Генераторы оборудования синхронной цифровой иерархии SEC

Оборудование синхронной цифровой иерархии содержит подчиненные генераторы SEC, синхронизируемые первичным эталонным генератором. При нарушении синхронизации генераторы переходят в режим удержания, далее следует режим свободных колебаний или несинхронизированный режим. Характеристики этих генераторов выбираются таким образом, чтобы были выполнены требования в отношении джиттера в сети SDH для компонентных плезиохронных потоков. В G.813 приводятся две версии генераторов SEC.

Генераторы SEC первой версии применяются в сети SDH, оптимизируемой для плезиохронных цифровых потоков европейской иерархии.

Генераторы SEC второй версии применяется в сети SDH, оптимизируемой для плезиохронных цифровых потоков 1544, 6312 и 44736 кбит/с.

В несинхронизированном режиме точность выходной частоты генераторов SEC первой версии по абсолютному значению не должна быть больше, чем 4,6 ppm по отношению к частоте PRC. Это требование должно выполняться в течение определенного интервала времени, длительность которого изучается.

В несинхронизированном режиме точность выходной частоты второго варианта SEC по абсолютному значению не должна быть больше, чем 20 ppm. Однако при этом не гарантируется выполнение требований к характеристикам полезной нагрузки в сети SDH при относительном отклонении частоты более 4,6 ppm. При минимальной точности частоты в сети должны поддерживаться функции оперативного управления OAM.

Далее приведены некоторые характеристики различных версий генераторов оборудования SDH. Вандер и джиттер характеризуют выходной сигнал хронирования в условиях, когда входной сигнал представлен идеальным эталонным сигналом хронирования или генератор сигнала находится в режиме удержания. В табл. 5.6 и 5.7 приведены предельно допустимые значения максимальной ошибки временного интервала для двух версий генераторов в режиме синхронизации при постоянной температуре.

Таблица 5.6

Генерация вандера, выраженного в МTIE, для первой версии генераторов SEC

Предельное значение MTIE, нс	Интервал наблюдения , с
	0,1 < £ 1
	1 < £ 100
	100 < £ 1000

Таблица 5.7

Генерация вандера, выраженного в МTIE, для второй версии генераторов SEC

Предельное значение MTIE, нс	Интервал наблюдения , с
	0,1 < £ 1
	0,1 < £ 10
	10 < £ 1000

Основные характеристики сигналов хронирования не зависят от скорости в выходном интерфейсе. Но в отношении генерации джиттера необходимо указывать скорости сигналов в интерфейсах сигналов, поскольку требования к допустимым значениям джиттера различны для разных скоростей. В табл. 5.8 и 5.9 приведены допустимые значения джиттера в выходных интерфейсах хронирования, измеренные в течение времени, равного 60 с, в отсутствие входного джиттера.

Таблица 5.8

Генерация джиттера для первой версии генераторов SEC

Таблица 5.9

Генерация джиттера для второй версии генераторов SEC

Допуски на фазовые дрожания в интерфейсах хронирования определяют пределы сети. Предел сети определяется самым большим накоплением вандера и джиттера в сети распределения сигналов хронирования. При этом на входе любого элемента в сети синхронизации джиттер и вандер не должны превышать значений, определенных как предел сети.

В табл. 5.10 приведены допуски на входной вандер для первой версии генераторов SEC, выраженные в предельных значениях MTIE.

Таблица 5.10

Допуски на входной вандер для первой версии генераторов SEC

Предельное значение MTIE, мкс	Интервал наблюдения , с
0,25	0,1 < £ 2,5
0,1	2,5 < £ 20
	20 < £ 400
0,005	400 < £ 1000

В оборудовании SDH генераторы SEC могут быть подключены с использованием следующих входных и выходных интерфейсов:

интерфейс 1544 кбит/с;

внешний интерфейс 2048 кГц;

интерфейс 2048 кбит/с;

интерфейсы трафиков STM-N.

6. ФАЗОВЫЕ ДРОЖАНИЯ,
ВНОСИМЫЕ СИНХРОННОЙ АППАРАТУРОЙ

В цифровых сетях типовых каналов и трактов при асинхронном способе передачи цифровых сигналов используются следующие методы:

кодирование амплитуды импульсов;

кодирование длительности импульсов;

кодирование скорости компонентных цифровых сигналов.

Кодирование скорости зависит от вида компонентного сигнала. Если компонентный сигнал на входе в сеть представляет собой сплошной поток данных, то выполняется цифровая коррекция или цифровое выравнивание с управляемыми вставками. Если же компонентный поток характеризуется циклом, то выполняется цифровая коррекция по прямой линии.

Схемы устройств ввода и вывода цифровых асинхронных сигналов при передаче по цифровым каналам с использованием метода кодирования скорости приведены в [1]. Там же приведены описания процессов ввода и вывода или процессов кодирования скорости для цифрового выравнивания с управляемыми вставками и для цифрового выравнивания по прямой линии с обработкой указателей.

6.1. Фазовые дрожания компонентных сигналов в трактах SDH,
вызываемые асинхронным отображением

В SDH сигналы виртуальных контейнеров формируются с использованием процедуры отображения (mapping) с цифровой коррекцией с управляемыми вставками из сплошных потоков данных или информационных компонентных потоков в том случае, если компонентные сигналы являются асинхронными по отношению к сигналам мультиплексора SDH.

Для анализа процедуры отображения могут быть использованы следующие параметры:

ТZ – длительность цикла виртуального контейнера;

NZ – общее количество битов в цикле виртуального контейнера;

а (ррm) – погрешность скорости компонентного потока в миллионных долях номинального значения.

Фактическая скорость компонентного сигнала С _факт определяется через номинальную скорость С _ном формулой

Для безызбыточного двоичного сигнала численные значения скорости и тактовой частоты одинаковы, тогда частота записи в эластичную память устройства ввода цифровых асинхронных сигналов при передаче по цифровым каналам с использованием цифрового выравнивания с управляемыми вставками равна тактовой частоте компонентного сигнала:

Длительность тактового интервала входного сигнала равна

Частота считывания из эластичной памяти этого устройства определяется тактовой частотой сигнала виртуального контейнера. Так как стабильность частоты виртуального контейнера значительно выше стабильности частот компонентных потоков, для расчетов можно допустить, что погрешность этой частоты равна нулю.

Виртуальный контейнер заполняется информационными битами по различным картам MAPn, которые определяются числом информационных битов в его цикле.

В сигнале виртуального контейнера предусмотрены постоянные тактовые интервалы для информационных битов и управляемых вставок. Управляемые вставки могут быть либо информационными, либо балластными. В обозначение номера карты входит количество балластных битов на тактовых интервалах управляемых вставок. Для каждой карты можно рассчитать количество информационных битов по формуле

(NZ_инф – n),

где NZ_инф – максимальное количество информационных битов в цикле контейнера, обычно это соответствует заполнению контейнера по MAP0.

Для расчетов будем считать, что погрешность тактовой частоты компонентного потока постоянна во времени.

Допустим, что заполнение виртуального контейнера начинается с той карты, при которой частота компонентного потока равна номинальной.

Расхождение фаз распределителей считывания и записи за один цикл при заполнении виртуального контейнера по карте MAPn может быть рассчитано по формуле

(6.1)

Пороговые значения временного детектора (ВД) в устройстве ввода асинхронных сигналов или в кодере равны:

0; ,

где ES – количество битовых ячеек в эластичной памяти.

Разность последовательности считывания из эластичной памяти и последовательности записи в эластичную память должна быть больше порога ВД, равного 0 и соответствующего опустошению эластичной памяти, и меньше порога, равного , который соответствует переполнению эластичной памяти.

Цифровая коррекция будет выполнена при заполнении контейнера по карте MAPn по истечении Х 1 циклов, когда расхождение фаз последовательностей считывания и записи, подключенных к одной ячейке эластичной памяти, будет равно пороговому значению временного детектора.

Если погрешность частоты компонентного сигнала равна нулю, то при заполнении контейнера по карте, обеспечивающей номинальную скорость компонентного потока,

Для асинхронных компонентных потоков величина погрешности не равна нулю и имеет значение больше или меньше нуля. Примем величину погрешности больше нуля, тогда цифровая коррекция выполняется, когда

(6.2)

Если же величина погрешности частоты меньше нуля, то цифровая коррекция выполняется при условии

(6.3)

Величины количества циклов (Х) по данным расчетов следует округлять в большую сторону до ближайшего целого значения.

После цифровой коррекции заполнение виртуального контейнера будет выполняться по другой карте. Номер следующей карты может быть рассчитан по формуле

(6.4)

где – первая производная фазовых дрожаний по времени; – знаковая функция, которая равна 1 при положительном аргументе и равна –1 при отрицательном аргументе.

Следующий интервал времени до момента цифровой коррекции может быть рассчитан в величинах циклов (Х 2) из формулы (при условии, что количество циклов до момента первой коррекции было рассчитано из (6.2))

(6.5)

после подстановки из (6.2)

(6.6)

Если же значение количества циклов до момента первой корреции было получено из (6.3), то для расчета количества циклов до момента второй цифровой коррекции необходимо использовать следующие формулы:

(6.7)

(6.8)

Для расчетов количества циклов до момента третьей цифровой коррекции необходимо добавить в (6.5) или (6.7) еще одно слагаемое. Но можно пользоваться более простыми соотношениями, которые могут быть получены на основании приведенных выше (6.5)–(6.8).

Результаты расчета позволяют построить временную зависимость фазовых дрожаний на входе ВД при отображении компонентного сигнала в виртуальный контейнер. При этом по оси абсцисс можно отложить в линейном масштабе либо количество циклов между моментами цифровой коррекции, либо время, а по оси ординат – величину расхождения последовательностей считывания из эластичной памяти и записи в эластичную память на входе ВД.

При постоянном значении погрешности скорости компонентного сигнала формирование сигнала виртуального контейнера выполняется в установившемся режиме по двум картам. При этом момент перехода к заполнению виртуального контейнера по карте с большей пропускной способностью может быть назван отрицательной цифровой коррекцией, а момент перехода к заполнению виртуального контейнера по карте с меньшей пропускной способностью – положительной цифровой коррекцией.

Без учета сглаживания (smoothing) на приеме максимальная величина фазовых дрожаний равна одному тактовому интервалу в момент выполнения цифровой коррекции.

Величина фазовых дрожаний из‑за цифровой коррекции с управляемыми вставками проявляется при демультиплексировании сигнала и называется джиттером отображения.

Приведем пример расчета временной зависимости фазовых дрожаний при асинхронном отображении сигнала Е4 в VC-4.

По структуре цикла VC-4 можно рассчитать пропускную способность тракта этого контейнера и параметры карт. Данные приведены в табл. 6.1.

Общее количество битов в VC-4 – 18792, скорость сигнала VC-4 – 150336 кбит/с. Допустим, погрешность скорости , размер эластичной памяти ES = 8.

Заполнение сигнала VC-4 начинается по карте MAP7:

Пороговое значение временного детектора , тогда количество циклов до момента первой цифровой коррекции из (6.2)

.

Далее заполнение VC-4 осуществляется по карте MAP6

Пороговое значение ВД равно 0, количество циклов до момента второй цифровой коррекции из (6.5)

Далее заполнение контейнера выполняется опять по карте MAP7.

Таблица 6.1

Параметры VC-4

6.2. Фазовые дрожания компонентных потоков в трактах SDH,
вызываемые процедурой обработки указателей

В технологии SDH отсутствует фазирование между циклами виртуальных контейнеров низкого порядка по отношению к трактовым заголовкам контейнеров высокого порядка и между циклами виртуальных контейнеров высокого порядка и циклами синхронных транспортных модулей. В связи с этим при записи сигналов виртуальных контейнеров в TU-n или AU-n используются указатели (Pointer PTR).

В синхронной аппаратуре предусмотрена возможность изменения значений указателей. Эта процедура осуществляется при использовании цифровой коррекции по прямой линии (aligning). При отрицательной цифровой коррекции величина значения указателя уменьшается, при положительной цифровой коррекции она увеличивается. В случае если величина значения указателя не изменяется, цифровая коррекция называется нулевой. Величина фазовых дрожаний из-за изменения значений указателей вместе с фазовыми дрожаниями, вызываемыми процедурой асинхронного отображения компонентных сигналов в виртуальные контейнеры, называется комбинированным джиттером, вносимым синхронной аппаратурой.

Рассмотрим процедуру обработки указателей при записи сигналов VC-n в TU-n (n = 11, 12, 2, 3), а также VC-n в AU-n (n = 3, 4).

Запись в эластичную память кодера выполняется с тактовой частотой сигналов виртуальных контейнеров с допустимой величиной погрешности. Считывание из эластичной памяти ведется с тактовой частотой сигналов TU-n или AU-n. Погрешность частоты считывания будем считать равной нулю. Пороговые значения временного детектора выбраны равными

0;

где ES – размер эластичной памяти в байтах.

Введем следующие обозначения:

jitter – расхождение фаз последовательности считывания из эластичной памяти и последовательности записи в эластичную память за один цикл;

– количество битов в циклах TU и AU;

– тактовые частоты считывания TU и AU;

Х – число циклов между моментами коррекции.

Тогда

(6.9)

Если погрешность частоты входного сигнала положительная, то цифровая коррекция по прямой линии выполняется через количество циклов, которое может быть рассчитано из формулы

(6.10)

Расхождение фаз после изменения значения указателя на единицу равно

где M = 8 при формировании TU и M = 24 при формировании AU.

Если погрешность частоты входного сигнала отрицательная, то для расчетов значений количества циклов между моментами цифровой коррекции может быть использована формула

(6.11)

Расхождение фаз последовательностей считывания и записи после цифровой коррекции, т. е. после изменения указателя на единицу, равно

Обозначим первоначальное значение указателя или пойнтера PTR, тогда после коррекции величина пойнтера (PTR1) определяется выражением

после момента второй коррекции –

(6.12)

и т. д. Количество циклов до момента второй коррекции можно рассчитать по формуле

(6.13)

или по формуле

(6.14)

Для компонентного сигнала в тракте виртуального контейнера временная зависимость фазовых дрожаний может быть построена следующим образом. Допустим, что тактовая частота или скорость сигнала виртуального контейнера постоянна и может быть рассчитана с учетом заданной погрешности или нестабильности. Тактовые частоты сигналов TU и AU равны номинальным. Допустим, что отсутствуют фазовые дрожания из-за асинхронного отображения, а также из-за большого числа причин, которые всегда существуют и учитываются в реальных трактах.

Максимальная величина фазовых дрожаний при изменении значения пойнтера для разных трактов зависит от размерности его величины. Изменение пойнтера на единицу при записи сигнала VC-4 в сигнал AU-4 соответствует смещению на три байта, для всех других сигналов – на один байт. Поэтому по оси ординат следует отложить максимальную величину фазовых дрожаний (в единицах времени), равную:

для VC-4 – 3×8×Т;

для других сигналов – 1×8×Т,

где Т – длительность номинального такта компонентного сигнала.

По оси абсцисс в масштабе времени или количествах циклов следует отложить величины, рассчитанные по (6.10), (6.11), (6.13), (6.14). Формулы для расчета количества циклов до моментов третьей, четвертой и пятой цифровых коррекций следует вывести самостоятельно. График должен содержать не менее пяти интервалов между моментами цифровой коррекции. Для каждого интервала по (6.12) необходимо рассчитывать и указывать рядом с соответствующими интервалами значения указателя.

Поиск по сайту: