ĐỒ án môn học kỹ THUẬT THÔNG TIN QUANG 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 NGUYỄN TRẦN BẢO QUYÊN 3117520040 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 XÃ 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 Nhiệ m 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 Gịn q thầy khoa Điện tửViễn thơng 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 2.2 2.3 2.4 2.5 Lịch sử SDH……………………………………………………… 16 Các tiêu chuẩn ghép kênh………………………………………… 19 Các đặc điểm phương pháp truyền dẫn đồng SDH……………….19 Nguyên tắc ghép kênh SDH………………………………………….21 Tổng kết chương II……………………………………………………… 24 CHƯƠNG III: TÌM HIỂU VỀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CÁC THIẾT BỊ QUANG SDH…………………………………………………………………………………25 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Những thiết bị quang SDH bản………………………………………… 25 Phân cấp hệ thống SDH…………………………………………………… 27 Quy chuẩn kỹ thuật………………………………………………………….27 Những ưu điểm mạng truyền quang SDH………………………………38 Những hạn chế mạng truyền quang SDH……………………………….39 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 chuẩn…………………………………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 Bảng 2.3– Bảng phân cấp hệ thống SDH…………………………………… 24 Bảng 3.1– Phân loại giao diện theo lĩnh vực ứng dụng………………………29 Bảng 3.2 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thống STM-1 không sử dụng khuếch đại quang…………………………………………………………………… 32 Bảng 3.3 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thống STM-4 không sử dụng khuếch đại quang…………………………………………………………………… 34 Bảng 3.4 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thống STM-16 không sử dụng khuếch đại quang …………………………………………………………………… 36 Bảng 3.5 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thống STM-4 có sử dụng khuếch đại quang………………………………………………………………………… 37 Bảng 3.6 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thống STM-16 có sử dụng khuếch đại quang………………………………………………………………………… 38 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp kỹ thuật số đồng DWDM Dense Wavelength Division Multiplex Ghép kênh phân chia bước sóng mật độ cao STM-1 Synchronous Transport Module level Modul truyền tải mức CCITT Consultative Committee for International Telephony and Telegraphy Ủy ban tư vấn quốc tế điện thoại điện báo ANSI American National Standard Institute Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ Mạng số tích hợp đa dịch vụ ISDN Integrated Services Digital Network SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng ETSI European Telecommunication Standard Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu OC Optical Carrier Sóng mang quang STS Synchronous Transport Signal Tín hiệu truyền tải đồng STM Synchronous Transport Module Modul truyền tải đồng 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 khơng đáp ứng u 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 thông 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 cơng 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 Nội dung bố cục Nội dung đồ án trình bày chi tiết kỹ thuật ghép kênh số SDH ứng dụng truyền dẫn quang 10 3.2 Phân cấp hệ thống SDH Các cấp Tốc độ Truyền dẫn Truyền dẫn STM-1 155.520 Mbit/s Các luồng PDH tạo thành 63 Luồng Mbit/s; luồng 34 Mbit/s Luồng 45 Mbit/s; luồng 140 Mbit/s STM-4 622.080 Mbit/s 252 Luồng Mbit/s; 12 luồng 34 Mbit/s 12 Luồng 45 Mbit/s; luồng 140 Mbit/s STM-16 2.488.320 Mbit/s 1088 Luồng Mbit/s; 48 luồng 34 Mbit/s 48 Luồng 45 Mbit/s; 16 luồng 140 Mbit/s Bảng 2.3 Bảng phân cấp hệ thống SDH 3.3 Quy chuẩn kỹ thuật QCVN 53 : 2011/BTTTT xây dựng sở soát xét, chuyển đổi Tiêu chuẩn Ngành TCN 68-234 : 2006 “Thiết bị Viba số SDH điểm - điểm dải tần tới 15 GHz - Yêu cầu kỹ thuật” ban hành theo Quyết định số 27/2006/QĐ-BBCVT ngày 25/7/2006 Bộ trưởng Bộ Bưu chính, Viễn thơng (nay Bộ Thơng tin Truyền thông) Các quy định kỹ thuật phương pháp xác định xây dựng sở tiêu chuẩn ETSI EN 301 751 V1.2.1 (2002-11); EN 300 234 V1.3.2 (2001-11); EN 301 277 V1.2.1 (2001-02); EN 301 126-1 V1.1.2 (1999-09); EN 300 833 V1.4.1 (2002-11) Viện Tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu (ETSI) QCVN 53 : 2011/BTTTT Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện biên soạn, Vụ Khoa học Cơng nghệ trình duyệt Bộ Thông tin Truyền thông ban hành theo Thông tư số 29/2011/QĐ-BTTTT ngày 26/10/2011 Bộ trưởng Bộ Thông tin Truyền thông a Phạm vi áp dụng: 26 Chi áp dụng cho loại hệ thống đơn kênh quang, hướng truyền dẫn sử dụng sợi quang Đối với hệ thống có khuếch đại quang, quy chuẩn áp dụng áp dụng cho hệ thống sử dụng thiết bị khuếch đại công suất và/hoặc thi ết bị tiền khuếch đại Quy chuẩn khơng áp dụng cho hệ thống có khuếch đại trạm l ặp b Tham số kỹ thuật: Tất tham số đưa quy chuẩn tính tốn trường hợp xấu với giả thiết thoả mãn đầy đủ điều kiện hoạt động chuẩn hoá thiết bị c Phân loại giao diện quang: Bảng 3.1– Phân loại giao diện theo lĩnh vực ứng dụng Chú thích: Giá trị khoảng cách bảng 3.3 s dụng đ ể phân lo ại ch ứ tiêu đề thiết kế hệ thống Qui định mã hệ thống bảng 3.3: Lĩnh vực ứng dụng – mức STM Số hậu tố - Lĩnh vực ứng dụng I, S, L, V, (với I ứng dụng dùng cho giao ti ếp trạm; S, L, V, U ứng dụng dùng cho giao tiếp trạm v ới nhau) + I (Intra office): nối trạm trạm (cự ly 0,6 -25 km); + S (Short haul): cự ly ngắn (20 – 40 km); 27 - + L (Long haul): cự ly trung bình (40 – 80 km); + V (Very long haul): cự ly lớn (60 – 120 km); + U (Ultra long haul): cự ly lớn (120- 160 km) Số hậu tố mục sau : + Để trống ‘ ‘ hệ thống làm việc dùng bước sóng 1310 nm sợi theo tiêu chuẩn G.652 ; + ‘ ‘ : hệ thống làm việc vùng bước sóng 1550 nm sợi theo tiêu chuẩn G.652 G.654 ; + ‘ ‘ : hệ thống làm việc vùng bước sóng 1550 nm sợi theo tiêu chuẩn G.653 d Chỉ tiêu giao diện quang hệ thống SDH khơng sử dụng khuếch đại quang: 28 • Đối với hệ thống STM-1: 29 Bảng 3.2 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thống STM-1 không sử dụng khuếch đại quang • Đối với hệ thống STM-4: 30 31 Bảng 3.3 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thống STM-4 không sử dụng khuếch đại quang 32 • Đối với hệ thống STM-16: 33 Bảng 3.4 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thống STM-16 không sử dụng khuếch đại quang 34 e Chỉ tiêu giao diện quang hệ thống SDH có sử dụng khuếch đại quang: • Đối với hệ thống STM-4: 35 Bảng 3.5 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ th ống STM-4 có s d ụng khu ếch đ ại quang Đối • với hệ thống STM16: 36 Bảng 3.6 – Chỉ tiêu giao diện quang cho hệ thống STM-16 có sử dụng khuếch đại quang Những ưu điểm mạng truyền dẫn quang SDH 3.4 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 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 • Tốc độ chuyền dẫn cao: Tốc độ truyền dẫn đạt tới 10Gbit/s, phù hợp với mạng đường trục, mạng lõi 37 • 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 phòng khác Lỗi phần tử mạng khơng thể gây lỗi tồn 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 Những hạn chế mạng truyền dẫn quang SDH 3.5 - SDH không tận dụng hết dung lượng đường truyền Chẳng hạn khung STM-1 tốc độ truyền 155Mbit/s chứa 63 luồng 2Mbit/s luồng 34Mbit/s luồng 140Mbit/s Trong PDH luồng - 140Mbit/s chứa 64 luồng 2Mbit/s Kỹ thuật phức tạp phải ghi lại tương quan pha gi ữa tín hi ệu - luồng mào đầu Việc xen byte làm tăng tốc độ Jitter kiểu xen bit PDH Kết nối cứng, lãng phí tài ngun băng thơng kết nối truyền tải lưu - lượng gói Khơng tối ưu lãng phí tài ngun băng thơng truy ền tải l ưu l ượng - gói cấu trúc tô-pô ring Tài nguyên mạng dành cho phục hồi bảo vệ mạng lớn Không tối ưu cho việc triển khai dịch vụ quảng bá(multicast) Hiệu sử dụng băng thơng thấp ghép liệu gói vào tải tin SDH 38 - Cấu trúc ghép kênh qua nhiều cấp, số lượng thiết bị mạng lớn ph ải - phân chia nhiều loại giao diện khách hàng Các giao diện mạng khơng tương thích với giao diện thi ết b ị - Ethernet Chi phí nâng cấp mở rộng tốn Thời gian cung ứng dịch vụ cho khách hàng lâu 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 thơng KẾT LUẬN Cơng nghệ truyền dẫn SDH có nhiều công 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 cịn 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 39 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 thơng tin quang, Đại học Sài Gịn [3] http://www.luanvan.co/luan-van/do-an-ky-thuat-dong-bo-trong-mang-quang-sdh-va-ungdung-trong-thuc-te-30557/ 40 ... SDH ứng dụng truyền dẫn quang? ?? để thiết kế đồ án môn học Kỹ thuật thông tin quang Nội dung bố cục Nội dung đồ án trình bày chi tiết kỹ thuật ghép kênh số SDH ứng dụng truyền dẫn quang 10 Đồ án. .. ĐẠI HỌC SÀI GỊN KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG  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... 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