Структурная схема мультиплексора

Структурная схема мультиплексора определяется в первую оче­редь его конфигурацией, которая, в свою очередь, зависит от кон­кретных сетевых задач, выполняемых данным мультиплексором. Кроме того, структурная схема определяется элементной базой, технологией и особенностями производства. Определенную роль в формировании структурной схемы играют также конструкция муль­типлексора и традиции производителя.

Наиболее широкое распространение получили модульные кон­струкции мультиплексоров, позволяющие изменением набора сменных модулей изменять конфигурацию мультиплексора в соот­ветствии с конкретными задачами и, главное, наращивать его воз­можности по мере развития сети. Следует отметить, что модульные мультиплексоры, при их очевидных технических достоинствах, от­носительно дороги, поэтому широкое распространение получают также «мини» мультиплексоры. Последние имеют неизменяемую конфигурацию и минимум функций, например, из них исключается функция соединения трактов (кросс-коннекции), уменьшаются воз­можности резервирования и так далее.

Рассмотрим структурную схему мультиплексора на примере мо­дульного мультиплексора четвертого уровня синхронной цифровой иерархии (формирующего синхронные модули STM-4). Эта схема показана на рис. 8.10.

В центре схемы располагаются коммутационные модули КМ №№ 1 и 2.

Первый из них является основным, второй - 100% «го­рячим» резервом. Этот блок реализует функции соединения трак­тов высокого и низкого уровней НРС-n и LPC-m (см. § 8.1). На блок КМ сигналы поступают в формате виртуальных контейнеров VC-4, временная коммутация сигналов осуществляется на уровнях VC-11, VC-12, VC-3 и VC-4 и разделяется между магистральными направ­лениями передачи и потоками доступа. В мультиплексорах четвер­того уровня возможности коммутационного блока эквивалентны обычно 24 потокам STM-1 (63 х 24 = 1512 потокам 2 Мбит/с). По­скольку блок КМ один из наиболее сложных, по возможности он за­меняется более простыми. Так, в конфигурации регенератора, вме­сто коммутационного устанавливается блок, обеспечивающий про­стое соединение между двумя линейными блоками. В конфигура­ции терминального (оконечного) мультиплексора коммутационный блок может быть заменен значительно более простым, обеспечи­вающим соединение магистральных сигналов и сигналов доступа без функции их коммутации. Однако блок КМ, кроме того, часто вы­полняет функции защиты линии и пути передачи (см. § 9.2), поэтому такая замена не всегда рациональна.

К блокам коммутации примыкают четыре интерфейсных группы (ИГ А, В, С, D). Две из них (ИГ А и ИГ В) обычно комплектуются ин­терфейсными блоками синхронных потоков, а две (ИГ С и ИГ D) служат для подключения интерфейсных блоков сигналов доступа. В частности, на рис. 8.10 показано, что группа А содержит два интер­фейсных блока STM-4 (один основной, другой резервный, резерви­рование типа 1+1), группа В - четыре оптических (или электриче­ских) интерфейсных блока STM-1, объединяемых попарно (один основной, другой резервный, резервирование также типа 1+1), группа С - четыре интерфейсных блока потоков 2 Мбит/с, а группа D - пять блоков потоков 140 Мбит/с. Каждый интерфейсный блок потоков 2 Мбит/с имеет 21 порт для подключения каналов доступа; блоки эти резервированы в отношении 3:1 (один резервный на три рабочих). При отказе одного из рабочих блоков соответствующие каналы доступа переключаются на резервный с помощью платы переключения на резерв ПР. Аналогично, каждый из четырех кана­лов доступа 140 Мбит/с также может быть переключен на резерв­ный блок (резерв 4:1).

В интерфейсных блоках STM-4 на передаче осуществляются следующие преобразования сигналов:

- поступающие от блока коммутации сигналы нагрузочных блоков TU-12, TU-3 вкладываются в виртуальные контейнеры VC-4, к которым добавляются указатели PTR (образуются административные блоки AU-4);

- к четырем блокам AU-4, полученным в результате преобразо­вания нагрузочных блоков или поступившим от блока коммутации, добавляются секционные подзаголовки MSOH и RSOH (образуют­ ся четыре сигнала STM-1);

- ­ четыре сигнала STM-1 мультиплексируются в сигнал STM-4;

- электрический сигнал STM-4 скремблируется, преобразуется в
оптический и поступает на выходной разъем блока STM-4.

На приеме:

- оптический сигнал STM-4 преобразуется в электрический и де-
скремблируется;

- сигнал STM-4 демультиплексируется на четыре сигнала STM-1;

- удаляются RSOH и MSOH, обрабатывается указатель PTR AU;

 

- сигналы AU-4 передаются на блок коммутации или преобразуются в сигнал VC-4;

- из сигнала VC-4 выделяются сигналы TU-12 и TU-3 и передаются на блок коммутации.

Аналогично обрабатываются сигналы STM-1 в интерфейсных блоках STM-1.

Сигналы потока доступа 140 Мбит/с (139264 кбит/с) в интер­фейсном блоке на передаче преобразуются из кода CMI в код NRZ, к нему добавляются биты фиксированной вставки и служебные би­ты (см. подпараграф 7.3.1) и трактовый заголовок РОН. Таким об­разом, сигналы потока доступа преобразуются в сигналы VC-4. Дальнейшее преобразование аналогично преобразованиям в блоке STM-1. На передаче осуществляются обратные преобразования.

Интерфейсный блок потоков доступа 2 Мбит/с (2048 кбит/с) на передаче преобразует 21 поступающий поток 2 Мбит/с из кода HDB3 в код NRZ. Далее, в соответствии с типом ввода (асинхронный, бит-синхронный или другой, см. подпараграф 7.3.2) образует­ся 21 поток виртуальных контейнеров VC-12, которые последова­тельно преобразуются в семь сигналов TUG-2 и далее в один сиг­нал TUG-3 (см. подпараграф 7.2.4). Сигнал TUG-3 передается на блок коммутации. На приеме осуществляются обратные преобра­зования.

В нижней части структурной схемы мультиплексора на рис. 8.10 показаны еще три блока: управления, генератора и доступа к заго­ловкам.

Блок управления (контроллер системы) осуществляет управле­ние оборудованием. Подробнее задачи управления оборудованием будут рассмотрены в гл. 14, здесь перечислим лишь основные функции этого блока.

1. Связь между вставляемыми блоками и блоком управления
для обеспечения аварийной сигнализации, контроля состояния и
функционирования. Полученные данные редактируются и анализи­руются. Аварийные сигналы активизируются или сбрасываются и передаются на интерфейсы управления F, Q или в систему аварий­ной сигнализации станции.

2. Загрузка каждого вставляемого блока.

3. Управление переключением блока на резерв.

4. Ведение базы данных по управлению оборудованием.

5. Поддержка интерфейсов управления F и Q.

6. Прием аварийных сигналов состояния помещения и передача
их на интерфейсы управления.

7. Обработка некоторых байтов заголовков, например байтов D
(шина DCC).

Обычно блок управления имеет функцию загрузки памяти, что сокращает потребность в повторной загрузке любых заменяемых блоков, в которых имеется собственная встроенная память. При включении мультиплексора данные запуска, хранящиеся в энерго­независимой памяти блока управления, загружаются в другие блоки мультиплексора. Если блок управления заменяется на новый, то предварительно данные запуска переписываются из заменяемого блока в память рабочей станции (через интерфейс Q или F). После замены они загружаются в энергонезависимую память нового блока управления. При замене какого-либо блока мультиплексора (не блока управления) блок управления загружает в новый блок соот­ветствующие данные запуска из своей энергонезависимой памяти.

Кроме всего, блок управления поддерживает протоколы высших уровней системы управления данной сетевой структурой.

Блок генератора обеспечивает все блоки мультиплексора соот­ветствующими тактовыми сигналами. Блок может работать в раз­личных режимах: принудительной (внешней) синхронизации, а так­же в режиме свободных колебаний и режиме удержания. Подроб­нее функции блока генератора рассмотрены в гл. 11.

Блок доступа к заголовкам осуществляет доступ к некоторым байтам секционных и трактовых заголовков (см. § 7.1) и обеспечи­вает интерфейс служебной связи. В мультиплексорах некоторых производителей с помощью этого блока возможен доступ к резерв­ным байтам, а также к байтам D секционного заголовка. Обычно в этом блоке возможна коммутация однотипных байтов заголовков ЗОН синхронных модулей различных направлений

Кроме перечисленных выше блоков, синхронный мультиплексор обязательно содержит блок вторичных источников питания, кото­рый резервируется по схеме 1 +1.

Литература: Доп. 6 [ 227-236 ]

Контрольные вопросы:

1. Мультиплексирование асинхронных потоков.
2. Обобщенная функциональная схема мультиплексора.
3. Функциональная схема узлов мультиплексора.