Проектирование системы тактовой сетевой синхронизации

Эквивалентная длина волокна 80 км.

ООСШ  на участке  станет 38,17 Дб, =45,92

При штрафе оптической мощности не более 0,5 дБ значение ПМД не должно превышать 0,2 тактового  интервала. Длительность тактового  интервала:

 

а ПМД  на участке максимальной протяженностью 428 км:

 

что соотетствует выполнению неравенства:

 

Для предложенной структурной схемы оптического  линейного тракта не будет превышать  требуемого значения BER=

 

 

5 Расчет норм на  параметры качества проектируемой  сети

 

В данном разделе курсового  проекта нам необходимо  рассчитать долговременные и оперативные нормы  на параметры ESR, SESR, BBER, параметры ошибок, соответствующие оперативным нормам, определить максимальное значение коэффициента битовых ошибок, допустимое в соответствии с рассчитанными долговременными  нормами. Коэффициент ошибок является одной из важнейших характеристик  цифровой линии передачи. Он может  существенно изменяться в зависимости  от затухания тракта передачи и определяется его величиной на худшем участке линейного тракта (участке наибольшей длины). Исходя из вышесказанного, расчет норм на параметры качества  и коэффициента битовых ошибок будем проводить на участке    Витебск – Шумилино – Полоцк – Браслав – Шарковщина – Глубокое – Бешенковичи протяженностью 474 км.

Доли долговременных и  оперативных норм на параметры качества определяются в зависимости от типа группового тракта и его протяженности. Для нахождения долей долговременных C_L и оперативных D_L норм на показатели ошибок в зависимости от округленных длин реальных линий необходимо воспользоваться данными, представленными в таблицах 5.1 и 5.2. В таблице 5.2  L – округленная протяженность участка сети, L_Нi – номинальная протяженность соответствующего участка.

Округление длин линии (в  большую сторону) производится по следующим  правилам:

– для линий магистрального участка с точностью 250 км при L < 1000 км и 500 км при L > 1000 км;

– для линий внутризоновых  первичных сетей с точностью 50 км при L < 200 км и 100 км при L > 200 км;

– округление длины линий  в местных первичных сетях  проводится с точностью 20 км;

– длины линий абонентской  сети не округляются: на каждую линию  доля норм берется непосредственно  из таблицы 5.1.

 

Таблица 5.1 – Доли долговременных норм на показатели ошибок

Вид тракта	Длина линии	Доля нормы  CL
Абонентская линия	––	0,15
Местная первичная сеть	L≤100 км	0,075∙L/LН1
Внутризоновая первичная сеть	L≤600 км	0,075∙L/LН2
Магистральная первичная сеть	L≤12500 км	0,2∙L/LН3

 

Таблица 5.2 – Доля от оперативных норм для трактов VC-n в зависимости от длины

Контролируемый участок, км	Доля от суммарных норм (DL)
L<500	0,02
500<L<1000	0,03
1000<L<2500	0,04
2500<L<5000	0,06
5000<L<7500	0,08
7500<L	0,10

 

Долговременные нормы  рассчитаем по следующим формулам:

                                          A_ESR=C_LESR, (5.1)

                                   A_SESR=½C_LSESR,        (5.2)

                                      A_BBER=C_LBBER (5.3)

Эталонные нормы APO (Allocated Performance Objective) на параметры ошибок ES и SES определяются по найденным значениям оперативных норм для соответствующих показателей ошибок при заданной длительности измерений Т (одни сутки или 86400 с). Вычислим долю распределения норм на параметры качества в виде количества событий по формулам:

                               AРО_ESR=D×T×ESR, (5.4)

                              AРО_SESR D×T×SESR,        (5.5)

Значения норм, соответствующие первоначальному вводу в эксплуатацию тракта (BISPO – bringing-inlo-servise performance objеctive) и пороговые нормы безусловного ввода в эксплуатацию (S). Определим пороговое значение за период наблюдения для соответствующего вида эксплуатационного контроля:

                                         BISPO=k×АPO                                                      (5.6)

где  k – коэффициент, принимается равным 1, в случае эталонной нормы, и равным 0,5, в случае первоначального ввода тракта в эксплуатацию.

Пороговое значение S (пороговая норма безусловного ввода в эксплуатацию) определяются как:

                                       S= BISO – .                                             (5.7)

Нормы на показатели ошибок возьмем, исходя из таблицы 5.3.

 

Таблица 5.3 – Распределение норм на показатели ошибок

Скорость передачи, Мбит/с		до 1,5	1,5…5,0	5…15	15…55	55…160
Канал, тракт		Е0	Е1,VC-12	Е2,VC-2	Е3,VC-3	Е4,VC-4
Размер блока		––	800-5000	2000-8000	4000-20000	6000-20000
Долговре-менная норма	ESR	0,08	0,04	0,05	0,075	0,16
	SESR	0,002	0,002	0,002	0,002	0,002
	BBER	––	3∙10-4	2∙10-4	2∙10-4	2∙10-4
Оперативная норма	ESR	0,04	0,02	0,025	0,0375	0,08
	SESR	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001

 

На основе рассчитанных норм определим допустимый коэффициент  ошибок в трактах проектируемой  сети, при котором обеспечиваются долговременные нормы показателя качества. Результаты расчетов сведем в таблицу 5.4.

При расчетах воспользуемся  предположениями:

• в цифровом линейном тракте время неготовности канала пренебрежимо мало по сравнению со временем измерений;
• при малых значениях коэффициента ошибок число секунд с ошибками  практически равно числу кодовых ошибок (учтем при расчете коэффициента ошибок для ESR);
• одним из условий регистрации событий SES является наличие более 30 % блоков с ошибками (в соответствии с рекомендацией G.856) (учтем при расчете коэффициента ошибок для SESR);
• для тракта характерно равномерное появление ошибок;
• число блоков с фоновыми ошибками BBE не превышает число кодовых ошибок за интервал измерений (учтем при расчете коэффициента ошибок для BBER).

Значение коэффициента ошибок для ESR определяется как:

                                               (5.8)

где    число ошибок, зафиксированное за время измерения ;

* бит/c

Значение коэффициента ошибок  для ESR определяется как:

                                                          (5.9)

Где длительность блока, мкс

 

Значение коэффициента ошибок  для BBER определяется как:

                                                                             (5.10)

Рассчитаем значения коэффициентов ошибок:

 

 

 

Допустимый коэффициент  ошибок проектируемой сети, при котором  обеспечиваются долговременные нормы  показателя качества рассчитывается как  :

                  (5.11)

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.4 - Результаты расчетов

Параметр	Условное обозначение	Значение
Участок	Витебск -Бешенковичи	1-11-8-4-12-5-3
Протяженность участка, км	L	474
Долговременные нормы на показатели ошибок для УЭТ	ESR	0,04
	SESR	0,002
	BBER	0,0003
Оперативные нормы на показатели ошибок для УЭТ	ESR	0,02
	SESR	0,001
Доля долговременной нормы	CL	0,05925
Доля оперативной нормы	DL	0,02
Долговременные нормы	AESR	0,00237
	ASESR	0,00005925
	ABBER	0,00001775
Эталонные нормы RPO	АРОESR	70
	АРОSESR	4
Норма, соответствующая первоначальному  вводу тракта в эксплуатацию	BISPОESR	35
	BISPОSESR	2
Пороговые нормы	SESR	24
	SSESR	0
Допустимое значение коэффициента битовых ошибок	Kош

 

6 ПРОЕКТИРВАОНИЕ СЕТИ ТАКТОВОЙ  СЕТЕВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ

 

В цифровых системах передачи и системах коммутации все операции по обработке сигналов должны выполняться в строгой  последовательности во времени и  синхронно. Только в этом случае переданные сигналы попадут на отведенные им временные позиции и в свои каналы.

В технологии электросвязи существует четыре основных понятия синхронизации: тактовая, фазовая, цикловая и временная. Из них тактовая синхронизация является наиболее важным типом синхронизации, суть её заключается в согласовании по частоте задающих генераторов всех цифровых устройств, работающих на сети. Если во всех устройствах скорости передачи с высокой точностью равны скоростям приёма, то при передаче информации не будет возникать потери информации из-за периодических проскальзываний. В современных цифровых сетях тактовая синхронизация обеспечивается системой тактовой сетевой синхронизации (ТСС). Система ТСС должна обеспечивать устойчивую работу всех задающих генераторов, установленных на сети. Основным режимом функционирования сети в идеале должен быть синхронный режим, при котором обеспечиваются хорошие условия передачи сообщений, но возможны и другие режимы функционирования сети, определяемые принципами построения и организацией ТСС. В соответствии с Рекомендацией G.803 МСЭ-Т определены четыре режима работы цифровой сети: синхронный, псевдосинхронный, плезиохронный и асинхронный.

Для реализации полностью синхронной сети используется, в основном, принудительный способ синхронизации, причём способы типа «ведущий – ведомый» оказываются  наиболее рентабельными. Первым «ведущим»  при этом является задающий генератор  в автономном режиме, а «ведомым» - генератор с принудительной синхронизацией. От второго генератора синхросигнал передаётся следующему и т. д. Таким  образом, образуется цепь генераторов, в начале которой находится автономный.

При построении сетей с принудительной синхронизацией используют ведущие генераторы очень  высокого качества, обеспечивающего  точность установки и поддержания  частоты не хуже 1∙10^-11. Это необходимо для обеспечения синхронного или псевдосинхронного режима работы на стыках этих сетей. Такие генераторы называются первичными эталонными генераторами (ПЭГ), составляющими аппаратуру первого уровня иерархии сети синхронизации.

От ПЭГ  должны синхронизироваться, непосредственно  или через другие промежуточные  пункты, все входящие в сеть узлы, станции и другие сетевые элементы. Каждый сетевой элемент имеет  встроенный задающий генератор –  генератор сетевого элемента (ГСЭ). Распределение синхросигналов к  отдельным сетевым элементам (системам передачи, цифровым электронным автоматическим телефонным станциям и др.) осуществляется через несколько последовательно  включенных вторичных (или ведомых) задающих генераторов (ВЗГ). Это аппаратура второго уровня иерархии, предназначенная  для восстановления синхросигнала, распределения его на необходимое  число выходов, а также для  поддержания последнего значения частоты  синхросигнала в заданных пределах при пропадании внешних эталонных  сигналов. Функциональные схемы ВЗГ  и ГСЭ представлены на рисунках 6.1 и 6.2.

 

Рисунок 6.1 – Функциональная схема ВЗГ

 

Рисунок 6.2 – Функциональная схема ГСЭ

На рисунках 6.1 и 6.2 приняты следующие обозначения:

Т0 –  внутренний опорный сигнал синхронизации  сетевого элемента;

Т1 –  сигнал синхронизации, извлечённый  из компонентного сигнала STM-N;

Т2 –  сигнал синхронизации, извлечённый  из сигнала 2,048 Мбит/с;

Т3 –  внешний сигнал синхронизации;

Т4 –  внешний выход синхронизации.

Схема синхронизации  имеет древовидную форму без  замкнутых колец. Разветвление происходит в каждом узле, где установлен ВЗГ. От ВЗГ синхросигналы воздействуют на ГСЭ. В случае ухудшения параметров всех входных эталонных синхросигналов в ГСЭ используется внутренний собственный задающий генератор, который запоминает приблизительное значение частоты входного сигнала и удерживает его некоторое время.

 

 

_{Рисунок 6.3 – Архитектура сети синхронизации}

 

_{На  рисунке 6.3 PRC (Primary Reference Clock) – первичный эталонный генератор, SSU (Synchronization Supply Init) – ведомый задающий генератор, SEC (SDH Equipment Clock) – генератор оборудования синхронной цифровой иерархии или внутренний генератор оборудования.}

_{Опорная цепь сети синхронизации  показана на рисунке 6.4. Сигнал синхронизации  распределяется от PRC ко всем генератором в цепи. При этом рекомендацией G.803 выработаны рекомендации о формировании эталонной цепи синхронизации, для которой формулируются следующие требования:}

_{1. количество SSU должно быть не более 10;}

_{2. количество SEC должно быть не более 60, при этом между двумя SSU должно быть не более 20 последовательно включенных SEC.}

 

_{Рисунок 6.4 – Опорная цепь сети синхронизации}

_{Статус  сигнала синхронизации  передается в заголовке  мультиплексной секции (биты 5-8 байта S1):}

_{0000 – качество PTS (G.811);}

_{0100 – качество SSU (G.812);}

_{1000 - качество SSU (G.812);}

_{1011 – синхронизация  от внутреннего  источника;}

_{1111 – не использовать  для синхронизации.}

_{Исходными данными при проектировании ТСС являются существующая схема транспортной сети, данные об установленном  оборудовании на сети, схема развития сети и точки и классы подключения к базовой сети синхронизации.}

В проектируемой  сети организация синхронизации  будет осуществляться по топологии  «точка-точка». На АМТС сигнал поступает  непосредственно от PRC г. Минска. Для каждого районного центра АМТС формирует свой сигнал синхронизации: параллельная передача от SSU АМТС к каждому районному центру.