Signalizace v telekomunikačních sítích. Multiplexní principy a hierarchie

Signalizace v telekomunikačních sítích. Multiplexní principy a hierarchie

Signalizace v telekomunikačních sítích. Multiplexní principy a hierarchie Signalizace: Signalizace slouží k sestavení spojení napříč celou telefonní sítí, dohledem nad tímto spojením po celou dobu jeho trvání a následně ke korektnímu ukončení spojení a uvolnění spojovacích cest v síti." Signalizace se dělí na:

- Přístupovou: Mezi koncovým účastníkem a ústřednou - Síťová V síti mezi ústřednami - Vnitřní: Uvnitř spojovacích systémů (ústředen) Základní funkce signalizace: Obsazení vedení, Přenos volby, vyzvánění, Přihlášení volaného účastníka, Závěr Rozšířené funkce signalizace: Informace o volajícím/volaném, Tarifikace, Řídící informace spojení (Napojení do hovoru, Zpětné vyzvonění), Oprávnění Typy signalizací: Analogová: –Veřejná telefonní síť – pouze v přístupové části (k účastníkům) - Energetické sítě, podnikové sítě Digitální: - Dnes nezbytná ve veřejné telefonní síti Analogové signalizace:

Přístupová: U – smyčková signalizace: Dvoudrátová signalizace mezi analogovým účastníkem a ústřednou. Vyzvánění střídavým proudem (1s/4s)(25Hz,75V). Stav účastníka je vyjádřen stejnosměrným proudem. Síťová: EM (E-Ear, M-Mouth)- Tvorba příček (vzájemné spojování) mezi ústřednami. JE čtyř nebo šesti drátová. Múže být trvalá nebo impulsní a má mnoho variant (podle provozu na příčce mezi ústřednami). Jednotlivé příkazy se potvrzují druhou stranou. P – Zajišťuje spolupráci s ústřednami 1. generace, je třídrátová (normálně pouze 2 dráty a,b), Signalizace se přenáší po c drátě a volba po a-drátě. DC-loop – Stavy vyjadřuje změnou polarity. Dvoudrátová signalizace. I,T – tónová signalizace Digitální signalizace: CAS (Channel Associated Signalling) – Signalizace přidružená hovorovým kanálům, vyjádřena v 16. kanálu (PCM) pomocí až 4 bitů( u nás se používají 2 bity). signalizace typu CAS: - K signalizace (digitálně vyjádřená signalizace U, I, P), varianty: K-dec – přenos volby pomocí ac kódu, propojení ústředen 1. a 2. gen. K-mfc – přenos volby a doplňujících informací pomocí vázaného kódu R2 K-DTMF – Propojení na linky se signalizací U, kód 2x(1 ze čtyř) frekvencí - mfc (multifrekvenční kód) -1-


CCS (Common Channel Signalling) – Společní signalizační kanál pro více hovorů, realizována pomocí signalizačních zpráv, přenášena v libovolném kanálovém intervalu (kromě nultého) nebo pomocí samostatného vedení, rychlejší sestavení spojení, oddělení signalizačních a hovorových kanálů. signalizace typ CCS: SS7 – v tranzitních sítích, jediná možnost pro propojení operátorů Q-sig – mezi PBX (pobočkové ústředny), symetrický protokol DSS1 (euroISDN) – V přístupových sítích. Pro PBX (pobočkové ústředny) a ISDN telefony - signalizace v D kanálu (samostatný kanál pro signalizaci). DPNSS DASS1/2 Signalizační zprávy v CCS se přenášejí mezi signalizační body: SP (Signalling Point) – může se chovat jako zdrojový nebo cílový bod; STP (Signalling Transfer Point) – průchozí bod,slouží ke směrování zprávy Kvazipřidružený provoz

Přidružený provoz

SP

SP SP

SP hovor signalizace STP

Na závěr signalizace doporučuji si projít 3. laborku z TSS signalizace, kde jsou zobrazeny jednotlivé signalizace jak to tam vlastně funguje a u digitálních signalizací jsou tam popsány i jednotlivé zprávy které se posílají. Vím sice ze by to tu mělo být komplet, ale to by tato otázka měla 50 stránek. Laborka je ke stažení na comtel.cz, class servru a nebo je přiložena k teto otázce.

Multiplexní principy a hierarchie Úkolem telekomunikačních systémů je: - Sdružovat signály pro transport přenosovými cestami - Přizpůsobit sdružené signály pro přenos příslušným přenosovým prostředím Snaha přenést co nejvíce telefonních hovorů nebo dat --- ekonomické zhodnocení přenosových cest Metody multiplexování: Prostorové dělení Prostorový multiplex ...více paralelních vedení Obvodové dělení Obvodový multiplex ... obvodové dělení u nízko. frek. tele. přenosů Kmitočtové dělení Frekvenční multiplex FDM (frequency Division Multiplex) Časové dělení Časový multiplex TDM (Time Division Multiplex) Vlnové dělení Vlnový multiplex WDM (Wavelenght Division Multiplex) Kódové dělení Kódový multiplex CDM (Code Division Multiplex)

-2-


TDM, FDM, CDM – viz otázka „47. Časové, kmitočtové a kódové dělení (TDM, FDM, CDM). Funkce a poslání úzkopásmových a širokopásmových sítí.“ WDM – Vlnové dělení: - Založen na vysílání optického záření několika různých vlnových délek po témže optickém vlákně ( každá vlnová délka nese jiný namodulovaný signál) - Princip analogický k FDM - nepřenášejí se jednotlivé kanály, ale digitálně multiplexované skupiny kanálů Typy: - DWDM (Dense WDM) – husté vlnové dělení, rozestup optických nosných pod 1nm - CWDM (Coarse WDM) – hrubé vlnové dělení, rozestup optických nosných nad 10 nm Použití: Optické sítě Synchronní vs. Asynchronní módy:

Asynchronní mód: - umožňuje statické multiplexování: - Přenosové prostředky jsou obsazovány pouze v případě potřeby – vytváření kanálů s proměnou přenosovou rychlostí - Při sestavování spojení zdroj sdělí své požadavky (rychlost, zpoždění atd..) na základě nich je regulován tak, aby byly dodrženy požadavky ostatních spojení - na výstupu je náhodné uspořádání, proto každá jednotka má svoje identifikační pole, na základě kterého je identifikována

-3-


Digitální hierarchie:

PDH – plesiochronní digitální hierarchie Systém PDH byl vytvořen pro sdružení většího počtu telefonních kanálů, než dokáže multiplexovat zařízení PCM 1. řádu, případně k přenosu dat vyšších přenosových rychlostí. Plesiochronní digitální hierarchie (PDH) se nazývá proto, že sdružované signály nemají oproti signálu vyššího řádu definován pevný časový vztah, tzn. že není určen vztah mezi rámcem signálu vyššího řádu oproti rámcům sdružovaných signálů nižšího řádu. V signálu vyššího řádu je navíc vyčleněna rezerva pro odchylky přenosových rychlostí sdružovaných signálů. Digitální multiplexní zařízení n-tého řádu (muldex) −zařízení určené pro sdružování více digitálních signálů (n-1). řádu do digitálního signálu n-tého řádu.

V PDH prokládáme jednotlivé sdružované signály bit po bitu do rámce signálu vyššího řádu. Toto prokládání může být buď v pevném nebo volném pořadí. Dále můžeme prokládat po kanálových intervalech nebo po rámcích. Z hlediska volné průchodnosti sdružovaných signálů multiplexním zařízením, je nejvhodnější volné prokládání po bitech, které snižuje vzájemnou vazbu multiplexních zařízení na minimum. Vyrovnávání přenosové rychlosti: - V signálech vyšších řádů je vyčleněna určitá rezerva pro odchylky přenosových rychlostí sdružovaných signálů – uvažuje se určitá diference přenosových rychlostí - Vyrovnávání přenosových rychlostí – stuffing - Rezervní bity = stuffingové bity - Přesně definované pozice - ¨Využití je identifikováno pomocí řídících stuffingových bitů Funkce stuffingu: a)

kladný stuffing: provádí se tehdy, je-li taktovací frekvence určovaná časovou základnou digitálního multiplexního zařízení 2. řádu vyšší, než je možná okamžitá maximální přenosová rychlost sdružovaného signálu. Sdružovaný digitální signál 1. řádu nestačí obsadit všechna symbolová místa, která jsou pro něj vyhrazena. Proto se do signálu vloží pomocný dvojkový symbol, který nenese žádnou informaci, slouží pouze k vyrovnání přenosové rychlosti. Přijímací zařízení 2. řádu získá informaci o tom, zda na vyhrazeném symbolovém místě kladného stuffingu je umístěn vyrovnávací symbol nebo informační symbol podle složení kódové skupiny řídících symbolů stuffingu C.

-4-

Signalizace v telekomunikačních sítích. Multiplexní principy a hierarchie b) záporný stuffing: provádí se tehdy, je-li taktovací frekvence určovaná časovou základnou digitálního multiplexního zařízení 2. řádu menší, než je možná okamžitá minimální přenosová rychlost sdružovaného signálu. Sdružovaný digitální signál 1. řádu vyžaduje větší počet symbolových míst, než který je pro něj vyhrazen. Aby nedošlo ke ztrátě informačního symbolu ze sdružovaného signálu, je třeba z tohoto signálu jeden symbol umístit na symbolové místo (záporný stuffing). c)

kombinovaný stuffing:je-li taktovací kmitočet určovaný časovou základnou digitálního multiplexního zařízení 2. řádu roven přenosové rychlosti sdružovaného signálu, jsou odchylky rychlosti kladné i záporné, provádí se kombinovaný stuffing.

Přenosová rychlost vyšších řádů (pro Evropu) :

cn +1 = cn ⋅ p + m ⋅ 64 p……. počet sdružovaných signálů m …… multiplikační násobek (4, 9, 28, 111)

SDH – synchronní digitální hierarchie Synchronní digitální hierarchie vznikla, protože rostly nároky na kapacitu přenosových prostředků a přidávání dalších stupňů do PDH nebylo efektivní . SDH je celosvětově standardizována. Podstata SDH: Synchronní digitální hierarchie SDH (synchronous digital hierarchy) je multiplexní hierarchický prostředek přenosu, založený na vysokorychlostní synchronní hierarchii. Synchronní digitální hierarchie je názvem prostředku umožňujícího přenos velkých objemů informací bez ohledu na jejich původ. Jako všechny synchronní hierarchie se i vysokorychlostní SDH vyznačuje jednotnou dobou trvání rámce 125 µs. Jako výhoda oproti PDH se udává možnost přímého přístupu do určité nižší složky (až kanálu) bez nutnosti postupného rozebírání multiplexu. SDH je však především vysokokapacitním a vysokorychlostním prostředkem přenosu. Svými možnostmi je předurčena pro realizaci přenosové části sítí ISDN nebo B-ISDN. Může tedy přenášet signály úzkopásmových i širokopásmových služeb. Předchůdkyní SDH je synchronní digitální hierarchie na optických vláknech SONET (synchronous optical network), která byla standardizována v USA. Rovněž SONET představuje vysokorychlostní synchronní multiplexní prostředek. Jak SONET, tak SDH mají standardizovány všechny funkce, z nichž nejzákladnější jsou rozhraní, multiplexování, formát ve kterém je signál zpracováván a přenášen, složení záhlaví, údržba, řízení, schopnost změny konfigurace sítí a další. Hlavní znaky SDH: • Používá se řízené prokládání po bytech, pomocí adresace informačního pole, tzv. ukazatele (PTR – pointer) se lze dostat k žádané informaci včetně kanálového intervalu (timeslotu) i v rámcích signálů vyšších řádů. • Veškeré signály SDH se multiplexují synchronně s pevným časovým vztahem mezi signálem vyššího a nižšího řádu.

-5-

Signalizace v telekomunikačních sítích. Multiplexní principy a hierarchie • • • •

Vysoké přenosové rychlosti, nejnižší stupeň SDH začíná v oblasti, kde PDH končí (140 – 155 Mbit/s). Přenosovým médiem jsou optická vlákna. Způsob řízení přenosové sítě je standardizován, zajištění bezchybného provozu i při poruchách. Umožňuje multiplexování evropské, americké a japonské hierarchie => více pomocných a výplňkových informací v rámci SDH.

Pojmy SDH (Viz následující dva obrázky): - kontejner C: kontejner je strukturou plesiochronního signálu (nemá stejný časový rámec). Podle použitých plesiochronních signálů jsou definovány různé kontejnery, v nejnižších multiplexních úrovních jsou systémy 1,544 (MUX 1. řádu s americkou normou); 2,048 (E1 – evropský standard); 34,368 (MUX 3. řádu; 4*MUX1 = MUX2, 4*MUX2 = MUX3). Opakovací kmitočet kontejneru vychází z periody rámce 125 µs, což odpovídá kmitočtu plesiochronního signálu. - uazatel PTR: adresuje začátek virtuálního kontejneru v rámci, plní dvě základní funkce: • vyrovnávání fázových rozdílů při přenosu • vyrovnávání přenosových rychlostí při přepojování virtuálních kontejnerů Pomocí ukazatele se dokáže zařízení SDH orientovat v rámci a vždy ví, kde začíná příslušný virtuální kontejner. Vlivem změn ukazatele virtuální kontejnery "plavou" v rámci STM. Pracuje s metodou stuffingu. - virtuální kontejner VC: virtuální proto, že nemá v informačním poli STM-1 stálou polohu, ale na základě hodnoty ukazatele může začít kdekoli v informačním poli. Je to struktura v rámci SDH s označením cesty, tzn. údaje o zdroji i cíli směrování kontejneru. VC je vytvořen z kontejneru C a příslušného záhlaví cesty POH. Záhlaví POH je součástí SDH a přenáší se spolu s kontejnerem. V cíli spojení směrování se POH oddělí a do koncového systému se přivádí pouze kontejner. POH se sestavuje pro každou hierarchickou úroveň. - příspěvková jednotka TU: struktura v SDH, která tvoří spojení mezi cestami různých řádů. TU se skládá z virtuálního kontejneru VC a ukazatele cesty TU, který obsahuje informace pro synchronizaci mezi cestami různých řádů. - skupina příspěvkových jednotek TUG: několik příspěvkových jednotek TU je sdružený do jedné TUG - administrativní jednotka AU: je strukturou, která vytváří spojení mezi cestou vyššího řádu a jedním synchronním primárním rámcem. AU se skládá z jednoho VC vyššího řádu a ukazatele AU. Tento ukazatel obsahuje informace pro přizpůsobení synchronizace plesiochronní cesty na synchronní přenosovou rychlost. - skupina administrativních jednotek AUG: několik AU může být sdruženo do jedné AUG. - synchronní transportní modul STM: jedná se o multiplexní rámec SDH, nejmenší rámec STM je STM-1. STM vyšších řádů se vytváří multiplexováním po bytech s faktorem 1, 4 a 16. STM se skládá z jednoho AUG a záhlaví sekce SOH. SOH obsahuje přídavné kanály pro směrování provozu a dohled na kvalitu spojení. Řídící informace pro prvky SDH vycházejí z provozních a dohledových center a nelze je zaměňovat se signalizačními informacemi pro řízení komutovaného spojení.

Multiplexování (začleňování signálů nižších řádů) v SDH:

POH- slouží k zabezpečení a kontrole přenosu VC v síti SDH (provází VC od jeho sestavení až po jeho rozbalení) VC – nemá v informačním poli rámce SDH stálou polohu, jeho polohu určuje PTR

-6-


SDH hierarchické stupně:

Struktura cesty SDH sítí: Přenosový trakt: - multiplexní sekce (MS, Multiplex Section) - Opakovací sekce (RS, Regenerator Section) Sekce: - Část sítě, kde nedochází k multiplexování/demultiplexování signálu STM

-7-


Struktura rámce STM-1:

Přenosová rychlost: rozměry rámce x počet bitů v bytu x opakovací frekvence (8kHz): vp = 270*9*8*8*1000 = 155,52 Mbit/s

Kontejner VC-4 múže v rámci STM-1 volně plavat, jeho polohu určuje AU ukazatel:

Síť SDH je nejčastěji kruhová z důvodů spolehlivosti (dvě cesty mezi body A-B, při poruše jedné se automaticky začíná vysílat po druhé). Přenosová cesta je tvořena dvojicí vláken, každé pro jeden směr.

-8-

Signalizace v telekomunikačních sítích. Multiplexní principy a hierarchie

Recommend Documents