Công nghệ truyền dẫn sdh

Khả năng quản lý mạng linh hoạt sẽ cải thiện to lớn trong việc điềukhiển mạng truyền dẫn, cải thiện khả năng phục hồi mạng giúp cho việc sẵnsàng thông tin tốt hơn và việc cung cấp các dị

Mục lục Trang - Lời nói đầu - .5 Ch¬ng I - Tỉng quan vỊ kü tht trun dÉn ®ång bé SDH 1.1 - HƯ thèng trun dÉn cËn ®ång bé .7 1.1.1 - Nguyên tắc ghép luồng cấu trúc số cận đồng 1.1.2 - Các tiêu chuÈn cña PDH 1.1.3 - Quá trình ghép kênh PDH 10 1.1.4 - Nh÷ng h¹n chÕ cđa PDH 11 1.2 - Giíi thiƯu vỊ hƯ thèng SDH 14 1.2.1 - Lịch sử phát triển SDH 14 1.2.2 - Các tiêu chuẩn ghép kªnh SDH 16 1.2.3 - Mét sè khun nghÞ vỊ SDH cđa ITU-T 16 1.2.4 - Các đặc điểm hạn chế phơng pháp truyền dẫn đồng SDH 17 1.2.5 - Những u điểm cđa SDH so víi PDH 20 1.2.6 - Nguyên tắc ghép kênh SDH 21 1.2.7 - Chức c¸c khèi 23 Chơng II - Phơng pháp xếp luồng sè SDH 26 2.1 - Kh¸i qu¸t 26 2.2 - Quá trình xếp luồng tín hiệu vào gói 27 2.2.1- Sắp xếp luồng 1,5 Mbit/s vào đa khung VC-11 27 2.2.2 - Sắp xếp luồng Mbit/s vào ®a khung VC-12 30 2.2.3 - S¾p xÕp luång 1,5 Mbit/s vµo TU-12 thay thÕ luång Mbit/s .34 2.2.4 - Sắp xếp luồng Mbit/s vào VC-2 35 2.2.5 - Sắp xếp luồng 34 Mbit/s vào VC-3 37 2.2.6 - S¾p xÕp luång 45 Mbit/s vµo VC-3 38 2.2.7 - Sắp xếp luồng số 140 Mbit/s vào VC-4 39 2.3 - Quá trình ghép gãi vµo khung STM-1 40 2.3.1 - GhÐp VC-4 vµo STM-1 41 2.3.2 - GhÐp VC-3 vµo STM-1 qua AU-4 .42 2.3.3 - GhÐp VC-3 vµo STM-1 qua AU-3 45 2.3.4 - GhÐp 63 VC-12 vµo STM-1 46 2.3.5 - GhÐp 84 VC-11 vµo STM-1 48 2.3.6 - T¹o khung trun dÉn STM-N .49 Ch¬ng III - Tổ chức hoạt động loại trá khung tÝn hiÖu SDH 52 3.1 - Vị trí chức loại trỏ 52 3.1.1 - Vị trí chức cña trá AU-4 52 3.1.2 - Vị trí chức trỏ AU-3 53 3.1.3 - VÞ trí chức trỏ TU-3 53 3.1.4 - Vị trí chức trỏ TU-2 54 3.1.5 - Vị trí chức trá TU-12 vµ TU-11 55 3.2 - Đánh số địa nhóm byte byte .56 3.2.1 - Đánh số địa chØ c¸c nhãm byte cđa khung AUG 56 3.2.2 - Đánh số địa nhóm byte khung VC-4 58 3.2.3 - Đánh số địa byte đa khung TU-2, TU-12 TU-11 59 3.3 - Cấu tạo hoạt động cđa c¸c trá .59 3.3.1- CÊu t¹o cđa trá 59 3.3.2 - Hoạt động loại trỏ .62 3.3.3 - C¸c trá c¸c khung tÝn hiÖu nèi mãc xÝch .71 3.4 - Xư lý trá t¹i phÝa thu 73 3.4.1 - ý nghÜa cđa viƯc xư lý trá .73 3.4.2 - Đánh số thứ tự khung AU-n, TU-n 73 3.4.3 - Đánh số thứ tự AU-4 khung STM-N 75 3.4.4 - Đánh số thứ tự c¸c TU-3 VC-4 75 3.4.5 - Đánh số thứ tự TU-2 VC-4 75 3.4.6 - Đánh số thø tù c¸c TU-12 mét VC-4 76 3.4.7 - Đánh số thứ tự TU-11 VC-4 77 Ch¬ng IV - Vai trò tín hiệu quản lí b¶o dìng hƯ thèng SDH 67 4.1 - Đoạn tun hƯ thèng trun dÉn 67 4.1.1 - Đoạn (section) 67 4.1.2 - TuyÕn (Path) 67 4.2 - Các tín hiệu quản lí bảo dìng .68 4.2.1 - Khái niệm SOH (Section Overhead) Mào đầu đoạn 68 4.2.2 - Tín hiệu quản lý bảo dỡng đoạn lặp (RSOH) 72 4.2.3 - Tín hiệu quản lý bảo dỡng đoạn ghép (MSOH) 76 4.2.4 - Tín hiệu quản lý b¶o dìng tun VC bËc thÊp 82 4.2.5 - Tín hiệu quản lý bảo dỡng tuyến VC bËc cao 86 4.2.6 - Qui định tín hiệu bảo dỡng cảnh báo 91 - Các thuật ngữ viết tắt - 94 - tài liệu tham khảo - 97 - Lời nói đầu Sự đời công nghệ SDH (Synchronous Digital Hierarchy - Công nghệ truyền dẫn phân cấp số đồng bộ) đánh dấu thời kỳ phát triển mạng viễn thông giới SDH thúc đẩy cách mạng dịch vụ viễn thông dẫn đến ảnh hởng sâu rộng đến ngời sử dụng, nhà khai thác nh nhà sản xuất thiết bị Việc ngời sử dụng cuối đặc biệt nhà kinh doanh ngày phụ thuộc nhiều vào phơng tiện thông tin đà dẫn đến bùng nổ nhu cầu dịch vụ viễn thông chất lợng cao Các dịch vụ nh hội nghị truyền hình, thâm nhập sở liệu từ xa, chuyển giao tệp đa môi trờng (đa phơng tiện) đòi hỏi mạng linh hoạt có khả đáp ứng đợc yêu cầu độ rộng dải thông hầu nh không giới hạn Sự phức tạp mạng xây dựng dựa hệ thống truyền dẫn cận đồng PDH tốc ®é thÊp, ®iỊu nµy ®· dÉn ®Õn nhµ ®iỊu hµnh mạng không đáp ứng yêu cầu nói Vì PDH chủ yếu để đáp ứng nhu cầu thoại thông thờng, không phù hợp với truyền dẫn quản lý liên kết có độ rộng băng tần lớn SDH đời nhằm giải nhợc điểm PDH Khả triển khai hệ thống đồng đợc thực nhanh chóng nhờ khả tơng thÝch cđa nã víi c¸c hƯ thèng PDH SDH qui định cấu trúc cho phép tín hiệu cận đồng kết hợp với đợc đóng thùng vào tín hiệu SDH Điều bảo vệ đầu t nhà điều hành mạng thiết bị cận đồng cho phép họ phát triển thiết bị đồng phù hợp cho nhu cầu riêng mạng họ Khi thiết bị đồng đợc đa vào hoạt động mạng lợi ích mà đem lại đà rõ ràng Các nhà khai thác tiết kiệm đợc đáng kể phần cứng mạng, tăng độ tin cậy mạng, dẫn đến giảm chi phí cho bảo dỡng khai thác Khả quản lý mạng linh hoạt cải thiện to lớn việc điều khiển mạng truyền dẫn, cải thiện khả phục hồi mạng giúp cho việc sẵn sàng thông tin tốt việc cung cấp dịch vụ nhanh SDH cung cấp cho nhà khai thác giải pháp mạng cho tơng lai nh mạng vùng đô thị (MAN), ISDN băng rộng mạng thông tin cá nhân Chính việc lựa chọn truyền dẫn đồng SDH làm sở cho mạng viễn thông tơng lai hớng phát triển đắn Việt Nam, thực nghị Đảng đề nh kế hoạch tăng tốc đại hoá ngành bu điện, công nghệ SDH đà đợc triển khai áp dụng bớc Từ năm 1994, mạng SDH đà đợc khai thác, sử dụng số tuyến viễn thông liên tỉnh đến hầu hết tỉnh thành đà áp dụng công nghệ Là sinh viên cao đẳng khoa Điện tử - Viễn thông, em mong muốn đợc tìm hiểu kỹ thuật, công nghệ đợc sử dụng ngành Viễn thông để vận dụng kiến thức đà học đợc vào nghề nghiệp tơng lai sau này, góp phần nhỏ bé vào phát triển ngành nói riêng nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc nói chung Vì em đà định chọn đề tài Công nghệ truyền dẫn SDH làm đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo - Thạc sĩ Lê Văn Hải, ngời đà trực tiếp hớng dẫn, giúp đỡ em tận tình thời gian làm đồ án, đồng thời em xin cảm ơn thầy cô giáo khoa Điện tử - Viễn thông trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đà giúp cho em tiếp thu đợc kiến thức trình học tập để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp em có đợc tảng nghề nghiệp tơng lai Do lực thời gian có hạn, đồ án em tránh khỏi số thiếu sót có vấn đề cha đợc đề cập sâu Em mong muốn đợc tiếp thu ý kiến thầy cô để em có đợc kiến thức hoàn thiện Hà Nội, tháng năm 2003 Sinh viên Trần Hoài Nam Chơng I Tỉng quan vỊ kü tht trun dÉn ®ång bé SDH 1.1 - hƯ thèng trun dÉn cËn ®ång bé 1.1.1 - Nguyên tắc ghép luồng cấu trúc số cận đồng Trong hệ thống ghép kênh TDM, tần sè cđa hƯ thèng bÊt kú møc ph©n cÊp tốc độ bit cho trớc xê dịch giá trị danh định tới lợng nhỏ Vì nguyên tắc hệ thống ghép kênh TDM đơn giản nhng thực tế nh vËy VÝ dơ lng 2,048 Mbit/s ghÐp víi tạo thành luồng 8,448 Mbit/s nh sau: Luồng số Mbit/s có tốc độ bit cao định mức ChÌn bit J – C¸c bit chÌn Bé chun mạch Các bit liệu đầu vào Tín hiệu Bộ tạo xung đồng hồ ChÌn bit Bé ghÐp J Luồng số Mbit/s có tốc độ bit thấp định mức Hình 1.1 - Nguyên tắc ghép kênh cận đồng Luồng Mbit/s đợc tạo từ thiết bị ghép kênh tổng đài điện tử số khác nên tốc độ bit khác chút ít, trớc ghép theo bit luồng thành luồng có tốc độ cao phải hiệu chỉnh cho tốc độ bit nh bit chèn mang thông tin giả Các bit chèn đợc máy thu nhận biết loại khỏi tín hiệu gốc thực tách kênh Mặc dù tốc độ luồng nh nhau, nhng đầu thu không nhận biết đợc vị trí luồng luồng hợp thành (luồng có tốc độ cao hơn) Kiểu ghép nh gọi cận đồng (Plesiochronous) Trờng hợp thêm bit giả nh đợc thực tất cấp ghép kênh hệ thống, đợc gọi "Hệ thống phân cÊp sè cËn ®ång bé PDH - Plesiochronous Digital Hierarchy" 1.1.2 - Các tiêu chuẩn PDH Hiện giới có ba tiêu chuẩn tốc độ bit PDH, tiêu chuẩn Châu âu, tiêu chuẩn Bắc Mỹ tiêu chuẩn Nhật Bản 2048 kbit/s 8448 kbit/s 34368 kbit/s139264 kbit/s kbit/s564992 kbit/s Châu Âu x4 x4 x4 x4 (a) x 400352 32064kbit/s x97728kbit/s kbit/s NhËt x5 1544 kbit/s 6312 kbit/s x4 x 44736 kbit/s x9 405000 kbit/s Bắc Mỹ a-Tiêu chuẩn Châu âu Châu Âu dựa tốc độ bit sở 2048 kbit/s từ thiết bị ghép kênh (b) PCM-30 từ tổng đài điện tử số để ghép xen bit thành tốc độ bit cao gồm có mức Sơ đồ mức theo tiêu chuẩn Châu Âu nh Hình 1.2hình - Cácthành tiêu chuẩn PDH hình 1.2a b-Tiêu chuẩn Bắc Mỹ Bắc Mỹ sử dụng luồng số sở 1544 kbit/s từ thiết bị ghép kênh PCM24 từ tổng đài điện tử số để ghép xen bit thành luồng số có tốc độ bit cao gồm có mức Sơ đồ hình thành mức theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ nh hình 1.2b c-Tiêu chuẩn Nhật Bản Hai mức theo tiêu chuẩn Nhật Bản hoàn toàn giống tiêu chuẩn Bắc Mỹ có tất mức ITU-T công nhận mức theo tiêu chuẩn Châu Âu mức theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ mức truyền dẫn PDH quốc tế 1.1.3 - Quá trình ghÐp kªnh PDH Mbit/s Mbit/s 34 Mbit/s 140 Mit/s DME 3 DME 5 DME DME 8 x DME 64 Mbit/s DME 11 DME 10 LTE 62 61 63 DME 12 13 14 15 16 Trong cÊu tróc ghÐp kªnh cËn đồng PDH (theo tiêu chuẩn Châu Âu) 64 trình ghép kênh từ luồng Mbit/s thành luồng 140 Mbit/s phải ghép qua tất mức ghÐp trung gian Mbit/s, 34 Mbit/s th«ng qua viƯc sử dụng Hình 1.32,3,Ghép kênh PDH thiết bị ghép kênh phân cấp (hình 1.3) Khi ghép kênh ta ph¶i thùc hiƯn viƯc chÌn - ChÌn tõ chèt khung - Chèn bit để kiểm tra - Chèn bit tín hiệu dịch vụ Quá trình ghép kênh qua c¸c cÊp: - CÊp 2: GhÐp 64 luång Mbit/s thµnh 16 luång Mbit/s dïng 16 DME2 - CÊp 3: GhÐp 16 luång Mbit/s thµnh luång 34 Mbit/s dïng DME3 - CÊp 4: GhÐp luång 34 Mbit/s thµnh luång 140 Mbit/s dïng DME4 Khi tách kênh ta phải làm ngợc lại, để thâm nhập đến luồng Mbit/s ta cần phải tách kênh 140 Mbit/s thành 64 luồng Mbit/s qua c¸c bíc 34 Mbit/s, Mbit/s, Mbit/s thông qua thiết bị tách ghép kênh cÊp 2, 3, Khi ®ã: - TÝn hiƯu ®ång đợc tách - Khôi phục lại từ chốt khung - Lấy lại bit đà chèn vào 1.1.4 - Những hạn chế PDH a Tách xen phức tạp, yêu cầu thiết bị cồng kềnh làm giảm chất lợng truyền dẫn Hiện nhu cầu sử dụng dịch vụ thoại nh phi thoại ngày tăng, nghĩa ngời điều hành mạng mong muốn có nhiều luồng 2Mbit/s thuê tách xen luồng cách dễ dàng, nhng kỹ thuật PDH đáp ứng đợc điều Chẳng hạn tuyến truyền dẫn qua điểm yêu cầu sử dụng luồng Mbit/s phải lắp đặt khối lợng lớn thiết bị tách xen nh h×nh 1.4 140 140 140 LTE 140 LTE 34 34 34 34 8 8 2 Luồng Mbit/s (IN/OUT) Hình 1.4 - Tách luồng 2Mbit/s tõ luång 140 Mbit/s ViÖc trÝch lÊy mét luång Mbit/s dờng nh đơn giản, nhng thực tế nh Việc sử dụng bit cân môĩ cấp ghép PDH tức việc nhận dạng xác vị trí khung Mbit/s kênh 140 Mbit/s đợc khung tín hiệu đủ bit nghiệp vụ Do để nhận đợc luồng cấp thấp, ta phải tách riêng luồng luồng cấp cao, để có luồng sở Mbit/s, ta phải trải qua tất cấp ghép tách Điều làm cho giá thành dịch vụ tăng cao làm giảm độ tin cậy nh chất lợng hệ thống b Khả quản lý giám sát mạng đặc biệt với mạng viễn thông tốc độ cao Do nhu cầu thông tin trớc cha cao, cấu hình đơn gi¶n, dƠ qu¶n lý vËy cÊu tróc khung PDH không tạo khả giám sát quản lý riêng Cụ thể khung tín hiệu ghép 2/8, 8/34, 34/140 140/565 có bit đồng khung (10 bit), bit cảnh báo đồng khung, bit nghiệp vụ 12 bit điều khiển chèn (hình 1.5a) Còn cấp ghép sở Mbit/s số lợng bit nghiệp vụ khung tín hiệu hạn chế Mặt khác, khung tín hiệu đầu thiết bị ghép kênh PCM-30 có bit đánh dấu 'x' sử dụng cho kênh nghiệp vụ đợc (hình1.5b)