Đồ án tốt nghiệp công nghệ truyền dẫn sdh

Tổng quan về kỹ thuật truyền dẫn đồng bộ SDH

Tổng quan về kỹ thuật truyền dẫn đồng bộ

1.1 - hệ thống truyền dẫn cận đồng bộ

1.1.1 - Nguyên tắc ghép luồng trong cấu trúc số cận đồng bộ

Trong hệ thống ghép kênh TDM, tần số của hệ thống trong bất kỳ mức phân cấp tốc độ bit nào cho trớc cũng có thể xê dịch giá trị danh định tới một lợng nhỏ nào đó Vì vậy nguyên tắc của hệ thống ghép kênh TDM có vẻ đơn giản nhng thực tế không phải nh vậy Ví dụ luồng 2,048 Mbit/s ghép với nhau tạo thành luồng 8,448 Mbit/s nh sau:

Luồng 2 Mbit/s đợc tạo ra từ thiết bị ghép kênh hoặc tổng đài điện tử số khác nhau nên tốc độ bit khác nhau chút ít, trớc khi ghép theo bit các luồng này thành một luồng có tốc độ cao hơn phải hiệu chỉnh cho tốc độ bit nh nhau bằng các bit chèn mang thông tin giả Các bit chèn sẽ đợc máy thu nhận biết và loại khỏi tín hiệu gốc khi thực hiện tách kênh Mặc dù tốc độ các luồng nh nhau, nhng đầu thu không nhận biết đợc vị trí mỗi luồng trong luồng hợp thành (luồng có tốc độ cao hơn) Kiểu ghép nh vậy gọi là cận đồng bộ

2048 kbit/s 8448 kbit/s 34368 kbit/s139264 kbit/s kbit/s564992 kbit/s

(b) Hình 1.2 - Các tiêu chuẩn PDH.

(Plesiochronous) Trờng hợp thêm bit giả nh trên đợc thực hiện ở tất cả các cấp ghép kênh của hệ thống, vì vậy đợc gọi là "Hệ thống phân cấp số cận đồng bộ PDH - Plesiochronous Digital Hierarchy"

1.1.2 - Các tiêu chuẩn của PDH

Hiện nay trên thế giới có ba tiêu chuẩn tốc độ bit PDH, đó là tiêu chuẩn Châu âu, tiêu chuẩn Bắc Mỹ và tiêu chuẩn Nhật Bản a-Tiêu chuẩn Châu âu

Châu Âu dựa trên tốc độ bit cơ sở 2048 kbit/s từ thiết bị ghép kênh PCM-30 hoặc từ tổng đài điện tử số để ghép xen bit thành các tốc độ bit cao hơn và gồm có 5 mức Sơ đồ hình thành các mức theo tiêu chuẩn Châu Âu nh h×nh 1.2a. b-Tiêu chuẩn Bắc Mỹ

Bắc Mỹ sử dụng luồng số cơ sở 1544 kbit/s từ thiết bị ghép kênh PCM-

24 hoặc từ tổng đài điện tử số để ghép xen bit thành các luồng số có tốc độ bit cao hơn và gồm có 4 mức Sơ đồ hình thành các mức theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ nh h×nh 1.2b. c-Tiêu chuẩn Nhật Bản

Hai mức đầu tiên theo tiêu chuẩn Nhật Bản hoàn toàn giống tiêu chuẩn Bắc Mỹ và có tất cả 5 mức.

ITU-T công nhận 4 mức đầu tiên theo tiêu chuẩn Châu Âu và 3 mức đầu tiên theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ là các mức truyền dẫn PDH quốc tế.

1.1.3 - Quá trình ghép kênh PDH

Trong cấu trúc ghép kênh cận đồng bộ PDH (theo tiêu chuẩn Châu Âu) thì quá trình ghép kênh từ luồng 2 Mbit/s thành luồng 140 Mbit/s sẽ phải ghép qua tất cả các mức ghép trung gian 8 Mbit/s, 34 Mbit/s thông qua việc sử dụng các thiết bị ghép kênh phân cấp 2, 3, 4 (hình 1.3) Khi ghép kênh ta phải thực hiện việc chèn

- Chèn các bit để kiểm tra

- Chèn các bit tín hiệu dịch vụ.

Quá trình ghép kênh qua các cấp:

- Cấp 2: Ghép 64 luồng 2 Mbit/s thành 16 luồng 8 Mbit/s dùng 16 DME2

Khi tách kênh thì ta phải làm ngợc lại, để có thể thâm nhập đến luồng 2Mbit/s ta cần phải tách kênh 140 Mbit/s thành 64 luồng 2 Mbit/s qua các bớc

Hình 1.4 - Tách luồng 2Mbit/s từ luồng 140 Mbit/s.

34 Mbit/s, 8 Mbit/s, 2 Mbit/s và cũng thông qua các thiết bị tách ghép kênh cấp 2, 3, 4 Khi đó:

- Tín hiệu đồng bộ đợc tách ra.

- Khôi phục lại từ chốt khung.

- Lấy lại các bit đã chèn vào.

1.1.4 - Những hạn chế của PDH a Tách xen phức tạp, yêu cầu thiết bị cồng kềnh làm giảm chất lợng truyÒn dÉn

Hiện nay nhu cầu sử dụng dịch vụ thoại cũng nh phi thoại ngày càng tăng, nghĩa là ngời điều hành mạng mong muốn có nhiều luồng 2Mbit/s để cho thuê và có thể tách xen các luồng đó một cách dễ dàng, nhng kỹ thuật PDH không thể đáp ứng đợc điều đó Chẳng hạn khi 1 tuyến truyền dẫn qua một điểm nào đó yêu cầu sử dụng luồng 2 Mbit/s thì tại đó phải lắp đặt một khối lợng lớn các thiết bị tách xen nh hình 1.4

Việc trích lấy một luồng 2 Mbit/s dờng nh đơn giản, nhng trong thực tế không phải nh vậy Việc sử dụng các bit cân bằng ở môĩ cấp ghép PDH tức là việc nhận dạng chính xác vị trí khung 2 Mbit/s trong một kênh 140 Mbit/s là không thể đợc do khung tín hiệu không có đủ các bit nghiệp vụ Do đó để nhận đợc một luồng cấp thấp, ta phải tách riêng luồng này trong luồng cấp cao, để có luồng cơ sở 2 Mbit/s, ta phải trải qua tất cả các cấp ghép tách Điều này sẽ làm cho giá thành dịch vụ tăng cao và làm giảm độ tin cậy cũng nh chất lợng của hệ thống. b Khả năng quản lý và giám sát mạng kém đặc biệt là với mạng viễn thông tốc độ cao

Do nhu cầu thông tin trớc đây cha cao, cấu hình đơn giản, dễ quản lý do vậy cấu trúc khung PDH không tạo ra khả năng giám sát và quản lý riêng Cụ thể là trong khung tín hiệu các bộ ghép 2/8, 8/34, 34/140 và 140/565 có các bit đồng bộ khung (10 bit), 1 bit cảnh báo đồng bộ khung, 1 bit nghiệp vụ và

12 bit điều khiển chèn (hình 1.5a) Còn ở cấp ghép cơ sở 2 Mbit/s số lợng các bit nghiệp vụ trong khung tín hiệu cũng rất hạn chế Mặt khác, trong khung tín hiệu đầu ra thiết bị ghép kênh PCM-30 chỉ có các bit đánh dấu 'x' là còn có thể sử dụng cho các kênh nghiệp vụ đợc (hình1.5b).

1 1 đồng bộ đa khung và báo hiệu đồng bộ khung

Bit tin Bit tin Bit tin Bit tin

1 111 010 00 0 Các bit điều khiển chèn

Từ mã đồng bộ khung

TS0 TS1 TS2 TS15 TS16 TS17 TS30

0 0 0 0 1 AF x x Khung 1 đến 15 a b c d a b c d a – CÊu tróc khung bé ghÐp 2/8 b – Cấu trúc khung tín hiệu đầu ra thiết bị PCM-30

Hình 1.5 - Cấu trúc khung tín hiệu. c Tốc độ bit tiêu chuẩn hoá quốc tế còn thấp

Theo khuyến nghị của ITU-T, tốc độ bit cao nhất đợc chuẩn hoá cho mạng viễn thông quốc tế là 140 Mbit/s, tốc độ bit cao nhất cho mạng viễn

1 2 thông quốc gia là 565 Mbit/s Với giới hạn tốc độ nh vậy, trên mạng viễn thông quốc tế không thể tạo ra đợc một xa lộ thông tin và phục vụ cho nhiều loại truyền thông khác nhau thể hiện tính linh hoạt của truyền thông số Cũng nh vậy với mạng viễn thông quốc gia, giới hạn tốc độ 565 Mbit/s làm hạn chế nhu cầu phát triển các dịch vụ băng rộng trong tơng lai nh là kênh video số,yêu cầu tốc độ từ vài chục Mb/s đến hàng trăm Mbit/s tuỳ theo chất lợng.

Thiết bị ghép kênh bậc cao và thiết bị đầu cuối đờng độc lập với nhau.

Ví dụ nh trong hệ thống thông tin quang thì thiết bị ghép kênh bậc cao và thiết bị đầu cuối quang tách biệt với nhau, hơn thế nữa mã đờng của hai loại thiết bị này không nh nhau, đầu ra thiết bị ghép kênh dùng mã HDB3 còn đầu ra thiết bị đầu cuối quang dùng mã 5B6D. e Trên thế giới tồn tại ba tiêu chuẩn truyền dẫn khác nhau

Có 3 loại phân cấp truyền dẫn khác về cả luồng cơ sở đến các cấp tốc độ cao, đó là của Châu Âu, Bắc Mỹ và Nhật Bản Điều này gây ra sự khó khăn trong việc hoà mạng và đồng bộ mạng quốc tế.

1.2 - Giới thiệu về hệ thống SDH

1.2.1 - Lịch sử phát triển của SDH

Hệ thống phân cấp số đồng bộ SDH (Synchronous Digital Hierarchy) là một hệ thống truyền dẫn mới trên thế giới SDH tạo ra một cuộc cách mạng mới trong các dịch vụ viễn thông, thể hiện một công nghệ tiên tiến, có thể đáp ứng một cách rộng rãi các yêu cầu của khách hàng, ngời khai thác cũng nh các nhà sản xuất.

Phơng pháp sắp xếp các luồng số trong SDH

Quá trình ghép kênh SDH đợc chia làm hai giai đoạn:

- Sắp xếp các luồng nhánh vào các gói tơng ứng.

- Ghép các gói vào khung STM-N. Đối với mỗi loại luồng tín hiệu có cách sắp xếp tơng ứng, việc sắp xếp định rõ vị trí chèn để điền đầy trờng thông tin đồng thời cho phép bù lại sự chênh lệch tần số giữa SDH và PDH bằng việc hiệu chỉnh (chèn).

Trong SDH có 3 chế độ sắp xếp đợc sử dụng:

I = Bit dữ liệu O=Bit nghiệp vụ C=Bit ®iÒu khiÓn S=Bit chÌn

- Sắp xếp không đồng bộ: luồng tín hiệu PDH không đợc đồng bộ với luồng tín hiệu SDH, trong mạng dùng chế độ này không thể truy cập tới các kênh 64 kbit/s một cách trực tiếp.

- Sắp xếp đồng bộ theo bit: tốc độ bit đợc đồng bộ với tín hiệu SDH, không đồng bộ với tín hiệu nhận dạng khung.

- Sắp xếp đồng bộ theo byte: cả tốc độ bit và tín hiệu đồng bộ khung đều đợc đồng bộ với tín hiệu SDH.

Khi truyền thông tin đi thì trình tự truyền các byte trong khung là từ trái qua phải và từ trên xuống dới Trình tự truyền các bit trong 1 byte là bit có trọng số lớn nhất truyền đầu tiên và bit có trọng số bé nhất truyền sau cùng. Nguyên tắc này áp dụng cho mọi loại khung tín hiệu trong SDH

2.2 - Quá trình sắp xếp các luồng tín hiệu vào các gói

2.2.1- Sắp xếp luồng 1,5 Mbit/s vào đa khung VC-11 a Sắp xếp không đồng bộ

Do đặc điểm là khung VC-n mức thấp nên số byte rất ít so với VC-n mức cao, vì vậy VC-11 đợc sắp xếp thành đa khung có bốn khung, mỗi khung có

26 byte (hình 2.1) Các byte này đợc giải thích nh sau:

- V5, J2, N2, K4 là các byte mào đầu tuyến POH của VC-11 Chức năng của các byte này sẽ đợc mô tả kỹ hơn ở phần sau.

- R là bit độn cố định, bit này không có nghĩa mà chỉ đợc dùng để khớp kích thớc của tín hiệu PDH so với tín hiệu SDH.

- O là bit thông tin nghiệp vụ

- S1, S2 là các bit chèn dùng để điều chỉnh sự chênh lệch về tần số giữa hệ thống SDH và PDH.

- C1, C2 là các bit điều khiển chèn Các bit C1 dùng để điều khiển S1,các bit C2 dùng để điều khiển S2

Hình 2.1 - Sắp xếp không đồng bộ luồng 1,5 Mbit/s vào VC-11.

O=Bit nghiệp vụ R=Bit độn cố định

Hình 2.2 - Sắp xếp đồng bộ theo bit luồng 1,5 Mbit/s vào VC-11.

Khi C1C1C10 thì S1 là bit thông tin.

Khi C1C1C11 thì S1 là bit chèn.

Trong trờng hợp có một lỗi bit C thì ở đầu thu dựa vào luật số đông của các bit C để xoá hoặc không S1 và S2 Giá trị các bit S1, S2 khi chèn không đợc qui định nên máy thu không đếm các bit này khi kiểm tra chẵn từ mã BIP-n b Sắp xếp đồng bộ theo bit

Sắp xếp đồng bộ theo bit luồng 1,5 Mbit/s vào VC-11 đợc thể hiện trong hình 2.2 Trong trờng hợp này không phải chèn, hai bit đầu tiên của byte thứ 2 trong các khung tạo thành từ mã đồng bộ đa khung 10101010.

F =Bit đồng bộ khung S= Các bit báo hiệu P1 P0=Chỉ thị pha của báo hiệu P1P0 chỉ thị byte báo hiệu đầu tiên của đa khung

Hình 2.3 – Sắp xếp đồng bộ theo byte luồng 1,5 Mbit/s vào VC – 11. c Sắp xếp đồng bộ theo byte

2 trạng thái 4 trạng thái 16 trạng thái

Hình 2.3 là sắp xếp đồng bộ theo byte Chức năng các byte tơng tự nh đã nói ở trên Ngoài ra còn có P0, P1 là các bit dùng cho việc báo hiệu kênh chung CAS trong chế độ đồng bộ byte Các bit S1, S2, S3 và S4 chứa các bit báo hiệu của 24 kênh 64 kbit/s Pha của các bit báo hiệu đợc chỉ thị bởi P1 vàP0 nh bảng sau.

I = Bit dữ liệu O=Bit nghiệp vụ C=Bit ®iÒu khiÓn chÌn S= Bit chÌn

2.2.2 - Sắp xếp luồng 2 Mbit/s vào đa khung VC-12 a Sắp xếp không đồng bộ

Mục đích của việc sắp xếp này là chuyển đổi luồng 2 Mbit/s cận đồng bộ tại đầu vào C-12 thành đa khung VC-12 đồng bộ tức là đồng bộ hoá tín hiệu PDH theo tần số đồng hồ SDH Các byte POH đợc cộng vào C-12, các bit và byte chèn đợc sử dụng để duy trì kích thớc xác định cho một đa khung VC-12 là 140 byte 500s, điều này có nghĩa là 1 đa khung VC-12 sẽ đợc truyền hết sau 4 khung STM-1 Đa khung VC-12 bao gồm 1023 bit thông tin I (127 byte + 7 bit), 2 bit chèn (S1 cho chèn âm, S2 cho chèn dơng), 6 bit điều khiển chèn C1, C2, 8 bit nghiệp vụ O, 49 bit độn cố định R và các byte POH V5, J2, N2, K4.

Khi C2C2C21 thì S2 là bit chèn. Đầu thu căn cứ vào luật số đông của 3 bit C để giải đồng bộ trong trờng hợp có 1 bit trong nhóm C1 hoặc C2 bị lỗi Giá trị các bit S1, S2 khi chèn không đợc qui định vì vậy máy thu không đếm bit này khi kiểm tra chẵn từ mã BIP-n.

I = Bit dữ liệu O=Bit nghiệp vụ C=Bit ®iÒu khiÓn chÌn S= Bit chÌn

Hình 2.4 – Sắp xếp không đồng bộ luồng 2 Mbit/s vào đa khung VC-12.

R=Bit đơn cố định TS =Khe thời gian b Sắp xếp đồng bộ theo bit

Trong kiểu sắp xếp này không yêu cầu chèn, vì luồng 2 Mbit/s đã đồng bộ với SDH Vì vậy bit S1 và S2 trong trờng hợp sắp xếp không đồng bộ tơng ứng sẽ là bit độn và bit thông tin khi sắp xếp đồng bộ theo bit Các bit điều khiển chèn C1 và C2 trở thành các bit cố định 1 và 0 ITU-T khuyến nghị loại bỏ phơng pháp sắp xếp đồng bộ theo bit luồng 2 Mbit/s vì đây là trờng đặc biệt của trờng hợp sắp xếp không đồng bộ và sử dụng cùng một bộ ghép để tiến hành sắp xếp không đồng bộ và đồng bộ theo bit mà không cần bổ sung bất kỳ động tác xử lý nào khác. c Sắp xếp đồng bộ theo byte

Sắp xếp đồng bộ theo byte luồng 2 Mbit/s vào đa khung VC-12 nh hình 2.5.

R R R R R R R R TS0 TS1-TS15 TS16 TS17-TS31

Hình 2.5 – Sắp xếp đồng bộ theo byte luồng 2 Mbit/s vào đa khung VC-12

TS1-TS15 TS16 TS17-TS31

R R R R R R R R TS0 TS1-TS15 TS16 TS17-TS31

Khi có sự phân biệt rõ ràng các kênh 64 kbit/s của luồng 2 Mbit/s trong SDH thì sử dụng phơng pháp sắp xếp này Byte TS0 ghép 8 bit của khe thời gian 0 trong khung tín hiệu PCM-30 Byte TS16 có thể là byte đồng bộ đa khung hoặc byte báo hiệu kênh kết hợp (CAS) của khung PCM-30.

Trong trờng hợp yêu cầu sắp xếp đồng bộ theo byte của 64 kbit x 31 kênh thì các byte TS16 dùng để truyền dữ liệu kênh thứ 16 P0 P1 chỉ thị pha của các bit báo hiệu và có cấu trúc tuỳ chọn.

2.2.3 - Sắp xếp luồng 1,5 Mbit/s vào TU-12 thay thế luồng 2 Mbit/s

Luồng 1,5 Mbit/s của Bắc Mỹ cũng có thể thay thế luồng 2 Mbit/s để sắp xếp vào TU-12 và ghép vào AUG Trớc hết sắp xếp luồng 1,5 Mbit/s vào VC-11 nh hình 2.2 Mỗi khung VC-11 có 26 byte trong khi đó mỗi khung VC-

12 lại có 35 byte, vì vậy VC-11 phải độn thêm 9 byte không mang thông tin cho mỗi khung Theo qui định thì các byte độn này đợc ghép vào cột thứ ba của mỗi khung VC-11 mới nh hình 2.6 và đợc gọi là đa khung VC-11 tơng đ- ơng với đa khung VC-12.

Hình 2.6 - Đa khung VC-11 t ơng đ ơng.

2.2.4 - Sắp xếp luồng 6 Mbit/s vào VC-2

Hiện nay chỉ sử dụng sắp xếp không đồng bộ (hình 2.7a) và đồng bộ theo bit (hình 2.7b), còn sắp xếp đồng bộ theo byte đang nghiên cứu Ngoài 4 byte VC-2 POH (V5, J2, N2, K4), trong đa khung VC-2 còn có 3152 bit thông tin I, 24 bit điều khiển C, 8 bit chèn S, 32 bit thông tin nghiệp vụ O và các bit độn cố định R Trong mỗi khung đều có 3 bit C1 để điều khiển bit S1 và 3 bit C2 để điều khiển bit S2.

84 cét VC-3 POH a – Sắp xếp không đồng bộ.

Hình 2.7– Sắp xếp luồng 6 Mbit/s vào VC-2.

2.2.5 - Sắp xếp luồng 34 Mbit/s vào VC-3

Tổ chức và hoạt động của các loại con trỏ

Tổ chức và hoạt động của các loại con trỏ trong khung tín hiệu SDH

Hình 3.1 – Vị trí con trỏ AU-4 trong khung AUG.

3.1 - Vị trí và chức năng của các loại con trỏ

3.1.1 - Vị trí và chức năng của con trỏ AU-4

Con trỏ AU-4 đợc ký hiệu là AU-4 PTR gồm 9 byte và đợc ghép cố định vào dòng thứ 4 thuộc cột 1 đến cột 9 của khung AUG.

Chức năng của con trỏ AU-4 là đồng chỉnh VC-4 trong khung AUG một cách linh hoạt và năng động tức là cho phép VC-4 xê dịch trong khung AUG. Vì vậy con trỏ AU-4 có khả năng thích ứng sự khác nhau không những về pha mà cả về tốc độ khung của VC-4 so với khung AUG Sau khi đồng chỉnh, vị trí byte đầu tiên của VC-4 trong khung AUG đợc chỉ thị bởi giá trị của con trỏ AU-4.

3.1.2 - Vị trí và chức năng của con trỏ AU-3

Khi ghép các luồng nhánh 45 Mbit/s vào AUG qua AU-3 thì 3 con trỏ AU-3 hoạt động Ba con trỏ AU-3 đợc ký hiệu là AU-3 PTR gồm 9 byte là H1H1H1H2H2H2H3H3H3 (mỗi AU-3 PTR có 3 byte là H1H2H3) và đợc ghép cố định vào dòng 4 thuộc cột 1 đến cột 9 của khung AUG (hình 3.2). Chức năng của AU-3 PTR là đồng chỉnh VC-3 trong khung AUG một cách linh hoạt và năng động, nghĩa là cho phép VC-3 đợc xê dịch trong khung AUG Vì vậy AU-3 có khả năng thích ứng sự khác nhau không những về pha mà còn cả về tốc độ khung của VC-3 so với khung AUG Sau khi đồng chỉnh, vị trí byte đầu tiên của VC-3 trong khung AUG đợc chỉ thị bởi giá trị của AU-

3 PTR Các con trỏ AU-3 hoạt động độc lập với nhau.

Hình 3.2 - Vị trí của con trỏ AU-3 trong khung AUG.

3.1.3 - Vị trí và chức năng của con trỏ TU-3

Các con trỏ TU-3 đợc ký hiệu là TU-3 PTR Mỗi TU-3 PTR có 3 byte H1H2H3 TU-3 PTR thứ nhất đợc ghép vào cột 4 thuộc dòng 1 đến dòng 3 của khung VC-4 TU-3 PTR thứ hai đợc ghép vào cột 5 thuộc dòng 1 đến dòng 3 của khung VC-4 TU-3 PTR thứ ba đợc ghép vào cột 6 thuộc dòng 1 đến dòng 3 của khung VC-4 (hình 3.3).

Hình 3.3 - Vị trí con trỏ TU-3 trong khung VC-4.

Con trỏ TU-3 cung cấp 1 phơng pháp đồng chỉnh VC-3 trong khung TU-3 một cách linh hoạt và năng động Sự đồng chỉnh năng động thể hiện ở chỗ VC-3 có thể xê dịch trong khung TU-3 Nh vậy TU-3 PTR có khả năng thích ứng pha và tốc độ khung VC-3 so với khung TU-3 Sau khi đồng chỉnh, vị trí byte đầu tiên của VC-3 trong khung TU-3 đợc chỉ thị bởi giá trị của con trỏ TU-3 Các con trỏ TU-3 hoạt động độc lập với nhau.

3.1.4 - Vị trí và chức năng của con trỏ TU-2

Con trỏ TU-2 đợc ký hiệu là TU-2 PTR gồm 3 byte (V1, V2, V3) đợc ghép vào đầu các khung thứ nhất, thứ hai và thứ ba của đa khung TU-2 (hình 3.4) TU-2 PTR cung cấp sự đồng chỉnh linh hoạt và năng động VC-2 trong đa khung TU-2 Nghĩa là VC-2 có thể xê dịch trong đa khung TU-2 TU-2 PTR có khả năng thích ứng pha và tốc độ đa khung VC-2 so với đa khung TU-2. Sau khi đồng chỉnh, vị trí byte đầu tiên của đa khung VC-2 (ký hiệu V5) trong đa khung TU-2 đợc chỉ thị bởi giá trị của con trỏ TU-2 PTR.

Byte chèn d ơng Byte chÌn ©m

Hình 3.4 – Vị trí của con trỏ TU-2, TU-12 và TU-11 trong đa khung TU-2, TU-12 và TU-11.

3.1.5 - Vị trí và chức năng của con trỏ TU-12 và TU-11

Con trỏ TU-12 đợc ký hiệu là TU-12 PTR gồm 3 byte (V1, V2, V3) đợc ghép vào đầu các khung thứ nhất, thứ hai và thứ ba của đa khung TU-12 (hình

3.4) TU-12 PTR đồng chỉnh linh hoạt và năng động VC-12 trong đa khung

TU-12 Nghĩa là VC-12 có thể xê dịch trong đa khung TU-12 TU-12 PTR có khả năng thích ứng pha và tốc độ đa khung VC-12 so với đa khung TU-12.

Sau khi đồng chỉnh, vị trí byte đầu tiên của đa khung VC-12 (ký hiệu V5) trong đa khung TU-12 đợc chỉ thị bởi giá trị của con trỏ TU-12 PTR.

Con trỏ TU-11 có ký hiệu là TU-11 PTR gồm 3 byte (V1, V2, V3) đợc ghép vào đầu các khung thứ nhất, thứ hai và thứ ba của đa khung TU-11 (hình 3.4) TU-11 PTR đồng chỉnh linh hoạt và năng động VC-11 trong đa khung TU-11 tức là VC-11 có thể xê dịch trong đa khung TU-11 TU-11 PTR có khả năng thích ứng pha và tốc độ đa khung VC-11 so với đa khung TU-11 Sau khi đồng chỉnh, vị trí của byte V5 trong đa khung TU-11 đợc chỉ thị bởi giá trị của con trá TU-11 PTR.

3.2 - đáNH Số ĐịA CHỉ CáC NHóM byte và các byte

Nh đã trình bày trong phần 3.1, giá trị các con trỏ TU-11, TU-12, TU-2, TU-3, AU-3 và AU-4 chỉ thị vị trí byte đầu tiên của các tín hiệu VC-11, VC-

12, VC-2, VC-3 và VC-4 trong đa khung TU-11, đa khung TU-12, đa khung TU-2, khung TU-3 và khung AUG Nhng muốn biết vị trí byte đầu tiên của các VC-n (n, 2, 3, 4) trong khung liên quan thì phải đánh số địa chỉ các byte của các khung ấy.

3.2.1 - Đánh số địa chỉ các nhóm byte của khung AUG

Việc đánh số địa chỉ khung AUG có liên quan đến hoạt động của con trỏ AU-3 và AU-4 (hình 3.5 và 3.6) Khung AUG có 9 byte con trỏ AU-3 hoặc con trỏ AU-4 và vùng tải trọng 261 cột x 9 dòng Vùng tải trọng này có

2349 byte Nếu mỗi byte mang một địa chỉ thì số giá trị của AU-3 PTR hoặc AU-4 PTR không đủ để chỉ thị (số giá trị của AU-n PTR bằng 2 10 = 1024).

Theo cách lập luận này thì hai byte mang cùng địa chỉ cũng không thoả mãn, bắt buộc phải chia mỗi nhóm có 3 byte Số nhóm 3 byte sẽ là 2349 : 3 783, đợc đánh số thứ tự từ 000 đến 782 782 782 Nhóm các byte mang địa chỉ

0 đặt liền sau byte H3 cuối cùng của AU-n PTR và các byte mang địa chỉ 782 đặt cuối dòng thứ 3 của khung AUG tiếp theo.

Hình 3.5 - Đánh số địa chỉ các nhóm byte trong khung AUG liên quan đến con trỏ AU-4 1

Hình 3.6 - Đánh số địa chỉ các nhóm byte trong khung AUG liên quan đến các con trỏ AU-3

3.2.2 - Đánh số địa chỉ các nhóm byte của khung VC-4

Việc đánh số địa chỉ các nhóm byte trong khung VC-4 có liên quan đến hoạt động của các con trỏ TU-3 (hình 3.7).

Hình 3.7 - Đánh số địa chỉ các nhóm byte trong khung VC-4.

Vùng tải trọng của khung TU-3 dùng để ghép 3 VC-3 gồm có 2295 byte Vì 3 VC-3 ghép chung vào khung VC-4 nên mỗi nhóm mang cùng một địa chỉ sẽ có 3 byte Số nhóm byte bằng 2295 : 3 v5 và đánh số thứ tự từ

000 đến 764 764 764 Nhóm byte 0 đặt liền sau byte H3 của TU-3 PTR và nhóm byte 764 đặt cuối dòng thứ hai của khung VC-3 tiếp theo.

3.2.3 - Đánh số địa chỉ các byte của đa khung TU-2, TU-12 và TU-11

Không kể các byte con trỏ V1, V2, V3 và byte dự trữ V4, đa khung TU-

2 có 428 byte dành để ghép tín hiệu trong đa khung VC-2 Tổng số byte trong đa khung ít hơn số giá trị của con trỏ nên mỗi byte mang một địa chỉ 0 đến

427 Theo qui định byte 0 đặt liền sau byte V2 và byte 427 đặt liền tr ớc byte V2 (h×nh 3.4).

Vai trò của các tín hiệu quản lí và bảo dỡng

Vai trò của các tín hiệu quản lí và bảo dỡng trong hệ thống SDH

4.1 - Đoạn và tuyến trong hệ thống truyền dẫn

Trong hệ thống truyền dẫn có hai loại đoạn, đó là đoạn lặp và đoạn ghÐp (h×nh 4.1). Đoạn lặp là khoảng truyền dẫn giữa hai bộ lặp gần nhau nhất hoặc giữa bộ lặp và bộ ghép. Đoạn ghép là khoảng truyền dẫn giữa hai thiết bị ghép đầu cuối, hoặc giữa hai thiết bị xen – rẽ, hoặc từ thiết bị ghép đầu cuối đến thiết bị xen rẽ.

Tuyến là khoảng nối logic giữa một điểm tại đó một VC-n đợc hình thành và một điểm khác tại đó VC-n đợc kết cuối (hình 4.2) Một tuyến đợc xem nh một ống dẫn đi ngang qua một số đoạn ghép và nối trực tiếp giữa hai điểm để truyền dịch vụ.

Khoảng nối giữa hai VC-1 hoặc giữa hai VC-2 gọi là tuyến bậc thấp.Khoảng nối giữa hai VC-3 hoặc giữa hai VC-4 gọi là tuyến bậc cao.

ATM, B-ISDN và các dịch vụ khác

Thiết bị lặp (kÕt cuèi RSOH)

Container ảo (kÕt cuèi POH)

Hình 4.2 – Sơ đồ xác định tuyến. Đồ án tốt nghiệp - Công nghệ truyền dẫn SDH Trần Hoài Nam - ĐT5

4.2 - các tín hiệu quản lí và bảo dỡng

4.2.1 - Khái niệm về SOH (Section Overhead) – Mào đầu đoạn

Mào đầu đoạn đợc gắn thêm vào trờng tin để tạo nên STM-N, nó mang thông tin quản lý khung và thông tin bảo dỡng cùng một số chức năng khác. SOH đợc chia làm hai loại : MSOH và RSOH

 MSOH (Multiplexer Section Overhead) – Mào đầu đoạn ghép kênh

MSOH đợc truyền đi giữa 2 thiết bị ghép kênh và xuyên qua trạm lặp, nó có các chức năng sau:

- Giám sát lỗi khối của trạm

- Chỉ thị trạng thái đồng bộ

- Cung cấp kênh thoại và tuyến số liệu cho quản lý và điều hành mạng

 RSOH (Regenerator Section Overhead) - Mào đầu đoạn lặp

RSOH đợc truyền đi trên các đoạn lặp, nó có các chức năng sau:

- Từ mã nhận dạng khung

A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0 B1 RF1 RF2 E1 RF F1 D1 RF3 RF D2 RF D3

Các byte dành cho sử dụng quốc gia

Các byte dành cho tiêu chuẩn hoá quốc tế trong t ơng lai

RFCác byte dành cho vi ba số

B1 (BIP-8)Từ mã 8 bit kiểm tra chẵn

B2 (BIP-24)Từ mã 24 bit kiểm tra chẵn

D1 - D3Kênh truyền số liệu đoạn lặp

Z1, Z2Đang nghiên cứu phát triển

F1 Kênh ng ời sử dụng

M1Chỉ thị lỗi đầu xa đoạn ghép

K1, K2 (APS)Chuyển mạch bảo vệ tự động

H×nh 4.3 - SOH trong khung STM-1

& Z0 Các byte dành cho tiêu chuẩn hoá quốc tế trong t ơng lai quốc gia

H×nh 4.4 - SOH trong khung STM-4. Đồ án tốt nghiệp - Công nghệ truyền dẫn SDH Trần Hoài Nam - ĐT5

- Cung cấp kênh thoại cho quản lý và điều hành mạng

- Cung cấp kênh số liệu cho quản lý các trạm lặp.

Cấu trúc của SOH trong khung truyền dẫn STM-1 nh sau:

H×nh 4.4 - SOH trong khung STM-4.

H×nh 4.5 - SOH trong khung STM-16.

H×nh 4.6 - SOH trong khung STM-64. Đồ án tốt nghiệp - Công nghệ truyền dẫn SDH Trần Hoài Nam - ĐT5

SOH trong khung STM-4 (hình 4.4) có 9 dòng và 36 cột, chứa đủ 12 byte A1, 12 byte A2, 12 byte B2 Những byte khác chỉ xuất hiện một lần trong STM-1 #1.

SOH trong khung STM-16 (hình 4.5) có 9 dòng và 144 cột, trong đó có

48 byte A1, 48 byte A2, 48 byte B2 Những byte khác chỉ xuất hiện một lần trong STM-1 #1.

7 1 Đồ án tốt nghiệp - Công nghệ truyền dẫn SDH Trần Hoài Nam - ĐT5

SOH trong khung STM-64 (hình 4.6) có 9 dòng và 576 cột, trong đó gồm 192 byte A1, 192 byte A2, 192 byte B2 Những byte khác chỉ xuất hiện mét lÇn trong STM-1 #1.

Vị trí của mỗi byte SOH của STM-1 #n trong khung STM-N đợc đặc tr- ng bởi toạ độ có 2 thông số S (a,b), a (bằng 1 đến 3 và 5 đến 9) là số thứ tự dòng thuộc byte đang xét trong khung STM-1, b là chỉ số cột của byte đang xét thuộc STM-1 #n trong khung STM-N và đợc xác định theo biểu thức : b = N x (i - 1) +n (4.1) trong đó i là chỉ số cột của byte SOH đang xét trong STM-1 (bằng 1 đến 9), n là số thứ tự của STM-1 thành phần chứa byte đang xét trong khung STM-N. Biểu thức 4.1 sẽ đợc sử dụng để xác định toạ độ các byte SOH trong khung STM-4, STM-16 và STM-64.

Xác định vị trí byte K1 trong khung STM-4 và khung STM-16 Byte K1 chỉ có mặt trong khung STM-1 #1 Vậy K1 đợc xác định nh sau:

K1 thuộc dòng a = 5 K1 thuéc cét b = 16 x (4-1) + 1 = 49 Cần phải lu ý rằng biểu thức 5.1 không áp dụng cho byte M1 và theo qui định thì byte M1 trong các khung STM-1, STM-4, STM-16 và STM-64 đều ghép cố định vào dòng 9 và cách cột chứa byte D11 một cột về bên phải.

4.2.2 - Tín hiệu quản lý và bảo dỡng đoạn lặp (RSOH)

Các byte RSOH ghép vào dòng 1 đến dòng 3 thuộc cột 1 đến cột 9 của khung STM-N Chức năng của các byte đợc trình bày nh sau

A1110110, A2 = 00101000 Từ mã đồng bộ khung của khung STM-

1 gồm 3 x A1 byte và tiếp theo là 3 x A2 byte, 6 byte làm gốc thời gian ghép các byte trong khung STM-1 Phía thu tách 6 byte làm ra gốc thời gian để tách các byte còn lại trong khung STM-1.

Byte này trớc đây đợc ký hiệu là C1 dùng để định vị các khung STM-1 trong khung STM-N Do đó C1 của STM-1 nhận giá trị 0000 0001, trong khi đó C1 của STM-16 lại nhận giá trị 0001 0000 Byte này đợc sử dụng để hỗ trợ cho tìm kiếm đồng bộ khung Thực tế byte này chỉ đợc sử dụng trong thời kỳ đầu của tiêu chuẩn hoá SDH Nhng hiện tại theo khuyến nghị G.831 thì byte này đợc sử dụng để định tuyến đoạn lặp J0 đợc truyền trong 16 khung liên tiếp tạo thành mã nhận dạng điểm truy cập để máy thu tiếp tục chuyển thông tin đến máy phát đã đợc chỉ định Cấu trúc trong đa khung 16 khung nh bảng 4.1.

Bảng 4.1 - Cấu trúc của byte J0 trong đa khung 16 khung

Thứ tự byte Giá trị các bit 1- 8

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 - Mã kiểm tra độ d chu trình CRC-7 của khung trớc;

0 X X X X X X X - Các ký tự theo khuyến nghị T50

Trong trờng hợp kết nối thiết bị SDH có byte nhận dạng C1 với thiết bị SDH có byte định tuyến đọan lặp J0 thì J0 đợc gán một giá trị nhị phân là

0000 0001 Giá trị này đợc diễn giải "định tuyến đoạn lặp không đợc qui định" Ngay trong thiết bị thuộc thế hệ mới, nếu J0 không sử dụng vào chức năng định tuyến đoạn lặp thì chuyển nó thành chức năng nhận dạng STM-N.

Hai byte xếp sau byte C1 (J0) dành cho mỗi quốc gia sử dụng và không bị trộn Vì lý do này nên ITU-T khuyến nghị hạn chế sử dụng byte này vào việc duy trì cân bằng một chiều và mật độ các bit 1 Vấn đề này do mỗi quốc gia quyết định.

Byte này dành cho tiêu chuẩn hoá quốc tế trong tơng lai.

 B1 ký hiệu là BIP-8: Kiểm tra lỗi đoạn lặp.

Byte kiểm tra chẵn 8 bit dùng để kiểm tra lỗi khối các đoạn lặp Giá trị của 8 bit trong byte B1 của khung STM-1 hiện tại trớc khi trộn (Scrambler) đ-

C§K45 ợc tính toán dựa vào khung STM-1 trớc đó sau khi trộn Giá trị các bit của byte B1 đợc tính toán nh sau. Đem các bit thứ nhất của các byte trong khung STM-1 trớc đó cộng lại, nếu tổng là số chẵn thì bit thứ nhất của B1 trong khung STM-1 hiện tại bằng

0, nếu tổng là số lẻ thì bit thứ nhất của B1 bằng 1 Các bit còn lại cũng tính toán tơng tự Cũng có thể diễn đạt theo cách khác, đem các bit tơng ứng của các byte trong khung STM-1 trớc đó cộng module 2 sẽ đợc giá trị các bit tơng ứng của byte B1 trong khung hiện tại

Byte thứ nhất 1010110 Byte thứ hai 0111001 Byte thứ ba 1001100 Trong khung STM-1 trớc đó Byte thứ t 0101011

Byte B1 đợc tính toán lại qua mỗi trạm lặp và truyền thông suốt qua các trạm ghép Mỗi trạm lặp kiểm tra tất cả các bit của các byte trong khung STM-1 trớc đó và cộng thêm các bit tơng ứng của B1 trong khung STM-1 hiện tại nếu phát hiện thấy tổng là số lẻ thì bộ đếm lỗi tăng thêm một Kết quả kiểm tra lỗi khối các trạm lặp đợc chuyển về trạm giám sát hệ thống.

Byte này truyền tín hiệu thoại 64 kbit/s từ trạm lặp đến các trạm khác trong quá trình quản lý, giám sát và bảo dỡng hệ thống Byte E1 đợc truy nhập tại các trạm lặp và các trạm ghép nơi có các kết nối thiết bị thoại với CODEC PCM Kênh EOW thờng đợc sử dụng trong các hệ thống đờng trục.

Byte này cung cấp một kênh thoại hoặc truyền số liệu tạm thời khi bảo dỡng hệ thống.

 D1, D2 và D3 : Kênh truyền số liệu đoạn lặp (RS-DCC)

Các byte D1, D2 và D3 tạo thành kênh truyền số liệu với tốc độ 3 x 64 kbit/s = 192kbit/s từ trạm lặp đến các trạm khác Kênh RS-DCC thờng đợc dùng để truyền số liệu trong nôi bộ hệ thống nhằm mục đích giám sát và quản lý các hệ thống có các trạm lặp Không phải tất cả các đoạn lặp đều cần kênh

DCC Điều quan trọng là kênh này đợc sử dụng hay không là do phần điều khiển quyết định.

 RF: Các byte dùng cho viba số SDH

3 byte đầu tiên RF1, RF2, RF3 có thể sử dụng nh sau:

- RF1 gồm 8 bit đợc bố trí nh hình dới:

FFK FFK FFK FFK MSI DM

Tiêu đề	Đồ Án Tốt Nghiệp Công Nghệ Truyền Dẫn SDH
Trường học	Trường Đại Học
Chuyên ngành	Công Nghệ Truyền Dẫn
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp

Định dạng
Số trang	94
Dung lượng	188,5 KB