Bài Tiểu luận: CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN THÔNG TIN QUANG

CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN THÔNG TIN QUANG I. GIỚI THIỆU Từ khi hình thành cho đến nay, mạng điện thoại chủ yếu để truyền tín hiệu tiếng nói (tín hiệu ở đầu ra máy điện thoại, còn gọi là tín hiệu thoại). Trước năm 1970, để truyền đi xa mạng điện thoại thường sử dụng tín hiệu tương tự (analog) và ghép kênh theo tần số (FDM). Phương tiện truyền dẫn chủ yếu sử dụng dây kim loại trần hoặc cáp đồng trục. Hệ thống truyền dẫn analog này có dung lượng và chất lượng thấp, chi phí cho khai thác bảo dưỡng rất lớn. Ðầu những năm 1970, các hệ thống truyền dẫn số (digital) bắt đầu phát triển. Trên các hệ thống này chủ yếu sử dụng điều chế mã xung (PCM) và ghép kênh theo thời gian (TDM). Nhờ kỹ thuật PCM mà tín hiệu thoại analog có băng tần (0~4)kHz được chuyển thành tín hiệu digital có tốc độ 64 kbs. Các bước thực hiện PCM có thể tóm tắt như sau: Tín hiệu Analog > San bằng > Lấy mẫu > Lượng tử hóa > Mã hóa > Tín hiệu số. Nhưng nếu truyền riêng biệt từng kênh 64kbs trên dây cáp đồng (hoặc vi ba) sẽ rất lãng phí. Vì vậy, người ta ghép các kênh số 64 kbs thành các luồng số có tốc độ cao hơn như ghép 24 kênh số 64 kbs để thành luồng số 1,544 Mbs (ở Bắc Mỹ và Nhật Bản) hoặc 30 kênh số 64 kbs để thành luồng số 2,048 Mbs (ở châu Âu) rồi mới truyền đi (gọi là luồng cấp 1). Từ các luồng cấp 1 này lại tiến hành ghép để có được các luồng số có tốc độ cao hơn. Hệ thống ghép kênh số như vậy gọi là Hệ phân cấp số cận đồng bộ PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy). Tuy nhiên với nhu cầu ngày càng cao về tốc độ cũng như đòi hỏi có sự đồng bộ giữa các hệ thống mạng trên toàn cầu thì kĩ thuật cận đồng bộ PDH không còn phù hợp nữa. Xuất phát từ thực tế đó, các nhà khoa học trong lĩnh vực này đã dày côn nghiên cứu và cho ra đời kĩ thuật phân cấp đồng bộ SDH (Synchronous Digital Hierachy). II. NỘI DUNG. 1. Phân cấp cận đồng bộ PDH (Plesiochronous Digital Hierachy) 1.1. Khái niệm truyền dẫn cận đồng bộ (PDH) Vì các luồng 2Mbits được tạo ra từ các thiết bị ghép kênh khác nhau, nên tốc độ bit có khác nhau một chút. Do đó, trước khi ghép các luồng này thành một luồng tốc độ cao hơn phải hiệu chỉnh cho tốc độ bit của chúng bằng nhau, tức là phải chèn thêm các bit giả. Mặc dù tốc độ các luồng đầu vào là như nhau, nhưng phía thu không thể nhận biết được vị trí của các luồng đầu vào trong luồng đầu ra. Kiểu ghép kênh như vậy gọi là cận đồng bộ PDH (Plesiochronous Digital Hierachy). 1.2.Ghép kênh. 1.3. Tiêu chuẩn.  Tiêu chuẩn NHẬT.  Tiêu chuẩn Bắc Mỹ.  Tiêu chuẩn Châu Âu. 1.4. Nhược điểm của PDH.  Mạng PDH chủ yếu đáp ứng dịch vụ điện thoại, đối với dịch vụ mới như: mạng ISDN, truyền data, dịch vụ điện thoại truyền hình…thì mạng PDH khó có thể đáp ứng được.  Mạng PDH không linh hoạt trong việc kết nối các luồng liên tục.  Thủ tục bảo trì cho toàn tuyến phức tạp.  Chưa có tiêu chuẩn chung cho thiết bị dường dây.  Có nhiều thiết bị ghép luồng.  Hệ thống PDH thiếu các phương tiện giám sát, đo thử từ xa mà chỉ tiến hành tại chỗ. 2. Phương pháp đồng bộ SDH (Synchronous Digital Hierachy) 2.1. Khái niệm SDH Để hiểu đúng khái niệm về SDHSONET, trước hết ta cần hiểu đúng thế nào là đồng bộ, không đồng bộ và cận đồng bộ. Trong tập các tín hiệu đồng bộ, việc chuyển tiếp số liệu trong tín hiệu xảy ra ở chính xác cùng một tốc độ. Tuy nhiên vẫn có sự lệch pha giữa những lần chuyển giao của hai tín hiệu, và sự lệch pha này nằm trong giới hạn cho phép. Sự lệch pha này có thể 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 của PRC là 1012 1011 và được lấy từ đồng hồ nguyên tử Cesium. Hai tín hiệu số là cận đồng bộ nếu sự chuyển tiếp xảy ra gần như ở cùng tốc độ, và bất kỳ sự thay đổi nào cũng được cưỡng bức trong một giới hạn nhỏ. Ví dụ nếu có hai mạng tương tác với nhau, xung đồng hồ của chúng có thể lấy từ hai PRC khác nhau. Mặc dù các PRC này vô cùng chính xác, nhưng vẫn có sự khác nhau giữa hai loại. Điều này gọi là sự sai khác cận đồng bộ. Trong trường hợp mạng không đồng bộ, sự chuyển giao tín hiệu không nhất thiết phải xảy ra ở cùng tốc độ. Trong trường hợp này, không đồng bộ có nghĩa là sai khác giữa hai đồng hồ lớn hơn sai khác cận đồng bộ. Ví dụ, nếu hai đồng hồ lấy từ dao động thạch anh tự do, chúng được gọi là không đồng bộ. Phân cấp số cận đồng bộ SDH và mạng quang đồng bộ SONET chỉ một tập hợp các tốc độ truyền dẫn bằng cáp sợi quang có thể truyền tải tín hiệu số với dung lượng khác nhau. Người ta chấp nhận rộng rãi rằng một phương thức ghép kênh mới có thể được đồng bộ và không chỉ dựa trên việc chèn bit, gọi là PDH, mà còn dựa trên việc chèn byte, là các cấu trúc ghép kênh từ 64kbits đến tốc độ cơ sở 1,544kbits (1,5Mbits) và 2,048kbits (2Mbits). SDH được định nghĩa bởi Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI), được sử dụng ở rất nhiều nước trên thế giới. Nhật Bản và Bắc Mỹ cũng xây dựng các tiêu chuẩn về SDH riêng. SONET do Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ phát triển và được ứng dụng ở Bắc Mỹ. Các tổng đài số thường được dùng trong mạng số phân cấp đồng bộ hóa. Mạng được tổ chức theo quan hệ chủtớ (masterslave) với đồng hồ của các node cao hơn cung cấp tín hiệu đồng hồ cho các node thấp hơn.Tất cả các node có thể truy ngược đến nguồn đồng hồ chuẩn. Nguồn đồng hồ chuẩn PRC có độ chính xác là 1x1011 theo khuyến nghị G.811 của ITUT. 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 ITUT. Các cấp đồng hồ đồng bộ trong hệ thống SDH  Ưu điểm:  Đơn giản hóa mạng lưới  Mạng SDH tương thích với tất cả tín hiệu PDH  Tốc độ 140Mbs đầu tiên được tiêu chuẩn hóa trên thế giới  Cấu trúc khung đơn giản  Có các kênh riêng cho giám sát quản lý,đo thử hoặc điều khiển trong phần mạng quản lý  Tất cả các tín hiệu PDH tốc độ nhỏ hơn 140Mbs đều có thể được ghép ở mức thấp nhất STM1(155Mbs)  Có khả năng truyền tải hiệu quả và mềm dẻo các dịch vụ băng thông 2.2. Nguyên tắc ghép kênh và cấu trúc khung 2.2.1. Nguyên tắc ghép 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 ghép lại thành nhiều bước, mỗi bước lại được đưa vào các bit điều khiển, quản lý và phối hợp tốc độ. Khi đó, đầu ra được một luồng đồng bộ cơ sở. Các luồng đồng bộ cơ sở được nâng lên N lần thành các luồng đồng bộ cấp N. Cấu trúc bộ ghép SDH như hình sau. Cấu trúc bộ ghép SDH G.709 ITUT Các chữ số trong hình này liên quan đến các tốc độ truyền dẫn cận đồng bộ như sau: 11 Tương ứng với 1554 Kbits 12 Tương ứng với 2048 Kbits 21 Tương ứng với 6312 Kbits 22 Tương ứng với 8448 Kbits 31 Tương ứng với 34368 Kbits 32 Tương ứng với 44736 Kbits 4 Tương ứng với 139264 Kbits Chữ số đầu tiên đại diện cho mức phân cấp truyền dẫn như quy định trong G702 Tốc độ bit của các cấp truyền dẫn số, và chữ số thứ hai đặc trưng cho tốc độ thấp hơn (1) và cao hơn (2). Còn chữ số 4 là mức thứ 4, bằng 140 Mbits có trong tiêu chuẩn Châu Âu và Bắc Mỹ. Các khối có ký hiệu và chức năng sau đây: • Cn: (n = 1>4) là các contener: Phần tử này có kích thước đủ để chứa các byte tải trọng thuộc một trong các luồng cận đồng bộ. • VCn: là các contener ảo: + Contener ảo cơ sở (n = 1,2): gồm một Cn (n = 1,2) đơn cộng thêm các byte mang thông tin điều khiển và giám sát tuyến nối hai VCn này và gọi là POH. + Contener ảo bậc cao hơn VCn (n = 3,4): gồm một Cn (n = 3,4) đơn và tập hợp các nhóm khối nhánh (TUG2S) hoặc một tập của TU3S cùng với các byte mang thông tin điều khiển và giám sát tuyến nối hai VCn và được gọi là POH. Con trỏ được sử dụng để tìm các phần khác nhau của AU và TU gọi là container ảo VC. Con trỏ AU xác định ở VC bậc cao hơn và con trỏ TU xác định ở VC bậc thấp hơn. Ví dụ AU3 gồm VC3 cộng với một con trỏ, TU2 gồm VC2 cộng với một con trỏ. Một VC là một thực thể tải chạy trên mạng được tạo ra và hủy đi ở điểm kết cuối dịch vụ hoặc ở gần điểm đó. Các tín hiệu lưu lượng PDH được ánh xạ tới các container với kích thước phù hợp với yêu cầu băng thông, sử dụng các bit đơn để bám tốc 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 đầu được tái tạo lại. Mỗi tín hiệu PDH được ánh xạ vơi VC của nó, và các VC với cùng kích thước không đáng kể được ghép lại bằng cách chèn byte tạo thành

CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN

THÔNG TIN QUANG

I GIỚI THIỆU

Từ khi hình thành cho đến nay, mạng điện thoại chủ yếu để truyền tín hiệu tiếng nói (tín hiệu ở đầu ra máy điện thoại, còn gọi là tín hiệu thoại) Trước năm 1970, để truyền đi xa mạng điện thoại thường sử dụng tín hiệu tương tự (analog) và ghép kênh theo tần số (FDM) Phương tiện truyền dẫn chủ yếu sử dụng dây kim loại trần hoặc cáp đồng trục Hệ thống truyền dẫn analog này có dung lượng và chất lượng thấp, chi phí cho khai thác bảo dưỡng rất lớn

Ðầu những năm 1970, các hệ thống truyền dẫn số (digital) bắt đầu phát triển Trên các hệ thống này chủ yếu sử dụng điều chế mã xung (PCM) và ghép kênh theo thời gian (TDM) Nhờ kỹ thuật PCM mà tín hiệu thoại analog có băng tần (0~4)kHz được chuyển thành tín hiệu digital có tốc độ

64 kb/s Các bước thực hiện PCM có thể tóm tắt như sau:

Tín hiệu Analog > San bằng > Lấy mẫu > Lượng tử hóa > Mã hóa > Tín hiệu số

Nhưng nếu truyền riêng biệt từng kênh 64kb/s trên dây cáp đồng (hoặc vi ba) sẽ rất lãng phí Vì vậy, người ta ghép các kênh số 64 kb/s thành các luồng số có tốc độ cao hơn như ghép 24 kênh số 64 kb/s để thành luồng số 1,544 Mb/s (ở Bắc Mỹ và Nhật Bản) hoặc 30 kênh số 64 kb/s để thành luồng số 2,048 Mb/s (ở châu Âu) rồi mới truyền đi (gọi là luồng cấp 1) Từ các luồng cấp 1 này lại tiến hành ghép để có được các luồng số có tốc độ cao hơn Hệ thống ghép kênh số như vậy gọi là Hệ phân cấp số cận đồng bộ PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) Tuy nhiên với nhu cầu ngày càng cao về tốc độ cũng như đòi hỏi có sự đồng

bộ giữa các hệ thống mạng trên toàn cầu thì kĩ thuật cận đồng bộ PDH không còn phù hợp nữa Xuất phát từ thực tế đó, các nhà khoa học trong lĩnh vực này đã dày côn nghiên cứu và cho ra đời kĩ thuật phân cấp đồng

bộ SDH (Synchronous Digital Hierachy)

II NỘI DUNG.

1 Phân cấp cận đồng bộ PDH (Plesiochronous Digital Hierachy)

1.1 Khái niệm truyền dẫn cận đồng bộ (PDH)

Vì các luồng 2Mbit/s được tạo ra từ các thiết bị ghép kênh khác nhau, nên tốc độ bit có khác nhau một chút Do đó, trước khi ghép các luồng này thành một luồng tốc độ cao hơn phải hiệu chỉnh cho tốc độ bit

của chúng bằng nhau, tức là phải chèn thêm các bit giả Mặc dù tốc độ các luồng đầu vào là như nhau, nhưng phía thu không thể nhận biết được

vị trí của các luồng đầu vào trong luồng đầu ra Kiểu ghép kênh như vậy gọi là cận đồng bộ PDH (Plesiochronous Digital Hierachy)

1.2.Ghép kênh.

1.3 Tiêu chuẩn.

 Tiêu chuẩn NHẬT.

 Tiêu chuẩn Bắc Mỹ.

 Tiêu chuẩn Châu Âu.

6,312 X5 32,064 X3 97,728 X4 394,2 IPAN

USA 1,544 X4 6,312 X7 44,736 X6 274,17

2,048 X4 8,3488 X4 34,368 X4 139,26

DDF : Digital Distribution Frame DME : Digital Multiplexer

Equipment OLTE : Optical Line Terminal Equipment

6

1

6

3

1 3

6 8

11

1 4

2 4 5 7

9 1 0 1 2 1 3 1 51 6

5

7

4

3

1

2

6

8

6

2

6

4

D

4 M E

O L T E

64x2

Mbit/s

2 Mbit/s 8 Mbit/s DDF

D

2 M E D

2 M E

D

2 M E

D

3 M E

D

3 M E

D

3 M E

D

3 M E

GhÐp kªnh PDH

1.4 Nhược điểm của PDH.

 Mạng PDH chủ yếu đáp ứng dịch vụ điện thoại, đối với dịch

vụ mới như: mạng ISDN, truyền data, dịch vụ điện thoại truyền hình…thì mạng PDH khó có thể đáp ứng được

 Mạng PDH không linh hoạt trong việc kết nối các luồng liên tục

 Thủ tục bảo trì cho toàn tuyến phức tạp

 Chưa có tiêu chuẩn chung cho thiết bị dường dây

 Có nhiều thiết bị ghép luồng

 Hệ thống PDH thiếu các phương tiện giám sát, đo thử từ xa

mà chỉ tiến hành tại chỗ

2 Phương pháp đồng bộ SDH (Synchronous Digital Hierachy)

2.1 Khái niệm SDH

Để hiểu đúng khái niệm về SDH/SONET, trước hết ta cần hiểu đúng thế nào là đồng bộ, không đồng bộ và cận đồng bộ Trong tập các tín hiệu đồng bộ, việc chuyển tiếp số liệu trong tín hiệu xảy ra ở chính xác cùng một tốc độ Tuy nhiên vẫn có sự lệch pha giữa những lần chuyển giao của hai tín hiệu, và sự lệch pha này nằm trong giới hạn cho phép Sự lệch pha này có thể 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 của PRC là 10-12 - 10-11 và được lấy từ đồng hồ nguyên tử Cesium

Hai tín hiệu số là cận đồng bộ nếu sự chuyển tiếp xảy ra gần như ở cùng tốc độ, và bất kỳ sự thay đổi nào cũng được cưỡng bức trong một giới hạn nhỏ Ví dụ nếu có hai mạng tương tác với nhau, xung đồng hồ của chúng có thể lấy từ hai PRC khác nhau Mặc dù các PRC này vô cùng chính xác, nhưng vẫn có sự khác nhau giữa hai loại Điều này gọi là sự sai khác cận đồng bộ

Trong trường hợp mạng không đồng bộ, sự chuyển giao tín hiệu không nhất thiết phải xảy ra ở cùng tốc độ Trong trường hợp này, không đồng bộ có nghĩa là sai khác giữa hai đồng hồ lớn hơn sai khác cận đồng

bộ Ví dụ, nếu hai đồng hồ lấy từ dao động thạch anh tự do, chúng được gọi là không đồng bộ Phân cấp số cận đồng bộ SDH và mạng quang đồng bộ SONET chỉ một tập hợp các tốc độ truyền dẫn bằng cáp sợi quang có thể truyền tải tín hiệu số với dung lượng khác nhau

Người ta chấp nhận rộng rãi rằng một phương thức ghép kênh mới có thể được đồng bộ và không chỉ dựa trên việc chèn bit, gọi là PDH, mà còn dựa trên việc chèn byte, là các cấu trúc ghép kênh từ 64kbit/s đến tốc độ

cơ sở 1,544kbit/s (1,5Mbit/s) và 2,048kbit/s (2Mbit/s)

SDH được định nghĩa bởi Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI),

được sử dụng ở rất nhiều nước trên thế giới Nhật Bản và Bắc Mỹ cũng xây dựng các tiêu chuẩn về SDH riêng SONET do Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ phát triển và được ứng dụng ở Bắc Mỹ

Các tổng đài số thường được dùng trong mạng số phân cấp đồng bộ hóa Mạng được tổ chức theo quan hệ chủ-tớ (master-slave) với đồng hồ của các node cao hơn cung cấp tín hiệu đồng hồ cho các node thấp

hơn.Tất cả các node có thể truy ngược đến nguồn đồng hồ chuẩn Nguồn đồng hồ chuẩn PRC có độ chính xác là 1x10-11 theo khuyến 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

Các cấp đồng hồ đồng bộ trong hệ thống SDH

 Ưu điểm:

 Đơn giản hóa mạng lưới

 Mạng SDH tương thích với tất cả tín hiệu PDH

 Tốc độ 140Mb/s đầu tiên được tiêu chuẩn hóa trên thế giới

 Cấu trúc khung đơn giản

 Có các kênh riêng cho giám sát quản lý,đo thử hoặc điều khiển trong phần mạng quản lý

 Tất cả các tín hiệu PDH tốc độ nhỏ hơn 140Mb/s đều có thể được ghép ở mức thấp nhất STM1(155Mb/s)

 Có khả năng truyền tải hiệu quả và mềm dẻo các dịch vụ băng thông

2.2 Nguyên tắc ghép kênh và cấu trúc khung

2.2.1 Nguyên tắc ghép

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 ghép lại thành nhiều bước, mỗi bước lại

được đưa vào các bit điều khiển, quản lý và phối hợp tốc độ Khi đó, đầu

ra được một luồng đồng bộ cơ sở Các luồng đồng bộ cơ sở được nâng lên N lần thành các luồng đồng bộ cấp N Cấu trúc bộ ghép SDH như hình sau

Cấu trúc bộ ghép SDH G.709 ITU-T

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

bộ như sau:

11 Tương ứng với 1554 Kbit/s

12 Tương ứng với 2048 Kbit/s

21 Tương ứng với 6312 Kbit/s

22 Tương ứng với 8448 Kbit/s

Chữ số đầu tiên đại diện cho mức phân cấp truyền dẫn như quy định trong G702 - "Tốc độ bit của các cấp truyền dẫn số", và chữ số thứ hai đặc trưng cho tốc độ thấp hơn (1) và cao hơn (2) Còn chữ số 4 là mức thứ 4, bằng 140 Mbit/s có trong tiêu chuẩn 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 byte tải 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 các byte 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 và tập hợp các nhóm khối nhánh (TUG-2S) hoặc một tập của TU-3S cùng với các byte mang thông tin điều khiển và giám sát tuyến nối hai VC-n và được gọi là POH

Con trỏ được sử dụng để tìm các phần khác nhau của AU và TU gọi là container ảo VC Con trỏ AU xác định ở VC bậc cao hơn và con trỏ

TU xác định ở VC bậc thấp hơn Ví dụ AU-3 gồm VC-3 cộng với một con trỏ, TU-2 gồm VC-2 cộng với một con trỏ

Một VC là một thực thể tải chạy trên mạng được tạo ra và hủy đi ở điểm kết cuối dịch vụ hoặc ở gần điểm đó Các tín hiệu lưu lượng PDH được ánh xạ tới các container với kích thước phù hợp với yêu cầu băng thông, sử dụng các bit đơn để bám tốc 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 đầu được tái tạo lại Mỗi tín hiệu PDH được ánh xạ vơi VC của nó, và các VC với cùng kích 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 khối nhánh Con trỏ khối nhánh chỉ thị sự đồng bộ pha của

VC-n đối với POH của VC mức cao hơVC-n tiếp theo CoVC-n trỏ khối VC-nháVC-nh

có vị trí cố định so với POH mức cao hơn

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

2.2.2 Cấu trúc khung STM-1

Khung STM-1 bao gồm 2430 bytes và thường được chia làm hai vùng, tương ứng với 9 hàng x 270 cột Độ dài khung là 125 µs, tương ứng với tần số của khung là 8000 Hz Tốc độ truyền dẫn của một byte trong khung là 64 Kbit/s Khung STM-1 gồm 3 khối:

• Khối trọng tải Payload

• Khối con trỏ AU

• Khối SOH

Các byte trong khung STM-1 được truyền từng hàng một và truyền từ trái sang phải, 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 khuyến nghị G.703 của CCITT từ 2 Mbit/s đến 140 Mbit/s được truyền tải trong cùng tải trọng gồm có 9x261 byte

+ Phần con trỏ: Quan hệ thời gian giữa trọng tải và khung STM-1 được ghi lại nhờ con trỏ, ngoài ra nó còn định vị các tín hiệu phân nhánh ở trong khối tải trọng Do đó, sau khi diễn giải con trỏ một cách thích hợp thì có khả năng truy nhập tới từng kênh của người sử dụng độc lập ở bất kỳ thời điểm nào, mà không cần 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 độ bit của tín hiệu STM-1 là : 8000 x 9 x 270 x 8 =

155520 kbit/s

Cấu trúc khung STM-1

Các mức cao hơn STM-N của phân cấp đồng bộ được hình thành bởi cách chèn byte vào phần tải của N tín hiệu STM-1, thêm các mào đầu gấp

N lần mào đầu của STM-1 và lấp đầy với dữ liệu quản lý và giá trị con trỏ phù hợp

Cấu trúc khung STM-4

2.3 Các cơ chế bảo vệ

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

2.3.1 Bảo vệ tuyến tính

Đây là hình thức dự phòng đơn giản nhất, còn gọi là bảo vệ 1+1 ở đây, mỗi đường làm việc được bảo vệ bởi một đường bảo vệ Việc chuyển sang đường bảo vệ xảy 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 ta thường sử dụng cơ cấu 1:N, nhất là những đường truyền có khoảng cách xa Theo cách này, 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 đướngự phòng thay thế cho các đường làm việc bị lỗi Cơ cấu bảo vệ 1+1 và 1:N được tiêu chuẩn hóa trong khuyến nghị G.783 của ITU-T

Sơ đồ bảo vệ tuyến tính

2.3.2 Bảo vệ mạch vòng

Bảo vệ mạch vòng có nhiều ưu điểm hơn so với bảo vệ tuyến tính Một mạch vòng bảo vệ là cách đơn giản nhất và hiệu quả nhất khi có một

số phần tử mạng liên kết 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 mạch vòng là vòng đơn hướng và vòng hai hướng

2.3.2.1 Mạch vòng đơn hướng

Mạch vòng bảo vệ đơn hướng

Trên hình thể hiện cách thức cơ bản của mạch vòng bảo vệ 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 Còn hai phần tẻ khác, C và D được

chuyển qua đường dự phòng Thủ tục này gọi là chuyển đường thẳng Một cách khác đơn giản hơn được sử dụng là chuyển vòng Lưu lượng được 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

2.3.2.2 Mạch vòng hai hướng

Trong cấu trúc mạng này, kết nối giữa hai phần tử mạng là hai hướng Toàn bộ dung 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 hướng với 4 sợi cáp, mỗi đôi cáp chạy cả đường làm việc và đường bảo vệ Kết quả, ta có cấu trúc bảo vệ 1:1, nghĩa là dự phòng 100%

Mạch vòng bảo vệ hai hướng

2.4 Các phần tử của mạng đồng bộ

Hình vẽ thể hiện cấu trúc của một vòng SDH với nhiều nhánh Đặc trưng của SDH là có nhiều ứng dụng khác nhau được truyền trên mạng Mạng đồng bộ còn có khả năng truyền các tín hiệu cận đồng bộ, cũng như khả năng điều khiển các dịch vụ như 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 được bằng cách trích ra nhiều kênh 64 kbit/s trong phần mào đầu RSOH

Bộ tái tạo tín hiệu

Sơ đồ mạng đồng bộ

2 Đầu cuối ghép kênh TM

Được sử dụng để kết hợp các luồng tín hiệu cận đồng bộ và đồng

bộ đầu vào thành các luồng STM-N có tốc độ cao hơn

Đầu cuối

ghép kênh (TM)

3 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 đường bảo vệ trong vòng trong trường hợp xảy ra sự cố Tại một nút ADM, chỉ những tín hiệu nào cấn thết để truy nhập mới được chèn vào / hay rẽ xuống Phần lưu lượng còn lại tiếp tục được chuyển đi trong mạng mà không cần một thiết bị đặc biẹt nào khác

4 Bộ đấu chéo số DXC

Thiết bị này có chức năng ứng dụng rất rộng Nó cho phép ánh xạ các luồng nhánh PDH vào các VC cũng như chuyển các giá trị container thành VC-4

Thiết bị đấu chéo số

2.5 Quản lý các phần tử mạng.