Синхронизация - это средство поддержания работы всего цифрового оборудования в сети связи на одной средней скорости. Для цифровой передачи информация преобразуется в дискретные импульсы. При передаче этих импульсов через линии и узлы связи цифровой сети все ее компоненты должны синхронизироваться. Синхронизация должна существовать на трех уровнях: битовая синхронизация, синхронизация на уровне канальных интервалов (time slot) и кадровая синхронизация.

Битовая синхронизация заключается в том, что передающий и принимающий концы линии передачи работают на одной тактовой частоте, поэтому биты считываются правильно. Для достижения битовой синхронизации приемник может получать свои тактовые импульсы с входящей линии. Битовая синхронизация включает такие проблемы, как джиттер линии передачи и плотность единиц. Эти проблемы решаются на уровне требований к тактовым генераторам и системам передачи.

Синхронизация на уровне канальных интервалов (time slot) настраивает приемник и передатчик таким образом, чтобы канальные интервалы могли быть идентифицированы для извлечения данных. Это достигается путем использования фиксированного формата кадра для разделения байтов. Основными проблемами синхронизации на уровне канальных интервалов являются время изменения кадра и обнаружение срыва кадровой синхронизации.

Кадровая синхронизация вызвана необходимостью согласования по фазе передатчика и приемника таким образом, чтобы можно было идентифицировать начало кадра. Кадром в сигнале Е1 является группа битов, состоящая из тридцати байтов (канальных интервалов) и одного импульса кадровой синхронизации. Время кадра равно 125 микросекундам. Канальные интервалы связаны с пользователями конкретных (телефонных) каналов связи. Любая цифровая сеть связи, в которой работают системы передачи и коммутации потоков информации, для обеспечения надежности и качества своего функционирования имеет систему текстовой сетевой синхронизации (ТСС). К таким сетям относятся сети синхронной (СЦИ) и плезиохронной (ПЦИ) цифровой иерархии. Система ТСС на цифровой сети осуществляет согласование шкал времени всех нуждающихся в синхронизации устройств этой сети, чтобы избежать или свести к минимуму "проскальзывание" цифрового сигнала. "Проскальзывание" - исключение или повторение в цифровом сигнале одного или нескольких бит, происходящих вследствие различия в скоростях записи и считывания буферных устройств.

Цель синхронизации цифровых сетей связи - получить минимально возможное число "проскальзываний" (слипов) за выбранный интервал времени. Существуют две основные

причины возникновения проскальзываний. Первая причина - отсутствие частоты синхронизации из-за потери связи между генераторами, приводящее к различию тактовых частот. Вторая причина - фазовые сдвиги либо в линиях связи (такие, как джиттер и вандер), либо между первичным и ведомым генераторами. Это равносильно установке наилучшего возможного хронирующего источника (таймера) на всех узлах сети. Такую задачу можно упростить, если установить один высокоточный таймер в одном из центральных узлов сети и транслировать его показания в другие узлы сети.

Система такого распределения основана на иерархической схеме: от первичного эталонного генератора ПЭГ (PRS) сигналы распределяются по сети ко вторичным эталонным генераторам ВЭГ (SRC), а от них далее к таймерам местного узла (LNC).

Существуют четыре режима синхронизации цифровых систем связи:

синхронный (в идеале нет "проскальзываний"). В этом режиме все задающие генераторы сети должны быть синхронизированы от одного PRC. Это нормальный режим работы в зоне одного оператора;

псевдосинхронный (точность установки частоты 10-11 G.811 и не более одного "проскальзывания" за 70 суток). Этот режим, при котором не все задающие генераторы синхронизированы от одного и того же PRC, используется для работы на международной сети и сети взаимодействующих операторов.

плезиохронный (точность установки частоты 10-3 G.811 и не более одного "проскальзывания" за 17 ч). В плезиохронном режиме трасса синхронизации и аварийные альтернативы для одного или более генераторов на случай аварии в сети должны отключаться. Задающий генератор должен входить в режим отключенных данных или в автономный режим;

асинхронный (точность установки частоты 10-5 и не более одного "проскальзывания" за 7 с) режим соответствует ситуации, когда происходят большие сдвиги частоты и задающие генераторы работают в автономном режиме. Сети SDH не нужно поддерживать трафик.

В технологии SDH применяется два основных метода синхронизации узловых задающих генераторов: синхронизация "главный - ведомый" и взаимная.

Синхронизация "главный - ведомый" использует иерархию задающих генераторов, в которой каждый уровень синхронизируется по эталону высокого уровня. В иерархии синхронизации данного метода имеется четыре уровня задающих генераторов по качеству:

первичный эталонный генератор (PRC);

ведомый генератор (транзитный узел);

ведомый генератор (местный узел);

задающий генератор мультиплексора SDH (SEC).

На рисунке 5.1 изображена схема синхронизации линейной цепи

Рисунок 5.1 Схема синхронизации линейной цепи

При линейной цепи ПЭГ (первичный эталонный генератор) установленный на главной станции В вырабатывает частоту синхронизации 2,048 Мбит/с и подается на вход мультиплексора, далее этот сигнал в линейном спектре 2500 Мбит/с поступает на станции С и Б. Станция С подает синхронизацию на станцию Д, станция Д передает его на ст. Г, ст. Б передает синхросигнал на ст. А и ст.е.

На рисунке 5.2 изображена схема синхронизации топологии кольцо

Рисунок 5.2 Схема синхронизации топологии кольцо.

При схеме кольцо ПЭГ (первичный эталонный генератор) установленный на главной станции В вырабатывает частоту синхронизации 2,048 Мбит/с и подается на вход мультиплексора, далее этот сигнал в линейном спектре поступает на станцию Б и Г, а затем через станцию Б на станции А и Е, через станцию Г на станцию Д.

6. Разработка схемы восстановления синхронизации при аварии

Рисунок 6.2 - Схема синхронизации при аварии на участке С-Д схемы "кольцо"

На цифровой первичной сети может применяться аппаратура нескольких производителей, поэтому основным условием выбора является совместимость. Кроме этого необходимо учесть еще ряд критериев при выборе аппаратуры:

требуемая скорость передачи в проектируемой сети;

необходимое резервирование сети;

возможность расширения сети без перерыва трафика;

функциональная полнота семейства аппаратуры;

возможность интеграции различных видов трафика;

доступная цена.

Среди российских и зарубежных фирм-производителей аппаратуры SDH можно выделить группу наиболее крупных поставщиков оборудования: Marconi, NEC, Nokia, Nortel, Siemens.

Комплектацию оборудования всех сетевых элементов произведем на основе мультиплексора hiT7070. Данный мультиплексор является продукцией фирмы "Siemens".

Система SURPASS hiT 7070 представляет собой мультисервисную транспортную платформу многоцелевого назначения с функциями ввода/вывода, терминала и кросс-соединений для универсальной установки на всех уровнях сети. Система осуществляет транспортировку информационных сигналов и стандартного речевого трафика через одну платформу. Для передачи данных используются такие технологии, как общая процедура кадровой синхронизации и устойчивое пакетное кольцо в сочетании с надежностью и качеством обслуживания.

Благодаря гибкости этой платформы, существует множество областей применения сетевых элементов SURPASS hiT 7070 на различных транспортных уровнях:

· Локальный: узкополосный уровень доступа.

· Региональный: широкополосный городской уровень.

· Национальный: широкополосный междугородный уровень.

Плата IF2M выполняет обработку потока 2 Мбит/с. На каждой плате имеется 63 порта 2 Мбит/с. В направлении приема плата IF2M получает входящий контейнер VС-12 из коммутационной матрицы низкого порядка. Полезная нагрузка извлекается и прео бразуется в исходящие потоки. В направлении передачи эта плата выполняет преобразование 2 Мбит/с потоков в контейнер VС-12 и генерирует соответствующий заголовок тракта. Плата IF2M используется только в сочетании с блоком подключения и резервирования линий (LSU).

Блок LSU выполняет функции линейного окончания и переключения на резерв в сочетании с платами IF2M. При отказе рабочей платы IF2M в блоке LSU замыкается реле. В результате этого пользовательский трафик передается через резервную шину в резервную плату. Блок LSU имеет 32 порта, поэтому для каждой рабочей платы IF2M требуется две платы

Центральный тактовый генератор (CLU) является источником синхронизации оборудования внутри системы SURPASS hiT 7070. Он отвечает за функцию локальной синхронизации и генерирует внешний тактовый сигнал.

Коммутационная матрица SF2G5 обеспечивает преобразование 16 каналов SТМ-1 в поток 2,5 Гбит/с.

Плата IFS2G5 предназначена для преобразования потоков входящего трафика из оптической формы в электрическую. Плата IFS2G5может быть оборудована максимум четырьмя модулями SТМ-16. Плата IFS2G5 представляет собой однопортовый SТМ-16-интерфейс.

Плата IFS10G5 предназначена для преобразования потоков входящего трафика из оптической формы в электрическую. Плата IFS2G5может быть оборудована максимум четырьмя модулями SТМ-64.

SCOH - главный контроллер системы. Он осуществляет контроль и управление всеми компонентами сетевого элемента. Плата контроллера SCOH соединена с микроконтроллерами всех плат через внутреннюю систему связи. Принцип гибкого текущего контроля, который основан на программном управлении, обеспечивает легкую и быструю адаптацию к различным запросам пользователей. Кроме этого в блоке SCOH имеется пользовательский интерфейс EOW для организации канала служебной связи.

Панель аварийной сигнализации (NEAP) содержит светодиоды для напряжения питания (UBAT), аварийных сигналов оборудования, коммуникационных аварийных сигналов (СОМ-АL). Для выключения аварийных сигналов используется кнопка АСО-В. Помимо этого, панель NEAR содержит интерфейсы управления QP2 и F.

В оборудовании SURPASS hiT 7070 предусмотрена функция аварийного выключенилазера в случае сбоя сигнала в оптическом приемнике. После выхода поврежденной линии связи из работы, лазер периодически включается каждые 100 секунд.

При получении правильного сигнала, лазер переводится в непрерывный режим. После отключения лазера, вызванного полным отказом электропитания, лазерный передатчик включается принудительно. Для обеспечения максимальной надежности сети предусмотрены современные механизмы переключения на резерв.

В оборудовании SURPASS hiT 7070 поддерживаются функции резервирования: резервирование трафика и и резервирование оборудования) С помощью одного подстатива SURPASS hiT 7070 SC можно организовать 252 потока со скоростью 2 Мбит/с. Характерной особенностью эксплуатации SURPASS hiT 7070 является то, что гибкая архитектура hiT 7070 позволит использовать платформу в будущем, модернизируя коммутационную емкость матрицы и линейную скорость. Так как на станции В необходимо организовать 216 ПЦТ, поэтому установим один hiT 7070 SC (один может вывести с помощью полки PDH 252 потока).

Рисунок 7.1 - Комплектация главной станции

Заключение