Навчальна дисципліна	“ВОЛОКОННО-ОПТИЧНІ СИСТЕМИ ПЕРЕДАЧІ”
Змістовий модуль № 3.	ЛІНІЙНІ ТРАКТИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧНИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧІ.
Лабораторна робота № 13	ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЦИФРОВОГО МУЛЬТИПЛЕКСУВАННЯ В ОПТИЧНИХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧІ.

ПЛАН

Навчальні питання:

1. Мультиплексування PDH.

2. Мультиплексування Ethernet.

Навчально-матеріальне забезпечення:

1. ПЕОМ.

Навчальна література:

1. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. – М.: Техносфера, 2003. – 440 с.

2. Корнейчук В.И. Измерение параметров компонентов и устройств ВОСП/ Уч. пособие. – Одесса: УГАС им. А.С. Попова, 2000. – 323 с.

Мета роботи: визначити особливості мультиплексування при використанні технологій PDH, Ethernet.

1. Мультиплексування pdh.

Цифрове мультиплексування даних, представлених циклічними послідовностями, і назва, що одержала, плезіохронної цифрової ієрархії, є міжнародним стандартом цифрової передачі. Ця передача представлена історично сформованими ієрархіями PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) (табл. 1): європейської, північноамериканської і японський. В рекомендаціях G.702 визначені ієрархічні рівні та джерела цифрових даних. На рис. 1 приведений приклад для Європейської стандартизації PDH. Відповідні цієї стандартизації ієрархічні рівні і цикли цифрових даних приведені на рис. 2.

Таблиця 1

Ієрархії pdh

Рівень	Європейська			Північноамериканська			Японська
	Позначення	Швидкість передачі кбіт/с	Кількість ОЦК	Позначення	Швидкість передачі кбіт/с	Кількість ОЦК	Швидкість передачі кбіт/с
0	Е0	64	1	DS0	64	1	64
1	Е1	2048	30	DS1	1544	24	1544
2	Е2	8448	120	DS2	6312	96	6312
3	ЕЗ	34 368	480	DS3	44 736	672	32064
4	Е4	139 264	1920	DS4	–	4032	97 728

Цикл передачі первинного цифрового потоку Е1 утворений 32 канальними інтервалами загальною тривалістю циклу 125 мкс. Кожному канальному інтервалу відповідає швидкість передачі 64 кбіт/с (8 біт повторюються 8000 разів у секунду). Загальний швидкісний режим Е1=32*64 кбіт/с=2048 кбіт/с. 16 циклів Е1, що слідують підряд, утворюють надцикл, тривалість якого Т_сц=2 мс. У надциклі реалізовані: передача сигналу надциклу в канальному інтервалі КИ16 (комбінація 0000); передача сигналів керування та взаємодії (СУВ) для інформаційних каналів (КИ1-15, КИ17-31); контроль помилок по алгоритму CRC-4, тобто методом підрахунку контрольної суми в 16-ти послідовних циклах. Крім того, КИ16 може бути використаний для передачі інформаційних даних і для передачі сигнальних даних, як загальний канал сигналізації.

Рис. 1. Ієрархічні рівні PDH і джерела цифрових сигналів (G.702)

Рис. 2. Цикли PDH: а) цикл передачі первинного цифрового потоку; б) цикл передачі вторинного цифрового потоку; в) цикл передачі третинного цифрового потоку; г) цикл передачі четвертинного цифрового потоку

Рис. 3. Ієрархічна схема мультиплексування PDH

Цикли передачі Е2, Е3 і Е4 формуються за допомогою плезіохронного побітового об’єднання циклів нижнього ієрархічного рівня (рис. 3). Принцип PDH-мультиплексування полягає в наступному:

• поєднувані цифрові дані, що мають різні тактові інтервали (у відомих нормативних межах), повинні бути синхронізовані, тобто погоджені по фазі і частоті тактів;

• для синхронізації поєднуваних даних повинний бути застосований буфер пам’яті;

• швидкість і фаза запису даних у рівнобіжні буфери може розрізнятися, але швидкість зчитування цих даних з буферів однакова;

• у процесі запису даних у буфер і зчитування можуть утворитися у випадкові моменти часу стану невизначеності:

• період запису T_запису більше періоду зчитування T_{зчитування}, у цьому випадку буфер може двічі вважатися, тобто відбудеться помилкова двійкова одиниця;

• період запису T_запису менше періоду зчитування T_{зчитування}, у цьому випадку буфер може виявитися на момент зчитування “порожнім”, тобто відбудеться помилкова двійкова одиниця.

Для усунення зазначених невизначеностей використовується метод стафінга, сутність якого пояснюється за допомогою рис. 4 і 5. Позитивне узгодження швидкості в буферних пристроях припускає свідомо більш високу швидкість зчитування двійкових даних з буферів, чим швидкості запису, що залежать від стабільності джерел тактових частот формувачів цифрових даних.

Рис. 4. Приклад схеми PDH-мультиплексору Е2 з позитивним узгодженням швидкості

Рис. 5. Прояв невизначеності та формування вставки

Для цифрових даних Е1 відхилення швидкості припустимо в межах: В₀±ΔВ, 2048±102,4 біт/с. Це відповідає нормативу рекомендації G.703. Такти зчитування для Е2 надходять зі швидкістю 2052 кбіт/с, що гарантує тільки позитивне узгодження. При цьому через визначений час буде виявлятися ситуація невизначеності, коли ті самі дані будуть зчитуватися двічі (рис. 5).

Ситуація невизначеності повинна контролюватися тимчасовим детектором, що вимірює різницю фаз запису і зчитування Δφ. Утворення невизначеності приведе до формування вставки (біт S рис. 5), що вирівнює швидкість і не допускає помилкове зчитування. При цьому в структуру циклу Е2 міститься команда узгодження швидкості (КСС). Принцип формування КСС і її зміст зображені на рис. 6. Таким чином, у циклі Е2 передаються 4 незалежні одна від одної команди узгодження швидкостей, представлені трьома бітами. Істинність команди визначається по двох чи трьох однакових битках. Розподіл команд по циклі і використання вибору 2 з 3 застосовані для підвищення завадостійкості передачі КСС.

У прийомної частини системи передачі з Е2 процедура демультиплексування відбувається з виявленням і усуненням вставок у кожнім з чотирьох потоків даних Е1. Для цього відновлюється тактова частота кожного Е1, що застосовується для роботи фазового детектора демультиплексованного Е1. Команди КСС і різниця фаз служать обчисленню вставки S і її усуненню. Алгоритми формування циклів Е3, Е4 аналогічні розглянутому для Е2.

Очевидні недоліки плезіохронного мультиплексування:

• складність і ієрархічність схем узгодження швидкостей;

• складність доступу до окремих цифрових потоків даних;

• протяжне в часі ієрархічне відновлення синхронізму між передавачем і приймачем у випадку його порушення;

• майже повна відсутність у циклах PDH позицій для службових інформацій (керування, контролю, службового зв’язку).

Рис. 6. Команди узгодження швидкостей