Để có được các luồng tín hiệu tốc độ cao hơn, người ta tiến hành ghép các luồng STM tốc độ thấp lại với nhau để tạo thành luồng STM cao hơn, quá trình ghép được thực hiện theo nguyên tắc ghép xen byte.
CHƯƠNG 4: THIẾT BỊ TRUYỀN DẪN QUANG OPTIX OSN 3500 4.1 GIỚI THIỆU VỀ THIẾT BỊ OSN 3500 [2]
4.1.1 Giới thiệu
Thiết bị Optix OSN 3500 là dòng thiết bị truyền dẫn quang do hãng HuaWei sản xuất. Đây là thiết bị truyền dẫn chất lượng cao sử dụng công nghệ truyền dẫn SDH. Cấu trúc của OSN 3500 về cơ bản được thiết kế theo khối và các giá đa năng. Thiết bị có thể được cấu hình như một thiết bị đầu cuối, bộ tách ghép kênh tùy vào mục đích sử dụng mà lựa chọn board thích hợp. Đặc biệt có thể nâng cấp cấu hình trong lúc thiết bị đang hoạt động mà không ảnh hưởng đến tín hiệu.
OSN 3500 có chức năng ghép các luồng tốc độ thấp (E1, E2…) vào các luồng SDH tốc độ cao, có khả năng kết nối chéo lên tới 200 Gigabit. Ngoài ra nó còn hỗ trợ luồng tốc độ tối đa lên tới 10 Gbps.
Cấu trúc của Optix OSN 3500 được trình bày như hình sau:
Optix OSN 3500 hỗ trợ các giao diện khác nhau với các loại dịch vụ khác nhau, số lượng giao diện cho mỗi loại dịch vụ có thể thay đổi tùy thuộc vào mục đích sử dụng. Đơn vị điều khiển và kết nối chéo là bộ xử lý trung tâm của hệ thống, board kết nối chéo có thể hỗ trợ dung lượng lên tới 200 Gigabit. Các luồng tín hiệu từ giao diện PDH và Etherner trước khi đưa vào khối kết nối chéo phải được sắp xếp trong các VC tương ứng, sau đó nó được xếp vào các khung SDH để truyền đi.
OSN 3500 hỗ trợ nhiều khi cắm khác nhau cho mỗi loại hình dịch vụ, nó bao gồm 18 slot ở ngăn dưới subrack và 19 slot ở ngăn trên subrack.
4.1.2 Các đặc tính của OSN 3500
Cấu hình linh hoạt
Thiết bị có thể được cấu hình cho mạng STM-16 hay STM-64 tùy theo mục đích sử dụng. Nó có thể nâng cấp trực tiếp từ STM-16 lên STM-64. Ngoài ra, một slot của OSN 3500 cũng hỗ trợ nhiều board khác nhau, nhờ vậy mà ta có thể linh hoạt lựa chọn theo mục đích và nhu cầu sử dụng.
Tính tích hợp cao
Mỗi subrack của OSN 3500 có kích thước 722 mm (H) x 497 mm (W) x 295 mm (D), trọng lượng 23 kg, có 37 slot để cắm board và có thể mở rộng thêm slot khi nhu cầu sử dụng tăng lên. Thiết bị hỗ trợ nhiều board trên nhiều slot, các board giao tiếp với nhau thông qua backplane.
Dung lượng kết nối chéo lớn, hỗ trợ nhiều mức
OSN 3500 hỗ trợ các board mạch kết nối chéo với từng mức dung lượng khác nhau như: GXCSA, EXCSA, UXCSA, SXCSA, IXCSA, XCE. Dung lượng tối đa mà thiết bị có thể đáp ứng là 200 Gigabit.
Khả năng cung cấp dịch vụ
Với khả năng hỗ trợ nhiều cấu hình khác nhau nên OSN 3500 có thể hỗ trợ 4 luồng STM-64, 8 luồng STM-16, 46 luồng STM-4, 92 luồng STM-1 quang, 68 luồng STM-1 điện, 32 luồng E4, 48 luồng E3/T3, 504 luồng E1/T1, 92 luồng Fast Ethernet, 16 luồng Giga Ethernet.
Cấu hình mạng đa dạng
Optix OSN 3500 có khả năng đáp ứng các yêu cầu của các mạng phức tạp, nó có thể hỗ trợ nhiều kiểu mạng khác nhau như chain, ring, hub, ring with chain, tangent ring, intersection ring…
Bảo vệ thiết bị và bảo vệ mạng
Optix OSN 3500 hỗ trợ hai loại bảo vệ là bảo vệ thiết bị và bảo vệ mạng. Đối với bảo vệ thiết bị, những board mạch quan trọng của hệ thống điều được bảo vệ dưới hình thức khẩn cấp hoặc dự phòng thông thường, tốc độ chuyển mạch bảo vệ nhỏ hơn 50 ms để đảm bảo không ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống. Còn đối với bảo vệ mạng, OSN 3500 hỗ trợ các chế độ bảo vệ như SNCP (Sub-Network connection protection), MSP (multiplex section protection) 2 sợi, 4 sợi…
4.2 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA OSN 3500 [2]
Hình 4-2: Hình ảnh mặt trước và bố trí các slot của Optix OSN 3500
Theo hình [4-1] thì OSN 3500 hỗ trợ nhiều đơn vị giao diện khác nhau. Mỗi loại đơn vị giao diện có nhiều board có chức năng và nhiệm vụ riêng biệt. Trong báo cáo
này chỉ lựa chọn các board mà Viettel hiện nay đang sử dụng để trình bày, các board khác chỉ giới thiệu sơ lược các thông số nổi bật.
4.2.1 Đơn vị xử lý quang SDH
Các board trong đơn vị giao diện này mà Viettel hiện nay đang sử dụng được trình bày như bảng bên dưới:
Bảng 4-1: Các board trong đơn vị xử lý quang SDH mà Viettel đang sử dụng Tên
Board
Luồng hỗ trợ Slot hỗ trợ Bước sóng
(nm) Công suất tiêu thụ (W) 40 Gbps 80 Gbps 200 Gbps SLD-64 2 luồng STM-64 X X 7, 8, 11, 12 1310/1550 41 SL-64 1 luồng STM-64 8, 11 7-8, 11-12 1310/1550 32 SLQ-16 4 luồng STM-16 X X 1-8, 11-16 1310/1550 38 SLD-16 2 luồng STM-16 8-11 7-8, 11-12 1310/1550 23 SL-16 1 luồng STM-16 6-8, 11-13 5-8, 11-14 1310/1550 20 SLQ-4 4 luồng STM-4 1-5, 14-16 1-4, 15-16 1310/1550 16 SLD-4 2 luồng STM-4 1-8, 11-16 1-8, 11-17 1310/1550 15 SLH-1 16 luồng STM-1 X X 2-5, 13-16 1310/1550 22 SLT-1 12 luồng STM-1 1-5, 14-16 1-4, 15-16 1310/1550 15 SLQ-1 4 luồng STM-1 1-8, 11-16 1-8, 11-17 1310/1550 15
Trong các board mà Viettel đang sử dụng để xử lý tín hiệu SDH thì board SLD-64 hỗ trợ được 2 luồng STM-64 nên báo cáo sẽ đi phân tích chi tiết board này.
Board SLD64 là board cung cấp 2 giao diện quang để để thu phát hai luồng tín hiệu quang STM-64 (9953280 kbps). Khi hệ thống sử dụng board kết nối chéo với dung lượng 40 Gbps hoặc 80 Gbps thì board SLD64 không thể đặt ở bất kỳ slot nào của subrack. Còn khi hệ thống sử dụng board kết nối chéo với dung lượng 200 Gbps thì nó được đặt ở slot 7, 8, 11, 12.
Hình 4-3: Sơ đồ khối của SLD-64 [2]
Module chuyển đổi Quang điện
Ở hướng thu: module chuyển đổi tín hiệu quang đã nhận sang tín hiệu điện
Ở hướng phát: module chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang SDH và sau đó gửi các tín hiệu quang đến cáp quang để truyền đi.
Khối SPI: phát hiện các tín hiệu đồng bộ và cung cấp chức năng tắt laser. Module Ghép kênh, Phân kênh
Ở hướng thu: khối Phân kênh sẽ tách các tín hiệu điện tốc độ cao thành nhiều tín hiệu điện song song và khôi phục xung clock tại thời điểm đó.
Ở hướng phát: khối Ghép kênh ghép các tín hiệu điện song song từ module xử lý mào đầu SDH thành các tín hiệu điện tốc độ cao.
Module xử lý mào đầu SDH
Nó bao gồm: RST, MST, MSA và HPT và cung cấp chức năng inloop và outloop.
Ở hướng thu: RST thực hiện tách các khung, tách các khung không phù hợp, đếm các khối kiểm tra chẵn lẻ bị lỗi.
Ở hướng phát: RST thực hiện chèn các khung, tính toán và chèn các bit kiểm tra lỗi.
o MST: tách ra hoặc chèn vào các byte K1 và K2
Ở hướng thu: MST thực hiện đếm các khối kiểm tra chẵn lẻ bị lỗi, phục hồi tín hiệu xung clock.
Ở hướng phát: MST tính toán và chèn các bit kiểm tra lỗi, chèn vào các tín hiệu xung clock.
o MSA
Ở hướng thu: MSA tách các tín hiệu xung clock, cân chỉnh con trỏ, tách con trỏ AU-4.
Ở hướng phát: MSA lắp ráp các khung AUG, cung cấp con trỏ AU-4 và tín hiệu xung clock.
o HPT
Thực hiện khôi phục tín hiệu xung clock, đếm khối kiểm tra bit chẵn lẻ bị lỗi, giám sát trạng thái đường đi của tín hiệu, giám sát các nhãn tín hiệu.
Module điều khiển và giao tiếp
o Giám sát và cấu hình cho các module khác của board
o Thực hiện giao tiếp với liên board thông qua giao diện Ethernet nội
o Tìm tín hiệu xung clock từ đơn vị kết nối chéo
o Điều khiển đèn laser
o Lựa chọn xung clock và header của khung từ đơn vị kết nối chéo
o Điều khiển các chỉ số trên board Module chuyển đổi điện áp DC/DC
Nó cung cấp nguồn một chiều cho board. Chuyển đổi các nguồn -48V/-60V sang các nguồn +3.3V, +1.8V, +5V. Nó cũng cung cấp nguồn bảo vệ +3.3V cho board.
Thông số kỹ thuật SLD-64 Tốc độ luồng: 9953280 kbps Khả năng xử lý: 2 luồng STM-64 Kích thước (mm): 262.5 x 220 x 25.4 Trọng lượng (kg): 1,2 Hỗ trợ các bước sóng (nm): 1290-1330 và 1530-1565 Khoảng cách truyền (km): 2-120 Các trạng thái đèn
Board SLD64 có các đèn trạng thái sau:
o Đèn chỉ thị phần cứng STAT (xanh, đỏ)
o Đèn chỉ thị dịch vụ ACT (xanh)
o Đèn chỉ thị phần mềm PROG (xanh, đỏ)
o Đèn chỉ thị dịch vụ SRV (xanh, đỏ, vàng)
4.2.2 Đơn vị giao diện PDH
Các board trong đơn vị giao diện này mà Viettel hiện nay đang sử dụng được trình bày như bảng bên dưới:
Bảng 4-2: Các board trong đơn vị giao diện PDH mà Viettel đang sử dụng Tên
Board
Luồng hỗ trợ Slot hỗ trợ Công suất
tiêu thụ (W) 40 Gbps 80 Gbps 200 Gbps
PQ-1 63 luồng E1 1-5 và 13-16 19
PD-3 6 luồng E3/STM-1 2-5 và 13-16 19
Trong các board mà Viettel đang sử dụng để xử lý tín hiệu PDH thì board PD-3 hỗ trợ được 63 luồng E1 nên báo cáo sẽ đi phân tích chi tiết board này.
PD3 là board xử lý 6 luồng E3/T3, board PD3 và D34S kết hợp để tạo thành khối giao tiếp và xử lý 6 luồng E3/T3. PD3 hỗ trợ các chế độ dự phòng 1:N TSP và SNCP với thời gian chuyển mạch dự phòng < 50 ms. PD3 có thể được đặt ở các slot 6, 7, 12, 13.
Hình 4-4: Sơ đồ khối của board PD-3 [2]
Module PPI
Module này chủ yếu chứa các đơn vị giao tiếp đường LIUs. Nó cung cấp các chức năng inloop và outloop. Bao gồm chức năng mã hóa và giải mã tín hiệu, khôi phục dữ liệu và xung clock, xử lý thời gian đồng bộ.
Module E3/T3 mapping/demapping
Chèn các container C3 vào các luồng tín hiệu tốc độ 45 Mbps (34 Mbps), sau đó nó sẽ xử lý và định dạng các container ảo VC-3 để tạo thành các luồng với tốc độ cao hơn và gửi tới đơn vị kết nối chéo.
Module chuyển đổi giao diện
Chuyển đổi các bus tín hiệu tốc độ 622 Mbps từ hệ thống SDH thành các bus song song.
Module điều khiển và giao tiếp
o Thực hiện giao tiếp với liên board thông qua giao diện Ethernet nội
o Tìm tín hiệu xung clock từ đơn vị kết nối chéo
o Điều khiển đèn laser
o Lựa chọn xung clock và header của khung từ đơn vị kết nối chéo
o Điều khiển các chỉ số trên board Module chuyển đổi điện áp DC/DC
Nó cung cấp nguồn một chiều cho board. Chuyển đổi các nguồn -48V/-60V sang các nguồn +3.3V, +1.8V, +5V. Nó cũng cung cấp nguồn bảo vệ +3.3V cho board.
Thông số kỹ thuật PD3
Tốc độ luồng: 34368 kbps hoặc 44736 kbps Khả năng xử lý: 6 luồng E3/T3.
Kích thước (mm): 262.05 x 220 x 25.4 Trọng lượng (kg): 1.0
Các trạng thái đèn
Board PD3 có các đèn trạng thái sau:
o Đèn chỉ thị phần cứng STAT (xanh, đỏ).
o Đèn chỉ thị dịch vụ ACT (xanh).
o Đèn chỉ thị phần mềm PROG (xanh, đỏ).
o Đèn chỉ thị dịch vụ SRV (xanh, đỏ, vàng).
4.2.3 Đơn vị điều khiển và kết nối chéo
Board kết nối chéo
Là hệ thống kết nối chéo trung tâm của hệ thống, nó có chức năng hoán đổi các VC giữa các luồng STM-N. Ngoài chức năng kết nối chéo, các board này còn có chức năng cung cấp tín hiệu thời gian đồng bộ cho hệ thống, đảm bảo cho hệ thống hoạt động ổn định và đáng tin cậy. Tùy theo dung lượng mà nó có các loại board kết nối chéo khác nhau như: GXCS, EXCS, UXCS, SXCS, IXCS. Các board được đặt ở slot 9 và 10 của hệ thống.
Hình 4-5: Sơ đồ khối của board kết nối chéo [2]
Module định thời đồng bộ
Là nơi cung cấp tín hiệu định thời trung tâm của hệ thống. Nó lựa chọn một trong các nguồn tín hiệu đồng bộ từ các module khác nhau.
Module kết nối chéo
Nó bao gồm khối SNCP: kiểm tra tín hiệu đồng bộ và phản hồi về đơn vị chuyển mạch. Ngoài ra, còn khối HPC và LPC thực hiện chức năng kết nối chéo bậc cao hay thấp.
Module điều khiển và giao tiếp
Có chức năng kết nối các mạch bên trong thông qua bus để quản lý các đơn vị khác trong board.
Module chuyển đổi điện áp DC/DC
Nó cung cấp nguồn một chiều cho board. Chuyển đổi các nguồn -48V/-60V sang các nguồn +3.3V, +1.8V, +5V. Nó cũng cung cấp nguồn bảo vệ +3.3V cho board.
Các trạng thái đèn
Board kết nối chéo có các đèn trạng thái sau:
o Đèn chỉ thị phần cứng STAT (xanh, đỏ).
o Đèn chỉ thị dịch vụ ACT (xanh).
o Đèn chỉ thị phần mềm PROG (xanh, đỏ).
o Đèn chỉ thị dịch vụ SRV (xanh, đỏ, vàng).
o Đèn chỉ thị đồng bộ SYN (đỏ, xanh). Board điều khiển và giao tiếp (GSCC)
Board mạch điều khiển và giao tiếp GSCC có chức năng chính là điều khiển cho toàn bộ hệ thống, giao tiếp và giám sát nguồn của hệ thống. GSCC được đặt ở chế độ dự phòng 1+1 hot backup, trong trường hợp board active có sự cố thì hệ thống sẽ tự động chuyển qua board standby, thời gian chuyển mạch dự phòng nhỏ hơn hoặc bằng 50 ms. Ngoài ra nó còn cung cấp giao diện 10M, 100M Ethernet giao tiếp với hệ thống. Bên cạnh đó nó còn có các chức năng sau:
o Cung cấp giao diện Ethernet 10M/100M kết nối với board AUX để hỗ trợ giao tiếp giữa các board mạch của hệ thống.
o Xử lý các byte E1, E2, F1…
o Giám sát nguồn -48V của hệ thống.
o Xử lý 50 kênh dữ liệu DCC phục vụ cho quản lý mạng.
o Chức năng quản lý và cảnh báo sự cố quạt hệ thống.
o Cung cấp giao diện OAM thông qua AUX.
o Hỗ trợ sao lưu, lưu trữ dữ liệu của hệ thống.
Dữ liệu trong GSCC được lưu trữ dưới dạng 4 loại quan trọng là: mdb, drdb, fd0, sdb1. Mdb được lưu trữ trong RAM, đây là file lưu trữ dữ liệu hiện hành của board mạch. Drdb được lưu trữ trong flash RAM, đây là file dự phòng của mdb. Khi có sự cố về nguồn, dữ liệu sẽ được khôi phục theo thứ tự: drdb𝜇fdb0𝜇fdb1.
Hình 4-6: Sơ đồ khối của board GSCC [2]
Board GSCC được đặt ở các slot 17 và 18 trên subrack.
Thông số kỹ thuật GSCC
Công suất tiêu thụ: 10W
Điều kiện nhiệt độ hoạt động: 0 ~ 40 độ C. Kích thước (mm): 262.05 x 220 x 25.4 Trọng lượng (kg): 0,884
Các trạng thái đèn
Board GSCC có các đèn trạng thái sau:
o Đèn chỉ thị phần cứng STAT (xanh, đỏ).
o Đèn chỉ thị dịch vụ ACT (xanh).
o Đèn chỉ thị dịch vụ SRV (xanh, đỏ, vàng).
o Đèn giám sát nguồn A-PWRA (xanh, đỏ).
o Đèn giám sát nguồn B-PWRB (xanh, đỏ).
o Đèn giám sát nguồn C-PWRC (xanh, đỏ).
o Đèn ngắt cảnh báo ALMC (xanh).
4.2.4 Đơn vị giao diện Ethernet
Các board trong đơn vị giao diện này mà Viettel hiện nay đang sử dụng được trình bày như bảng bên dưới:
Bảng 4-3: Các board trong đơn vị giao diện Ethernet mà Viettel đang sử dụng Tên
Board
Luồng hỗ trợ Slot hỗ trợ Công suất