жұпты – селективті үштік кода, үштік кодаға түрлендіру, абсолютті биимпульстік кода, көпдеңгейлі кодалар, бөлшектік шақыру тәсілімен тарату.  

4 Дәріс 4. Жиіліктік үлестіру қағидасы және WDM технологиясы

 Дәрістің мақсаты: арнаны жиілікпен бөлу қағидасын оқып үйрену. Оптикалық жиіліктік мультиплексирлеу –WDM/DWDM.

Мазмұны:

а) WDM жүйесінің компоненттері;

б) мультиплексорлер және демультиплексорлер;

в) арналарды еңгізу/шығарудың оптикалық мультиплексорлері.

 4.1 WDM жүйесінің компоненттері

 Опттикалық талшық ақпараттың үлкен ағынын тарата алатын орта болып табылады. Бірінші кезде жеке талшықтың үлкен өткізу жолағын байланыстың белгіленген арналарына бөліп шығару үшін TDM (Time Division Multiplexing) уақытша мультиплексирлеу қолданылатын.

Деректерді тарату жылдамдықтары артқан кезде модуляциялау және мультиплексирлеу үшін қондырғы күрделілігінің өсімі бұл технологияның қолданылуын шектеді. Өткізу жолағының кейінгі артуы альтернативті жақындауды – WDM (Wavelength Division Multiplexing) толқындық мультиплексирлеуді қамтамасыз ете алады. Мультисервистік (көпқызметтік) – STM-16, STM-64, GE, басқа форматтарың таратылуы болып табылады.

WDM жүйелердің компоненттеріне қойылатын негізгі талаптар: байланыс желісінің оптикалық жолының бар ұзындығындағы барлық арналарды бірдей өңдеу. Бұл үшін оптикалық таратқыштардың, мультиплексорлардың, демультиплексорлардың, күшейткіштердің және талшықтардың аса таңдауын қажет етеді.

Желінің пассивті және активті компоненттердің барлық оптикалық сипаттамалары – еңгізілетін шығындар, шағылысуға кеткен шығындар, дисперсия, поляризациялық әсерлер және т.с.с. – WDM жүйесіндегі тарату үшін қолданылатын толқын ұзындықтарының барлық ауқымында толқын ұзындығының функциясы ретінде өлшену керек. WDM жүйелерінде толқынның бір жұмыс ұзындықты жүйелерге қарағанда әлдеқайда күрделі құрылғылар қолданылады, мұндай құрылғылардың сипаттамаларын тестілеу де әлдеқайда қиын болады. WDM жүйесінің мультиплексорларында, демультиплексорларында, тар жолақты сүзгіштерінде жұқа қабатты сүзгіштер, пісірме биконикалық тарқаушы BFT (Fused Biconic Tapered Coupler), AWG (Array Waveguide Grating) толқынжол массивінің негізіндегі торлар, талшықты брэггтық және кәдімгі дифракциялық торлар пайдаланылады. Жағымсыз әсерлердің потенциалды мүмкіндігін мүмкіндігінше азайту үшін активті компоненттердің әсерін (негізінде, оптикалық күшейткіштердің) және арналардың өзара интерференциясын зерттеу қажет.

Өндіріс кезінде барлық материалдар мен компоненттер тесттелетініне қарамастан, өрістік жағдайдағы олардың тікелей қондырғысы кезінде сипаттамалардың нашарлануы мүмкін. Жеке компоненттердің бірегейлі жүйеге біріктірілген жағдайда, олардың сипаттамаларының өзгешеліктері жиналып, желіге жалпы әсер ете бастайды. Желінің кепілді сенімділігін қамтамасыз ету үшін, әрбір компоненттің жеке емес, бүкіл жүйенің тестіленуін жүргізу қажет.

Компоненттердің тестіленуі көптеген қиындықтарға алып келеді. WDM жүйесіндегі көрші арналардың толқын ұзындықтарының өзгешілігі айтарлықтай аз болады, және де көптеген компоненттердің параметрлері (мысалы, мультиплексорлардың) рұқсат етілген ауытқулардың көлеміне қатал түрде сәйкес келу керек. Арналар саны көп болған жағдайда қолданылатын спектралды ауқым жеткілікті түрде көп болады, және барлық арналар үшін параметрлердің жуық мәндерін ұстану (күшею коэффициенті, дисперсия, еңгізілетін шулар деңгейі және т.с.с.) күрделі мәселеге айналады.

Мультиплексорлар және демультиплексорлар.

WDM жүйесіндегі әрбір лазерлі таратқыш берілген жиіліктің бірінде сигналды шығарады. Бұл сигналдардың (арналардың) барлығын бірегейлі құрама сигналға мультиплексерлеу (бір – бірімен біріктіру) қажет. Бұл функцияны орындайтын құрылғы MUX (немесе ОМ) оптикалық мультиплексор деп аталады. Байланыс жолының басқа ұшындағы мұндай құрылғы құрама сигналды жеке арналарға бөледі, ол DEMUX (немесе ОД) оптикалық демультиплексор деп аталады. Арналардың мұндай тығыздалуы уақыттық аймақта жүретін TDM жүйесінен ерекшелігі: WDM жүйелерінде сипаттамалары алдын – ала белгілі болатын жеке сигналдардың спектралды компоненттері мультиплексерленуге және демультиплексерленуге ұшырайды.

Оптикалық мультиплексерлену және демультиплексерлену аралас немесе бірінен соң бірі орналасқан тар жолақты сүзгіштерге негізделген. Сүзгіштеу үшін жұқа қабатты сүзгіштер, талшықты немесе көлемді брэггтық дифракциялық торлар, пісірме биконикалық талшықты тармақтаушылар, сұйық кристаллдар негізіндегі сүзгіштер, интегралды оптиканың құрылғылары (фазалық толқынжолды дифракциялық торлардың матрицалары немесе фазалар) қолданылады.

 

4.1 Сурет – Мультиплексор және демультиплексор

 Қазіргі уақытта WDM жүйелерінде кеңінен таралған, жеке арналардың арасындағы жиіліктік интервалы 100 ГГц (~0,8 нм) болатын оптикалық мультиплексерлеу және демультиплексерлеу құрылғылары кең қолданыс тапты. Кейінгі кезде шыққан мультиплексті құрылғылар жиіліктік интервалы 50 ГГц және бұдан аз болатын арналардың үлестірілуінің үлкен тығыздығын  қамтамасыз ете алады. Қазіргі заманғы оптикалық мультиплексерлер, негізінен, жұқа қабатты сүзгіштер негізінде, және толқынжолды дифракциялық торлар матрицасының мен талшықты брэггтық торлар негізінде сиректеу құрылады.

Арналарды енгізу/шығарудың оптикалық мультиплексорлері.

Толқындық бөлудің әр түрлі тәсілдердің көмегімен мультиплексорлер мен демультиплексорлер бір талшықпен тарату үшін бірнеше оптикалық сигналды біріктіріп, таратудан кейін бұл сигналдарды бөледі. Бірақ, әдетте сигналдың бүкіл құрылымын өзгертпей – ақ, құрама сигналға бір арнаны ғана енгізу немесе одан тек бір арнаны бөлу қажет болады. Бұл үшін OADM (Optical Add/Drop Multiplexer) арналарды енгізу/шығарудың мультиплексорлері қолданылады, олар барлық арналардың сигналдарын электрлі пішінге және керісінше түрлендіруді жүзеге асырмай бұл операцияны жүргізеді (4.2 - сурет).

4.2 Сурет –  Арналарды енгізу/ шығарудың мультиплексері

 

Сұранушымен белгіленген қалалардың арасындағы таратуды ұйымдастыру қажет. Ақпараттық ағын STM-16 синхронды сандық иерархияның 4 – арнасымен ұйымдастырылған. Кейінгі мультиплексорлану үшін және тұтынушыларды қосуды қамтамасыз ету үшін бір STM-16 ағынын аралық нүктелерге еңгізу/шығару мүмкіндігін жүзеге асыру. Қосымша STM-16 ағынның аралық пункттердің бірінде еңгізілуін/шығарылуын іске асыру. Жақын арада тағы 8 деңгей ағынын STM-64 дейін қосу мүмкіндігін ескеру (деректерді таратуды тоқтатпай – ақ, арналар санын 12 – ге дейін көбейту мүмкіндігіне ие болу). STM-64 дейін қосылатын ағындардың еңгізу/шығарудың бірнеше нүктелері бар.

 


4.3 Сурет – DWDM желісін ұйымдастыру

 DWDM технологиясын қолданумен көліктік құрылымды ұйымдастыруды қарастырайық. Құрылысқа кететін шығындарды азайтуға мүмкіндік беретін, қондырғыны орнату үшін түйіндік станциялардың бар инфрақұрылымын қолдану. Берілген сұлба 12спектральды арналардың таралуын қамтамасыз етеді, бұл кезде жылдамдығы 10 Гб/с арналар санын арттыруға болады. Соңғы пункттерде келесі тарату арналарды ұйымдастыру үшін қондырғының инсталляциясы ескерілген: 4 STM-16, 4 STM-64. 9 – 12 арналары қажеттілік өскен сайын және желі кеңейген сайын кез  келген сандық интерфейсті тарату үшін қолдану мүмкін. Түйіндік станциялардың еңгізу/шығару оптикалық мультиплексорлары әрбір пунктте екі спектральды арналардың шығарылуын жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Бұл STM-16 арналардың бірі Аймақтық байланысты ұйымдастыру үшін SDH аппаратурасына беріледі. Екінші арна желіні басқаруға және мониторингі үшін қолданылады.

5 Дәріс 5. Арналарды уақытша бөлу қағидасы (ВРК)

 Дәрістің мақсаты: АУБ қағидасын оқып үйрену.

Мазмұны:

а) цифрлық сигналдардың топтар бойынша немесе символдар бойынша біріктірілуі;

б) цифрлық сигналдардың синхронды біріктірілуі немесе үйлестірлуі;

в) циклдық синхронизацияның алгоритмі;

г) асинхронды цифрлық ағындар;

д) өтудің пайда болу механизмі;

е) цифрлық ағындардың жылдамдықтарының түзетілуі.

 

Уақытша біріктірілуі кезінде таратудың жалпы күре жолы топқа кіретін әрбір арнаға немесе күре жолына тек белгілі бір уақыт беріледі.  Бірнеше циклдық ағындардың  ИКМ бар ЦСП қа біріктілуі кезінде топтық сигналдыңуақытша циклі түзеледі,ол біріктірілетін сигналдардың уақыттық интервалдарының қосындысына тең болады

Тц=ΣτКИ.                                                               (5.1)

 

Мұндағы Тц — циклдың ұзақтылығы— біріктірілудің периоды;

τКИ —  i-ші арнаның интервалдық ұзақтығы.

Мультиплексирлеу операциясы біртіндеп бірнеше рет жүзеге асырылуы мүмкін, біріктірілетін арналардың санын және сәйкесінше, топтағы тарату жылдамдығы да біртіндеп артады. Уақытша топ түзу тізбектелген кезеңдері бар реттелген жүйелер ЦСП цифрлық иерархияны түзейді.

Цифрлық тарату жүйелердің топ түзілуінің мақсаты аналогты жүйелердің мақсатындай ақ, яғни әртүрлі өндірушілерінің қондырғыларымен жабдықталған әртүрлі желілердің өзара әрекетін қамтамасыз ету. Бұл үшін топ құрудың бірегейлі элементтері енгізіледі, әртүрлі иерархиялық деңгейдегі түйісулердің параметрлері унификацияланады. Мұндай шешімдер сенімді халықтық және халықаралық байланыс жүйелерді құруға мүмкіндік береді.

Топ құру процесі біртіндеп техниканың тарихи даму процесінде жүргенін атап өту қажет.

Уақытша бірігу (мультиплексирлеу) символдар тобы бойынша   (арналық, байттық бірігу) немесе бір символ бойынша синхронды немесе асинхронды жүргізілуі мүмкін. Төменде бұл процессордың ерекшелігі нақтырақ қарастырылған. Асинхронды мультиплексирлеу процесіне көп назар аударылған, ол цифрлық сигналдардың түзету процесімен байланысқан. Циклды және циклдық синхронизацияны  ұйымдастырудың ережелері мен мәселелеріне қысқаша тоқталамыз. Уақытша бұрмалану - күту уақытының джиттері және уақытша толтыру қондырғысында оның тегістелуі қарастырылған.

 Цифрлық сигналдардың топтары мен символдары бойынша біріктірілуі.

1.Топ бойынша біріктірілу

Топтық (арналы немесе байыттық) ірігу кезінде жалпы күре жолға әрбір сигнал кқзінен импульстер тобы кезектесіп қосылады.

2. Символдар бойынша біріктірілу

Символ бойынша біріктіру кезінде,цифрлық ағындар символ бойынша біріктіріледі. Мұндай сұлбалдар символдық есте сақталуын қажет етпейді, тек кірістерді ауыстырып қосқан уақытында бірнеше арнаға кешігу қажет.

Цифрлық синалдардың синхронды біріктірілуі мен бөлінуі.

Синхронды біріктірілу кезінде кіріс сигналдардың және топтық сигналдардың және топтық сигналдардың тактілік жиліктері бір бірімен тығыз байланысқан, ал уақыт аралығындағы сигнал сәттерінің арасындағы уақытша қатынастары өзгермейді. Синхронды мультиплексирлеу \демультиплексирлеу топтық пен біріктірілетін ағындардың синхронизмін  ұстау мүмкін болғанда қолданылады, мысалы,  аналогты-цифрлық түрлендіретін біріншілік мультиплексирлердің ішінде, цифрлық коммутациялық станциялар немесе   СТМ-1 деңгейінен бастап СЦИ (SDH) синхронды цифрлық иерархиясында.

Барлық ЦСП демультиплекстелуі синхронды сұлба бойынша жүргізіледі, өйткені  ЦСП дағы барлық қабылдаушы бөлігі бір құрылғыдан  - топтың ағынынан тактылық жилікті бөліктеп синхрондайды.

Синхронды біріктіру кезіндегі топтық сигналдың жылдамдығы

В= n*b, бит/с.                                 (5.2)

Мұндағы n — біріктірілетін сигналдардың саны;

b — біріктірілетін сигналдардың жылдамдығы.

Циклдықсинхрондаудың алгоритмі.

Циклдық синхронизацияның цифрлық таратуда маңызы зор. Қабылданатын биттердің мәні немесе, мысалы, сигнал құрамдастарының демультиплексирленуі циклдың дұрыс анықталуына байланысты болады.

Циклдық синхрондау кезінде символдардың арнайы комбинациясын —  циклдық синхросигнал ЦСС (синхросөз) қолданылады, әдетте ол циклдың басына орнатылады.

Циклдық синхронизацияның арнайы алгоритмін өңдеу мәселесін келесі түрде беруге болады:

а) қалыпты жағдайда желідегі қателіктерден болатын циклдық синхронизімді жоғалту ықтималдығын азайту (синхронизмді күштеп жоғалту);

б) синхронизм болмаған жағдайда, жалған синхронизм ықтималдығын азайту, ЦСС комбинациясының қабылданған биттердің кездейсоқ ағынына ұқсастырған кезде;

в) циклдық синхронизмді жоғалтқан жағдайда оның қалыпқа келтірілу уақытын азайту.

Асинхронды цифрлық ағындар.

Цифрлық ағындардың асинхронды қосылуы (синхронды емес) синхронды қосылуға қарағанда мультиплексирлеудің анағұрлым жалпы күйін береді. Асинхронды қосылуда цифрлық сигналдар кез келген уақыттық қатынаста болады, ал жылдамдықтары уақыт бойынша рұқсат етілген шектерде өзгереді. Мәнді сәттерінің бірдей номиналды орташа жылдамдығы бар, бірақ, бұл жылдамдықтардың шынайы мәндері шектеулі көлемде өзгеретін, мұндай цифрлық сигналды (ағынды) плезихронды, квазисинхронды немесе псевдосинхронды деп атайды.

Өтудің пайда болуының механизмі.

Жазу мен оқу жылдамдықтарының әртүрлі қатынастарында өтіп кетудің пайда болуы сұлбалық түрде 5.1 – суретте көрсетілген. а) нұсқасы жазу мен санау жилігінің теңдік жағдайына сәйкес келеді. Бұл жағдайда жазу құрлығысының кірісіндегі әрбір битке шығыстағы бит сәйкес келеді. Келесі б) нұсқасында санау жылдамдығы жазу жылдамдығынан Fr > Fw есе артық болады. Бұл жағдайда бит екі рет оқылады. 5.1, б-суретінде бұрмамен кірістегі   "дұрыс" битке сәйкес келетін биттер белгіленген (5.1, а - сурет) кіріс пен шығыстағы тізбектіліктер сәйкес келді), штрихпен қайта оқылған "артық"бит бекітілген.

в) нұсқасында санау жылдамдығы жазу жылдамдығынан  Fr < Fw артық болады. Бұл жағдайда санау кешіктірілгендіктен бит жоғалады. 5.1, в суретінде пунктирмен бит болу қажет орын белгілеген.

5.1 Сурет Өтудің пайда болуы

 Плезихронды цифрлық ағынның жылдамдығы келесі көлемде өзгереді: fH ± Δf, мұндағы fHжилігінің номиналды мәні, ал Δf  - номиналды мәннен рұқсат етілген ауытқуы. Мультиплексирлеу қондырғысының беруші генераторының тактілік жилігі де белгілі түрде тұрақты болмайды Δ f1/fH,және fH ± Δ f1 көлемінде орналасады. Осылайша, жазу мен санау жиліктерінің айырмашылығының абсолютті мәні: 

ΔF = | Fw - FR | = | (fH ±vfw) - (fH ± ΔfR) | = | Δfw ± ΔfR|                       (5.3)

Мұндағы  ±Δfwжазу жилігінің абсолютті ауытқуы;

± ΔfR - санау жилігінің абсолютті ауытқуы;

L  —  жиліктің номиналды мәні.

Егер де жазу мен санау жиліктерінің номиналды мәндері мен рұқсат етілген ауытқулары тең болса , онда (5.3) келесі түрде жазуға болады.

ΔF = 2Δf.                                                                   (5.4)

Биіктіктің абсолюттік мәні (5.4) 0 ден үлкен мәнге дейін өзгеруі мүмкінf.

Цифрлық ағындардың жылдамдықтарының түзетілуі.

Асинхронды цифрлық ағындардың уақытша біріктірілгенде жазу\санау жиліктеріне қатысты цифрлық ағындардың жылдамдықтарын түзету деп аталатын процедура қолданылады.

Цифрлық ағынның жылдамдығын басқару процесі келесідей жүзеге асырылады: бұл цифрлық ағын ақпаратты жоғалтусыз өз жылдамдығынан ерекшелінетін басқа жылдамдықпен жазылады. Мұндай процесті цифрлық ағын жылдамдықтарын түзету (alignment), келітіру (justification) түзелуді (adjustment) немесе стаффинг әдісі деп аталады (stuffing).

     Бұл әдістің мәні: буферлік ЗУ да кіріс ағынынан «артық» бит жойылып немесе қалып кеткен биттің орнына символдың енгізілуінде (5.1, в - сурет). Бұл операциялар тұратын ақпарат топтық ағынға кіретін қызметік арнамен беріледі. Бұл ақпараттың негізінде уақыттық бөлу құрлығысының қабылдау жағындағы ақпарат биттері келістіру түріне сәйкес жойылады немесе енгізіледі, және де, цифрлық ағынның бастапқы жылдадығы қалыпқа келтіріледі. Қолданылатын коррекцияның түріне байланысты цифрлық сигналды тарату жылдамдығының оң, теріс және екі жақты келістірілуін бөледі .

    Оң түзетілуінде сигналды жазудың максималды жылдамдығы топтық ағында олардың таралуы үшін бөлінген есептеудің минималды жылдамдығынан аз болуы керек. Бұл жағдайда ақпарат жазылғаннан гөрі тез есептелгендіктен  (5.1 - сурет) бұл жадының басуына алып келеді. Шығыс сигналдың бүтіндігін сақтау үшін оған қосымша "бос" тактілік интервал – ендірме енгізіледі, ол цифрлық ағынның жылдамдығын "түзетеді", ал қосымша қызметтік арна бойынша қосымша биттің енгізілуі сигнал беріледі. Мұндай қызметтік арна жылдамдықтарды келістіру арнасы деп атайды (КСС).

Теріс келістіру кезінде, сигналды жазу жылдамдығы цифрлық ағындағы максималды санау жылдамдығынан асады, ал бұл жадының толып кетуіне алып келеді (5.1, в - сурет). Сондықтан кіріс ағыннының тарату жылдамдығы мен қажетті жылдамдықтың арасындағы қатынасқа байланысты тактілік интервалдар кіріс цифрлық ағыннан жойылады. Бұл сәтте бір тактілік интервалға жазылымға тиым салынады, ал қалдырылған символ,  қалдырылған тактілік интервадың күйі туралы ақпаратпен бірге төменгі жылдамдықта қызметтік арна бойынша қабылдаушы бөлікке беріледі.

 6 Дәріс 6. Эластикалық жадының құрылғысы. Күту уақытының джиттері

 Дәрістің мақсаты: цифрлық түзету процесін зерттеу.

Мазмұны:

а) эластикалық жадының құрылғысы;

б) күту уақытының джиттері.

 Эластикалық жадының құрылғысы.

Жоғарыда қарастырылған цифрлық түзету процесі арнайы құрылғысының топтық түрлендіру қондырғысының кірісінде әрбір біріктірілетін сигнал үшін қолдануды қажет етеді. Жадының сыйымдылығы келесідей таңдалу керек: ол фазаның ең көп өзгерісін жою керек, ол циклдық синхросигналдың еңгізілуін және сызықты күре жолдан болатын кіріс сигналындағы фазалық дірілдеуді қамтамасыз етеді.

Ендірме әдісімен жылдамдықты түзеткен кезде, эластикалық жады тек бір ұяшықтан ғана тұру мүмкін, өйткені әрбір циклдегі ендірме импульсі жалғыз болады. Бірақ топ түзілуіндегі кейбір операциялар белгілі эластикалық кешігуді қажет етеді, сондықтан іс жүзінде жады ұяшығы 4 не одан көп болатын эластикалық жады құрылғылары қолданылады.

Кіріс символдары тактілік жиіліктің басқарылуымен жады құрылғысына жазылады, бұл жиілік кіріс цифрлық сигналынан бөлінеді, ал бұл ақпараттың оқылуы тәуелсіз жергілікті беруші генератордың басқарылуымен жүзеге асырылады. Есте сақталынатын символдардың саны аппаратураны өңдегенде қабылданған жады ұяшық санымен шектелгендіктен, жазылуы мен оқылуының арасындағы кешігу жады көлемімен шектеледі.

Эластикалық жадының құрылғылары әр түрлі әдіспен орындалуы мүмкін. 6.1 – суретте берілген құрылғылардың бірі коммутаторға ұқсас. Коммутатордың сегменттері жады ұяшықтарымен қосылған. Бір щетка ақпаратты жады ұяшығына жазу үшін қызмет етеді, ал басқасы ақпаратты санау үшін. Щеткалардың айналуының бұрыштық жылдамдықтары жазылу мен санаудың тактілік жиіліктеріне сәйкес келеді. Егер санаудың тактілік жиілігі жазылу жиілігінен төмен болса, онда санау щеткасы баяу қалып қалады да, ал жазып алушы щетка санау щеткасын қуып жетеді. Бұл сәтте символдардың бір блогында тұратын ақпарат жоғалады, және керісінше, егер санау тез жылдамдықпен іске асырылса, онда санау жазып алуды қуып жетеді; нәтижесінде символдардың бір блогы қайталанады, егер жазылған ақпарат жойылмай оқытылса. Бұл екі жағдайда да эластикалық жады толып кетті деп айтады.

Эластикалық жадының толып кетуін болдырмау үшін жазылу мен оқылу жылдамдықтары синхрондалады.

 

6.1 Сурет – Эластикалық жадының құрылғысы

 Жадының толып кетуін басқару импульстерді еңгізумен қамтамасыз етіледі, бұл символдардың дұрыс кезектесуін қалыпқа келтіреді. Бұл кезде қажетті екі шарт бар:

санаудың тактілік жиілігі жазылу жиілігінен көп болу керек және қосымша символдардың ендірмесі алдын – ала белгіленген уақыт сәтінде жүргізілу керек.

Бірінші шарт жиіліктердің номиналды мәндері мен рұқсат етілген ауытқулардың сәйкес таңдауымен қамтамасыз етіледі, ал екіншісі – жазылу мен санау арасындағы кешігуді периодты бақылаумен. Кешігу берілген табалдырықты шамадан аз болған жағдайда, санау тактісі жады ұяшығында тағы бір қосымша тактілік интервалға кешігеді.

Жазылу мен санаудың арасындағы кешігу, 6.2 - суретте көрсетілгендей, фазалық компаратордың көмегімен өлшенеді. Бұл әдіс триггердің көмегімен іске асырылады, ол жадының берілген ұяшығына ақпаратты жазғанда қалыпты күйлердің біріне алмастырылады, және берілген ұяшықтан ақпаратты оқыған кезде басқа тұрақты күйге өтеді. Қалыпты жағдайда, әрбір ұяшықтан ақпараттың санау, жазылу сәттердің аралығындағы орташа уақытта жүргізілгенде, триггер импульстердің периодты тізбектілігін 2 – ге тең саңылаулықпен генерациялайды. Жазылу мен санаудағы кешігу өзгерген кезде импульстердің саңылаулығы да өзгереді. Триггер шығысындағы сигналдың орташа мәні – импульс саңылаулығының шамасы, және сәйкесінше, жадыны толтыру шамасы болып табылады (6.2 - сурет).

6.2 Сурет Фазалық компоратор шығысындағы сигналдың пішіні

 Ендірмені қолданған кезде импульстердің шығыс тізбектілігі периодты кіріс сигнал кезінде де периодты емес болып табылады. Оның ақпараттық символдары стаффинг символдарымен кездесетін орындарда кездейсоқ үзілістері болады. Осылайша, қабылдаушы сигналда ендірме (стаффинг) импульсін жойған кезде шығыста джиттер орын алады. Сигналдың кейінгі өңдеуінде джиттер тегістелу керек. Джиттердің тегістелуі – эластикалық жадының қабылдаушы құрылғысының функциясы және оның фазалық автоподстройка тізбегі болып табылады.

Күту уақытының джиттері

Стаффинг процесі бір тактілік интервалға тең амплитудасы бар джиттердің түзілуіне алып келеді. Бірақ стаффинг процесіне джиттердің басқа түрі де тән. Бұл кезде қосымша импульстердің ендірмесі алдын – ала белгіленген, бұл тактілік интервал үшін ескерілген сәтте ғана орындалады. Мұндай джиттерді күту уақытының джиттері деп аталады.

 

 

6.3 Сурет Күту уақытының джиттерінің пайда болу механизмі

 Топ түзуші қондырғысының қабылдаушы бөлігінің эластикалық жадысы әр түрлі джиттерлердің сүзгіштеуіне есептелген. Бірақ төменгі жиілікті құрамдастары болғандықтан күту уақытының джиттері толығымен жойылмайды. Көрсетілген себепке байланысты стаффинг процесі цифрлық сигналға төменгі жиілікті джиттерді еңгізеді. Топ түзуші қондырғының параметрлерін сәйкес таңдаған кезде бұл джиттердің әсерін азайтуға болады. Бұл сигналдардың цифрлық таратылуы кезінде қандай – да бір қиындықтарды туғызбайды, өйткені төменгі жиілікті джиттердің шамасы стаффинг, фазалық автоподстройка тізбегімен және цифрлық сигнал регенераторларыдың операцияларымен анықталады. Көрсетілген төменгі жиілікті джиттер цифрлық – аналогты түрлендіргіш арқылы өтеді және декодаланған аналогты сигналда болады. Қалдықты джиттердің жиілікті құрамдастары жеткілікті түрде төмен ауқымда орналасқандықтан, оның сигналдарды таратудың сапасына деген әсері шамалы.

 

7 Дәріс 7.  Плезиохронды цифрлық иерархия

 Дәрістің мақсаты: ПЦИ негізгі стандарттарын зерттеу.

Мазмұны:

а) плезиохронды цифрлық тарату жүйелердің иерархиясы;

ә) мультиплексирлеудің негізгі қағидалары;

б) E-12 циклының құрылымы;

в) біріншілік топ түзу жүйелерінің аппаратуралық іске асырылуы.

 Цифрлық тарату жүйелердің иерархиясы (7.1 - сурет) ешқашан да аяқталмайды. Ағындарды  одан ары көбейтуге болады.

 

 

 

 

 

 7.1 Сурет - Плезиохронды цифрлық тарату жүйелер иерархиясы

 Иерархияның екінші сатысынан бастап тарату жүйелерінде (бұл ИКМ-120, ИКМ-480, ИКМ-1920 және т.с.с.) ағындардың біріктірілуі, биттердің кезектестірілу принципі бойынша жүзеге асады. Мұндай ағындардың саны – төртеу, әрқайсысының жылдамдығы 2,048 Мбит/с.

Циклдың құрылымы.

Біріншілік ЦБЖ циклдардың сипаттамалары МСЭ-Т G.732,G.734 және ГСТУ 45-007-97 ұсынысымен анықталған. G.732 ұсынысына сәйкес E12/P12s біріншілік цифрлық ағынның циклының құрылымының сипаттамалары келесідей (7.2 - суретке қара):

- циклдағы арналық интервалдардың саны — 32 (нөмірленуі 0 – ден 31);

- арналық интервалдағы символдардың саны — 8 (нөмірленуі 1 – ден 8);
          – циклдағы символдар саны — 256;

-  циклдардың қайталану жиілігі — 8 кГц;

-  тактілік интервалдың ұзақтылығы (ЕЙ) — 488нс;

-  импульстің ұзақтылығы — 244 нс;

-  циклдық синхронизация сигналының жүру жиілігі— 4 кГц;

-  аса циклдардың жүру жиілігі — 500 Гц (аса циклдың периоды -2 мс);

-  CRC-4 бақылау циклының периоды – 2 мс.

Аталған сипаттамаларға дәлірек тоқталайық.

7.2 Сурет –  Е12/Р12s біріншілік цифрлық ағын циклының құрылымы

 КИ 16 – да 64 кбит/с арнасы іс жүзінде ОКС (ССSCommon channel signaling) сигнализацияның жалпы арнасын ұйымдастыру үшін, не арналық сигнализациясы үшін (CASChannel-Associated-signaling) қолданылады.

Арналық сигнализация жағдайында КИ 16 – да периоды 2 мс болатын, 0 – ден 15 дейін нөмірленген 16 тізбекті циклдарды біріктірген аса цикл ұйымдастырылады. Аса циклды синхросигнал 0000 аса циклдың басталуын айқындайды. Бұл төрт бит КИ 16 – да 0 циклдың 1 ... 4 позицияларында орналасады. Әрбір сөздік арнасы үшін а,b,с және d әріптерімен белгіленген жылдамдығы 500 бит/с болатын сигнализациясының төрт арнасы болады. Екі сөздік арнаға жататын сигнализация деректері бір уақытта таратылады: n мен n + 15 арналар сигнализацияның деректері бір уақытта таратылады. Сигнализацияның қолданылмайтын биттері тұрақты шамамен беріледі: а = 1, b = 1,с = 0  d = 1.

Біріншілік мультиплексирлеу қағидасы.

7.3 – суретте қарапайым түрдегі біріншілік мультиплексордың жұмыс қағидасы келтірілген. Кіріс аналогты сигналдар (1 – ден 30 – ға дейін) ИКМ кодерлерімен цифрлық пішінге түрлендіріледі. Қабылдаушы жағында мұндай операциялар керісінше жүргізіледі.

7.3 Сурет – ИКМ мультиплексорының жұмыс істеу қағидасы

 Біріншілік топтүзу жүйелердің аппаратуралық іске асырылуы.

Аппаратура мультиплексерлеу – демультиплексерлеу (МДМ) блогы, ол қондырғының барлық конфигурациялары үшін ортақ болып табылады, және бір қатар арналық блоктарды қосады, бұл блоктар аппаратураның 64 кбит/с ішінде арнаны қолданудың әр түрлі әдістерімен келістірілуін жүзеге асырады.

Аппаратура блоктарының арасындағы ішкі байланыстағы уақыттың бар шиналық құрылымның көмегімен жүзеге асырылады. Бұл аппаратураның мүмкіндіктерін оңай қолдануға мүмкіндік береді.

Иілгіш мультиплексерлеу аппаратурасы басқару, сигнализация және бақылау функциялардың үлкен бөлігін ұстанады.

Аппаратураның басқарылуы аппаратураның қызметтік түйісуі (MI - Management Interface) арқылы жүзеге асырылады, ол қызметтік терминалмен немесе техникалық эксплуатациясының жүйесімен байланысу мүмкін. Бұл жағдайда аппаратура дистанциялық түрде басқарылады.

Мультиплексирлеу блогы мен арналық блогтың көмегімен біріншілік мультиплекстеу аппаратурасының құрылымы бір бағытты тармақталуды ұйымдастыруға мүмкіндік береді. Тармақталу қондырғысының көмегімен келген сигналдан сөздік арналарды немесе деректерді тарату арналарын бөлуге болады, және таратылған сигналға деректерді қосуға болады.

7.4 – суретінде біріншілік мультиплексордың функционалды сұлбасы келтірілген, мұнда функционалдық элементтер белгіленген, және де МСЭ-Т G.705 ұсыныстарына сәйкес элементарлық функциялар арқылы элементтердің функционалды топтары белгіленеді. ИКМ қондырғысы – екі бөліктен тұрады – таратушы (төмеңгі жағы), олар бір – бірімен функционалды байланыспаған.

7.4 Сурет –  ИКМ - біріншілік мультиплексордың құрылымдық сұлбасы

 8 Дәріс 8. Пассивті оптикалық желілер (PON)

 Дәрістің мақсаты: PON пассивті оптикалық желілердің технологиясын зерттеу.

Мазмұны :

а) PON пассивті оптикалық желілер;

б) PON әрекет ету қағидасы;

в) APON, EPON И GPON архитектуралары.

 

Пассивті оптикалық желілер PON.

Пассивті оптикалық желілердің PON (passive optical network) технологиясы. Ағаш тәріздес талшықты кабельді архитектураға негізделген, PON үлестіруші қатынау желісі экономды және кең жолақты таратуды қамтамасыз ету қабілеті бар желі деп саналады. Бұл кезде PON архитектурасы абоненттердің қажеттіліктеріне байланысты өсім тиімділігіне және өткізу қабілетін арттыруға ие болады.

Қатынау желісндегі талшық.

Қазіргі уақытта қатынау желілердің құрлысы, негізінен, төрт бағытта жүзеге асырылады:

- барлық мыс телефондық жұп пен xDSL технологиялардың негізіндегі желілер;

-  гибридті талшықты коаксиалды желілер;

- сымсыз желілер;

- талшықты -оптикалық желілер.

Тұрақты түрде жаңартылатын  xDSL технологияларын қолданубұл мыс орама жұптар негізіндегі кабельді жүйенің өткізу қабілетін арттыруының ең қарапайым және арзан тәсілі.

Жылдамдықты 1 Мбит/с дейін арттыру қажет болғанда, операторлар үшін бұл жол ең экономды болып саналады. Бірақ кабельді жүйелердегі тарату жылдамдығын секундына оқыған мегабит жеткізу күрделі және қымбат шешім болып саналады.

Басқа бір дәстүрлі шешім – гибриті талшықты  - каоксиалды желілер HFC (hybrid fiber-coaxial). Көптеген кабельді модемдердің  бір каоксиалды сигментте қосылуы бір абаненке есептеуде желінің инфрақұрлымын құруға кеткен орташа шығарудың төмендеуіне алып келеді, сондықтан бұл шешімдер тиімді болып көрінеді. Бұл жерде өткізу жолағы құрлыстық шектеулер сақталады.

Кабельді инфрақұрлымдарды қолдану үшін техникалық қиындықтар пайда болатын жерде қол жеткізудің сымсыз желілері тиімді болады. Сымсыз байланыс мобилдік қызметтер үшін альтернативсіз болып саналады. Соңғы жылдары дәстүрлі шешімдермен қатар радио және оптикалық Ethernet қол жеткізу негізінде  Wi-Fi технологиясы қолданылады, ол жалпы жолақты 10 Мбит/с дейін қамтамасыз ете алады. Аталған үш бағыты үшін өткізу қабілетінің кейінгі көбеюі үлкен қиындықтарға алып келді.

Осылайша, үлкен тарату жылдамдығын қажет ететін желінің жаңа қосымшаларымен жұмыс жасауға қабілетті болатын шешім – оптикалық кабельдің (ОК) орталық офистен үйге немесе корпаративті клиентке дейін жайылуы. Бұл аса радикалды жақындау. Ал 5 жыл бұрын, ол аса қымбат деп саналатын. Брақ қазіргі уақытта оптикалық компоненттердің бағасы айтарлықтай азайғандықтан, бұл жақындау актуалды бола бастады.Бүгінде қолжеткізу желісін ұйымдастыру үшін оптикалдық кабель төсеу тиімді, ескі желілерді жаңарту кезінде де, жаңа қатынау желілерін құру кезінде де тиімді болып табылады. Бұл кезде қатынау талшықты – оптикалық технологияларын таңдаудың көптеген нұсқаулары бар. Оптикалық модем, оптикалық Ethernet Micro SDH технологияларды негізіндегі дәстүрлі шешімдерімен қатар PON желі архтиктураларын қолданумен жаңа шешімдер пайда болды.

Қатынаудың оптикалық желілердегі келесі топологияларын бөліп шығаруға болады: нүкте мен нүкте, сақина, ағаш пен активті түйіндер, пассивті оптикалық элементтері бар ағаш .

PON әрекет ету қағидалары.

PON архитектурасының негізгі ойы –  ақпаратты көптеген абоненттік құрылғыларға ONU тарату үшін және олардан ақпаратты қабылдау үшін OLT қабылдаушы тартушы модулінің қолданылуы. Бұл принциптің жүзеге асырылуы 9.1 - суретте көрсетілген.

Бір OLT қабылдаушы таратушы модулге қосылған абонент түйіндерінің саны қабылдаушы таратушы аппаратураның максималды жылдамдығына және бюджеттің көлеміне байланысты көп болуы мүмкін. Ақпарат ағынынның  OLT дан  ONU ға тура ағыннан тартылуы үшін, әдетте ,  1550 нм нанаметр ұзындықты толқын қолданылады. Керісінше, әртүрлі абоненттік түйіндерден орталық түйінге деректер ағынынның берілуі толқынның 1330 нм ұзындығында таралады. OLT мен ONUға   WDM мультиплексорлары ендірілген, олар шығатын және кіретін ағындарды бөледі.

Тура ағын.

Оптикалық сигналдар деңгейіндегі тура ағын кең хабарламалы болып табылады. Әрбір ONU адрестік өндірістерді оқи отырып, бұл жалпы ағыннан оған қатысты ақпаратты бөліп шығарады (8.1 - сурет). Біз үлестіруші демультиплексор туралы сөз қозғадық.

 

8.1 Сурет – PON архитектурасының негізгі элементтері және оның әрекет ету қағидалары

 

Кері ағын.

Барлық абоненттік түйіндер ONU бірдей толқын ұзындығында кері ағында берілісті жүргізеді. Әр түрлі ONU-дан сигналдардың қиылысу мүмкіндігін болдырмау үшін, OLT-дан ONU-дың мәліметтері өтуіне байланысты, олардың әрқасысына кешігуге түзету есебімен мәліметтердің берілуі бойынша өзінің индивидуалды кестесі орнатылады.

APON, EPON және GPON архитектуралары.

PON (passive optical networks )  технологиясының бірінші қадамы

1995 ж., жеті компанияның ішінен (British Telecom, France Telecom, Deutsche Telecom, NTT, KPN, Telefoniсa и Telecom Italia) беделді топ бір талшық бойымен жеткізу туралы көптеген көзқарасты ендіру үшін консорциум қабылданды. Бұл бекітілмеген ұйым ITU-T көмегімен FSAN (full service access network) деген атқа ие болды. Өткен ғасырдың 90 жылдар аяғында оператор сияқты көптеген жаңа мүшелер сонымен бірге сөндіруші құрылғылар да сол ұйымға кірді. Құрылғыларды өндірушілер мен операторлар PON енгзу жүйесіне бәсекелестікті тудыру үшін, жалпы ұсынысты жасау және PON құрлығысына талап ету FSAN-ның мақсаты болды. Бүгінде, FSAN - 40 операторды және өндірушілерді есептейді және стандарты бойынша ITU-T, ETSI  және ATM сиақты осындай тығыз бірлесіп жұмыс істейді.

 

8.1 К е с т е - Сипаттамасы және спецификациясы

Сипаттамма

Спецификациялары

Келетін ағындар үшін толқын ұзындығы.

(абонентерге келетін ағын)

Базалық 1550 нм, өсіру

DWDM  15 хх нм, C-band

Ұлғаймалы ағындары үшін толқын ұзындығы

Базалық1310 нм, өсіру

DWDM  15 хх нм, C-band

Келіп түсетін ағындар үшін қосынды беріліс жылдамдығы.

155 Мбит/с; 622 Мбит/с

Абоненттерден шығатын ағындар үшін қосынды беріліс жылдамдығы.

155 Мбит/с; 622 Мбит/с

Оптикалық линияның бюджеті  сплитрде және максималдық қашықтықта максималды сигналдың биіктігін анықтау үшін есптелінеді, дБ.

Класс А: 5-20

Класс В: 10-25

Класс С: 15-30

Оптикалық жол бойымен максималды шығын шығуы, дБ

15

 

Тос 336115 талшықтың түрін қолдайтын және Тос 336115 байланыс линиясына талап.

ITU G.652стандарты бірмодалы талшық нөлдік дисперссиямен 1310 нм

 (OLT) орталық түйінен өтетін,бір талшыққа қосуға болатын (ONU) абоненттік түйіндердің аз саны

32

Максимальды арақашықтық OLT ONU

20  км

Оптикалық байланыстардың түрі PON

SC- PC немесе FC –PC кері шағылу коэффициентімен-35 дБ

Оптикалық компоненттерге талап (тармақталғандар, байланысатындар, демультиплексорлар WDM)

  G.671ұсынысына келісілген.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 Дәріс 9. Синхрондық цифрлық иерархиямен берілетін жүйе

 

Мақсаты: SDH өндірісінің құрылуын зерттеу. SDH моделі. STM-N кадрының құрылымы. SONET/SDH мультиплексорының сұлбасы.

Мазмұны:

а) SDH-ті құрудың мақсаты;

б SDH) моделі;

в) STM-N кадрының құрылымы.

 

Синхронды цифрлық иерархия (SDH)- кең қызмет көрсету секторына қолданушыны қосу үшін, инфрақұрылысты болып келетін, тасымалдау желісінің кең жолақты техналогиясы. SDH желі ақпаратты 10 Гбит/с жылдамдыққа дейін бере алады, ол кең диопазонды жылдамдықты көрсетеді, сонымен қатар әр түрлі трафиктер үшін ыңғайлы (дауыс, мәлімет, бинеклип) плезиохронды цифрлық иерархианы сыйдыра алады. SDH құрылғысының сигналына бекітілген қызметтік ақпарат желілік құрлығылармен орталықтанған басқару мүліктерін бүкіл желімен қамтамасыз етеді. Ол иілгіш бірлесіп желіге қызмет етеді және қолданушыларға керекті ағындарды әкеледі, сонымен қатар болатын авариядан желіге ақпаратты ағындарды қорғау механизмдерін анықтайды.

Бірақ ең алдымен SDH негізін айтпастан бұрын қысқаша сигналдың берілу әдісін қарастырамыз.

SDH – тің мақсаты және шығарылу есебі негізгі ұғымы.

Талшықты оптикалық байланыс линиясында қолдану үшін ұсынылған PDH кемшілігін жеңу мақсаты АҚШ та синхронды оптикалық желінің иерархиясын, ал Европада аналогты синхронды цифрлық иерархияны (SDH) өңдеуге алып келді.

Екі өңдеу мақсаты иерархияны дамыту болды:

-    жинау, бұзудың көмегінсіз енгізу/шығару бастапқы ағынды өндіру;

-    бағытташының дамуын болдыратын және өзіндік топологиясымен басқару желісін орындайтын кадрлар құрылымын жасау;

-    PDH иерархиясының кадрын жаңа иерархияның кадрына тіркеу, ауыстыру және басқа тариф түрлерінде (ATM,IP);

-    құрылғыны жеңілдету үшін стандарты интерфейстер жасау.

Бірақ америкалық және еуропалық PDH-тің өзарабайланыс тексерісін жеңілдету керек деп есептелініп, SONET/SDH деп аталынған SONET және SDH жасаушыларымен ақырғы нұсқасы қабылданды. 1989 жылы SDH бойынша G707. G708. G709. үш негізгі ұсыныс басып шығарылды.

SDH және SONET желісін мультиплексирлеу негізінде байт-интерливингтік синхронды берілу сұлбасы қолданылды. SDH иерархиясында бірінші деңгейдің негізгі сигналы ретінде 2430 байт көлемді кадрмен және берілу жылдамдығы 155,52 Мбит/сек болатын, қайталану кадры 125 мкс стандарты периодымен синхронды транспортты STM-1 модулі қабылданды. Қысқаша төрт коэффицентпен мултиплексирлеу SDH иерархиясының келесідей жылдамдық түрін береді: STM-4, STM-16, STM-64 немесе 622.08, 2488.32, 9953.28 Мбит/сек. SONET; жылдамдық қатары 51.84 Мбит/сек жылдамдығына ие ОС-1 сигналынан басталады, одан ары ОС-3, ОС-12, ОС-48 сигналдары STM-1, STM-4, STM-64 жылдамдықтарымен сай келеді.

 

SDH модулі.

Телекоммуникациялы технология көп модуль деп аталатын моделді пайдалана отырып түсіндіреді. Тікелей желі топологиясына жататын SDH транспортық желі деңгейінде көрсетілуі мүмкін (9.1 сурет).

                      

 

9.1 Сурет -  SDH көпдеңгейлі модулі

 

Ең төмен – берілетін ортаны көрсететін физикалық деңдей. Секциялық деңгей синхронды STM-N моделдерін және олардың тасымалдануын жинауды жауап береді. Ол регенераторлы және мультиплексорлы секцияларға бөлінеді.

Бағыттаушы деңгей соңғы қолданушы үшін көрсетілетін желі STM-N пайдалы жүктемесінде жиналған сигналдарды жеткізуге жауапты. SDH терминологиясымен келісілген, бұл сигналдардың компоненті және трибутарлы сигналдар деп, ал қолдануға көрсетілген желіге енгізу интерфейсін трибутарлы интерфейстер деп атайды.

SDH–тің әр деңгейі үшін сигналдық ақпараттың берілуі басқы миханизм көмегімен орындалады. Әр STM-N кадрдың екі бөлімнен: регенераторлық секция басы RSON және мультиплексорлық секция MSON тұратын секциялық бастамасы SON бар.

Трибутарлы сигналдарды STM-N–ге жинау және тасымалдау үшін виртауалды контейнерлер технологиясы ұсынылады. Виртуалды контейнерлер пайдалы жүктеме өрісінен тұрады.

Ұйымдастыру иерархиясының қағидасы.

Сызықтық сигналдың базалық түрі СЦИ- синхронды тасымалдау модельдің бірінші деңгейі (STM-1) есептің арасында орналасқан 8 кГц жилігімен 2430 байттан тұрады. Сонымен қатар, әрбір байт цикл шектерінде айқын позицияларға бір телефондық арнаны немесе 64 кбит/с өткізгіштік қабілетімен цифрлық арнаны қолдануы мүмкін.

СТМ-1 циклында байт мөлшері

n = 2430x8= 19 440 бит.

СТМ-1 моделінің берілу жылдамдығы келесідей болады

Встм-. = n  1/Тц = n  8кГц = 19 440  8кГц = 155 520 кбит/с.

Жоғарғы қатардағы СЦИ сигналдары, CTM-N сияқты белгіленетін, СТМ-1ге қарағанда берілу жылдамдығы N рет үлкен

Bстм-n=Bстм-1  В =155 520  N.                  (9.1)

 

Мұндағы N-иерархиялық деңгейдің нөмері (N= 1,4,16,64,256).

BCTM-N берілу жылдамдықтарының мәндері 9.1 кестеде көрсетілген.

9.1 К е с те

СЦИ иерархиясының деңгейі

В, кбит/с хабар жылдамдығы

СТМ-1

155 520

СТМ-4

622 080

СТМ-16

2 488 320

СТМ-64

9 953 280

СТМ-256

39 813 120

 

 

 

 

 

 

 

 

       

40 Гбит/с жылдамдық (СТМ-256) өте үлкен шығын негізінде цифрлық электрондық сұлбаның физикалық шегі болып саналады. Бір талшық бойымен үлкен өткізгіштік қасиетке ие болу үшін толқын ұзындығы бойынша бөлінген мултиплексирлену DWDM қолданылады.

STM –N кадр құрылымы.

STM-N кадры 9 жолдан және 270 бағанадан тұратын матрица түрінде болады. Кадрдың берілуі рет-ретімен, сол жақ жоғарғы бұрышта байтан басталып оң жақ төменгі байтан аяқтайды. Кадрдың әрқайсысы 125мкс- тен кейін қайталанады. Әрбір байттың кадры 64 кБит/с арнасына эквивалентті болады.

9.2 Сурет - STM кадрының форматы

 

Бірінші тоғыз бағанада – секциялық бастама орналасқан. Қалған 261 бағаналар – пайдалы жүктеменің байттары.

Секциялық бастаманың алдыңғы 3 жолы – RSON, соңғы 5 жолы- MSON бастама байтының мәні 9.2 - суретте көрсетілген. Осылардың бірнешеуі нақты түрде төменде айтылады.

STM-1 мултиплексирленуі STM-N де каскад ретінде туындауы мүмкін :

4xSTM-1 = STM-4, 4xSTM-4 = STM-16, 4xSTM-16 = STM-64, сонымен қатар: 4xSTM-1 = STM-4, 16xSTM-1 = STM-16, 64xSTM-1 =  STM-64.Осыдан STM-N 9 жолдан 270 *N бағанадан тұратын матрица ретінде қарастырамыз.

 

10 Дәріс 10. SONET/SDH мультиплексирлеу сұлбасы және базалық элементтер

 Дәріс мақсаты: мультиплексирлеу сұлбасын және базалық элементтерді зерттеу.

Мазмұны:

а) мультиплексирлеу сұлбасы;

б) SDH желісінің базалық элементтері;

в) SDH желісімен басқару.

 

STM-N дегі төменгі жылдамдықтағы ағындарды мультиплексерлеу сұлбасы.

Контейнер – трибутарлы сигналды тасымалдау үшін базалық модуль. PDH сигналдың әрқайсысы үшін, оған сигнал тасымалдайтын кадр өлшемінен үлкен С-N анықталған контейнер енгізіледі. PDH сигналындағы уақыттың дәл еместігін жиі салыстыру үшін артық сыйымдылық орындалады. С-n контейнерінде РON бастамасы бағыты қосылған виртуалдық контейнер BCN құрылады. Виртуалдық контейнер – бұл логикалық блок, өйткені, олар желі жүйесіне бір шетен екіші шетке дейін беріледі. STM-N сигналының құрылуының келесі қадамына РON бастамасы көрсеткіші қосылуынан болады. Көрсеткіш және виртуалдық контейнерден құрылған блокты әкімшілік блок (AU-N) немесе трибутарлы блок  (TU-N) деп атайды. Бірнеше біртиптік трибутарлы блоктар интерливингтік- байт мультиплексирлеудің нәтижесінде трибутарлық блоктардың тобы (TUG-n) құрылады, содан кейін олар жоғарғы дәрежедегі виртуалдық контейнерлерге жинақталады. Бір немесе бірнеше AU әкімшілік блогтарды тобын (AUG) құрайды. Және соңында AUG-ң қосылуы STM-N секциясының бастамасын береді. SONET/SDH мультиплексерлік біріккен сұлбасы G.707. ITU-T ұсынысында келісілген. 10.1 – суреттен көруге болады. Сұлбадан sub-STM немесе STM-0 жайлы айта кетеміз. Осы интерфейс SONET және SDH желісінде сондай-ақ радиожелілік және спутниктік байланыста пайдаланылады.

10.1 Сурет - SONET/SDH мультиплексрлеу сұлбасы көрсетілген

 

SDH мультиплексирлеу сұлбасының ерекшеліктерінің бірі-

-көрсеткіштердің қолданылуы. Мысалы, секциялық блогтың төртінші жолында орналасқан әкімшілік блогтың AU-4 көрсеткіші VC-4 күйін анықтайды. Осы көрсеткіштің мөлшерінің арқасында VC-4  пайдалы жүктеме өрісінің кез-келген орнында басталады және жалпы түрде кадр шекарасын қияды. Пайдалы жүктеме өрісінде VC-4 барлық  TU-n 9 байттық бағандардың бүтін мөлшерін алады. TU-n көрсеткіштері бірінші бағанның бірінші байтын (TU-12) немесе бірінші бағанның бірінші үш байтын алады (TU-3). Осыдан VC-4 құрайтын барлық трибутарлы блоктардың көрсеткіштері анықталған позицияда орналасады.

Көрсеткіштер тізбегін қолдана отырып, синхронды тасымалдау модулін кез келген трибутарлы сигналдың күйін оңай табуға болады. Көрсеткіштерді пайдаланудың тағы бір артықшылығы - SDH желісінің байланысы бойынша асинхрондардың берілуі әртүрлі байланыс операторлары желісінен өтетін байланысқандар орнына мүмкіндігі бар трибутарлы ағындар немесе виртуалды контейнерлер өтеді. Мысалы, беріліс кезінде VC-4 әкімшілік блогтың көрсеткіші, әртүрлі кадрда 3 байттық ығысу мөлшерінде индекация ұстауы мүмкін. Егер STM-n ге байланысты VC-4 жай болса, онда келесілері осындай көрсеткіштері арқылы 3 байтта көрсетіледі. Егер VC-4 үлкен жылдамдыққа ие болса, онда көрсеткіштердің соңғы 3 байты пайдалы жүктеме VC-4 байттарымен қолданылады. Төменгі деңгейдің виртуалды контейнерлері  үшін, мысалы VC-12 үшін бір байттан тұратын трибутарлы блогтың көрсеткіші, 500 мс қайталау жилігімен мультифрейма болып қаралады. Бір байтты көрсеткішінің есебінен осы мультифреймалаудың құрамы ішінде

VC-12 балқуы мүмкін.

SDH желісінің базалық элементтері.

SDH желісі төрт функционалдық модуль түрінен құралады (желілік элементтері): регенераторлар, терминалдық мультиплексорлар, енгізу/шығару мультиплексері және кросс- контейнерлер.

Регенераторлар SDH кіріс сигналдарының қайта қалпына келтіру жолымен түйіндердің арасындағы жіберілетін жолдардың ұзақтылығын өсіру үшін пайдаланылады. Бұл арақашықтық берілетін ортадағы және қабылдау – берілу көрсеткіштер құрылғыларындағы сигналдардың сөну деңгейіне байланысты болады. Толқын ұзындығы 1310 км бір мода кабель үшін ол 15-40 км құрайды және 1550 км үшін 40- 110 км құрайды.

Терминалды мультиплексор (TM) (10.3 - сурет) STM-n агригатты ағынындағы PDH және SDH сигналдарын мультиплексирлеу және демультиплексерлеу үшін арналған. Ол тағы да бір трибутарлы интерфейстен басқаға локалды комутацияны құруы мүмкін.

 

ТМ сияқты, енгізу/шығару мултиплексоры (ADM) (10.4 - сурет) екі агрегаттық ағын бар STM-n ережесіндей (шығыс және батыс) кірісінде сол сияқты интерфейстер түрлеріне ие болады,. Бұл мультиплексорлерде плезиохронды және синхронды сигналдар STM-n ағынына қосылады және одан шығарылады, осы кезде пайдалы жүктеменің сигналы STM-n бөлігінің транзит құрылғысы арқылы өтеді. Бұл өздігінен құрастырылатын сақина құрылымының пайда болуына мүмкіндік береді (Self Healing Ring — SHR), олар авария кезінде бүлінген аумақтағы немесе желі элементтеріндегі ағынды автоматты түрде коммутациялайды.

Кросс- коннектор (DXC) (10.5 - сурет) – таратушы желі түйіні, оның кез келген порттарымен жабықсыз түрде байланыстырады. SDH-тің кросс-коннекторлері VC-n виртуалдық контейнерлер деңгейінде осы функцияларды орындайды, ол үшін PDH сигналдары деңгейге байланысты виртулды контейнерлерде бейнеленеді. Айта кететін болсақ, коммутацияның пайда болу мүмкіндігі SDH мультиплексорында орналасқан.

SDH желісінің элементтерімен орындалатын негізгі функциялар:

-    POH контейнеріне байланысты бағыттауыш бастамада ақпараттарды пайдалану негізінде өтетін виртуалды контейнерлердің бағыты;

-    виртуалды контейнерлердің қосылуы;

-    бір нүктеден екінші нүктеге тасымалдау ағыны (point-to-multipoint);

-    виртуалды контейнерлерді сұрыптау немесе қайталап жинақтау;

-    енгізу/шығару виртуалды контейнерлері;

 

SDH желісімен басқару.

SDH желісінің базалы функционалды қарастыра отырып, біз синхронды желінің ең маңызды элементі – басқару жүйесін еске алмадық. SDH желісінің барлық элементтері бағдарламалық басқарулар болып табылады. SDH -тің ең маңызды құрамдарының бірі – желі мониторингінің жұмыс қабілеттілігінің мүмкіндігі және алыстағы торабтарды байланыстыру мүмкіндіктері.

TMN моделінінің базысында  SDH желісінің басқару жүйесі құрылады.  (Telecommunications Managemet Network - телекоммуникациямен басқару желісі). TMN принципі  1989 жылы М 3010 ITU-T ұсынысымен құрылды.                 

TMN функциясы «Operation, administration, maintenance and provisioning» сөздермен қосылған (Басқару, ұйымдастыру, қызмет көрсету және қамтамасыз ету) - OAM&P, ол басқалар арасында, жұмыс істеу қабілеттілігін және қате туралы хабарларды тексеруді қосады.

Бұл функцияларды TMN - ге әкелу үшін OSI модулінің негізгі эталонына негізделген кешенді – хабарланған жақындау жасайды. TMN моделінде бір менеджер бірнеше агенттермен хабарласады. Агенттер МО белгілі басқару кешендерімен жұмыс жасау үшін арналған (managed objects). Барлық желі немесе оның бөліктері үшін орталықтанған басқаруы бар менеджер операциялық жүйеге (OS) қосылады.

SDH желісінің агенттері желілік элементтерінде (NE) локалданған. МО физикалық құрылғылармен және логикалық элементтермен болуы мүмкін.

TMN да сонымен қатар логикалық басқару модулдарын қарастырады. Мысалы, элементтер деңгейінде бір басқару модулі желілік деңгейден басқасы сервистік деңгейде үшінші операция жасайды.

10.6 Сурет - SDH желісі үшін TMN сұлбасы

11 Дәріс 11.  SDH желісінің топологиясы

 

Дәрістің мақсаты: SDH желісінің топологиясын оқу.

 

Мазмұны:

а) «нүкте-нүкте» топологиясы;

б) «тізбектелген линиялық тізбектер» топологиясы;

в) «жұлдызша» топологиясы;

г) «сақина» топологиясы.

 

SDH желісін құру кезінде алдына қойылған мақсат топологияны таңдау болып табылады. Желіге бүтіндей тұрғызылған базалық стандарты топологиясын қарастырамыз.

«нүкте-нүкте» топологиясы.

Бұл топология жай топологияларға жатады. Ол екі тирминалды МUХ - тан тұрады бұларды қосқыш линиялар арқылы қосады. Әрбір МUХ конденсатор ретінде Е1, Е3 ағындарды қосып отырады.

Бұл топология үлкен ағындардағы мәліметтерді жоғарғы жылдамдықтықты магистралдық арналарда тарату үшін қолданады. Сұлба бойынша негізгі және резервті агригатты арналар қолданылады.

«тізбектелген линияның » топологиясы.

Бұл топология қатынау арналарын енгізіп және шығару үшін қолданылады. Ол АDМ мултиплексорлері арқылы жүзеге асырылады.

«жұлдызша » топологиясы.

Бұл топология концентратор ретінде қолданылады, (бір ғана бағытта) тағы да трафиктің жартысын басқа алыстатылған торабтарға тарата отырып, қалғанын терминалды қолданушыларға бөлінеді.

«сақина » топологиясы.

Бұл топология иерархияның бірінші екі деңгейінде SDH желісін құру кезінде кең қолданылады (STM-1 и STM-4). Бұл топологияның құрылысты блогтары енгізу\шығару мультиплексоры болып табылады. Ол сақинаға бір бағыттағы немесе екі бағыттағы беру трафигін қосады.

Сақиналық топологияның кең қолданылуы: желі негізінде өздігінен қалпына келу әдісі тұрғызылған.

Өздігінен қалпына келу және резервтеу сұлбалары.

Телекаммуникация желісінде бас тарату, тұтынушының қателігінен немесе жабдықтың сынықтары, қолданушылар мен операторлар байланысына белгілі шығын алып келуі мүмкін. SDH желісінде тұрақтылықтың өсу мақсатымен желілік ортаның элементерінен бас тартуын жоюды тудыратын механизмдер қарастырылған.

Желі арқылы орналасқан қорғаныс байланысы үшін SDH желісінде қолданылатын екі негізгі әдісті қарастырамыз.

Сызықтық қорғаныс.

Бұл қорғаныстың орындалуының қарапайым түрі – байланысқан нүкте- 1+1 қорғанысын пайдаланылатын, сонда, әрбір жұмысшы линияға бір резервтік беріледі. Егер жұмысшы линиясында сигналдың жоғалуы пайда болса, онда екі шеткі жабдықтарда резервті линиялар автоматты түрде қосылады.

Тиімді варианты -  негізінде магистралдық аймақтарда үлкен ұзақтылығымен 1:N қорғанысы қолданылады. Бұл жағдайда бірнеше жұмысшы линиясында бір резервтік жасалады. Резервтік линия төмен проритеті трафик берілісі үшін қолданылуы мүмкін.

Қорғаныс миханизмы 1+1 және 1:N ITU-T-тің G.783 ұсынысында да стандартталған.

Сақиналық қорғаныс.

«Сақина» топологиясы ITU-T-тің G.841 ұсынысында сипатталған бірнеше қорғаныс миханизмдерін жібереді, және бір бағытты және екі бағытты байланыстарымен сақиналық құрлығы үшін ерекшеленеді. Бір бағыттағы сақинада барлық мәліметтер бір оптикалық талшықта бір бағытта таратылады. Екінші оптикалық талшық, қарама-қарсы бағыттағы беріліспен, резервтік түрде қарастырылады. Авария болған жағдайда, сақинаның сигментерінің біреуінде, бүлінген аймақ бағытындағы беріліс резервтік сақинада автоматты түрде коммутацияланады. (11.1 - сурет).

11.1 Сурет Бір бағыттағы сақинаның өздігінен құрылу сұлбасы

 

Екі бағыттағы сақинада, екі оптикалық талшықтар желі элементтері арасындағы сигналдарды беру және қабылдау үшін қолданылады. Арнаның сыйымдылығы бірнеше екі бағыттағы жұмысшы линиясына бөлінеді. Сақина үзілген кезде, бүлінген сегментің соңында резервтік жұмысшы линиясында ағын коммутацияланады. (11.2 - сурет).

11.2 Сурет Екі бағыттағы сақинада резервтеу сұлбасы

Енді бір үкен дәрежелі қорғанысты төрт оптикалық талшығы бар екі бағытты сақина қамтамасыз етеді, бірақта, бұл әдіс қымбаттырақ болып табылады.

Қорғаныс миханизмын орындау үшін, SDH құрылғыларына керекті сигналдық ақпарат, STM-N секциялық бастаманың байытымен K1 және K2 беріледі. Желінің құрылу уақыты 50 миллисекундтан аспайды.

Синхронизация

SDH құрлығылары, басқа кез келген цифрлық құрылғылар сияқты, қойылған тактілік импулстер көздері бар, оның «байланысқан» жүйе астында жұмысшы циклдері бар. Егер желіде әртүрлі құрылғылардың сағаттары синхронды емес жұмыс істесе (ұзақтығы және тактілік импульстердің фазалары ерекшеленіледі), онда ол ағындардың қабылданатын биттің «жылжымалылықа» алып келуі мүмкін, ал оларды салыстыру үшін осы сигналдарды мультиплексирлеу кезінде, орнына қою немесе алып тастау бит процедураларын орындау қажет.

SDH те, қою\алып тастау мүмкіндігін айыратын синхронды мультиплексирлеу сұлбасы қабылданған желідегі түйіндердің синхронизация есебі бірінші жоспарда болады.

SDH желісінің жалпы синхронизация қағидасы ITU-T G.811, G.812, G.813 ұсынысында анықталған.

Осы ұсыныстарға байланысты желі элементтері біріншілік эталонды сағаттар деп аталатын (PRC — Primary Reference Clock) орталықтанған сағаттардан синхронды болу керек. Олар 2048 КГц сигналды тұрақтылықпен 10-11 генерациялайды. Бұл сигнал желі бойынша таратылуы керек. Ол үшін иерархиялық құрылғы қолданылады: синхронизация сигналы синхронизацияны қолдау құрылғыларымен тасымалданады (SSU — Synchronization Supply Units) және құрылғылардың сағаттарымен (SEC — SDH Equipment Clock). SSU және SEC басқарылатын тактілік сигнал, синхронизация сигналына фаза және жиілік бойынша қалыптасады. Желіде синхронизацияның таралуы кезінде белгілі бір ережелерді сақтау керек:

-       желі түйіндері синхронизация сигналын тек қана осындай сағаттарды немесе жоғарғы сапалы сағаттардан тұратын құрылғылардан алу керек;

-       тұрақты құрылғылар синхрондаушы құрылғылар сияқты шығарылуы керек;

-       желілік элементтің жалпы мөлшері PRC дан аз болуы керек ;

-       (10 SSU және 60 SEC);

-       Жабық ілмектің құрылуын болдырмау керек, мысалы, В, В дан - С, С —  А дан , А түйіні синхронизация алған кезде.

SDH желісінде, мүмкіндік бойынша, желі элементерімен синхронизация шығынын көрсететін миханизм қарастырылған. Егер авария натижесінде желілік құрылғылар синхронизация сигналын алмайтын болса, онда ол өте төмен қасиеттерімен басқа уақыттық сигнал көзіне қосылады. Егер ол мүмкін болмаса, онда құрылғы ұстау режиміне ауысады (hold-over mode). Осы режимде құрылғы сағаттары мәліметтерге байланысты түзетулерде  жұмыстар уақыт алдындағы сақталғандармен, температура тербелулеріне түзетумен түзеледі. SSM хабардың күйі туралы синхронизация (Synchronization Status Messages) желі элементі секциялық бастаманың S1 байтында оның көршілеріне беріледі.

Жекеленген проблема - тәуелсіз синхронизация көзімен желі аралық тоғысу. Егер сағаттардың айырмашылықтары белгілі бір шектерде болса,  онда SDH желісінде бұл проблема көрсеткіштердің қолдануымен шешіледі .

 12 Дәріс 12.  NGSDH жаңа жүйелер

 Дәріс мақсаты: SDH жүйесінің жаңа концепциясын оқыту

Мазмұны:

а) жіберу жүйесінің жаңа концепциясы;

б) NGSDH жүйесінің хаттамасы.

 NGSDH=GFP+LCAS+VCAT.

Дегенмен, жіберудің әртүрлі жүйелерімен (12.1 - сурет) түрлі қосымшалар (әсіресе IP және Ethernet-трафика ) трафиктерінің «байланысын» қамтамасыз ететін технологиялар топтамалары түрінде шешімі табылды. Нәтижесінде құрамынан тек қана жіберу жүйелері ғана емес, сонымен қатар қазіргі заман технологияларының барлық бес деңгейі кіретін (технологияларының шұғыл өсуіне байланысты жеті деңгейлі модельді қазіргі таңда ұмытып, бес деңгейліге көшкен), «тасымал ортасының» жаңа концепциясы құрылды.

12.1 Сурет – Беру жүйесінің жаңа концепциясы: алғашқы жүйеден тасымал ортасына қарай

Беру жүйесінің жаңа концепциясы технологиялық шешімдерден өзге қызметтерді талап етеді, Соның ішінде:

а) NGN дәуіріндегі (қазіргі таңда бұл тек қана мәліметтерді жіберу емес, сонымен бірге, бұл мультимедия, SAN ақпаратты сақтау жүйесінің мәліметтері және т.б.) әртүрлі трафикті жіберу жағынан қарағанда жан жақтылығы;

б) қандай да бір қосымша қолдан жасалынған әдістердің көмегімен емес,  технологияның өзінде салынған жүйе ресурустарын пайдаланудың жоғары тиімділігі;

в) тасымал жүйесі жұмысының тұрақтылығы сенімділігі және басқару жеңілдігі.

12.6 - суретті көріп отырғанымыздай, GFP трафигін қайта құру жаңа хаттамасы ортақ концепция шеңберінде ең мықты және кең «көпір» болып табылады.

GFP хаттамасының тиімділігі оның тікелей жол салушысы «LAPS.» хаттамасымен салыстырғанда жақсы көрінеді.

12.2 - суретінде LAPS кадрының үлгісі көрсетілген.  

 

12.2 Сурет - Ethernet over LAPS кадрының үлгісі

 

Ол көбінесе, HDLC кадрының құрылымын еске түсіреді. LAPS - тың жұмыс істеуі үшін QoS беру сапасының белгілерін қамтамасыз ететін  атқару тәртібімен қайшы келетін байтты стаффинг атқару тәртібін қолдану қажет болды. Сонымен қатар LAPS та қолданылатын өзгеріс басы (HDLC тегі сияқты) өткізу жүйесінің өткізгіш жолы шығынының өте төмен тиімділігіне алып келді (12.3 - сурет)

12.3 Сурет - Кадрдың өзгерісіне байланысты LAPS тиімді емес болып шығады

LAPS - қа қарама қайшы АТМ -ды қолдану одан да жақсы нәтижелер береді (12.4 - сурет).

Ұяшықтың белгіленген өлшемі SDH - қа енгізудің жоғары тиімділігін қамтамасыз етеді және QoS-ті қамтамасыз ету бойынша жоғарғы көрсеткіштерге жеткізуге мүмкіндік береді. АТМ-ның жалпы кемшілігі құрылғыларды өндірушілерге сату барысында тым қымбатқа түсетін сигментацияның (SAR) қосымша деңгейінің қажеттілігі болып табылады.

12.4 Сурет - Ethernet over АТМ кадрының үлгісі

 

Дегенмен, ұяшықтың белгіленген өлшеміне орай, SDH өткізу жүйесі өткізгіш қызметіндегі қолайсыздықтарсыз өте тиімді қолданылады.

 

12.5 Сурет - АТМ ұяшықтың белгіленген өлшеміне байланысты тиімді болып табылады

 

GFP хаттамасы.

Қайтадан жасалынған GFP хаттамасы белгіленген кадр өлшемін сыйғызады, ол қарапайым жүзеге асыруда қажетті жоғарғы нәтижелі жеткізу жүйесін пайдалануда болады (12.6 - сурет).

12.6 Сурет - Ethernet over GFP кадр форматы

 

Байттық стаффинг пен SAR қажеттілігі керек емес.

Бұл хаттама байттық стаффингті, қымбаттық сегментацияны қажет етпейді. Нәтижесінде оның құрамы қарапайым болады, ал жіберу жүйесі нәтижелі түрде жүзеге асады (12.7 - сурет).

 

 

12.7 Сурет - АТМ - мен салыстыруға болатын GFP деңгейіндегі тиімділік

 

13 Дәріс 13. SDH желісінде конкатенация және VCAT NGSDH процедурасы

 Дәріс мақсаты: SDH желісінде конкатенацияны зерттеу.

Мақсаты:

а) SDH желісінде конкатенация;

б) VCAT процедурасы.

 NGSDH ді өндіру кезінде, желіні толтырудың тиімділік бағасына ерекше маңызды көңіл бөлінуі. Тиімділікке қол жеткізу жолы бойынша ең маңызды қадам, SDH (VCAT) желісінде виртуалдық конкатенация әдісін өндіру болып табылады.

Қарапайым конкатенация  SDH желісінде қазір жақсы болды. Ол әртүрлі деңгейдегі контейнерлерге тізбек жасайды, сондықтан желі оларды бірлік контейнер ретінде қарастырады. (13.1- сурет).

 

13.1 Сурет -  SDH желісіндегі конкатенация

 Егер Ethernet трафигі туралы сөз болатын болса, онда конкатенацияланған контейнерлердің қолданылуы SDH желісінің КПД - сын тағы азайтады. Өйткені, SDH стандарттары Ethernet стандарттарымен жылдамдықтары бойынша салыстырғанда сәйкес келмейды. Мысалы, Ethernet желісі үшін қазіргі кезде кең таратылған стандарт ол 1,25 Гбит\с берілу жылдамдығымен Gigabit Ethernet болып табылады. Конкатенация контейнерлер есебімен SDH желісінде «көпірді» құрастыру үшін 2,5 Гбит/с сиымдылығымен, VC-4-16c қолдануға болады, сондықтан тиімділігі екі есе аз болады (егер дәл болса– 58%). SDH жүйесінің КПД - сы конкатенацияға байланысты 17% ке тең болады.

 VCAT процедурасы.

Шешілмеген бағытты бағындыру үшін виртуалдық конкатенация VCAT сұлбасы ұсынылған (13.2 - сурет). VCAT негізінде осы процедураға келіскен мультиплексор, 7 контейнерлерден VC-4 виртуалды-конкатенацияланған контейнерді құрастырады. «Көпір» нәтижесінде 1,05 Гбит/с өткізгіштік қабілеттілікке ие және 85% тиімділікте қолданылады.

13.2 Сурет - NGSDH жүйесінде VCAT процедурасы

 Бір қызықтырғаны, VCAT процедурасы SDH желісінде жаңартуды керек етпейді. Желі бойынша VCAT контейнері 7 тәуелсіз VC-4 контейнерлер сияақты беріледі, және тек қана жиналу нүктесінде VCAT функциясымен мультиплексор тұруы керек. Мұндай технология тек жаймалау үшін ғана емес, сонымен бірге маркетинг үшінде ыңғайлы болады Жетілген мәнді өзгерулер – және берілу мәліметтері SDH желісіне толтырудан бастайды. Өзінің желісіне трафиктің жаңа категорияларын еліктіретін біріншілік желі операторлары үшін бұл өте жақсы шешім.

NGSDH үшінші компоненті VCAT пен бірдей және SDH жүйесінде синализация хаттамасының эквивалентін қарастыратын GFP LCAS жүйеасты қарастырылады. SDH желісінде жедел қайта конфигурациялау жиі талап етіледі, желінің берілген нүктесінде ресурсты белгілеу үшін. Қазір ол конфигурацияны қайта қарау әртүрлі бағыттарды жазу жолымен басқару жүйесімен туындайды. NGSDH операторларға аса тиімді іс-әрекет жасауды қалайды. Ол үшін желі ішінде коммутация жүйесінің хаттамаларына сәйкес сигнализация жүйеасты қолданылады. (13.3 - сурет). Суретте желіде өткізгіштік қабілеті 150 Мбит/с VCAT процедурасын қолданылуы көрсетілген.

Үш жаңа жүйе астыларының бірігуі: VCAT, GFP және LCAS технологияның жаңа түрін құрастырады, ол SDH – NGSDH.

SDH - ке қатысты өзгеріс және беріліс жүйесіне жаңа көзқарас.

SDH техналогиясының түрлендіруін қармау революция есебінде болмауы мүмкін емес. Біздің көзімізше SDH жүйесі біріншілік желі техалогиясынан тасмалдау NGN дәуір технологиясына түрленеді.

Қазір жүйешілер арасында NGSDH атымен АТМ –ды анықтау деген ойлар таралған. Сондықтан тек қана осы себептен SDH технологиясында өзгерістер жасай алмаймыз.

13.3 Сурет – LCAS процедурасы

NGSDH революциялық процес сияқты технологияның барлық жағынан тиіспейміз. Қазір, SDH желі эксплутациясының 10 жылдық тәжірибесін еске түсіре отырып, әлемде SDH - ке қатысты өзгеріп жатыр деп айта аламыз. Егер бұрын операторларды SDH желісі ішіндегі өздігінен тұратын процедураның тұрақтылықты көрсеткіштері қызықтырса, қазір бірінші орында иілгіштік, әртүрлі трафикке берілу қабілеттілігі, қайта конфигурациялау операциялығы т.б. тұр.

Мысалы, жан-жақты өткен өлшеулерде тексеріс бойынша желіні қайта конфигурациялау, міне, осымен бес жыл болды әлі ешкімді қызықтырмайды, кез келген өндірушінің SDH желісі 50мсек-пен резервке оңай шығады, сондықтан барлық қоғамен байланыстылар таң қалмайды. Осы үшін жұмыс жүйесінде арналарды бөлу және келесі талдау үшін байттарды толтыру керек пе ? Және шыныменде, APS өлшенуі міне 3-5 жыл болды батыста да, не бізде де әлі көкейкесті емес. Оның орнында GFP керекті кадрларды құрастыру, GFP/SDH деңгейінде QoS бойынша жинау және жабдықтау, VCAT процестерінің туралығын тексеру маңызды болып барады.

SDH жүйесінің өзін-өзі түсінуі өзгереді. Барлық моногрофтарда SDH туралы әртүрлі деңгейдегі бағыттардың бірігуі ретінде қарастырылған. Қазір ол ондай емес. NGSDH – бұл жақында кез келген біріншілік желіні көрсеткен сияқты арналар фабрикасы емес.

 

Әдебиеттер тізімі 

1. Транспортные сети и системы электросвязи. Системы мультиплексирования: Учебник для студентов по специальности «Телекоммуникации». / Под ред. В.К. Стеклова. – К., 2003. -352 с.

2. Тепляков И.М. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей.- М.: Радио и связь, 2004. -328 с.

3. Шмалько А.В. Цифровые сети связи: основы планирования и построения. – М.:   ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001. - 284с.

4. Бакланов И.Г. Технологии измерений первичной сети. - М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000. - 143с.

5. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей: Учебник для вузов/ ВВ Крухмалев и др. – М.: Горячая линия – Телеком, - 2004. -510с.

6. Крухмалев В.В., Гордиенко В.Н., Моченов А.Д. Цифровые системы передачи. – М.: Горячая линия – Телеком, 2007. -351с.

7. Цифровые и аналоговые системы передачи / В.И. Иванов и др. – М.: Радио и связь, 1995. – 232 с.

8. Левин Л.С., Плотник М.А. Цифровые системы передачи информации. - М.: Радио и связь, 1982. - 215с.

9. Скалин Ю.В., Берштеин А.Г., Финкевич А.Д. Цифровые системы передачи. –М.:Радио и связь, 1988. - 272с.

10. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи: Учеб. Пособие для вузов/В.В. Крухмалев, В.Н. Гордиенко, В.И. Иванов и др.; Под ред. В.Н. Гордиенко и В.В Крухмалев.-М.:Радио и связь, 1996.- 344 с.

11. Баева Н.Н. Многоканальная электросвязь и РЛЛ. -  М.: Радио и связь, 1988. -  312 с.

12. Многоканальные системы передачи / Баева Н.Н. и др. – М.: Радио и связь, 1996.

13. Многоканальная электросвязь и РРЛ / Баева Н.Н. и др. – М.: Радио и связь, 1984.

14. Беллами Дж. Цифровая телефония. -М: Радио и связь, 1986. -  544с.

15. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH.- М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 1999. - 149с.

 Мазмұны 

Кіріспе……………………………………………………….............................

3

1 Дәріс 1.  Көліктік желілер және олардың функциялары.............................

4

2 Дәріс 2. Көліктік желінің деңгей бойынша жүйелендіру қағидалары.......

8

3 Дәріс 3. Байланыс желісіндегі таратудың цифрлық жүйесі. Модуляцияның цифрлық әдістері....................................................................

 

12

4 Дәріс 4. Жиіліктік үлестіру қағидасы және WDM технологиясы..............

15

5 Дәріс 5. Арналарды уақытша бөлу қағидасы (ВРК)....................................

19

6 Дәріс 6. Эластикалық жадының құрылғысы. Күту уақытының джиттері…………………………………………………………….........

 

23

7 Дәріс 7.  Плезиохронды цифрлық иерархия………………………….........

27

8 Дәріс 8.  Пассивті оптикалық желілер (PON)……………………………...

31

9 Дәріс 9.  Синхрондық цифрлық иерархиямен берілетін жүйе…………...

35

10 Дәріс 10. SONET/SDH мультиплексирлеу сұлбасы және базалық элементтер.……………………………………………….................................

 

39

11 Дәріс 11.  SDH желісінің топологиясы.......................................................

43

12 Дәріс 12.NGSDH жаңа жүйелер..................................................................

47

13 Дәріс 13. SDH желісінде   конкатенация және VCAT NGSDH процедурасы.……………..................................................................................

 

51

Әдебиеттер тізімі……………………………………………………………...

54