Коррекция ошибок

В OTN применяется процедура прямой коррекции ошибок (FEC), в которой используются коды Рида—Соломона RS(255,239). В этом самокорректирующемся коде данные кодируются блоками по 255 байт, из которых 239 байт являются пользовательскими, а 16 байт представляют собой корректирующий код. Коды Рида—Соломона позволяют исправлять до 8 ошибочных байт в блоке из 255 байт, что является очень хорошей характеристикой для самокорректирующего кода.

Применение кода Рида—Соломона позволяет улучшить отношение мощности сигнала к мощности шума на 5 дБ при уровне битовых ошибок в 10 ¹². Этот эффект дает возможность увеличить расстояние между регенераторами сети на 20 км или использовать менее мощные передатчики сигнала.

Выводы

Первичные сети предназначены для создания коммутируемой инфраструктуры, с помощью которой можно достаточно быстро создать постоянные каналы, организующие произвольную топологию. В первичных сетях используют технику коммутации каналов различного типа: с частотным (FDM), временном (TDM) и волновым (WDM/DWDM) мультиплексированием.

В сетях FDM каждому абонентскому каналу выделяется полоса частот шириной 4 кГц. Существует иерархия каналов FDM, при этом 12 абонентских каналов образуют группу каналов первого уровня иерархии (базовую группу) с полосой 48 кГц, 5 каналов первого уровня объединяются в канал второго уровня иерархии (супергруппу) с полосой 240 кГц, а 10 каналов второго уровня составляют канал третьего уровня иерархии (главную группу) с полосой в 2,4 МГц.

Цифровые первичные сети PDH позволяют образовывать каналы с пропускной способностью от 64 Кбит/с до 140 Мбит/с, предоставляя своим абонентам скорости четырех уровней иерархии. Недостатком сетей PDH является невозможность непосредственного выделения данных низкоско­ростного канала из данных высокоскоростного канала, если каналы работают на несмежных уровнях иерархии скоростей.

Асинхронность ввода абонентских потоков в кадр SDH обеспечивается благодаря концепции виртуальных контейнеров и системы плавающих указателей, отмечающих начало пользовательских данных в виртуальном контейнере.

Мультиплексоры SDH могут работать в сетях с различной топологией (цепи, кольца, ячеистая топология). Различают несколько специальных типов мультиплексоров, которые занимают особое место в сети: терминальные мультиплексоры, мультиплексоры ввода-вывода, кросс-коннекторы. В сетях SDH поддерживается большое количество механизмов отказоустойчивости, которые защищают трафик данных на уровне отдельных блоков, портов или соединений: EPS, CP, MSP, SNC-P и MS-SPRing. Наиболее эффективная схема защиты выбирается в зависимости от логической топологии соединений в сети.

Технология WDM/DWDM реализует принципы частотного мультиплексирования для сигналов иной физической природы и на новом уровне иерархии скоростей. Каждый канал WDM/DWDM представ­ляет собой определенный диапазон световых волн, позволяющих переносить данные в аналоговой и цифровой форме, при этом полоса пропускания канала в 25-50-100 ГГц обеспечивает скорости в несколько гигабит в секунду (при передаче дискретных данных).

В ранних системах WDM использовалось небольшое количество спектральных каналов, от 2 до 16. В системах DWDM задействовано уже от 32 до 160 каналов на одном оптическом волокне, что обе­спечивает скорости передачи данных для одного волокна до нескольких терабит в секунду. Современные оптические усилители позволяют удлинить оптический участок линии связи (без пре­образования сигнала в электрическую форму) до 700-1000 км.

Для выделения нескольких каналов из общего светового сигнала разработаны сравнительно недорогие устройства, которые обычно объединяются с оптическими усилителями для организации мультиплексоров ввода-вывода в сетях дальней связи.

Для взаимодействия с традиционными оптическими сетями (SDH, Gigabit Ethernet, 10G Ethernet) в сетях DWDM применяются транспондеры и трансляторы длин волн, которые преобразуют длину волны входного сигнала в длину одной из волн стандартного частотного плана DWDM.

В полностью оптических сетях все операции мультиплексирования и коммутации каналов выполняются над световыми сигналами без их промежуточного преобразования в электрическую форму. Это упрощает и удешевляет сеть.

Технология OTN позволяет более эффективно использовать спектральные каналы сетей DWDM, поддерживая экономные схемы мультиплексирования данных на высоких скоростях. Мощный механизм коррекции ошибок OTN FEC, использующий самокорректирующиеся коды Рида—Соломона, позволяет улучшить отношение сигнал/шум в спектральных каналах и увеличить расстояние между регенераторами сети.

Вопросы и задания

1. Какие недостатки первичных сетей FDM привели к созданию цифровых первичных сетей?

2. Название Т-1 обозначает:

а) аппаратуру мультиплексирования, разработанную компанией AT&T;

б) уровень скорости 1,544 Мбит/с;

в) международный стандарт линии связи;

г) способ мультиплексирования цифровых потоков 64 Кбит/с.

3. Какие функции выполняет младший бит каждого байта в канале Т-1 при передаче голоса?

4. Можно ли в сети PDH выделить канал DS-0 непосредственно из канала DS-3?

5. Какие механизмы в канале Е-1 заменяют «кражу бита» канала Т-1?

6. Почему первичные сети обеспечивают высокое качество обслуживания всех видов трафика?

7. Какое свойство технологии PDH отражает слово «плезиохронная»?

8. Каким образом компенсируется отсутствие синхронности трибутарных потоков в технологии SDH?

9. Какое максимальное количество каналов Е-1 может мультиплексировать кадр STM-1?

10. Сколько каналов Т-1 может мультиплексировать кадр STM-1, если в нем уже мультиплексировано 15 каналов Е-1?

11. По какой причине в кадре STM-1 используется три указателя?

12. С какой целью в технологиях PDH и SDH применяется чередование байтов?

13. В чем отличие схем защиты 1+1 и 1:1? Варианты ответов:

а) в схеме 1+1 два потока мультиплексируются в один, а в схеме 1:1 нет;

б) схема 1 + 1 говорит о том, что резервный элемент выполняет те же функции, что и основной, а в схеме 1:1 резервный элемент простаивает до момента выхода из строя основного;

в) схема 1 + 1 используется для защиты портов, а схема 1:1 — для защиты путей трафика.

14. При каких условиях защита MS-SPRing более эффективна, чем SNC-P?

15. Для достижения каких целей разработан механизм виртуальной конкатенации? Варианты ответов:

а) для эффективной передачи трафика телефонных сетей;

б) для эффективной передачи трафика Ethernet;

в) для повышения верхней границы скоростей технологии SDH.

16. Можно ли объединять контейнеры VC-3 за счет смежной конкатенации?

17. Можно ли передавать составляющие контейнеры при виртуальной конкатенации по разным маршрутам?

18. Можно ли динамически изменить пропускную способность соединения SDH?

19. Почему протокол GFP в режиме GFP-F не использует пустые кадры для выравнивания скоростей?

20. Что общего между первичными сетями FDM и DWDM?

21. К какому типу сетей относятся сети DWDM, аналоговым или цифровым?

22. С какой целью в сетях DWDM используются регенераторы, преобразующие оптический сигнал в электрический?

23. Назовите причины ухудшения качества оптического сигнала при передаче через большое количество пассивных участков DWDM?

24. С какой частотой будет выполняться операция отрицательного выравнивания указателя контейнера VC-4 в кадре STM-1, если относительная разница между тактовыми частотами передающего и принимающего мультиплексоров SDH равна 10 -5?

25. Какие недостатки технологии SDH послужили причиной создания новой технологии OTN? Варианты ответов:

а) недостаточная гибкость механизма указателей;

б) слишком мелкие единицы коммутации;

в) низкая эффективность кодов FEC.