Канальный уровень тракта Е1

Структура цикла и сверхцикла. Цифровой поток, передаваемый по сети, имеет стандартную логическую структуру - цикл (frame). Такая структура обеспечивает процедуры мультиплексирования и демультиплексирования, а также передачу служебной информации (управляющей, встроенной диагностики).

Поток Е1 по своей структуре может быть: неструктурированным, с цикловой структурой, с цикловой и сверхцикловой структурой.

Неструктурированный поток не разделен на канальные интервалы (обычно это каналы 64 Кбит/с).

Поток с цикловой структурой разделен на 32 канальных интервала от 0 до 31. Структура цикла определена Рекомендацией G.704 и приведена на рис. 3.10. Как видно из рисунка, цикл имеет длину 256 бит, каждый канальный интервал КИ имеет 8 бит, скорость с которой передается каждый бит, составляет 8000 Гц. Таким образом, скорость в каждом канальном интервале КИ составляет 8 бит х 8000 Гц = 64 000 Гц.

Сигнал FAS (Frame Alignment Signal) является сигналом цикловой синхронизации и передается в нулевом канальном интервале КИО нечетных по порядку следования циклов, т.е. циклов с номерами 0, 2, 4, ... Сигнал NFAS передается в КИО четных циклов - 1, 3, 5, ...

Распределение бит с 1 по 8 в цикле приведено в табл. 3.2.

Поток с цикловой и сверхцикловой структурой представляет собой объединение 16 циклов, пронумерованных от 0 до 15, в один сверхцикл (Multi frame), как показано на рис. 3.11.

Структура цикла Е1

Рис. 3.10. Структура цикла Е1

Распределение бит 1-8 цикла Е1

Номер бита

Фрейм с FAS

Фрейм без FAS

Примечания

1

S,

Б, - биты, зарезервированные под задачи международного использования

2

0

1

-

3

0

А

Биты индикации аварии на удаленном конце. В случае аварии А = 1, при отсутствии аварии А = 0

4

1

S4

Биты предназначены под задачи националь-

5

1

S,

ного использования

6

0

S*

7

1

S7

8

1

S8

Сверхцикл делится на два подсверхцикла (SMF - Sub Multiframe) по 8 циклов каждый, обозначаемые SMFI и SMFII. SMF является блоком размером 2048 бит (8 строк по 256 бит). Значения бит 1-8 сверхцикла показаны в табл. 3.3.

В структуре сверхцикла сигнал FAS каждого цикла теряет свою значимость, так как необходимо иметь информацию о сверхцикле MFAS (Multi Frame Alignment Signal) в целом. Такая информация содержится в шестнадцатом канальном интервале нулевого цикла. Сигнал MFAS имеет вид 0000XYXX.

Структура сверхцикла Е1

Рис. 3.11. Структура сверхцикла Е1

Значения бит 1-8 сверхцнкла

Подсверх цикл

Цикл

Биты 1-8 в нулевом канальном интервале нулевого цикла

1

2

3

4

5

6

7

8

0

с,

0

0

1

1

0

1

1

1

0

1

А

s4

s5

S6

S7

s8

С

2

с2

0

0

1

1

0

1

1

в

Е

SMFI

3

4

0

С3

1

0

А

0

S4

1

S5

1

S6

0

S7

1

S8

1

Р

5

1

1

А

s4

S5

S6

s7

S8

X

6

С4

0

0

1

1

0

1

1

ц

7

0

1

А

S4

S5

S6

S7

s8

и

8

С,

0

0

1

1

0

1

1

к

9

1

1

А

s4

S5

S6

S7

S8

л

10

с2

0

0

1

1

0

1

1

SMFII

11

1

1

А

s4

S5

S6

s7

S8

12

Сз

0

0

1

1

0

1

1

13

Е

1

А

s4

S5

S6

S7

s8

14

С4

0

0

1

1

0

1

1

15

Е

1

А

S4

S5

S6

S7

S8

Во фреймах, не содержащих сигнал FAS, бит 1 в нулевом канальном интервале используется для передачи сигнала сверхцикловой структуры (001011) и двух бит индикации ошибки Е.

При объединении циклов в один сверхцикл, появляется возможность встроенной диагностики при использовании циклического кода с избыточностью (CRC-4 - Cyclic Redundancy Check), который формирует четыре бита С} С2 С3 С4. Эти биты располагаются на месте бита 1 (S,) в циклах, содержащих сигнал FAS. Процедура CRC-4 представляет собой простой математический расчет, заключающийся в следующем:

на этапе кодирования:

- биты CRC-4 в SMF заменяются двоичными нулями;

- поток бит SMF преобразуется в полином D(x):

D(x) = «2047 х2047 + «2046 *2046 + +«2х1 + х + aQ>

где а = 0 или 1, степень х определяется позицией бита внутри SMF;

- БМЕ умножается на х4, затем делится по модулю 2 на образующий полином вида: С(х)= х4 + х +1:

х4?>(х)/С(х) = <2(х)+ к(х)1 С(х);

- результат деления запоминается и затем вставляется на соответствующие места бит С1С2С3С4 следующего 8МЕ.

на этапе декодирования:

- в принятом БМР биты С1С2С3С4 заменяются двоичными нулями.

- 8МР проходит обработку, аналогичную описанной выше.

- остаток от деления, полученный декодером, сравнивается с остатком, принимаемым в следующем подсверхцикле 8МР.

Если оба остатка от деления совпадают, то принимается решение, что ошибки в подсверхцикле отсутствуют. Если остатки не совпадают, то регистрируется наличие ошибки в подсверхцикле. Об этом оповещается противоположная сторона, путем установки одного бита Е в значение1 равное 1 для каждого ошибочного подсверхцикла.

Значения битов Е всегда учитываются, даже если подсверхцикл БМР, который их содержит, является ошибочным, так как маловероятно, что биты Е сами будут искажены. Задержка между определением ошибочного подсверхцикла и установкой бита Е, указывающего на наличие ошибки, должна быть менее 1 секунды.

Процедура СЯС-4, являясь удобным методом контроля ошибок в процессе мониторинга, не отменяет необходимости проведения измерений ВЕЯ, так как ошибка, обнаруженная с помощью СЯС-4 необязательно соответствует одной битовой ошибке. Несколько битовых ошибок в подсверхцикле могут дать одну ошибку СИ.С-4 для блока.

Измерения параметров канального уровня потока Е1. Измерения канального уровня систем передачи являются наиболее важными для их эксплуатации, поэтому именно к ним относится большинство стандартов на нормы каналов и трактов систем передачи.

Измерения канального уровня можно разделить на несколько групп: анализа кодовых ошибок; цикловой и сверхцикловой структуры; измерения битовых и блоковых ошибок; параметров аналоговых сигналов, передаваемых в потоке Е1.

Анализ цикловой и сверхцикловой структуры. Причинами возникновения сбоев в цикловой и сверхцикловой структурах могут быть:

- битовые ошибки, находящиеся в канальных интервалах КИО и КИ16;

- неисправная работа каналообразующего оборудования;

- некорректное формирование последовательностей FAS и MFAS.

Наличие единичных битовых ошибок в КИО и КИ16 компенсируется алгоритмами поддержания цикловой и сверхцикловой синхронизации. Вероятность появления битовых ошибок в КИО и КИ16 в нескольких последовательных циклах невелика и может иметь место, если параметр ошибки приближается к величине BER = 10-3, что свидетельствует о времени неготовности UAS тракта.

Неисправная работа каналообразующего оборудования приведет к появлению сигналов:

LOS (Loss of Signal) - потеря сигнала,

LOF (Loss of Frame) - потеря цикловой синхронизации,

AIS (Alarm Indication Signal) - сигнал индикации неисправности.

Правила генерации сигналов дефектов LOS и AIS определяются Рекомендацией G.775 и рассмотрены в гл. 2.

Измерения, связанные с цикловой и сверхцикловой структурой включают анализ сигналов FAS, MFAS и анализ ошибок по CRC-4, которые определяются Рекомендацией G.706. В большинстве приборов генерация ошибки FAS и MFAS производится при обнаружении ошибки в структуре этого сигнала без уточнения характера нарушения.

К сигналам о неисправности цикловой и сверхцикловой структуры относятся:

LOF (Loss of Frame) - потеря цикловой синхронизации.

CAS-LOM (Channel Associated Signalling-Loss of Multi Frame) - потеря сверхцикловой синхронизации.

CRC-LOM (Cyclic Redundancy Check - Loss of Multi Frame) - потеря сверхцикла CRC.

MAIS (Multi Frame Alarm Indication Signal) - сигнал индикации неисправности в сверхцикле.

MRAI (Multi Frame Remote Alarm Indication) - сигнал индикации неисправности в сверхцикле на удаленном конце.

Указанные сигналы несут полезную информацию о нарушениях цикловой и сверхцикловой структуры. Они используются в системе самодиагностики управления, а также могут генерироваться анализаторами потока El.

Параметр LOF регистрируется в следующих случаях: подряд принимаются 3 некорректных сигнала FAS и 3 сигнала NFAS, в которых бит 2 равен 0.

Сигнал FAS будет считаться восстановленным, если: в первом принимаемом цикле приходит корректный сигнал FAS,

во втором цикле на месте второго бита в КИО находится 1, а в третьем - присутствует корректный сигнал FAS.

Для того, чтобы избежать возможности регистрации сигнала FAS в тех циклах, где он не должен находиться, применяется следующая процедура. Если сигнал FAS определен в цикле N, то должна быть выполнена проверка двух условий: сигнал FAS отсутствует в следующем (N + 1) цикле и присутствует в цикле (N + 2). Несоблюдение одного или обоих этих требований может быть причиной новой проверки, инициированной в цикле (N + 2).

Сигнал CAS-LOM генерируется в случае приема двух последовательных MFAS с ошибкой. Сигнал CRC-LOM является сигналом о неисправности и генерируется в случае приема трех последовательных циклов с некорректным сигналом FAS или NFAS, а также, если обнаружены более чем 915 ошибок CRC в секунду. Сигнал MAIS генерируется в случае приема двух последовательных сверхциклов с количеством нулей менее 4-х. Сигнал MR AI генерируется в случае, если бит 6 в составе MFAS равен единице в двух последовательных сверхциклах.

Измерение битовых и блоковых ошибок. Нормы на параметры битовых и блоковых ошибок приведены в гл. 1, где рассмотрены основные положения Рекомендаций G.821, G.826 для долговременного нормирования, и гл. 2, где рассмотрены положения Рекомендаций М.2100/М.2101.1 для проведения экспресс-измерений.

Приказ № 92 Министерства связи РФ обобщил все три указанных документа и в настоящее время является единственным документом для паспортизации каналов и трактов первичной сети Министерства связи России. Этот приказ охватывает весь диапазон скоростей иерархии PDH. Все нормы разбиты на две группы: долговременные и оперативные, как показано на рис. 3.12. Долговременные нормы, в свою очередь, рассмотрены для каналов ОЦК (в соответствии с Рекомендацией 0.821) и для сетевых трактов (Рекомендация 0.826). Оперативные нормы соответствуют Рекомендации М.2100.

Группы параметров трактов

Рис. 3.12. Группы параметров трактов

В приказе помимо норм приведены методики расчета параметров каналов и трактов, исходя из особенностей структуры первичной сети Министерства связи России, т.е. деления ее на магистральную, внутризоновую, местную и абонентскую сети с соответствующими этому делению коэффициентами, учитывающими протяженность трактов.

Кроме норм на параметры ошибки, в документе нашли отражения нормы на фазовое дрожание в соответствии с Рекомендациями 0.171,0.823, 0.825.

Измерение параметров аналоговых сигналов. Эти измерения характерны только для систем передачи Е1, так как только в них осуществляется преобразование аналогового сигнала в цифровой. При эксплуатации тракта Е1 возникает задача оценки качества передачи по аналоговому каналу. Проведение измерений по всему перечню параметров, предусмотренных Приказом № 43 МС России от 15.04.96 «Нормы на электрические параметры каналов тональной частоты магистральной и внутризоновых первичных сетей» не оправдано на цифровой сети, поэтому производится только оценка аналоговой части тракта. При проведении измерений источником сигнала является генератор синусоидального сигнала, а приемником - анализатор потока, который восстанавливает из цифровой последовательности аналоговый сигнал и проводит анализ его параметров (см. рис. 3.3, а). Измерениям подлежат следующие параметры: частота сигнала, уровень тестового сигнала, уровень шума, соотношение сигнал/шум.

Измерение последних двух параметров реализовано не во всех современных анализаторах потока. Возможен и другой способ измерений: анализатор потока создает цифровой эквивалент синусоидального сигнала и вводит его в заданный канальный интервал внутри потока Е1 (рис. 3.3, б). Анализатор позволяет регистрировать: измеренное положительное пиковое значение амплитуды синусоидального сигнала в восьмиразрядном коде, смещение синусоидального сигнала относительно нулевого значения, измеренное отрицательное пиковое значение амплитуды синусоидального сигнала в восьмиразрядном коде.

Физический уровень тракта Е1 | Измерения в цифровых системах передачи | Сетевой уровень потока Е1