Hệ thống truyền dẫn SDH mậu thân – cần thơ

Hệ thống truyền dẫn SDH mậu thân – cần thơ

Chương I

TỔNG QUAN VỀ SDH

Truyền dẫn thông tin là một phần không thể thiếu trong cuộc sống của con người, đồng thời cũng có rất nhiều cách để truyền dẫn thông tin Một trong những phương thức truyền dẫn được sử dụng trong các hệ thống viễn thông trong gần hai thập kỷ qua là truyền dẫn đồng bộ theo chuẩn của hệ thống phân cấp đồng bộ số SDH Chương này sẽ tìm hiểu tổng quan về hệ thống này Cụ thể là, mục 1.1 Giới thiệu về SDH Trong mục 1.2 sẽ đề cập đến các đặc điểm của SDH Phần kết luận

sẽ được nêu lên trong mục 1.3

1.1 Giới thiệu

1.1.1 Lịch sử phát triển của SDH

Phân cấp số đồng bộ SDH (Synchronous Digital Hierarchy) Xuất hiện vào cuối năm 1980, và đến đầu những năm 90 thì chuẩn quốc tế về báo hiệu số 7 CCITT (nay là ITU-T) đã đưa ra những khuyến nghị G.707, G.708, G.709 về tiêu chuẩn nút mạng SDH SDH đặc biệt thích hợp cho môi trường truyền dẫn sợi quang với tốc độ luồng cơ sở là 155,52 Mbit/s Người ta sử dụng kỹ thuật ghép xen byte để tạo nên các luồng SDH có tốc độ cao hơn theo nguyên lý ghép đồng bộ Các tiêu chuẩn SDH có khả năng tương hợp với các công nghệ truyền dẫn cũ, cụ thể là các khung tín hiệu trong hệ thống phân cấp số cận đồng bộ PDH

Hơn 30 năm trước, để tăng dung lượng truyền dẫn trên các tuyến cáp đồng, người ta tiến hành ghép các kênh thoại đã được điều chế xung mã PCM tốc độ 64 kbit/s thành các khung tín hiệu bằng kỹ thuật ghép kênh theo thời gian Trong quá trình tạo khung ở các bậc khác nhau, để đồng bộ chúng, người ta phải thêm vào những đồng chỉnh khung Năm 1962, CCITT đã giới thiệu một số tiêu chuẩn liên quan đến các loại khung tín hiệu đó và đặt tên gọi là phân cấp số cận đồng bộ PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)

Hình 1.1: Sự phát triển của mạng SDH trong tương laiCác tiêu chuẩn của SDH được thực sự bắt đầu từ năm 1985 tại Hoa Kỳ với sự xuất hiện của mạng quang đồng bộ SONET (Synchronous Optical Network) Bắt đầu là sự nổ lực để tạo ra một mạng giao tiếp quang có thể hoạt động với tất cả các

hệ thống truyền dẫn khác nhau của các sản phẩm khác nhau (theo tiêu chuẩn Châu

Âu hoặc Châu Mỹ) Dần dần sau đó các tiêu chuẩn này được mở rộng dần lên để có thể xử lý cho mạng hiện tại và cả cho các loại tín hiệu trong tương lai cũng như được tính cho cả phương tiện vận hành và bảo dưỡng

Tháng 2 năm 1985 công ty Bellcore là công ty con của công ty Bell tại Hoa

Kỳ đã đề nghị phân cấp truyền dẫn mới nhằm mục đích khắc phục nhược điểm của

hệ thống cận đồng bộ PDH

Tháng 4 năm 1988, ITU-T đã đạt được sự thỏa thuận với viện chuẩn hóa Hoa

Kỳ ANST (Americal National Standards Institute) là thay đổi một số tiêu chuẩn mạng quang đồng bộ SONET để phù hợp với các giao diện PDH của Châu Âu

Tháng 11 năm 1988 các tiêu chuẩn đầu tiên với tốc độ, khung tín hiệu cho SDH với các luồng nhánh PDH đã đạt được phê chuẩn và sau đó là các tiêu chuẩn

về đồng bộ và quản lý mạng SDH cũng được ra đời

và các hoạt động được chỉ ra trong bộ tiêu chuẩn của ITU-T

SDH thực hiện một họ các tiêu chuẩn (hay giao thức) Nó có thể và sẽ giao tiếp với các mạng hiện có được xây dựng trên các tiêu chuẩn vùng SDH có thể và

sẽ trở thành một tiêu chuẩn công nghiệp cho thông tin sợi quang băng rộng toàn cầu Mạng thông tin này có thể được bổ sung bởi các hệ thống cáp đồng và vô tuyến cho các ứng dụng đường truyền cự ly ngắn và tốc độ thấp

Khi mạng số của quốc gia đã được truyển khai một phần thông qua các chuẩn SDH thì các vùng SDH này có thể được kết nối tới những vùng đã được triển khai với tiêu chuẩn phi SDH (thường được nói tới là các chuẩn cận đồng bộ PDH)

1.2 Các đặc điểm của SDH

1.2.1 Các nhược điểm của kỹ thuật PDH

Kỹ thuật cận đồng bộ PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) tuy đã có một quá trình phát triển và được ứng dụng trên mạng lâu dài nhưng PDH đã tỏ rõ nhiều nhược điểm và hạn chế như là không đáp ứng được các nhu cầu về dịch vụ Viễn thông ngày càng được phong phú và đa dạng trong hiện tại và tương lai Các nhược điểm của kỹ thuật cận đồng bộ PDH thể hiện trong các vấn đề nêu sau đây

Mạng PDH chủ yếu đáp ứng các dịch vụ điện thoại Đối với các dịch vụ mới như: truyền data, đa dịch vụ băng thông rộng ISDN, dịch vụ điện thoại truyền hình hoặc các dịch vụ phi thoại khác thì mạng PDH khó có thể đáp ứng được Do tốc độ cao nhất được chuẩn hóa của hệ thống PDH là 140Mbit/s nên không thể tạo ra được các xa lộ thông tin cho các tuyến Viễn thông quốc tế

Mạng PDH không linh hoạt trong việc kết nối các luồng liên lạc Khi có nhu cầu tách luồng (ví dụ cần tách luồng 2Mbit/s) từ một luồng có dung lượng lớn hơn (ví dụ 140Mbit/s), việc giải ghép cần phải qua đủ các cấp độ trung gian để hạ tốc độ luồng từ cao xuống cấp tương ứng, cũng như việc ghép luồng cũng cần phải trải qua đầy đủ các cấp từ cấp tốc độ thấp lên cấp tốc độ cao Điều này dẫn đến việc phải sử dụng các thiết bị trung gian làm cho hệ thống quản lý cồng kềnh, chất lượng kém

DDF: Khung phân bố số (Digital Distribution Frame)

OLTE: Thiết bị đầu cuối quang (Optical Line Terminal)

Hình 1.2: Xen tách luồng PDHCác thông tin về quản lý, giám sát, bão dưỡng không được liên kết trên toàn tuyến thông tin mà chỉ đối với từng đoạn truyền dẫn riêng lẻ Thủ tục bảo trì cho toàn tuyến phức tạp

Chưa có mã đường truyền thống nhất cho các hệ thống truyền dẫn Khả năng giám sát, quản lý chất lượng không cao

Dung lượng hệ thống bị hạn chế

Các hệ thống thông tin SDH được phát triển không chỉ khắc phục được các vấn đề trên mà còn bổ sung trên các dịch vụ mới và các công cụ quản lý tập trung mạnh

4 x 34Mbit/s

34 2

OLTE 140

34

140 34

OLTE

34 2DDFDDF

4 x 34Mbit/s

64 x 2 Mbit/s

140 Mbit/s

đề ra, đồng thời dựa trên sự phát triển của các công nghệ tiên tiến trên các lĩnh vực như công nghệ vi điện tử, công nghệ tự động hóa và điều khiển, công nghệ tin học, công nghệ truyền dẫn quang, nên hệ thống SDH có những ưu điểm được nêu ra sau đây.

Do khả năng tiêu chuẩn hóa cao toàn mạng về giao diện, các thiết bị xen/rẽ kênh ADM (Add/Drop Multiplexer), nối chéo luồng số đồng bộ SDXC (Synchronous Digital Cross Connection) và đầu cuối ghép kênh TM (Terminal Multiplexer) nên dễ lắp đặt và bão dưỡng Điều này làm cho giá thành hệ thống SDH giảm đi rất nhiều so với hệ thống PDH

Khả năng tách, ghép, tải các luồng tín hiệu thành phần từ luồng tín hiệu tổng hoàn toàn dễ dàng tại các giao diện ghép kênh

Cho phép mạng được quản lý hoàn toàn trực tiếp với kênh vận hành, quản lý

và bão dưỡng OA & M (Operation Administration & Mainternace)

Mạng SDH có khả năng chuyển tải hiệu quả và mềm dẻo các dịch vụ băng rộng

1.2.2.2 Nhược điểm

Ngoài các ưu điểm vượt trội so với các công nghệ truyền dẫn trước đó về dung lượng hệ thống, chất lượng dịch vụ, khả năng quản lý mạng SDH vẫn còn tồn tại một số đặc điểm sau đây

Việc quản lý các luồng ghép trong quá trình ghép kênh là phức tạp do phải ghi lại rõ sự tương quan về Phase giữa các tín hiệu luồng SDH và thông tin dẫn đường cho các khung tải trọng trong luồng Điều này được thể hiện rõ hơn trong chương III

Việc ghép xen byte trong SDH làm tăng khả năng trượt các khung tín hiệu so với kiểu ghép xen trong PDH

1.3 Kết luận

Tóm lại, chương này đã cung cấp các thông tin về lịch sử phát triển của SDH,

lý do ra đời của chuẩn phân cấp số đồng bộ SDH, trong đó có việc xem xét các

nhược điểm của phân cấp số cận đồng bộ PDH Đồng thời, các nội dung khái quát các đặc điểm của hệ thống phân cấp số đồng bộ SDH cũng đã được trình bày.

Chương II sẽ cung cấp các thông tin về nguyên lý ghép kênh SDH để hiểu rõ thêm về SDH

Chương II

NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH SDH

Chương này sẽ giới thiệu về nguyên lý ghép kênh của hệ thống truyền dẫn SDH Cụ thể là, mục 2.1 giới thiệu sơ lược về sơ đồ cấu trúc bộ ghép kênh SDH Mục 2.2 trình bày và phân tích các thành phần cơ bản của bộ ghép kênh SDH Trong mục 2.3 sẽ phân tích cấu trúc ghép các luồng STM_N Mục 2.4 sẽ đưa ra kết luận chương

2.1 Sơ đồ cấu trúc bộ ghép

2.1.1 Cấu trúc theo tiêu chuẩn ITU-T

Cấu trúc bộ ghép SDH theo khuyến nghị của hiệp hội viễn thông quốc tế

ITU-T được minh họa trong hình 2.1

Hình 2.1: Cấu trúc bộ ghép kênh theo khuyến nghị của ITU-TTrong hình 2.1 ở trên, các chữ viết tắt biểu thị cho các nội dung sau

STM: Synchronous Transport Module: Mođun truyền tải đồng bộ

AUG: Administrative Unit Group: Nhóm đơn vị quản lý

AU: Administrative Unit: Đơn vị quản lý

DS3 (44,736 Mbps) E3 (34,368 Mbps)

C-3 TUG-3 TU-3

E4 (139,264 Mbps)

DS2 (6,312 Mbps)

E1 (2,048 Mbps)

x3 x7

x4

x7 x1

x1

C-4

VC-12 VC-2

DS1(1,544 Mbps)

TU-x: Tributary Unit (cấp x): Đơn vị luồng cấp x.

TUG-x: Tributary Unit Group (cấp x): Nhóm đơn vị luồng cấp x

VC-x: Virtual Container (cấp x): Container ảo cấp x

C-x: Container (cấp x): Khối luồng cấp x

POH: Path Over Head: Từ mào đầu đường

SOH: Section Over Head: Từ mào đầu đoạn

Các thành phần trong cấu trúc bộ ghép phân cấp số đồng bộ và các thông số

cơ bản có thể được tham khảo qua các bảng 2.1, 2.2 và 2.3

Container

ảo VC-x

Đơn vị luồng TU-x

2.1.2.Các khuyến nghị của ITU-T về SDH

Tháng 11 năm 1988 các tiêu chuẩn đầu tiên về tốc độ, khung tín hiệu, các cấu trúc ghép, sự bố trí các tín hiệu nhánh PDH đã được phê chuẩn và sau đó là các tiêu chuẩn về đồng bộ và quản lý mạng SDH cũng được ra đời Các tiêu chuẩn này thuộc trong các khuyến nghị của ITU-T được trình bày dưới đây

G.707: Các tốc độ bit SDH

G.708: Giao diện nút mạng SDH

G.709: Cấu trúc ghép đồng bộ

G.773: Các bộ giao thức của giao diện Q

G.774: Mô hình thông tin quản lý SDH

G.782: Các kiểu và các đặc tính chung của thiết bị ghép SDH

G.783: Các đặc tính của khối chức năng thiết bị ghép SDH

G.784: Quản lý SDH

G.803: Cấu trúc mạng truyền dẫn dựa vào SDH

G.957: Các giao diện quang của thiết bị và hệ thống liên quang đến SDHG.958: Các hệ thống số SDH sử dụng cho cáp sợi quang

Bảng 2.3: Kích thước và tốc độ bit đầu ra của các phần tử.

Container C

Dung lượng (byte)

Tốc độ bit (Kbit)

C-11251600

C-12342176

C-21066784

C-375648384

C-42340149760Container ảo VC

Dung lượng (byte)

Tốc độ bit (Kbit/s)

VC-11261664

VC-12352240

VC-21076848

VC-376548960

VC-42349150339Đơn vị luồng TU

Dung lượng (byte)

Tốc độ bit (Kbit/s)

TU-11271728

TU-12362304

TU-21086912

TU-376849152Đơn vị quản lý AU

Dung lượng (byte)

Tốc độ bit (Kbit/s)

AU-378650304

AU-42358150912Đơn vị quản lý

AUG

Dung lượng (byte)

Tốc độ bit (Kbit/s)

AUG2358150912

2.2 Các thành phần cơ bản của cấu trúc bộ ghép

2.2.1 Đơn vị chứa thông tin đầu vào Container – C

Container là đơn vị truyền dẫn nhỏ nhất trong khung truyền dẫn phân cấp số đồng bộ, đây chính là nơi bố trí các luồng tín hiệu truyền dẫn có tốc độ tương ứng với từng loại của container, ví dụ các luồng số cận đồng bộ PDH, luồng tín hiệu truyền hình, luồng dữ liệu

Các loại container được sử dụng tương ứng với các luồng tốc độ PDH truyền dẫn khác nhau được chứa trong nó như trong bảng 2 4.

có thể là byte mang thông tin dữ liệu hoặc là một byte chèn thuần túy

Cấu trúc của container C tùy theo kích thước của từng cấp và tùy theo kích thước của luồng dữ liệu đầu vào mà người ta gắn container C tương ứng phù hợp

2.2.2 Container Ảo – VC (Virtual Container)

Container ảo trong cấu trúc bộ ghép có thể biểu diễn như trong công thức sau:

vị trí nơi Container sẽ đến và mang thông tin giám sát, bảo trì đường truyền

Có 2 loại Container ảo được sử dụng trong hệ thống ghép kênh SDH, bao gồm:

Container ảo cấp thấp – LOVC (Low Order Virtual Container) là các container

ảo có thể được ghép trong một container ảo lớn hơn Ứng với các VC cấp thấp là các container cấp thấp Các VC cấp thấp gồm VC-11, VC-12, VC-2 và đôi khi là VC-3

VC-11 = C-1 + VC-11-POH (Gồm 25 byte dữ liệu và 1 byte POH)VC-12 = C-12 + VC-12-POH (Gồm 34 byte dữ liệu và 1 byte POH)VC-2 = C-2 + VC-2-POH (Gồm 106 byte dữ liệu và 1 byte POH)VC-3 = C-3 + VC-3-POH (Gồm 756 byte dữ liệu và 9 byte POH)Container ảo cấp cao – HOVC (High Order Virtual Container) là các container

ảo có thể được truyền đi trực tiếp trong khung STM-1 VC ảo cấp cao là VC-4 và VC-3, trong đó

VC4= C4 + VC4-POH = 9 x 260 + 9 x 1

VC3= C3 + VC3-POH = 9 x 84 + 9 x 1

Trong trường hợp container ảo VC-3 được truyền trực tiếp vào khung STM-1 thì VC-3 được xem là container ảo cấp cao

2.2.3 Đơn vị luồng TU (Tributary Unit Group)

Đơn vị luồng TU gồm container ảo VC được gắn thêm con trỏ đơn vị luồng (TU- PTR) TU có thể được biểu diễn theo công thức như sau:

TU = VC + TU-PTR, như vậy :

TU-11 = VC-11 + TU-11 PTR = C-11 + POH + Pointer = 25 + 1 + 1TU-12 = VC-12 +TU-12 PTR = C-12 + POH + Pointer = 34 + 1 +1TU-2 = VC-2 + TU-2 PTR = C-2 + POH + Pointer = 106 + 1 +1

TU-3 = VC-3 + TU-3 PTR = C-3 + POH + Pointer = 756 + 9 byte POH + 3 byte Ponter

Mỗi con trỏ TU-3 gồm 3 byte Trường hợp 3 VC-3 được ghép vào VC-4 theo nguyên tắc xen byte rồi truyền đi trong AU-4 thì trong quá trình truyền dẫn sẽ có 2 cấp con trỏ được ghép vào, bao gồm AU-4 Pointer để chỉ vị trí VC-4 trong STM-1,

và 3 TU-3 Pointer (3 x 3 byte) gắn vào VC-4 để thông báo vị trí mỗi VC-3

2.2.4 Nhóm đơn vị luồng TUG (Tributary Unit Group)

Phần tử nhóm đơn vị luồng TUG là nơi sắp xếp tín hiệu các đơn vị luồng TU theo phương thức xen byte để tạo thành một luồng tín hiệu có tốc độ cao hơn và chuyển đến các VC cao hơn

Có 2 loại TUG, đó là:

TUG-2 = 4 x TU-11

TUG-2 = 2 x TU-12

Có 2 cách bố trí VC-12 vào TUG-2, bao gồm

Kiểu Floating là kiểu gắn VC-12 vào TUG-2 ở vị trí nào đó và sử dụng con trỏ liên kết với mỗi VC-12 để chỉ vị trí bắt đầu của nó trong TUG-2

Kiểu Locked là kiểu gắn VC-12 vào vị trí cố định trong TUG-2 và không cần

sử dụng con trỏ chỉ thị vị trí bắt đầu của VC-12 trong TUG-2:

có giá trị” NPI (Null pointer indication) NPI được sử dụng để xác định TUG-3

được tạo nên từ TU-3 hay TUG-2 Các byte con trỏ nằm trong TUG-2 sẽ định vị địa chỉ của VC-1x hoặc VC-2, chúng được sắp xếp trong hàng đầu tiên của cột TUG tương ứng.

VC-4 = 3xTUG-3 cột thứ nhất của VC-4 chứa VC-4 POH, cột thứ 2 và 3 chứa các byte chèn cố định, còn lại là phần được ghép xen byte

2.2.5 Đơn vị quản lý AU (Administration Unit)

Phần tử đơn vị quản lý bao gồm một container ảo bậc cao và con trỏ đơn vị quản lý Con trỏ đơn vị quản lý AU-PTR được gắn cố định trong khung STM-1 và các giá trị của nó được dùng để ghi nhận mối tương quan về phase giữa khung truyền dẫn và các VC bậc cao, đồng thời cũng để chỉ ra điểm bắt đầu của VC đó AU-PTR được gắn vào hàng thứ 4 của 9 cột đầu tiên trong khung STM-1

AU-3 = VC-3 + AU-3 PTRAU-4 = VC-4 + AU-4 PTR

2.2.6 Đơn vị quản lý AUG (Administration Unit Group)

AUG = n x AUĐơn vị quản lý AUG là một hoặc nhiều đơn vị quản lý AU được ghép lại với nhau theo phương thức ghép xen byte tạo thành một nhóm đơn vị quản lý AUG có cấu trúc khung giống như cấu trúc khung của STM-1 khi chưa có SOH

Mào đầu đoạn lặp (RSOH) chiếm 3 hàng và 9 cột

Mào đầu đoạn ghép (MSOH) chiếm 5 hàng và 9 cột

Con trỏ AU Ký hiệu là AU- PTR ghép vào hàng 4, cột 1 đến cột 9.Phần tải trọng tin (Payload) hay còn gọi là phần dữ liệu, dành để chứa các luồng VC trong quá trình ghép kênh Kích thước của tải trọng gồm có 261 cột

và 9 hàng

Hình 2.2: Cấu trúc khung STM-1

Tổng số byte trong khung STM-1 = 270 x 9 = 2430 byte

Tốc độ bit truyền của khung STM-1: STM-1 = 8 bit / byte x 2430 byte / khung

x 8.103 khung/s = 155,52 Mbit/s Đây chính là tốc độ bit của SDH được tính như sau:

RSTM_1= 8 b/B.2430B/k 8.103 k/s

2.2.8 Mào đầu đoạn SOH

Các chức năng quản lý mạng trong hệ thống SDH được thực hiện bởi ba tập byte mào đầu có tên là mào đầu đường, mào đầu đoạn ghép kênh và mào đầu đoạn lặp Nói khác đi, ta phải có khả năng nhận biết một "đường", một "đoạn ghép kênh" và một "đoạn tái tạo" của bất cứ kết nối điểm - điểm SDH nào Chức năng của các loại mào đầu gồm: thông báo kích thước khung truyền dẫn, giám sát hệ thống, giám sát lỗi, thực hiện các chức năng bão dưỡng, thực hiện các chức năng về điều khiển Hình 2.3 chỉ ra một kết nối điểm-điểm điển hình có giao tiếp với các mạng PDH

AU-PTRRSOH

MSOH

9 cột 276 cột 261 cột

9 hàng

Hình 2.3: Kết nối đầu-cuối SDHTrong đó:

MSTE là thiết bị kết cuối phần ghép kênh (Multiplex Section Terminating) PTE là thiết bị kết cuối tuyến (Path Terminal Equipment)

Một đường (path) là một kết nối logic giữa điểm mà tại đó một dạng khung chuẩn của tín hiệu có tốc độ đã cho được nhóm lại và điểm mà tại đó dạng khung chuẩn của tín hiệu được tách ra

Trong cấu trúc khung của module truyền cấp cơ sở STM-1 cũng như cấp STM-N, các từ mào đầu luôn là đối tượng được tách ra từ thông tin có ích

Ưu điểm của sự sắp xếp vị trí từ mào đầu trong cấu trúc khung là các byte từ mào đầu có thể được tra vấn, thay đổi vào bất kỳ thời điểm nào mà không cần phải phân kênh luồng tín hiệu hữu ích thành các kênh riêng lẻ

Đầu đoạn (section) trong SDH là một tuyến kết nối giữa các từ mào đầu đoạn SOH (Section OverHead) được xử lý tại tất cả các trạm truyền dẫn vì nó có chứa các thông tin cần thiết cho bão trì, bão dưỡng trên đoạn mà từ mào đoạn SOH có liên quan đến

Mào đầu truyền tải tin của STM-1 gồm 2 phần là mào đầu đoạn lặp RSOH (Regenerator Section OverHead), và mào đầu đoạn ghép kênh MSOH (Multiplex Section OverHead)

2.2.8.1 Mào đầu đoạn lặp RSOH

Một đoạn lặp (tái tạo) là một phần của phương tiện truyền dẫn bao gồm các

Một đoạn lặp rõ ràng có nghĩa là một tuyến SDH kết nối hai phần tử mạng liền kề và trong đó có ít nhất một phần tử là bộ lặp tái tạo Một đoạn ghép kênh là một tuyến SDH kết nối hai bộ ghép kênh SDH liền kề hoặc hai thiết bị kết cuối liền kề thực hiện một số chức năng ghép kênh

Vị trí mào đầu đoạn SOH trong khung truyền dẫn của SDH được thể hiện trong hình 2.4

SOH đoạn lặp

VC-3/VC-4

SOH đoạn ghép kênh

Hình 2.4: Khung STM-1 với các mào đầuMào đầu đoạn lặp nằm ở các hàng 1 tới 3 và cột 1 tới cột 9 AU-n, hay chính xác hơn là các con trỏ AU-3 hoặc AU-4 (sẽ được thảo luận trong Chương III) chiếm hàng số 4 từ cột số 1 tới cột số 9 Về mặt lý thuyết các byte con trỏ này có thể được xem là một phần của mào đầu đoạn ghép kênh Lưu ý rằng các con trỏ này và mào đầu đoạn truyền tải có vị trí cố định trong 1 khung 125 µs Nói theo cách khác, các byte con trỏ có pha cố định so với khung STM-1 Mặt khác mào

đầu đường (path overhead) VC-3 hoặc VC-4 có thể chiếm bất kỳ cột nào trong các cột từ số 10 tới 270 của khung STM-1 Ta nói rằng mào đầu đường là "động" hay "trôi nổi" so với khung 125 µs, tức là mào đầu đường VC-3/VC-4 có pha biến đổi so với khung STM-1, hay chính xác hơn là biến đổi so với các byte (A1, A2).Chức năng của mào đầu đoạn lặp được thể hiện qua các byte thành phần của RSOH Cụ thể là:

Sáu byte đầu tiên của mào đầu đoạn lặp của STM-1 là gồm ba byte A1 tiếp đến là ba byte A2 (xem hình 2.4) dùng cho mục đích đồng bộ khung Mẫu đồng bộ khung có dạng số hex F628 (≡ 1111 0110 0010 1000) Byte (A1, A2) sẽ được phân

bổ trong tất cả các tín hiệu STM-1 Như vậy, trong một khung STM-16, sẽ có 48 (≡ 16x3) cặp (A1, A2) bởi vì có 3 cặp (A1, A2) cho mỗi tín hiệu STM-1 Chức năng đồng bộ khung được sử dụng để đồng bộ giữa đầu phát và đâu thu

Byte J0: (dò vết) là byte duy nhất trong khung STM-1 Nó được dùng để truyền lặp đi lặp lại một đia chỉ điểm truy cập đoạn (Section Access Point Identification), nhờ đó một máy thu đoạn (section receiver) có thể kiểm tra tính liên tục kết nối của nó tới máy phát đã định Nội dung của bản tin này không bị hạn chế theo tiêu chuẩn do nó có thể được lập trình bởi người sử dụng tại cả hai đầu phát và thu

Byte B1: (BIP-8) được phân bổ trong mỗi STM-1 nhằm giám sát lỗi đoạn lặp Chức năng này là nhờ một mã kiểm tra chẵn lẻ 8 bit (Bit Interleaved Parity 8 code)

sử dụng luật chẵn lẻ chẵn B1 được tính toán trên tất cả các bít của khung STM-N trước đó sau khi thực hiện ngẫu nhiên hóa Việc tính toán này được thực hiện trên

cơ sở từng bit một B1 sau khi tính toán được đặt vào vị trí của B1 trong khung STM-1 thứ nhất trước khi ngẫu nhiên hóa Byte B1 này được chỉ định duy nhất cho STM-1 thứ nhất của một tín hiệu STM-N

Byte F1: là kênh người sử dụng và được dành riêng cho mục đích người điều hành mạng và được dùng để truyền số liệu trong các ứng dụng bảo dưỡng trạm lặp

chuỗi các đoạn lặp Nếu một trạm lặp phát hiện có sự cố trong đoạn lặp của nó, nó

có thể chèn vào byte này một chuỗi 6 bít để nhận dạng trạm lặp và một mã 2 bit

để xác định bản chất sự cố Byte này được xác định duy nhất cho STM-1 thứ nhất của một tín hiệu STM-N

Byte E1: byte này dùng làm kênh nghiệp vụ Như tất cả các byte khác của khung, nó có số lần lặp trong một giây là 8000 lần, tạo ra một kênh 64 Kbit/s, có thể được dùng cho các kết nối thoại/số liệu phục vụ các mục đích bảo trì các trạm lặp Byte E1 được xác định duy nhất cho khung STM-1 thứ nhất của một tín hiệu STM-N

Kênh thông tin số liệu (DCC) gồm các byte D1, D2 và D3 là một kênh bản tin 192 kbit/s Kênh này dành cho việc tạo ra các bản tin từ bên trong hay bên ngoài và bản tin đặc biệt của nhà sản xuất Các byte này được xác định duy nhất cho STM-1 thứ nhất của một tín hiệu STM-N Kênh DCC phục vụ các mục đích vận hành, bảo dưỡng và quản lý các trạm lặp trên đường truyền SDH

2.2.8.2 Mào đầu đoạn ghép kênh MSOH

Mào đầu đoạn ghép kênh MSOH (Multiplex Section OverHead) nằm ở hàng thứ 5 tới thứ 9 cột từ 1 tới 9 như trong hình 2.2

Các MSOH chỉ có tác dụng giữa các trạm xen tách hoặc đầu cuối với nhau mà không có tác dụng đối với các trạm lặp (các byte MSOH không phải xử lý các trạm lặp)

Tương tự như RSOH, chức năng mào đầu đoạn ghép được thể hiện qua các byte cấu tạo nên MSOH Cụ thể là:

Byte B2: Có ba byte B2, không phải là một như trong phần mào đầu đoạn lặp, được phân bổ trong mỗi STM-1 để giám sát lỗi của một đoạn ghép Chức năng này là nhờ một mã kiểm tra chẵn lẻ 24 bit (BIP-24) sử dụng luật chẵn lẻ chẵn BIP-

24 có mặt trong tất cả các khung STM-1 của khung tín hiệu STM-N BIP-24 được tính toán trên tất cả các bit trong khung STM-1, ngoại trừ ba hàng đầu tiên của mào

đầu đoạn lặp RSOH và đặt vào các byte B2 trong vùng mào đầu đoạn ghép MSOH của khung kế tiếp trước khi thực hiện ngẫu nhiên hóa Ví dụ kết quả của BIP-24 của khung tín hiệu STM-1 thứ n sẽ được đặt vào 3 byte B2 của khung STM-1 thứ n+1 BIP-24 không phải tính toán lại tại mỗi trạm lặp mà được tính toán lại tại mỗi bộ ghép kênh BIP-n được hình thành trên cơ sở các nhóm n bit, cụ thể như sau.

Bít thứ nhất của từ mã BIP-n được tạo nên bởi tất cả các bít thứ nhất của các nhóm n bit cần giám sát

Bít thứ hai của BIP-n được tạo ra trên cơ sở các bít thứ hai của các nhóm n bit đó và cứ như vậy đến khi bit thứ n của từ mã BIP-n được tạo ra

Giá trị của mỗi bit của BIP-n được xác định theo qui ước chẵn lẻ

Các byte bảo vệ tự động K1, K2: dành cho báo hiệu chuyển mạch bảo vệ tự động (APS- Automatic Protection Switching), chúng hình thành kênh truyền thông tin cảnh báo và lệnh chuyển mạch dự phòng khi hệ thống chính có sự cố Hai byte này được xác định duy nhất cho khung STM-1 thứ nhất của tín hiệu STM-N Chi tiết về hoạt động của các byte này sẽ được trình bày trong Chương III

Byte E2: (orderwire) được sử dụng làm kênh nghiệp vụ tốc độ 64 kbit/s Kênh này được sử dụng để truyền thông tin thoại khi bảo dưỡng các trạm ghép hay xen/tách kênh hay các đầu cuối xa (remote terminal) Byte này cũng chỉ được xác định duy nhất cho STM-1 thứ nhất của tín hiệu STM-N

Kênh thông tin số liệu 576 Kbit/s (D4 ∼ D12), thực hiện các chức năng giống như chức năng của các byte D1∼D3 của mào đầu đoạn lặp Tức là dùng cho việc vận hành và quản lý bộ ghép kênh trên đường truyền SDH Các byte này cũng chỉ được ấn định cho khung STM-1 thứ nhất của tín hiệu STM-N

Các byte Z1, Z2: Bốn byte này được dùng trong tương lai Hiện nay giá trị của chúng chưa được qui định và chức năng cũng chưa được định nghĩa

mô phỏng bởi tín hiệu AIS đoạn ghép.

Bảng 2.6: Giá trị byte M1 trong các khung STM-1

Byte M1

234 5678

Diễn giải(số khối bị lỗi)

Byte M1

234 5678

Diễn giải(số khối bị lỗi)

Byte S1: sử dụng các bit từ 5 tới 8 để truyền bản tin (SSM) trạng thái đồng

bộ Cụ thể là chỉ số chất lượng Q của đồng hồ trạm này truyền tới trạm khác Bảng 2.5 chỉ ra giá trị các bít thành phần cho bốn mức đồng bộ theo chuẩn ITU-T Trong

bảng này có hai thành giá trị các thành phần bít cần chú ý đó là chỉ ra rằng chất lượng đồng bộ chưa được xác định và để ra hiệu rằng các đoạn truyền dẫn này không nên sử dụng cho đồng bộ Các mã còn lại được dành cho các mức chất lượng được định nghĩa bởi các nhà quản lý riêng.

Bảng 2.7: Giá trị byte M1 trong các khung STM-4

Byte M1

234 5678

Diễn giải(số khối bị lỗi)

Byte M1

234 5678

Diễn giải(số khối bị lỗi)

Lứu ý: Bít 1 không được sử dụng

Bảng 2.8: Giá trị byte M1 trong các khung STM-16

Byte M1

1234 5678

Diễn giải(số khối bị lỗi)

Byte M1

1234 5678

Diễn giải(số khối bị lỗi)

Các bít từ 1-4 của S1 được sử dụng riêng bởi nhà khai thác mạng

2.2.9 Mào đầu đường POH

Từ mào đầu đường POH (Path OverHead) được ghép ở cấp độ container ảo

VC, nó chứa tất cả các thông tin cần thiết bảo đảm cho sự vận chuyển của các

container Các thông tin về trạng thái của tất cả các luồng số có thể biết được nhờ giá trị dữ liệu của từ mào đường POH.

Các thông tin chứa trong từ mào đầu đường POH chỉ được xử lý khi giao tiếp với luồng số cận đồng bộ hoặc là xử lý bởi các thiết bị kết nối chéo số đồng bộ SDXC (Synchronous Digital Cross Connect) để thực hiện việc tách ghép các container ảo VC

Tương ứng với hai loại container ảo bậc cao và container ảo bậc thấp thì từ mào đầu đường cũng chia làm hai loại là từ mào đầu đường bậc cao (HPOH – VC),

và từ mào đầu đường bậc thấp (LO POH – VC)

2.2.9.1 Mào đầu đường bậc cao - HO POH

Mào đầu đường POH (Path OverHead) được ghép ở cấp độ container ảo VC POH chứa tất cả các thông tin cần thiết đảm bảo cho sự vận chuyển của các container Các thông tin về trạng thái của tất cả các luồng số có thể biết được nhờ các giá trị dữ liệu của mào đầu đường POH

Mào đầu đường VC-3/VC-4 được gọi là mào đầu đường cấp cao, gồm 9 byte (xem bảng 2.8) dò vết đường J1, giám sát lỗi đường B3, nhãn tín hiệu C2, trạng thái đường G1, kênh người sử dụng tuyến F2, chỉ thị đa khung H4, kênh người sử dụng tuyến F3, kênh chuyển mạch bảo vệ tự động K3 và byte cho người điều hành mạng N1 Các byte mào đầu này có thể được phân loại thành các byte như: byte thông tin điểm - điểm là byte J1, B3, C2 và G1, các byte chỉ định tải tin

là byte H4, F2 và F3, byte người điều hành mạng là byte N1 Cấu trúc và chức năng của byte mào đầu đường VC-3/VC-4 POH được thể hiện ở bảng 2.9

Mục đích của byte J1 (byte J1 hay còn gọi là byte tạo vết đường) là truyền lặp đi lặp lại một mẫu nhận dạng điểm truy cập đường cấp cao của VC-n để đầu cuối đường thu có thể xác minh sự kết nối liên tục của nó tới máy phát đã định Mẫu nhận dạng điểm truy cập đường có thể sử dụng chuỗi có dạng tự do gồm 64 byte hoặc mẫu dạng E.164 gồm 16 byte, 15 byte tiếp theo được sử dụng để truyền 15 ký

tự ASCII được yêu cầu cho dạng số E.164 Byte J1 là byte đầu tiên của các khung

container ảo bậc cao VC-4 và VC-3 Vị trí của byte J1 trong khung STM-1 được chỉ ra bởi con trỏ AU-4 và con trỏ AU-3.

Bảng 2.9: Cấu trúc và chức năng VC-3/ VC-4 POH

J1 Nhận dạng điểm truy nhập tuyến VC-3 hoặc VC-4

B3 BIP-8 (8 bit Byte Interleaved Parity Chek)

K3 Kênh điều khiển APS các tuyến VC-3 hoặc VC-4

N1 Giám sát điểm chuyển tiếp tuyến VC-3/ VC-4 POH

Dạng mẫu là một khung 16 byte được xác định để truyền số E.164 Byte đầu của chuỗi là một dấu bắt đầu khung và chứa kết quả của phép tính mã vòng đa thức

có dư CRC-7 qua khung trước đó CRC-7 có đa thức sau:

Bảng 2.10: Các ký tự ASCII cho dạng số E.164

0XXXXXXX Ký tự ASCII của chuỗi E.164

CCCCCCCC Kết quả của tính toán mã vòng đathức có dư

CRC-7 của khung trước đó

Byte C2 là byte nhãn tín hiệu dùng để chỉ rõ cấu tạo tải tin hay nói cách khác là thông báo kiểu bố trí được sử dụng trong việc hình thành container ảo bậc cao VC-4 hoặc VC-3 Tại đầu thu, tín hiệu sau khi giải ngẫu nhiên thì trừ giá trị C= 0000 0000 còn các giá trị khác của C2 có nghĩa là sử dụng container ảo VC-4 hoặc VC-3 Các ứng dụng của byte nhãn hiệu được thể hiện ở bảng 2.11

Byte G1 là byte trạng thái đường (path status byte) B y t e G1 được dùng

để truyền ngược về thiết bị phát bản tin về trạng thái tuyến hay đường (path) và hiệu suất của tuyến.Tính năng này cho phép trạng thái và hiệu suất tuyến (path) của một đường hoàn toàn song công được giám sát tại bất kỳ đầu nào trong hai đầu thu phát và tại bất kỳ điểm nào dọc theo đường (path)

Trong mỗi byte 8 bit ta có thể có phân ra thành các loại sau: (a) không bit lỗi, (b) 1 bit lỗi, (c) 2 bit lỗi, (d) 3 bit lỗi, (e) 4 bit lỗi, (f) 5 bit lỗi, (g) 6 bit lỗi, (h) 7 bit lỗi, (i) 8 bit lỗi Do đó có 9 khả năng 23 < 9 < 24 Bit 5 của byte G1 dùng cho chỉ thị sự cố đầu xa (các tiêu chuẩn có thể sửa chức năng này bằng việc sử dụng ba bit (như trong hình 2.8) Hiện nay các bit 6, 7 và 8 chưa được ấn định

Bảng 2.11: C2, các ứng dụng của byte nhãn tín hiệu

Mã C2 (nhị phân) Mã C2 (Hex) Loại tải tin