Tìm hiểu mạng truyền tải đồng bộ thế hệ sau (NG SDH)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: TÌM HIỂU MẠNG TRUYỀN TẢI ĐỒNG BỘ THẾ HỆ SAU (NG-SDH) Sinh viên thực hiện: HOÀNG THANH HÒA Lớp 48K ĐTVT Giảng viên hướng dẫn: ThS. NGUYỄN THỊ KIM THU Vinh, 12-2011 1 MỤC LỤC TÓM TẮT ĐỒ ÁN 4 DANH MỤC HÌNH VẼ 5 DANH MỤC BẢNG BIỂU .8 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 9 LỜI MỞ ĐẦU 15 CHƯƠNG 1. HỆ THỐNG PHÂN CẤP SỐ ĐỒNG BỘ SDH 17 1.1. Giới thiệu chương .17 1.2. Hệ phân cấp số cận đồng bộ PDH .17 1.2.1. Khái niệm .17 1.2.2. Các tiêu chuẩn ghép kênh PDH 18 1.2.3. Nhược điểm của ghép kênh PDH .21 1.3. Hệ phân cấp số đồng bộ SDH 22 1.3.1. Tổng quan .22 1.3.2. Các tiêu chuẩn của hệ thống SDH 23 1.3.3. Phân cấp hệ thống SDH 23 1.4. Cấu trúc ghép kênh SDH .24 1.4.1. Cấu trúc chung của tín hiệu SDH .24 1.4.2. Cấu trúc ghép kênh cơ bản .25 1.4.3. Cấu trúc các khối trong SDH .28 1.4.4. Cấu trúc khung STM-1 .37 1.4.5. Cấu trúc khung STM-N 41 1.5. So sánh giữa SDH và PDH 42 1.6. Ưu nhược điểm của hệ thống SDH 43 1.7. Kết luận chương .44 CHƯƠNG 2. MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ SDH .45 2.1. Giới thiệu chương 45 2 2.2. Các thành phần trong mạng SDH 45 2.2.1. Bộ ghép kênh 45 2.2.2. Cấu hình xen/rớt ADM .47 2.2.3. Bộ kết nối chéo số 48 2.3. Các cấu hình mạng quang sử dụng công nghệ SDH .49 2.3.1. Cấu hình mạng điểm nối điểm .49 2.3.2. Cấu hình mạng tuyến tính 50 2.3.3. Cấu hình mạng vòng .51 2.3.4. Cấu hình mạng đa vòng 51 2.3.5. Cấu hình mạng Hub tập trung lưu lượng 52 2.3.6. Cấu hình bảo vệ mạng 53 2.4. Kết luận chương .58 CHƯƠNG 3. MẠNG TRUYỀN TẢI THẾ HỆ SAU (NG-SDH) 59 3.1. Giới thiệu chương 59 3.2. Giới thiệu về công nghệ NG-SDH .59 3.3. SDH thế hệ sau và sự kế thừa 61 3.4. Những đặc trưng của NG-SONET/SDH .63 3.4.1. POS (Packet over SONET/SDH) .63 3.4.2. MAPOS (Giao thức đa truy nhập qua SONET/SDH) 65 3.4.3. LAPS (LAN Adapter Protocol Support Program) .66 3.5. Thủ tục tạo khung tổng quát GFP 68 3.5.1. Giới thiệu về GFP .68 3.5.2. Cấu trúc khung GFP .71 3.6. Ghép chuỗi .77 3.6.1. Ghép chuỗi liền kề của VC-4 .78 3.6.2. Ghép chuỗi ảo VCAT .80 3.7. Cơ chế điều khiển dung lượng luyến LCAT .90 3.7.1. Gói điều khiển 91 3.7.2. Các chức năng chính của LCAT 94 3 3.7.3. Ứng dụng của LCAT 100 3.8. Các tiêu chuẩn liên quan đến công nghệ NG-SDH trên thế giới .101 3.8.1. Các tiêu chuẩn của ITU-T 102 3.8.2. Các tiêu chuẩn của IEEE 105 3.9. So sánh các giải pháp mạng ứng dụng công nghệ NG-SDH .106 3.10. Kết luận chương .108 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 4 TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án "Tìm hiểu mạng truyền tải đồng bộ thế hệ sau (NG-SDH)" nghiên cứu về công nghệ NG-SDH, nó là sự kết hợp giữa công nghệ SDH truyền thống và mạng truyền dữ liệu hiện đang sử dụng, tích hợp giữa cơ sở hạ tầng mạng mới với mạng hiện có nhằm cung cấp nhiều loại hình dịch vụ với chất lượng cao, đáp ứng mọi nhu cầu thông tin của người dùng. Trước hết đồ án tìm hiểu về công nghệ SDH, là công nghệ nền tảng cho sự ra đời của NG-SDH, sau đó là tìm hiểu về mạng quang sử dụng công nghệ này. Từ đó đi vào phân tích, tìm hiểu những đặc trưng chính của công nghệ NG-SDH như thủ tục tạo khung tổng GFP, ghép chuỗi ảo VCAT, cơ chế điều khiển dung lượng tuyến LCAT . PROJECT SUMMARY Project "Understanding synchronous transmission network the next genaration (NG-SDH)" research on NG-SDH technology, it is the combination of technology and traditional SDH data networks currently in use, intergration of network infrastructure with the existing network to provide a wide range of high quality services, meet the information needs of users. First, learn about projects SDH technology, the technology platform for the introduction of the NG-SDH, and then learn about optical network using this technology. Form there fo into the analysis, find out the main features of the NG-SDH technology such as GFP, VCAT, LCAT . 5 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Sơ đồ ghép kênh PDH tiêu chuẩn Châu Âu 3 Hình 1.2. Sơ đồ ghép kênh PDH tiêu chuẩn Bắc Mỹ 4 Hình 1.3. Sơ đồ ghép kênh PDH tiêu chuẩn Nhật Bản 4 Hình 1.4. Phân cấp tín hiệu PDH 8 Hình 1.5. Cấu trúc chung tín hiệu SDH 9 Hình 1.6. Cấu trúc ghép kênh SDH 10 Hình 1.7. Sơ đồ ghép kênh từ C-12 qua AU-4 11 Hình 1.8. Sơ đồ ghép kênh từ C-4 qua STM-n 12 Hình 1.9. Cấu trúc khung VC-11 và VC-12 14 6 Hình 1.10. Cấu trúc khung VC-2 14 Hình 1.11. Cấu trúc khung VC-3 15 Hình 1.12. Sự hình thành cấu trúc TU-11 và TU-12 16 Hình 1.13. Sự hình thành cấu trúc TU-3 từ VC-3 17 Hình 1.14. Quá trình hình thành TUG-2 từ TU-11 17 Hình 1.15. Cấu trúc TUG-3 từ TU-3 18 Hình 1.16. Cấu trúc hình thành TUG-3 từ TU-2 19 Hình 1.17. Cấu trúc AU-3 20 Hình 1.18. Cấu trúc AU-4 21 Hình 1.19. Cấu trúc khung STM-1 21 7 Hình 1.20. Sơ đồ bố trí AU-3 trong STM-1 phần pointer 23 Hình 1.21. SOH và POH (G.70x) 24 Hình 1.22. Cấu trúc khung STM-N 25 Hình 1.23. Tạo khung STM-4 từ STM-1 26 Hình 1.24. Tạo khung STM-16 từ STM-1 26 Hình 2.1. Cấu hình bộ ghép kênh tổng quát 30 Hình 2.2. Cấu hình bộ ghép đầu cuối kết hợp xen/ rớt 30 Hình 2.3. Sơ đồ khối tổng quát cấu hình ADM 31 Hình 2.4. Các mức nối chéo số đồng bộ 32 Hình 2.5. Sơ đồ khối thiết bị SDXC-4/1 33 8 Hình 2.6. Cấu hình mạng điểm nối điểm 34 Hình 2.7. Cấu hình mạng tuyến tính 34 Hình 2.8. Cấu hình mạng vòng 35 Hình 2.9. Cấu hình mạng đa vòng 36 Hình 2.10 Cấu hình mạng Hub tập trung lưu lượng 36 Hình 2.11. Mạng vòng đơn hướng 40 Hình 2.12. Mạng vòng song hướng 40 Hình 3.1. Mô hình giao thức trong NG-SDH 44 Hình 3.2. Khả năng linh hoạt, mềm dẻo và hiệu quả của NG-SDH 46 Hình 3.3. Mô hình mạng truyền dữ liệu IP trên SONET/SDH 48 9 Hình 3.4. Ngăn giao thức/lớp cho IP trên STM-N sử dụng LAPS X.85 51 Hình 3.5. Mối quan hệ GFP với tín hiệu khách hàng và luồng tuyến tải 52 Hình 3.6. Sự tập hợp dữ liệu gói sử dụng GFP 53 Hình 3.7. Tổng quát về quá trình sắp xếp của GFP-F 54 Hình 3.8. Tổng quát về quá trình sắp xếp của GFP-T 55 Hình 3.9. Các giao thức và định dạng khung GFP 56 Hình 3.10. GFP định dạng, sắp xếp khách hàng 58 Hình 3.11. Khung GFP rỗi 59 Hình 3.12. Cấu trúc khung điều khiển 59 Hình 3.13. Sự lan truyền tín hiệu lỗi trong GFP 61 10