ГИБКИЙ МУЛЬТИПЛЕКСОР

Полезная модель относится к устройствам многоканальной электросвязи и может использоваться в качестве аппаратуры систем коммутации передачи цифровых сетей связи. Мультиплексор (далее «мультиплексор», «аппаратура») предназначен для организации сетей синхронной цифровой иерархии и доступа к ним локальных сетей и оконечного оборудования.
Известны устройства временного объединения и разделения цифровых сигналов (Левин Л.С.Плоткин М.А. Цифровые системы передачи. М. Радио и связь, 1982; Иносэ X. Интегральные цифровые сети связи. Введение в теорию и практику. М. Радио и связь, 1982).
Также известно устройство для асинхронного уплотнения каналов связи с использованием временного разделения сигналов (авт.св. СССР N479138), содержащее на передающей станции распределитель записи, m ячеек памяти записи, фазовый компаратор, формирователь команд, m ячеек считывания, схему ИЛИ, передатчик групповой синхронизации, блок изменения последовательности записи и блок выделения временной позиции Стаффинга, а на приемной станции m ячеек записи, m ячеек считывания, распределитель считывания, схему ИЛИ, генератор с фазовой автоподстройкой частоты, дешифратор команд, приемник групповой синхронизации, блок изменения последовательности считывания и блок выделения временной позиции Стаффинга.
Известные устройства временного объединения и разделения цифровых сигналов имеют постоянную структуру цикла передачи, фиксированный порядок следования канальных интервалов с посимвольным или групповым объединением. Иерархия скоростей объединяемых цифровых сигналов также фиксирована и каждый тактовый интервал цикла передачи жестко закреплен за соответствующим канальным интервалом.
При передаче цифровых сигналов, скорости которых отличаются от скоростей цифровых каналов, эффективность использования группового цифрового тракта значительно снижается. Это обусловлено тем, что необходимо использовать дополнительные устройства сопряжения, обеспечивающие объединение поступающих цифровых сигналов, если их скорости меньше скорости цифровых каналов, или объединение цифровых
каналов, если скорости поступающих сигналов больше скорости передачи, обеспечиваемой этими каналами. В известных устройствах, как правило, используется многоступенчатое объединение (разделение) цифровых сигналов с различными скоростями.
Известно также устройство мультиплексор/концентратор цифрового сигнала (патент США №3959595), выбранное в качестве прототипа, в котором между формирователем группового цифрового сигнала и оконечными устройствами включены согласующие блоки по числу цифровых каналов, каждый из которых состоит из двух идентичных частей А и В, содержащих регистр сдвига (накопитель), счетчик числа информационных сигналов (импульсов), поступающих от источника в течение цикла передачи группового сигнала, декодер, передатчик служебной информации, регистр уменьшения величин, элементы И и ИЛИ, функционирующие под воздействием общего для всех блоков согласования устройства управления.
ц
ц
Запись информационных символов сигнала источника в течение цикла передачи Т(i) осуществляется, например, в зону А, а в течение этого же цикла производится считывание информационных символов из зоны В, которые были записаны туда в течение предыдущего цикла Т(i-1). Одновременно с записью информационных символов в регистр сдвига счетчик числа информационных символов производит их подсчет. Результат подсчета кодируется в двоичном коде и передается в зоне служебных кодограмм цикла передачи.
Цикл передачи группового цифрового сигнала состоит из циклового синхросигнала, следующих за ним служебных кодограмм по числу канальных интервалов. Каждая кодограмма содержит двоичный код, соответствующий числу информационных символов канала, которые будут переданы в данном цикле передачи. Далее следуют последовательно расположенные канальные интервалы переменной длины, т.е. занимающие различное число тактовых интервалов в цикле передачи.
0
n
n
n
Описываемое устройство (прототип) обеспечивает одноступенчатое объдинение цифровых сигналов с произвольными скоростями передачи при выполнении условия F F для всех F в любой момент времени, где F число информационных бит n-го сигнала источника, поступающего за цикл передачи
0
группового сигнала; F число тактовых интервалов (бит) цикла передачи, которые выделены для организации цифровых каналов.
Недостатками указанного устройства являются фиксированная структура цикла передачи, т.е. постоянное число организуемых канальных интервалов, а также наличие в каждом цикле передачи зоны служебных кодограмм, что приводит к снижению эффективности использования группового цифрового тракта и уменьшению помехоустойчивости.
Полезная модель решает задачу повышения эффективности использования группового тракта и расширения функциональных возможностей устройства.
Достигаемый при этом технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, выраженных в использовании мультиплексора в сетях синхронной и плезиохронной цифровой иерархии линейной, кольцевой, звездообразной и смешанной структурой для решения разнообразных задач, например:
- построения многофункциональных систем каналообразования и мультиплексирования (включая оборудование линейных трактов, как для медных, так и для оптических линий связи);
- организации распределенных сетей гибких мультиплексоров;
создание транспортных сетей различного назначения (аудио и видео конференц связи, высококачественной видео и аудио трансляции, высокоскоростной передачи данных и др.);
- построения интегрированных сетей пакетной коммутации (ТСР/lР) наложенных на сети структуры ПЦИ (плезиохронная цифровая иерархия) или СЦН (синхронная цифровая иерархия);
Указанный технический результат достигается тем, что гибкий мультиплексор, предназначенный для организации сетей синхронной цифровой иерархии и доступа к ним локальных сетей и оконечного оборудования, характеризующийся наличием встроенных микропроцессорных устройств для управления и мониторинга мультиплексора с помощью удаленного терминала, платформы с высокоскоростной системной шиной, к которой подключены выполненные в виде отдельных плат модули, представляющие функционально независимые устройства с функцией формирования линейных интерфейсов со стороны канала связи и интерфейс
STM со стороны системной шины, при этом в состав устанавливаемых на платформе съемных модулей входят модули формирования каналов со скоростью 155 Мбит/с оптический и электрический, каждый из которых выполнен с функцией прием/передачи соответственно оптического сигнала для работы по волоконно-оптическим линиям связи или электрического сигнала для работы по проводным электрическим линиям связи, мультиплексирования цифровых сигналов, получаемых от модулей канальных окончаний по высокоскоростной шине, кросс-коммутациям потоков и сигналов высокоскоростной шины на уровне виртуальных контейнеров и обеспечении интерфейса для мониторинга и конфигурирования собственных параметров и параметров модулей канальных окончаний изделия модуль управления и контроля, выполненный с возможностью реализации функций кросс-коммутация сигналов высокоскоростной шины на уровне виртуальных контейнеров, обеспечения интерфейса для мониторинга и конфигурирования собственных параметров и параметров модулей канальных окончаний изделия и синхронизации всех модулей на платформе, модуль каналов Ethernet, предназначенный для приема/передачи сигналов в протоколе Ethernet и маршрутизации пакетов по канальным интервалам, модуль мультиплексирования каналов со скоростью 34368 кбит/с для формирования, прием/передачи третичного цифрового потока и мультиплексирования цифровых сигналов, получаемых по высокоскоростной шине, модуль мультиплексирования каналов со скоростью 2048 кбит/с электрический для подключения и кросс-коммутации потоков на уровне канальных интервалов, модуль линейного тракта для организации цифровых магистральных и зоновых линий связи большой протяженности на скорости 2048 кбит/с использованием технологии SHDSL и передачи сигналов с высокоскоростной шины по этим линиям связи, модуль дистанционного питания линейного тракта для организации питания регенирирующего оборудования через линейный тракт, модуль интерфейсов совмещенный, предназначен для сопряжения мультиплексора со стыками ОЦК, RS-232C, RS-485 и С1-И, модули интерфейсов, предназначенных для организации оконечных и транзитных каналов, приема/передачи телеграфных сигналов по 4-х проводным линиям, приема/передачи сигналов со скоростью передачи 64 Кбит/с, приема/передачи сигналов С1-И.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата, заключающегося в:
- выполнении операций ввода/вывода цифровых потоков с различной логической структурой, а также мультиплексирование-демультиплексирование и кросс-коммутацию на уровне канальных интервалов, виртуальных контейнеров STM, потоков.
- поддержке различных типы цифровых интерфейсов (ПЦИ, СЦИ, Ethernet);
- обеспечении каналов служебной связи;
- построении сетей, линий и выносов на оптоволоконном кабеле с длиной регенерационных участков от 30 до 120 км.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером
исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 показан общий вид гибкого
мультиплексора;
фиг.2 - схема построения гибкого мультиплексора;
фиг.3 - схема локального и удаленного управления и мониторинга
мультиплексорами;
фиг.4 - подключение гибкого мультиплексора в терминальном режиме;
фиг.5 - подключение гибкого мультиплексора в режиме ввода-вывода;
фиг.6 - подключение гибкого мультиплексора в режиме кроссовой
коммутации;
фиг.7 - внешний вид модуля ММК STM-1-0, вид со стороны разъемов;
фиг.8 - внешний вид модуля ММК STM-1-0, вид в плане;
фиг.9 - внешний вид модуля управления и контроля, вид со стороны разъемов;
фиг.10 - внешний вид модуля управления и контроля, вид в плане;
фиг.11 - - внешний вид модуля каналов Ethernet (MMK Eth), вид со стороны разъемов;
фиг.12 - внешний вид модуля каналов Ethernet (ММК Eth), вид в плане;
фиг.13 - внешний вид модуля мультиплексирования каналов со скоростью 34368 кбит/с, вид со стороны разъемов;
фиг.14 - внешний вид модуля мультиплексирования каналов со скоростью 34368 кбит/с, вид в плане;
фиг.15 - внешний вид модуля мультиплексирования каналов со скоростью 2048 кбит/с, вид со стороны разъемов;
фиг.16 - внешний вид модуля мультиплексирования каналов со скоростью 2048 кбит/с, вид в плане;
фиг.17 - внешний вид модуля линейного тракта MЛT xDSL, вид со стороны разъемов;
фиг.18 - внешний вид модуля линейного тракта МЛТ xDSL, вид в плане;
фиг.19 - внешний вид модуля дистанционного питания линейного тракта МДП-xDSL вид со стороны передней панели;
фиг.20 - внешний вид модуля дистанционного питания линейного тракта МДП-xDSL вид со стороны задней панели;
фиг.21 - внешний вид модуля МИ С, вид со стороны передней панели; (РИС.18)
фиг.22 - внешний вид модуля МИ С, вид в плане;
фиг.23 - внешний вид модуля интерфейсов С1-ТЧ, вид со стороны передней панели;
фиг.24 - внешний вид модуля интерфейсов С1-ТЧ, вид в плане;
фиг.25 - внешний вид модуля интерфейсов С1 ТГ (МИ С1-ТГ), вид со стороны передней панели;
фиг.21 - внешний вид модуля интерфейсов С1-ТЧ, вид со стороны передней панели;
фиг.22 - внешний вид модуля интерфейсов С1-ТЧ, вид в плане;
фиг.23 - внешний вид модуля интерфейсов С1 ТГ (МИ С1-ТГ), вид со стороны передней панели;
фиг.22 - внешний вид модуля интерфейсов С1 ТГ (МИ С1-ТГ), вид со стороны задней панели;
фиг.25 - внешний вид модуля интерфейсов С1-ТЧ, вид со стороны передней панели;
фиг.26 - внешний вид модуля интерфейсов С1-ТЧ, вид в плане;
фиг.27 - внешний вид модуля интерфейсов ОЦК (МИ ОЦК), вид со стороны передней панели;
фиг.28 - внешний вид модуля интерфейсов ОЦК (МИ ОЦК), вид в плане;
фиг.29 - внешний вид модуля интерфейсов С1-И (МИ С1-И), вид со стороны передней панели;
фиг.30 - внешний вид модуля интерфейсов С1-И (МИ С1-И), вид в плане;
фиг.31 - внешний вид модуля питания мультиплексора МП 48/60 В-6, вид со стороны передней панели;
фиг.32 - внешний вид модуля питания мультиплексора МП 48/60 В-6, вид в плане;
фиг.33 - топология "точка-точка", реализованная с использованием модулей высокоскоростных потоков изделия;
фиг.34 - топология "последовательная линейная цепь", реализованная на ТМ и TDM;
фиг.35 - топология "последовательная линейная цепь" типа "упрощенное кольцо" с защитой 1+1;
фиг.36 -топология "кольцо" с защитой 1+1.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция гибкого мультиплексора 1 (ГМ) (далее - «мультиплексор**, «аппаратура»), предназначенного для организации сетей синхронной цифровой иерархии и доступа к ним локальных сетей и оконечного оборудования. Внешний вид мультиплексора 1 (в двухкрейтовом исполнении) с источниками дистанционного питания 2 приведен на фиг.1.
Мультиплексор предназначен для использования на местных, внутризоновых и магистральных сетях, территориальных сетях связи (ТСС), сетях связи специального назначения, рассчитан на непрерывную круглосуточную эксплуатацию в общеклиматических условиях.
Управление и мониторинг мультиплексора осуществляются встроенными микропроцессорными устройствами с помощью местного или удаленного терминала с установленным специальным программным обеспечением (СПО).
В гибком мультиплексоре используются следующие типы интерфейсов: STM-1 - оптический (G.957, G.707); STM-1 - электрический (G.703, G.707); Ethernet 10/100 Base-T/TX (стандарт)EEE 802.3-2002 г.); Е3 - электрический
(G.703, G.751); Е1 - электрический (G.703, G.704, G.706); xDSL -электрический (SHDSL, скорость передачи до 2048 кБит/с); ОЦК; С1-ТЧ; С1-ТГ; С1-И; RS-232C/RS-485. Таблица 1 - Параметры интерфейса STM-1 - оптического
Параметр
Значение
Тип разъема
LC-duplex
Соответствие стандартам
ITU-T Rec. G.957, G.707
Скорость передачи данных
155,52 Мбит/с±4, 6×10<sup>-6</sup>
Линейный код
CMl
Тип линии
Одномодовое оптоволокно
Таблица 2 - Параметры интерфейса STM-1 - электрического
Параметр
Значение
Тип разъема
Соответствие стандартам
lTU-T Rec. G.703, G.707
Скорость передачи данных
155,52 Мбит/с±4, 6×10<sup>-6</sup>
Линейный код
HDB3
Тип линии
Коаксиальный кабель, 75 Ом
Таблица 3 - Параметры интерфейса Ethernet 10/100 Base-T/TX
Параметр
Значение
Тип разъема
RJ-45
Соответствие стандартам
lЕЕЕ 802.3-2002 г.
Скорость передачи данных
10/100 Мбит/с
Тип линии
Витая пара 3/5 категории
Таблица 4 - Параметры интерфейса Е3
Параметр
Значение
Тип разъема
BNC
Соответствие стандартам
lTU-T Rec. G.703, G.751
Скорость данныхпередачи
34,368 Мбит/с±20×10<sup>-6</sup>
Линейный код
HDB3
Тип линии
Коаксиальный кабель 75 Ом, витая пара 120 Ом
Таблица 5 - Параметры интерфейса Е1
Параметр
Значение
Тип разъема
DHR-62F
Соответствиестандартам
lTU-T Rec. G.703, G.704, G.706
Скорость данныхпередачи
2,048 Мбит/с±50×10<sup>-6</sup>
Линейный код
HDB3
Тип линии
Коаксиальный кабель 75 Ом, витая пара 120 Ом
Таблица 6 - Параметры интерфейса SHDSL
Параметр
Значение
Тип разъема
Соответствие стандартам
lTU-Т G.991.2, ETSl TS 101 524
Скорость передачи данных
До 2,048 Мбит/с
Скорость передачи сигналов
До 512 кбод/с
Линейный код
ТС РАМ 4/8/16
Тип линии
двухпроводная, четырехпроводная
Таблица 7 - Параметры интерфейса ОЦК
Параметр
Значение
Тип разъема
DHR-62F
Соответствие стандартам
G.703
Скорость передачи данных
64000 бит/с
Скорость передачи
256000 бод/с
сигналов
Линейный код
Квазитроичный
Тип линии
Витая пара 120 Ом
Таблица 8 - Параметры интерфейса С1-ТЧ
Параметр
Значение
Тип разъема
DHR-62F
Соответствие стандартам
ГОСТ 25007-81
Диапазон частот сигнала
От 300 до 3400 Гц
Тип линии
двухпроводная, четырехпроводная
Таблица 9 - Параметры интерфейса С1-ТГ
Параметр
Значение
Тип разъема
DHR-62F
Соответствие стандартам
ГОСТ 27232-87
Скорость передачи сигналов
50, 100, 200 бод
Линейный код
Тип линии
четырехпроводная
Таблица 10 - Параметры интерфейса C1-И
Параметр
Значение
Тип разъема
DHR-62F
Соответствие стандартам
ГОСТ 27232-87
Скорость передачи данных
32 кБит/с
Скорость передачи сигналов
64 кбод/с
Линейный код
Биимпульсный сигнал
Тип линии
Четырехпроводная
Таблица 11 - Параметры интерфейса RS-232C
Параметр
Значение
Тип разъема
Соответствие стандартам
ЕIА/ТIА-232-С
Режим работы
Асинхронный
Скорость передачи данных
до 19200 бит/с
Таблица 12-Параметры интерфейса RS-485
Параметр
Значение
Тип разъема
Соответствие стандартам
ЕIA/TIA-232-C
Режим работы
Асинхронный
Скорость передачи данных
до 19200 бит/с
В гибком мультиплексоре поддерживается удаленный и локальный мониторинг и управление при помощи СПО по протоколу SNMP через интерфейс Ethernet и через интерфейс RS-232.
В состав гибкого мультиплексора входят (фиг.1, 2):
- модуль 3 мультиплексирования каналов со скоростью 155 Мбит/с оптический (2 интерфейса) - ММК STM-1-0;
- модуль 4 мультиплексирования каналов со скоростью 155 Мбит/с электрический (2 интерфейса) - ММК STM-1-Э;
модуль 5 каналов Ethernet 10/100 Base-T/TX (стандарт)ЕЕЕ 802.3-2002 г.) (4 интерфейса) - ММК Eth;
- модуль 6 мультиплексирования каналов со скоростью 34368 кбит/с электрический (3 интерфейса) - ММК Е3;
- модуль 7 мультиплексирования каналов со скоростью 2048 кбит/с электрический (21 интерфейс) - ММК Е1;
- модуль 8 линейного тракта xDSL (со скоростью передачи информационного сигнала до 2048 кбит/с) с вводом дистанционного питания в линию (4 интерфейса) - МЛТ xDSL;
- модуль 9 дистанционного питания линейного тракта xDSL (на 4 линейных тракта) - МДП-xDSL;
- модуль 10 интерфейсов ОЦК (10 интерфейсов) - МП ОЦК;
- модуль 11 интерфейсов С1-ТЧ (10 интерфейсов) - МИ С1-ТГ;
- модуль 12 интерфейсов С1-ТГ (10 интерфейсов) - МИ С1-ТГ;
- модуль 13 интерфейсов С1-И (10 интерфейсов) - МП С1-И;
- модуль 14 интерфейсов совмещенный ОЦК/V.36/Р3-232С/РS-485/С1-И (4 интерфейса) - МИ С; кросс шины модуля питания КШП МП;
- кросс шины 15 питания-КШП;
- кросс высокоскоростной шины 16 - КВСШ;
- кросс шины модуля питания КШП МП;
- модуль 17 управления и контроля - МУК;
- модуль 18 питания с горячим резервом 48/60 В 6U - МП-48/60 В-6;
В основу построения мультиплексора положена идеология высокоскоростной системной шины 16 (фиг.2), базирующаяся на спецификации стандартов STM с пропускной способностью 20 Гбит/с.Шинная архитектура позволяет создать платформу 19, поддерживающую широкий спектр интерфейсов от плезиохронной (Е1, Е3) до синхронной (STM-1) иерархий.
Каждый модуль из состава мультиплексора представляет собой отдельную съемно устанавливаемую на платформе плату, подключаемую к высокоскоростной системной шине. Модуль является функционально независимым устройством, обеспечивающим требуемые линейные интерфейсы со стороны канала связи и интерфейс STM 20 со стороны системной шины 21,22. Кроме этого, в каждом модуле независимо от его функционального назначения реализованы функции кроссовой коммутации.
Для повышения надежности система вторичного электропитания постоянно обеспечивает два контура электропитания 23 и 24, производит контроль состояния устройств и при аварийных ситуациях автоматически исключает из работы поврежденные модули.
Все высокоскоростные модули наделены функцией контроля состояния системной шины 21,22, что позволяет автоматически выключать из работы, как сам блок, так и модули, вносящие искажение в работу системной шины. Данная функция также позволяет производить замену неисправных блоков, либо устанавливать новые блоки без выключения оборудования.
Каждый модуль оборудования обеспечивает функцию контроля, выравнивания синхронизации и устранения джитера, что обеспечивает устранение сбоев синхронизации как внутри одного блока (вне зависимости от количества установленных модулей), так и в рамках произвольного количества блоков (крейтов).
Система управления оборудования, базирующаяся на протоколе SNMP версии 2.0, имеет единые принципы для всех модулей вне зависимости от их функционального назначения и осуществляет централизованное управление всеми модулями, а также осуществлять мониторинг параметров, характеризующих работу мультиплексора.
Функционирование при организации ПЦИ.
При мультиплексировании потоки высших уровней ПЦИ (Е3) образуются посредством побитного перемежения потоков низшего уровня (16*Е1  4*Е2  Е3). При этом используется внутренняя побитовая синхронизация, когда высокоскоростной модуль ПЦИ сам выравнивает скорости входных потоков путем добавления нужного числа выравнивающих бит. На каждом последующем уровне мультиплексирования эта схема повторяется, добавляя новые выравнивающие биты. Потом эти биты удаляются при демультиплексировании на приемной стороне для восстановления исходной цифровой последовательности.
Кроме синхронизации на уровне мультиплексора второго порядка также происходит формирование фреймов и мультифреймов, которые позволяют структурировать последовательность в целом, что позволяет получать информацию о сигнализации, аварийных ситуациях и кодовых комбинациях избыточных кодов CRC, используемых для обнаружения ошибок в принятых фреймах.
Функционирование гибкого мультиплексора (изделия) при организации СЦИ.
Компонентные потоки, полученные из разных источников, через высокоскоростную информационную шину поступают на модули мультиплексирования. Так как потоки могут быть несинхронны, модули мультиплексирования выполняют задачу их выравнивания и синхронизации относительно суммарного потока STM-1. Для этого, согласно рекомендации lTU-T G.707, осуществляется загрузка компонентных потоков в структурные блоки потока STM-1 (виртуальные контейнеры). Для синхронных (относительно суммарного потока STM-1) потоков ПЦИ осуществляется байтсинхронная загрузка, для несинхронных - несинхронная загрузка с битовым выравниванием. Затем производится мультиплексирование виртуальных контейнеров в поток STM-1. Процедура мультиплексирования соответствует рекомендации ITU-T G.707. Структура синхронных транспортных модулей СЦИ позволяет производить в них загрузку всех, поступающих на ГМ видов компонентных потоков (Е1, Е3, Ethernet, xDSL).
При кросс-коммутации виртуальный контейнер с требуемым компонентным потоком демультиплексируется из потока STM-1 и мультиплексируется в другой. Структура STM-1 позволяет получить прямой доступ к любому виртуальному контейнеру без демультиплексирования всего потока. Чтобы обеспечить синхронность виртуального контейнера, полученного из одного потока, с другим потоком, используется механизм байтвыравнивания при помощи указателей, заложенный в СЦИ. Этот механизм представляет, по сути, систему адресации внутри суммарного потока STM-1, благодаря которой виртуальный контейнер может смещаться внутри него, а мультиплексор всегда сможет определить место нахождения его первого байта по заголовку, расположенному на фиксированной позиции.
Синхронизация цифровых потоков осуществляется одним из следующих способов:
- от внутреннего генератора;
- от внешнего генератора;
- от одного из потоков Е1, STM-1.
Мультиплексор может назначаться ведущим или ведомым по синхронизации исходя из следующих критериев:
степень стабильности внутреннего, внешнего генератора;
организационные полномочия одного из мультиплексоров взаимодействующих в сети.
Предпочтение по назначению ведущего мультиплексора отдается изделию с более высокой стабильностью тактового генератора, с более широкими полномочиями, более высокого ранга по иерархии. Назначение ведущего мультиплексора устанавливается оператором с помощью программы конфигурирования. Значение тактовой частота сигнала при работе от внутреннего генератора находится в пределах 2048000±100 Гц.
Локальное и дистанционное управление и мониторинг соединенных мультиплексоров может осуществляться с одного из изделий  через подключенный АРМ-25, на которое установлено специализированное программное обеспечение (фиг.3). АРМ 25 может быть подключено через интерфейс Ethernet к следующим модулям гибкого мультиплексора:
- МУК-;
- MMK STM-1-О;
- MMK STM-1-Э- 4.
Управление и мониторинг других гибких мультиплексоров, входящих в сеть осуществляется по каналам передачи данных DCC, встроенным в заголовок STM-1 3 или 4 в соответствии с Рекомендацией G.784. Система управления гибким мультиплексором позволяет отслеживать следующие параметры:
- работоспособность модулей изделия;
- наличие входных и выходных потоков на каждом модуле Е1;
- наличие  входных и выходных мультиплексированных потоков STM-1;
- наличие циклового синхронизма изделия;
- потеря сигнала (LOS);
- потеря цикла (LOF);
- исправность питания изделия;
- контроль параметров источника синхросигнала;
- контроль качества каналов, коэффициент ошибок (ВЕR);
наличие служебного канала связи;
число и состояние своих виртуальных цепей;
- число байтов и пакетов, входящих и исходящих из данного устройства;
- число определенных видов полученных сообщений о неисправности;
- отправленные и принятые широковещательные сообщения;
- отказавшие и вновь появившиеся сетевые интерфейсы.
Система управления гибким мультиплексором обеспечивает управление следующими параметрами и режимами:
- управление конфигурированием;
- обслуживания аварийных событий;
- управление администрированием;
- управление безопасностью (пароли, категории пользователей);
- управление режимами работы, режим самоконтроля (проверка «на себя», по шлейфу), режимы функционирования; рабочими параметрами;
- интегрированное управление сетевыми элементами СЦИ или ПЦИ интерфейсом;
- управление устранением отказов, и защитой;
- управление переключением на резерв.
Служебные каналы организуются посредством использования служебных байтов секционного заголовка SOH потока STM1, а также служебного бита Sn потоков Е3. Для обеспечения голосовой служебной связи каждый модуль MMKSTM-1-0, MMK STM-1-Э, МУК имеет разъем RJ-12 для подключения телефонного аппарата.
Речевая служебная связь канала организовывается с любым узлом связи, прилегающим к данному узлу и оборудованным аналогичной аппаратурой. Организационно канал предоставляется старшей ступенью каналообразования данного узла.
Информация о неисправности в мультиплексоре классифицируется по степени важности. Оператор имеет возможность по выбору присваивать неисправностям в аппаратуре одну из следующих степеней важности:
- срочная авария Major(MJ);
- несрочная авария Minor(MN);
- не аварийная (NA);
- неопределенная (lN);
- сигнализацию при переводе аппаратуры в режим обслуживания (MAINT).
Аварийная сигнализация автоматически срабатывает:
1. При нарушении работы тракта связи
при пропадании входного цифрового потока для стыков STM-1 оптического или электрического;
при отсутствии цикловой синхронизации на ближнем и дальнем конце линии для стыка STM-1;
при неисправности аппаратуры.
-3
-5
-3
ош
2. При снижении достоверности приема до 10 или 10 на ближнем и дальнем конце линии; снижения достоверности передачи в групповых сигналах ниже порога К>1×10.
Мультиплексор может быть сконфигурирован для нескольких режимов работы, определяющих схему его включения:
- терминальный режим;
- режим ввода-вывода;
- режим кроссовой коммутации;
- режим мультиплексора ПЦИ.
Терминальный режим предназначен для работы мультиплексора, как оконечного устройства сети, для организации линейных трактов передачи определенного набора компонентных потоков (Е1,ЕЗ, Ethernet) в потоке STM-1 26 (фиг.4). Режим ввода-вывода используется для организации ответвлений от магистрального потока STM-1 26 путем мультиплексирования/демультиплексирования из него компонентных потоков (Е1, Е3, Ethernet) (фиг.5). Режим кроссовой коммутации предназначен для организации коммутации до четырех потоков STM-1 26 (фиг.6). Используется для организации топологии связи типа «звезда», «линия». Режим кроссовой коммутации позволяет:
- объединить несколько частично заполненных потоков STM-1 26 в один полноценный поток STM-1;
- организовать ответвления из потока STM-1 одного или нескольких каналов на уровне виртуальных контейнеров;
- коммутировать каналы на уровне виртуальных контейнеров в потоках STM-1 с целью организации потоков STM-1 с измененным набором виртуальных контейнеров;
- коммутировать компонентные потоки Е1, Е3, в модулях А21Е1, А 3Е3 на уровне компонентных потоков низших уровней;
- осуществлять передачу компонентных потоков (Е1, Е3, Ethernet) в потоке STM-1.
Диагностика оборудования, мониторинг и управление осуществляются удаленно или локально. Для этого используется персональный компьютер любого типа с интерфейсом RS-232 с установленной на нем ОС MS Windows NT, Windows 2000, XP, а также специализированным ПО.
ГР состоит из модулей, описание которых представлено ниже.
Модуль 27 формирования каналов со скоростью 155 Мбит/с оптический
ММК STM-1-0 (фиг.7. 8) выполняет следующие основные функции:
- формирование, прием/передача оптического сигнала для работы по волоконно-оптическим линиям связи;
- мультиплексирование цифровых сигналов, получаемых от модулей канальных окончаний по высокоскоростной шине в поток STM-1;
- кросс-коммутация STM-1 потоков и сигналов высокоскоростной шины на уровне виртуальных контейнеров;
- обеспечение интерфейса для мониторинга и конфигурирования собственных параметров и параметров модулей канальных окончаний изделия с помощью СПО;
- синхронизация всех модулей изделия;
- организация служебной связи;
- организация аварийной сигнализации.
В этом модуле 27 разъем 28 «Сл.Св.» (RJ-12 розетка) предназначен для подключения телефона служебной связи. Разъем 29 «RS» (PS/2 розетка) предназначен для управления и конфигурирования модуля по интерфейсу RS-232. Разъемы 30 «ЛВС» (розетка RJ-45) предназначены для управления и конфигурирования модуля по интерфейсу Ethernet 10/100 Base-T, имеется также индикаторы 31 Eth (1и 2). Разъем 32 и 33 (ы) STM-1 (розетка LC duptex) предназначены для подключения оптических линий с потоком(ками) STM-1. Каждый из разъемов состоит из двух розеток, одна из которых работает на прием, другая - на передачу, имеются индикаторы 34(01-01), 35 (01-02), 36(02-01) и 37(02-02). Служебные разъемы 38, 39, 40, 41.(розетки RJ-45) предназначены для связи между крейтами 42 и 43 при двухкрейтовых конфигурациях гибком мультиплексоре. Разъем системной шины 44 -предназначен для подключения модуля к высокоскоростному кроссу. Малогабаритный DlP-переключатель 45 используется для установки CAN адреса МУК при организации сетевого управления мультиплексором. CAN-адрес (от 0 до 255) набирается в двоичной системе счисления: положение ON соответствует «1», OFF - «0». Младшему разряду десятичной системы соответствует переключатель номер 1 на DlР-переключателе. Каждый разъем 38, 39, 40, 41 состоит из двух индикаторов соответственно 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56.
Модуль мультиплексирования каналов со скоростью 155 Мбит/с электрический (ММК STM-1-Э) выполняет те же функции, что и ММК STM-1-О. Один модуль обеспечивает подключение 2-х электрических портов STM-1 (ITU-T G.703). Имеются технологические разъемы 46, 47,48, 49.
Модуль управления и контроля 57 МУК (фиг.9, 10) выполняет следующие основные функции:
-кросс-коммутация сигналов высокоскоростной шины на уровне виртуальных контейнеров;
-обеспечение интерфейса для мониторинга и конфигурирования собственных параметров и параметров модулей канальных окончаний изделия с помощью СПО;
-синхронизация всех модулей изделия;
-организация служебной связи;
-организация аварийной сигнализации.
В этом модуле 57 Разъем 28 «Сл. Св.» (RJ-12 розетка) предназначен для подключения телефона служебной связи. Разъем «RS» 29 (PS/2 розетка) предназначен для управления и конфигурирования модуля по интерфейсу RS-232. Разъемы «ЛВС» 30 (розетка RJ-45) предназначены для управления и конфигурирования модуля по интерфейсу Ethernet 10/100 Base-T. Имеются индикаторы(Eth1 и Eth2) 31. Служебные разъемы 38, 39, 40, и 41 (розетки RJ-45) предназначены для связи между крейтами при двухкрейтовых конфигурациях гибкого мультиплексора. Разъем системной шины 44 предназначен для подключения модуля к высокоскоростному кроссу. Малогабаритный DlP-переключатель 45 используется для установки CAN адреса МУК при организации сетевого управления мультиплексором. CAN-адрес (от 0 до 255) набирается в двоичной системе счисления: положение ON соответствует «1», OFF - «0». Младшему разряду десятичной системы соответствует переключатель номер 1 на DlР-переключателе 45. Имеется технологический разъем 46.
Модуль каналов (58) Ethernet (MMK Eth) (фиг.11, 12) предназначен для приема/передачи сигналов в протоколе Ethernet и маршрутизации пакетов по канальным интервалам. Один модуль обеспечивает подключение четырех портов Ethernet 10/100. В этом модуле Разъемы 38, 39, 40, и 41 розетка RJ-45) предназначены для приема/передачи сигналов по интерфейсу Ethernet 10/100 Base-T. Имеются индикаторы(Еth1и Eth2) 59 и(Eth3 и Eth4) 60, а также индикаторы 61,62,63,64,65,66. Имеются индикаторы (Сист 1.1 и 1.2) 67 и (Сист 1.1 и 1.2)68.
Модуль 69 мультиплексирования каналов со скоростью 34368 кбит/с (ММК Е3) (фиг.13, 14) выполняет следующие основные функции:
- формирование, прием/передача третичного цифрового потока ПЦИ Е3 в соответствии с международными рекомендациями lTU-T G.703, G.751);
- мультиплексирование цифровых сигналов Е1, получаемых по высокоскоростной шине в поток Е3;
- кросс-коммутация потоков Е3 и сигналов из высокоскоростной шины на уровне потоков Е1.
- Один модуль обеспечивает подключение 3-х коаксиальных портов. Разъемы Вх. Е3-1 70, Вх.Е3-2 71, Вх. Е3-72 предназначены для подключения входящих потоков Е3. Разъемы Вых. Е3-1 73, Вых. Е3-2 74, Вых. Е3-3 75 предназначены для подключения исходящих потоков Е3. Имеются индикаторы 76, 77, 78, 79, 80 и 81, 82, 83, 84, 85, 86. и индикаторы системы 87, 88, и два индикатора 89.
Модуль 90 мультиплексирования каналов со скоростью 2048 кбит/с электрический (ММК Е1) (фиг.15, 16) предназначен для подключения, формирования и кросс коммутации потоков Е1 (как внешних, так и с внутренней высокоскоростной шины) на уровне канальных интервалов. Стыки Е1 соответствуют рекомендациям G.703, G.704, тип подключаемой линии - симметричная с волновым сопротивлением 120 Ом. Один модуль имеет 21 дуплексных портов Е1, из которых один может использоваться для подачи внешнего синхросигнала с частотой 2048 кГц. В этом модуле разъем «ПРД» 91 предназначен для подключения исходящих каналов потоков Е1. Разъем «ПРМ» 92 предназначен для подключения входящих каналов потоков Е1. Разъем системной шины 44 - предназначен для подключения модуля к высокоскоростному кроссу. Имеются индикаторы 93 и 94, 95 и 96, 97 и 98, 99 и 100, 101 и 102, 103 и 104. Кроме того имеются индикаторы 105 и 106,107 и 108.
Модуль 108 линейного тракта МЛТ×DSL (фиг.17. 18) предназначен для организации цифровых магистральных и зоновых линий связи большой протяженности, на скорости 2048 кбит/с, по медному кабелю с использованием технологии SHDSL (ТС РАМ 4/8/16 в соответствии со стандартом G.991.2) и передачи сигналов с высокоскоростной шины на через эти линии связи. Модуль обеспечивает подключение четырех линейных трактов SHDSL в двух или четырех проводном режиме. Разъем 110 предназначен для подключения четырех интерфейсов xDSL. Имеются индикаторы 111 и 112, 113 и 114, 115 и 116, 117 и 118, 119 и 120, 121 и 122, а также имеются индикаторы 123 и 124, 125 и 126.
Модуль 127 дистанционного питания линейного тракта МДП-xDSL. Пopт xDSL канал 1, розетка RJ -45)-128. Порт XDSL канал 2, розетка RJ -45) - 129/ Порт служебной связи (розетка RI-12)-130 (фиг.19, 20) является составной частью гибкого мультиплексора и предназначен для организации питания регенирирующего оборудования xDSL через линейный тракт. Модуль обеспечивает подачу электропитания в линии с максимальным напряжением 600 В и током 150 мА. Необходимый ток (номинальное значение 125 мА) и напряжение устанавливаются автоматически в зависимости от количества установленных регенераторов и длин кабеля регенерационных участков. Модуль МДП-xDSL оснащен системой автоматического отключения электропитания в кабеле при перекосах напряжения. Величина перекоса устанавливается программно в диапазоне 12 - 125 В (рекомендуемое значение до 65 В). Данная функция позволяет обеспечить электробезопасность при прикосновении человека к одной или нескольким жилам кабеля или при утечках в кабеле на землю вследствие повреждения изоляции. Конструктивно модуль выполнен в виде отдельного блока в корпусе 19" высотой 1U.
При включении питания на короткое время зеленым загорается индикатор «ДП ВКЛ» - 133 это означает, что питание подано, потом красным загорается индикатор «К3»-134. Свечение этих индикаторов продолжается около секунды, после чего они гаснут. Затем красным загорается индикатор 135 «ОБРЫВ ЛИНИИ».
Если подать нагрузку то зеленым загорается только индикатор 133 «ДП ВКЛ», это означает что все в норме.
Нормальная работа модуля МДП-xDSL характеризуется свечением индикатора 133 «ДП ВКЛ». В случае возникновении аварийной ситуации напряжение дистанционного питания автоматически отключается. При перекосах напряжения загорается индикатор перекоса 136. При этом индикатор133 «ДП ВКЛ» гаснет, и зажигается индикатор, соответсвующий типу аварии
Модуль интерфейсов совмещенный ОЦК/RS-232/RS-485/С1-И (МИ С) (фиг.21, 22) предназначен для сопряжения мультиплексора со следующими стыками: ОЦК, RS-232C, RS-485, С1-И. Один модуль имеет четыре интерфейса каждого типа. Разъем «ПРМ» предназначен для подключения входящих интерфейсов ОЦК, С1-И, RS-485. Разъем «ПРД» предназначен для подключения исходящих интерфейсов С1-И, ОЦК. Разъем «RS» предназначен для подключения интерфейсов RS232. Имеются индикаторы со 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 160.
Модуль интерфейсов 161 1-ТЧ (МИ С1-ТЧ) (фиг.23, 24) предназначен для организации оконечных и транзитных каналов ТЧ: 2-х проводных и 4-х проводных. Один модуль обеспечивает подключение 10-ти каналов ТЧ. Разъем «1-5»-162 предназначен для подключения интерфейсов С1-ТЧ с первого по пятый. Разъем «6-10»-163 предназначен для подключения интерфейсов С1-ТЧ с 6-го по 10-ый. Имеются разъемы 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179, 180.
Модуль интерфейсов 181 С1 ТГ (МИ С1-ТГ) (фиг.25, 26) предназначен для приема/передачи телеграфных сигналов по 4-х проводным линиям. Один модуль обеспечивает подключение 10-ти портов. Имеются разъемы 182, 183, 184, 185, 185, 186, 187, 188, 189, 190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197
Модуль интерфейсов 198 ОЦК (МИ ОЦК) (фиг.27, 28) предназначен для приема/передачи сигналов со скоростью передачи 64 Кбит/с. Один модуль обеспечивает подключение 10-ти портов (для сонаправленного интерфейса) и 5-ти портов (для противонаправленного интерфейса). Имеются индикаторы 199, 200, 201, 202, 203, 204, 205, 206.
Модуль интерфейсов 207 С1-И (МИ С1-И) (фиг.29, 30) предназначен для приема/передачи сигналов С1-И. Один модуль обеспечивает подключение 10-ти портов. Имеются индикаторы 208,209,210,211,212,213,214,215.
Модуль питания мультиплексора 216 МП 48/60 В-6 (фиг.31, 32) предназначен для обеспечения электропитанием всех модулей мультиплексора. Разъем «питание 60 В» (вилка Mate-N-Lock, 2 конт.) предназначен для подключения к источнику питания 217. Тумблер 218 «ВКЛ» «ВЫКЛ» - предназначен для включения/выключения питания модуля. Индикатор состояния «РАБ» - светится при включенном питании и исправной работе модуля. Отсутствие свечения говорит либо об отсутствии питания, либо о неисправности модуля. Имеются индикатор состояния 219, радиатор, 220 разъем шины питания 23.
При построении сети СЦИ с использованием изделия, используется модуль 155,52 Мбит/с.В этом случае могут быть применены различные топологии:
1. Топология "точка-точка" - сегмент сети, соединяющий два мультиплексора.
Сегмент сети, связывающий два узла А 221 и 222 В, или топология "точка - точка", является наиболее простым примером базовой топологии СЦИ сети (фиг.33). Она может быть реализована, как по схеме без резервирования канала приема/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрические или оптические агрегатные выходы (каналы приема/передачи).
2. Топология "последовательная линейная сеть" - сегмент сети, соединяющий два 223 ТМ и имеющий в промежутке мультиплексоры ввода-вывода.
Эта базовая топология используется тогда, когда интенсивность графика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек линии, где могут вводиться каналы доступа. Она может быть представлена либо в виде простой последовательной линейной цепи без резервирования, как на фиг.34, либо более сложной цепью с резервированием типа 1+1 (фиг.35). Последний вариант топологии часто называют "упрощенным кольцом".
3. Топология "кольцо" - топология кольцевого соединения, использующая два прямо противоположных направления передачи сигнала ("восток-запад") и позволяющая (при использовании 2 волокон) организовать режим защиты синхронных потоков и сформировать самовосстанавливающиеся сети. Защита бывает типа 1+1 (когда работают оба канала с выборкой сигнала из лучшего из них) или 1:1, когда один из каналов - резервный, находится в режиме ожидания и способен подключиться в течение 50 мс.
Эта топология (фиг.36) широко используется для построения СЦИ сетей уровня STM-1 (155,52 Мбит/с). Основное преимущество этой топологии - легкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах SMUX 224 двух пар оптических каналов приема/передачи: восток - запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками.
4. Топология ячеистой сети - топология многократного повторения 4-узловой ячейки, которая дает возможность сформировать несколько альтернативных маршрутов (как это имеет место в ЛВС). Эта топология широко используется при переделке обычных телефонных сетей в сети СЦИ, а также в сетях WDM.
Физически архитектура сети может состоять из участков с различными топологиями. Это может быть радиально-кольцевая архитектура (топологии "точка-точка" и "кольцо"), каскадная кольцевая архитектура (несколько последовательно соединенных колец с одинаковым или разными уровнями СЦИ иерархии в кольцах), смешанная (радиально-кольцевая-ячеистая) архитектура.
Настоящая полезная модель промышленно применима, изготовлена с использованием базовых элементов сложной электротехники и реализует возможность расширенного использования в режимах построения различных типов архитектур построения сетей.