do an hoan thanh cÔng nghỆ sdh

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ................................................................................................i

DANH MỤC BẢNG...................................................................................................iii

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT...........................................................................................iv

LỜI NÓI ĐẦU..............................................................................................................1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SDH................................................2

1.1. Giới thiệu chung...................................................................................................2

1.2. Hệ thống truyền dẫn phân cấp số cận đồng bộ( SDH )......................................3

1.2.1. Khái niệm về SDH.........................................................................................3

1.2.2. Các đặc điểm của SDH..................................................................................4

1.2.3. So sánh sự khác nhau giữa PDH và SDH....................................................5

1.3. Cấu trúc SDH........................................................................................................6

1.3.1. Sơ đồ khối bộ ghép........................................................................................6

1.3.2. Chức năng các khối trong bộ ghép..............................................................6

1.3.3. Cấu trúc khung SDH.....................................................................................8

1.3.3.1. Khung VC-3 và VC-4...............................................................................8

1.3.3.2. Cấu trúc khung và đa khung VC-n, TU-n mức thấp................................8

1.3.3.3. Cấu trúc khung STM-1.............................................................................9

1.3.3.4. Cấu trúc khung STM-N..........................................................................10

1.3.3.5. Ghép các luồng nhánh PDH vào khung STM-1.....................................11

1.3.3.6. Sắp xếp luồng 34 Mbit/s vào đa khung VC-3........................................11

1.3.3.7. Sắp xếp luồng 140 Mbit/s vào VC-4......................................................11

1.3.3.8. Ghép 3 VC-3 vào STM-1.......................................................................12

1.3.3.9. Sắp xếp VC-4 vào STM-1......................................................................12

1.3.3.10. Ghép 63VC-12 vào STM-1..................................................................13

1.4. Kết luận...............................................................................................................15

KẾT LUẬN.................................................................................................................83

TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................84

Nguyễn Thị Thanh-D2002VT

Đồ án tốt nghiệp đại học

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Sơ đồ khối bộ ghép SDH tiêu chuẩn...............................................................6

Hình 1.2. Cấu trúc khung VC-3 (a) và VC-4 (b).............................................................8

Hình 1.3. Cấu trúc khung và đa khung VC-n và TU-n mức thấp...................................9

Hình 1.4. Cấu trúc khung STM-1....................................................................................9

Hình 1.5. Cấu trúc khung STM-N.................................................................................11

Hình 1.6. Cấu trúc VC-4 khi sắp xếp luồng 140Mbit/s vào VC-4................................12

Hình 1.7. Ghép 3 VC-3 vào STM-1..............................................................................13

Hình 1.8. Ghép 63 VC-12 vào khung STM-1...............................................................14

Nguyễn Thị Thanh-D2002VT i


DANH MỤC BẢNG

Nguyễn Thị Thanh-D2002VT ii


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

ADMX Add/Drop Multiplexer Bộ xen/rẽAIS Alarm Indication Signal Tín hiệu chỉ thị cảnh báoATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền không đồng

bộAU Administrative Unit Khối quản lýAUG Administrative Unit Group Nhóm khối quản lý

BSHR-2 2-fiber Bi-directional Self-HealingRing Protection

Mạng vòng tự hồi phục hai hướng 2 sợi

BSHR-4 4-fiber Bi-directional Self-Healing Ring Protection

Mạng vòng tự hồi phục 2 hướng 4 sợi

cHEC Core HEC Kiểm tra lỗi đầu đề chínhCID Channel Identifier Nhận dạng kênhCOPA Connector Panel Panen connectorCRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra mã vòng dưCSF Client Signal Fail Lỗi tín hiệu clientCTRL Control word sent from source to

sinkTừ mã điều khiển

DC Double-Row Subrack Giá con hàng đôiDNU Do Not Use Giá con hàng đơnDVB Digital Video Broadcast Quảng bá hình ảnh sốDWDM Dense Wavelength Division

MultiplexingGhép kênh phân chia theo bước sóng mật độ cao

DXC Digital cross-connect Kết nối chéo số

eHEC Extension HEC Kiểm tra lỗi đầu đề mở rộngEOS End of Sequence Số tuần tự cuối cùngESCON Enterprise Systems Connection Kết nối các hệ thống liên hiệpEXI Extension Header Identifier Nhận dạng đầu đề mở rộng

FC-BBW Fibre Channel Broadband-2 Kênh quang băng rộngFCS Frame Check Sequence Chuỗi kiểm tra khungFDDI Fiber Distributed Data Interface Giao diện dữ liệu phân bố quangFEC Forward Error Correction Sửa lỗi trướcFICON Fibre Connection Kết nối sợi quangFRL Frame relay Bộ tiếp sóng khung

GFP Generic Frame Procedure Thủ tục đóng khung chungGFP-F Frame Mapped GFP GFP sắp xếp theo khungGFP-T Transparent GFP GFP trong suốtGID Group Identification Nhận dạng nhóm

Nguyễn Thị Thanh-D2002VT iii


GSM Global System Mobile Hệ thống di động toàn cầuHW Hardware Phần cứngHDLC High-Level Data Link Control Điều khiển liên kết số liệu tốc độ

caoHEC Header Error Check Kiểm tra lỗi đầu đềHO High Order (SDH Traffic) Bậc cao

IP Internet Protocol Giao thức InternetISDN Integrated Services Digital

NetworkMạng số tích hợp đa dịch vụ

LAPS Link Access Procedure – SDH Thủ tục truy nhập kết nối SDHLCAS Link Capacity Adjustment

SchemeCơ chế điều chỉnh dung lượng tuyến

LO Low Order (SDH Traffic) Bậc thấpLSB Least Significant Bit Bit có nghĩa thấp nhấtLXC Local Cross Connect Kết nối chéo số nội bộ

MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập môi trườngMAN Metropolitan Area Network Mạng khu vực nội thịMAPOS Multiple Access Protocol Over

SONET/SDHGiao thức đa truy nhập qua SONET/SDH

MFI MultiFrame Indicator Chỉ thị đa khungMPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức

MSOH Multiplexed Section Overhead Mào đầu đoạn ghépMSP Multiplex Section Protection Bảo vệ đoạn ghép kênhMSPP Multiservice Provisioning

PlatformNền tảng cung cấp đa dịch vụ

MSSP Mutiservice Switching Platform Nền tảng chuyển mạch đa dịch vụMSSPRING Multiplex Section Shared

ProtectionBảo vệ chia sẻ đoạn ghép

MST Member Status Trạng thái thành viênMSTP Multiservice Transport Platform Nền tảng truyền dẫn đa dịch vụMTU Maximum Transmission Unit Đơn vị truyền tải lớn nhất

NE Network Element Phần tử mạngNEAP Network Element Alarm Panel Panel cảnh báo phần tử mạngNORM Normal Operating Mode Hoạt động bình thường

OTN Optical Transport Network Mạng truyền dẫn quangOTU2 Optical Channel Transport Unit

Level 2Đơn vị truyền dẫn quang mức 2

PDH Plesiochronous Digital Hierarchy Phân cấp số cận đồng bộPDU Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức

Nguyễn Thị Thanh-D2002VT iv


PFI Payload FCS Indicator Chỉ thị FCS tải trọngPLI Payload Length Indicator Chỉ thị chiều dài tải trọngPOS Packet over SONET/SDH Gói qua SONET/SDHPOTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ điện thoại truyền thốngPPP Point to Point Protocol Giao thức điểm tới điểmPRC Primary Reference Clock Đồng hồ tham khảo sơ cấpPTI Payload Type Identifier Nhận dạng tải trọng sử dụng

REG Regenerator Bộ lặpRPR Resilient Packet Ring Vòng gói mau phục hồiRS-Ack Re-sequence Acknowledge Xác nhận thay đổi số thứ tự

SAN Storage Area Network Mạng khu vực lưu trữSC Single-Row Subrack Giá con hàng đơnSETG Synchronous Equipment Timing

GeneratorBộ tạo nguồn thời gian thiết bị đồng bộ

SETS Synchronous Equipment Timing Source

Nguồn định thời thiết bị đồng bộ

SF Signal Fail Lỗi tín hiệuSL Synchronous Line Equipment Thiết bị đồng bộ đường dâySNCP Subnetwork Connection

ProtectionBảo vệ kết nối mạng con

SQ Sequence Indicator Chỉ số tuần tựSTM-N Synchronous Transport Module,

Level NModul truyền dẫn đồng bộ mức N

SW Software Phần mềm

TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian

tHEC Type HEC Kiểm tra lỗi đầu đề trường phân loại

TMN Telecommunications Management Network

Mạng quản lý viễn thông

TMX Terminal Multiplexer Thiết bị đầu cuốiTNMS Transport Network Management

SystemHệ thống quản lý mạng truyền dẫn

TNMS CT TNMS Craft Terminal Đầu cuối TNMSTU Tributary Unit Khối nhánhTUG Tributary Unit Group Nhóm khối nhánh

UPI User Payload Identifier Nhận dạng tải trọng sử dụng

VC Virtual Container Container ảoVCAT Virtual Concatenation Kết chuỗi ảoVPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo

Nguyễn Thị Thanh-D2002VT v


WAN Mạng diện rộngWLS WDM Long-Span System Hệ thống WDM khoảng cách dài

Nguyễn Thị Thanh-D2002VT vi

Đồ án tốt nghiệp đại học Lời nói đầu

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của xã hội về nhiều mặt, các ngành công nghiệp

không ngừng phát triển, trong đó ngành điện tử viễn thông có một vai trò đặc

biệt quan trọng. Nhu cầu sử dụng của con người ngày càng tăng cả về số lượng

và chất lượng: các dịch vụ đa phương tiện mới xuất hiện ngày càng đa dạng và

yêu cầu về chất lượng dịch vụ của người sử dụng cũng ngày càng cao, khắt khe

hơn; các ứng dụng yêu cầu băng thông lớn, thời gian tương tác nhanh hơn. Để

đáp ứng những nhu cầu trên các công nghệ đã dần được phát triển ..

Sự ra đời của công nghệ SDH đã tạo một bước ngoặt trong lĩnh vực viễn

thông . Công nghệ SDH khắc phục các nhược điểm mà các thế hệ trước không

đáp ứng được .

Trong khuôn khổ của đề tài nghiên cứu với mục đích tìm hiểu công nghệ mới, tại Trường Đại Học Thành Đô, em đã chọn đề tài là “ Nghiên cứu phần mào đầu của SDH ”.

Sau đây, em xin giới thiệu nội dung tìm hiểu đề tài gồm :

Chương 1 : Tổng quan về công nghệ SDH

Chương 2 : Phần mào đầu của SDH

Mặc dù, đã hết sức cố gắng nhưng công nghệ SDH là một công nghệ mới,

và do hạn chế về khả năng cũng như về thời gian nên bài tiểu luận không thể

tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp của các

thầy cô và các bạn .

Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy giáo, cô giáo trong

khoa CNKT Điện Tử - Viễn Thông viễn thông và đặc biệt là cô Ths.Phạm Thị

Phượng đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành bài tiểu luận .

Em xin chân thành cảm ơn!

Khoa: CNKT Điện Tử - Viễn Thông Lớp: ĐHLT ĐIỆN TỬ 12 –K4

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SDH

1.1. Giới thiệu chung

Như chúng ta biết mạng viễn thông là một tập hợp các trang thiết bị kỹ

thuật để cung cấp các dịch vụ viễn thông cho ngườì sử dụng. Ví dụ: mạng điện

thoại cung cấp dịch vụ điện thoại, mạng điện báo cung cấp dịch vụ điện báo,

mạng truyền số liệu cung cấp dịch vụ truyền số liệu v..v... Nhưng do đặc điểm

lịch sử các mạng trên phát triển theo phương tiện kỹ thuật tương đối độc lập

nhau. Nhờ sự phát triển của công nghệ, đặc biệt là công nghệ tin học, ý tưởng về

mạng thông tin số đa dịch vụ có thể phục vụ đầy đủ nhu cầu của người sử dụng

đang dần được thực hiện.

Trước năm 1970 mạng điện thoại để truyền tín hiệu thoại tương tự (Analog)

và ghép kênh theo tần số (FDM). Trên các tuyến thông tin cự ly dài phương tiện

truyền dẫn chủ yếu dùng cáp đồng trục và vi ba .

Đầu những năm 70, các hệ thống truyền dẫn số bắt đầu phát triển. Trên các

hệ thống này chủ yếu sử dụng ghép kênh theo thời gian với ứng dụng của kỹ

thuật điều xung mã, phương tiện truyền dẫn dùng cáp sợi quang và vi ba số.

Nhờ kỹ thuật điều xung mã tín hiệu thoại có băng tần số từ 0,3 3,4 kHz

được chuyển thành tín hiệu số có tốc độ 64 kbit/s.

Nhưng nếu truyền riêng biệt mỗi kênh 64 Kbit/s đi xa sẽ rất tốn kém. Vì

vậy kỹ thuật ghép các tín hiệu 64 kbit/s theo kỹ thuật ghép kênh theo thời gian

thành các luồng sơ cấp và sau đó lại tiến hành ghép kênh để được các luồng số

bậc cao hơn. Các cấp truyền dẫn theo kiểu ghép như vậy gọi là cận đồng bộ

(PDH). PDH đã tăng được dung lượng truyền dẫn, nhưng vẫn còn một số nhược

điểm nhất định.

Nhờ sự phát triển của công nghệ viễn thông, nhất là trong việc tìm kiếm

được một môi trường truyền dẫn lý tưởng là cáp sợi quang (có băng tần rất lớn,

suy giảm nhỏ, không bị xuyên nhiễu v..v..), công nghệ SDH ra đời đã đáp ứng

được nhu cầu đòi hỏi về chất lượng thông tin cũng như nhu cầu đa dịch vụ của

người sử dụng, đồng thời giúp cho người quản lý khai thác mạng được thuận lợi

hơn nhờ việc điều khiển mạng chủ yếu bằng phần mềm. Hệ thống phân cấp số

đồng bộ SDH tạo ra một cuộc cách mạng trong dịch vụ viễn thông, thể hiện một

2


kỹ thuật tiên tiến có thể đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu của nhà thuê bao,

người khai thác cũng như các nhà sản xuất. Việc đưa SDH vào sử dụng không

những cho phép tạo ra một thiết bị truyền dẫn được tiêu chuẩn hóa có qui mô

quốc tế, mà còn giúp thỏa mãn các yêu cầu đang tăng nhanh về kênh truyền dẫn

linh hoạt hơn, có dung lượng lớn hơn và về các kênh truyền dẫn băng rộng.

Các tiêu chuẩn về SDH thực sự bắt đầu vào năm 1985 tại Mỹ. Khởi đầu là

các nỗ lực nhằm tạo ra một giao tiếp quang có thể hoạt động với tất cả các hệ

thống truyền dẫn khác nhau (theo tiêu chuẩn châu Âu hoặc Bắc Mỹ). Sau đó các

tiêu chuẩn này được mở rộng dần lên để sử dụng cho mạng hiện tại, cho cả các

loại tín hiệu trong tương lai cũng như được tính cả cho mục đích vận hành và

bảo dưỡng.

Năm 1990, theo quyết định của ETSI (Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu)

một thế hệ mới của loạt khuyến nghị G707, G708, G709 ra đời, đồng thời các

khuyến nghị về thiết bị ghép kênh, giao tiếp quang, thiết bị vòng thuê bao, thiết

bị quản lý mạng được phê duyệt, tiếp tục nghiên cứu các khuyến nghị về thiết bị

nối chéo, cấu trúc mạng.

Một đặc điểm quan trọng của các tiêu chuẩn mới là các kênh tín hiệu số

riêng biệt có thể được ghép và tách ra khỏi một tín hiệu SDH từ mức phân cấp

cao hơn mà không cần phải tách kênh đối với tín hiệu tổng, khả năng tách và

ghép kênh mà không làm thay đổi dòng số liệu chính này sẽ cho phép tạo ra các

mạng vòng.

Khi các tiêu chuẩn SDH đã được xác định, các nhà phát minh ra nó đã tính

đến những sự phát triển thấy trước theo hướng của các mạng số thống nhất hóa

đa dịch vụ băng rộng (B - ISDN), chẳng hạn như chế độ chuyển giao không

đồng bộ (ATM) và các mạng thành phố (MAN).

Các thành phần của mạng SDH trong tương lai, chẳng hạn như thiết bị

đường dây đồng bộ (155 Mbit/s đến 2.5 Gbit/s hoặc cao hơn), các bộ ghép luồng

xen/rẽ thông minh, các bộ ghép luồng linh hoạt, các hệ thống kết nối chéo kết

hợp với hệ thống quản lý mạng sẽ giúp tạo ra các mạng truyền dẫn mềm dẻo.

Bằng việc sử dụng chuyển mạch của các kết nối tín hiệu số và chuyển mạch bảo

vệ đường dây, mạng SDH sẽ tận dụng tối đa khả năng truyền dẫn sẵn có. Các

mạng linh hoạt còn cho phép giám sát và điều hành mạng một cách hiệu quả

3


cũng như cải tiến các phương án bảo dưỡng duy trì hệ thống. Cả hai yếu tố trên

đều giúp cho việc giảm bớt các chi phí vận hành.

Mạng băng rộng SDH cho phép truyền đưa các tín hiệu TV chất lượng cao,

có thể kết hợp mạng vùng (LAN) với mạng thành phố (MAN), có thể cung cấp

dịch vụ video hội nghị, điện thoại thấy hình, cầu truyền hình ... và các ứng dụng

khác cho các luồng số tốc độ từ 1,544 Mbit/s đến 155,520 Mbit/s, giải quyết cơ

bản các nhược điểm của PDH, mở ra một kỷ nguyên mới cho công nghệ viễn

thông.

1.2. Hệ thống truyền dẫn phân cấp số cận đồng bộ( SDH )

1.2.1. Khái niệm về SDH

SDH được hình thành và phát triển trên cơ sở các tiêu chuẩn của mạng

thông tin quang đồng bộ SONET, năm 1988 các tiêu chuẩn của SDH như tốc độ

bit, kích cỡ khung tín hiệu, cấu trúc bộ ghép, trình tự sắp xếp các luồng nhánh

… đã được ITU-T ban hành.

Tốc độ bit của SDH gồm có:

STM-1 = 155,52 Mbit/s

STM-4 = 4 x STM-1 = 622,08 Mbit/s

STM-8 = 8 x STM-1 = 1244,16 Mbit/s

STM-12 = 12 x STM-1 = 1866,24 Mbit/s

STM-16 = 16 x STM-1 = 2488,32 Mbit/s

STM-64 = 64 x STM-1 = 9953,28 Mbit/s

Đến năm 1990 ITU-T đã chính thức ban hành các tiêu chuẩn của SDH :

G.707, G708 và G709, cho biết chi tiết các tiêu chuẩn quốc tế bao hàm các quá

trình ghép đồng bộ và truyền dẫn đồng bộ. Các chuẩn hóa đưa ra một số khuyến

nghị trong đó bao gồm các tốc độ truyền dẫn số cận đồng bộ (loại trừ 8 Mbit/s).

Các tín hiệu nhánh có thể được gói trong một container kích cỡ tiêu chuẩn và

được đặt vào một vị trị dễ dàng nhận dạng trong cấu trúc ghép. Cấu trúc ghép

cũng cung cấp các kênh quản lý mạng gắn vào.

4


1.2.2. Các đặc điểm của SDH

Ưu điểm của SDH

Giao diện đồng bộ thống nhất, nhờ vậy mà trên mạng SDH có thể sử

dụng các chủng loại thiết bị của nhiều nhà cung cấp khác nhau.

Nhờ việc sử dụng các con trỏ mà việc tách/ghép các luồng nhánh tín

hiệu STM-N đơn giản và dễ dàng.

Có thể ghép được các loại tín hiệu khác nhau một cách linh hoạt,

không chỉ tín hiệu thoại mà cả các tín hiệu khác như tế bào ATM, Data…

đều có thể ghép vào khung SDH.

SDH cho phép đáp ứng được tất cả các dịch vụ mới như ATM,

FDDI, DQDB.

Thông qua việc sử dụng cấu hình vòng kín (Ring Network), nối chéo

mắt lưới, bảo vệ m:n, giám sát chất lượng mà SDH đạt được độ an toàn

cao và tiến tới mạng thông minh.

Dung lượng các byte dành cho quản lý và bảo dưỡng lớn. Các kênh

quản lý mạng cung cấp các khả năng quản lý, vận hành và bảo dưỡng

(OAM) cho phép mạng được quản lý có hiệu quả.

Phần tử mạng SDH hoạt động dựa trên mạng SDH và cấu trúc ghép

kênh của SDH cho phép giảm đáng kể số lượng thiết bị, do đó chi phí lắp

đặt, đi dây giảm đáng kể. Đồng thời các giao tiếp quang cho phép nâng

cao khả năng truyền đến trên 100 km mà không cần phát lặp ở tốc độ 2,5

Gbit/s.

Các nhược điểm của SDH

Việc hiệu chỉnh Byte-Byte làm tăng Jitter hơn kiểu Bit-Bit của PDH.

Số lượng byte trong phần mào đầu lớn, do vậy hiệu suất truyền tin

thấp.

Đồng hồ phải được cung cấp từ ngoài .

1.2.3. So sánh sự khác nhau giữa PDH và SDH

Có thể tóm tắt sự khác nhau giữa kỹ thuật PDH và kỹ thuật SDH như sau:

PDH SDH

5


Bộ dao động nội dao động tự do Dao động nội được điều khiển đồng bộ

với nguồn đồng hồ ngoài

Ghép kênh không đồng bộ Ghép kênh đồng bộ

Có cấu trúc khung đặc trưng cho

mỗi cấp

Cấu trúc khung không đồng nhất

Ghép luồng theo nguyên lý xen bit Ghép luồng theo nguyên lý xen byte

Đồng bộ theo nguyên lý xen bitĐồng bộ theo nguyên lý hiệu chỉnh

dương/âm/zero xen byte

Truy xuất luồng riêng lẻ sau khi

giải ghép đến cấp tương ứng

Truy xuất trực tiếp từ luồng tốc độ cao

hơn

Tốc độ chuẩn hoá chỉ lên đến 140

Mbit/s.

Cấu trúc khung đồng nhất từ cấp cơ sở

155,52 Mbit/s đến cấp cao hơn.

Mối quan hệ giữa khung truyền với

các khung nhánh không được ghi

lại, do đó không thể truy nhập trực

tiếp đến từng kênh nhánh mà không

cần tách kênh.

Sử dụng con trỏ để ghi lại quan hệ pha

từng khung nhánh với luồng tổng, do đó

có thể truy nhập trực tiếp đến từng

nhánh mà không cần phải tách kênh

hoàn toàn.

Hệ thống SDH được thiết kế chủ

yếu dành cho tín hiệu thoại nên

không đáp ứng các dịch vụ băng

rộng tương lai.

SDH có khả năng vận chuyển hầu hết

các dạng tín hiệu đang sử dụng đồng

thời đáp ứng các dạng tín hiệu mới như

ATM…

1.3. Cấu trúc SDH

1.3.1. Sơ đồ khối bộ ghép

Bộ ghép SDH được ITU-T lựa chọn và dùng để chế tạo thành thiết bị như

hình vẽ 1.1. Quá trình ghép các luồng nhánh thành luồng tổng STM-N giữa

Châu Âu và Bắc Mỹ khác nhau ở chỗ: Châu Âu sử dụng khối AU-4, còn Bắc

Mỹ sử dụng khối AU-3.

6


Hình 1.1. Sơ đồ khối bộ ghép SDH tiêu chuẩn

Có hai phương pháp hình thành tín hiệu STM-N. Phương pháp thứ nhất qua

AU-4 và phương pháp thứ hai qua AU-3. Phương pháp thứ nhất được sử dụng ở

Châu Âu và một số nước khác trong đó có Việt Nam, phương pháp thứ hai được

sử dụng tại Bắc Mỹ, Nhật và một số nước khác. Tín hiệu AU-4 được hình thành

từ một luồng nhánh 139264 kbit/s, hoặc 3 luồng nhánh 34368 kbit/s, hoặc 63

luồng nhánh 2048 kbit/s thuộc phân cấp số PDH của Châu Âu. AU-3 được tạo

thành từ một luồng nhánh 44736 kbit/s, hoặc từ 7 luồng nhánh 6312 kbit/s hoặc

từ 84 luồng nhánh 1544 kbit/s. Cũng có thể sử dụng 63 luồng 1544 kbit/s để

thay thế cho 63 luồng 2048 kbit/s ghép thành tín hiệu STM-1 qua TU-12,.,AU-4.

1.3.2. Chức năng các khối trong bộ ghép

Container C-n (n=1,…,4)

Trước khi các luồng thông tin đồng bộ hay cận đồng bộ được đưa vào

khung STM-1 đều phải được chèn vào một Container. Thuật ngữ Container

dùng để chỉ dung lượng truyền đồng bộ mạng. Đơn vị kích thước của Container

tính bằng byte. Kích thước này được truyền trong mỗi 125 s.

Số bit trong 125 s của luồng số luôn luôn nhỏ hơn kích thước của

Container tương ứng của nó. Để các luồng số vào vừa vặn với các Container đòi

hỏi phải chèn thêm từng bit hoặc từng byte vào ( chèn dương, chèn không hay

chèn âm).

Container ảo VC –n

7


VC-n là một khối thông tin gồm phần tải trọng do các TUG hoặc C-n tương

ứng cung cấp và phần mào đầu tuyến POH.

POH được sử dụng để xác định vị trí bắt đầu của VC-n, định tuyến, quản lý

và giám sát luồng nhánh, đảm bảo các mức độ tin cậy vận chuyển container từ

nguồn đến đích. Trong trường hợp sắp xếp không đồng bộ các luồng nhánh vào

VC-n thì phải tiến hành chèn bit. Tuỳ thuộc vào kích cỡ, một VC có thể được

truyền vào STM-1 hoặc được chèn vào một VC lớn hơn để đưa vào khung

STM-1. Điều này tạo nên sự khác biệt giữa các VC cấp cao (HOVC) và các VC

cấp thấp (LOVC). Các VC cấp thấp là VC-11, VC-12, VC-2, các VC cấp cao là

VC-3, VC-4.

Đơn vị luồng nhánh TU-n

TU là một khối thông tin bao gồm một Container ảo cùng mức và một con

trỏ khối nhánh để chỉ thị khoảng cách từ con trỏ khối nhánh đến vị trí bắt đầu

của Container ảo VC-3 hoặc VC-n mức thấp.

Theo các đơn vị luồng nhánh TU ta có các con trỏ tương ứng sau :

TU-3 con trỏ TU-3( TU-PTR-3)




Nhóm đơn vị luồng nhánh TUG-n (n=2,3)

TUG-n được hình thành từ các khối nhánh TU-n hoặc từ TUG mức thấp

hơn. TUG-n tạo ra sự tương hợp giữa các container ảo mức thấp và container ảo

mức cao hơn.

Ta có các TUG là : TUG-2 và TUG-3, trong đó :

- TUG-3 được tạo thành từ 7xTUG-2 hoặc 1xTU-3.

- TUG-2 được tạo thành từ 4xTU-11 hoặc 3xTU-12 hoặc 1xTU-2.

Khối đơn vị quản lý mức AU-n

AU-n là một khối thông tin bao gồm một VC-n cùng mức và một con trỏ

khối quản lý để chỉ thị khoảng cách từ con trỏ khối quản lý đến vị trí bắt đầu của

container ảo cùng mức. Các con trỏ được thêm vào các container cấp cao như

VC-3, VC-4 gọi là con trỏ AU-PTR tạo thành đơn vị quản lý AU .

Chức năng của các con trỏ AU-PTR là ghi nhận quan hệ pha giữa khung

STM-1 và VC tương ứng, ngoài ra còn được dùng để hiệu chỉnh khi cần thiết.

8


Có hai loại con trỏ AU-PTR là AU-PTR-4 và AU-PTR-3. Vì STM-1 truyền ba

VC-3 trong khung STM-1 nên sẽ có 3xAU trong STM-1. Cũng có thể xen ba

VC-3 vào một VC-4 rồi đưa vào STM-1 thông qua AU-4.

Nhóm các khối quản lý AUG

Nhiều AU có thể được ghép xen kẽ từng byte tới một nhóm đơn vị quản lý

AUG. Cấu trúc khung của AUG chính là cấu trúc khung của STM-1 khi chưa có

mào đầu vùng SOH. Một AUG có thể cấu thành từ 1x AU-4 hoặc 3xAU-3.

Module truyền tải đồng bộ mức N STM-N (N=1, 4, 16, 64)

STM-N cung cấp các kết nối lớp đoạn trong SDH, bao gồm phần tải trọng

là N x AUG và phần đầu đoạn SOH để đồng bộ khung, quản lý và giám sát các

trạm lặp và các trạm ghép kênh.

1.3.3. Cấu trúc khung SDH

Theo khuyến nghị G709, các khung tín hiệu trong SDH được tổ chức thành

khối thông tin có 9 dòng x n cột và có chu kỳ là 125s.

1.3.3.1. Khung VC-3 và VC-4

Cấu tạo khung VC-3 và VC-4 như hình 1.2 sau đây:

Hình 1.2. Cấu trúc khung VC-3 (a) và VC-4 (b)

Trình tự truyền các byte trong khung là từ trái qua phải và từ trên xuống

dưới. Trình tự truyền các bit trong một byte là bit có trọng số lớn nhất truyền

đầu tiên và bit có trọng số bé nhất truyền cuối cùng. Nguyên tắc này áp dụng

cho mọi loại khung tín hiệu trong SDH.

1.3.3.2. Cấu trúc khung và đa khung VC-n, TU-n mức thấp

9


Đặc điểm của các khung VC-n và TU-n mức thấp là số byte rất ít so với

VC-n và TU-n mức cao. Vì vậy phải sắp xếp thành đa khung có 4 khung để sử

dụng một số byte mào đầu tuyến và một con trỏ như hình 1.3.

Trong mỗi đa khung VC-n mức thấp có 4 byte VC-n POH, được ký hiệu là

V5, J2, N2, và K4.

Hình 1.3. Cấu trúc khung và đa khung VC-n và TU-n mức thấp

1.3.3.3. Cấu trúc khung STM-1

Cấu trúc khung STM-1 như hình :

Hình 1.4. Cấu trúc khung STM-1

10


Khung STM-1 gồm 2430 byte được xếp thành một ma trận có 9 hàng mỗi

hàng ghép 270 cột. Thời gian cho mỗi khung STM-1 là 125 s .

Khung STM-1 gồm ba khối :

Khối mào đầu vùng SOH(Section Overhead).

Khối con trỏ (Pointer) .

Khối tải trọng .

Khối SOH gồm (8x9) bytes, chia làm hai phần :

- RSOH ( Regenerator SOH).

- MSOH (Multiplexing SOH).

Các byte RSOH ghép từ cột một đến cột 9 thuộc dòng 1 đến dòng 3 dùng

cho quản lý, giám sát các trạm lặp. Các byte MSOH ghép từ cột 1 đến cột 9

thuộc dòng 5 đến dòng 9 dùng để quản lý, giám sát các trạm ghép kênh.

Phần tải trọng có 9 dòng x 261 cột được sử dụng để ghép 1 VC-4 hoặc 3

VC-3 hoặc 63 VC-12…

Con trỏ khối nhánh AU-3 hoặc AU-4 đặt tại dòng 4 và có 9 byte. Mối quan

hệ về pha giữa vùng tải trọng và khung STM-1 được ghi lại trong con trỏ. Vị trí

các luồng số khi chuyển vào khung STM-1 sẽ được con trỏ ghi nhận chính xác.

Vì vậy, sau khi đọc được nội dung con trỏ ta có thể truy xuất đến các luồng

riêng rẽ mà không cần phải phân kênh hoàn toàn tín hiệu STM-1 đó.

1.3.3.4. Cấu trúc khung STM-N

Tín hiệu SDH với tốc độ cao hơn tốc độ cơ bản thu được thông qua ghép

byte xen byte tín hiệu STM-1, và tốc độ của tín hiệu STM-N là Nx155,52 Mbit/s

( N là số nguyên dương).

Nguyên lý ghép kênh trong khung STM-N :

Trong quá trình ghép kênh các byte trong vùng tải trọng của các

STM cấp thấp hơn được ghép xen kẽ từng byte và tải trực tiếp vào vùng

tải dữ liệu của khung STM-N mà không cần bộ đệm .

Các byte mào đầu SOH của khung STM-N được tạo thành từ các

byte mào đầu SOH của NxSTM-1 riêng lẻ .

Các byte con trỏ của NxSTM-1 riêng lẻ được ghép vào khung

STM-N tại vị trí thích hợp. Trong quá trình ghép vị trí của tín hiệu hữu

ích của từng STM-1 riêng lẻ có thể thay đổi so với vị trí ban đầu của nó

11


để thích hợp với sự khác nhau về pha giữa STM-1và STM-N. Mỗi giá trị

con trỏ của các luồng riêng lẻ phải được điều chỉnh cho phù hợp theo sự

khác nhau về pha để ghép vào.

Theo nguyên lý ghép kênh là NxSTM-1 sẽ cho khung STM-N. Như

vậy, nếu ghép MxSTM-N vào khung lớn hơn sẽ được STM-NxM.

Hình 1.5. Cấu trúc khung STM-N

1.3.3.5. Ghép các luồng nhánh PDH vào khung STM-1

Quá trình ghép kênh SDH chia làm hai giai đoạn :

Sắp xếp các luồng nhánh vào các gói tương ứng.

Ghép các gói vào khung STM-N.

Đối với mỗi loại tín hiệu có cách sắp xếp tương ứng, việc sắp xếp định rõ vị

trí các bit chèn để điền đầy các trường tin, đồng thời cho phép bù sự lệch tần

giữa SDH và PDH bằng việc hiệu chỉnh.

1.3.3.6. Sắp xếp luồng 34 Mbit/s vào đa khung VC-3

Khi hệ thống SDH được dùng để truyền tải tín hiệu 34 Mbit/s, tín hiệu này

sẽ được xếp vào C-3, POH và C-3 tạo nên VC-3. Việc sắp xếp tín hiệu cận đồng

bộ 34 Mbit/s vào VC-3 phải sử dụng phương pháp sắp xếp không đồng bộ.

VC-3 gồm 9 byte POH và một trường tin 9 hàng x 84 cột chia thành 3

khung con, mỗi khung gồm:

1431 bit thông tin.

2 bộ 5 bit điều khiển chèn (C1, C2).

12


2 bit chèn (S1, S2).

573 bit nhồi cố định (R).

VC-3 được xếp vào TU-3, mỗi TU-3 xếp vừa một TUG-3. TUG-3 hay TU-

3 là một khối 86 cột dữ liệu mỗi cột có chứa 9 bytes. Cột thứ nhất chứa con trỏ

TU-3. Con trỏ này được xác định điểm bắt đầu của VC-3 trong 85 cột còn lại.

1.3.3.7. Sắp xếp luồng 140 Mbit/s vào VC-4

Khi luồng tín hiệu PDH 140Mbit/s được đưa vào mạng SDH, nó sẽ được

xếp vào VC-4. Một VC-4 sẽ được lấp đầy hoàn toàn tín hiệu 140 Mbit/s và byte

quản lý của nó (POH) như trong hình vẽ 1.6.

Mỗi VC-4 gồm 9 byte(1 cột) POH và một trường tin 9 x 260 byte. Trường

tin này dùng để tải tín hiệu 140Mbit/s được chia thành 9 hàng. Mỗi hàng được

chia thành 20 khối mỗi khối gồm 13 byte .

Hình 1.6. Cấu trúc VC-4 khi sắp xếp luồng 140Mbit/s vào VC-4

1.3.3.8. Ghép 3 VC-3 vào STM-1

Quá trình ghép 3 VC-3 vào STM-1 qua TUG-3 như hình 1.7. VC-3 gồm 85

cột x 9 dòng, khối TU-3 ghép 3 byte con trỏ TU-3 là H1, H2 và H3 vào đầu các

dòng 1,2,3.

1.3.3.9. Sắp xếp VC-4 vào STM-1

13


Khung VC-4 gồm 261 cột x 9 dòng. Khối AU-4 ghép 9 byte con trỏ AU-4

vào cột 1 đến cột 9 thuộc dòng thứ 4 của khung STM-1. Pha của VC-4 không cố

định trong AU-4, vị trí byte đầu tiên của VC-4 được chỉ thị trong 10 bit giá trị

con trỏ AU-4. Tín hiệu AU-4 được đặt trực tiếp vào AUG. Khối STM-1 ghép

các byte SOH vào cột 1 đến cột 9 thuộc các dòng 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9 của khung

STM-1.

Hình 1.7. Ghép 3 VC-3 vào STM-1

14


1.3.3.10. Ghép 63VC-12 vào STM-1

Mỗi khung C-12 có 34 byte. Khối VC-12 ghép thêm một byte VC-12 POH

để tạo thành khung VC-12 có 35 byte. Cứ 4 khung VC-12 tạo một đa khung

VC-12. Khối TU-12 ghép vào đầu khung VC-12 thứ nhất, thứ 2, thứ 3 một byte

con trỏ TU-12 và byte dự trữ vào đầu khung thứ tư để tạo thành đa khung TU-

12. Như vậy mỗi khung TU-12 có 4 cột x 9 dòng. Trình tự ghép 63 tín hiệu TU-

12 vào khung STM-1 như hình 1.8.

Hình 1.8. Ghép 63 VC-12 vào khung STM-1

15


Khung TUG-2 có 12 cột x 9 dòng, vì vậy ghép 3 TU-12 sẽ được một tín

hiệu TUG-2. Trong khung TUG-2 có 3 byte con trỏ TU-12 được ký hiệu là Vn,

tiếp theo ghép 7 TUG-2 được một TUG-3. Vì 7 TUG-2 chỉ có 84 cột nên khối

TUG-3 phải độn thêm 3 byte con trỏ không có hiệu lực NPI và 15 byte không

mang thông tin vào cột thứ nhất và cột thứ hai. Từ cột thứ 3 đến cột 86 dành để

ghép 7 TUG-2. Khung TUG-3 chứa 21 byte con trỏ TU-12 (ký hiệu Vn), các cột

được đánh số thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 chỉ rõ các byte trong cột này thuộc TUG-2

tương ứng.

Tiếp theo ghép 3TUG-3 vào khung VC-4, ba khung TUG-3 có 258 cột nên

khối VC-4 phải ghép thêm VC-4 POH vào cột đầu tiên, độn 18 byte không

mang thông tin vào cột thứ hai và cột thứ ba, từ cột thứ tư đến cột 261 là các

byte của 3 TUG-3. Trong khung VC-4 có 9 byte NPI và 63 byte con trỏ TU-12

(ký hiệu là Vn). Khối AU-4 ghép 9 byte con trỏ AU-4 vào dòng 4 thuộc cột 1

đến cột 9 của khung STM-1. Khung AUG hoàn toàn giống khung AU-4. Cuối

cùng, khối STM-1 ghép các byte SOH để hình thành khung STM-1. Quy định 3

byte NPI là 1001SS1111100000, trong đó 2 bit SS=11 để chỉ thị trong khung

TUG-3 chứa các con trỏ TU-12.

1.4. Kết luận

Ngay từ khi mới xuất hiện công nghệ SDH với những ưu điểm của nó đã tạo

được nhiều thành công trong công nghệ truyền dẫn, nhưng theo xu hướng phát triển

của công nghệ đã đến lúc công nghệ SDH truyền thống không đáp ứng đủ yêu cầu các

dịch vụ dữ liệu cho khách hàng. Trước những yêu cầu đó, dẫn tới phải phát triển mạng

truyền dẫn lên một mức độ cao hơn với hiệu quả truyền dẫn, khả năng thích ứng với

các loại hình dịch vụ linh hoạt hơn. Dưới sự thúc đẩy đó, mạng SDH thế hệ mới đã ra

đời. Trên cơ sở mạng SDH truyền thống, mạng SDH thế hệ mới đã chứng tỏ được hiệu

quả truyền dẫn lưu lượng với sự trợ giúp của các giao thức GFP, VCAT và LCAS.

Công nghệ SDH thế hệ mới này sẽ được trình bày cụ thể trong chương sau.

16

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Thiết bị SURPASS và ứng dụng tại Hà Nội

CHƯƠNG II

PHẦN MÀO ĐẦU TRONG SDH

2.1. Giới thiệu

Để hiểu mạng SDH, quản lý và vận hành ta phải tìm hiểu cấu trúc phân

lớp chủ / tớ, các chức năng quản lý mạng hay truyền tải và mào đầu cũng

khác nhau ở các lớp khác nhau. Và có các lớp sau :

Đoạn tái sinh ( còn gọi là đoạn lặp ).

Đoạn ghép kênh ( còn gọi là đoạn ghép ).

Tuyến.

Trong các phân lớp của SDH có các phần mào đầu :

Mào đầu đoạn ( SOH ) : .Mào đầu đoạn tái sinh RSOH

Mào đầu đoạn ghép kênh MSOH

Mào đầu tuyến ( POH ) : LO – POH

HO – POH

Hình 2.1 Đoạn và tuyến trong SDH

81

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương III. Thiết bị SURPASS và ứng dụng tại Hà Nội

2.2 Mào đầu đoạn ( SOH )

2.2.1 Mào đầu đoạn tái sinh RSOH

Mào đầu đoạn lặp RSOH ( Regenerator Section Overhead ) chỉ chứa các

thông tin phục vụ theo yêu cầu của các phần tử trên 2 đầu của đoạn lặp đó.

Hình 2.2 RSOH trong STM – 1

RSOH chiếm 3 hàng đầu của các cột 1 ÷ 9, trong cấu trúc khung STM-1, chú

năng của các byte trong RSOH như sau :

Các byte để trống ( ▲ ) là dự trữ cho quốc gia và quốc tế .

Các byte A1, A2 để đồng bộ khung, 6 byte này có cấu trúc cố định

và có cấu trúc nhị phân như sau A1 (11110110) và A2 (00101000).

Khi ghép các STM-1 thành STM-N, các byte này đều có mặt trong

cấu trúc của nó.

Byte C1: nhận dạng khung STM-1. BYTE này mang số thứ tự của

khung STM-1 trong STM-N.

82

Đồ án tốt nghiệp đại học Kết luận

KẾT LUẬN

Với những ưu điểm vượt trội, với sự tích hợp giữa các dịch vụ truyền thống và

các dịch vụ mới. Công nghệ SDH thế hệ sau đã mở ra trong tương lai một mạng truyền

dẫn đầy hứa hẹn. Bằng việc tận dụng mạng SDH hiện có, SDH thế hệ sau cho phép

các nhà cung cấp triển khai các công nghệ mới chỉ bằng cách thay thế các node biên

của mạng. Sau một thời gian nghiên cứu và tìm hiểu, đồ án đã giải quyết được một số

vấn đề sau:

Xu hướng phát triển của mạng truyền dẫn, đưa ra tổng quan về công

nghệ SDH hiện có với các ưu nhược điểm của nó dẫn tới đưa ra mạng SDH thế

hệ sau.

Các vấn đề kỹ thuật cơ bản của công nghệ SDH thế hệ sau từ việc

đóng gói các tín hiệu tới việc điều khiển hoạt động của tuyến.

Các thiết bị sử dụng trong mạng SDH thế hệ mới và khả năng sử

dụng trong mạng viễn thông Việt Nam cụ thể là thiết bị SURPASS hiT7070 của

SIEMENS và ứng dụng tại Hà Nội.

Do công nghệ SDH thế hệ sau là một công nghệ mới. Bên cạnh đó do thời

gian nghiên cứu và không có điều kiện tìm hiểu thực tế nhiều nên bản đồ án chủ

yếu mang tính lý thuyết chứ chưa trình bày được cụ thể đầy đủ các đặc điểm triển

khai trên thực tế. Em rất mong nhận được sự đóng góp của thầy cô và các bạn. Xin

chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Nguyễn Thị Thanh

Nguyễn Thị Thanh-D2002VT 83

Đồ án tốt nghiệp đại học Tài liệu tham khảo

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TS. Bùi Trung Hiếu, “ Hệ thống truyền dẫn đồng bộ số-SDH”, NXB Bưu

Điện, 2001.

[2] TS. Cao Phán, ” Ghép kênh PDH và SDH”, Bài giảng học viện công nghệ bưu

chính viễn thông, 2000.

[3] P. Tomsu, C. Schmutzer, ” Next Generation Optical Networks”, Prentice

Hanll, 2002.

[4] ITU-T Recommendation G.7041/Y, ”Generic framing procedure (GFP)”,

2003.

[5] ITU-T Recommendation G.707/Y.1322, “Network node interface for the

synchronous digital hierarchy (SDH)”, 2003.

[6] ITU-T Recommendation G.7042/Y.1305, “Link capacity adjustment scheme

(LCAS)for virtual concatenated signals”, 2004.

[7] WWW.trendcomms.com , “ Migration to Next Generation SDH”, 2005.

[8] WWW.cisco.com , White paper, “efficient and flexible transport of next-

generation data services over sonet/sdh using GFP, VCAT and LCAS”, 2005.

[9] http://www.jdsu.com/brazil/technicaresources/technologydocuments/

whiteaper/nextgenwpae1205.pdf.

[10] WWW.cisco.com , White paper, Defining the Multiservice Switching Platform

(MSSP), 2002.

[11] M. Scholten, et al, “Data Transport Applications Using GFP”, IEEE

Communications Magazine, May 2002.

[12] D. Cavendish et al, “New Transport Services for Next-Generation

SONET/SDH Systems”, IEEE Communications Magazine, May 2002.

[13] Thiết bị SURPASS hiT7070, SIEMENS, 2004.

Nguyễn Thị Thanh-D2002VT 84

http://WWW.cisco.com/

http://www.jdsu.com/brazil/technicaresources/technologydocuments/whiteaper/nextgenwpae1205.pdf

http://www.jdsu.com/brazil/technicaresources/technologydocuments/whiteaper/nextgenwpae1205.pdf

http://WWW.cisco.com/

http://WWW.trendcomms.com/

do an hoan thanh cÔng nghỆ sdh

Documents