Организация каналов связи, модульная линейка СМК-30

Мультиплексор позволяет организовать прямое подключение широкого спектра оконечных устройств различных систем железнодорожной автоматики. Это обеспечивается набором модулей, обслуживающих различные каналы связи: с полупостоянным или коммутируемым соединением, а так же с коммутацией пакетов. По типу окончания различаются аналоговые и цифровые, с дистанционным питанием и без него. По организации связи каналы могут быть групповыми и «точка-точка».

Таким образом, мультиплексор, установленный на линейной станции, способен решать все задачи организации связи на этой станции без использования вспомогательного оборудования.

Модули мультиплексора являются сменными. Они устанавливаются в слоты в произвольном порядке. Замена модулей производится в «горячем режиме», без выключения электропитания. Благодаря этому достигается гибкость при изменении или расширении конфигурации, замене вышедших из строя модулей. Линейные окончания модулей имеют трехступенчатую защиту от токов высоких напряжений с высокой прочностью изоляции, что обеспечивает защиту оборудования от выхода из строя при попадании высокого напряжения на линии связи.

Данные абонентов (оконечных устройств) преобразуются в цифровой формат, который в зависимости от типа окончания и скорости передачи требует пропускную способность nх64 кбит/с. Эти данные коммутатором мультиплексора произвольно коммутируются в канальные интервалы магистральных потоков, образуя «транзиты», «выделения» и внутренние коммутации, благодаря чему пропускная способность потока гибко распределяется между оконечными устройствами в зависимости от требуемой нагрузки. Например можно выделить 10 канальных интервалов для организации сети Ethernet/IP,15 – для работы устройств с интерфейсами V.35, а остальные 5 – для групповых каналов ТЧ. Кроме того мультиплексор имеет схему организации конференций с тремя и более участниками, объединенными обменом голосовой информацией или устройствами обмена данными. Это дает возможность в сложной сети, состоящей из нескольких двойных колец, строить всеобъемлющие групповые каналы и совещания.

Модульная линейка СМК-30 представлена в таблице Б4.

 

 

Таблица Б4.

Тип модуля	Обслуживаемые линии	Чис-ло каналов	Примечание
СМА-4-4	Аналоговые четырехпроводные		4-х проводные каналы ТЧ
СМА-4-4М	Аналоговые четырехпроводные		4-х проводные каналы ТЧ, система управления для связи совещаний
СМА-4-4Д	Аналоговые четырехпроводные		4-х проводные каналы ТЧ, тональные сигнализации (ДАТС, «2 из 11», ПРС).
СМА-2-4	Аналоговые двухпроводные комбинированные		Аналоговые телефонные аппараты ЦБ/МБ, стык с АТС, стыки ОТС, двухпроводный канал ТЧ 600 Ом
СМА-2-8	Аналоговые двухпроводные абонентские		Аналоговые телефонные аппараты ЦБ. Применяется при работе СМК-30 в качестве АТС
СМА-3-4	Аналоговые 3-х проводные соединительные		Стык СЛ с АТС, универсальный, каждый порт программируется как исходящая, входящая или междугородняя СЛ
СМЦК-4	Цифровые 2-х проводные, канал Uko		Uko стык без дистанционного питания. Модем МЦФЛ-1 4-х проводные
СМЦПД-4	Цифровые 2-х проводные, канал Uрo		Абонентский Uрo стык Цифровые телефонные аппараты со стыком Uрo (Siemens Optiset E, Lucent Technologies 6400+),транскодеры ТРК-1
СМЦПД-8	Цифровые 2-х проводные, канал Uрo		Абонентский Uрo стык Цифровые телефонные аппараты со стыком Uрo (Siemens Optiset E, Lucent Technologies 6400+),транскодеры ТРК-1
СМЦП-4	Цифровые 2-х проводные, канал Uрo		Станционный Uрo стык АТС Definity, Hicom, DX-500 и др.
СМЦГ-4	Цифровые 4-х проводные, G.703.1 64 кбит/сек сонаправл.стык		АСДК “Сетунь” и др.
СМЦС-4	Цифровые nx64 кбит/сек, интерфейсы V.35, RS-232, RS-422, RS-423, RS-485		Универсальные последовательные стыки (асинхронный и синхронный, точка-точка и групповой, сетки скоростей 50…234 400, nx64, nx56 кбит/сек
СМЦИ-4С	Цифровые с IP-стыками nx64 кбит/сек, nx2048 кбит/сек маршрутизация		UTP (витая пара), TCP/IP протоколы, динамическая маршрутизация 2 уровня, 10/100 Мбит/сек, линейное включение в TDM сеть
СМЦИ-4К	Цифровые с IP-стыками nx64 кбит/сек, nx2048 кбит/сек   маршрутизация		UTP (витая пара), TCP/IP протоколы, динамическая маршрутизация 2 уровня, 10/100 Мбит/сек, включение в TDM сеть с ответвлениями и перекрещиваниями (например, подключение КИ-30 к сети СМК-30, разветвление сети СМК-30 и др.)
СМЦД-4	Цифровые с DCP-стыками.		Цифровые телефонные аппараты со стыком DCP
СМЦT-8	Цифровые с телеграфными стыками		Восемь телеграфных 4-х проводных линий
СМТT-1	Стык тонального телеграфирования		Один 4-х проводный стык тонального телеграфирования (совместим с ТТ-144, ТТ-48, ТТ-12, ТТ-5, П-327-12, П-327-3, П-318, TgFM-3N, встроенным оборудованием ТТ («Альфа», «Вектор-2000»).
СМЛТ-2	Магистральный линейный тракт по медному кабелю		2 SHDSL тракта с дистанционным питанием, модуляция TC PAM 16
СМОПС	7 универсальных портов (шлейфы, исполнительное и контрольное оборудование)		Модуль охранно-пожарной сигнализации, активные и пассивные датчики, 7 универсальных зон охраны
СМПП	Цифровые с IP-стыками nx64 кбит/сек, nx2048 кбит/сек маршрутизация		UTP (витая пара), TCP/IP протоколы, динамическая маршрутизация 3 уровня, протоколы OSPF, BGP, RIP и др., 10/100 Мбит/сек, произвольное включение в TDM сеть, VoIP шлюз, кодеки G.711, G.723.1, G.729
СМГП-8	Аналоговые и цифровые		Модуль записи речевой и цифровой информации
СМПЕ1-4	Е1 потоки, симметричный выход		Физический вывод 4-х Е1 потоков
СМА-2-2П	Аналоговые 2-х проводные		Перегонная связь (ПГС), Межстанционная связь (МЖС)
СМА-4/2-2И	Аналоговые 4-х и 2-х проводные		Избирательная связь (радиостанции, КАСС и др.)

 

2 Оборудование АО «Морион»

2.1 Мультиплексор СЦИ СММ-155

Мультиплексор СММ-155 предназначен для построения цифровых транспортных сетей и сетей доступа на основе принципов синхронной цифровой иерархии - СЦИ первого уровня, обеспечивает передачу сигнала со скоростью 155,520 Мбит/с. Аппаратура может включаться в состав систем синхронной цифровой иерархии уровней 4, 16 и выше, имеющих стыки на скорости 155,520 Мбит/с, согласно рекомендациям G.703, G.707, G.957 МСЭ-Т.

Аппаратура применяется на магистральных, дорожных (внутризоновых) и отделенческих сетях связи СЦИ, образованных одномодовыми волоконно-оптическими кабелями, в качестве:

- оконечного мультиплексора;

- мультиплексора ввода/вывода;

- регенератора;

- кроссового коммутатора

Аппаратура обеспечивает формирование группового цифрового потока СТМ-1 со скоростью передачи 155,520 Мбит/с путем мультиплексирования 63 первичных цифровых потоков Е1, предоставляя возможность коммутации как потоков так виртуальных контейнеров VC-12. Управление, мониторинг и конфигурация может производиться из единого центра управления.

Аппаратура позволяет организовывать сети связи следующих топологий: точка – точка; последовательная линейная цепь; кольцо: одно или двунаправленное, двух или четырех волоконное.

 

2.2 Мультиплексор ПЦИ ТЛС-31

Мультиплексор ТЛС-31 предназначен для работы в волоконно-оптической сети, использующей третий уровень плезиохронной цифровой иерархии ПЦИ. Основным направлением использования мультиплексора является организация технологических сетей связи на дорожном и отделенческом уровне.

Аппаратура обеспечивает следующие функции:

формирование группового третичного цифрового сигнала со скоростью 34368 кбит/с путем мультиплексирования 16-ти потоков Е1;

формирование группового потока путем мультиплексирования потока Е3 и ОЦК со скоростью 64 кбит/с (до восьми сервисных каналов и двух каналов телеконтроля и служебной связи);

передачу и прием группового потока по одномодовому волоконно-оптическому кабелю;

ввод-вывод до 4-х потоков Е1 на промежуточной станции;

организацию резервного оптического интерфейса в конфигурации (1+1);

телеконтроль за состоянием оборудования оконечных и промежуточных станций;

организацию служебной связи между станциями вдоль линейного тракта.

2.3 Технологический мультиплексор ВТК-12

Аппаратура ВТК-12 предназначена для использования в качестве каналообразующего оборудования на сети оперативно-технологической связи ОТС дорожного и отделенческого уровня. Она обеспечивает ввод/вывод сигналов каналов ТЧ и ОЦК потока Е1 с организацией различных типов интерфейсов. Мультиплексор ВТК-12 может применяться также для организации групповых каналов.

Мультиплексор позволяет распределять каналы по шести независимым направлениям передачи потока Е1. Таким образом, аппаратура дает возможность организовать большое количество режимов работы. В том числе: транзит и шлейф определенного потока, общий канал, различные комбинации ввода/вывода.

 

2.4 Оборудование гибкого мультиплексирования ОГМ-30E

Аппаратура ОГМ-30Е предназначена для использования в качестве каналообразующего оборудования на сети обще-технологической связи ОбТС. Она может применяться как многофункциональный мультиплексор с возможностью гибкого конфигурирования для формирования первичных цифровых потоков со скоростью передачи 2048 кбит/с. Аппаратура ОГМ-30Е может использоваться также в качестве: оконечного мультиплексора; мультиплексора ввода/вывода; кроссировочного мультиплексора.

Мультиплексор ОГМ-30Е позволяет взаимодействовать с помощью множества цифровых и аналоговых интерфейсов, используя батарейную, частотную и другие виды сигнализаций на аналоговых каналах. Таким образом, мультиплексор может работать как конвертер сигнализации. Возможна организация цифровой передачи данных с использованием интерфейсов V.24, V.35, RS-485, ISDN (как через точку U, так и S/T).

Аппаратура позволяет организовать до 4-х потоков Е1.

 

3 Оборудование ЗАО «Новел-ИЛ»

3.1 Мультиплексор СЦИ МЦП155К Н

Оборудование МЦП155К Н является оптическим мультиплексором уровня СТМ-1/СТМ-4. Оно используется для построения сетей СЦИ уровня СТМ-1 или СТМ-4 топологии «точка – точка», «линейная цепь», «кольцо» и выполняет ввод-вывод цифровых потоков 2 Мбит/с, 34 или 45 Мбит/с, сигналов Ethernet, (а также сигналов СТМ-1 при работе в сети СТМ-4). Оборудование дает возможность организовать резервирование типа MSP или SNCP.

Оборудование МЦП155К Н может использоваться как:

- оконечный СТМ-1 мультиплексор на 63 потока VC12 с резервированием по схеме 1+1 (МЦП155К НТ),

- СТМ-1 мультиплексор с функцией ввода-вывода до 21 VC12, а также кросс-коммутации контейнеров VC12, VC3 или VC4 максимум до 4-х направлений СТМ-1 (МЦП155К НК),

- СТМ-1 регенератор, передающий 2 потока VC4 (два двухсторонних регенератора) (МЦП155К НР),

- СТМ-4 мультиплексор ввода - вывода с емкостью 63 AU4 на плате СТМ-4 (МЦП155К НА).

 

3.2 Мультиплексор выделения и транзита каналов МВТК-2

Программируемый мультиплексор выделения и транзита каналов МВТК-2 является многофункциональной каналообразующей аппаратурой первичной цифровой системы передачи по волоконно-оптическим кабелям для сети оперативно-технологической связи на железнодорожных линиях и метрополитене.

Аппаратура обеспечивает:

- передачу и прием групповых оптических потоков по одномодовому и многомодовому волоконно-оптическим кабелям на длине волны 1550 нм и 1300 нм;

- передачу и прием двух групповых потоков по симметричному линейному кабелю связи;

- формирование и кодирование (декодирование) группового потока со скоростью передачи 3072 кбит/с путем синхронного объединения основного информационного потока 2048 кбит/с (Е1), служебного цифрового потока 512 кбит/с и маркерного сигнала;

- кроссировку каналов в пределах группы (до восьми) первичных цифровых потоков с программируемой конфигурацией коммутационной матрицы;

- образование различных аналоговых и цифровых канальных интерфейсов;

- выделение части каналов из первичного цифрового потока 2048кбит/с (с цифровым транзитом остальных каналов);

- формирование резервного оптического канала для работы в конфигурации по схеме (1+1);

- служебную связь между станциями вдоль линейного тракта;

- организацию 30-ти каналов конференц-связи;

- мониторинг состояния оборудования оконечных и промежуточных станций, участков линейного тракта, качества передаваемой информации и дистанционное управление конфигурированием соединений.

Передача сигналов мониторинга, управления и служебной связи осуществляется в основном потоке Е1 либо в отдельном канале, что позволяет сохранить систему контроля, управления и служебной связи при передаче основного потока Е1 по резервному тракту в случае аварии, обрыва кабеля и т.д.

Оборудование управляется при помощи универсального программного обеспечения, обслуживающего все виды аппаратуры, входящей в комплекс оборудования цифровых систем передачи для сетей оперативно-технологической связи ЦСП-ОТС. Указанный комплекс включает МВТК-2 (мультиплексор каналов в потоке Е1), оборудование ПЦИ ОВТГ-2000 со скоростью передачи 34 Мбит/с, транспортную систему МЦП-155 уровня СТМ-1.

 

4 Оборудование «Lucent Technologies»

4.1 Мультиплексор WaveStar ADM 4/1

Мультиплексор WaveStar ADM 4/1 предназначен для использования в сетях СЦИ уровня СТМ-1 и СТМ-4. Мультиплексор может функционировать в следующих конфигурациях: оконечный мультиплексор; мультиплексор ввода-вывода; регенератор.

Оконечный мультиплексор.

Суммарная пропускная способность мультиплексора WaveStar^TM ADM 4/1 составляет 2 потока СТМ-1 (155 Мбит/с) или СTM-4, для резервирования, которых может использоваться режим 1+1.

Мультиплексор ввода-вывода.

В любой виртуальный контейнер (VC) «восточного» канала СTM-1 может быть направлен в любой VC «западного» канала СTM-1 или выведен на любую из станционных трибутарных плат.

Регенератор.

Оборудование может быть сконфигурировано для реализации в одной стойке функции одного регенератора, СTM-1 или СTM-4 с дополнительным резервированием защиты секции MSP, или же двух регенераторов СTM-1 или СTM-4 без реализации указанной защиты.

Резервирование.

Для системы WaveStar^TM ADM 4/1 используются схемы резервирования оборудования, позволяющие поддерживать функции мультиплексирования даже в случае отказа следующих плат: платы интерфейса 2 Мбит/с; платы передачи; платы линейного интерфейса СTM-1 и СTM-4. Мультиплексор может также использоваться для резервирования участков сети. При этом имеются 2 возможности:

- резервирование мультиплексорной секции (MSP защита); в этом случае производится дублирование интерфейса СTM-1 и передающей среды (резервирование 1+1);

- резервирование тракта на уровне подсети (SNCP защита); в этом случае производится дублирование тракта низшего порядка на уровне виртуальных контейнеров (VC-12, VC-3) от начальной до конечной точки.

 

4.2 Местный цифровой кросс-коммутатор WaveStar LXC 16/1

Аппаратура WaveStar LXC 16/1 представляет собой мультиплексор с функцией местного кросс-коммутатора с высокой пропускной способностью. Он позволяет, во-первых, мультиплексировать сигналы ПЦИ и СЦИ в синхронные транспортные модули на скоростях до 2 Гбит/с (STM-16) и, во-вторых, осуществлять кросс-коммутацию всех сигналов со скоростью 2 Мбит/с (численностью 63х64) непосредственно на уровне сигнала СTM-16.

Высокая надежность системы достигается за счет использования разнообразных схем защитной коммутации и резервирования оборудования.

Основные характеристики системы:

- полная кросс-коммутация сигналов в количестве до 64хСTM-1 или 4032х2 Мбит/с,

- кросс-коммутация сигналов на уровнях VC-12, VC-2, VC-3, VC-4,

- защитная коммутация: тракта (SNCР) и линии (MSP),

- резервирование оборудования,

- единая платформа для использования в сетях СTM-16, СTM-4, СTM-1,

- единый сетевой элемент для соединения колец СTM-16, СTM-4, СTM-1,

- поддержка протокола синхронизации сообщений ETSI,

- полный обмен между временными интервалами (TSI) для всех каналов,

- встроенный оптический бустер и предварительный усилитель.

Модульность структуры обеспечивает наращивание пропускной способности или модернизацию сети простой заменой блоков интерфейсов.

В системе могут быть легко расширены не только аппаратные средства, но также и функции программного обеспечения. Посредством программной «дозагрузки» можно добавить новые функции, не прерывая нормальной эксплуатации сетевого элемента.

Защитная коммутация.

Непременной основой высокой надежности сетей СЦИ являются различные средства защитной коммутации. В сети LXC-16/1 поддерживаются функции:

- защитная коммутация трактов,

- защитная коммутация в подсети передачи данных,

- защитная коммутация линий.

Защита и резервирование по схемам:

1:N при резервировании блоков 2 Мбит/с (N=max4),

1:1 при резервировании блоков 34/45, 140, 155 Мбит/с,

1:1 при резервировании блока кросс-коммутации и блока обработки указателя,

1+1 при MCP-защите блоков оптических интерфейсов СTM-16, СTM-4, СTM-1.

Время переключения на резерв составляет не более 50 мс.

 

4.3 Гибкая модульная система Phase

Система Phase представляет собой семейство сетевых элементов, созданное «Lucent Technologies» для использования в сетях синхронной цифровой иерархии СЦИ уровней СТМ-1, СТМ-4, СТМ-16. Оно характеризуется высокой гибкостью при применении в сетях различной топологии и модульной конструкцией.

Семейство Phase включает в себя сетевые элементы различного функционального назначения и уровня иерархии СЦИ: регенераторы, оконечные мультиплексоры, мультиплексоры ввода-вывода и кросс-коммутаторы (кросс-коннекторы). При этом используемые типы элементов обозначаются следующим образом:

- регенераторы – LR (Line Regenerator);

- оконечные мультиплексоры – TM (Terminal Multiplexer);

- мультиплексоры ввода-вывода – ADM (Add/Drop Multiplexer);

- кросс-коннекторы – LXC (Local Cross –Connect System).

В общем случае сетевой элемент имеет следующее обозначение:

 

X – N/M, где X принимает значение LR, TM, ADM или LXC в соответствии с типом элемента; N равно 1, 4, 16, что соответствует уровням STM-1, STM-4, STM-16; M характеризует возможности коммутационной матрицы сетевого элемента (при М=1 – может устанавливать соединения до уровня VC-12; М=4 – соединения до уровня VC-4).

В семейство Phase входят следующие сетевые элементы:

регенераторы – LR-4, LR-16;

оконечные мультиплексоры – ТМ-1/1, TM- 4/1, TM-4/4, TM-16/4;

мультиплексоры ввода/вывода – ADM-1/1, ADM-4/1, ADM-4/4, ADM-16/4;

кросс-коннекторы –LXC-1/1, LXC-4/1, LXC-16/1.

Сетевые элементы семейства Phase состоят из так называемых «сменных блоков» и соответствующих им «соединительных интерфейсов». Сменные блоки реализуют определенный набор функций, которые необходимы в различных сетевых элементах. Поэтому одинаковые сменные блоки могут применяться в сетевых элементах различного уровня и назначения.

В качестве примера рассмотрим кросс-коннектор LXC 16/1, упрощенная структурная схема которого показана на рис.П.6.

Входными электрическими сигналами иерархии ПЦИ могут быть цифровые потоки 2 Мбит/с, 34 Мбит/с, 45 Мбит/с и 140 Мбит/с, которые подаются на соответствующие соединительные интерфейсы TCI (TIU Connection Interface) и сменные блоки TIU (Tributary Interface Unit). Входными сигналами иерархии СЦИ могут быть потоки STM-1 (в электрическом или оптическом формате).

Оптические потоки СTM-4 и СTM-16 поступают на сменные блоки SIU (Synchronous Interface Unit), которые выполняют функции оптических агрегатов. Функции коммутации цифровых потоков реализуются сменными блоками PPU (Pointer Processing Unit) и CMU-1(64) (Connection Matrix Unit).

Блок MCU (Management and Communication Unit), управляемый микропроцессором, вместе со своим соединительным интерфейсом MCI (MCU Connection Interface), является связующим звеном между компьютерными интерфейсами F и Q, и сменными блоками. Компорт местного рабочего терминала подключается к F-интерфейсу, а низовая система управления иерархии TMN (Тelecommunications Management Network) подключается по стыку Q (Ethernet со скоростью 10 Мбит/с).

Для организации служебной телефонной связи и служебной передачи данных используется сменный блок OAU (Overhead Access Unit) со своими соединительными интерфейсами OAI (Overhead Access Interface) и OWI (Orderwire Connection Interface). При этом помимо стандартных байтов E1, E2 и F1, могут быть использованы другие байты секционных заголовков.

Оборудование Phase поддерживает «кольцевые» структуры сети, которые, как указывалось выше, имеют преимущества по сравнению с линейными трактами передачи.

 

 

 

Рис.П.6

 

 

 

ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРВИЧНОЙ СЕТИ СВЯЗИ

НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

 

Учебное пособие

к дипломному и курсовому проектированию

 

Составители к.т.н., доцент Глушко В.П.,

к.т.н., профессор Шмытинский В.В.,

к.т.н., доцент Кузнецов В.И.

 

Рецензенты к.т.н., профессор Кудряшов В.А.,

 

 

План 2011 г.

Публикуется в авторской редакции.

 

Петербургский государственный университет путей сообщения.

190031, СПб, Московский пр., 9