Berner Fachhochschule Telekomm.-Syst. Hochschule für Technik und Informatik HTI Fachbereich Elektro- und Kommunikationstechnik.

Transkript

1 Berner Fachhochschule Telekomm.-Syst. Hochschule für Technik und Informatik HTI u. Breitbandnetze Fachbereich Elektro- und Kommunikationstechnik Praktikum SDH2 Praktikum SDH 2 1. Ziel des Praktikums Im Praktikum SDH1 haben Sie sich mit dem TNMS Netzwerk Management System befasst. In diesem Praktikum SDH2 lernen Sie SDH noch näher kennen. Sie bekommen einen Einblick in häufig angewandte Test- und Messmethoden und lernen, wo welche Informationen in einem STM1 Rahmen zu finden sind: Sie können ein 2Mbit/s-Signal in einem STM1 Rahmen lokalisieren. Sie können sagen, bis zu welcher Taktabweichung das System fehlerfrei läuft. Sie können Pointeraktionen provozieren. Sie können Overhead-Bytes editieren, verändern und die Auswirkungen auf Alarmmeldungen interpretieren. 2. Sicherheit Bei diesem Praktikum wird mit Lichtwellenleitern und Lasersendern gearbeitet. Obwohl diese im nicht sichtbaren Lichtbereich funktionieren (1300nm), können sie auf der Netzhaut irreversible Schäden verursachen. Schauen Sie deshalb nie direkt in einen Lichtwellenleiter oder in einen optischen Verbinder! 3. Der ANT 20 Für die Aufgaben benötigen Sie die folgenden virtuellen Instrumente: Signal Structure Pointer Generator/Analyzer Overhead Generator/Analyzer Anomaly/Defect Insertion Anomaly/Defect Analyzer Wie Sie diese Instrumente hinzufügen und das Gerät bedienen, ist aus der Praktikumsanleitung SDH1 ersichtlich. Spezifische Einstellungen zu den folgenden Aufgaben sind im jeweiligen Kapitel angegeben. 4. Aufgaben 4.1 Signal lokalisieren Beim SDH-Labornetz sind elektrische E1-Schnittstellen (2MBit/s) koaxial herausgeführt. Diese Signale werden dann von den Add/Drop-Multiplexern (ADM) über die optischen STM1-Verbindungen (155MBit/s) übertragen. Nun ist es natürlich interessant zu wissen, wo sich ein solches kleines 2Mbit/s-Signal im grossen 155Mbit/s-Signal befindet. 1.) Starten Sie das SDH-Labornetz auf, und fahren Sie es am Ende des Praktikums herunter, wie in der Praktikumsanleitung SDH1 in Kapitel 3 beschrieben. Im Unterschied zum Praktikum SDH1 aktivieren Sie aber hier das Backup Praktikum 2, Backup 1. 2.) Richten Sie einen 2MBit/s-Pfad mit dem TNMS ein: Kirchberg (elektrisch hinein) nach Hasle (elektrisch heraus) (bidirektional, ohne Sicherheitsverbindung). Im Fenster Path Wizard - Define Topology (siehe Praktikum1) ziehen Sie wie gewohnt die Knoten hinein und wählen den gewünschten Port aus. Nehmen Sie sowohl bei Kirchberg, als auch bei Hasle den obersten, den Port 1.

2 - 2 - Wenn Sie Probleme haben, lesen Sie im Praktikum1 noch einmal nach, wie man genau vorgehen muss. Im Notfall können Sie auch das Backup Praktikum2 Backup 2 laden. 3.) Verbinden Sie den ANT-20 und die Knoten wie folgt [Abb.5]: 2MBit/s-Signal elektrisch (Koaxstecker) Koaxstecker IN 01 Knoten (Kirchberg) SC-Stecker West, OUT 155MBit/s-Signal optisch (SC-Stecker) Stecker 15 ANT-20 Stecker 17 Abb.5: Messaufbau elektrisch hinein optisch heraus 4.) Beim ANT-20 stellen Sie jetzt folgende Signalstruktur ein [Abb.6]: Abb.6: Die Signalstruktur beim ANT-20 Diese Einstellungen werden auf dem ANT-20 im Fenster Signal Structure unter Edit/Signal_Structure gemacht. Lesen Sie notfalls im Praktikum1 nach. Sie stellen fest, dass Hasle, sowie Kirchberg, einen Fehler anzeigen. Dies ist auf Grund der aufgetrennten Verbindung so und soll Sie nicht weiter stören. 5.) Bewirken Sie mit dem Anomaly/Defekt Insertion Messgerät eine gewisse Bitfehlerrate im gesendeten 2MBit/s-Pseudozufallssignal des ANT-20. Öffnen Sie den Anomaly/Defect Analyzer. Klicken Sie dort Anomalies an, scrollen Sie nach unten bis Sie TSE sehen und klicken Sie dieses an [Abb.7]. Um den Vorgang zu starten, müssen Sie beim ANT-20 auf F5 oder auf das Icon grüne Ampel klicken.

3 - 3 - Abb.7: Anomaly/Defect Analyzer Was heisst TSE ausgeschrieben, und was ist seine Bedeutung? Was sehen Sie im Anomaly/Defect Analyzer? Was bedeutet dies für den ausgemessenen Pfad? 6.) Wiederholen Sie die Schritte 2.) und 3.) - anstelle von Port 1 bei Kirchberg und Hasle wählen Sie aber jetzt Port 4. Die Knoten Kirchberg und Hasle haben weiterhin beide einen Alarm. Starten Sie die Messung, und schauen Sie sich das Anomaly/Defect Analyzer Fenster noch einmal an. Was sehen Sie im Anomaly/Defect Analyzer? Warum? 7.) Um zu lokalisieren, in welchem Container sich das Signal befindet, müssen Sie den ANT-20 danach suchen lassen. Dies tun Sie, indem Sie zuerst die Taste F5 oder das Symbol grüne Ampel betätigen, um den Signalfluss zu stoppen. Im Fenster Signal Structure wählen Sie danach Auto/Search [Abb.8].

4 - 4 - Abb.8: Suchen nach vollen TUs In welchem Container befindet sich das Signal? Haben die Ports und die Containernummern einen Zusammenhang? Warum ist nur ein Container gefüllt, wenn Sie doch zwei Pfade haben? Tragen Sie anschliessend im Fenster Signal Structure unter Channel/Set_Channel die betreffende Nummer (in Abb.8 ist es die 12!) unter RX und TS# ein. Bestätigen Sie mit Set und anschliessend OK. Jetzt weiss der ANT-20 wo er die Nutzerdaten suchen muss. 8.) Holen Sie noch einmal das Anomaly/Defect Analyzer Fenster in den Vordergrund, und starten Sie die Datenübertragung. Jetzt haben Sie wieder das Bild wie in Punkt 5.). 4.2 Verstellen des Zubringer-Taktes Bei diesem Versuch stellen Sie fest, ob das System auch Taktabweichungen gewachsen ist. Sie verstellen den 2MBit/s-Takt des Senders (ANT-20) solange, bis die Knoten (ADM) nicht mehr mithalten können und der Empfänger (ANT-20) nur noch Fehler empfängt. Die Knoten können bis zu einer gewissen Abweichung dem veränderten Takt folgen. Der normierte Wert, den ein Knoten fehlerfrei vertragen muss, liegt bei 30 ppm (Parts per Million) Abweichung. 1.) Belassen Sie die Pfade im TNMS so wie sie von der Aufgabe 4.1 her sind. Verändern Sie aber die Einstellungen beim ANT-20. Das Signal ist jetzt nicht mehr elektrisch hinein und optisch heraus, sondern durchwegs elektrisch. So sieht die Signalstruktur auf dem ANT-20 aus: Abb.9: Signalstruktur auf dem ANT-20 2.) Verbinden Sie den ADM Kirchberg optisch wieder mit dem ADM Hasle (anstatt mit dem ANT-20). Elektrisch verbinden Sie den ANT-20 mit dem ADM Kirchberg (Port 4) und schlaufen beim ADM

5 - 5 - Hasle Port 4. Überprüfen Sie wieder mit dem Bitfehler behafteten Pseudozufallssignal, ob die Verbindung funktioniert. 2MBit/s-Signal elektrisch Stecker 14 IN 04 OUT 04 ANT-20 Kirchberg intern Hasle 2MBit/s elektrisch Stecker 15 OUT 04 IN 04 2MBit/s-Signal elektrisch Abb.10: Verbindungen zwischen ANT-20 und Knoten 3.) Im Fenster Signal Structure ändern Sie unter Offset/TX-Offset_Step die Schrittweite, mit der Sie den Takt erhöhen wollen, auf 1. Dies ist bloss eine Voreinstellung, um unter Punkt 5 schneller an die obere Grenze zu kommen. 4.) Starten Sie das Instrument Anomaly/Defect Analyzer und klicken Sie auf Defects [Abb.11]. Mit F5 starten Sie die Auswertung. Stecker 17 Abb.11: Fehlermeldungen werden angezeigt 5.) Erhöhen Sie den TX-Offs im Signal Structure Fenster schrittweise, und beobachten Sie den Anomaly/Defect Analyzer, sowie den RX-Offs. Wie weit folgt der RX-Offs Wert dem TX-Offs Wert? Bei wieviel ppm tritt ein Fehler im Anomaly/Defect Analyzer ein? Wie heisst der Fehler? Liegen unsere Knoten über oder unter dem Normwert? Wo werden bei schnellerem Takt die zusätzlichen Daten übertragen?

6 Pointer Stress Test Diese Messung soll nachweisen, dass ein Netzwerk auch bei extremen Pointeroperationen keine Fehler produziert. Das Netzwerk, sowie den ANT-20, taktet man dazu für genaue Ergebnisse mit der gleichen externen Taktquelle. Der Messaufbau sieht wie folgt aus [Abb.12]: Nach Kirchberg Optische Verbindung von Hasle kommend Burgdorf Verbunden mit 2er Buchse Nach Hasle Von Kirchberg Abb.12: Messaufbau für Pointer Stress Test Um den Versuchsaufbau zu vereinfachen (aufwändige Konfiguration des ADM), verzichten wir auf die externe Taktzuführung. Stellen Sie dafür bei einem vorhandenen RX-Offs im Signal Structure Fenster den TX-Offs auf den gleichen Wert, damit ANT-20 und ADM etwa den gleichen Takt haben. Konfigurieren Sie mit dem TNMS die folgende Verbindung, bevor Sie die optischen Verbindungen auftrennen, um sie mit dem ANT-20 zu verbinden. 1.) Bevor Sie eine neue Verbindung erstellen, sollten Sie alle vorangehenden Pfade löschen. Klicken Sie dazu auf den Pfad (rechte Maustaste im Subscribers and Services Fenster), deaktivieren (Deactivate) und löschen (Delete) Sie ihn (wie in der Praktikumsanleitung SDH1 beschrieben). Achtung: Wenn Sie die Pfade nicht richtig löschen, kann es sein, dass diese als unbenutzte Pfade im Unmanaged Paths Fenster auftauchen. Sie sind dann zwar im Subscribers and Services Fenster nicht mehr zu sehen, aber sie sind immer noch vorhanden und belegen Ports, die Sie jetzt nicht mehr verwenden können. Diese Ports erscheinen dann rot, wenn Sie diese auswählen wollen. 2.) Richten Sie im TNMS eine Verbindung ein, wie sie im Messaufbau [Abb.12] zu sehen ist. Sie muss optisch sein und bei Burgdorf hinein und dort auch wieder heraus. Ziehen Sie dazu (beim Erstellen des Pfades) an beiden möglichen Orten den Burgdorfer ADM hinein [Abb.13]. Beim Port / TP A(1) nehmen Sie die optische Verbindung Richtung Hasle (d.h. 021P Card 202) und beim Port / TP Z(1) die gleiche Verbindung in Richtung Kirchberg (021W Card 201; siehe dazu auch aufgehängter Netzwerkplan)

7 - 7 - Abb.13: Zweimal den Burgdorf Knoten hineinziehen. 3.) Diese Verbindung sieht - wenn Sie die Knöpfe Next, Route, und Activate gedrückt haben - folgendermassen aus [Abb.14]: Abb.14: Burgdorf hinein Burgdorf heraus Wenn es Ihnen nicht gelingt, können Sie, nachdem Sie alle Pfade gelöscht haben, auch das dafür vorgesehene Backup laden (Praktikum 2; Backup 3).

8 - 8-4.) Jetzt stellen Sie mit dem ANT-20 folgende Signalstruktur ein [Abb.16]: Abb.16: Signal Structure für den Pointer Stress Test 5.) Schliessen Sie die Geräte gemäss Abb. 12 an (Kabel mit optischen 2er-Buchsen verbinden). Dabei isolieren Sie den Knoten Burgdorf, weshalb Hasle und Kirchberg einen Alarm bekommen. Dies soll Sie aber nicht stören. ANT-20 Anschluss 18 mit dem Kabel Hasle/West/Out (welches nach Burgdorf führt) verbinden. Die 2 Anschlüsse Kirchberg/East optische schlaufen. Das Kabel Hasle/West/In (kommt von Burgdorf) mit dem ANT-20 Anschluss 17 verbinden. 6.) Mit Hilfe des Pointer Generators simulieren Sie nun Pointeraktionen und schauen, wie das System darauf reagiert. Unser 2MBit/s-Signal ist in einem TU12 verpackt. Deshalb verändern wir den TU-Pointer. Starten Sie den Pointer Generator. Dieser kann Pointer-Testsequenzen generieren oder auch einfach den Pointerwert dekrementieren oder inkrementieren. Das bedeutet: Die Nutzdaten werden im TU weiter nach vorne oder weiter nach hinten geschoben. Abb.18: Pointer Generator Klicken Sie in der Toolbar auf die Taste TU Wählen Sie im Feld TU Pointer den Punkt Inc um zu inkrementieren oder Dec, um den Pointerwert zu dekrementieren. Im Feld n können Sie noch die Schrittweite einstellen (n < 6). Für N = 1 ist im Feld T4/frm der Wert 2000 sinnvoll. Klicken Sie auf die Taste TUon, um die Pointeraktionen zu starten. Starten Sie die Messung, indem Sie die Funktionstaste F5 betätigen, oder indem Sie auf das Symbol Grüne Ampel im Application Manager klicken.

9 - 9-7.) Starten Sie den Pointer Analyzer. Klicken Sie auf den Knopf TU. Abb.19: Pointer, der dektrementiert und anschliessend inkrementiert wurde Wenn Sie die Taste CSR betätigen, öffnet sich das Fenster Cursor. Hier finden Sie den aktuellen Pointer-Wert und die Grösse der Zu- bzw. Abnahme des Pointers pro Zeiteinheit. Mit Deviation wird die entsprechende Taktverstimmung angezeigt. Interpretieren Sie das Ergebnis im Pointer Analyzer Fenster: Was stellt die obere Grafik dar? Was stellt die untere Grafik dar? Macht das System die Aktionen mit, oder treten Alarme auf (nur Burgdorf )? Fordern Sie das System heraus und spielen Sie ein wenig mit den Eingabewerten im Pointer Generator (z.b. n verändern, Pointersequenz einschalten etc.) Wie können Sie nun Pointeraktionen bewirken, ohne Pointer Generator? Versuchen Sie es, und betrachten Sie die Wirkung mit dem Pointer Analyzer. Bewirken Sie gezielt Pointer Increment und Decrement. Weshalb können Sie hier den TX-Offs viel stärker verstellen ohne Fehler, als in Aufgabe 4.2? Für die nachfolgende Messung können Sie die eingestellten Pfade des SDH-Netzes und die Signalstruktur des ANT-20 beibehalten. 4.4 Zusatzaufgabe (falls genügend Zeit): Editieren des Overhead Mit dem ANT-20 ist es möglich, einzelne Overhead-Bytes der STM1 Rahmen zu editieren. Starten Sie den Overhead Analyzer/Generator, und schalten Sie den ANT-20 auf Running (mit Symbol Grüne Ampel oder mit der Funktionstaste F5 ).

10 Editieren des K2-Bytes Das K2-Byte im SOH (Section Overhead) erlaubt unter anderem die Übertragung der beiden Alarme AIS (Alarm Indication Signal) und RDI (Remote Defect Indication). AIS wird in Senderichtung gesetzt, falls von der Konfiguration her Daten gesendet werden müssten, diese aber nicht zur Verfügung stehen. Als Daten werden dann alles Einer gesendet. Der Empfänger, der die erwarteten Daten nicht empfängt, setzt in die andere Richtung das RDI. Im K2-Byte werden die zwei Alarme mit den folgenden zwei Kombinationen der letzten 3 Bit übertragen: 111 für AIS, 110 für RDI. Mit dem ANT-20 können Sie ein Overhead Byte editieren, indem Sie einfach im Overhead Generator auf das gewünschte Byte doppelklicken. Im Bin Fenster können Sie dann auf einzelne Bits Einfluss nehmen [Abb.22] Abb.22: Editieren des K2 Bytes Achtung: Verändern Sie nur die drei entsprechenden Bits. Um die Fehlermeldungen im TNMS anzusehen, machen Sie einen Rechtsklick auf Burgdorf. Mit Alarms/Current Alarms wird ein Fenster geöffnet, in dem die aktuellen Alarme angezeigt werden. Setzen Sie nun mit dem Overhead Generator wahlweise die zwei Alarme, und versuchen Sie, die entsprechenden AIS- und RDI-Alarmanzeigen im TNMS und ANT-20 nachzuvollziehen. Mit dem Schaltknopf Dft im Overhead Generator setzen Sie alle Bitwerte wieder auf ihren Defaultwert. Versuchen Sie, die AIS- und RDI-Alarmanzeigen im TNMS und ANT-20 nachzuvollziehen, indem Sie die 3 in diesem Versuch aufgebauten optischen Leitungen des ADM Burgdorf wahlweise auftrennen.

11 Editieren des C2-Bytes Das C2-Byte ist das Path Signal Byte und gibt Auskunft über die Zusammensetzung der Container VC3 oder VC4, also was im Container gemappt ist. Standard-Binärwerte für C2 sind: C2 Path Signal Label Byte MSB 1-4 LSB 5-8 Hex Interpretation Unequipped or supervisory-unequipped Equipped non specific TUG structure Locked TU-n Asynchronous mapping of MBit/s or MBit/s into the container Asynchronous mapping of MBit/s into the container ATM mapping MAN DQDB (IEEE Standard 802.6) mapping FDDI (ISO Standard 9314) mapping Mapping of HDLC/PPP (Internet Standard 51) framed signal Mapping of Simple Data Link (SDL) with SDH self synchronizing scrambler Mapping of HDLC/LAP-S framed signals Mapping of Simple Data Link (SDL) with set-reset scrambler A Mapping of 10GBit/s Ethernet frames (IEEE 802.3) CF Obsolete mapping of HDLC/PPP framed signal E1 Reserved for national use FC Reserved for national use FE Test signal, O.181 specific mapping FF VC-AIS Setzen Sie im ANT-20 die ersten 6 Bitkombinationen aus obiger Liste, und versuchen Sie die AIS- und RDI-Alarmmeldungen im TNMS und ANT-20 nachzuvollziehen. 5. Materialliste SDH-Labornetzwerk Laptop mit installierter TNMS Software IC ANT 20 Messgerät MA optische Kabel (multimode) und 3 optische 2er Buchsen