CHƯƠNG I: HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN SDH HÀ NỘI- V
I
N
H
1.1 Tổng quan
về
SD
H
1.1.1 Các tiêu chuẩn
SD
H
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 và
SONET
được giới thiệu
rộng rãi
giữa những năm
1988 và 1992. 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.
Tín
hiệu
SONET
Tốc độ bit
(Mbit/s)
Tín
hi
ệ
u
SDH
Dung
l
ượ
ng
SONET
Dung
l
ượ
ng
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,
ho
ặ
c12DS-3
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
1: Phân
cấp đồng
bộ SDH/SONET
1.1.2 Nguyên tắc ghép
k
ê
nh
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
h
ệ
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
h
ợ
p
tốc độ. Khi đó,
đầu
ra
được
một luồng đồng bộ
cơ sở.
Các luồng đồng bộ
cơ sở
đư
ợ
c
nâng
lên N
lần
thành các luồng đồng bộ
cấp
N.
Cấu
trúc bộ ghép SDH
được
trình bày
trong
khuy
ế
n
nghị G.709 của CCITT.
sau
Hình 1.1 : Cấu trúc bộ ghép SDH G.709
I
TU-T
Các
chữ
số trong hình này liên quan đến các tốc độ
truyền dẫn cận
đồng bộ
nh
ư
C11
Tương ứng với
1554 Kbit/s
C12
Tương ứng với
2048 Kbit/s
C21Tương ứng với
6312 Kbit/s
C22
Tương ứng với
8448 Kbit/s
C31
Tương ứng với
34368 Kbit/s
C32
Tương ứng với
44736 Kbit/s
C4
Tương ứng với
139264 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
h
ơ
n
(1)
và cao
hơn
(2). Còn
chữ
số 4 là
mức thứ
4,
bằng
140 Mbit/s có trong tiêu
chu
ẩ
n
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
ả
o:
- 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
h
ợ
p
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
ả
o
VC. Con trỏ AU xác định
ở
VC
bậc
cao
hơn
và con trỏ TU xác định
ở
VC
bậc
th
ấ
p
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
th
ướ
c
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
hơn tiếp
theo. Con trỏ khối nhánh có vị trí cố định so
với
POH
mức
cao
h
ơ
n.
•
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
th
ể
hiện
quan
hệ về
pha của VC
bậc
cao
h
ơ
n.
1.1.3 Cấu
trúc
khung
SD
H
1.1.3.1
Cấu
trúc chung
Tín
hiện
SDH bao gồm một
tập
các byte 8 bit
được
tổ
chức
và
biểu diển
d
ướ
i
dạng
một
cấu
trúc khung. Trong khung đó , các byte đều
được
định vị một cách rỏ ràng
trong mối quan
hệ với
khung. Cụ
thể,
mỗi khung trong luồng tin
hiệu
nối
tiếp
có
thể được
biểu diễn bằng
một
bảng
gồm N hàng và M cột. Byte
đầu
tiên
ở
hàng 1 cột 1 là byte đánh
dấu
khung, nó cho phép định vị các byte khác trong khung một cách
d
ễ
dàng.
Hình 2.2 : Cấu trúc khung SD
H
1.1.3.2
Cấu
trúc khung STM-1, STM-N
Khung STM-1 là khung
cơ bản nhất
của SDH. 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
µ
s,
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
k
ẽ
.
•
Phần điều khiển
SOH: gồm có 8x9 byte, gồm các byte
cần thiết
cho dịch vụ
nh
ư
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
khuy
ế
n
ngh
ị
G.703 của CCITT
từ
2 Mbit/s đến 140 Mbit/s
được truyền tải
trong cùng
t
ả
i
trọng gồm có 9x261 byte.
•
Phần
con trỏ: Quan
hệ thời
gian
giữa
trọng
tải
và khung STM-1
được
ghi
l
ạ
i
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 125ms, 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
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
h
ợ
p.
1.1.4 Các
cơ chế
bảo
v
ệ
Hình 1.3: Cấu trúc khung STM-1
1.1.4.1
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
chuy
ể
n
sang
đường bảo
v
ệ
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
kho
ả
ng
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
đường
d
ự
phòng thay
thế
cho các
đường
làm
việc
bị lỗi.
Cơ cấu bảo vệ
1+1 và 1:N
được
tiêu
chuẩn
hóa trong
khuy
ế
n
nghị
G.783 của ITU-T.
Hình 1.4 :
Sơ đồ
bảo
vệ
t
u
y
ế
n
tí
nh
1.1.4.2.
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
v
ớ
i
nhau. Có
nhiều cơ cấu bảo vệ được
dùng cho
loại mạng
này, song chỉ có một số
cơ
c
ấ
u
được
tiêu
chuẩn
hóa theo
khuy
ế
n
nghị G.841 ITU-T. Có 2
loại cơ cấu mạch
vòng là vòng
đơn
hướng
và vòng hai
h
ướ
ng.
Mạch vòng đơn
h
ướ
n
g
Hình 1.5 : Mạch vòng bảo
vệ đơn
h
ư
ớ
n
g
Trên hình
thể hiện
cách
thức cơ bản
của
mạch
vòng
bảo vệ đơn hướng.Giả sử
có
s
ự
gián
đoạn
thông tin
giữa
2
phần tử mạng
A và B,
hướng
Y không bị
ảnh hưởng bởi
s
ự
cố này.
Tất
nhiên, một
đường thứ
hai
được thiết lập
cho
hướng
X. Do đó,
kết
nối này
được
chuy
ể
n
sang
đường thứ
hai trong
phần tử mạng
A và B. Còn hai
phần tẻ
khác, C
và D
được
chuy
ể
n
qua
đường dự
phòng. Thủ tục này gọi là
chuy
ể
n
đường thẳng.
Một cách
khác
đơn giản hơn được sử
dụng là
chuy
ể
n
vòng.
Lưu lượng được truyền
trên
c
ả
hai
đường
làm
việc
và
đường bảo vệ. nếu
có
sự
cố, phía thu
(trường hợp
này là A) chuy
ể
n
sang
đường bảo vệ
và ngay
lập tức
duy trì
kết
nối.
Mạch vòng
hai
h
ướ
n
g
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.
N
ế
u
có
sự
cố
giữa
hai
phần tử mạng cạnh
nhau A và B, B
sẽ
chuy
ể
n
sang
đường bảo vệ.
Có
thể
mang
lại hiệu quả bảo vệ
cao
hơn
khi dùng
mạch
vòng
bảo vệ
hai
hướng với
4
s
ợ
i
cáp, mỗi đôi
cáp
chạy cả đường
làm
việc
và
đường bảo vệ. Kết quả,
ta có
cấu
trúc
b
ả
o
vệ
1:1, nghĩa là
dự
phòng 100%
Hình 1.6 : Mạch vòng bảo
vệ
hai
h
ư
ớ
n
g
1.1.5. Các phần
t
ử
của
mạng
SD
H
Bộ tái tạo tín
h
i
ệ
u
:
Phần tử
này có
nhiệm
vụ tái
tạo lại
xung đồng hồ và biên độ
c
ủ
a
tín
hiệu đầu
vào đã bị suy hao và méo
dạng
do tán
sắc.
Các thông tin
nhận
đư
ợ
c
bằng
cách trích ra
nhiều
kênh 64 kbit/s trong
phần
mào
đầu
RSOH.
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
h
ơ
n.
Bộ
xe
n
/
r
ẽ
kênh ADM: Các tín
hiệu cận đồng
bộ và các ín
hiệu đồng
bộ tốc
độ
th
ấ
p có
thể được lấy
ra
từ
các luồng
đồng
bộ tốc
độ
cao
hơn, hoặc được
chèn vào đó,
s
ử
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.
T
ạ
i
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
chuy
ể
n
đi trong
mạng
mà không
cần
một
thiết
bị
đặc biẹt
nào khác.
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
chuy
ể
n
các giá trị container thành
VC-4.
Hình 1.7 : T
h
i
ế
t bị đấu chéo số
Quản lý các phần tử mạng: Bộ
phận quản
lý
mạng viễn
thông TNM cũng
đư
ợ
c xem
như
một
phần tử
trong
mạng
SDH.
Tất cả
các
phần tử được đề cập
trên đây đều
được
quản
lý
bằng phần mềm.
Nghĩa là chúng có
thể được
giám sát và
đ
i
ề
u
khiển từ
xa,
một trong
những đặc
tính quan trọng
nhất
của
mạng
SDH. Một số lỗi
thường gặp
trong
quản
lý,
vận
hành
mạng truyền
d
ẫ
n:
•
LOS (Loss Of Signal): LOS
xảy
ra khi tín
hiệu
đồng bộ
giảm
xuống
dưới
ng
ưỡ
ng
có
BER =1x10
-3
. Nó cũng có
thể
đo
đứt
cáp, suy
giảm mạnh
tín
hiệu hoặc
lỗi
thi
ế
t
bị.
Trạng
thái LOS
được
xóa khi 2 khung liên
tiếp nhận được
không
thấy dấu
hi
ệ
u
của
LOS
m
ớ
i
•
OOF (Out of Frame alignment) :OOF
xảy
ra 4
hoặc
5 khung SDH liên
tiếp
nh
ậ
n
được
bị lỗi,
mẫu
khung không
hợp lệ. Thời
gian
lớn nhất
để xác định OOF là
625ms. OOF xóa khi
nhận được
2 khung liêm
tiếp
có
mẫu
khung
hợp
l
ệ
.
•
LOF (Loss of frame alignment) : LOF
xẩy
ra khi OOF tồn
tại
trong
kho
ả
ng
th
ờ
i
gian xác định
bằng
ms. LOF xóa khi một
điều kiện
trong khung tồn
tạiliên
ti
ế
p
trong
thời
gian xác định
bằng
ms.
•
LOP (Loss of pointer): LOP
xảy
ra khi
nhận được
N con trỏ liên
tiếp
không
hợp
l
ệ
,
hoặc nhận được
N
cờ dữ liệu mới
(NDF),
ở
đây, N=8,9 và 10. LOP xóa khi có 3 con
trỏ
hợp lệ bằng
nhau,
hoặc nhận được
3 chỉ thị AIS liên
ti
ế
p.
•
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.
•
RDI :Đây là tín
hiệu trả về
của
thiếp
bị
truyền dẫn
khi có các lỗi LOS, LOF
ho
ặ
c
AIS.
•
RFI (Remote failure indication): Một lỗi
xảy
ra
rất
dài khi
vượt
qua
thời
gian
l
ớ
n
nhất
cho phép của
cơ cấu bảo vệ hệ
thống
truyền dẫn.
Khi tình huống
nằy xảy
ra, một
bản
tin RFI
sẽ được gửi
đến
đầu
xa và
sẽ khởi tạo
chuy
ể
n
mạch bảo vệ
n
ế
u
chức năng
này đã
được
kích
ho
ạ
t.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét