Giới thiệu về Kỹ thuật truyền dẫn SDH

Giới thiệu

Các phương tiện truyền tải chiếm ưu thế của kỷ nguyên thông tin ban đầu là dây dẫn (đôi dây xoắn hay cáp đồng trục) và bầu khí quyển (các ứng dụng truyền thanh và vệ tinh). Các dịch vụ này có thể sẽ được ghép tiếp bởi phương thức TDM và tích hợp vào một luồng tín hiệu đơn để truyền qua các mạng số.

GIỚI THIỆU 3 A. Gần như miễn dịch đối với nhiễu (Hình 1.2)

Khoảng cách đường truyền trở nên ngày càng dài hơn do thông tin toàn cầu trở thành một hoạt động hàng ngày của đời sống xã hội. Độ chính xác đồng hồ sẽ được thảo luận trong Chương 7.Tuy nhiên, các đồng hồ chính xác tại máy thu không đủ để khôi phục lại luồng dữ liệu nhận được.

Cung cấp các phần tử mạng duy nhất để các mạng PDH có thể được kết nối tới hay giao tiếp với các mạng SDH

• PDH và SDH
• PDH VÀ SDH 11
• PDH VÀ SDH 15 ghép này được yêu cầu bởi vì luồng bit nhận được thường (nếu không nói là luôn luôn) đại diện
• Liên kết mạng
• Thuộc tính và lợi ích của SDH
• THUỘC TÍNH VÀ LỢI ÍCH CỦA SDH 21 – Các bit khung tập trung: như sẽ được thảo luận trong Chương 2, SDH có một mẫu

Nhu cầu về các dịch vụ băng rộng Các dịch vụ băng rộng chẳng hạn như SMDS(Dịch vụ chuyển mạch số liệu nhiều Megabit), Video theo yêu cầu và truyền hình độ phân giải cao HDTV (High Definition TV), có thể được thực hiện dễ dàng bằng công nghệ thông tin sợi quang, mà công nghệ này không cho phép nhiều hơn một tiêu chuẩn để liên kết mạng. • Chi phí giảm xuống được mong đợi do các yếu tố sau: (1) giao tiếp chuẩn được đơn giản hóa, các thiết bị có thể được tái sử dụng trong nhiều thiết bị SDH khác nhau, (2) loại trừ các giao tiếp độc quyền của nhà cung cấp, điều này sẽ dẫn tới sự cạnh tranh về thiết bị và cuối cùng làm giảm chi phí cho người tiêu dùng và (3) chi phí vận hành giảm do các thiết bị được thiết kế chính xác cùng dung lượng mào đầu và với dung lượng mào đầu lớn, dẫn tới chi phí cho vận hành và quản lý mạng được mong đợi giảm xuống.

SDH và PDH

Bên cạnh tín hiệu 139 Mbit/s, có nhiều luồng cấp thấp hơn có thể được truyền bởi một tín hiệu STM-1. Như được chỉ ra trong Bảng 2.1, có ba phân cấp tín hiệu vùng được sử dụng cho thông tin toàn cầu: một cho các mạng số Bắc Mỹ, một cho các mạng Châu Âu và một cho Nhật Bản.

SDH VÀ PDH 25 Bảng 2.1: PDH và các Container SDH

Lưu ý rằng tín hiệu ISDN H11 được biết tới như là tín hiệu ISDN tốc độ cơ bản với dạng khung 23B + D (B cho kênh mạng thông tin và D cho kênh thông tin dữ liệu: cả hai loại kênh có cùng tốc độ 64 kbit/s) trong các mạng số Bắc Mỹ. Về phần mức thứ tư, tín hiệu "DS4" đã từng một lần được đề xuất cho phân cấp số Bắc Mỹ nhưng đã bị thất bại do sự triển khai nhanh chóng của thông tin sợi quang.

Kết nối điểm - điểm SDH

Một đoạn lặp (tái tạo) là một phần của phương tiện truyền dẫn bao gồm các điểm kết cuối, giữa (A) một phần tử kết cuối mạng NE và một bộ lặp, hoặc (B) hai bộ lặp tái tạo. Một đoạn ghép kênh hiển nhiên là một tuyến SDH kết nối hai bộ ghép kênh SDH liền kề hoặc hai thiết bị kết cuối liền kề thực hiện một số chức năng ghép kênh.

Khung SDH

Chúng có thể khởi tạo, truy nhập, sửa đổi hoặc kết cuối mào đầu đoạn tái tạo hoặc có thể thực hiện bất kỳ sự kết hợp nào của các hoạt động này. Một đoạn lặp rừ ràng cú nghĩa là một tuyến SDH kết nối hai phần tử mạng liền kề và trong đó có ít nhất một phần tử là bộ lặp tái tạo.

KHUNG SDH 29 2. Cỏc byte mào đầu đoạn lặp chiếm một vựng 3ì9 byte và cú dung lượng 27 byte hay 1,728

Cách thứ nhất được gọi là ghép hai giai đoạn trong khi cách thứ hai được gọi là ghép một giai đoạn. Một khung STM-64 cũng được hình thành theo phương thức như đã mô trên đối với các tín hiệu STM-4 hay STM-16.

CÁC BYTE TRUYỀN TẢI SDH VÀ MÀO ĐẦU ĐƯỜNG 31

Nó được dùng để truyền lặp đi lặp lại một đia chỉ điểm truy cập đoạn (Section Access Point Identification), nhờ đó một máy thu đoạn (section receiver) có thể kiểm tra tính liên tục kết nối của nó tới máy phát đã định. Như tất cả các byte khác của khung, nó có số lần lặp trong một giây là 8000 lần, tạo ra một kênh 64 Kbit/s, có thể được dùng cho các kết nối thoại/số liệu phục vụ các mục đích bảo trì các trạm lặp.

CÁC BYTE TRUYỀN TẢI SDH VÀ MÀO ĐẦU ĐƯỜNG 35 Bảng 2.4: Giá trị byte M1 trong các khung STM-4

Lưu ý rằng các byte trống là dành cho các tiêu chuẩn trong tương lai, và A1. Phần lớn việc ấn định byte giống như đối với ấn định byte của tín hiệu STM-1.

CÁC BYTE TRUYỀN TẢI SDH VÀ MÀO ĐẦU ĐƯỜNG 37

B3 được tính toán trước khi ngẫu nhiên hóa thông qua tất cả bit của VC-3, VC-4 hoặc VC-4-Xc trước đó. Byte C2: là byte nhón tớn hiệu dựng để chỉ rừ cấu tạo tải tin hay núi cỏch khỏc là thụng báo kiểu bố trí (Mapping) được sử dụng trong việc hình thành container ảo bậc cao VC-4.

CÁC BYTE TRUYỀN TẢI SDH VÀ MÀO ĐẦU ĐƯỜNG 39 Bảng 2.8: C2, các ứng dụng của Byte Nhãn Tín Hiệu

Byte F2, F3: là kênh cho người sử dụng tuyến (path), nó cấp một kênh truyền dữ liệu cho người sử dụng tuyến. Byte H4:là byte chỉ thị đa khung trong trường hợp dữ liệu thông tin được bố trí trong đa khung gồm nhiều container cấp thấp hơn.

Các thành phần của tín hiệu STM-1

Các bít này được chỉ định cho báo hiệu APS bảo vệ tại các mức đường VC-4 hoặc VC-3. Bốn bit này dùng cho các chức năng khác trong tương lai, chưa được định nghĩa cụ thể.

CÁC THÀNH PHẦN CỦA TÍN HIỆU STM-1 41

Từ Hình 2.12 và mô tả ngắn gọn các thành phần của tín hiệu SDH trên đây, mối quan hệ giữa các tín hiệu vừa thảo luận sẽ được định nghĩa theo một dạng ngắn gọn hơn như sau.

Container C-n

Để hình thành mức tín hiệu tiếp theo là TU-3 thì ba byte con trỏ TU-3 như được định nghĩa trong 2.2(b) phải được chèn vào cột thứ 86. Bây giờ, 27 byte mào đầu đoạn lặp (RSOH) và 45 byte mào đầu đoạn ghép (MSOH) sẽ được bổ sung vào một tín hiệu AUG để hình thành nên tín hiệu SDH STM-1.

ĐƠN VỊ LUỒNG (TU) 47

Một TUG-2 (một nhóm 12 cột đặc biệt của một khung AUG) được giới thiệu cho mục đích này. Cần phải nói tới ở đây rằng nếu ba TU-12 được mang bởi một TUG-2 thì ghép xen byte sẽ được áp dụng.

Con trỏ TU-3

Một câu hỏi được đặt ra là: Nếu một tín hiệu STM-1 có thể mang hoặc 3 tín hiệu DS3 hoặc 3 tín hiệu E-3 thì chúng nên được xử lý theo cùng phương thức. Nói cách khác tại sao ba tập con trỏ TU-3 không nằm ở cùng một nơi giống như ba tập con trỏ AU-3?.

CON TRỎ TU-3 69

Đối với các ứng dụng AU-2, có ba byte được sử dụng cho hoạt động con trỏ nhưng đối với ứng dụng AU-3 hay TU-3 thì chỉ duy nhất một byte hoạt động con trỏ H3 là cần thiết. Nếu có độ lệch giữa tốc độ khung TU-3 và tốc độ khung VC-3, giá trị con trỏ sẽ được tăng lên hay giảm xuống khi cần thiết kèm theo byte đồng chỉnh âm hoặc dương tương ứng.

Con trỏ TU-1/ TU-2

Do phần lớn các chức năng được thực hiện bởi các con trỏ tải tin AU-3 hoặc TU-3 cũng được thực hiện bởi con trỏ TU-1/TU-2 nên các con trỏ TU-1/TU-2 sẽ được trình bày ngắn gọn. Cũng giống giư các ứng dụng AU-4 khi con trỏ TU-2 chỉ ra sự cần thiết việc điều chỉnh tần số dương thì dữ liệu (nhồi) sẽ được đặt vào byte ngay sau byte hoạt động con trỏ (V3).

Mào đầu đường VC-1/VC-2

Đối với các ứng dụng TU-1/TU-2, byte hoạt động con trỏ V3 có cùng mục đích và chức năng như byte hoạt động con trỏ H3 cho các ứng dụng AU-n hay TU-3. Vì vậy chỉ một byte V5 được kỳ vọng là đủ để thực hiện các chức năng được thực hiện bởi các byte B2, C2 và G1 của các byte mào đầu đường VC-4 POH.

MÀO ĐẦU ĐƯỜNG VC-1/VC-2 77

Byte J2: Được sử dụng để truyền lặp đi lặp lại mẫu nhận dạng điểm truy cập đường cấp thấp (tức là VC-1/VC-2) vì vậy một thiết bị đầu cuối đường phía thu có thể xác minh sự kết nối liên tục của nó tới máy phát đã định. Byte N2 đang được xem xét để cung cấp chức năng giám sát kết nối trung chuyển (tandam) theo cùng phương thức như byte N1 (Byte Người Điều Hành Mạng NOB) trong mào đầu đường cấp cao (VC-3/VC-4); Chức năng này sẽ không làm ảnh hưởng tới phương tiện giám sát kết nối điểm đầu- điểm cuối (BIP-2) của V5.

Bố trí/Ghép tín hiệu STM-1

Bây giờ chi tiết ghép một tín hiệu CEPT-4 vào một container C-4 sẽ được xem xét bằng việc tham khảo tới Hình 3.21. Hàng 260 byte hay khung con này được chia thành 20 block (khối) tức là tất cả 9 hàng của container C-4 có tổ chức byte giống như tổ chức chỉ ra trên hình này.

BỐ TRÍ/GHÉP TÍN HIỆU STM-1 83

Bỏ phiếu đa số sẽ được sử dụng để ra quyết định nhồi trong bộ giải đồng bộ nhằm bảo vệ chống lại các lỗi bit đơn và kép trong các bit C. Vì vậy, đối với các dịch vụ mới trong tương lai, hai bit C dư thừa có thể được sử dụng trên (phương diện lý thuyết) cho truyền tải tin.

BỐ TRÍ/GHÉP TÍN HIỆU STM-1 85

Lưu ý rằng giống như trường hợp bố trí CEPT-4, con trỏ AU-4 quyết định vị trí của mào đầu đường VC-4, chính xác hơn là vị trí của J1. N khung STM-1 sau đó có thể được ghép vào một tín hiệu STM-N (N=4,16 hay 64) Các bước trên dùng để ghép một tín hiệu CEPT-3 vào một tín hiệu STM-1 sẽ được thảo luận theo một quan điểm khác, phương thức từ trên xuống dưới với sự tham khảo Hình 3.23.

BỐ TRÍ/GHÉP TÍN HIỆU STM-1 87

Bỏ phiếu đa số sẽ được sử dụng để đưa ra quyết định nhồi trong bộ giải đồng bộ nhằm bảo vệ khỏi các lỗi bit đơn và kép trong các bit C. Vì vậy, đối với bất kỳ dịch vụ nào trong tương lai, 2 bit C dư này về mặt lý thuyết có thể được sử dụng cho truyền tải tin.

Bố trí/ghép C-12 vào STM-1

Bảy TUG-2 được ghép xen byte để hình thành một TUG-3 có một cột nhồi cố định bổ sung và một cột khác với 3 byte Chỉ Thị Con Trỏ Rỗng (NPI) và 6 byte nhồi cố định. Các bước còn lại từ một VC-4 đến một tín hiệu STM-1 hay một STM-N giống như trường hợp bố trí/ghép một tín hiệu CEPT-4 hay ba tín hiệu CEPT-3 vào một tín hiệu STM-1.

BỐ TRÍ/GHÉP C-12 VÀO STM-1 93

Trong trường hợp cận đồng bộ , byte này mang them 2 bit điều khiển nữa, 5 bit dự trữ và chi một bit cơ hội đồng chỉnh. Bất cứ byte nào khác không được đề cập ở trên đều như nhau cho cả phương pháp bố trí đồng bộ bit và cận đồng bộ.

Tổng kết hoạt động ghép/bố trí: Diễn giải tốc độ tín hiệu

Diễn giải tốc độ của tất cả cỏc tớn hiệu quan tõm (Hệ thống ITU-T) được thực hiện trong phần trên và được trình bày trên Hình 3.33.

Các tín hiệu móc xích

Kiểu ấn định con trỏ này được sử dụng làm chỉ thị móc xích và không còn thực hiện các chức năng của một con trỏ AU-4 thông thường, ví dụ như con trỏ AU-4 đầu tiên. Móc xích quyết định rằng bộ xử lý con trỏ TU-2 thực hiện tất cả các hoạt động như được chỉ ra bởi con trỏ TU-2 đầu tiên trong TU-2-mc, như trong xâu AU-4-Nc.

Giới thiệu

Do những tiến bộ về công nghệ cũng như nhu cầu về các dịch vụ ISDN băng rộng tăng mạnh, các mạng thông tin (riêng hoặc công cộng) đang tiến hóa sang các mạng số. Bằng việc thiết lập khoảng thời gian khung, máy thu có thể phân tách luồng bít thành nhiều nhóm khác nhau và phân phát mỗi nhóm của luồng bit số tới người dùng đã định của nó.

Đồng bộ khung

Một tín hiệu DS1 có dạng tín hiệu này được gọi là một tín hiệu DS1 SF (SuperFrame) khác với một tín hiệu DS1 ESF (Siêu khung mở rộng: sẽ được thảo luận sau) Từ Hình ta có thể. Vào thời điểm đó, PCM sử dụng để chuyển đổi 24 tín hiệu thoại thành 1 luồng bit số đã được quan sát và thấy rằng cơ hội mất đồng bộ khung do luồng bit thông tin có mẫu này là rất hiếm.

Đồng bộ mạng

Chuẩn đồng bộ có thể phải trải qua một loạt các đồng hồ và các phương tiện truyền dẫn nên nó có thể vượt ra ngoài biên giới của các hệ thống điều hành, chuyển mạch và truyền dẫn hiện có. Mạng này có thể hoạt động như một khu vực định thời riêng biệt, tất cả các đồng hồ tham khảo tới một nguồn đồng hồ đơn được lựa chọn, đồng hồ này có thể có một độ lệch tần số một cách có hệ thốngrất đáng kể.

ĐỒNG BỘ MẠNG 111 Đồng bộ cấp khung muốn nói tới sự cần thiết đạt được đồng chỉnh pha hợp lý cho máy phát và

Độ lớn của rung pha được chỉ định theo đơn vị UI (khoảng đơn vị), theo đó 1 đơn vị UI của rung pha tương đương với độ rộng của một bit dữ liệu bất chấp tốc độ dữ liệu là bao nhiêu. Tuy nhiên, giá trị trung bình bình phương RMS thường hữu ích trong việc thiết lập mô hình đặc tính tích lũy rung pha trong các hệ thống đường truyền dài có sử dụng các thiết bị như các bộ lặp SDH.

ĐỒNG BỘ MẠNG 113 định ngắn hạn tốt. Một PRC thường là một đồng hồ cesium hoặc có thể là một nguồn từ GPS

• Rung pha do tạp âm trong các mạch của bộ dao động sử dụng làm đồng hồ trong toàn hệ thống cũng như tạp âm trong các mạch logic gây ra cho các chuyển tiếp số và đồng hồ khi sườn xung bị dãn rộng. • phase hit được gây ra bởi sự thay đổi nhiệt độ từ các đường truyền kim loại khác nhau, mở rộng và thu hẹp với các tốc độ khác nhau cũng như do những rung động và chấn động.

ĐỒNG BỘ MẠNG 115 Bảng 4.1: Strata và các ứng dụng

Đồng hồ được hiểu ở đây như là nguồn tín hiệu định thời sử dụng cho thiết bị mạng để cung cấp tín hiệu xung nhịp đến nút mạng. Tùy theo chức năng cung cấp tín hiệu định thời trong mạng, nguồn đồng hồ có thể được chia thành các loại như sau:. Đồng hồ thu : Thu tín hiệu định thời từ nguồn tín hiệu định thời cấp cao hơn, định nhịp hoạt động nội bộ, phân chia tiếp tín hiệu định thời tới đầu ra hoặc không nếu như là đồng hồ kết cuối. Đồng hồ phát : Chính là những nguồn tham khảo sơ cấp PRS, phát và phân phối tín hiệu định thời tới các đồng hồ trong các mạng khác nhau, có độ ổn định tốt nhất toàn mạng. Tuy nhiên nó có thể lại trở thành đồng hồ thu trong trường hợp được điều khiển bởi GPS như đã trình bày trong phần trên. Đồng hồ chủ : Cung cấp tín hiệu định thời tới thiết bị cục bộ hoặc đồng hồ khác. Đồng hồ tớ : Định nhịp hoạt động nội nhờ tín hiệu định thời từ đồng hồ chủ - hay đồng hồ cấp cao hơn, khi mất tham khảo sẽ chuyển sang chế độ lưu giữ hay chạy tự do hoặc chuyển mạch sang nguồn đồng hồ khác). Độ chính xác, vị trí, chức năng của đồng hồ trong mạng, cách thức cung cấp tín hiệu định thời cũng như yêu cầu về tín hiệu đầu ra được xem xét chặt chẽ nhằm tạo ra một mạng đồng bộ hóa đủ khả năng đáp ứng hoạt động dẫn hướng (steering) trong mạng SDH [2].

ĐỒNG BỘ MẠNG 117

Trong bảng này, yêu cầu về độ chính xác tối thiểu, tốc độ trượt (hay tỉ lệ trượt) trong trường hợp xấu nhất, và khả năng lưu trữ trong vòng 24 giờ đầu tiên đối với mỗi đồng hồ được liệt kêt. PRC không cần phải được thực hiện với các chuẩn nguyên tử sơ cấp; chẳng hạn như AT&T PRC gồm toàn bộ các tiêu chuẩn nguyên tử thứ cấp (Rubidium) được dẫn hướng dài hạn bởi hệ thống định vị toàn cầu GPS.

ĐỒNG BỘ MẠNG 119

Tuy nhiên nếu độ chính xác đồng hồ là 10−6 (như trong ví dụ này) thì 60 bit thông tin sẽ hoặc là bị xóa đihoặcđược thêm vàotrong 1 phút. Mặc dù đồng hồ máy thu có độ chính xác là vô cùng lớn (dẫn tới số lượng bit được khôi phục chính xác bằng số lượng bit được phát đi) thì các bit nhận được này vẫn có thể có một số bit lỗi.