Cáp quang truyền dẫn đồng bộ sdh

GVHD: ThS Phù Trần Tín MỤC LỤC NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH PDH 1.1 CÁC TỐC ĐỘ BIT CỦA ANSI/CEPT .5 1.2 CẤU TRÚC KHUNG CỦA TÍN HIỆU PDH 1.3 GHÉP VÀ TÁCH LUỒNG TRONG PDH 1.4 NHƯỢC ĐIỂM CỦA PDH GIỚI THIỆU VỀ SDH 2.1 KHÁI QUÁT VỀ SDH .9 1) Cho phép xây dựng mạng viễn thông kinh tế linh hoạt: .10 2) Tăng cường khả bảo trì quản lý mạng: 10 3) Cung cấp khả truyền tải tín hiệu linh hoạt: .11 4) Cho phép xây dựng hạ tầng mạng viễn thông thống nhất: 11 2.2 TRUYỀN DẪN ĐỒNG BỘ LÀ GÌ? 13 2.3 TỐC ĐỘ TRUYỀN DẪN TRONG SDH .15 2.4 CẤU TRÚC KHUNG SDH 16 2.5 CẤU TRÚC GHÉP KÊNH SDH 20 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TẠO TÍN HIỆU STM-1 23 3.1 SẮP XẾP TÍN HIỆU 140MB/S VÀO KHUNG STM-1 23 3.2 SẮP XẾP TÍN HIỆU 34MBIT/S VÀO KHUNG STM-1 24 CON TRỎ SDH 26 4.1 NHIỆM VỤ CON TRỎ 26 MÀO ĐẦU TRONG SDH 26 5.1 MÀO ĐẦU ĐOẠN TÁI SINH .27 5.2 MÀO ĐẦU ĐOẠN GHÉP KÊNH MSOH .28 Mạng hệ NGN DHDT7BLT - Nhóm GVHD: ThS Phù Trần Tín 5.3 MÀO ĐẦU TUYẾN POH CẤP CAO (VC-4/VC-3) .29 5.4 MÀO ĐẦU TUYẾN POH CẤP THẤP (VC-2/VC-1) 30 ĐỒNG BỘ MẠNG 31 6.1 MỤC ĐÍCH ĐỒNG BỘ 31 6.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG BỘ 32 KẾT LUẬN 34 7.1 ƯU ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG SDH .34 7.2 NHƯỢC ĐIỂM CỦA SDH 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO .36 Mạng hệ NGN DHDT7BLT - Nhóm GVHD: ThS Phù Trần Tín DANH MỤC HÌNH Hình 1: Các bước chuyển tín hiệu analog thành digital dùng PCM Hình 2: Phân cấp số cận đồng Bắc Mỹ (ANSI) .5 Hình 3: Phân cấp số cận đồng Nhật Bản Hình 4: Phân cấp số cận đồng châu Âu (CEPT) Hình 5: Cấu trúc khung tín hiệu PDH .6 Hình 6: Sơ đồ ghép tách luồng PDH Hình 7: Sơ đồ xen rẽ luồng Hình 8: Ghép luồng 2Mb/s thành tín hiệu đường dây140Mb/s (PDH) 155Mb/s (SDH) .11 Hình 9: Trạm ghép/rẽ kênh PDH SDH .11 Hình 10: Phân cấp đồng SDH/SONET .14 Hình 11: Phân cấp khơng đồng ANSI/ITU- .14 Hình 12: Cấu trúc khung SDH 15 Hình 13: Quá trình tạo VC-4 đầu phát khôi phục tin hiệu đầu htu 16 Hình 14: Cấu trúc khung STM-N 17 Hình 15: Cấu trúc khung STM-1 .18 Hình 16: Cấu trúc khung STM-4 .18 Hình 17: Các loại kênh ảo .19 Hình 18: Cấu trúc ghép SDH G.709 ITU-T .19 Hình 19: Các bước ghép kênh đồng 21 Hình 27: Sắp xếp tín hiệu 140MB/s vào khung C-4 22 Hình 28: Khung tải trọng C-4 22 Hình 29: Sắp xếp tín hiệu 34Mbit/s vào C-3 23 Hình 30: Tải trọng khung C-3 23 Hình 31: Sắp xếp 3x34 Mbitps vào STM-1 .24 Hình 20: Đoạn lặp, đoạn ghép tuyến truyền dẫn SDH 25 Hình 21: RSOH STM-1 26 Hình 22: MSOH STM-1 27 Mạng hệ NGN DHDT7BLT - Nhóm GVHD: ThS Phù Trần Tín Hình 23: POH CẤP CAO (VC-4/VC-3) 28 Hình 24: Cấu trúc POH cấp thấp .29 Hình 25: Cấu trúc byte V5 .30 Mạng hệ NGN DHDT7BLT - Nhóm GVHD: ThS Phù Trần Tín NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH PDH Từ hình thành nay, mạng điện thoại chủ yếu truyền tín hiệu tiếng nói (tín hiệu đầu máy điện thoại cịn gọi tín hiệu thoại) Trước năm 1970, để truyền xa mạng điện thoại thường sử dụng tín hiệu tương tự (analog) ghép kênh theo tần số (FDM) Phương tiện truyền dẫn chủ yếu sử dụng dây kim loại trần cáp đồng trục Hệ thống truyền dẫn analog có dung lương chất lượng thấp chi phí cho khai thát bảo dưỡng lớn Đầu năm 1970, hệ thống truyền dẫn số (digital) bắt đầu phát triển.Trên hệ thống chủ yếu sử dụng điều chế mã xung (PCM) ghép kênh theo thời gian (TDM) Nhờ kỹ thuật PCM mà tín hiệu thoại analog có băng tần (0-4) KHz chuyển thành tín hiệu digital có tốc 64 kb/s.Các bước thực PCM tóm tắt sơ đồ hình Hình 1: Các bước chuyển tín hiệu analog thành digital dùng PCM Nhưng truyền riêng biệt kênh 64kb/s dây cáp đồng (hoặc vi ba) lãng phí Vì vậy, người ta ghép kênh số 64kb/s thành luồng số có tốc độ cao ghép kênh số 64kb/s để thành luồng số 1.544kb/s (ở Bắc Mỹ Nhật Bản) 30 kênh số 64kb/s để thành luồng số 2.048Mb/s (ở Châu Âu) truyền (gọi luồng cấp 1) Từ luồng cấp lại tiến hành ghép để có luồng số có tốc độ cao Hệ thống ghép kênh số gọi Hệ phân cấp số cận đồng PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) 1.1 CÁC TỐC ĐỘ BIT CỦA ANSI/CEPT Các cấp truyền dẫn số cận đồng tồn theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau: Bắc Mý (ANSI), Nhật Châu Âu (CEPT) Mạng hệ NGN DHDT7BLT - Nhóm GVHD: ThS Phù Trần Tín Theo chiêu chuẩn Bắc mỹ, để tạo thành số cấp cao người ta thực hình 2: Hình 2: Phân cấp số cận đồng Bắc Mỹ (ANSI) Tiêu chuẩn Nhật Bản (hình 3): Hình 3: Phân cấp số cận đồng Nhật Bản Theo tiêu chuẩn Châu Âu, muốn có luồng số cấp cao phải ghép luồng số cấp thấp (hình 4): Hình 4: Phân cấp số cận đồng châu Âu (CEPT) 1.2 CẤU TRÚC KHUNG CỦA TÍN HIỆU PDH Ở đầu phát, người ta ghép tín hiệu số cấp thấp để tạo luồng số cấp cao phương pháp xen bit Để phần thư đồng với phần phát phân việc khung, làm sở cho việc tách luồng số cấp thấp từ luồng số cấp cao nhận ghép kênh người ta cài tổ hợp bít gọi tín hiệu đồng khung (FAS) trước khung truyền Tiếp theo bít nghiệp vụ (D+S) để cảnh báo từ xa cho trạm đối biết cố trạm bit luồng số liệu nhánh đưa vào ghép kênh Mạng hệ NGN DHDT7BLT - Nhóm GVHD: ThS Phù Trần Tín Thực tế, luồng số cấp thấp có tốc độ khơng (do từ nhiều nguồn đồng hồ khác nhau) nên để thực ghép kênh người ta phải dùng kỹ thuật chèn thêm bit (justification) nhằm tạo tố độ chung đồng cho tất luồng nhánh trước ghép xen bit Chính vậy, để phần thu nhận biết đượcvà có biện pháp tách bit thêm này, nhằm khôi phục luồng số liệu ban đầu phần phát người ta dùng tổ hợp bit gọi bit kiểm soát chèn (CB) ghép thêm vào khung luồng số cấp cao để đảm bảo xác q trình chèn bit có thực hay không Do đặc điểm mà cấu trúc khung luồng số cấp cao sau ghép kênh có dạng hình Hình 5: Cấu trúc khung tín hiệu PDH 1.3 GHÉP VÀ TÁCH LUỒNG TRONG PDH Ghép luồng PDH ghép xen bit,do phải chèn thêm bit trình ghép nên tốc độ tín hiệu sau ghép lớn tổng tốc độ tín hiệu nhánh.do tách trực tiếp luồng số cấp thấp từ luồng số cấp cao(do biết xác quan hệ pha tín hiệu đồng khung luồng số cấp thấp luồng số cấp cao) Sau cấp ghép kênh,thiết bị đưa vào luồng số tín hiệu đồng khung Sơ đồ ghép tách luồng PDH hình Sơ đồ xen rẽ luồng biểu diễn hình Mạng hệ NGN DHDT7BLT - Nhóm GVHD: ThS Phù Trần Tín Hình 6: Sơ đồ ghép tách luồng PDH Hình 7: Sơ đồ xen rẽ luồng  Nhận xét: - Tốc độ bit hệ ANSI:1,5Mb/s ,6Mb/s ,45Mb/s 405Mb/s - Tốc độ bit hệ CEPT: 2Mb/s ,8Mb/s ,34Mb/s,140 Mb/s - Mỗi tín hiệu sau ghép kênh có cấu trúc khung khơng - Các tín hiệu nhánh khơng sử dụng đồng khung Mạng hệ NGN DHDT7BLT - Nhóm GVHD: ThS Phù Trần Tín - Các tín hiệu nhánh gần đồn nới nhau(gọi cận động bộ), tức tần số nhịp có giá trị lại khác 1.4 NHƯỢC ĐIỂM CỦA PDH Mạng PDH chủ yếu đáp ứng dịch vụ thoại, dịch vụ như: điện thoại truyền hình, truyền số liệu, mạng PDH khó đáp ứng Việc tách/xen luồng 2Mbit/s phức tạp làm giảm độ tin cậy chất lượng hệ thống Khả giám sát quản lý mạng Do khung tín hiệu PDH không đủ byte nghiệp vụ để cung cấp thông tin cho điều khiển, quản lý, giám sát bảo dưỡng hệ thống Tốc độ bit PDH khơng cao (tốc độ bit cao chuẩn hố 140Mbit/s mạng viễn thông quốc tế) đáp ứng cho nhu cầu phát triển dịch vụ băng rộng tương lai Thiết bị PDH cồng kềnh, thiết bị ghép kênh thiết bị đầu cuối thường độc lập Trên mạng viễn thông tồn tiêu chuẩn phân cấp khác nhau: chuẩn Châu Âu Châu Mỹ, gây khó khăn phức tạp nâng cấp, mở rộng kết nối mạng với Sự hạn chế khả xen rẽ luồng kiến kết nối linh hoạt khó cung cấp dịch vụ nhanh chóng,đồng thời địi hỏi nhiều thiết bị ghép kênh làm cho giá thành tăng lên Các mặt hạn chế PDH khắc phục sử dụng phân cấp truyền dẫn đồng SDH GIỚI THIỆU VỀ SDH 2.1 KHÁI QUÁT VỀ SDH Hệ phân cấp số đồng SDH (Synchronous Digital Hierarchy) chuẩn quốc tế truyền dẫn đồng tốc độ cao cho mạng viễn thông quang, Liên minh viễn thông quốc tế ITU (trước gọi Uỷ ban tư vấn điện thoại điện báo quốc tế CCITT) phê chuẩn lần vào tháng 11ư1988, nội dung gồm khuyến nghị G.7 Mạng hệ NGN DHDT7BLT - Nhóm GVHD: ThS Phù Trần Tín định nghĩa tốc độ truyền, khn dạng tín hiệu, cấu trúc ghép kênh cách xử lý, xếp bit truyền ứng với dịch vụ vào cấu trúc tải trọng SDH cho giao diện nút mạng NNI (Network Node Interface giao diện chuẩn quốc tế SDH) Bên cạnh việc xác định chuẩn giao diện cho NNI trên, CCITT xây dựng loạt chuẩn khác để quản lý hoạt động ghép kênh đồng (như G.781, G.782 G.783) quản lý mạng SDH (như G.784) Việc tiêu chuẩn hoá thiết bị SDH để việc quản lý mạng kinh tế, linh hoạt hơn, phù hợp với đòi hỏi nhà điều hành mạng, nhằm đáp ứng cho dịch vụ băng rộng tương lai Khái niệm hệ thống tải đồng bộ, dựa chuẩn SDH vượt khỏi nhu cầu hệ thống truyền dẫn điểm nối điểm mà đáp ứng đòi hỏi mạng chuyển mạch, truyền dẫn điều khiển mạng Những khả vùng ứng dụng mạng truyền thống là: mạng nội hạt (Local Network), mạng liên đài (Interưexchange Network) mạng đường dài (Long Haul Network) Mặc dù SDH dựa việc đưa tín hiệu ghép kênh đồng vào luồng quang truyền cáp sợi quang, thực tế SDH sử dụng tuyến vô tuyến tiếp sức, thông tin vệ tinh giao diện điện thiết bị viễn thơng Do đó, nói SDH tạo hạ tầng mạng viễn thông thống Với tính linh hoạt, truyền dải rộng cấu hình đơn giản làm cho hệ thống PDH Các ưu điểm gồm: 1) Cho phép xây dựng mạng viễn thông kinh tế linh hoạt: Các chuẩn SDH xây dựng dựa nguyên lý ghép kênh đồng trực tiếp, yếu tố then chốt tạo nên tính kinh tế linh hoạt mạng viễn thơng Thực chất, điều có nghĩa tín hiệu nhánh ghép trực tiếp vào tín hiệu SDH tốc độ cao mà khơng cần qua cấp ghép trung gian Các phần tử mạng SDH kết nối trực tiếp mạng với thiết bị nên có hiệu kinh tế cao (Ví dụ, sơ đồ so sánh ghép PDH SDH) 2) Tăng cường khả bảo trì quản lý mạng: Việc tăng cường khả bảo trì quản lý mạng yêu cầu thiếu mạng viễn thông Để thực điều đó, SDH có cấu trúc nhiều lớp Mạng hệ NGN 10 DHDT7BLT - Nhóm