Báo cáo tốt nghiệp: "TÌM HIỂU MẠNG CÁP QUANG VNPT LONG AN" doc

Sự phát triển của hệ thống thông tin quang trong mạng viễn thông đã tạo hiệuqủa kinh tế, việc sử dụng môi trường truyền dẫn quang làm cho các hệ thống hoạtđộng ở tốc độ cao được dễ dàng.

Trang 1

KHOA VIỄN THÔNG 2

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Trang 2

KHOA VIỄN THÔNG 2

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA NƠI THỰC TẬP

  

Nguyễn Thới Hòa – Lớp VT206B1

Trang 4

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

  

TP Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2010

Giáo viên hướng dẫn

Trang 5

MỤC LỤC

Trang

Tờ giao nhiệm vụ

Mục lục i

Danh mục hình vẽ iii

Lời cảm ơn iv

Lời nói đầu 1

CHƯƠNG I KỸ THUẬT GHÉP KÊNH ĐỒNG BỘ SDH .2

I Giới thiệu 2

II Truyền dẫn cận đồng bộ PDH 2

1 Khái niệm truyền dẫn cận đồng bộ PDH 2

2 Nhược điểm của PDH 3

III Truyền dẫn đồng bộ SDH 3

1 Khái niệm truyền dẫn dồng bộ SDH 3

2 Các tiêu chuẩn SDH 4

3 Tương lai của SDH 4

4 Tại sao cần đồng bộ hóa 5

4.1 Đồng bộ và không đồng bộ 5

4.2 Phân cấp đồng bộ hóa 5

IV Nguyên tắc ghép kênh và cấu trúc khung 5

1 Nguyên tắc ghép kênh 5

2 Cấu trúc khung STM-1 7

V Các cơ chế bảo vệ 9

1 Bảo vệ tuyến tính 9

2 Bảo vệ mạch vòng 9

2.1 Mạch vòng đơn hướng 9

2.2 Mạch vòng hai hướng 10

VI Các phần tử của mạng đồng bộ 11

1 Bộ tái tạo tín hiệu 11

2 Đầu cuối ghép kênh TM 11

3 Bộ xen/rẽ kênh ADM 12

4 Bộ đấu chéo số DXC 12

VII Quản lý các phần tử mạng 12

CHƯƠNG II CÁP SỢI QUANG 14

I Giới thiệu chung 14

1 Khái niệm 14

2 Yêu cầu chung về cấu trúc của sợi cáp quang 14

2.1 Cáp quang treo 14 Nguyễn Thới Hòa – Lớp VT206B1

Trang 6

2.2 Cáp quang kéo cống 16

2.3 Cáp quang chôn trực tiếp 18

2.4 Cáp quang thuê bao (Drop Fiber) 21

II Các loại cáp sợi quang đang sử dụng trên mạng Viễn thông Long An 22

1 Cáp quang chôn trực tiếp và cáp luồn cống 22

1.1 Cáp chôn trực tiếp 22

1.2 Cáp luồn cống 23

2 Cáp quang có dây treo kim loại 23

3 Mô hình cáp quang đến nhà thuê bao 24

CHƯƠNG III 25

MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG - VIỄN THÔNG LONG AN 25

I Đặc điểm địa lý, địa hình tỉnh Long An 25

II Cấu trúc mạng truyền dẫn quang Long An 26

1 Khái quát mạng truyền dẫn toàn tỉnh 26

2 Các công nghệ truyền dẫn và chủng loại thiết bị hiện có trên mạng 26

2.1 Chủng loại thiết bị hiện có trên mạng 26

2.1.1 Các đặc tính kỹ thuật của một số loại thiết bị truyền dẫn chính 27

2.1.1a Thiết bị truyền dẫn FLX (Fujitsu) 27

2.1.1b Thiết bị truyền dẫn OSN (Huawei) 28

2.1.1c Một số khác biệt cơ bản giữa SDH và NG SDH 29

2.2 Chế độ bảo vệ của mạng truyền dẫn Viễn thông Long An 29

3 Khảo sát các vòng quang trên toàn tỉnh 30

3.1 Các tuyến quang Huawei 30

3.1.1 Vòng Ring Huawei 64 30

3.1.2 Vòng ring Huawei 16 31

3.2 Các tuyến quang của thiết bị Fujitsu (FLX) 32

3.2.1 Vòng ring FLX Mộc Hoá .32

3.2.2 Vòng Ring 600A2 33

3.2.3 Vòng Ring FLX 600A3 34

3.2.4 Vòng Ring STM 1 quang FLX Long An 2 34

4 Dung lượng các tuyến 35

III Xu hướng phát triển mạng truyền dẫn 43

giai đoạn 2010-2015 của VNPT Long An 43

Kết luận 44

Phụ lục 1 Tiêu chuẩn chất lượng truyền dẫn cho sợi quang đơn mode 45

Phụ lục 2 Tiêu chuẩn về đặc tính cơ học của cáp sợi quang 46

Tài liệu tham khảo 48

Trang 7

Hình 1.5: Sơ đồ bảo vệ tuyến tính

Hình 1.6: Mạch vòng bảo vệ đơn hướng

Hình 1.7: Chuyển mạch hai hướng

Hình 1.8: Sơ đồ mạng đồng bộ

Hình 1.9: Bộ tái tạo tín hiệu

Hình 1.10: Đầu cuối ghép kênh (TM)

Hình 1.11: Bộ xen/rẽ kênh ADM

Hình1.12: Bộ đấu chéo số

Hình 2.1: Cáp quang treo

Hình 2.2: Cáp quang kéo cống

Hình 2.3: Cáp quang chôn trực tiếp

Hình 2.4: Cáp quang thuê bao

Trang 8

LỜI CẢM ƠN

Qua hơn một tháng thực tập tốt nghiệp tại Trung Tâm truyền dẫn & chuyểnmạch - Viễn thông Long An, cuối cùng, tôi đã hoàn thành xong nội dung báo cáo thựctập của mình

Đầu tiên, tôi gởi lời cảm ơn đến quý thầy cô khoa Viễn thông 2 - Học viện BưuChính Viễn thông 2 - đã truyền tải cho tôi những kiến thức quý báu của ngành

Xin chân thành cảm ơn thầy Lương Hữu Nhơn - Giảng viên hướng dẫn thực tập

đã giúp tôi nhiều trong việc giao nhận đề tài cũng như trong quá trình thực tập và viếtbáo cáo

Cuối cùng, tôi chân thành cảm ơn đến toàn thể các anh chị, các bạn cán bộ Kỹthuật của Trung Tâm truyền dẫn & chuyển mạch đã nhiệt tình hướng dẫn và cung cấpthông tin, tài liệu để tôi tìm hiểu, nghiên cứu một cách có hệ thống và đầy đủ để hoànthành báo cáo thực tập này, cảm ơn tập thể phòng TCCBLĐ đã sắp xếp và bố trí để tôiđược thực tập tại trung tâm TD&CM

Trân trọng cảm ơn

Tân An, ngày tháng năm 2010

Sinh viên thực hiệnNguyễn Thới Hòa

Trang 9

LỜI NÓI ĐẦU

Dựa vào những ưu thế đặc biệt của sợi quang, thông tin quang này nay càngđược phát triển mạnh trong mạng lưới viễn thông của mỗi quốc gia Hiện nay các hệthống thông tin quang phát triển rất nhanh, với tốc độ như vũ bão Các quá trình côngnghệ luôn gắn với mục tiêu kinh tế của hệ thống

Sự phát triển của hệ thống thông tin quang trong mạng viễn thông đã tạo hiệuqủa kinh tế, việc sử dụng môi trường truyền dẫn quang làm cho các hệ thống hoạtđộng ở tốc độ cao được dễ dàng Hệ thống thông tin quang có rất nhiều ưu điểm, nổibật là băng tần truyền dẫn rộng, cho phép truyền dẫn hầu hết các dạng thông tin dướidạng số Do đó trên thế giới và nước ta đang phát triển mạng viễn thông đa dịch vụISDN, ADSL đặc biệt chỉ có sợi quang mới có thể đáp ứng được đa dịch vụ băngrộng và chế độ chuyển mạch tế bào (ATM), nó đòi hỏi tốc độ thông tin phải cao, băngtần rộng, chất lượng tốt, đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của khách hàng, ngoài

ra còn đơn giản hoá và nâng cao hiệu quả của việc quản lý vận hành bảo dưỡng hệthống

Mạng thông tin bằng sợi cáp quang là mạng thông tin đang dần thay thế mạngthông tin vi ba, tiện lợi cho việc bố trí thêm các trạm vệ tinh, trạm truy nhập thuê bao,

dễ dàng mở rộng mạng lưới viễn thông Do đó, việc tìm hiểu để nắm vững mạng lướithông tin quang phục vục công tác quản lý và khai thác là rất cần thiết

Với đề tài thực tập “Tìm hiểu mạng cáp quang VNPT Long An”, tôi sẽ có điềukiện tìm hiểu tổng thể về mạng cáp quang của tỉnh nhà nơi tôi đang công tác với cácnội dung sau:

1 Tìm hiểu về kỹ thuật ghép kênh đồng bộ SDH

2 Tìm hiểu một số loại cáp sợi quang đang sử dụng tại đơn vị

3 Tìm hiểu mạng truyền dẫn quang tại Viễn Thông Long An

Do thời gian tìm hiểu không nhiều và quá trình thực hiện không tránh khỏinhững thiếu sót nhất định Kính mong nhận được những góp ý của quý thầy cô cùngcác bạn

Tp HCM, ngày 05 tháng 12 năm 2010 Sinh viên thực hiện

Trang 10

CHƯƠNG I

KỸ THUẬT GHÉP KÊNH ĐỒNG BỘ SDH - SYNCHRONOUS DIGITAL HIERACHY

I Giới thiệu

Vào đầu những năm 1970, các hệ thống truyền dẫn số bắt đầu xuất hiện, sửdụng phương thức điều chế xung mã (PCM – Pulse Code Modulation) Với PCM, tínhiệu thoại tương tự chuẩn 4kHz có thể truyền dưới dạng luồng tín hiệusố 64kbit/s.Phương thức ghép nhiều kênh 64kbit/s thành một luồng bit tốc độ cao được gọi là

“Ghép kênh phân chia thời gian” (TDM – Time Division Multiplexing) TDM chuẩnđược áp dụng để ghép 30 kênh 64kbit/s tạo thành một luồng có tốc độ 2048 Mbit/s

Do nhu cầu sử dụng ngày càng cao, TDM chuẩn không đủ đáp ứng cho lưulượng trên mạng; các mức ghép kênh với phân cấp tốc độ cao hơn đã được tạo ra Cácluồng bit được phát ra từ các nguồn khác nhau nên tốc độ bit cũng không hoàn toàngiống nhau; do đó, trước khi ghép kênh, tốc độ của chúng được đưa về một tốc độ bitduy nhất bằng cách bổ sung thêm các bit chèn Cơ chế ghép kênh này hình thành thuậtngữ phân cấp số cận đồng bộ (PDH – Plesiochronous Digital Hierachy)

Trước sự phát triển không ngừng của công nghệ, nhu cầu về thông tin càng cao,ngoài các dịch vụ thoại truyền thống còn có nhu cầu về các dịch vụ phi thoại như sốliệu, video … PDH đã không đủ khả năng đáp ứng nhu cầu dịch vụ của người dùngmạng Phương thức truyền dẫn đồng bộ (SDH – Synchronous Digital Hierachy) đượcphát triển để thay thế hệ thống PDH Đó là bước tiếp theo của quá trình phát triển phâncấp truyền dẫn số

II Truyền dẫn cận đồng bộ PDH

1 Khái niệm truyền dẫn cận đồng bộ PDH

- Trên đường thông tin số, tần số và pha của xung tín hiệu phải được đồng

bộ một cách chính xác để thực hiện việc ghép kênh Từ các kênh tín hiệu sơ cấp64kbit/s (=8kbit/s *8), ta thực hiện ghép kênh cấp cao Có 02 phương phápghép kênh cấp cao: ghép kênh cận đồng bộ và ghép kênh đồng bộ

- Vì các luồng tín hiệu được tạo ra từ các thiết bị ghép kênh khác nhau,nên tốc độ bit có khác nhau một chút Do đó, trong ghép kênh PDH, trước khighép các luồng này thành một luồng tốc độ cao hơn phải hiệu chỉnh cho tốc độbit của chúng bằng nhau, tức là phải chèn thêm các bit giả.Tuy nhiên, phươngpháp hiệu chỉnh được sử dụng là chèn các bit phụ vào luồng dữ liệu nên khôngthể xác định vị trí của một kênh nhánh trong luồng dữ liệu đã được ghép kênh.Với nguyên tắc chèn bit để ghép các kênh 64kbit/s, hiện nay có hai hệ thống:một theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ và một theo tiêu chuẩn châu Âu

ANSI (hệ Bắc Mỹ) ITU-T (hệ Châu Âu)

Trang 11

Tín hiệu Tốc độ bit Số kênh Tín hiệu Tốc độ bit Số kênh

DS-0 64 Kbit/s 1 DS-0 64 Kbit/s 64 Kbit/s 1 64 Kbit/sDS-1 1,544 Mbit/s 24 DS-0 E1 2,048 Mbit/s 1 E1

DS-2 6,312 Mbit/s 96 DS-0 E2 8,450 Mbit/s 4 E1

DS-3 44,7 Mbit/s 28 DS-1 E3 34 Mbit/s 16 E1

E4 144 Mbit/s 64 E1Bảng 1: Phân cấp không đồng bộ ANSI/ITU-T

2 Nhược điểm của PDH

- Việc tách/xen các luồng 2Mbit/s phức tạp làm giảm độ tin cậy cũng nhưchất lượng của hệ thống

- Khả năng giám sát và quản lý mạng kém Do trong các khung tín hiệuPDH không đủ các byte nghiệp vụ để cung cấp thông tin cho điều khiển, quản

lý, giám sát và bảo dưỡng hệ thống

- Tốc độ bit của PDH không cao (tốc độ bit cao nhất được chuẩn hoá là140Mbit/s trên mạng viễn thông quốc tế) không thể đáp ứng cho nhu cầu pháttriển các dịch vụ băng rộng hiện tại và trong tương lai

- Thiết bị PDH cồng kềnh, các thiết bị ghép kênh và thiết bị đầu cuốithường độc lập nhau

- Trên mạng viễn thông tồn tại 2 tiêu chuẩn phân cấp khác nhau: chuẩnChâu Âu và Châu Mỹ, gây khó khăn và phức tạp khi nâng cấp, mở rộng và kếtnối các mạng với nhau

Các mặt hạn chế trên của PDH sẽ được khắc phục khi sử dụng phân cấp truyềndẫn đồng bộ SDH

III Truyền dẫn đồng bộ SDH

Trong những năm 1980 do hệ thống chuyển mạch số tăng ngày càng nhiều,thiết bị truyền dẫn số được dùng nhiều và nhu cầu thiết lập ISDN càng ngày càng lớn,việc đồng bộ hoá mạng lưới đã trở nên quan trọng Mặt khác, nhờ vào tiến bộ côngnghệ tin học trong các thiết bị truyền dẫn, các bộ nối chéo thực hiện hoàn toàn bằngđiện tử Tại đây dữ liệu tốc độ thấp có thể nối lẫn với tín hiệu tốc độ cao Tương ứng,công nghệ truyền dần theo phân cấp đồng bộ SDH ra đời và đưa tới một tiêu chuẩnquốc tế chung

1 Khái niệm truyền dẫn dồng bộ SDH

Trái với phương thức truyền dẫn cận đồng bộ, trong các hệ thống truyền dẫnđồng bộ, toàn bộ các phần tử của hệ thống được đồng bộ theo một đồng hồ chủ

Vì thế, không cần hiệu chỉnh các kênh nhánh về tốc độ danh định trước khighép kênh

Trang 12

Trong tập các tín hiệu đồng bộ, việc chuyển tiếp số liệu trong tín hiệu xảy ra ởchính xác cùng một tốc độ Tuy nhiên vẫn có sự lệch pha giữa những lần chuyển giaocủa hai tín hiệu, và sự lệch pha này nằm trong giới hạn cho phép Sự lệch pha này cóthể do suy hao, trễ thời gian hay jitter trong mạng truyền dẫn Trong mạng đồng bộ, tất

cả các đồng hồ đều tham chiếu đến một đồng hồ chuẩn cơ sở PRC Độ chính xác củaPRC là 10-12 - 10-11 và được lấy từ đồng hồ nguyên tử Cesium

2 Các tiêu chuẩn SDH

Tiêu chuẩn mới xuất hiện lần đầu tiên là SONET do công ty Bellcore (Mỹ) đưa

ra, được chỉnh sửa nhiều lần trước khi trở thành tiêu chẩn SDH quốc tế Cả SDH vàSONET được giới thiệu rộng rãi giữa những năm 1988 và 1992 SDH được định nghĩabởi Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI), được sử dụng ở rất nhiều nước trênthế giới Nhật Bản và Bắc Mỹ cũng xây dựng các tiêu chuẩn về SDH riêng SONET doViện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ phát triển và được ứng dụng ở Bắc Mỹ

Mặc dù SONET và SDH được đưa ra ban đầu cho truyền dẫn cáp quang, nhưng các hệthống SDH hiện tại vẫn tương thích cao với cả SDH và SONET

Tín hiệu SONET

Tốc độ bit (Mbit/s)

Tín hiệu SDH

Dung lượng SONET

Dung lượng SDH

STS-1, OC-1 51,840 STM-0 28DS1, hoặc 1 DS-3 21E1

STS-3, OC-3 155,520 STM-1 84DS-1, hoặc 3DS-3

63E1, hoặc 1E4

STS-12, OC-12 622,080 STM-4

336DS-1, 3

hoặc12DS-252E1, hoặc 4E4

STS-48, OC-48 2488,320 STM-16

1344DS-1, hoặc 48DS-3

1008E1, hoặc 16E4

STS-192, OC-192 9953,280 STM-64

5376DS-1, hoặc 192DS-3

4032E1, hoặc 64E4

Bảng 2: Phân cấp đồng bộ SDH/SONET

3 Tương lai của SDH

Hầu hết tất cả các hệ thống truyền dẫn quang hiện nay trong mạng công cộngđều dùng SONET và SDH Chúng được mong đợi sẽ thống trị môi trường truyền dẫntrong 10 năm, như công nghệ PDH đi trước đã làm được trong 20 năm (và hiện vẫncòn được sử dụng, dù rất ít) Trong khi tốc độ bit của với mạng đường trục được kỳvọng vượt qua 40Gbit/s thì các tốc độ nhỏ hơn hoặc bằng 155Mbit/s đã được dùng rấtrộng rãi trong các mạng truy nhập

4 Tại sao cần đồng bộ hóa

4.1 Đồng bộ và không đồng bộ

Trang 13

Nói chung, hệ thống truyền dẫn là không đồng bộ, do mỗi thiết bị trong mạng đều

sử dụng đồng hồ riêng của nó Trong truyền dẫn số, xung đồng hồ là một thông số rấtquan trọng Xung đồng hồ có nghĩa là sử dụng một chuỗi các xung lặp đi lặp lại để giữcho tốc độ bit của dữ liệu không đổi và chỉ ra vị trí các bit 1 và 0 trong luồng dữ liệu Ghép kênh không đồng bộ trải qua nhiều giai đoạn Các tín hiệu không đồng bộ, ví dụDS-1 ghép với nhau, cộng với các bit thêm vào, gọi là bit chèn để bù cho sự sai kháccủa mỗi luồng riêng lẻ, và kết hợp với các bit khác (bit khung) để tạo ra một luồngDS-2 Các bit chèn lại được sử dụng theo cách đó để tạo ra các DS-3 và cao hơn nữa.Chúng ta không thể truy nhập tới các luồng không đồng bộ tốc độ cao mà không sửdụng các bộ tách kênh Trong hệ thống đồng bộ SONET/SDH, tần số trung bình củacác đồng hồ trong hệ thống là giống nhau (đồng bộ) hoặc gần giống nhau (cận đồngbộ) Mỗi đồng hồ có thể truy ngược đến nguồn đồng hồ độ chính xác cao Do đó, cácluồng STS-1 dễ dàng ghép với nhau thành các luồng tốc độ cao hơn mà không cần bitchèn Vì thế, ta có thể truy nhập ngay đến tốc độ STS-1 cũng như các tốc độ cao hơnSTS-N

4.2 Phân cấp đồng bộ hóa

Các tổng đài số thường được dùng trong mạng số phân cấp đồng bộ hóa Mạngđược tổ chức theo quan hệ chủ-tớ (master-slave) với đồng hồ của các node cao hơncung cấp tín hiệu đồng hồ cho các node thấp hơn.Tất cả các node có thể truy ngượcđến nguồn đồng hồ chuẩn Nguồn đồng hồ chuẩn PRC có độ chính xác là 1x10-11 theokhuyến nghị G.811 của ITU-T Các nguồn đồng hồ có độ chính xác thấp hơn là SSU(nguồn đồng hồ phụ) và SEC (thiết bị cấp xung đồng bộ) theo khuyến nghị của ITU-T

Hình 1.1: Các cấp đồng hồ đồng bộ trong hệ thống SDH

IV Nguyên tắc ghép kênh và cấu trúc khung

1 Nguyên tắc ghép kênh

Hệ thống số đồng bộ được hình thành từ các hệ thống cận đồng bộ khác nhau,các hệ thống cận đồng bộ này có thể thuộc hệ Châu Âu hoặc Bắc Mỹ Đầu vào của các

hệ thống đồng bộ cơ sở là các luồng cận đồng bộ có tốc độ bít khác nhau, được ghéplại thành nhiều bước, mỗi bước lại được đưa vào các bit điều khiển, quản lý và phối

Trang 14

hợp tốc độ Khi đó, đầu ra được một luồng đồng bộ cơ sở Các luồng đồng bộ cơ sởđược nâng lên N lần thành các luồng đồng bộ cấp N

Cấu trúc bộ ghép SDH như hình 1.2

Các chữ số trong hình này liên quan đến các tốc độ truyền dẫn cận đồng bộnhư sau:

11 Tương ứng với 1554 Kbit/s

Hình 1.2: Cấu trúc bộ ghép SDH G.709 ITU-T

Chữ số đầu tiên đại diện cho mức phân cấp truyền dẫn như quy định trongG702-"Tốc độ bit của các cấp truyền dẫn số", và chữ số thứ hai đặc trưng cho tốc độthấp hơn (1) và cao hơn (2) Còn chữ số 4 là mức thứ 4, bằng 140 Mbit/s có trong tiêuchuẩn Châu Âu và Bắc Mỹ Các khối có ký hiệu và chức năng sau đây:

- C-n: (n = 1 >4) là các contener: Phần tử này có kích thước đủ để chứa các bytetải trọng thuộc một trong các luồng cận đồng bộ

- VC-n: là các contener ảo:

+ Contener ảo cơ sở (n = 1,2): gồm một C-n (n = 1,2) đơn cộng thêm cácbyte mang thông tin điều khiển và giám sát tuyến nối hai VC-n này và gọi là POH + Contener ảo bậc cao hơn VC-n (n = 3,4): gồm một C-n (n = 3,4) đơn vàtập hợp các nhóm khối nhánh (TUG-2S) hoặc một tập của TU-3S cùng với các bytemang thông tin điều khiển và giám sát tuyến nối hai VC-n và được gọi là POH

Trang 15

Con trỏ được sử dụng để tìm các phần khác nhau của AU và TU gọi làcontainer ảo VC Con trỏ AU xác định ở VC bậc cao hơn và con trỏ TU xác định ở VCbậc thấp hơn Ví dụ AU-3 gồm VC-3 cộng với một con trỏ, TU-2 gồm VC-2 cộng vớimột con trỏ

Một VC là một thực thể tải chạy trên mạng được tạo ra và hủy đi ở điểm kếtcuối dịch vụ hoặc ở gần điểm đó Các tín hiệu lưu lượng PDH được ánh xạ tới cáccontainer với kích thước phù hợp với yêu cầu băng thông, sử dụng các bit đơn để bámtốc độ đồng hồ khi cần thiết Các POH được thêm vào sau đó cho mục đích quản lý,tạo một VC Phần mào đầu này được bỏ đi sau khi VC bị hủy và tín hiệu gốc ban đầuđược tái tạo lại Mỗi tín hiệu PDH được ánh xạ vơi VC của nó, và các VC với cùngkích thước không đáng kể được ghép lại bằng cách chèn byte tạo thành tải SDH

- TU-n (n = 1,2,3) là khối nhánh: gồm một VC cộng thêm một con trỏ khốinhánh Con trỏ khối nhánh chỉ thị sự đồng bộ pha của VC-n đối với POH của

VC mức cao hơn tiếp theo Con trỏ khối nhánh có vị trí cố định so với POHmức cao hơn

- AU-3S (S = 1 hoặc 2) và AU-N (N=4): gồm một VC bậc cao cộng thêm con trỏkhối quản lý Con trỏ khối quản lý có vị trí cố định trong khung STM-1 và thểhiện quan hệ về pha của VC bậc cao hơn

Trang 16

Các byte trong khung STM-1 được truyền từng hàng một và truyền từ trái sangphải, bắt đầu từ hàng thứ nhất và cột thứ nhất Như vậy, sau 9 byte SOH (trừ hàng 4 là

9 byte AU) là 261 byte tải trọng được truyền xen kẽ

+ Phần điều khiển SOH: gồm có 8x9 byte, gồm các byte cần thiết cho dịch

vụ như từ mã đồng bộ khung, các byte bổ sung để giám sát, điều khiển và quản lý

+ Phần trọng tải : các tín hiệu phân nhánh, các tín hiệu POH trong khuyếnnghị G.703 của CCITT từ 2 Mbit/s đến 140 Mbit/s được truyền tải trong cùng tảitrọng gồm có 9x261 byte

+ Phần con trỏ: Quan hệ thời gian giữa trọng tải và khung STM-1 được ghilại nhờ con trỏ, ngoài ra nó còn định vị các tín hiệu phân nhánh ở trong khối tảitrọng Do đó, sau khi diễn giải con trỏ một cách thích hợp thì có khả năng truynhập tới từng kênh của người sử dụng độc lập ở bất kỳ thời điểm nào, mà khôngcần tách luồng STM-1 Con trỏ ở hàng thứ tư, cột từ 1 > 9 gọi là con trỏ vùng A,còn con trỏ ở hàng 1 >3 và cột 11 >14 gọi là con trỏ vùng B Khung STM-1 có

độ dài 125µs, có tần số là 8000 Hz, như vậy được truyền 8000 lần/s Do đó, tốc độbit của tín hiệu STM-1 là : 8000 x 9 x 270 x 8 = 155520 kbit/s

Các mức cao hơn STM-N của phân cấp đồng bộ được hình thành bởi cách chènbyte vào phần tải của N tín hiệu STM-1, thêm các mào đầu gấp N lần mào đầu củaSTM-1 và lấp đầy với dữ liệu quản lý và giá trị con trỏ phù hợp

Hình 1.4: Cấu trúc khung STM-4

V Các cơ chế bảo vệ

Có hai cơ chế bảo vệ trong mạng SDH: bảo vệ tuyến tính và bảo vệ mạch vòng

1 Bảo vệ tuyến tính

Trang 17

Đây là hình thức dự phòng đơn giản nhất, còn gọi là bảo vệ 1+1 ở đây, mỗiđường làm việc được bảo vệ bởi một đường bảo vệ Việc chuyển sang đường bảo vệxảy ra khi xác định được lỗi như là mất tín hiệu LOS Cấu trúc 1+1 là dự phòng 100%khi mỗi đường làm việc có một đường bảo vệ Nhưng do vấn đề kinh tế, nên người tathường sử dụng cơ cấu 1:N, nhất là những đường truyền có khoảng cách xa Theo cáchnày, vài đường làm việc được bảo vệ bằng một đường dự phòng Các đường dự phòng

có thẻ sử dụng cho các lưu lượng có độ ưu tiên thấp và có thể bị ngắt đi khi đường dựphòng thay thế cho các đường làm việc bị lỗi Cơ cấu bảo vệ 1+1 và 1:N được tiêuchuẩn hóa trong khuyến nghị G.783 của ITU-T

Hình 1.5: Sơ đồ bảo vệ tuyến tính

2 Bảo vệ mạch vòng

Bảo vệ mạch vòng có nhiều ưu điểm hơn so với bảo vệ tuyến tính Một mạchvòng bảo vệ là cách đơn giản nhất và hiệu quả nhất khi có một số phần tử mạng liênkết với nhau Có nhiều cơ cấu bảo vệ được dùng cho loại mạng này, song chỉ có một

số cơ cấu được tiêu chuẩn hóa theo khuyến nghị G.841 ITU-T Có 2 loại cơ cấu mạchvòng là vòng đơn hướng và vòng hai hướng

2.1 Mạch vòng đơn hướng

Giả sử có sự gián đoạn thông tin giữa 2 phần tử mạng A và B, hướng Y không

bị ảnh hưởng bởi sự cố này Tất nhiên, một đường thứ hai được thiết lập cho hướng X

Do đó, kết nối này được chuyển sang đường thứ hai trong phần tử mạng A và B Cònhai phần tẻ khác, C và D được chuyển qua đường dự phòng Thủ tục này gọi là chuyểnđường thẳng Một cách khác đơn giản hơn được sử dụng là chuyển vòng Lưu lượngđược truyền trên cả hai đường làm việc và đường bảo vệ nếu có sự cố, phía thu(trường hợp này là A) chuyển sang đường bảo vệ và ngay lập tức duy trì kết nối

Trang 18

2.2 Mạch vòng hai hướng

Trong cấu trúc mạng này, kết nối giữa hai phần tử mạng là hai hướng Toàn bộdung lượng mạng được chia thành nhiều đường, mỗi đường làm việc là hai hướng.Nếu có sự cố giữa hai phần tử mạng cạnh nhau A và B, B sẽ chuyển sang đường bảo

vệ Có thể mang lại hiệu quả bảo vệ cao hơn khi dùng mạch vòng bảo vệ hai hướngvới 4 sợi cáp, mỗi đôi cáp chạy cả đường làm việc và đường bảo vệ Kết quả, ta có cấutrúc bảo vệ 1:1, nghĩa là dự phòng 100%

Trang 19

VI Các phần tử của mạng đồng bộ

Hình 1.8: Sơ đồ mạng đồng bộ

Hình vẽ thể hiện cấu trúc của một vòng SDH với nhiều nhánh Đặc trưng củaSDH là có nhiều ứng dụng khác nhau được truyền trên mạng Mạng đồng bộ còn cókhả năng truyền các tín hiệu cận đồng bộ, cũng như khả năng điều khiển các dịch vụnhư ATM Tất cả điều đó yêu cầu mạng phải có nhiều phần tử khác nhau Về cơ bản,mạng có 4 phần tử sau:

1 Bộ tái tạo tín hiệu

Như tên gọi của nó, phần tử này có nhiệm vụ tái tạo lại xung đồng hồ và biên

độ của tín hiệu đầu vào đã bị suy hao và méo dạng do tán sắc Các thông tin nhận đượcbằng cách trích ra nhiều kênh 64 kbit/s trong phần mào đầu RSOH

Hình 1.9: Bộ tái tạo tín hiệu

2 Đầu cuối ghép kênh TM

Được sử dụng để kết hợp các luồng tín hiệu cận đồng bộ và đồng bộ đầu vàothành các luồng STM-N có tốc độ cao hơn

Hình 1.10: Đầu cuối ghép kênh (TM)

3 Bộ xen/rẽ kênh ADM

Trang 20

Hình 1.11: Bộ xen/rẽ kênh ADM

Các tín hiệu cận đồng bộ và các ín hiệu đồng bộ tốc độ thấp có thể được lấy ra

từ các luồng đồng bộ tốc độ cao hơn, hoặc được chèn vào đó, sử dụng các bộ ADM.Đặc trưng này làm cho ADM rất hữu ích trong các cấu trúc mạch vòng, tạo các đườngbảo vệ trong vòng trong trường hợp xảy ra sự cố Tại một nút ADM, chỉ những tínhiệu nào cấn thết để truy nhập mới được chèn vào / hay rẽ xuống Phần lưu lượng cònlại tiếp tục được chuyển đi trong mạng mà không cần một thiết bị đặc biẹt nào khác

Một số lỗi thường gặp trong quản lý, vận hành mạng truyền dẫn

2 OOF (Out of Frame

alignment)

OOF xảy ra 4 hoặc 5 khung SDH liên tiếp nhận được

bị lỗi, mẫu khung không hợp lệ Thời gian lớn nhất để

Trang 21

xác định OOF là 625µs OOF xóa khi nhận được 2 khung liêm tiếp có mẫu khung hợp lệ.

AIS (Alarm

Indicator Signal)

AIS là trạng thái tất cả các bit =1 Nó được tạo ra để thay thế cho tín hiệu bình thường khi nó bao gồm một điều kiện lỗi để ngăn các lỗi hoặc cảnh báo tăng lên

6 RDI (Remote defect

Trang 22

CHƯƠNG II CÁP SỢI QUANG

I Giới thiệu chung

1 Khái niệm

Cáp sợi quang được làm bằng vật liệu sợi thủy tinh trong suốt, dùng để truyềnthông tin dưới dạng ánh sáng được điều chế chạy dọc theo các sợi quang Chúng có 3lớp: lõi (core), áo (cladding) và vỏ bọc (coating) Để ánh sáng có thể phản xạ một cáchhoàn toàn trong lõi thì chiết suất của lõi lớn hơn chiết suất của áo một chút Vỏ bọc ởphía ngoài áo bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm và ăn mòn, đồng thời chống xuyên âm vớicác sợi đi bên cạnh Lõi và áo được làm bằng thuỷ tinh hay chất dẻo (Silica), chất dẻo,kim loại, fluor, sợi quang kết tinh Thành phần lõi và vỏ có chiếc suất khác nhau Chiếtsuất của những lớp này như thế này sẽ quyết định tính chất của sợi quang Chúng đượcphân loại thành các loại sợi quang đơn mode và đa mode tương ứng với số lượngmode của ánh sáng truyền qua sợi quang Mode sóng là một trạng thái truyền ổn địnhcủa sóng ánh sáng

Hiện nay cáp sợi quang đã được sử dụng rộng rãi cho các mạng truyền dẫn liênđài, các tủ tiếp cận thuê bao và gần đây nhất là việc triển khai mạng cáp quang theo

mô hình “cáp quang đến nhà thuê bao” Do đó, cáp sợi quang được đưa vào sử dụng sẽ

có nhiều chủng loại khác nhau để phù hợp với cấu hình của từng mạng cụ thể; chẳnghạn mạng đường trục, liên đài nên sử dụng loại cáp quang đơn mode dung lượng lớn

có thể lên đến hàng trăm sợi, mạng tiếp cận thuê bao sử dụng loại cáp quang đơn modedung lượng nhỏ từ 12 sợi đến 48 sợi, cáp quang thuê bao sử dụng loại có dung lượngnhỏ và vừa từ 4 đến 24 sợi

2 Yêu cầu chung về cấu trúc của sợi cáp quang

Cáp quang được chia làm hai loại: cáp treo và cáp chôn, việc lựa chọn loại cápđưa lên mạng lưới còn tùy vào mục đích sử dụng và quy hoạch mạng lưới: cáp liênđài/trạm, các tuyến trục đóng vai trò cáp gốc, cáp phối, cáp đến nhà thuê bao …

2.1 Cáp quang treo

Cấu trúc cơ bản của sợi cáp được mô tả như hình 2.1

Dây treo cáp: được cấu tạo từ nhiều sợi thép (7 sợi) mạ kẽm xoắn lại với nhau Kích

thước dây treo được quy định như sau:

1 Dung lượng 48 sợi tối thiểu 1 mm cho mỗi sợi

2 Dung lượng trên 48 sợi đến 96 sợi tối thiểu 1,2 mm cho mỗi sợi

Trang 23

Hình 2.1: Cáp quang treo

Dây treo cáp: được cấu tạo từ nhiều sợi thép (7 sợi) mạ kẽm xoắn lại với nhau Kích

thước dây treo được quy định như sau:

1 Dung lượng 48 sợi tối thiểu 1 mm cho mỗi sợi

Dây bện gia cường: được đặt dưới lớp băng Mylar chống nước là tập hợp gồm nhiều

sợi aramid vừa có chức năng gia cường sơ cấp giúp tăng khả năng chịu lực của lõi sợicáp vừa có khả năng ngăn hơi ẩm

Thông thường, bên cạnh các sợi dây bện gia cường có đi kèm thành phần hợpchất chống nước xâm nhập được chế tạo bằng loại hóa chất đặc biệt gọi là “SuperAbsorbent Polymer – S.A.P”

Băng chống nước: có cấu tạo gồm một lớp băng Mylar bao bọc bên ngoài lõi sợi cáp

quang, có tác dụng:

- Ngăn sự xâm nhập của nước;

- Không dẫn điện, cách nhiệt, khó cháy, chống nấm mốc

Ống đệm: được sử dụng để đặt các sợi quang bên trong, được làm bằng vật liệu

Polybutylene Terephthalate có tác dụng:

- Gia tăng độ bền kéo, cách nhiệt để bảo vệ sợi quang đã bọc lớp phủ sơ cấp Lớpđệm sử dụng cho cáp treo ngoài trời là loại lớp đệm lỏng có đường kính từ 1,5đến 2,5mm

- Các ống đệm được sắp xếp xoắn đảo chiều SZ theo trục của sợi chịu lực trungtâm

- Trong trường hợp dung lượng cáp không cho phép đủ số ống đệm để tạo sự trònđều cho sợi cáp, yêu cầu sử dụng thêm ống đệm phụ

Trang 24

Thông thường để ngăn nước và hơi ẩm xâm nhập vào lõi sợi quang, trong lớpống đệm lỏng sẽ sử dụng thêm chất điền đầy Chất điền đầy phải đảm bảo: không độc,không gây tác hại cho sức khỏe, không có mùi khó chịu, không dẫn điện, chống nấmmốc.

Sợi gia cường phi kim loại (thành phần chịu lực trung tâm): phải có đặc tính:

- Đảm bảo cho sợi quang không bị căng quá trong điều kiện vận chuyển, lắp đặt

và khai thác

- Đảm bảo độ mềm dẻo trong thi công

- Là thành phần phi kim loại làm bằng vật liệu Fiber Reinforced Plastic (FRP) cócấu tạo tròn đều

Vỏ cáp: phải tuân thủ các yêu cầu sau:

- Vật liệu là hợp chất H.D.P.E

- Phải có tác dụng bảo vệ cáp khỏi tác động cơ học và môi trường

- Bề dày lớp vỏ tối thiểu là 1,5mm

- Có khả năng chịu điện áp cao: tối thiểu 4Kv với điện áp thử xoay chiều hìnhSin tần số 60Hz, nếu sau 60s thử không có hiện tượng đánh lửa hoặc đánhthủng chất cách điện là đảm bảo

- Có khả năng chịu được tia tử ngoại

- Có độ dày đồng nhất và không chứa thành phần kim loại

- Khi cháy cho ra ít khói và khí độc đặc biệt cho cáp indoor

- Không có vết rạn nứt, tròn đều, chất lượng đồng đều trên toàn bộ chiều dài cáp

Dây Ripcord: tối thiểu là 1 sợi dưới lớp vỏ cáp ngoài, cấu tạo từ chất liệu aramid, đảm

bảo đủ chắc để tuốt vỏ cáp và dễ dàng phân biệt với các thành phần khác

2.2 Cáp quang kéo cống

Được lắp đặt trong các ống PVC chôn ngầm sử dụng làm cáp quang liênđài/trạm, cáp quang cho các tủ outdoor hoặc trong mạng cáp quang FTTx đóng vai trò

là cáp quang gốc và phối

Cấu trúc cơ bản của sợi cáp quang kéo cống được mô tả trong hình 2.2

Cấu trúc chung tiêu biểu của một sợi cáp quang kéo cống phải bao gồm cácthành phần cơ bản sau (tính từ ngoài vào trong):

Vỏ cáp: kể cả vỏ bọc sợi dây treo cáp phải tuân thủ các yêu cầu sau:

Trang 25

- Có khả năng chịu điện áp cao: tối thiểu 4kV với điện áp thử là xoay chiều hìnhsin tần số đến 60 Hz, nếu sau 60s thử không có hiện tượng đánh lửa hoặc đánhthủng chất cách điện là đảm bảo.

- Có khả năng chịu được tía tử ngoại

Hình 2.2: Cáp quang kéo cống

Dây Ripcord:

- Số lượng: Tối thiểu 1 sợi (dưới lớp vỏ cáp ngoài)

- Bằng chất liệu aramid, đảm bảo đủ chắc để tuốt vỏ cáp và dễ dàng phân biệt vớicác thành phần khác

Băng chống nước: có cấu tạo gồm 1 lớp băng Mylar bao bọc bên ngoài lõi sợi cáp

- Ngăn sự xâm nhập của nước

Thông thường, bên cạnh các sợi dây bện gia cường “aramid yarn” có đi kèm thêmthành phần hợp chất chống nước xâm nhập được chế tạo bằng loại hoa chất đặc biệt

gọi là “Super Absorbent Polymer – viết tắt là S.A.P”.

Ống đệm: Ống đệm được sử dụng để đặt các sợi quang bên trong, được làm bằng vật

liệu Polybutylene Terephthalate có tác dụng:

Trang 26

- Tăng thêm độ bền (gia tăng độ bền kéo, cách nhiệt) để bảo vệ sợi quang đã bọclớp phủ sơ cấp Lớp đệm sử dụng cho cáp treo ngoài trời là loại lớp đệm lỏng

Chất điền đầy khi sử dụng cần phải đảm bảo:

- Không độc, không tác hại cho sức khỏe, không có mùi khó chịu

- Không dẫn điện, chống nấm mốc

- Thử nghiệm chất làm đầy: với chiều dài cáp thử 0,3m, thử trong buồng gia

nhiệt với nhiệt độ 65 ± 10C Sau 24 giờ lấy mẫu thử ra phải đảm bảo chất làmđầy không bị rớt xuống

Thành phần chịu lực trung tâm (sợi gia cường phi kim loại): thành phần này phải có

đặc tính:

- Đảm bảo cho sợi quang không bị căng quá trong điều kiện vận chuyển, lắp đặt

và khai thác

- Đảm bảo độ mềm dẻo trong thi công

- Là thành phần phi kim loại làm bằng vật liệu Fiber Reinforced Plastic (FRP) có

cấu tạo tròn đều

2.3 Cáp quang chôn trực tiếp

Được chôn trực tiếp dưới đất thông thường sử dụng làm cáp quang liênđài/trạm, cáp quang cho các tủ outdoor hoặc trong mạng cáp quang FTTx đóng vai trò

Trang 27

- Có khả năng chịu điện áp cao: tối thiểu 4kV với điện áp thử là xoay chiều hìnhsin tần số đến 60 Hz, nếu sau 60s thử không có hiện tượng đánh lửa hoặc đánhthủng chất cách điện là đảm bảo.

Hình 2.3: Cáp quang chôn trực tiếp

Thành phần kim loại chịu lực:

- Được cấu tạo dưới dạng ống gợn sóng, phải được xi mạ bằng chất polymer đểtránh hiện tượng ăn mòn

- Độ dày của ống gợn sóng: Danh định: 0,15 mm; Chỗ gợn sóng: 0,4 mm

- Độ dày lớp mạ polymer của ống gợn sóng, mỗi mặt: 0,05 mm

Vỏ cáp trong:

- Vật liệu là hợp chất H.D.P.E

- Vỏ cáp phải tác dụng bảo vệ cáp khỏi tác động cơ học và môi trường (nước,nhiệt độ, hóa chất, côn trùng gặm nhấm…)

- Bề dày lớp vỏ cáp: tối thiểu là 1mm

- Có khả năng chịu điện áp cao: tối thiểu 4kV với điện áp thử là xoay chiều hìnhsin tần số đến 60 Hz, nếu sau 60s thử không có hiện tượng đánh lửa hoặc đánhthủng chất cách điện là đảm bảo

Dây Ripcord:

Trang 28

- Số lượng tối thiểu 2 sợi (trên (dưới lớp kim loại chịu lực) và sau lớp vỏ cáptrong).