Tìm hiểu hệ thống SHD trong thông tin quang

Ở Việt nam các nhà khai thác lớn như VNPT, Viettel… đã triển khai rộng khắp công nghệ SDHNGSDH, cung cấp các giao diện kết nối với khách hàng, và với nhau theo các chuẩn viễn thông quốc tế. Giao diện STMN của thiết bị và mạng quang SDHNGSDH hiện nay được triển khai chủ yếu ở mức STM141664 và theo các tiêu chuẩn, qui chuẩn Quốc tế và Việt nam như sau: + Giao diện điện theo G.703: Qui chuẩn về đặc tính điện vật lý của các giao diện điện phân cấp; Và qui chuẩn về giao diện kênh thuê riêng 2048kbits + Giao diện quang theo G.957, G.691: Qui chuẩn về giao diện quang cho thiết bị kết nối mạng SDH (TCN 68173:1998) + Chất lượng luồng số được qui định trong dự thảo qui chuẩn về lỗi bit của các đường truyền số và cụ thể hoá trong các dự thảo qui chuẩn “Kênh thuê riêng cấu trúc phân cấp số đồng bộ (SDH): Chất lượng kết nối”

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Đề tài: Tìm hiểu hệ thống SDH thông tin quang Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Cường Sinh viên thực hiện: Trần Thanh Luân Hà Nam, tháng năm 2014 LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin chân thành cám ơn thấy giáo Nguyễn Văn Cường , bảo tận tình thầy giúp em hoàn thành Báo cáo tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy, cô trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông Thái Nguyên bảo tận tình tạo điều kiện học tập nghiên cứu cho chúng em suốt hai năm học vừa qua Em mong nhận ý kiến đóng góp xây dựng Thầy, Cô bạn để tiếp tục phát triển hướng nghiên cứu đề tài tương lai LỜI NÓI ĐẦU Có ba phương thức truyền dẫn sử dụng mạng viễn thông là: Truyền dẫn cáp đồng, truyền dẫn cáp quang, truyền dẫn sóng vô tuyến Trong truyền dẫn cáp sợi quang tiếp tục chiếm ưu mạng truyền dẫn Truyền dẫn sợi quang có ưu điểm là: độ rộng băng thông lớn, tốc độ truyền dẫn cao, độ tin cậy cao Do đáp ứng tất cẩ dịch vụ tốc độ thấp trung bình thoại, fax, Cho tới dịch vụ tốc độ cao hội nghị truyền hình, truy cập liệu từ xa, dịch vụ giap tiếp đa môi trường Tại Việt Nam truyền dẫn sợi quang chuyển giao rộng rãi: Mạng truyền đồng trục, mạn truyền trung kế, mạng truyền dẫn nội hạt tương lai đường kết nối thuê bao với tổng đài hoạc tập trung từ xa thay sợi quang Điều có nghĩa mạng truyền dẫn toàn quang thực Hai phương thức truyền dẫn thông tin quang truyền dẫn cận đồng PDH truyền dẫn đồng SDH Tuy nhiên dung lượng PDH hạn chế, trạm xen- rẽ phải sử dụng nhiều thiết bị, kênh nghiệp vụ không thích hợp với mạng viễn thông có dung lượng cao thông rộng Chính công nghệ truyền dẫn SDH đời đáp ứng kịp thời nhu cầu thông tin ngày cao mà đảm bảo chất lượng thông tin tốt Đối với nước ta công nghệ SDH thâm nhập mạng viễn thông đồng trục đất liền có tốc độ 2,5Gbit/s có cấu hình mạng Ring tự phục hồi, tỉnh thành phố ngày nhiều thông tin cáp sợi quang SDH Vì việc tìm hiểu nắm vững ký thuật truyền dẫn thông tin quang SDH nhu cầu cần thiết nhân viên nhiệm vụ cá công nhận, kỹ thuật viên hành khai thác kỹ thuật thông tin quang SDH CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ADM ATM AU AUG COADM CONGI CWDM DCC DCN ECC ECT EML EOW ESCON FADs FDDI FDM FEC FICON GFP HDLC HOCC ISA ISA PR ISA PR-EA ISDN LAPS LCAS LER LOCC LSP LSR MPLS NADs NE NES Add/Drop Multiplexer Asychronous Transfer Mode Administrative Unit Administrative Unit Group Coarse Optical Add/Drop Multiplexer Control & General Interface Coarse WDM Data Communication Channel Data Communication Network Embeded Control Chanel Equipment Craft Terminal Element Management Layer Engineering Order Wire Extension Enterprise Systems CONnection Functional Access Domains Fiber Distributed Data Interface Frequency Division Multiplexing Forwarding Equivalent Class Fiber CONnectivity Generic Framing Procedure High-level Data Link Control Higher Order Cross Connections Integrated Service Adapter Packet Ring card Packet Ring Edge Aggregator card Intergrated Services Digital Network Link Access Protocol SDH Link Capacity Adjustment Scheme Label Edge Router Lower Order Cross Connections Label Switch Path Label Switching Router Multi Protocol Label Switching Network Access Domains Network Element Network Element Synthesis NML NMS OMSN PCM PDH PRC QoS REG SDH NG – SDH SEC SERGI SETG SETS SLAs SNCP SONET SPF SSU TDM TMN TU TUG VC VCAT WDM Network Management Layer Network Management System Optinex Multi Service Node Pulse Code Modulation Plesiochronous Digital Hierachy Primary Reference Clock Quality of Service Regeneration Synchronous Digital Hierachy Next Generation SDH Synchronous Equipment Clock Service General Interface Synchronous Equipment Timing Generation Synchronous Equipment Timing Source Service Level Agreements SubNetwork Connection Protection Synchronous Optical Network Small Form Pluggable Synchronization Supply Unit Time Division Multiplexing Telecommunication Management Network Tributary Unit Tributary Unit Group Virtual Container Virtual Concatenation Wavelength Division Multiplexing CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG 1.1 Giới thiệu thông tin quang 1.1.1 Khái quát chung Hệ thống thông tin hiểu cách đơn giản hệ thống truyền thông tin từ nơi đến nơi khác Khoảng cách nơi từ vài trăm mét đến vài trăm kilômét chí hàng trăm ngàn kilômét vượt qua đại dương Thông tin truyền thông qua sóng điện với dải tần khác Thông tin quang hệ thống truyền tin thông qua sợi quang diều có nghĩa thông tin chuyển thành ánh sáng sau ánh sáng truyền qua sợi quang Thông tin truyền hệ thống thông tin quang đương thực tần số sóng mang cao vùng nhìn thấy gần phổ thông sóng điện từ Tại nơi nhận lại biến đổi thành thông tin ban đầu Lưu lượng thông tin Internet tăng trưởng với tốc độ nhanh chóng, loại hình dịch vụ ngày đa dạng, có yêu cầu tốc độ cao, băng thông rộng Các kỹ thuật truyền dẫn cáp đồng viba số đáp ứng tốt yêu cầu Sự đời của công nghệ truyền dẫn quang xem bước ngoặc việc giải yêu cầu tốc độ băng thông cho dịch vụ truyền thông đa phương tiện Sợi quang có băng thông rộng, lên tới hàng Tbps nên thiết lập hệ thống truyền dẫn số tốc độ cao, suy hao tín hiệu không đáng kể (trung bình khoảng 0,2dB/km) Cáp sợi quang hoàn toàn cách điện, không chịu ảnh hưởng sấm sét, không bị can nhiễu trường điện từ, xuyên âm sợi quang không đáng kể Vật liệu chế tạo SiO sẵn có tự nhiên nên giá thành thấp Với ưu điểm vượt trội này, sợi quang chọn làm phương tiện truyền dẫn hàng đầu mạng đường trục, mạng thành phố, mạng vùng mạng truy nhập Cùng với sợi quang, công nghệ chế tạo nguồn phát quang thu quang tạo hệ thống thông tin quang với ưu điểm vượt trội hẳn so với hệ thống thông tin khác, : - Suy hao truyền dẫn nhỏ - Băng tần truyền dẫn lớn - Không bị ảnh hưởng nhiễu điện từ - Có tính bảo mật thông tin cao - Kích thước trọng lượng nhỏ - Độ tin cậy cao linh hoạt 1.1.2 Cấu trúc thành phần tuyến truyền dẫn quang Trong hệ thống thông tin quang, tín hiệu điện từ thiết bị đầu cuối khác chuyển thành tín hiệu quang thông qua chuyển đổi điện quang (E/O) Các tín hiệu quang khuếch đại với công suất đủ lớn để đưa vào môi trường truyền dẫn cáp sợi quang Với khoảng cách truyền dẫn lớn, công suất tín hiệu suy giảm đường truyền Trong trường hợp cần phải dùng thêm trạm lặp để bù lại công suất bị suy giảm Ở đầu thu, trình thực ngược lại so với đầu phát, nghĩa tín hiệu thu tín hiệu quang đưa qua chuyển đổi quang điện (O/E) để khôi phục lại nguyên dạng tín hiệu điện ban đầu, đưa đến thiết bị đầu cuối bên nhận Hình 1.1 mô tả cấu trúc tổng quát hệ thống thông tin quang thoại Bộ chuyển đổi điện – quang liệu Bộ lặp đường dây O/E E/O Fax  Sợi quang E/O Bộ chuyển đổi quang – điện O/E Sợi quang  hình ảnh Hình 1.1 Minh họa cấu trúc hệ thống thông tin quang Một đặc điểm quan trọng sợi quang độ rộng băng tần, cáp sợi quang truyền tín hiệu với tần số cao nhiều so với cáp kim loại cáp đồng trục Đặc điểm cho phép nhà khai thác thực dịch vụ truyền thông băng rộng có nhu cầu phát triển lớn Đặc biệt, với công nghệ ghép kênh phân chia theo bước sóng quang (WDM), nhiều kênh tín hiệu có bước sóng khác truyền dẫn đồng thời sợi quang Công nghệ WDM cho phép khai thác đến mức tối đa độ rộng băng tần sợi quang, làm cho dung lượng truyền dẫn sợi quang trở nên lớn 1.2 Kỹ thuật ghép bước sóng quang (WDM) 1.2.1 Nguyên lý ghép bước sóng quang (WDM) Trong tuyến thông tin quang điểm nối điểm thông thường, sợi quang có nguồn phát quang phía phát tách sóng quang phía thu Các nguồn phát quang khác cho luồng ánh sáng mang tín hiệu khác phát vào sợi dẫn quang xác định riêng biệt, tách sóng quang tương ứng nhận tín hiệu từ sợi Như muốn tăng dung lượng hệ thống phải sử dụng thêm sợi quang Kỹ thuật ghép bước sóng quang cho phép ta tăng dung lượng kênh mà không cần tăng tốc độ bit đường truyền không cần dùng thêm sợi dẫn quang, thực truyền luồng ánh sáng với bước ánh sáng khác sợi Ở đầu thu thực thu tín hiệu quang riêng biệt nhờ trình lọc bước sóng khác Hình 1.2 Hệ thống ghép kênh quang WDM Hình 1.2 minh họa nguyên lý chung hệ thống thông tin quang WDM Các nguồn tín hiệu điện ban đầu S1, S2, …, Sn sau qua chuyển đổi điện/quang chuyển thành luồng tín hiệu quang có bước sóng khác (λ1, λ2, …, λn) Các tín hiệu quang ghép lại tạo thành luồng quang đa bước sóng nhờ thiết bị ghép kênh quang (MUX) để truyền sợi quang Ở đầu thu, luồng quang đa bước sóng đưa qua tách kênh (DEMUX) để tách thành tín hiệu quang với bước sóng khác ban đầu Các tín hiệu quang đưa qua chuyển đổi quang/điện để khôi phục lại tín hiệu gốc ban đầu, đưa đến thiết bị đầu cuối 1.2.2 Ưu điểm công nghệ WDM So với công nghệ truyền dẫn đơn kênh truyền thống, công nghệ WDM có ưu điểm trội tăng dung lượng truyền dẫn sợi quang lên lớn nhờ tăng số kênh bước sóng sợi quang Hiện nay, mạng đường trục Việt Nam Công ty Viễn thông liên tỉnh chủ trì sử dụng kênh bước sóng, dung lượng kênh 10Gbps, tổng dung lượng 80Gbps Tuy nhiên, hệ thống cho phép sử dụng tối đa 32 kênh bước sóng tốc độ kênh lớn Ngoài ra, với hệ thống khác, số kênh bước sóng sử dụng 64, 128 lớn Công nghệ WDM triển khai nâng cấp hệ thống sở mạng quang có, giảm chi phí đầu tư 1.3 Các cấu trúc mạng quang 1.3.1 Cấu hình điểm nối điểm Hình 1.3 Cấu hình mạng điểm nối điểm Cấu hình điểm nối điểm bao gồm hai thiết bị ghép đầu cuối (TRM) kết nối trực tiếp qua thiết bị lặp hay gọi tái sinh (REG) cáp sợi quang Vì dọc theo hệ thống nút trung gian, có hai nút đầu cuối nên dung lượng tổng thấp Hơn nữa, cáp bị đứt thông tin bị gián đoạn 1.3.2 Cấu hình đa điểm Trong cấu hình này, hai nút đầu cuối có nút ADM hình 1.4 Hình 1.4 Cấu hình mạng đa điểm Cấu hình đa điểm thích hợp cho hệ thống kéo dài qua điểm dân cư tập trung, mật độ thuê bao cao Cấu hình sử dụng mạng quốc gia, mà mạng quốc tế 1.3.3 Cấu hình rẽ nhánh Cấu hình rẽ nhánh cấu hình đa điểm Chỉ khác cấu hình đa điểm chỗ có thêm nút rẽ nhánh hình 1.5 Hình 1.5 Cấu hình mạng rẽ nhánh Tại điểm rẽ nhánh, tín hiệu STM-(m< N) kết nối sang hướng khác để tạo thành nhánh hệ thống 1.3.4 Cấu hình vòng Cấu hình vòng (ring) bao gồm tối thiểu ba nút ADM kết nối với cáp sợi quang tạo thành vòng kín hình 1.6 Vì cấu hình gọi cấu hình kín để phân biệt với cấu hình hở trình bày Hình 1.6 Cấu hình mạng Ring Cấu hình vòng (Ring) kết nối với qua sợi sợi quang Cấu hình vòng có khả trì mạng (hay gọi tự phục hồi) đứt cáp điểm hỏng ADM cách chuyển mạch bảo vệ 1.3.5 Cấu hình đa vòng Có thể kết nối nhiều vòng với qua ADM qua nút nối chéo số để tạo thành mạng đa vòng (hình 1.7) Cấu hình sử dụng nhiều thực tế, đáp ứng nhu cầu phát triển dịch vụ viễn thông vùng địa lý rộng lớn không bao gồm quốc gia mà nhiều quốc gia 10 kênh VCAT thay đổi để phù hợp với băng thông sử dụng tránh lãng phí băng thông - Tính tương tích: Chỉ có node nguồn đích cần nhận VCAT, node lại mạng SDH mạng không cần biết nhóm ghép nối ảo Do VCAT truyền thẳng mạng SDH làm việc mạng có sẵn - Duy trì dịch vụ: Trong nhóm VCAT, kênh định tuyến khác mạng, kênh có cố, kênh khác làm việc bình thường Do liên kết bị cố có kênh nhánh nhóm VCAT bị liên kết liệu tiếp tục cung cấp dịch vụ với băng thông bị giảm xuống 2.4.3.2 Thủ tục tạo khung chung GFP Thủ tục tạo khung chung (GFP) chế tạo khung tín hiệu client xếp tín hiệu dạng khung vào luồng số mạng truyền dẫn SDH GFP giao thức thích ứng cung cấp chế xếp kiểu luồng bit khác cách linh hoạt vào kênh SDH Cơ chế thích ứng dựa việc tạo khung cho phép đưa phân đoạn kênh vật lý vào khung có kích thước cố định thay đổi Các tín hiệu client theo kiểu gói (như IP/PPP Ethernet) theo kiểu khối mã hoá (như FC) Kỹ thuật đóng gói GFP phải sử dụng để tương thích với liệu không đồng bộ, thay đổi nhanh kích thước khung thay đổi trước lưu lượng liệu IP/PPP, Ethernet MAC, FC, ESCON FICON truyền qua mạng SDH GFP làm thích ứng luồng liệu khung đến luồng liệu định hướng byte cách xếp dịch vụ khác vào khung mục đích chung sau khung xếp vào khung SDH biết Cấu trúc khung có ưu điểm việc phát sửa lỗi cung cấp hiệu sử dụng băng thông lớn so với thủ tục đóng gói truyền thống Hình 2.12 Cấu trúc khung GFP Bốn thành phần khung GFP là: mào đầu (core header), mào đầu tải tin (payload header), thông tin tải tin (payload information) trường tuỳ chọn phát lỗi (FCS) 27 - Core header định nghĩa chiều dài khung phát lỗi CRC - Payload header định nghĩa kiểu thông tin truyền, khung quản lý khung khách hàng nội dung tải tin - Client payload information định nghĩa tải tin thực tế chuyển - Tuỳ chọn FCS phát lỗi Hiện có hai kiểu tương thích client định nghĩa GFP: - GFP đóng khung (framed) GFP-F: khung liệu được thu xếp vào khung GFP mà overhead kết hợp - GFP suốt (transparent) GFP-T: Các mã khối tín hiệu liệu xếp vào khung tuần hoàn có chiều dài xác định trước phát tức thời mà không đợi toàn khung liệu Bảng 2.6 đưa so sánh GFP-F GFP-T Kiểu giao Mô tả Ứng dụng thức Dịch vụ xếp theo kiểu khung – Fast Ethernet, Giga khung vào khung GFP Ethernet, IP … GFP-F Mào đầu tối thiểu Chiều dài khung GFP thay đổi Dịch vụ xếp theo kiểu bye – FC,FICON, ESCON, byte vào khung GFP Ethernet … GFP-T Tối ưu hoá trễ truyền dẫn Chiều dài khung không đổi Bảng 2.7 So sánh GFP-F GFP-T Tuỳ vào dịch vụ truyền sử dụng theo kiểu GFP nào, nhiên ngày Ehernet tín hiệu định nghĩa GFP-F GFP-T xếp liệu bao gồm Ethernet, FC ESCON Các dịch vụ xếp qua GFP-F dùng số lượng overhead để đảm bảo hiệu sử dụng băng thông tốt nhất, độ ưu tiên dịch vụ xếp qua GFP-T nhanh, truyền tải hiệu liệu Hơn GFP chế thích ứng, có phương pháp khác: Giao thức truy cập liên kết LAPS (the Link Access Protocol) điều khiển liên kết liệu mức cao HDLC (High-level Data Link Control) hai chế tạo khung có ưu Tuy nhiên GFP hỗ trợ đa dịch vụ có tính mềm dẻo dùng việc tổ hợp với đầu cuối mạng truyền dẫn quang 2.4.3.3 Sơ đồ điều chỉnh dung lượng liên kết LCAS 28 Gần người ta đưa sơ đồ điều chỉnh dung lượng liên kết LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme) dùng hai phần tử mạng kết nối đến giao diện khách hàng đến mạng SDH truyền thống LCAS phần mở rộng VCAT định nghĩa chuẩn G.704/Y.1305 ITU, LCAS cho phép thay đổi động kênh số kênh SDH nhóm VCAT Mỗi byte H4/K4 truyền gói điều khiển bao gồm thông tin liên quan đến VCAT tham số giao thức LCAS Bằng việc xác định thành phần VCATG kích hoạt chúng sử dụng nào, LCAS cho phép thiết bị phía xuất phát thay đổi linh hoạt số container nhóm ghép nối để đáp ứng với thay đổi thời gian thực yêu cầu sử dụng băng thông Sự tăng giảm băng thông truyền đạt mà không ảnh hưởng đến dịch vụ Các tin báo hiệu LCAS trao đổi node đầu cuối thông qua overhead SDH để thay đổi số luồng nhánh các phần tử nhóm VCAT Số phần tử nhóm VCAT tăng lên giảm xuống mà không bị khung Khi cố phát kênh thành phần, thông lượng thấp mà không xảy việc hoàn toàn lưu lượng Điều đạt cách đảm bảo kênh bị cố nhóm VCAT bị loại bỏ kênh nhóm VCAT lại tiếp tục mang lưu lượng Do kênh phát loại bỏ tự động từ nhóm VCAT Các tham số sau gói điều khiển có liên quan giao thức LCAS: - Lệnh điều khiển CTRL (Control) đồng nguồn đích thông tin truyền tải lưu ý đến trạng thái thành phần độc lập VCATG - Nhận dạng nguồn GID (Source Identifier) báo cho đầu thu VCATG có phần tử thực tế thuộc - Nhận biết xếp lại RS-Ack (Resequence Acknowledgement) thông báo cho phía nguồn biết đầu thu nhận thay đổi bắt đầu - Trạng thái thành viên MST (Member Status) chuyển trạng thái liên kết từ thiết bị nhận đến nguồn thành phần độc lập VCATG (OK=0, FAIL=1) - Bảo vệ lỗi CRC phát lỗi bỏ gói điều khiển bị lỗi thành phần VCATG 29 Hình 2.13 Khuôn dạng trường điều khiển LCAS/VCAT 2.4.4 Một số hạn chế công nghệ NG-SDH 2.4.4.1 Hạn chế VCAT Về mặt lý thuyết, có hai hạn chế: thứ có giới hạn số tối đa kênh thành phần nhóm VCAT xác định SQ nằm byte H4 POH SDH Đối với đường dẫn bậc cao (VC-3, VC-4) SQ có bit xác định tối đa 256 phần tử nhóm VCAT, đường dẫn bậc thấp (VC-12) SQ có bit xác định tối đa 64 phần tử nhóm VCAT Vấn đề thứ hai giới hạn độ trễ đường dẫn khác cực đại MFI xác định nằm byte đa khung H4 POH cho hai đường dẫn bậc cao đường dẫn bậc thấp cho phép trễ khác tối đa phần tử nhóm VCAT 256ms Hạn chế mặt thực tế: Do khó khăn kỹ thuật việc tích hợp nhiều đệm vi mạch VCAT, trễ đường dẫn khác cung cấp vi mạch nhỏ, điển hình khoảng ±25ms nhỏ Do nhà cung cấp thiết bị phải dùng nhớ để tốc độ truyền nhớ đủ nhanh sử dụng SRAM So sánh với với DRAM SDRAM, SRAM có dung lượng đắt hơn, giá thành thiết bị cao 2.4.4.2 Hạn chế GFP Trong khung GFP, có tuỳ chọn header mở rộng trường 1byte gọi nhận dạng kênh CID (Channel Indentifier), node mạng phía thu dùng CID để nhận dạng giao diện Ethernet đích, nhiều giao diện Ethernet node phía nguồn chia sẻ kênh VCAT Ghép kênh GFP có hạn chế: Lưu lượng từ giao diện node nguồn mà chia sẻ kênh VCAT phải đến chung node phía thu Nghĩa nhiều khách hàng nơi lưu lượng họ đến đích việc sử dụng GFP có hiệu Hiện giới công nghệ NG-SDH triển khai, cho phép nhà khai thác cung cấp nhiều dịch vụ truyền tải đồng thời tăng hiệu suất hạ tầng mạng SDH có Ưu điểm NG-SDH 30 không cần phải lắp đặt mạng truyền dẫn hay thay đổi tất thiết bị nút mạng hay tuyến cáp quang, nhờ giảm chi phí thu hút khách hàng trì dịch vụ có NG-SDH tạo phương thức truyền tải dịch vụ khách hàng có tốc độ cố định (như PDH) dịch vụ có tốc độ biến đổi Ethernet, VPN, DVB, SAN qua thiết bị mạng SDH có cách bổ sung số thiết bị phần cứng thủ tục giao thức Các thủ tục giao thức phân thành lớp là: thủ tục định dạng khung GFP, kết nối ảo VCAT giao thức điều chỉnh dung lượng tuyến LCAS CHƯƠNG 3: CÁC MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG SDH Ở VIỆT NAM Hiện có 11 nhà khai thác cấp phép xây dựng hạ tầng cung cấp dịch vụ truyền tải là: Tập đoàn bưu viễn thông Việt Nam (VNPT), Tổng công ty viễn thông quân đội (Viettel), Công ty cổ phần dịch vụ bưu viễn thông Sài Gòn (SPT), Công ty thông tin viễn thông điện lực (EVN Telecom), Công ty cổ phần viễn thông Hà Nội (Hà Nội Telecom), Công ty thông tin điện tử hàng hải Việt Nam (VISHIPEL), Tổng công ty truyền thông đa phương tiện (VTC), Công ty cổ phần viễn thông FPT, Tổng công ty viễn thông toàn cầu (GTEL), Công ty cổ phần viễn thông Đông Dương Telecom Công ty cổ phần hạ tầng viễn thông CMC (CMC TI) Tuy 31 nhiên, có nhà cung cấp triển khai hạ tầng truyền dẫn VNPT, Viettel ETC Trong đó, có VNPT Viettel có mạng truyền dẫn đường trục dựa công nghệ SDH WDM Các nhà khai thác lại chủ yếu hướng đến triển khai hạ tầng cung cấp dịch vụ di động truy nhập Internet tốc độ cao Giao diện STM-N thiết bị mạng quang SDH/NG-SDH điển hình Việt nam 3.1 Thiết bị SDH/NG-SDH điển hình triển khai Việt nam Hiện nay, thiết bị SDH/NG-SDH sử dụng rộng rãi mạng viễn thông Việt nam, đặc biệt thiết bị NG-SDH để cung cấp dịch vụ Ethernet qua sở hạ tầng mạng SDH (hoặc SONET) sẵn có Phần giới thiệu tóm tắt số chủng loại thiết bị SDH/NG-SDH sử dụng mạng viễn thông Việt Nam 3.2 Thiết bị SDH Các chủng loại thiết bị SDH chủ yếu triển khai Việt Nam FLX Fujitsu, SMA Siement, Optix Huewei, ONS Cisco, … Các thiết bị đáp ứng dung lượng mềm dẻo phù hợp với nhu cầu khác STM-1/4/16/64/256 với khả đấu chéo (cross-connect), xen rẽ (add/drop), khả tích hợp hỗ trợ truyền tải đa dịch vụ: thoại, liệu hình ảnh nhằm đáp ứng nhiều nhu cầu khác khách hàng, hỗ trợ đa dạng cấu hình: vòng ring, hub, hình sao, hình cây, điểm-điểm Sau giới thiệu thiết bị truyền dẫn quang SDH FLX2500A Fujitsu: Các chế độ điều khiển: • Điều khiển STM-16 Optical Hub-Muldex (VC-4 Grooming) • Điều khiển STM-16 Add-Drop/Terminal Muldex (ADM/TRM) • Điều khiển STM-16 Regenerator (REG) Bảo vệ đường truyền : • Bảo vệ đơn vị đa hợp (M5P) • Chuông bảo vệ chia sẻ đơn vị đa hợp (MS-Spring) • Bảo vệ kết nối mạng (SNC) • • • Các mức liên kết chéo: VC-4 48xSTM-1Dung lượng tương đương Các cổng giao tiếp: Aggregate 2xSTM-16 (L 161, L-16.2, Optical AMP) 32 • • • • • • • • • • • • • • • Tributary 16x139.264 MbiVs, 16xSTM-1 (electrical, S-1, 1, L-11) 4xSTM-4(S-41, L-41) 48xSTM-1 Dung lượng tương đương Giao tiếp đồng bộ: 2,048 kbit/s/2,048 kHz to ITU- T G 703 Quản lý mạng: Tải phần mềm từ máy nội NM5 Giao tiếp nội V24 Giao tiếp NM5 X.25/LCN Thiết bị lưu Mô tả khí: TR Shelt 275(H)x500(W)x280(D) mm HS Shelt 375(H)x500(W)x280(D) mm FLX-OPX Sheit 375(H)x500(W)x280(D) mm Rack 2200(H)x600(W)x300(D) mm, ETSI Rack Practice Truy cập từ bên kết nội quang học, điện tử giao tiếp Nguồn điện: 48 or -60 V dc nominal Điều kiện môi trường: Nhiệt độ 0ºC tới 45ºC Độ ẩm lên tới 95% 25ºC 3.3 Thiết bị NG-SDH NG-SDH công nghệ truyền dẫn thiết bị NG-SDH sử dụng mạng lưới Việt Nam chiếm tỷ lệ lớn so với thiết bị SDH hệ cũ Công nghệ NG-SDH cho phép nhà khai thác có khả cung cấp nhiều dịch vụ chuyển tải đồng thời tăng hiệu suất hạ tầng mạng SDH có cách thêm vào nút MSSP (Multiservice Provisioning Platforms) Điều có nghĩa không cần thiết phải lắp đặt mạng truyền dẫn hay thay đổi tất thiết bị nút mạng tuyến cáp quang, nhờ giảm chi phí thu hút khách hàng trì dịch vụ có NG-SDH tạo phương thức chuyển tải dịch vụ khách hàng có tốc độ cố định (như PDH) dịch vụ có tốc độ biến đổi Ethernet, VPN, DVB, SAN qua thiết bị mạng SDH có Để đạt điều đó, cần bổ sung số thiết bị phần cứng thủ tục giao thức Các thủ tục giao thức phân thành lớp là: GFP, VCAT, LCAS Có thể tìm hiểu chi tiết vấn đề liên quan đến công nghệ truyền dẫn quang NG-SDH tình hình sử dụng thiết bị NG-SDH mạng 33 viễn thông Việt Nam thuyết minh đề tài “Xây dựng tiêu chuẩn đo cho giao diện dịch vụ luồng số NG-SDH 1/4/16”, mã số 95-08-KHKT-TC Phần đề cập đến số chủng loại thiết bị sử dụng mạng lưới Các thiết bị NG-SDH triển khai chủ yếu Việt nam thuộc loại MSXP (nền thiết bị cung cấp đa dịch vụ) hãng Alcatel, Huawei, ZTE, Nortel,… MSXP cho phép khách hàng cấu hình thiết bị để cung cấp nhiều loại dịch vụ, giao diện giao thức khác theo nhu cầu như: PDH, SDH, Ethernet, ATM, MPLS, WDM … Nói chung thiết bị NG-SDH có cấu trúc chung sở phát triển mở rộng thiết bị SDH truyền thống, tích hợp thêm tính lớp Ethernet, MPLS… ghép vào SDH thông qua giao thức NGSDH Một số chủng loại thiết bị điển hình: - Huawei với dòng thiết bị OSN 7500/3500/2500/1500 - Alcatel với số chủng loại 1662SM-C 1660SM - Cisco với họ OSN gồm: ONS 15310-MA SONET Multiservice Platform, ONS 15310-CL SONET Multiservice Platform… Sau giới thiệu thiết bị điển hình OMSN (Optinex Multi Service Node) Alcatel Họ thiết bị OMSN (Optinex Multi Service Node) hãng Alcatel sản xuất với số chủng loại 1662SM-C 1660SM 34 Hình 3-1: Thiết bị NG-SDH OMSN Alcatel Thiết bị 1660SM: 35 card tốc độ thấp card tốc độ cao Card ISA CWDM Card chung Khuyếch đại vùng truy nhập (access area) vùng (Basic area) Hình 3-2: Sơ đồ card thiết bị 1660SM Nhìn từ mặt trước, thiết bị chia làm hai vùng: vùng truy nhập vùng Các card cắm vào khe đánh số từ đến 41 tuỳ theo cấu hình chức năng: - Vùng chứa card Port, card Chung dùng cho điều khiển, đồng chức đấu nối - Vùng truy nhập chứa card truy nhập, số card chung dùng cho cấp nguồn chức dịch vụ khác Bảng 3-1: Các loại card thiết bị 1660SM Traffic card (card lưu LS Card (Low speed) 2Mb/s lượng) HS card (hight speed) 34, 45, 155 ISA (Intergrated service adapter) CWDM (Coarse WDM) Common card (card Thực chức điều khiển, đồng chung) Port card (card cổng) Thực xử lí tín hiệu có giao diện vật lý Access card (truy có giao diện vật lý nhập) Card P63E1 36 - P63E1 thực xử lí 63 tín hiệu 2M đưa tới card A21E1 - Là khối có giao diện hai hướng cho 63 tín hiệu E1 tín hiệu STM-4BPF (back panel format) Card A21E1 - Card A21E1 có nhiệm vụ để lấy luồng E1 từ card P63E1 tương ứng Như 03 card A21E1 tương đương với 01 P63E1 - Các tín hiệu 2M tín hiệu PDH có đặc tính tốc độ bít 2048kb/s, mã HDB3 trở kháng 120Ohm - Có chức phòng vệ N+1 (EPS protection) Card quang STM-16(CO-16)-{Port card}: Trong hệ thống card CO-16 cắm vào vị trí: 25+26, 28+29, 34+35 37+38 - Card quang CO-16 thực xử lí tín hiệu STM-16 - Trên thiết bị Card chiếm hai khe lấy số thứ tự theo số khe bên trái card - Card có nhiều loại: SS-16.1: card cho cự ly trung bình (khoảng 30km) SL-16.1: card cho cự ly dài (gần 60km) Card Bus Termination (common card) - Chức card tạo kết cuối điện tới bus định back-panael - Luôn bố trí bên cạnh Card ma trận Card EQUICO (commond card) - Thực chức phát trạng thái cảnh báo - EQUICO thực chức điều khiển thiết bị: + Giao diện với CT1320 thông qua giao diện F + Kết nối với hệ điều hành(OS: Operation System) thông qua giao diện Q3 card CONGI + Kết nối với CT1320 xa thông qua kênh DCC (CT 1320 máy tính cài chương trình quản lý, điều khiển vận hành thiết bị) Card MATRIXN Card MATRIXN thực chức năng: - Kết nối cổng(port) - Đồng thiết bị - Điều khiển Shelf - Giám sát hiệu suất Card Service 37 Card Service có chức năng: - Quản lý kênh AUX - Giao diện vào/ra tín hiệu đồng - Quản lý EWO(thoại nghiệp vụ) - Chỉ thị trạng thái vùng Card CONGI Trong hai card CONGI, card có chức CONtrol giao diện chung gọi CONGI-A CONGI-B Khi hoạt động CONGI-A cổng hoạt động CONGI-B có cổng nguồn cảnh báo nhà kích hoạt Card ISA (intergrated service adaptor) Card ISA có chức cung cấp cổng FE cho số loại đầu cuối mạng LAN hay IP-DSLAM Các kết nối FE cấu hình theo nhiều dạng khác Port to Port theo kiểu VLAN(Virtual LAN) Để vận chuyển tín hiệu Ethernet mạng SDH, nhà sản xuất sử dụng thủ tục GFP(Generic Framing Procedure) LAPS (Link acces procedure SDH) để xắp xếp luồng Ethernet vào container ảo (VC) vận chuyển mạng SDH 3.4 Giao diện STM-N thiết bị mạng quang SDH/NGSDH Việt Nam  Các giao diện dịch vụ hay truyền tải thiết bị SDH/NG-SDH với hệ thống mạng SDH hay WDM chủ yếu mức STM-1/4/16/64 với đặc điểm: - Giao diện điện STM-1 (G.703): tuân theo tiêu chuẩn ngành TCN 68175:1998 dự thảo Qui chuẩn giao diện điện phân cấp số ban hành 2008 - Giao diện quang (G.957,G.691): STM-1/4/16/64 tuân theo tiêu chuẩn ngành TCN 68-173:1998 dự thảo Qui chuẩn giao diện thiết bị kết nối theo SDH-năm 2008  Các nhà khai thác mạng yêu cầu đầu cuối kết nối vào mạng phải hợp chuẩn, có đặc trưng sau: o Các dịch vụ kênh thuê riêng chủ yếu điểm- điểm, chất lượng cao thường bảo vệ hệ thống truyền dẫn 1+1, hay Ring o Cung cấp giao diện PDH SDH theo cấu trúc ETSI: E1, E3, DS3, E4 STM-1/4/16/64 o Cấu trúc tín hiệu theo cấu trúc ghép kênh ETSI o Chế độ bảo vệ có khả hồi phục nhanh(