Структурная схема мультиплексора определяется в первую очередь его конфигурацией, которая, в свою очередь, зависит от конкретных сетевых задач, выполняемых данным мультиплексором. Кроме того, структурная схема определяется элементной базой, технологией и особенностями производства. Определенную роль в формировании структурной схемы играют также конструкция мультиплексора и традиции производителя.
Наиболее широкое распространение получили модульные конструкции мультиплексоров, позволяющие изменением набора сменных модулей изменять конфигурацию мультиплексора в соответствии с конкретными задачами и, главное, наращивать его возможности по мере развития сети. Следует отметить, что модульные мультиплексоры, при их очевидных технических достоинствах, относительно дороги, поэтому широкое распространение получают также «мини» мультиплексоры. Последние имеют неизменяемую конфигурацию и минимум функций, например, из них исключается функция соединения трактов (кросс-коннекции), уменьшаются возможности резервирования и так далее.
Рассмотрим структурную схему мультиплексора на примере модульного мультиплексора четвертого уровня синхронной цифровой иерархии (формирующего синхронные модули STM-4). Эта схема показана на рис. 8.10.
В центре схемы располагаются коммутационные модули КМ №№ 1 и 2.
Первый из них является основным, второй - 100% «горячим» резервом. Этот блок реализует функции соединения трактов высокого и низкого уровней НРС-n и LPC-m (см. § 8.1). На блок КМ сигналы поступают в формате виртуальных контейнеров VC-4, временная коммутация сигналов осуществляется на уровнях VC-11, VC-12, VC-3 и VC-4 и разделяется между магистральными направлениями передачи и потоками доступа. В мультиплексорах четвертого уровня возможности коммутационного блока эквивалентны обычно 24 потокам STM-1 (63 х 24 = 1512 потокам 2 Мбит/с). Поскольку блок КМ один из наиболее сложных, по возможности он заменяется более простыми. Так, в конфигурации регенератора, вместо коммутационного устанавливается блок, обеспечивающий простое соединение между двумя линейными блоками. В конфигурации терминального (оконечного) мультиплексора коммутационный блок может быть заменен значительно более простым, обеспечивающим соединение магистральных сигналов и сигналов доступа без функции их коммутации. Однако блок КМ, кроме того, часто выполняет функции защиты линии и пути передачи (см. § 9.2), поэтому такая замена не всегда рациональна.
К блокам коммутации примыкают четыре интерфейсных группы (ИГ А, В, С, D). Две из них (ИГ А и ИГ В) обычно комплектуются интерфейсными блоками синхронных потоков, а две (ИГ С и ИГ D) служат для подключения интерфейсных блоков сигналов доступа. В частности, на рис. 8.10 показано, что группа А содержит два интерфейсных блока STM-4 (один основной, другой резервный, резервирование типа 1+1), группа В - четыре оптических (или электрических) интерфейсных блока STM-1, объединяемых попарно (один основной, другой резервный, резервирование также типа 1+1), группа С - четыре интерфейсных блока потоков 2 Мбит/с, а группа D - пять блоков потоков 140 Мбит/с. Каждый интерфейсный блок потоков 2 Мбит/с имеет 21 порт для подключения каналов доступа; блоки эти резервированы в отношении 3:1 (один резервный на три рабочих). При отказе одного из рабочих блоков соответствующие каналы доступа переключаются на резервный с помощью платы переключения на резерв ПР. Аналогично, каждый из четырех каналов доступа 140 Мбит/с также может быть переключен на резервный блок (резерв 4:1).
В интерфейсных блоках STM-4 на передаче осуществляются следующие преобразования сигналов:
- поступающие от блока коммутации сигналы нагрузочных блоков TU-12, TU-3 вкладываются в виртуальные контейнеры VC-4, к которым добавляются указатели PTR (образуются административные блоки AU-4);
- к четырем блокам AU-4, полученным в результате преобразования нагрузочных блоков или поступившим от блока коммутации, добавляются секционные подзаголовки MSOH и RSOH (образуют ся четыре сигнала STM-1);
- четыре сигнала STM-1 мультиплексируются в сигнал STM-4;
- электрический сигнал STM-4 скремблируется, преобразуется в оптический и поступает на выходной разъем блока STM-4.
На приеме:
- оптический сигнал STM-4 преобразуется в электрический и де- скремблируется;
- сигнал STM-4 демультиплексируется на четыре сигнала STM-1;
- удаляются RSOH и MSOH, обрабатывается указатель PTR AU;
- сигналы AU-4 передаются на блок коммутации или преобразуются в сигнал VC-4;
- из сигнала VC-4 выделяются сигналы TU-12 и TU-3 и передаются на блок коммутации.
Аналогично обрабатываются сигналы STM-1 в интерфейсных блоках STM-1.
Сигналы потока доступа 140 Мбит/с (139264 кбит/с) в интерфейсном блоке на передаче преобразуются из кода CMI в код NRZ, к нему добавляются биты фиксированной вставки и служебные биты (см. подпараграф 7.3.1) и трактовый заголовок РОН. Таким образом, сигналы потока доступа преобразуются в сигналы VC-4. Дальнейшее преобразование аналогично преобразованиям в блоке STM-1. На передаче осуществляются обратные преобразования.
Интерфейсный блок потоков доступа 2 Мбит/с (2048 кбит/с) на передаче преобразует 21 поступающий поток 2 Мбит/с из кода HDB3 в код NRZ. Далее, в соответствии с типом ввода (асинхронный, бит-синхронный или другой, см. подпараграф 7.3.2) образуется 21 поток виртуальных контейнеров VC-12, которые последовательно преобразуются в семь сигналов TUG-2 и далее в один сигнал TUG-3 (см. подпараграф 7.2.4). Сигнал TUG-3 передается на блок коммутации. На приеме осуществляются обратные преобразования.
В нижней части структурной схемы мультиплексора на рис. 8.10 показаны еще три блока: управления, генератора и доступа к заголовкам.
Блок управления (контроллер системы) осуществляет управление оборудованием. Подробнее задачи управления оборудованием будут рассмотрены в гл. 14, здесь перечислим лишь основные функции этого блока.
1. Связь между вставляемыми блоками и блоком управления для обеспечения аварийной сигнализации, контроля состояния и функционирования. Полученные данные редактируются и анализируются. Аварийные сигналы активизируются или сбрасываются и передаются на интерфейсы управления F, Q или в систему аварийной сигнализации станции.
2. Загрузка каждого вставляемого блока.
3. Управление переключением блока на резерв.
4. Ведение базы данных по управлению оборудованием.
5. Поддержка интерфейсов управления F и Q.
6. Прием аварийных сигналов состояния помещения и передача их на интерфейсы управления.
7. Обработка некоторых байтов заголовков, например байтов D (шина DCC).
Обычно блок управления имеет функцию загрузки памяти, что сокращает потребность в повторной загрузке любых заменяемых блоков, в которых имеется собственная встроенная память. При включении мультиплексора данные запуска, хранящиеся в энергонезависимой памяти блока управления, загружаются в другие блоки мультиплексора. Если блок управления заменяется на новый, то предварительно данные запуска переписываются из заменяемого блока в память рабочей станции (через интерфейс Q или F). После замены они загружаются в энергонезависимую память нового блока управления. При замене какого-либо блока мультиплексора (не блока управления) блок управления загружает в новый блок соответствующие данные запуска из своей энергонезависимой памяти.
Кроме всего, блок управления поддерживает протоколы высших уровней системы управления данной сетевой структурой.
Блок генератора обеспечивает все блоки мультиплексора соответствующими тактовыми сигналами. Блок может работать в различных режимах: принудительной (внешней) синхронизации, а также в режиме свободных колебаний и режиме удержания. Подробнее функции блока генератора рассмотрены в гл. 11.
Блок доступа к заголовкам осуществляет доступ к некоторым байтам секционных и трактовых заголовков (см. § 7.1) и обеспечивает интерфейс служебной связи. В мультиплексорах некоторых производителей с помощью этого блока возможен доступ к резервным байтам, а также к байтам D секционного заголовка. Обычно в этом блоке возможна коммутация однотипных байтов заголовков ЗОН синхронных модулей различных направлений
Кроме перечисленных выше блоков, синхронный мультиплексор обязательно содержит блок вторичных источников питания, который резервируется по схеме 1 +1.
