МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ОДЕССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ ИМ. А.С. ПОПОВА

Кафедра телекоммуникационных систем

Методические указания к циклу лабораторных работ

на аппаратуре фирмы Watson

по курсу

"Перспективные системы передачи"

(ПСП)

для иностранных студентов

Направление подготовки "Телекоммуникационные системы и сети" Специальность 7. 05090302 Одесса 2013 УДК 621.395.4 План УМИ 2013г Составили: В. А. Брескин, Т. С. Бунчужная, А. Д. Мазур Рецензент: Балашов В. А.

Аннотация В методических указаниях рассматривается принцип построения мультиплексора MSPP155e фирмы Watson, отличительной особенностью которого является совместное использование двух разных методов мультиплексирования: канального (SDH) и пакетного (Ethernet).

Использование этого мультиплексора позволяет пропускать цифровые потоки сети Ethernet по сети SDH.

В процессе выполнения работы студенты знакомятся с конструктивным выполнением этой аппаратуры и её характеристиками. Практическая часть работы даёт студентам навыки обслуживания волоконно-оптических систем передачи, используя аварийную сигнализацию.

ОДОБРЕНО УТВЕРЖДЕНО

на заседание кафедры методическим советом и рекомендовано к печати. академии связи.

Протокол № 8 от 26.12.2012 г. Протокол № 3/14 от 09.04.2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Лабораторная работа № 1 Изучение мультиплексора NG-SDH MSPP155e

Лабораторная работа № 2 Управление мультиплексором MSPP-155 e

Лабораторная работа № 3 Проверка работоспособности линии, оборудованной мультиплексором MSPP-155 e

Приложение 1 Характеристика ПИТ-Е1

Приложение 2 Установка шлейфов с помощью Hyper Terminal

Приложение 3 Управление мультиплексором с помощью кнопок и жидко-кристаллического индикатора

Список рекомендованной литературы

Введение Мультиплексор uMSPP-155e фирмы Watson является мультиплексором нового поколения, в котором учтены современные тенденции построения систем передачи транспортной сети.

Первые аналоговые системы передачи (АСП) сменили цифровые системы передачи – ЦСП. Это были ЦСП – плезиохронной иерархии (ЦСП – PDH).

Сегодня ЦСП – PDH можно назвать малоканальными, низкоскоростными. Они использовались и продолжают использоваться на сельской сети.

С появлением волоконноптических линий связи на внутризоновых и магистральных участках транспортной сети стали использовать многоканальные ЦСП синхронной иерархии ЦСП – SDH, позволивших увеличить пропускную способность линий связи и надёжность их функционирования.

Рост потребности в трафике вызвал необходимость дальнейшего увеличения пропускной способности линий связи. Однако непосредственное увеличение скорости передачи ограничивалось отсутствием соответствующей элементной базой и ростом дисперсионных искажений, вносимых оптическим волокном. Задача увеличения пропускной способности была решена переходом к использованию частотного (спектрального) разделения каналов и появлением ВОСП – СРК (WDM). Все перечисленные системы являются многоканальными системами (МСП).

Дальнейший рост увеличения пропускной способности стал возможен за счёт перехода от систем передачи с канальным мультиплексированием к системам передачи, использующим пакетное мультиплексирование. Сети использующие пакетное мультиплексирование стали основой сетей нового поколения – NGN. Эффективность пакетных систем объясняется использованием принципа статистического уплотнения, который позволяет в 20…30 раз увеличить трафик за счёт увеличения количества активных пользователей.

Сети на основе канального мультиплексирования (ЦСП – SDH) и пакетного мультиплексирования (Ethernet) представляли собой, в основном, отдельные, изолированные, не перекрывающиеся фрагменты, которые направляли свой различный трафик в оптические каналы (ОВ) ВОСП – WDM.

Мультиплексоры типа MSPP–155e фирмы Watson позволяют использовать не задействованную ёмкость мультиплексоров SDH для передачи эффективного трафика Ethernet.

В методических указаниях рассмотрены три лабораторных работы связанные с изучением мультиплексора MSPP-155e фирмы Watson.

Изучение мультиплексора NG-SDH MSPP-155e Цель работы. Ознакомится с принципами мультиплексирования канальных (Е1) и пакетных (Ethernet) цифровых потоков и передачи их по трактам ЦСП – SDH на примере мультиплексора MSPP-155e фирмы Watson.

1. Задание. Изучить:

1. Техническую характеристику и варианты использования мультиплексора MSPP-155e.

2. Структурную схему мультиплексора MSPP-155e.

3. Назначение трибных модулей.

4. Конструкцию и аварийную индикацию.

2. Домашнее задание.

1. Определить пропускную способность MSPP-155e для трафика Ethernet c исходными данными.

Количество VC-12, выделяемых в мультиплексоре:

–для первой подгруппы 3№вар;

–для второй подгруппы 2№вар, где №вар - номер варианта.

2. Определить максимальную дальность связи линии, оборудованной uMSPP-155e, по схеме "точка-точка" для следующих исходных данных:

1. дуплекс – одноволоконный (для нечётных вариантов), двухволоконный (для чётных вариантов);

2. оптический интерфейс:

S1.Х (для нечётных вариантов);

4. Коэффициент затухания ОВ на длине волны 1550 нм равен 0,15 дБ/км + 5. Коэффициент затухания ОВ на длине волны 1310 нм на 0,15 дБ больше коэффициента затухания ОВ на длине волны 1550 нм.

6. Удельная дисперсия:

–на длине волны 1550 нм – 18 пс/км нм.

3. Контрольные вопросы.

1. Назначение и область применения мультиплексора MSPP-155e.

2. Архитектурные структуры сети, в которых может работать мультиплексор MSPP-155e.

3. Характеристики линейных интерфейсов.

4. Способы организации дуплекса.

5. Какие скорости передачи потоков Ethernet в линии можно организовать, используя мультиплексор MSPP-155e.

3. Основные положения.

Мультиплексор MSPP-155е (Micro Multi-services Provisioning Platform) это микроплатформа, обеспечивающая многочисленный сервис.

Отличительной особенностью мультиплексора MSPP-155e является возможность одновременной передачи канального трафика фреймами Е1 и пакетного трафика фреймами формата 10/100 BASE-T.

10/100 BASE-T – обозначение стандарта передачи данных по протоколу Ethernet со скоростью соответственно 10 и 100 Мбит/с по симметричному четвёрочному кабелю ("витая пара"), использующему четырёхпроводный дуплекс. Длина сегмента не превышает 100 м.

Для передачи пакетного трафика необходимо осуществить процедуру конкатенации (сцепки) виртуальных контейнеров SDH. Различают последовательную и виртуальную конкатенацию.

При последовательной конкатенации содержимое виртуальных контейнеров объединяется в единый поток данных с соответствующей скоростью.

Обычно применяют виртуальную конкатенацию как более простую и эффективную, при которой поток данных пакетной передачи разбивается на более низкоскоростные потоки, которые в мультиплексоре MSPP-155e размещаются в контейнерах VC-12 на передаче, передаются далее параллельно в информационной структуре STM-1, а на приёме снова объединяются в последовательный поток данных.

Известно, что интенсивность пакетного трафика неравномерна. Это снижает эффективность использования фиксированных скоростей передачи VC-12.

С целью увеличения этой эффективности используется протокол GFP (General Framing Protocol), позволяющий выровнять пакетный трафик. В соответствии с протоколом GFP формируется кадр GFP, состоящий из заголовка (8 байт) и полезной нагрузки (64… 1518 байт кадра Ethernet).

Добавление заголовка, при использовании GFP, несущественно увеличивает скорость передачи пакетного трафики в (64+8 - 1518+8 )/(64 - 1518) = (1,005 – 1,125) раз Скорость передачи цифрового потока по VC-12 определяется величиной полезной нагрузки кадра VC-12.

Приведенные данные позволяют определить скорость передачи пакетного трафика Ethernet, если известно количество виртуальных контейнеров VC-12, используемых для этой цели.

Мультиплексор MSPP-155е использует одномодовые оптические волокна и может работать в сетях с архитектурой "точка – точка" и кольцо.

Соответственно мультиплексор MSPP-155е может быть сконфигурирован как терминальный или ввода/вывода (рис. 1.3).

При соответствующей комплектации, мультиплексор MSPP-155е может работать дуплексом по одному волокну, используя метод спектрального разделения WDM.

Основное применение мультиплексора. Межстанционные соединения в ведомственных сетях Рисунок1.4 – Топология точка-точка для мультиплексора MSPP-155е Структурная схема мультиплексора приведена на (рис. 1.5).

Рисунок 1.5 – Структурная схема мультиплексора MSPP-155е Таблица 1.1 – Расшифровка плат мультиплексора MSPP-155е Таблица 1.2 – Технические характеристики мультиплексора MSPP-155е Оптический интерфейс Тип линейного кодирования Без возврата в ноль (NRZ) со скремблированием Интерфейс E Скорость передачи, кбит/с Интерфейс 10/100 Base-T платы EOS Суммарная скорость переда- До 100 Мбит/с чи всех портов Таблица 1.3 – Оптические модули Индикаторы общего состояния мультиплексора RDI – индикатор аварии на удаленном конце:

– желтый: авария на удаленной системе;

– выкл.: нормальный статус удаленной системы.

CR – индикатор критической аварии:

– красный: критическая авария в локальной системе;

– выкл.: нет аварии в локальной системе.

MJ – индикатор значительной аварии:

– красный: значительная авария в локальной системе;

– выкл.: нет значительной аварии в локальной системе.

MN LED – индикатор незначительной аварии:

– желтый незначительная авария в локальной системе;

- выкл. нет незначительной аварии в локальной системе.

ACO – индикатор блокировки аварийной сигнализации:

– желтый: блокировка сигнализации включена;

– выкл.: блокировка сигнализации выключена.

MNT – индикатор статуса обслуживания:

– желтый: локальная система в статусе обслуживания (шлейф или самодиагностика.

Управление мультиплексором MSPP-155e Цель работы. Ознакомится со способами управления мультиплексором µMSPP-155e фирмы Watson.

1. Изучить способы управления мультиплексором µMSPP-155e, конфигурируя его с помощью:

– программы гипертерминал;

– кнопок и жидкокристаллического индикатора.

2.С помощью программы гипертерминал посмотреть в общих настройках мультиплексора:

– характеристики оптического модуля ОPT;

указав, этапы процедуры определения состояния этих плат и заполнив, соответственно, табл. 2.1 и 2.2.

3. С помощью кнопок и жидкокристаллического индикатора просмотреть в общих настройках параметры оптического модуля (приложение 3).

4. Проверить пропускную способность платы EOS для заданного количества VC-12. (Количество VC-12. для каждого студента задано исходными данными в ЛР №1) 2. Контрольные вопросы.

1. Какие возможны способы управления мультиплексором µMSPP-155e?

2. Что позволяет контролировать вкладка Rtrv Summary?

3. Как установить пропускную способность платы EOS?

3. Основные положения.

Конфигурирование мультиплексора с помощью программы гипертерминал.

Запустите программу Hyperterminal, и создайте новое подключение с параметрами: скорость передачи – 115200;

биты данных – 8; проверка четности – нет, стоповый бит – 1; контроль передачи – нет; тип терминала – VT100.

После подключения нажмите Enter. На экране ПК появится текстовое меню.

После ввода User Name и Password появляется основное меню, состоящее из шести пунктов:

Config (конфигурирование мультиплексора);

Fault (аварии);

PM (измерение характеристик);

System (системные установки);

Local (местный мультиплексор) или Remote (удаленный мультиплексор).

Переход по опциям основного меню производится курсором (стрелками) компьютера: «влево», «вправо», «вверх» или «вниз»).

Этапами процедуры по определению состояния трибутарных плат являются:

Config (конфигурирование мультиплексора) При выборе Config появляется окно:

Выбор верхнего пункта меню (Rtrv Summary) позволяет последовательно контролировать установки и состояние: оптической платы, трибутарных плат и платы Ethernet, выбирая требуемое в следующем всплывающем окне.

Просмотр общей информации (Rtrv Summary) При выборе контроля оптической платы (1) появляется окно состояния оптического интерфейса OPT (посмотрите и заполните таблицу1):

IS (In Service) – включен, в рабочем состоянии;

OOS (Out Off Service) – выключен, не работает 4;

No LPBK (No LooPBacK) – не организовано тестовых петель.

Таблица 2.1– Окно состояния оптического модуля При выборе контроля плат 4Е1 (2) появляется окно состояния плат QET.

Информацию из этого окна занесите в табл. 2.2.

Таблица 2.2– Окно состояния плат QET Type Slot Port Svc Mode Code Frame Imped L-Len Loopback Type (QET) – тип контролируемой платы;

Slot – номер слота, в который установлена плата;

Port – номер контролируемого порта;

Sta – состояние контролируемого порта (IS / OOS);

Mode – режим порта Е1/Т1;

Frame – структурированный или неструктурированный поток (Unf – неструктурированный);

Imped – импеданс порта (120 Ом);

L-Len – Loop Length – длина соединительного кабеля для Е1;

Loopback – No LPBK - не организовано тестовых петель.

При выборе контроля плат Ethernet (4) появляется окно состояния плат EoS табл. 2.3.

Таблица 2.3– Окно состояния плат EoS Slot – номер слота, в который установлена плата;

Port – номер контролируемого порта;

Link – состояние контролируемого порта (Down / Up);

Flow Cnt – установлен/ не установлен (Yes/No) режим управления потоком данных;

T.Vlan – включен/не включен (Yes/No) порт в VLAN;

Priority – назначенный уровень приоритетности порта;

Агрегатные и трибутарные установки;

Для этого в корневом меню выбирается опция Config и указывается пункт Agg/Tri Setting.

Установка пропускной способности - Set Bandwidth (1) В мультиплексоре для передачи трафика Ethernet в цикле STM-1 отводится до 47 виртуальных контейнеров VC-12 из 63, имеющих пропускную способность порядка 2,13 Мбит/с. Таким образом, общая емкость системы для передачи данных составляет порядка 100 Мбит/с.

При успешном выполнении операции по изменению пропускной способности появляется сообщение:

Проверка работоспособности линии, оборудованной мультиплексором Цель работы. Продолжить изучение принципов управления µMSPP-155e фирмы Watson.

1. Задание.

1. С помощью проверочных шлейфов оценить работоспособность линии.

Используя гипертерминал организовать три шлейфа:

– для мультиплексора Local: 1) линейный Е1; 2) оптический терминальный;

– для мультиплексора Remote 1) оптический терминальный.

2. Зафиксировать характер световой индикации на ПИТ Е1 (приложение 1.) при установлении шлейфа и снятие шлейфа (приложение 2). Результаты проверки отразить в рабочей тетради, привести схемы шлейфования и световую индикацию LOS и AIS.

2. Контрольные вопросы.

1. Какие шлейфы можно организовать в мультиплексоре µMSPP-155e?

2. Что позволяет выполнить пункт меню Operate Lpbk?

3. Что позволяет выполнить пункт меню Release Lpbk?

3. Основные положения.

Мультиплексор MSPP -155e позволяет организовывать следующие шлейфы в диагностических целях и тестирования (рис. 3.1) Рисунок 3.1 – Шлейфы в мультиплексоре µMSPP-155e Для организации проверочных шлейфов необходимо:

1. В качестве передатчика и приемника тестовых последовательностей Е использовать ПИТ-Е1. Для этого надо:

– подключить ПИТ-Е1 к гнезду (N = x) на патч-панели (x = 17(18) для рабочего места № 1, x = 7(8) для рабочего места № 2);

– включить ПИТ-Е1, нажав кнопку on/off;

– в появившемся меню необходимо выбрать пункт линейный интерфейс, нажав Enter;

– уточнить линейный код (необходимо, чтоб линейные коды используемые в мультиплексоре и в ПИТ-Е1 были идентичны). Код, используемый в мультиплексоре проверяем с помощью программы гипертерминал;

– зайти на ПИТ-Е1в режим измерения, нажав Enter, и запустить передачу потока Е1, нажав F1;

– это подключение индицируется зеленым светодиодом на панели MUX.

2. С помощью программы гипертерминал организовать первый шлейф – E1 Line рис. 3. Рисунок 3.2 – Схема организации шлейфа по Е1 для мультиплексора Local Светодиод LOS на ПИТ-Е1 должен гореть зеленым светом и AIS – любым, но не красным.

3. Снимаем шлеф Е1. AIS – становится красного цвета, если нет шлейфов далее в линии.

4. Аналогично создаем и проверяем световую индикацию шлейфов OPTTerminal и на удаленном конце E1-Terminal.

Тестер "ПИТ-Е1" предназначен для эксплуатационного контроля и диагностики трактов передачи оборудования связи (рекомендация 0.151 ITU-T) и структуры первичного цифрового потока систем с ИКМ (рекомендация G. IТU-Т).

Тестер подключается к интерфейсу первичного сетевого стыка (рекомендация G.703 IТU-Т) и может работать в режимах формирования и контроля различных тестовых сигналов в кодах ЧПИ (АМI) и МЧПИ (HDB-3), а также в режиме мониторинга сигналов оборудования ИKM.

На лицевой панели находятся:

1. Светодиодные индикаторы Сигнализация светодиодами приемника показывает:

LOS – Отсутствие сигнала:

зеленый – сигнал присутствует постоянно с момента сброса;

красный – отсутствие сигнала в данный момент;

желтый –с момента сброса имело место пропадание сигнала.

AIS – Сигнал об аварии (прием всех 1):

не горит – с момента сброса не было аварии;

красный – в данный момент принимаются «вce единицы»;

желтый – отсутствие AIS в данный момент, но с момента сброса имело место состояние «все единицы».

3. Клавиатура на 13 клавиш. Для включения/выключения питания прибора необходимо удерживать клавишу оn off 1-2 с.

После включения тестер производит процедуру самодиагностики. После завершения операции самодиагностики на дисплее тестера выводится вид главного меню. Тестер готов к работе.

4. Функциональные клавиши (F1, F2, F3, F4) Эти клавиши используются для выбора функций, показанных внизу дисплея тестера.

5. Строка статуса содержит данные о следующих параметрах (слева направо):

1. символ «Батарея» служит для отображения текущего уровня заряда 2. Отображает различные символы:

а) символ «М» или «–» служит для отображения статуса проведения измерений («М»), либо их отсутствия («–»);

б) символ «S» или «–» служит для отображения статуса отправки тестовой последовательности («S»), либо её отсутствия («–»); и др.

Установка шлейфов с помощью программы гипертерминал Для установки проверочных шлейфов через программу гипертерминал используется раздел Test главного меню Выбираем Operate Lpbk, заходим в меню этой функции при помощи клавиши Enter.

Для создания шлейфа E1 Line необходимо выбрать QET Interface путём ввода цифры 2.

В данном случае мы создаем шлейф на 1 порте находящемся в 1 слоте с типом шлейфа Line. После нажатия кнопки OK на экране появится подтверждение.

Для того, что бы разомкнуть шлейф, выбираем пункт меню Test -> Release Lpbk.

Заходим в меню при помощи клавиши Enter.

Так как шлейф был создан на 1 порте 1 слота, его мы и размыкаем. Подтверждаем размыкания шлейфа нажатием ОК.

Аналогично создаем и размыкаем шлейф OPT Terminal на локальном (Local) мультиплексоре и E1 Terminal на удаленном (Remote) мультиплексоре (приложение 3). Переход по строкам осуществляется с помощью Enter. Изменение значения параметра осуществляется «стрелочками».

Управление мультиплексором с помощью кнопок жидкокристаллического индикатора 3.1 Конфигурирование мультиплексора Внешний вид кнопок и жидкокристаллического индикатора следующий:

На индикаторе изображаются две строки по 16 символов в строке Четыре клавиши с правой стороны визуальной панели:

[ESC] – возврат к предыдущему экрану или отказ;

[] – движение курсора;

[ENT+] – выбрать, выполнять или изменить номер.

Порядок работы:

1. UR является предыдущим пунктом иерархии перед BR;

2. Используйте [] чтобы переместится и [ENT+] чтобы выбрать пункт BR;

3. Выбранный пункт будет отображаться на UR;

4. Число слева является положением в иерархии;

5. Символ справа от BR напоминает вам о следующей операции для работы;

6. Нажимаем [ENT+] и при этом появляется следующее меню, кнопками [] выбираем управление локального мультиплексора или Выбрав локальный мультиплексор нажимаем [ENT+]:

CFG – конфигурирование мультиплексора;

FLT – (аварии);

PM – (измерение характеристик);

TEST – (тест);

SYS – (системные установки).

В меню конфигурирование содержится следующие вкладки:

SYMMARY – просмотр общей информации;

AGF/TRT – общие/трибутарные установки;

LOADDEFAULT – установка исходных значений.

Во вкладке "Просмотр общей информации" можно получить информацию о следующих платах:

3.2 Снятие шлейфов с помощью кнопок мультиплексора В случае, если в программе HyperTerminal организовать оптический линейный шлейф на удаленном мультиплексоре µMSPP-155e, то снять его можно только используя кнопки жидкокристаллического монитора.

Для этого необходимо на удаленном мультиплексоре найти в меню Local и нажать Enter В появившемся подменю выбрать TEST Для того, чтобы разомкнуть шлейф, выбираем пункт меню RLPBK Затем выбираем оптическую плату ОРТ После нажатия кнопки Enter на экране появится подтверждение размыкания шлейфа.

1 Бакланов И.Г. NGN: принципы построения и организации/ И.Г. Бакланов Под редакцией Ю. Н. Чернышева. М.: Эко-Трендз, 2008. – 400 с.

2 Бакланов И. Г. SDH->NGSDH: практический взгляд на развитие транспортных сетей: учебник/ И.Г. Бакланов. – М.: Метротек, 2006. – 736 с.

3 Слепов Н.Н. Современные технологи цифрових оптоволоконных сетей связи: учебник/ Н.Н. Слепов. – М.: Радио и связь, 2000. – 449 с.

4 Хмелев К.Ф. Основы SDH: Монография/ К.Ф. Хмелев. – К.: ІВЦ «Видавництво «Політехніка», 2003. – 584 с.

Компьютерная верстка Сдано в набор 09.07.2013 Подписано к печати ??????

Формат 60/88/16 Зак. № ????????

Тираж 150 экз. Объем: 1,75 печ. л.

Отпечатано на издательском оборудовании фирмы RISO в типографии редакционно-издательского центра ОНАС им. А.С. Попова ОНАС,