В процессе настройки, ввода в эксплуатацию или технического обслуживания современных сетей SDH/SONET требуются специальные инструменты.

Все, кто проверяет или эксплуатирует сети SDH/SONET, сталкиваются с необходимостью проведения множества измерений, которые можно классифицировать следующим образом:

Рис.1

Цель настоящего документа - обзор каждого из этих процессов тестирования и объяснение их важности. В последней части документа Вы увидите, какие выгоды можно извлечь из возможностей CMA 5000 OTA для проведения быстрого и точного "анализа тракта".

1.0 Тестирование транспортных возможностей

1.1 Тестирование процесса размещения/восстановления

Мультиплексоры являются одним из базовых элементов сети. Роль мультиплексора - ввод низкоскоростных компонентных потоков в цикл SDH/SONET (процесс "размещения") и вывод компонентных потоков из цикла SDH/SONET (процесс восстановления).

Необходимо контролировать, что в процессе размещения/восстановления не возникают ошибки, и что гарантируется целостность компонентного потока.

Рис.2 Процесс "размещения"

Рис.3 Процесс "восстановления"

1.2 Измерение BER

Измерение коэффициента ошибок по битам (BER) является основным этапом измерений, проводимых с прекращением связи. Пока сеть еще не введена в эксплуатацию (например, на фазе настройки), необходимо имитировать пользовательский трафик, чтобы контролировать возможность передачи без ошибок до ввода сети в эксплуатацию.

Чтобы имитировать пользовательский трафик, генерируется специальная испытательная последовательность:

• Псевдослучайная битовая последовательность (ПСП или PRBS)

Измерение BER представляет собой побитовое сравнение принимаемой последовательности с ожидаемой последовательностью и определение количества принятых битов с ошибками.

МСЭ-Т определил различные измерительные сигналы ПСП (например, 2¹⁵-1, 2²³-1 и др.). Например, сигнал 2¹⁵-1 - это последовательные слова из 15 битов. Это 15-битовое слово принимает все возможные значения из (2¹⁵ разных слов) случайным образом между 000000000000000 и 111111111111111.

МСЭ-Т установил соответствие между испытательными сигналами ПСП и скоростью передачи. В рекомендациях более высоким скоростям передачи назначаются более длинные последовательности (см. таблицу ниже):

2.0 Синхронизация - тестирование указателей

Особенностью сетей SDH/SONET является то, что это "синхронные" сети. Это означает, что все сигналы, передаваемые по сети, должны распространяться со стандартной скоростью, которая может немного изменяться в пределах, определенных рекомендациями МСЭ-Т и ANSI.

Даже если в теории сеть может выдерживать небольшую разницу между определенным номинальным значением и реальным значением скорости передачи сигнала, необходимо измерять частоту линейного сигнала, поскольку чрезмерное отклонение может вызвать появление искажений:

Рис.4 В рекомендациях МСЭ-Т и ANSI определены специальные испытательные последовательности для того, чтобы вызывать в сети различные движения указателей.

Ниже описывается 4 основные последовательности:

Рис.5 Независимые указатели с противоположной полярностью

Рис.6 Указатели через регулярные интервалы с двойным указателем

Рис.7 Указатели через регулярные интервалы с отсутствующим указателем

Рис.8 Двойной указатель с противоположной полярностью

3.0 Контроль аварийных сигналов/ошибок

Для осуществления контроля в сетях SDH/SONET без прекращения связи используются специальные механизмы для проверки целостности цикла на разных уровнях:

Общий механизм контроля приведен ниже:

Рис.9 Механизм контроля в сетях SDH/SONET

При прохождении сигнала по сети каждая часть цикла SDH/SONET контролируется с помощью выделенных байтов. В таблице ниже приведен пример соответствующих байтов для циклов SDH/SONET, которые используются для контроля ошибок (аномалий):

Разные узлы в сети физически управляют разными байтами для того, чтобы легко идентифицировать и выделить источник проблем:

Рис.10 Архитектура сети SDH

Рис.11 Архитектура сети SONET

Словарь:

• Регенераторная секция (в SDH) или Секция (в SONET) - основной сегмент сети SDH/SONET. Это наименьший элемент, управляемый системой. Каждый регенератор контролирует дефекты, такие как пропадание сигнала (LOS), пропадание цикловой синхронизации (LOF), блоки B1 с ошибками: Проходя через регенератор, заголовок RSOH полностью пересчитывается.
• Мультиплексная секция (в SDH) или Линия (в SONET) - элемент сети, ограниченный двумя узлами, в которых осуществляется обработка загрузки цикла STM-N/OC-N. На этих узлах обнаруживаются дефекты и блоки с ошибками, генерируются специальные аварийные сигналы в прямом и обратном направлении передачи.
• Они управляют функцией автоматического переключения на резерв с помощью байтов K1 и K2. Здесь выполняется регенерация всего секционного заголовка (SOH).
• Тракт высшего порядка VC4 (в SDH) или STS-SPE (в SONET) - элемент сети, который транспортирует контейнер C4 или синхронную группу загрузки (SPE) с одного конца сети на другой. VC4 или STS-SPE может предназначаться одному потребителю.
• Тракт низшего порядка VC12 (в SDH) или VT 1.5-SPE (в SONET) - элемент сети, который транспортирует контейнер C12 или синхронную группу загрузки (SPE) VT 1.5 с одного конца сети на другой. VC12 или VT 1.5-SPE может предназначаться одному потребителю.

При обнаружении в сеть посылается следующая информация:

• красный цвет: обнаружение и распространение аварийного сигнала
• синий цвет: обнаружение и распространение ошибки

Вообще говоря, при обнаружении аварийного состояния все сетевое оборудование в прямом направлении передачи информируется путем передачи аварийного сигнала AIS (сигнал индикации аварийного состояния). Сетевое оборудование в обратном направлении передачи информируется за счет приема специального аварийного сигнала, называемого RDI (индикация дефекта на дальнем конце).

При обнаружении аномалии (ошибки) сетевое оборудование в обратном направлении передачи информируется за счет приема специального параметра ошибки, называемого REI (индикация ошибки на дальнем конце).

Информация, передаваемая в прямом направлении передачи, также называется параметрами NEAR END (ближний конец). Информация, передаваемая в обратном направлении передачи, также называется параметрами FAR END (дальний конец).

Рис.12 Распространение аварийных сигналов/ошибок в сети SDH

Рис.13 Распространение аварийных сигналов/ошибок в сети SONET

Рис.14 общая таблица распространения аварийных сигналов/ошибок

4.0 Тестирование заголовков

Разные байты заголовка цикла SDH/SONET переносят важную информацию. Например:

• Сообщение J0: идентификатор цикла - трасса секции
• Байт S1: байт состояния синхронизации
• Сообщение J1: трасса тракта VC4 или STS-SPE
• Байт C2: метка сигнала
• Сообщение J2: трасса тракта VC12 или VT 1.5 SPE

Очень важно иметь все детали этой информации доступными в реальном времени, поскольку:

• Устранение государственной монополии в отрасли "Связь" во многих странах привело к быстрому росту количества внутренних сетевых операторов и поставщиков услуг.
• Не все конкурирующие поставщики услуг могут достигнуть полного покрытия зоны обслуживания за счет собственных базовых сетей.
• Особенно это касается протяженного трафика. Широко распространена тенденция арендования транспортных сетей у конкурентов (исключение составляют операторы подвижной радиосвязи).

Все эти факторы создают все более сложные сетевые условия за счет многочисленных сетевых взаимодействий.

Правильность анализа специфического контролируемого сигнала можно обеспечить путем исчерпывающего декодирования и управления заголовком цикла.

5.0 Измерения с помощью CMA 5000 OTA

5.1 Тестирование процесса размещения/восстановления

Приложения OTA позволяют Вам конфигурировать передаваемый и принимаемый сигнал независимо. Например, можно сгенерировать сигнал STM16/OC-48 и одновременно анализировать цикловой сигнал E1/DS1.

Имея только один тестер CMA 5000, можно тестировать процесс размещения/ восстановления в Вашем мультиплексоре.

Как сконфигурировать OTA?

• Выберите режим измерения "Path Analysis" (анализ тракта) с помощью кнопки "Select Measure" (Выбрать режим измерения)
• Откройте окно "Tx" (передатчик) и отмените выбор функции "Auto-Coupling" (автоматическая взаимозависимость). Если эта опция не выбрана, передающую и приемную часть можно конфигурировать раздельно:

Рис.15 Отмена выбора опции автоматической взаимозависимости

Рис.16 Пример тестирования процесса размещения

5.2 Измерение BER

Все испытательные последовательности, определенные рекомендациями МСЭ-Т и ANSI, доступны в приложениях OTA.

Фактически OTA представляет большее количество последовательностей ПСП, чтобы тестировать сеть, создавая наихудшие ситуации.

Как сконфигурировать OTA?

• Откройте окно "Tx"
• Выберите компонентный поток (компонентный поток PDH/T-канал или загрузка со сцепкой)

• Коснитесь кнопки компонентной загрузки, чтобы открыть редактор загрузки
• Выберите последовательность ПСП (PRBS)

• На стороне приемника приложение OTA осуществляет анализ и отображает результаты измерения коэффициента ошибок по битам (BER Testing) в окне "Quality" (качественные показатели):

5.3 Синхронизация - тестирование указателей

Приложения OTA предоставляют целый набор измерительных функций для контроля механизма синхронизации сети:

• Генерация и анализ сдвига частоты линейного сигнала
• Генерация и анализ движений указателей
• Возможности генерации и анализа дрожания и дрейфа фазы описываются в других заметках о применении, связанных с измерениями дрожания/дрейфа фазы

Генерация и анализ сдвига частоты линейного сигнала

• Откройте меню Stress (воздействие) с помощью кнопки "Stresses"
• Выберите меню "Frequency" (частота). Откроется следующее окно:

Вы можете сгенерировать сдвиг частоты ~30 ppm или ~100 ppm (в зависимости от конфигурации)

• На стороне приемника приложение OTA отображает сдвиг частоты линейного сигнала (Frequency offset) в окне "Quality":

Генерация и анализ движений указателей

• Откройте меню Stress с помощью кнопки "Stresses"
• Выберите меню, соответствующее указателю, на который Вы собираетесь воздействовать (Например, указатель AU4 ("AU4 pointer") или указатель STS-SPE)

Откроется окно в зависимости от Вашего выбора:

• На стороне приемника приложение OTA в окне "Quality"отображает всю информацию, касающуюся различных указателей:

5.4 Измерение качественных показателей

Приложение OTA предоставляет очень полезную функцию контроля качественных показателей передачи сети.

Приложение OTA отображает в одном окне всю информацию, касающуюся результатов измерения:

• Ошибки
• Аварийные сигналы
• Качественные показатели (по G.826 и др.)
• Значения указателей
• Выравнивание
• Уровень оптического излучения и сдвиг частоты принимаемого сигнала

Вся эта информация разбита на части, чтобы облегчить интерпретацию результатов. Чтобы просмотреть информацию, коснитесь закладки "Quality":

Все результаты разбиты по секциям.

Для каждой секции четко идентифицируются параметры в прямом направлении передачи (ближний конец) и параметры в обратном направлении передачи (дальний конец).
Например:

Генерация калиброванных воздействий

Для того чтобы проверить правильность функционирования сети (например, системы управления сетью), необходимо генерировать калиброванные аварийные сигналы и ошибки и проверить, каким образом сеть реагирует на эти воздействия.

В приложениях OTA доступен целый набор вариантов генерации аварийных сигналов/ ошибок.

• Откройте меню Stress с помощью кнопки "Stresses"
• Выберите меню "Alarm/Error" (аварийный сигнал/ошибка). Откроется следующее окно:

5.5 Тестирование заголовков

С помощью окон "Quality" (качественные показатели) и "Capture" (сбор данных) приложение OTA обеспечивает прямой доступ к результатам контроля заголовка.

• В окне "Quality" отображаются все важные байты заголовков в формате ASCII, которые обновляются в режиме реального времени в процессе измерения:

• В окне "Capture" отображаются баты заголовков SOH/TOH и POH в 16-ричном формате. Емкость функции сбора данных составляет 64 цикла. Для упрощения интерпретации результатов значения байтов с фиксированными величинами отображаются черным, а значения байтов с изменяющимися величинами - красным.
• Коснитесь закладки "Capture", чтобы отобразить следующее окно:

• Ввод/вывод байтов DCC

Канал передачи данных (DCC) предназначен для осуществления обмена данными OAM (эксплуатация, администрирование и техническое обслуживание) между узлами сетевого оборудования.

Существует два канала DCC.

Первый канал DCC состоит из байтов D1-D2-D3 (расположенных в заголовке регенераторной секции (SDH) или линейной части (SONET) цикла). Скорость передачи для этого канала составляет 192 кбит/с.

Второй канал DCC состоит из байтов D4-D12 (расположенных в заголовке мультиплексной секции (SDH) или секционной части (SONET) цикла). Скорость передачи для этого канала составляет 576 кбит/с.

Приложение OTA в CMA 5000 позволяет Вам вводить внешние данные в канал D1-D3 и/или канал D4-D12 (через разъем DCC на передней панели модуля OTA (разъем DB-15)).

На приемной стороне данные DCC автоматически выделяются и становятся доступны через тот же разъем DCC.

Чтобы сконфигурировать ввод/вывод байтов DCC, откройте окно "Tx" и выберите "SOH" или "TOH". Затем выберите "External DCC".

6.0 Выводы

В одном анализаторе представлены все функции, необходимые для оценки качественных показателей или для технического обслуживания сети.

Кроме того, в приложении OTA анализатора CMA 5000 доступны другие виды специальных измерений: измерение времени распространения сигнала при двойном прохождении, автоматическое переключение на резерв и др.