638_Nosov_V.I._RRL_STSI_Osnovy_TSPS__i_postroenija_RRL_

трансверсальный эквалайзер; многоуровневый декодер;

TRP (Transmitter Receiver Part) – блок приемника и передатчика; BRC (Branch Circuit) – блок цепей разделения, включает в себя фильтры объединения и разделения стволов.

АВТ – антенно-волноводный тракт, включающий в себя волноводы, поляризационный селектор и антенну.

В соответствии со структурой секционного заголовка рис. 3.6 на ЦРРЛ выделяются мультиплексные и регенерационные секции рис. 3.2.

В соответствии с рисунком 3.2 на ОРС1 заканчивается мультиплексная секция MS1 кабельной соединительной линии между мультиплексным оборудованием MUX и оконечной радиорелейной станцией и начинаются мультиплексная MS2 и регенерационная RS1 секции радиорелейной линии. Регенерационные секции радиорелейной линии начинаются и заканчиваются на всех пролетах. Мультиплексные секции радиорелейной линии начинаются и заканчиваются на ОРС и УРС, следовательно на ОРС и УРС обрабатывается весь заголовок SOH STM-1, включая AU указатель. На ПРС обрабатывается только заголовок регенерационной секции RSOH, а остальная часть заголовка проходит через эти станции транзитом.

При рассмотрении структурных схем станций РРЛ СЦИ в пособии используется терминология и обозначения принятые в аппаратуре фирмы NEC (Япония) [6,7]. Подробная структурная схема оконечной радиорелейной станции ОРС1 (TS – Terminal Station) приведена на рисунке 3.3.

MS1

MS2

MS3

MS4

MUX

ОРС1

RS1

ПРС2

RS2

ПРС3

RS3

УРС4

ПРС5

ОРС6

MUX

RS4

RS5

MUX

Рисунок 3.2 - Мультиплексные и регенерационные секции РРЛ

Узловая радиорелейная станция УРС4 (B-B TS – Back to Back Terminal Station) может быть представлена двумя ОРС и ее подробная структурная схема приведена на рисунке 3.4.

Структурная схема промежуточной радиорелейной станции ПРС2 (RRS – Regenerator Repeater Station) приведена на рисунке 3.5.

На всех структурных схемах радиорелейных станций приведен один рабочий ствол при использовании пространственно разнесенного приема.

181

От MUX	SOH		SOH
	MS1		MS2

Служ.

SOH INTF

каналы

к MUX	SOH		SOH
	MS1		MS2

К резервному стволу

	Резер-		Многоу-
			ровне-
	вирова-
			вый ко-
	ние
			дер

УУР

Резер-		Многоу-
		ровне-
вирова-
		вый де-
ние

От резервного ствола

Мод.

КАМ Пд ФОС УР

Основная антенна

От других стволов

К другим

стволам

АТЭ

Дем.

АЧЭ

УКС

Пр1

ФРС1

КАМ

ХАТЭ

ХДем.

Пр2

ФРС2

КАМ

От приемника кроссполя-

Разнесенная

ризационного сигнала

антенна

К другим стволам

Рисунок 3.3. Структурная схема оконечной радиорелейной станции

182

К другим стволам

Разнесенная

ФРС2

Пр2

антенна

ФРС1

Дем.

Многоу-

Многоу-

Мод.

Пр1

УКС

АЧЭ

АТЭ

ровневый

ровне-

Пд

ФОС

УР

КАМ

КАМ

декодер

вый ко-

Основная

От приемника кроссполя-

дер

антенна

К другим стволам

ризационного сигнала

ХДем

От других стволов

ХАТЭ

КАМ

Служ.

RS1

RSOH INTF

RS2

каналы

RS1

RS2

К другим стволам

УР

Пд

Мод.

Многоу-

Многоу-

Дем.

ФОС

ровне-

ровне-

АТЭ

АЧЭ

УКС

Пр1

ФРС1

КАМ

КАМ

вый ко-

вый

Основная

антенна

дер

От других стволов

ХДем.

ХАТЭ

Пр2

ФРС2

КАМ

Разнесенная

От приемника кроссполя-

антенна

ризационного сигнала

К другим стволам

Рисунок 3.5. Структурная схема промежуточной радиорелейной станции

183

Основная	Основная
антенна	антенна

	ОРС	ОРС
	А	В
	Разнесенная	Разнесенная
		антенна
	антенна

MUX

Рисунок 3.4 – Структурная схема узловой станции

3.2.1 Блок обработки секционного заголовка и переключения на резерв (передающая сторона)

На вход рабочего ствола РРЛ СЦИ по кабельной соединительной линии от MUX поступает линейный цифровой сигнал в коде CMI со скоростью 155,52 Мбит/с (STM-1). Поскольку на ОРС1 заканчивается мультиплексная секция кабельной соединительной линии (рис.3.2), то здесь производится обработка заголовка этой секции (модуль SOH MS1) [9,11,12].

В настоящее время по ЦРРЛ передаются цифровые потоки соответствующие STM-RR и STM-1 [5,9]. При прохождении этих модулей по ЦРРЛ производится обработка секционного заголовка SOH, состоящего из заголовков мультиплексной MSOH и регенерационной RSOH секций и AU указателя рис.3.6.

1

A1

A1

A1

A2

A2

A2

C1/J0

X*

X*

R

X - байты нацио-

2

B1

E1

F1

X

X

S

нального

использо-

3

D1

D2

D3

O

вания

H

X* -

нескремблиро-

ванные, следует за-

4

AU-указатель

ботиться

об их

со-

хранении

5

B2

B2

B2

K1

K2

-

зависимые

от

6

D4

D5

D6

M

среды передачи (ра-

7

D7

D8

D9

S

дио)

8

D10

D11

D12

O

9

S1

Z1

Z1

Z2

Z2

M1

E2

X

X

H

Рисунок 3.6 – Структура секционного заголовка

184

Назначение байт секционного заголовка:

А1 = 11110110, А2 = 00101000 – цикловой синхросигнал, трехкратное повторение байт А1 и А2 связано с объединением стандартов SDH и SONET; при потере циклового синхронизма (LOF – Loss of Frame) на данной станции, при передаче сигнала к следующей станции содержимое байт А2 инвертируется;

С1 – идентификатор STM-1 при мультиплексировании его в STM-N;

J0 – идентификатор маршрута STM-1, используется для повторяющейся передачи метки пункта доступа данного STM-1 (Первая строка секционного заголовка (9 байт) не скремблируется, так как содержит цикловой синхросигнал); B1 – используется для контроля ошибок на регенерационной секции по

коду BIP-8;

Е1 – канал голосовой служебной связи OOW, доступен на всех станциях и служит для организации служебной связи на участке резервирования;

F1 – служебный канал для передачи с приемной стороны пролета на начало мультиплексной секции информации о состоянии пролета, а также идентификационного номера регенерационной секции;

D1 – D3 – объединенный 192 Кбит/с канал управления;

В2 - используется для контроля ошибок на мультиплексной секции по коду BIP-24;

К1, К2 – используются для управления резервным переключением на мультиплексных секциях кабельных соединительных линий, приходящих на узловые и оконечные радиорелейные станции. К1 – передача приемному окончанию мультиплексной секции сигнала автоматического переключения на резерв с указанием номеров рабочего и резервного трактов; К2 – передача с приемного конца мультиплексной секции на передающий конец аварийных сигналов MS AIS К2=ххххх111 и MS FERF К2=ххххх110 с указанием номеров рабочих трактов;

D4 – D12 – объединенный 576 Кбит/с канал управления;

S1 – статус синхронизации SSM, определяет параметр качества источника тактовой частоты узла генерации транспортного модуля.

М1 – используется для передачи с удаленного конца на ближний конец информации о количестве ошибочных блоков бит, обнаруженных на удаленном конце мультиплексной секции по коду BIP-24 c использованием трех байт В2.

Этот байт получил название MS FEBE (Far End Block Error) или MS REI (Remote Error Indicator) и с его помощью передается количество ошибочных блоков бит от 0 до 24.

Е2 – используется для организации канала голосовой служебной связи EOW. Канал Е2 доступен только на мультиплексных станциях и служит для организации служебной связи между этими станциями.

В передающей стороне блока обработки секционного заголовка и переключения на резерв, подробная схема которого приведена на рисунке 3.7, осуществляется регенерация цифрового сигнала и преобразование линейного кода CMI в аппаратный код NRZ (C/N), который и используется в аппаратуре радиорелейных станций как наиболее узкополосный из двоичных кодов.

185

Далее в этом модуле осуществляется преобразование входного цифрового потока 155,52 Мбит/с в восемь параллельных потоков по 19,44 Мбит/с (S/P – serial/parallel). Это делается для того чтобы при дальнейшей обработке цифрового сигнала можно было использовать байтную структуру сигнала и микросхемотехнику с невысоким быстродействием, но при этом количество комплектов оборудования при дальнейшей обработке увеличивается в восемь раз. Для обеспечения этих двух преобразований (C/N и S/P) необходима тактовая частота, которая выделяется из входного сигнала.

Выделение

E1, E2,

служебных

D1,…, D12

19,44 Мбит/с×8

каналов

155,52 Мбит/с

Деск-

STM-1

S/P

Пр.

Реген.

C/N

ремб-

PTR

преобр

ЦС

лер

FT

FT

BIP-8

BIP-24

S1

детектор

детектор

F1

M1

Источники тактовой частоты

Рисунок 3.7 – Структурная схема обработки секционного заголовка на приемной стороне MS кабельной линии

После этого начинается непосредственно обработка секционного заголовка, которая заключается в выделении и соответствующей обработке байт секционного заголовка. Для определения местоположения байт заголовка в структуре цикла синхронного транспортного модуля необходимо определить начало его цикла, т.е. осуществить синхронизацию начала цикла генераторного оборудования приема под начало цикла принимаемого сигнала. Для этого используется приемник циклового синхросигнала Пр.ЦС, который использует байты А1А1А1А2А2А2.

После того как определено начало цикла, производится контроль ошибочно принятых бит по коду BIP-8 (BIP-8 детектор), для чего рассчитываются битовые суммы по всем байтам текущего цикла и сравниваются с битовыми суммами записанными на передающем конце в байт В1 следующего цикла. При совпадении указанных сумм фиксируется отсутствие ошибочных блоков бит, в противном случае количество не совпадающих сумм (от одной до восьми) определяет количество ошибочных блоков бит. Информация о коэффициенте

186

ошибок на регенерационной секции RSOH, полученная в результате обработки байта В1, передается на ближний конец мультиплексной секции кабельной соединительной линии с помощью байта (канала) F1.

Далее сигнал обрабатывается в дескремблере, где из приходящего сигнала удаляется псевдослучайная последовательность ПСП, введенная на передающей стороне в скремблере. ПСП на передающей стороне вводится для того, чтобы исключить появление в передаваемом цифровом сигнале длинных последовательностей «0» и «1». Наличие таких последовательностей приводит к отсутствию в такие моменты времени информации о тактовой частоте, что ухудшает работу выделителя тактовой частоты (снижается точность ее выделения из приходящего сигнала) и увеличивает коэффициент ошибок на выходе регенератора. Поскольку введенная ПСП выполнила свою функцию (тактовая частота выделена из сигнала на входе модуля), ее можно удалить из сигнала.

После удаления ПСП из сигнала производится контроль ошибок на мультиплексной секции MSOH по коду BIP-24 (BIP-24 детектор), для чего рассчитываются 24 битовые суммы по всем тройкам байт (кроме байт заголовка регенерационной секции RSOH) текущего цикла и сравниваются с битовыми суммами записанными на передающем конце в три байта В2 следующего цикла. При совпадении указанных сумм фиксируется отсутствие ошибочных блоков бит, в противном случае количество не совпадающих сумм (от одной до двадцати четырех) определяет количество ошибочных блоков бит. Информация о коэффициенте ошибок на мультиплексной секции MSOH, полученная в результате обработки тройки байт В1, передается на ближний конец мультиплексной секции кабельной соединительной линии с помощью байта (канала) М1.

Здесь же производится выделение байт секционного заголовка SOH, используемых для организации служебных каналов : Е1, Е2, – каналы голосовой служебной связи на регенерационных и мультиплексных секциях, соответственно; D1,…, D12 – каналы для системы управления. С выхода модуля SOH выделенные сигналы поступают на интерфейс секционного заголовка (SOH INTF) (рис. 3.3, 3.7), откуда подаются на соответствующее оборудование или проходят транзитом.

С выхода дескремблера цифровой сигнал восьмью потоками поступает на модуль обработки AU– указателя (PTR), где осуществляется перезапись входных цифровых потоков под тактовую частоту опорного сигнала. Опорный сигнал тактовой частоты выбирается из четырех возможных источников тактовой частоты: первичный эталонный генератор с относительной нестабильностью тактовой частоты f/fT = 10-11; вторичный задающий генератор сетевого узла с относительной нестабильностью тактовой частоты f/fT = 10-9; вторичный задающий генератор сетевой станции с относительной нестабильностью тактовой частоты f/fT = 10-8; задающий генератор аппаратуры SDH с относительной нестабильностью тактовой частоты f/fT = 5×10-6 . Выбор источника тактовой частоты осуществляется под управлением информации, полученной на дальнем конце мультиплексной секции в байте S1. При перезаписи входных цифровых потоков под тактовую частоту опорного сигнала возможно расхож-

187

дение их тактовых частот, при этом может изменяться значение AU– указателя. Сглаживание изменений тактовой частоты выходных цифровых сигналов производится в устройстве эластичной памяти.

После обработки AU– указателя сигналы поступают на модуль SOH MS2, где начинаются мультиплексная и регенерационная секции радиорелейной линии, и осуществляются формирование секционного заголовка SOH, генерация кодов BIP-8 и BIP-24 и скремблирование цифровых потоков рис. 3.8.

E2, D4–D12			E1, D1–D3			19,44 × 8
19,44 × 8
Мбит/с							Мбит/с
	MSOH			RSOH		Скремб-
	MUX			MUX		лер

BIP-24			BIP-8
генератор			генератор

Рисунок 3.8 Структурная схема обработки секционного заголовка на передающей стороне MS РРЛ

После обработки в модуле SOH MS2 сигналы поступают на модуль резервирования стволов рис. 3.9, работой которого управляет устройство управления резервированием (УУР).

В ЦРРЛ используется поучастковая система резервирования стволов и при работе в диапазонах 4,5,6 ГГц, где используются двухчастотные планы, организуется 8 дуплексных стволов (или 16 дуплексных стволов при использовании поляризационного уплотнения). Поучастковая система резервирования при этом обозначается как N + K, где N – количество рабочих стволов, K - количество резервных, например, 2 + 1, 3 + 1, 6+2, 7+1, 14+2 и т.п. По этой причине переключение рабочих стволов на резервный ствол в основной полосе (base band), т.е. по цифровому сигналу, осуществляется на оконечных и узловых станциях.

На приемной стороне участка резервирования устройство управления резервированием контролирует работоспособность и количественные характеристики качества работы рабочих и резервного (резервных) стволов. При ухудшении качества работы одного из рабочих стволов (из-за замираний сигналов на пролетах, увеличения уровня внутренних или внешних шумов и помех, из-за отказа оборудования) и работоспособном резервном стволе, приемная часть УУР принимает решение о переключении данного рабочего ствола на резервный ствол.

188

В настоящее время производители оборудования гарантируют высокую надежность оборудования, поэтому резервный ствол из-за отказа рабочих стволов используется чрезвычайно редко. Основная причина ухудшения качества работы рабочих стволов – замирания сигналов из-за многолучевого распространения радиоволн на пролетах радиорелейных линий. Согласно нормам на проектирование радиорелейных линий для гипотетической эталонной цепи протяженностью 2500 км допускается ухудшение качества работы РРЛ (коэффициент ошибок в линии превышает величину кош ≥ 10-3, что соответствует отказу ствола РРЛ) допускается не более чем в 0,1% времени наихудшего для распространения радиоволн месяца.

STM-1

ППдР

1 Резервный ствол

ППрР

STM-1

2 Резервный ствол

ППд1

1 Рабочий ствол

ППр1

STM-1

STM-1

ППд2

2 Рабочий ствол

ППр2

STM-1

STM-1

ППд3

STM-1

3 Рабочий ствол

ППр3

STM-1

STM-1

ППдN

N Рабочий ствол

ППрN

STM-1

УУР	Служебный канал связи	УУР
Пд.
		Пр.

Рисунок 3.9 – Структурная схема резервирования стволов

Из изложенного выше следует, что резервный ствол используется только в течении 0,1% времени, а 99,9% времени он не используется. По этой причине производители радиорелейного оборудования предусматривают использование резервного ствола для передачи информации с низким приоритетом рис. 3.8.

Как правило, в системе резервирования используется система приоритетов передаваемой информации в стволах и приоритетов аварийных ситуаций при предоставлении одному из рабочих стволов, находящемуся в аварийном состоянии, исправного резервного ствола.

Возможные приоритеты информации, передаваемой в рабочих и резервных стволах, приведены в таблице 3.1.

189

УУРПД

Таблица 3.1 Приоритеты информации в стволах

Тип ствола	№ приори-	Уровень приоритета
	тета
Первый рабочий ствол	1	Высокий
Второй рабочий ствол	2
Третий рабочий ствол	2
Четвертый рабочий ствол	3
Резервный ствол	4	Низкий

В таблице 3.2 приведены возможные аварийные ситуации в рабочих стволах и их приоритеты.

Таблица 3.2 Приоритеты аварийных ситуаций в стволах

Тип аварии в рабочем стволе	№ приори-	Уровень приоритета
	тета
Пропадание сигнала на входе приемни-	1	Высокий
ка (LOS - Loss Of Signal)
Потеря циклового синхронизма	2
(LOF - Loss Of Frame)
Превышение порога по коэффициенту	3	Низкий
ошибок (SD – Signal Degrade),
порог КОШ = 10-6

Схема управления резервированием определяет приоритет передаваемой информации и приоритет аварийного состояния рабочих стволов. Самый низкий приоритет передаваемой информации в резервном стволе, когда он, при отсутствии необходимости резервирования рабочих стволов, используется для передачи полезной информации. На основе анализа приоритетов информации и аварийных ситуаций (более высокий приоритет имеет передаваемая по стволу информация, более низкий – аварийные состояния в стволах) устройство управления резервированием УУРПР на приемной стороне участка резервирования принимает решение о предоставлении одному из находящихся в аварийном состоянии рабочих стволов резервного ствола. По служебному каналу приемная часть УУРПР передает на передающую сторону участка резервирования команду о переключении находящегося в аварийном состоянии рабочего ствола на резервный.

На передающей стороне участка резервирования передающая часть посылает команду на переключатель резервного ствола ППдР, который отключает передачу информации по резервному стволу. После этого с помощью соответствующего переключателя рабочего ствола ППд1, , N резервный ствол подключается параллельно рабочему стволу (рис. 3.9) и информационный сигнал с этого момента передается параллельно по рабочему и резервному

190