Sợi quang và công nghệ SDH - Phần 2 Công nghệ SDH - Chương 6 pot

phần 2. công nghệ sdh _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 44- http://www.ebook.edu.vn Phần 2. Công nghệ SDH I. Giới thiệu về kỹ thuật SDH : 1) Các yêu cầu về mạng truyền dẫn : Song song bên cạnh các dịch vụ về thoại, ngày nay ngời ta phát triển thêm nhiều loại hình dịch vụ mới quan trọng nh là telefax, truyền dẫn data, truyền dẫn video trong đó chất lợng và khả năng đáp ứng các yêu cầu đó về băng tần hoặc các giao tiếp tơng thích Luôn luôn đóng một vai trò quan trọng hàng đầu. Để thoả mn các yêu cầu trên, ngành viễn thông phải có các thay đổi cần thiết để đáp ứng kịp thời. - Thời gian thiết lập luồng truyền dẫn ngắn dung lợng thoả mn theo mọi yêu cầu. - Tăng cờng khả năng sẵn sàng phục vụ các mạng viễn thông. - Giá thành thiết lập mạng thấp, chi phí dành cho các khoản khai thác, bảo trì, bảo dỡng Phải giảm. - Có khả năng quốc tế hoá dịch vụ. 2) Khái niệm về SDH ( Synchronous Digital Hierachy ): Các hệ thống PDH phát triển không đáp ứng đợc các nhu cầu trên do đó phải có một thế hệ truyền dẫn mới trên thế giới. Kỹ thuật SDH ra đời tạo ra một cuộc cách mạng trong nghành viễn thông, thể hiện một kỹ thuật tiên tiến có thể đáp ứng rộng ri các yêu cầu của các thuê bao, ngời khai thác cũng nh các nhà sản xuất Thoả mn các yêu cầu đòi hỏi đặt ra cho ngành viễn thông, khắc phục các nhợc điểm của thế hệ PDH mà chúng ta đang sử dụng hiện nay. phần 2. công nghệ sdh _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 45- http://www.ebook.edu.vn Trong tơng lai hệ thống đồng bộ SDH sẽ ngày càng phát triển mạnh nhờ các u điểm vợt trội hơn so với PDH và một điểm quan trọng là SDH có khả năng kết hợp với PDH trong mạng lới hiện tại, nó cho phép thực hiện việc hiện đại hoá dần dần theo từng giai đoạn phát triển. Các tiêu chuẩn của SDH đợc bắt đầu từ năm 1985 tại Mỹ. Bắt đầu là các nỗ lực để tạo ra một mạng giao tiếp quang có thể hoạt động với tất cả các hệ thống truyền dẫn khác nhau của các sản phẩm khác nhau (theo tiêu chuẩn châu âu và châu Mỹ). Sau đó các tiêu chuẩn mở rộng dần lên để có thể sử lý cho mạng hiện tại và cả cho các loại tín hiệu trong tơng lai cũng nh cho cả phơng tiện vận hành và bảo dỡng. Năm 1985 công ty Bellcore là công ty con của công ty Bell tại Mỹ đ đề xuất một kỹ thuật truyền dẫn mới nhằm khắc phục những nhợc điểm của hệ thống cận đồng bộ PDH và đợc đặt tên là SONET (Synchronous Optical Network) mạng quang đồng bộ dựa trên nguyên lý ghép đồng bộ và tất cả các tín hiệu đồng bộ đợc đồng bộ với nhau, trong đó cáp quang đợc sử dụng làm môi trờng truyền dẫn. Sau đó các tiêu chuẩn về giao tiếp thiết bị cũng đợc nghiên cứu đẻ có thể kết nối các thiết bị với nhau với những tiêu chuẩn khác nhau mà không gây trở ngại. Khi ứng dụng kỹ thuật mới này vào mạng lới viễn thông hiện hữu, để đáp ứng các tiêu chuẩn đó ngời ta phải lu ý đến sự tiêu chuẩn hoá các tín hiệu bảo dỡng, giám sát, chuyển mạch bảo vệ và cả vấn đề quản lý Số lợng Năm 2000 SDH PDH phần 2. công nghệ sdh _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 46- http://www.ebook.edu.vn mạng lới của các loại thiết bị khác nhau đó. Năm 1988 một tiêu chuẩn quốc gia của Mỹ đ đợc thông qua đồng thời với SONET cũng đ gây đợc sự chú ý và cũng đợc phát triển tại Châu Âu bởi các nhà sản xuất dựa trên một tiêu chuẩn riêng để phù hợp với các mạng PDH theo tiêu chuẩn Châu Âu đang hiện hành. CCITT đ đề xuất các tiêu chuẩn của hệ thống SDH. SDH đợc xây dựng để tạo ra một mạng tiêu chuẩn quốc tế, nó cho phép tiếp nhận đợc tất cả các tín hiệu PDH trớc đây. Tiêu chuẩn phân cấp đồng bộ SDH xây dựng theo tiêu chuẩn do ITU-T đề US 1,5 45 Mbit/s 6 CEPT 2 140 Mbit/s 34 Container byte - by - byte multiplexing byte - by - byte multiplexing STM - 1 155,520 Mbit/s STM - N N ì ìì ì 155,520 Mbit/s POH Thông tin giám sát SOH Thông tin quản lý Ptr Pointer Khái niệm về SDH phần 2. công nghệ sdh _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 47- http://www.ebook.edu.vn xuất trên cơ sở một hệ thống các khuyến nghị : G.707 Các mức phân cấp số đồng bộ. G.708 Giao diện tại nút mạng cho phân cấp số đồng bộ. G.709 Cấu trúc ghép kênh SDH. G.780 Các định nghĩa và thuật ngữ trong SDH. G.781 Cấu trúc của các khuyến nghị đối với thiết bị ghép kênh SDH. G.782 Các loại và đặc tính chung của các thiết bị ghép kênh SDH. G.783 Các dặc tính của khối chức năng thiết bị ghép kênh SDH. G.784 Quản lý SDH. G.957 Giao diện quang cho các thiết bị và các hệ thống liên quan đến SDH G.958 Các hệ thống truyền dẫn SDH sử dụng cáp sợi quang. 3) Các đặc tính của PDH và SDH : Nhợc điểm của hệ thống PDH : - Mạng PDH chủ yếu đáp ứng các dịch vụ điện thoại, đối với các dịch vụ mới nh: mạng ISDN, truyền data, dịch vụ điện thoại truyền hình thì mạng PDH khó có thể đáp ứng đợc. - Mạng PDH không linh hoạt trong việc kết nối các luồng liên tục. Khi có nhu cầu rút luồng từ một luồng có dung lợng lớn thì phải qua các cấp độ trung gian để hạ tốc độ từ cao xuống thấp tơng ứng, cũng nh việc ghép luồng phải trải qua đầy đủ các cấp từ tốc độ thấp lên tốc độ cao. Điều này rõ ràng là không mềm dẻo, không thuận tiện cho việc kết nối, cần phải có đủ các cấp thiết bị để phần 2. công nghệ sdh _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 48- http://www.ebook.edu.vn giải phép luồng do đó không tiết kiệm và khó thực hiện đồng thời đòi hỏi nhiều thiết bị phức tạp. - Các thông tin về bảo trì không đợc liên kết trên toàn tuyến thông tin mà chỉ đối với từng đoạn truyền dẫn riêng lẻ. Thủ tục bảo trì cho toàn tuyến phức tạp. - cha có tiêu chuẩn chung cho thiết bị đờng dây, các nhà sản xuất mới chỉ có tiêu chuẩn đặc trng riêng cho thiết bị riêng của họ. - Có nhiều thiết bị ghép luồng. Một luồng 2Mbit/s có thể sẽ đi qua nhiều hớng trớc khi đi đến đích do đó vấn đề quản lý luồng tại mỗi trạm phải đồng bộ và chặt chẽ. Trong thực tế nhiều khi sinh ra lỗi lầm trong thực tế hoặc đầu nối không chỉ ảnh hởng đến luồng đang kết nối mà có thể sẽ gây ra mất liên lạc cho những luồng khác đang khai thác. - Hệ thống PDH thiếu các phơng tiện giám sát, đo thử từ xa mà chỉ tiến hành ngay tại chỗ. Đặc điểm của SDH : Ưu điểm : Trong PDH việc ghép kênh đợc tiến hành tại mỗi cấp, quá trình ghép phải lần lợt qua các mức trung gian từ 2 đến 140 Mb/s. Việc truy cập trực tiếp đến một luồng 2Mbit/s trong một luồng 140 Mb/s là không thể thực hiện đợc. Chẳng hạn nh khi cần nối chéo các luồng 2 Mb/s thì phải thực hiện hạ kênh từ luồng 140 Mb/s qua nhiều cấp xuống đến 2 Mb/s rồi mới dùng cáp nhảy để thực hiện nối chéo. Mạng lới này rất cồng kềnh và phức tạp và không linh hoạt đồng thời chi phí vận hành rất lớn do đòi hỏi nhiều sức lao động trong các khâu lắp đặt chuyển cáp Đối với SDH thì u điểm nổi bật hơn là đơn giản hoá mạng lới, linh hoạt phần 2. công nghệ sdh _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 49- http://www.ebook.edu.vn trong sử dụng khai thác. Khác với PDH, trong mạng SDH quá trình ghép kênh chỉ thực hiện qua một giai đoạn, do đó việc tách một kênh 2Mbit/s trong một luồng tốc độ cao là đơn giản. Hơn nữa, việc sử dụng phần mềm trong quản lý bảo dỡng luồng 2 Mbit/s đ làm cho việc đấu chéo các luồng 2 Mbit/s trở nên thực sự đơn giản và nhanh chóng. Chính vì thế việc vận hành và quản lý mạng lới đơn giản hơn nhiều so với cùng công việc này ở mạng PDH. - Trong SDH tốc độ bit lớn hơn 140 Mbit/s lần đầu tiên đợc tiêu chuẩn hoá trên phạm vi toàn thế giới. - M truyền dẫn của tín hiệu quang đợc tiêu chuẩn hoá tơng thích các thiết bị của các nhà sản xuất. - Có cấu trúc khối : - Tốc độ bit và cấu trúc khung của cấp cao hơn đợc tạo thành từ tốc độ bit và cấu trúc khung của luồng cơ bản cấp thấp hơn do đó việc tách ghép luồng thông tin dễ dàng. - 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 có tốc độ thấp hơn 140 Mbit/s đều có thể ghép đợc vào cấp SDH thấp nhất là STM - 1 có tốc độ 155 Mbit/s. Nhợc điểm của hệ thống SDH : - Kỹ thuật phức tạp hơn do phải ghi lại sự tơng quan về phase giữa các tín hiệu luồng và overhead - Việc nhồi byte - byte tăng độ Jitter hơn kiểu bit - bit của PDH. - Đồng hồ phải cung cấp từ ngoài phần 2. công nghệ sdh _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 50- http://www.ebook.edu.vn - Truyền d thừa và thiếu mức 8 Mb/s. Ta có thể tóm tắt sự tơng quan khác nhau giữa kỹ thuật PDH và SDH nh sau : 4) Phân cấp hệ thống SDH : Ngày nay có 3 cấp của tín hiệu SDH đợc định nghĩa. Cấp và mức bit đợc chỉ ra trong bảng sau : Mức SDH Tốc độ bit STM - 1 STM - 4 STM - 16 155,52 Mbit/s 622,08 Mbit/s 2488,32 Mbit/s PDH - Bộ dao động nội dao động tự do - Ghép kênh không đồng bộ - Cấu trúc khung đặc trng - Ghép luồng theo nguyên lý xen bit - Truy nhập luồng riêng lẻ sau khi giải ghép đến cấp tơng đơng. SDH - Bộ dao động nội đợc đồng bộ với đồng hồ ngoài - Ghép kênh đồng bộ - Cấu trúc khung đồng nhất - Ghép luồng theo n guyên lý xen byte - Truy nhập luồng trực tếp từ luồng có tốc độ cao hơn. phần 2. công nghệ sdh _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 51- http://www.ebook.edu.vn Cận đồng bộ ( SDH ) : Đồng bộ SDH : II. Cấu trúc ghép kênh : 1) Cấu trúc ghép kênh cơ bản : STM ( Synchronous Transport Module ) Module truyền đồng bộ Các cấp STM - n đợc ghép từ STM - 1 Các tín hiệu PDH có thể đợc ghép vào SDH và đợc truyền dẫn thông qua hệ thống này, điều này giải thích tại sao CCITT đề xuất ra STM - 1 vì tất cả các tín hiệu PDH 1,5 Mb/s đến 140 Mb/s có thể ghép vào trở thành tín hiệu SDH theo kiến nghị G. 709. OLTU OLTU OLTU OLTU OLTU OLTU 34 - 140 34 - 140 34 - 140 34 - 140 34 - 140 34 - 140 8 - 34 8 - 34 8 - 34 8 - 34 8 - 34 8 - 34 2 - 8 2 - 8 2 - 8 2 - 8 2 - 8 2 - 8 2Mbit/s 2Mbit/s 2Mbit/s 2Mbit/s 64 64 Thiết bị đầu cuối đờng dây Thiết bị đầu cuối đờng dây Trạm xen/rẽ Trạm xen/rẽ 140 Mbit/s 140 Mbit/s 140 Mbit/s SDH MUX 2 Mbit/s I/F SDH MUX 2 Mbit/s I/F SDH MUX 2 Mbit/s I/F SDH MUX 2 Mbit/s I/F 155 Mbit/s 155 Mbit/s 155 Mbit/s Giao diện 2 Mbit/s Thiết bị quản lý mạng bằng phần mềm phần 2. công nghệ sdh _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 52- http://www.ebook.edu.vn Trong đó : C n : Container ( cấp n ) Đơn vị chứa thông tin VC n : Vitualy Container ( cấp n ) Container ảo cấp n TU n : Tributtari Unit Đơn vị luồng cấp n TUG n : Tributtari Unit Group Nhóm đơn vị luồng AU : Administrative Unit Đơn vị quản lý AUG : Administrative Unit Group Nhóm đơn vị quản lý POH : Path Overhead Thông tin giám sát SOH : Section Overhead Thông tin quản lý Ghép kênh SDH: STM - n AUG AU4 VC4 C4 AU3 VC3 TUG3 TU3 VC3 TUG2 TU2 VC2 C3 C2 TU12 VC12 C12 TU11 VC11 C11 139,264 Kbit/s 44,736 34,386 Kbit/s 6,312 Kbit/s 2,048 Kbit/s 1,544 Kbit/s Sử lý con trỏ Gắn / tách POH Sử lý con trỏ Gắn / tách POH Gắn / tách SOH ì 1 ì 3 ì 4 ì 3 ì 3 ì 1 ì 1 ì 7 ì 7 phÇn 2. c«ng nghÖ sdh _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 53- http://www.ebook.edu.vn S¬ ®å ghÐp kªnh tõ C - 12 qua AU - 4 S¬ ®å ghÐp kªnh tõ C - 4 qua U - 4 : C - 12 VC - 12POH TU - 12Ptr TU - 12Ptr TU - 1 2Ptr TUG - 3 TUG - 3 TUG - 3 TUG - 3 VC - 4 POH AU - 4 Ptr AU - 4 Ptr C SOH AUG AUG VC - 12 TU - 12 TUG - 2 VC - 4 TUG - 3 AU - 4 AUG STM - n VC - 4 POH AU - 4 Ptr AU - 4 Ptr SOH AUG AUG VC - 4 AU - 4 AUG STM - n C - 4 C - 4 [...]... 21 76 C -2 1 06 6784 C-3 7 56 48384 C-4 23 40 149 760 Virtual container Độ lớn (byte) Tốc độ (Kbit/s) VC - 11 16 166 4 VC - 12 35 22 40 VC - 2 107 68 48 VC - 3 765 48 960 VC - 4 23 49 1503 36 Tributary unit Độ lớn (byte) Tốc độ (Kbit/s) TU - 11 27 1 728 TU -1 2 36 23 04 TU - 2 108 69 12 TU - 3 768 491 52 TUG - 2 108 69 12 TUG - 3 774 49 523 6 Tributary unit group Độ lớn (byte) Tốc độ (Kbit/s) AU - 3 7 86 50304 Aministrative... c C-4 DS 140 86 86 N 7 x 3 TU- 12 P F T T T T T I I U U U U U X G G G G G E - - - - D 3 3 3 3 3 a b c d e TUG - 3 PTR T U G 3 f 7 x TUG -2 H4 H2 T U G 3 g H1 Z3 H3 Z4 TU - 3 C-3 Z5 DS 45 J1 S T U F F 12 DS 34 B3 C2 G1 F2 12 T U G 2 a 3 x TU- 12 PTR T U G 2 b T U G 2 c T U G 2 d T U G 2 e T UT GU - G 2 f 2 g T U G 1 2 a T U G 1 2 b TUG - 2 T U G 1 2 TU- 12 PTR c TU- 12 PTR T TU- 12 PTR U G T U T C - 12 1... 155, 52 = 2, 488 Gb/s Tạo khung STM - 16 từ STM - 1 : STM - 1 #1 A1 A2 M U X 16 A1 B1 C1 D1 P1 A2 B2 16 : 1 STM - 16 STM - 1 # 16 P1 P2 - Ngo i ra để có đợc STM - 16 ta cũng có thể ghép 4 x STM - 4 với nhau theo phơng thức ghép từng 4 byte một Tạo khung STM - 16 từ STM - 4 : STM - 1 # 1 A1 A2 STM - 1 # 4 D1 D2 STM - 1 # 1 E1 E2 STM - 1 # 4 H1 H2 STM - 1 # 1 I1 I2 STM - 1 # 4 L1 L2 STM - 1 # 1 M1 M2 STM -. .. TUG - 2 v TUG - 3 + Cấu trúc các TUG : - TUG - 2: Một TUG - 2 có thể hình th nh bởi : TUG - 2 = 3 x TU - 12 TUG - 2 = 4 x TU - 11 TUG - 2 = 1 x TU - 2 Do vậy TUG - 2 có kích thớc l 108 byte với tốc độ bít l 69 12 Kb/s TUG - 2 hình th nh từ TU - 11 : _ - 6 0- http://www.ebook.edu.vn phần 2 công nghệ sdh TU - 11... _ - 5 7- http://www.ebook.edu.vn phần 2 công nghệ sdh * Cấu trúc của các TU : - Các TU - 11, TU - 12, TU - 2 đều đợc cấu tạo bởi các VC tơng ứng cộng thêm một byte pointer : TU - 11 = VC - 11 + Ptr TU - 12 = VC - 12 + Ptr TU - 2 = VC - 2 +Ptr Sự hình th nh cấu trúc TU - 11 v TU - 12 : 3 VC - 11 9 4 VC - 12 9 + pointer TU - 11 3 9 + pointer TU - 12 4 9 ... _ - 6 2- http://www.ebook.edu.vn phần 2 công nghệ sdh - TUG - 3 : Một TUG - 3 có thể hình th nh bởi : TUG - 3 = 1 x TU - 3 TUG - 3 = 7 x TUG - 2 - Kích thớc TUG - 3 gồm 774 byte với tốc độ bit l 495 36 Kb/s - Nếu TUG -3 chứa một TU- 3 thì cột đầu tiên chứa 3 byte pointer TU-3 v 6 byte còn lại l byte nhồi cố định ( Justification ) 85 TU - 3 PTR 9 TU - 3 TU - 3 PTR 9 TUG - 3 86 : byte nhồi cố định - Nếu... _ - 5 8- http://www.ebook.edu.vn phần 2 công nghệ sdh Sự hình th nh cấu trúc TU - 2 từ VC - 2 : 12 VC - 2 : POH C -2 9 + pointer 12 TU - 2 C -2 9 - TU - 3 : TU - 3 = VC - 3 + Ptr 3xVC - 3 có thể ghép v o VC - 4 theo nguyên tắc xen từng byte sau đó đợc phát đi trong khung AU - 4 trong quá trình truyền dẫn có hai cấp container đợc ghép v o Pointer AU - 4 trong SOH để chỉ thị VC - 4 trong khung STM - 1... http://www.ebook.edu.vn phần 2 công nghệ sdh TU - 11 3 9 9 TUG - 2 12 TUG - 2 hình th nh từ TU -1 2 : TU - 12 4 9 9 TUG - 2 12 _ - 6 1- http://www.ebook.edu.vn phần 2 công nghệ sdh TUG - 2 hình th nh từ các TU - 2 : 12 TU - 2 9 TUG - 2 : Pointer 9 Nhận xét : - Các byte đầu tiên của h ng đầu tiên tơng ứng với kiểu cấu... P2 M U X 4:1 M U X 4:1 4 A1 D1 A2 4 E1 H1 E2 4 I1 L1 I2 M U X 4:1 16 M U X 4:1 4 4 A1 D1 E1 H1 P1 A2 STM - 16 4 M U X 4:1 M1 P1 M2 _ - 6 9- http://www.ebook.edu.vn phần 2 công nghệ sdh - Độ lớn v tốc độ bit của các loại container : Container Độ lớn (byte) Tốc độ (Kbit/s) C - 11 25 160 0 C - 12 34 21 76 C -2 1 06 6784... AU - 3 Pointer 5 STM -1 J1 B3 C2 G1 F2 H4 Z3 Z4 Z5 SOH C-3 VC - 3 VC - 3 POH 85 Sơ đồ bố trí 3 x AU - 3 v o STM - 1 phần dữ liệu: 27 0 26 1 9 3 1 5 h) AU - 3 Pointer SOH STM -1 SOH J1 2 B3 C2 G1 F2 H4 Z3 Z4 Z5 29 F 30 I X E D S T U F F 57 F I X E D 58 S T U F F 85 VC - 3 Câú trúc khung STM - N (N = 4; 16) : - Cấu trúc STM - N giống nh cấu trúc khung STM - 1 chỉ khác l tốc độ truyền đợc trong khoảng 125 . 34 8 - 34 8 - 34 8 - 34 8 - 34 8 - 34 2 - 8 2 - 8 2 - 8 2 - 8 2 - 8 2 - 8 2Mbit/s 2Mbit/s 2Mbit/s 2Mbit/s 64 64 Thiết bị đầu. đó là TUG - 2 và TUG - 3. + Cấu trúc các TUG : - TUG - 2: Một TUG - 2 có thể hình thành bởi : TUG - 2 = 3 x TU - 12 TUG - 2 = 4 x TU - 11 TUG - 2 = 1 x TU - 2 Do vậy TUG - 2 có kích thớc. - 12Ptr TU - 12Ptr TU - 1 2Ptr TUG - 3 TUG - 3 TUG - 3 TUG - 3 VC - 4 POH AU - 4 Ptr AU - 4 Ptr C SOH AUG AUG VC - 12 TU - 12 TUG - 2