Оптические интерфейсы транспортных сетей SDH и OTN (стр. 1 )

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
им. проф. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

_______________________________________________________________

,

ОПТИЧЕСКИЕ ИНТЕРФЕЙСЫ

ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ

SDH и OTN

Учебное пособие

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2008

УДК

ББК

К

Рецензент

кандидат технических наук, старший научный сотрудник ЛОНИИС

Утверждено в качестве учебного пособия

редакционно-издательским советом СПбГУТ им. проф. -Бруевича

К	Кулева, Н. Н. Оптические интерфейсы транспортных сетей SDH и OTN : учебное пособие / Н. Н. Кулева, ; ГОУВПО СПбГУТ. – СПб., 2009. – 92 с.
	Приведены параметры оптических интерфейсов. Включены задание и исходные данные для курсового проектирования по дисциплине «Перспективные технологии телекоммуникаций». Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 210400 – «Телекоммуникации» и по специальностям: 210404 – «Многоканальные телекоммуникационные системы», 210406 – «Сети связи и системы коммутации», 210403 – «Защищенные системы связи», 210401 – «Физика и техника оптической связи».

УДК

ББК

ã , , 2009

ã Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный

университет телекоммуникаций

им. проф. -Бруевича», 2009

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

2F SP RING (2 Fibre Shared Protection Ring) – двухволоконное кольцо с совместно используемой защитой;

3R (Reamplification, Reshaping и Retiming) – усиление, восстановление формы, восстановление временных положений (полная процедура регенерации цифровых сигналов);

4F DP RING (4 Fibre Dedicated Protection Ring) – четырехволоконное кольцо с добавочно выделенной защитой;

4F SP RING (4 Fibre Shared Protection Ring) – четырехволоконное кольцо с совместно используемой защитой;

ADM (Add/Drop) – мультиплексор типа ввода/вывода;

AI (Adapted Information) – адаптированная информация;

AIS (Alarm Indication Signal) – сигнал индикации аварийного состояния;

AP (Access Point) – точка доступа;

APId (Access Point Identifier) – идентификатор точки доступа;

APS (Automatic Protection Switching ) – автоматическое защитное переключение;

ATM (Asynchronous Transfer Mode) – асинхронный режим передачи;

AU (Administrative Unit) – административный блок;

AU AIS (Administrative Unit Alarm Indication Signal) – сигнал индикации аварийного состояния административного блока;

AU LOP (Administrative Unit Loss Of Pointer) – потеря указателя административного блока;

AU PTR (Administrative Unit Pointer) – указатель административного блока;

AUG (Administrative Unit Group) – группа административных блоков;

BBE (Background Block Error) – блок с фоновыми ошибками;

BBER (Background Block Error Ratio) – коэффициент ошибок по блокам с фоновыми ошибками;

BDI (Backward Defect Indication) – обратная индикация дефекта;

BDI-O (Backward Defect Indication Overhead) – заголовок обратной индикации дефекта;

BDI-P (Backward Defect Indication Overhead) – полезная нагрузка обратной индикации дефекта;

BEI (Backward Error Indication) – обратная индикация ошибки;

BI (Backward Indication) – обратная индикация;

BIP (Bit Interleaved Parity) – код битового чередуемого паритета;

С (Container) – контейнер;

С-11 (Container of level 11) – контейнер первого уровня, служит для размещения информации со скоростью 1,544 Мбит/с;

С-12 (Container of level 12) – контейнер первого уровня, служит для размещения информации со скоростью 2,048 Мбит/с;

С-2 (Container of level 2) – контейнер второго уровня, служит для размещения информации со скоростью 6,312 Мбит/с;

С-31 (Container of level 31) – контейнер третьего уровня, служит для размещения информации со скоростью 34,368 Мбит/с;

С-32 (Container of level 32) – контейнер третьего уровня, служит для размещения информации со скоростью 44,736 Мбит/с;

С-4 (Container of level 4) – контейнер четвертого уровня, служит для размещения информации со скоростью 139,264 Мбит/с;

CBR10G – сигнал с постоянной скоростью передачи, равной 9953280 кбит/с ± 20 ppm;

CBR2G5 – сигнал с постоянной скоростью передачи, равной 2488320 кбит/с ± 20 ppm;

CBR40G – сигнал с постоянной скоростью передачи, равной кбит/с ± 20 ppm;

CDWD (Coarse Wavelength Division Multyiplexing) – разреженное мультиплексирование с разделением по длинам волн;

CI (Characteristic Information) – характеристическая информация,

СМ (Connection Monitoring) – мониторинг соединения; состояния;

CMEP (Сonnection monitoring end point) – оконечная точка мониторинга соединения;

CMISE (Common Management Information Service Element) – элемент управления общей информацией обслуживания;

CMOH (Сonnection Monitoring Overhead) – заголовок мониторинга соединения;

CP (Connection Point) – точка соединения;

DAPI (Destination Access Point Identifier) – идентификатор точки доступа (места) назначения;

DCC (Data Communication Channel) – встроенный канал сети управления;

DQDB (Distributed Queue Dual Bus ) – дуплексная шина с распределенной очередью;

DXC (Digital Cross-Connect) – кросс-коннект (аппаратура оперативного переключения);

E1, E2, E3, E4 – цифровые сигналы (четырех уровней иерархии PDH в Европе и Австралии;

EB (Errored Block) – блок с ошибками ;

EDC (Error Detection Code) – код детектирования ошибки;

ES (Errored Second) – секунда с ошибками ;

ESR (Errored Second Ratio) – относительная величина секунд с ошибками;

FAS (Frame Alignment Signal) – сигнал цикловой синхронизации;

FDDI (Fibre Distributed Data Interface) – распределенный интерфейс передачи данных по волоконно-оптическому кабелю;

FDI (Forward Defect Indication) – прямая индикация дефекта;

FDI-O (Forward Defect Indication Overhead) – заголовок прямой индикации дефекта;

FDI-P (Forward Defect Indication Payload) – полезная нагрузка прямой индикации дефекта

FEC (Forward Error Correction) – упреждающая коррекция ошибок;

GCC (General Communication Channel) – основной канал связи;

GFP (Generic Framing Procedure) – основная процедура фреймирования (процедура, позволяющая осуществлять более эффективное и гибкое отображение данных в транспортных сетях);

HP LOM (High order Path Loss Of Multiframe) – потеря сверхциклового синхросигнала тракта низкого порядка;

HP PLM (High order Path Payload Mismatch) – несовпадение полезной нагрузки тракта высокого порядка;

HP RDI (High order Path Remote Defect Indication) – индикация дефекта удаленного конца тракта высокого порядка;

HP TIM (High order Path Trace Identifier Mismatch) – несовпадение идентификатора трассы тракта высокого порядка;

HP UNEQ (High order Path Unequipped) – необорудованный тракт высокого порядка;

HPA (Higher order Path Adaptation) – адаптация тракта высокого порядка;

HPC (Higher order Path Connection) – соединение тракта высокого порядка;

HPT (Higher order Path Termination) – завершение тракта высокого порядка;

IaDI (Intra-Domain Interface) – внутридоменный интерфейс;

IAE (Incoming Alignment Error) – входящая ошибка выравнивания;

IEC (Incoming Error Count) – подсчет ошибок во входящем сигнале;

IrDI (Inter-Domain Interface) – междоменный интерфейс;

LAN (Local Area Network) – локальная вычислительная сеть;

LCAS (Link CapacityAdjustment Scheme) – схема регулирования размера коридора;

LCD (Loss of Cell Delineation ) – потеря плана ячейки (при передаче ATM);

LNC (Local Node Clock ) – подчиненный генератор местного (локального) узла;

LOP (Loss of Pointer) – потеря указателя;

LP APId (Low order Path Access Point Identifier) – идентификатор точки доступа тракта низкого порядка;

LP RDI (Lower order Path Remote Defect Indication) – индикация дефекта удаленного конца тракта низкого порядка;

LP TIM (Lower order Path Trace Identifier Mismatch) – несовпадение идентификатора трассы тракта низкого порядка;

LP UNEQ (Lower order Path Unequipped) – необорудованный тракт низкого порядка;

LPA (Lower order Path Adaptation) – адаптация тракта низкого порядка;

LPC (Lower order Path Connection ) – соединение тракта низкого порядка;

LPT (Lower order Path Termination) – завершение тракта низкого порядка;

LSB (Least Significant Bit) – наименее значащий бит;

MAN (Metropolitan Area Network) – общегородская сеть;

MFAS (MultiFrame Alignment Signal) – сигнал свехцикловой синхронизации;

MRTIE (Maximum Relative Time Interval Error) – максимальная относительная ошибка времени на интервале;

MS-REI (Multiplex Section Remote Error Indication ) – индикация ошибки удаленного конца мультиплексной секции;

MS (Maintenance Signal) – сигнал технического обслуживания;

MSA (Multiplex Section Adaptation) – адаптация мультиплексной секции;

MS-AIS (Multiplex Section Alarm Indication Signal) – сигнал индикации аварийного состояния мультиплексной секции;

MSB (Most Significant Bit) – наиболее значащий бит;

MSOH (Multiplex Section Overhead) – заголовок мультиплексной секции;

MSP (Multiplex Section Protection) – защита мультиплексной секции;

MS-RDI (Multiplex Section Remote Defect Indication) – индикация дефекта удаленного конца мультиплексной секции;

MST (Multiplex Section Termination) – завершение мультиплексной секции;

MSTE (Multiplex Section Terminating Element) – оконечный элемент мультиплексной секции ;

naОН (non-associated Оverhead) – неассоциированный (несовмещенный) заголовок;

NE (Network Element) – сетевой элемент;

NEF (Network Element Function) – функция элемента сети;

NNI (Network Node Interface) – интерфейс сетевого узла;

OCC (Optical Channel Carrier) – несущая оптического канала;

OCG (Optical Carrier Group) – группа оптических несущих;

OCG (Optical Carrier Group)– группа оптических несущих;

OCh (Optical channel with full functionality) – оптический канал с полной функциональностью;

OChr (Optical channel with reduced functionality) – оптический канал с сокращенной функциональностью;

OCI (Open Connection Indication) – индикация открытого соединения;

ODI (Outgoing Defect Indication) – индикация дефекта выходящего сигнала;

ODU (Optical Channel Data Unit) – блок данных оптического канала;

ОН (Overhead) – заголовок;

OEI (Outgoing Error Indication) – индикация ошибок выходящего сигнала;

OMS ОН (Optical Multiplex Section Overhead) – заголовок оптической мультиплексной секции;

OMS (Optica Multiplex Section) – оптическая мультиплексная секция;

OMU (Optical Multiplex Unit) – оптический мультиплексный блок;

ONNI (Optical Network Node Interface) – сетевой интерфейс оптической сети;

OOF (Out Of Frame) – выход из циклового синхронизма;

OOS (OTM Overhead Signal) – сигнал заголовка OTM;

OPS CI (Optical Physical Section Characteristic Information) –характеристическая информация оптической физической секции;

OPS (Optical Physical Section) – оптическая физическая секция;

OPU (Optical channel Payload Unit) – блок полезной нагрузки оптического канала;

OSC (Optical Supervisory Channel) – оптический канал контроля и управления;

OTH (Optical Transport Hierarchy) – оптическая транспортная иерархия;

OTM (Optical Transport Module) – оптический транспортный модуль;

OTN (Optical Transport Network) – оптическая транспортная сеть;

OTS CI OH (Optical Transmission Section Characteristic Information Overhead) – заголовок полезной нагрузки характеристической информации оптической секции передачи;

OTS CI PLD (Optical Transmission Section Characteristic Information Payload) – полезная нагрузка характеристической информации оптической секции передачи;

OTS CI (Optical Transmission Section Characteristic Information) –характеристическая информация оптической секции передачи;

OTS (Optical Transmission Section) – оптическая секция передачи;

OTS ОН (Optical Transmission Section Overhead) – заголовок оптической секции передачи;

OUT (Optical Channel Transport Unit) – транспортный блок оптического канала;

PCC (Protection Communication Channel) – канал защиты передачи информации;

PLD (Payload) – полезная нагрузка;

PM OH (Path Monitoring OverHead) – заголовок мониторинга тракта;

PM (Path Monitoring) – мониторинг тракта;

PMI (Payload Missing Indication) – индикация отсутствия полезной нагрузки;

PRBS (Pseudo Random Binary Sequence) – псевдослучайная бинарная последовательность;

PSI (Payload Structure Identifier) – идентификатор структуры полезной нагрузки;

PT (Payload Type) – тип полезной нагрузки;

RES (Reserved for future international Standardization) – зарезервировано для будущей международной стандартизации;

SAPI (Source Access Point Identifier) – идентификатор точки доступа источника;

Sk (Sink) – сток;

SM OH (Section Monitoring OverHead) – заголовок мониторинга секции;

SM (Section Monitoring) – мониторинг секции;

So (Source) – источник;

TC (Tandem Connection) – тандемное соединение;

TCM OH (Tandem Connection Monitoring OverHead) – заголовок мониторинга тандемного соединения;

TCM (Тandem Connection Monitoring) – мониторинг тандемного соединения;

TxTI (Transmitted Trace Identifier) – передаваемый идентификатор трассы;

UNI (User-to-Network Interface) – интерфейс пользователя сети;

VCAT (Virtual Concatenation) – виртуальная конкатенация;

VCG (Virtual Concatenation Group) – виртуально конкатенированная группа.

ВВЕДЕНИЕ

Стандартизация оптических интерфейсов вызвана необходимостью продольной и поперечной совместимости оптических линейных трактов. При этом в Рекомендации G.957, например, представляются спецификации оптических интерфейсов оборудования SDH, описанного в Рекомендации G.783, и поперечная совместимость осуществляет возможность смешивания оборудования различных изготовителе на одном оптическом участке, а продольная совместимость в этой же Рекомендации подразумевает соответствие Рекомендации G.955, при которой обеспечивается совместимость работы оборудования сопоставимого иерархического уровня и приложения.

В оптической транспортной сети OTN междоменные интерфейсы IrDI представлены следующими линейными системами:

однонаправленными;

двухточечными;

одноканальными;

многоканальными.

Стандартизация интерфейсов дает возможность поперечной совместимости для пересечения границы между двумя административными доменами.

Термин «административный домен» означает ресурсы, которые принадлежат одной стороне, например сетевому оператору, провайдеру услуг или конечному пользователю. Административные домены различных сторон не накладываются друг на друга.

Приведенные ниже Рекомендации перечислены в примерном соответствии с их первичным опубликованием, поэтому неслучайно, что в Рекомендациях более поздних опубликований коды приложений (коды применений, прикладные коды, коды использования) усложнены, так как включают дополнительные характеристики применительно к новым появившимся возможностям и способам организации передачи.

Оптические интерфейсы в настоящее время представлены следующими Рекомендациями МСЭ-Т:

G.957. Оптические интерфейсы для оборудования и систем, относящихся к синхронной цифровой иерархии. Данная Рекомендация основана на использовании одного волокна в одном направлении. Приводятся оптические интерфейсы для агрегатных сигналов уровня STM-1, STM-4 и STM-16;

G.691. Оптические интерфейсы для одноканальных STM-64 и других систем синхронной цифровой иерархии с оптическими усилителями. Приводятся оптические интерфейсы STM-4 и STM-16 для очень длинных и сверхдлинных участков, использующих оптические предусилители и/или оптические входные усилители. Также приводятся параметры оптических интерфейсов STM-64 для одноканальных внутристанционных участков и коротких, длинных и очень длинных участков без оптических усилителей;

G.693. Оптические интерфейсы для внутристанционных систем. Приводятся параметры и значения оптических интерфейсов для внутристанционных одноканальных систем с клиентскими сигналами NRZ 10G и NRZ 40G;

G.959.1. Интерфейсы физического слоя оптической транспортной сети. В Рекомендации приводятся междоменные интерфейсы для оптических сигналов, таких как NRZ 2.5G, NRZ 10G;

G.695. Оптические интерфейсы для CWDM. Приводятся интерфейсы для сигналов NRZ 1.25G, NRZ 2.5G с числом каналов не выше 16;

G.696.1. Приложения для продольно совместимых внутридоменных IaDI DWDM. Приводятся интерфейсы для топологии точка–точка с оптическими линейными усилителями и без усилителей для клиентских сигналов 1.25G, 2.5G, 10G и 40G;

G.698.1. Многоканальные DWDM приложения с одноканальными оптическими интерфейсами. Приводятся значения оптических параметров для интерфейсов физического слоя систем DWDM, первично используемых для городских приложений, с сигналами 2.5G и 10G в сетях с разными топологиями.

Оптические интерфейсы задаются в виде кодов приложений. Согласно этим кодам приводятся параметры интерфейсов, определенные в контрольных точках, которые детализированы в перечисленных выше Рекомендациях. Для этого введено понятие интерфейсов основного пути (основного тракта) MPI. Интерфейсы MPI – это, как правило, интерфейсы с оптическим кабелем большой протяженности. Особенности основного пути налагают требования на оконечную аппаратуру. Из-за многообразия активного и пассивного оборудования на оптическом пути (усилители, мультиплексоры и т. д.) в Рекомендациях для одноканальных и многоканальных систем контрольные точки S и R должны интерпретироваться в общем смысле и должны быть детализированы для каждой системы. Соединительные оптические кабели между любыми оптическими устройствами внутри оконечного оборудования называются дополнительными путями или вспомогательными трактами.

Для перечисленных интерфейсов используются одномодовые оптические волокна, представленные Рекомендациями:

G.652. Характеристики одномодовых оптических волокон и кабелей;

G.653. Характеристики одномодовых оптических волокон и кабелей со смещенной дисперсией;

G.654. Характеристики одномодовых оптических волокон и кабелей со смещенной длиной волны отсечки;

G.655. Характеристики одномодовых оптических волокон и кабелей с ненулевой смещенной дисперсией.

КЛАССИФИКАЦИЯ ОПТИЧЕСКИХ ИНТЕРФЕЙСОВ

По Рекомендации G.957.

Оптические интерфейсы для оборудования и систем,

относящихся к синхронной цифровой иерархии

Классификация оптических интерфейсов STM-1, STM-4 и STM-16 в кодах приложений:

I – внутристанционные (Intra-office);

S – межстанционные короткие (Short-haul);

L – межстанционные длинные (Long-haul)

В кодах содержится две цифры. Первая из них имеет значения 1, 4 или 16 – это уровень STM. Вторая цифра имеет значения:

1 – при использовании длины волны излучения 1310 нм и волокна в соответствии с G.652;

2 – при использовании длины волны излучения 1550 нм и волокна в соответствии с G.652;

3 – при использовании длины волны излучения 1550 нм и волокна в соответствии с G.653.

Таблица 1

Классификация оптических интерфейсов STM-1, STM-4, STM-16,

коды приложений I, S и L

Параметры	Внутри- станционные интерфейсы Intra-office	Межстанционные интерфейсы
короткие (Short-haul)	длинные (Long-haul)
Номинальная длина волны излучения, нм	1310	1310	1550	1310	1550	1550
Тип волокна	G.652	G.652	G.652	G.652	G.652 G.654	G.653
Заданное расстояние, км	2	15	15	40	80	80
STM-1	I-1	S-1.1	S-1.2	L-1.1	L-1.2	L-1.3
STM-4	I-4	S-4.1	S-4.2	L-4.1	L-4.2	L-4.3
STM-16	I-16	S-16.1	S-16.2	L-16.1	L-16.2	L-16.3

По Рекомендации G. 691.

Оптические интерфейсы для одноканальных STM-64 и других систем

синхронной цифровой иерархии с оптическими усилителями

Классификация оптических интерфейсов STM-1, STM-4, STM-16, STM-64 и STM-256, основана на кодах приложений:

VSR – очень короткие (Very Short Reach );

I – внутристанционные (Intra-office);

S – межстанционные короткие (Short-haul);

L – межстанционные длинные (Long-haul);

V – межстанционные очень длинные (Very long-haul);

U – межстанционные сверхдлинные (Ultra long-haul).

В кодах также содержится две цифры. Первая цифра имеет значения 1, 4, 16, 64, 256 и соответствует уровню STM. Вторая цифра может иметь значения:

1 – при использовании длины волны источника 1310 нм и волокна в соответствии с G.652;

2 – при использовании длины волны источника 1550 нм и волокна в соответствии с G.652;

3 – при использовании длины волны источника 1550 нм и оптического волокна в соответствии с G.653;

5 – при использовании длины волны источника 1550 нм и волокна в соответствии с G.655.

Таблица 2

Классификация оптических интерфейсов

STM-1, STM-4, STM-16, STM-64, STM-256, коды приложений V

Параметр	Значение
Номинальная длина волны источника, нм	1310	1550	1550	1550	1550
Тип волокна	G.652	G.652	G.653	G.652	G.653
Заданное расстояние, км	60	120	120	160	160
STM-1	–	–	–	–	–
STM-4	V-4.1	V-4.2	V-4.3	V-4.2	V-4.3
STM-16		V-16.2	V-16.3	V-16.2	V-16.3
Заданное расстояние, км	60	120	120
STM-64	–	V-64.2	V-64.3	–	–
STM-256				–	–

Таблица 3