ĐỀ tài kỹ THUẬT GHÉP KÊNH số SDH và ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN dẫn QUANG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GỊN KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG  ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS HỒ VĂN CỪU SINH VIÊN THỰC HIỆN: LÊ HUỲNH HỒNG MY 3117520040 NGUYỄN TRẦN BẢO QUYÊN 3117520054 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 10 NĂM 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG  ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG ĐỀ TÀI: KỸ THUẬT GHÉP KÊNH SỐ SDH VÀ ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN DẪN QUANG NỘI DUNG: TỔNG QUANG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN QUANG CẤU TRÚC MẠNG TRUYỀN QUANG SDH TÌM HIỂU VỀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CÁC THIẾT BỊ QUANG SDH TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 10 NĂM 2019 Trường Đại Học Sài Gịn Khoa Điện tử - Viễn Thơng CỘNG HỊA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Tên đề tài: KỸ THUẬT GHÉP KÊNH SỐ SDH VÀ ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN DẪN QUANG Thời gian thực hiện: Học kì I, 2019-2020 Sinh viên thực hiện: Stt Họ tên - mssv Lê Huỳnh Hồng My 3117520040 Nguyễn Trần Bảo Quyên 3117520054 Nhiệm vụ Thực Tỷ lệ Chữ ký Phần Word Nhóm Chương trưởng Chương Chương Phần Powerpoint Thành Chương viên Chương Chương Nhận xét giảng viên: (Ngày báo cáo: 31/10/2019) Stt Họ tên/Nhóm Nhận xét Điểm thưởng Điểm Nhóm Lê Huỳnh Hồng My Nguyễn Trần Bảo Quyên Ngày…Tháng…Năm… Giảng viên TS Hồ Văn Cừu LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm báo cáo môn học “ Kỹ thuật thông tin quang” chúng em nhận giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy bạn bè Chúng em xin cảm ơn trường Đại học Sài Gòn quý thầy cô khoa Điện tửViễn thông tạo điều kiện cho chúng em biết thêm nhiều kiến thức môn học “ Kỹ thuật thông tin quang” Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến TS Hồ Văn Cừu, giảng viên khoa Điện tử Viễn thông trường Đại học Sài Gịn người tận tình hướng dẫn, bảo chúng em suốt q trình báo cáo mơn học “ Kỹ thuật thông tin quang” Do lực thời gian có hạn, đồ án chúng em khơng thể tránh khỏi số thiếu sót cịn có vấn đề chưa đề cập sâu Chúng em mong muốn tiếp thu ý kiến thầy để chúng em có kiến thức hoàn thiện Sinh viên Chữ ký Lê Huỳnh Hồng My Nguyễn Trần Bảo Quyên MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN……………………………………………………………………….4 MỤC LỤC………………………………………………………………………… DANH SÁCH HÌNH ẢNH………………………………………………………….7 DANH SÁCH CÁC BẢNG SỬ DỤNG…………………………………………….7 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT………………………………………………8 MỞ ĐẦU………………………………………………………………… ……….10 CHƯƠNG I: TỔNG QUANG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN QUANG……… 12 1.1 Khái niệm truyền dẫn quang…………………………………………………12 1.2 Hệ thống hoạt động truyền dẫn quang………………………… .12 1.3 Vai trò truyền dẫn quang……………………………………… .13 1.4 Ưu điểm nhược điểm hệ thống truyền dẫn quang……………………14 1.5 Một số vấn đề cần quan tâm mạng truyền dẫn quang………… .15 1.6.Tổng kết chương I…………………………………………………………….15 CHƯƠNG II: CẤU TRÚC MẠNG TRUYỀN QUANG SDH…………………… 16 2.1 Lịch sử SDH……………………………………………………… 16 2.2 Các tiêu chuẩn ghép kênh………………………………………… 19 2.3 Các đặc điểm phương pháp truyền dẫn đồng SDH……………….19 2.4 Nguyên tắc ghép kênh SDH………………………………………….21 2.5 Tổng kết chương II……………………………………………………… 24 CHƯƠNG III: TÌM HIỂU VỀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CÁC THIẾT BỊ QUANG SDH…………………………………………………………………………………25 3.1 Những thiết bị quang SDH bản………………………………………… 25 3.2 Phân cấp hệ thống SDH…………………………………………………… 27 3.3 Quy chuẩn kỹ thuật………………………………………………………….27 3.4 Những ưu điểm mạng truyền quang SDH………………………………38 3.5 Những hạn chế mạng truyền quang SDH……………………………….39 3.6 Tổng kết chương III………………………………………………………….39 KẾT LUẬN………………………………………………………………………….40 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………… 41 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Bộ ghép kênh SDH STM-1……………………………………… 16 Hình 2.2 Cơng nghệ SDH……………………………………………………17 Hình 2.3 Sơ đồ ghép kênh SDH tiêu chuẩ n…………………………………21 Hình 3.1 SDH STM-1/STM-4………………………………………………24 Hình 3.2 STM-16……………………………………………………………24 Hình 3.3 STM-16 - H9MO-LMXE………………………………………….25 DANH SÁCH CÁC BẢNG SỬ DỤNG Bảng 2.1– Bảng tiêu chuẩn SDH…………………………………………… 18 Bảng 2.2– Các C-n tương ứng lượng tín hiệu truyền……………………… 22 Bả ng 2.3– Bả ng phâ n cấ p hệ thố ng SDH…………………………………… 24 Bả ng 3.1– Phâ n loạ i giao diện theo lĩnh vự c ứ ng dụ ng………………………29 Bả ng 3.2 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thố ng STM-1 khô ng sử dụ ng khuếch đạ i quang…………………………………………………………………… 32 Bả ng 3.3 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thố ng STM-4 khô ng sử dụ ng khuếch đạ i quang…………………………………………………………………… 34 Bả ng 3.4 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thố ng STM-16 khô ng sử dụ ng khuếch đạ i quang …………………………………………………………………… 36 Bả ng 3.5 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thố ng STM-4 có sử dụ ng khuếch đạ i quang………………………………………………………………………… 37 Bả ng 3.6 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thố ng STM-16 có sử dụ ng khuếch đạ i quang………………………………………………………………………… 38 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt SDH Synchronous Digital Hierarchy Phâ n cấ p kỹ thuậ t số đồ ng DWDM Dense Wavelength Division Multiplex Ghép kênh phâ n chia bướ c só ng mậ t độ cao STM-1 Synchronous Transport Module level CCITT Consultative Committee for International Telephony and Telegraphy ANSI ISDN American National Standard Institute Integrated Services Digital Network Modul truyền tả i mứ c Ủ y ban tư vấ n quố c tế điện thoạ i điện bá o Viện tiêu chuẩ n quố c gia Mỹ Mạ ng số tích hợ p đa dịch vụ SONET Synchronous Optical Network ETSI European Telecommunication Standard Institute Viện tiêu chuẩ n viễn thô ng châu  u OC Optical Carrier Só ng mang quang STS Synchronous Transport Signal Tín hiệu truyền tải đồ ng STM Synchronous Transport Module Modul truyền tả i đồ ng Mạ ng quang đồ ng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Người dùng cuối đặc biệt nhà kinh doanh ngày phụ thuộc nhiều vào phương tiện thông tin dẫn đến bùng nổ có nhu cầu dịch vụ viễn thông chất lượng cao Các dịch vụ hội nghị truyền hình, thâm nhập sở liệu từ xa, chuyển giao liệu đa dịch vụ từ lưới viễn thơng địi hỏi mạng lưới viễn thơng phải linh hoạt có khả đáp ứng yêu cầu độ rộng dải thông không giới hạn Sự phức tạp mạng xây dựng dùa hệ thống truyền dẫn cận đồng PDH tốc độ thấp, điều dẫn đến nhà điều hành mạng không đáp ứng yêu cầu nói Vì PDH chủ yếu để đáp ứng nhu cầu thoại thông thường, không phù hợp với truyền dẫn quản lý liên kết có độ rộng băng tần lớn SDH đời nhằm giải nhược điểm PDH Khả triển khai hệ thống đồng thực nhanh chóng nhờ khả tương thích với hệ thống PDH SDH cung cấp cho nhà khai thác giải pháp mạng cho tương lai mạng vùng đô thị (MAN), ISDN băng rộng mạng thơng tin cá nhân Chính việc lùa chọn truyền dẫn đồng SDH làm sở cho mạng viễn thông tương lai hướng phát triển đắn Ở Việt Nam, công nghệ SDH triển khai áp dụng bước Từ năm 1994, mạng SDH khai thác, sử dụng số tuyến viễn thông liên tỉnh đến hầu hết tỉnh thành áp dụng công nghệ Vì vậy, chúng em chọn đề tài “Kỹ thuật ghép kênh số SDH ứng dụng truyền dẫn quang” để thiết kế đồ án môn học Kỹ thuật thông tin quang 10 - Lĩnh vự c ứ ng dụ ng I, S, L, V, (vớ i I ứ ng dụ ng dù ng cho giao tiếp trạ m; S, L, V, U ứ ng dụ ng dù ng cho giao tiếp giữ a cá c trạ m vớ i nhau) + I (Intra office): nố i mộ t trạ m hoặ c giữ a cá c trạ m (cự ly 0,6 -25 km); + S (Short haul): cự ly ngắ n (20 – 40 km); + L (Long haul): cự ly trung bình (40 – 80 km); + V (Very long haul): cự ly lớ n (60 – 120 km); + U (Ultra long haul): cự ly lớ n (120- 160 km)  - Số hậ u tố mộ t cá c mụ c sau : + Để trố ng hoặ c ‘ ‘ đố i vớ i hệ thố ng m việc dù ng bướ c só ng 1310 nm sợ i theo tiêu chuẩ n G.652 ; + ‘ ‘ : đố i vớ i hệ thố ng m việc vù ng bướ c só ng 1550 nm sợ i theo tiêu chuẩ n G.652 hoặ c G.654 ; + ‘ ‘ : đố i vớ i hệ thố ng m việc vù ng bướ c só ng 1550 nm sợ i theo tiêu chuẩ n G.653 30 d Chỉ tiêu giao diện quang hệ thống SDH không sử dụng khuếch đại quang:  Đố i vớ i hệ thố ng STM-1: 31 Bả ng 3.2 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thố ng STM-1 khô ng sử dụ ng khuếch đạ i quang 32  Đối với hệ thống STM-4: 33 Bả ng 3.3 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thố ng STM-4 khô ng sử dụ ng khuếch đạ i quang 34  Đố i vớ i hệ thố ng STM-16: 35 Bả ng 3.4 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thố ng STM-16 khô ng sử dụ ng khuếch đạ i quang 36 e Chỉ tiêu giao diện quang hệ thống SDH có sử dụng khuếch đại quang:  Đố i vớ i hệ thố ng STM-4: 37 38 Bả ng 3.5 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thố ng STM-4 có sử dụ ng khuếch đạ i quang  Đố i vớ i hệ thố ng STM-16: 39 40 Bả ng 3.6 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thố ng STM-16 có sử dụ ng khuếch đạ i quang 3.4 Những ưu điểm mạng truyền dẫn quang SDH So với PDH SDH có ưu điểm sau đây: Trong PDH việc ghép kênh tiến hành cấp, trình ghép phải qua mức trung gian từ đến 140 Mbit/s Việc truy cập trực tiếp đến luồng Mbit/s luồng 140 Mbit/s khơng thể thực Đối với SDH ưu điểm bật đơn giản hoá mạng lưới, linh hoạt sử dụng khai thác Khác với PDH, mạng SDH trình ghép kênh thực qua giai đoạn, việc tách kênh Mbit/s luồng tốc độ cao đơn giản Hơn việc sử dụng phần mềm quản lý bảo dưỡng làm cho việc vận hành quản lý mạng lưới đơn giản nhiều 41  Tốc độ chuyền dẫn cao: Tốc độ truyền dẫn đạt tới 10Gbit/s, phù hợp với mạng đường trục, mạng lõi  Chức xen/rẽ kênh đơn giản: so với PDH, SDH dễ dàng chèn luồng tốc độ thấp vào luồng tốc độ cao, lấy luồng tốc độ thấp khỏi luồng tốc độ cao  Khả đáp ứng cao dụng lượng phù hợp: với SDH, nhà cung cấp dễ dàng nhanh chóng đáp ứng yêu cầu khách hàng Các phần từ mạng điều khiển từ trung tâm, sử dụng hệ thống TNM  Độ tin cậy cao: mạng SDH đại có nhiều chế bảo vệ dự phịng khác Lỗi phần tử mạng gây lỗi toàn hệ thống  Làm tảng nhiều dịch vụ tương lai: bây giờ, mạng SDH tảng cho dịch vụ POTS, ISDN, di động,… Nó dễ dàng đáp ứng dịch vụ video theo yêu cầu, truyền hình số quảng bá,…  Kết nối dễ dàng với hệ thống khác: giao diện SDH tiêu chuẩn hóa tồn cầu, kết hợp nhiều phần tử khác mạng tương tác với mạng khác dễ dàng 3.5 - Những hạn chế mạng truyền dẫn quang SDH SDH khô ng tậ n dụ ng hết dung lượ ng đườ ng truyền Chẳ ng hạ n khung STM-1 tố c độ truyền 155Mbit/s a đượ c 63 luồ ng 2Mbit/s hoặ c luồ ng 34Mbit/s hoặ c luồ ng 140Mbit/s Trong PDH luồ ng 140Mbit/s a đượ c 64 luồ ng 2Mbit/s - Kỹ thuậ t phứ c tạ p phả i ghi lạ i tương quan pha giữ a cá c tín hiệu luồ ng mà o đầ u - Việc xen byte m tă ng tố c độ Jitter kiểu xen bit củ a PDH 42 - Kết nố i ng, lã ng phí tà i nguyên bă ng thô ng kết nố i truyền tả i lưu lượ ng gó i - Khơ ng tố i ưu lã ng phí tà i nguyên bă ng thô ng truyền tả i lưu lượ ng gó i cấ u trú c tơ -pơ ring - Tà i nguyên mạ ng dà nh cho phụ c hồ i bả o vệ mạ ng lớ n - Khô ng tố i ưu cho việc triển khai cá c dịch vụ ng bá (multicast) - Hiệu sử dụ ng bă ng thô ng thấ p ghép liệu gó i o tả i tin SDH - Cấ u trú c ghép kênh qua nhiều cấ p, số lượ ng thiết bị mạ ng lớ n phả i phâ n chia nhiều loạ i giao diện ch hà ng - Cá c giao diện mạ ng khơ ng tương thích vớ i cá c giao diện củ a thiết bị Ethernet - Chi phí nâ ng cấ p mở rộ ng tố n - Thờ i gian cung ứ ng dịch vụ cho ch hà ng lâ u 3.6 Tổng kết chương III - Tìm hiểu thiết bị mạng truyền dẫn quang SDH - Những đặc tính mạng truyền dẫn quang SDH - Những ưu điểm, hạn chế mạng truyền dẫn quang SDH KẾT LUẬN TỔNG KẾT CÁC NỘI DUNG Nội dung đồ án trình bày vấn đề tổng quang mạng truyền dẫn quang Mạng quang SDH sử dụng mạng truyền dẫn quang thiết bị SDH sử dụng mạng viễn thông KẾT LUẬN 43 Công nghệ truyền dẫn SDH có nhiều cơng nghệ truyền dẫn PDH tốc độ truyền đồng bộ, băng thông rộng, chất lượng tốt, quản lý tập trung, đáp ứng nhu cầu người dung HƯỚNG PHÁT TRIỂN Hầu hết tất hệ thống truyền dẫn quang mạng công cộng dung SONET SDH Chúng mong đợi thống trị môi trường truyền dẫn 10 năm, công nghệ PDH trước làm 20 năm (hiện sử dụng, ít) TRong tốc độ bit với mạng đường truyền trục kỳ vọng vượt qua 40Gbit/s tốc độ nhỏ 155Mbit/s dung rộng rãi mạng truy cập để giải tốn này, cơng nghệ truyền dẫn quang WDM tiếp tục nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://vntelecom.org/diendan/showthread.php?t=10710: Tổng hợp thiết bị truyền dẫn quang SDH [2].Hồ Văn Cừu (2016), Bài giảng Kỹ thuật thông tin quang, Đại học Sài Gòn [3] http://www.luanvan.co/luan-van/do-an-ky-thuat-dong-bo-trong-mang-quang-sdh-va-ungdung-trong-thuc-te-30557/ 44 ... ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG ĐỀ TÀI: KỸ THUẬT GHÉP KÊNH SỐ SDH VÀ ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN DẪN QUANG NỘI DUNG: TỔNG QUANG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN QUANG CẤU TRÚC MẠNG TRUYỀN QUANG SDH TÌM HIỂU... kênh số SDH ứng dụng truyền dẫn quang? ?? để thiết kế đồ án môn học Kỹ thuật thông tin quang 10 Nội dung bố cục Nội dung đồ án trình bày chi tiết kỹ thuật ghép kênh số SDH ứng dụng truyền dẫn quang. .. Hạnh phúc PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Tên đề tài: KỸ THUẬT GHÉP KÊNH SỐ SDH VÀ ỨNG DỤNG TRONG TRUYỀN DẪN QUANG Thời gian thực hiện: Học