Lợi ớch mà SDH đem lại khỏc nhau đối với từng người khỏc nhau. Một nhúm người nào đú cú thể dự đoỏn một loạt những lợi ớch thiết thực hơn những người khỏc. Lợi ớch chớnh ở đõy do việc triển khai SDH mang lại theo như điều tra mà tỏc giả cú được từ cỏc chuyờn gia SDH khỏc nhau sẽ được mụ tả
• Chi phớ giảm xuống được mong đợi do cỏc yếu tố sau: (1) giao tiếp chuẩn được đơn giản húa, cỏc thiết bị cú thể được tỏi sử dụng trong nhiều thiết bị SDH khỏc nhau, (2) loại trừ cỏc giao tiếp độc quyền của nhà cung cấp, điều này sẽ dẫn tới sự cạnh tranh về thiết bị và cuối cựng làm giảm chi phớ cho người tiờu dựng và (3) chi phớ vận hành giảm do cỏc thiết bị được thiết kế chớnh xỏc cựng dung lượng mào đầu và với dung lượng mào đầu lớn, dẫn tới chi phớ cho vận hành và quản lý mạng được mong đợi giảm xuống. Hiện nay trong mụi trường PDH, nhiều quỏ trỡnh vận hành thường được thực hiện theo phương thức "chữa chỏy"do cỏc thủ tục khụng theo tiờu chuẩn và dung lượng mào đầu khụng đầy đủ.
• Khả năng vận hành được tăng cường nhờ dung lượng cỏc byte mào đầu dư thừa được phõn bổ cho tất cả cỏc thiết bị SDH. Giỏm sỏt hoạt động từ đầu tới cuối cú thể trở thành một chức năng tạo tuyến của mạng SDH. Việc giỏm sỏt, kiểm tra và kiểm kờ từ xa sẽ dễ dàng hơn mạng hiện cú. Quản lý mạng cú thể được tăng cường một cỏch dễ dàng khi mạng phỏt triển.
• Khả năng duy trỡ (hay độ tin cậy) là một trong đặc điểm hấp dẫn nhất của mạng SDH. Hai cấu hỡnh mạng nhằm đạt được khả năng duy trỡ mạng là vũng tự khụi phục và mạng mắt lưới trờn cơ sở DCS.
• Khụng cú nghẽn băng tần do cỏc mạng SDH tốc độ cao được xõy dựng trờn cỏc tuyến sợi quang cú dung lượng khỏ lớn từ 155,52 Mbit/s lờn tới 10 Gbit/s thậm chớ tới 40 Gbit/s.
Chương 2
Phõn cấp tớn hiệu SDH (Tốc độ, Dạng tớn hiệu và Mào đầu)
Mục đớch của chương này
Sau khi kết thỳc chương này bạn cú thể:
• Mụ tả Phõn cấp Số Đồng bộ (SDH): loại tớn hiệu, tốc độ tớn hiệu, và dạng tớn hiệu
• Mụ tả Phõn cấp Số Cận Đồng bộ (PDH): Loại tớn hiệu, tốc độ tớn hiệu và dạng tớn hiệu; và sự chuyển tiếp từ PDH sang SDH bằng việc sử dụng khỏi niệm Container (C-n: n=11, 12, 2, 3, và 4)
• Nhận biết một "đường (path)", một "đoạn ghộp kờnh" hoặc một "đoạn lặp" của một kết nối điểm - điểm SDH.
• Thảo luận những ấn định byte mào đầu đoạn và đường SDH và cỏc chức năng của chỳng
• Định nghĩa cỏc tớn hiệu SDH khỏc nhau. C-n, VC-n, TU-n, TUG-n, Au-n và AUG (Container, Container ảo, Đơn vị Luồng (nhỏnh), Nhúm đơn vị Luồng, Đơn vị Quản lý và Nhúm Đơn vị Quản lý
Túm tắt chương
• Một kết nối điểm - điểm của tuyến SDH: Định nghĩa đường, đoạn ghộp và đoạn lặp.
• Cỏc loại khung SDH và cấu trỳc khung STM-1, STM-4, STM-16 và STM-64.
• Cỏc byte mào đầu đường, đoạn ghộp và đoạn lặp SDH: Định nghĩa và ứng dụng
• Thành phần tớn hiệu SDH STM1:
– Container (C-11, C-12, C-2, C-3 và C-4),
– Cỏc Container ảo (VC-11, VC-12, VC-2, VC-3 và VC-4)
– Cỏc đơn vị luồng (TU-11, TU-12, TU-2 và TU-3)
– Đơn vị Quản lý (AU-3 và AU-4)
– Cỏc nhúm TU (TUG-2, TUG-3) và Nhúm AU (AUG)
2.1 SDH và PDH
Hiện tại cú bốn tớn hiệu: STM-1, STM-4, STM-16 và STM-64 được sử dụng trong phõn cấp SDH như chỉ ra trờn Hỡnh 2.1. Một STM-1 (tớn hiệu SDH cơ bản) được sử dụng để truyền một tớn hiệu PDH 139 Mbit/s hoặc tương đương, chẳng hạn như tớn hiệu H4 ISDN (xem Bảng 2.1). Với mào đầu bổ sung, tớn hiệu 139 Mbit/s này sẽ hỡnh thành một tớn hiệu STM-1 155,52 Mbit/s. Bờn cạnh tớn hiệu 139 Mbit/s, cú nhiều luồng cấp thấp hơn cú thể được truyền bởi một tớn hiệu STM-1. Cỏc ứng dụng này sẽ được thảo luận trong Chương 3.
Bốn tớn hiệu STM-1 được ghộp vào một tớn hiệu STM-4, và bốn tớn hiệu STM-4 được ghộp vào một tớn hiệu STM-16 tốc độ 2,48832 Mbit/s (≡16ì155,52 Mbit/s). Một lần nữa bốn tớn hiệu STM-16 được ghộp tiếp vào một tớn hiệu STM-64 cú tốc độ SDH cao nhất hiện nay 9953,28 Mbit/s (thường được gọi là tớn hiệu 10 Gbit/s). Hai tham số cơ bản của một STM-N (N=1, 4, 16 hay 64) là:
Hỡnh 2.1: Phõn cấp tớn hiệu SDH
• Tốc độ tớn hiệu
• Dạng tớn hiệu hay cấu trỳc khung
Phộp tớnh tốc độ tớn hiệu và mụ tả cấu trỳc khung sẽ được thảo luận trong chương này. Một tớn hiệu STM-N cú tớnh chất mụđun. Tức là một STM-N cú tốc độ tớn hiệu chớnh xỏc N lần tốc độ của một STM-1. Tốc độ của một tớn hiệu STM-N = N ìTốc độ của một tớn hiệu STM-1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
= N ì155,52 Mbit/s
2.1.1 Phõn cấp số cận đồng bộ (PDH)
Như được chỉ ra trong Bảng 2.1, cú ba phõn cấp tớn hiệu vựng được sử dụng cho thụng tin toàn cầu: một cho cỏc mạng số Bắc Mỹ, một cho cỏc mạng Chõu Âu và một cho Nhật Bản. Ba phõn cấp số theo vựng này được minh họa bằng biểu đồ trờn Hỡnh 2.2. Cỏc tớn hiệu này là khụng đồng
2.1. SDH VÀ PDH 25
Bảng 2.1:PDH và cỏc Container SDH
Mức phõn Tốc độ (Mbit/s) Tớn hiệu chỉ
cấp số Bắc Mỹ Nhật bản Chõu Âu ISDN định cho SDH
0 0,064 0,064 0,064 - - 1 1,544 1,544 - H11 C-11 - - 2,048 H12 C-12 2 6,312 6,312 - - C-2 - - 8,448 - - 3 - 32,064 - - - - - 34,368 H31 C-3 44,736 - - H32 C-3 4 - 95,728 - - - - - 139,264 H4 C-4 274,176 - - - -
bộ nhưng gần đồng bộ trong một số trường hợp. Vỡ vậy, chỳng được gọi là cỏc tớn hiệu cận đồng bộ.
Hỡnh 2.2: Phõn cấp tớn hiệu PDH
Đối với cỏc mạng số Bắc Mỹ, 24 tớn hiệu thoại số húa (64 kbit/s mỗi kờnh), hoặc tương đương được ghộp vào một tớn hiệu DS1. Cú khoảng 0,5 % dung lượng mào đầu được bổ sung vào dung lượng tải 1,536 Mbit/s để hỡnh thành luồng bớt DS1 này. Bốn tớn hiệu DS1 được ghộp vào một tớn hiệu DS2 tốc độ 6,312 Mbit/s. Trong số cỏc bớt này, mào đầu bổ sung cũng đó được chốn vào. Sau đú bảy tớn hiệu DS2 được ghộp vào tớn hiệu số cao nhất trong số tớn hiệu PDH theo chuẩn Bắc Mỹ. Hiện nay tớn hiệu DS3 được truyền đi như một đơn vị tải qua hệ thống sợi quang, chẳng hạn như hệ thống thụng tin quang AT&T NS FT-Series G cú thể truyền hoặc là chớn (9) tớn hiệu DS3 hoặc 36 tớn hiệu DS3. Chỳng cú tốc độ 417 Mbit/s và 1,7 Gbit/s tương
ứng mà khụng cần phải dựng tới Ghộp kờnh theo Bước súng (WDM). Nếu WDM được sử dụng thỡ dung lượng cú thể tăng gấp đụi và thậm chớ cũn cao hơn nữa. Tuy nhiờn bờn cạnh đú cỏc hệ thống cỏp đồng trục cú thể được sử dụng để mang cỏc tớn hiệu DS3.
Đối với cỏc hệ thống Chõu Âu, 32 tớn hiệu thoại hoặc tương đương được ghộp vào một luồng bit số 2,048 Mbit/s, được biết tới với tờn CEPT-1 hay E-1. Bốn tớn hiệu E-1 được ghộp vào một tớn hiệu E-2 tốc độ 8,448 Mbit/s. Bốn tớn hiệu 8,448 Mbit/s hỡnh thành một tớn hiệu E-3 34,368 Mbit/s. Một tớn hiệu E-4 tốc độ 139,264 Mbit/s gồm bốn E-3. Hệ thống Nhật bản, cỏc tớn hiệu DS1, DS2 giống như cỏc tớn hiệu Bẵc Mỹ. Tuy nhiờn năm (5) tớn hiệu DS2 được ghộp vào một tớn hiệu 32,064 Mbit/s. Ba tớn hiệu 32,064 Mbit/s này hỡnh thành một tớn hiệu 97,728 Mbit/s.
2.1.2 PDH và cỏc Container SDH
Để đảm bảo đưa SDH vào mạng PDH rộng khắp một cỏch nhịp nhàng, SDH cần hội đủ tất cả cỏc tiờu chuẩn vựng, kể cả tất cả cỏc tớn hiệu ISDN. Vỡ mục đớch này, SDH đó định nghĩa một số Container (C-n: n=11, 12, 2, 3 hoặc 4: xem Bảng 2.1) để mang cỏc tớn hiệu PDH này. Cỏc container sẽ được mụ tả trong chương này. Lưu ý rằng tớn hiệu ISDN H11 được biết tới như là tớn hiệu ISDN tốc độ cơ bản với dạng khung 23B + D (B cho kờnh mạng thụng tin và D cho kờnh thụng tin dữ liệu: cả hai loại kờnh cú cựng tốc độ 64 kbit/s) trong cỏc mạng số Bắc Mỹ. Cỏc thành phần tương ứng của nú trong cỏc mạng số ITU-T là H12.
C-11 (Container mức 1, loại 1) được thiết kế để mang một tớn hiệu DS1 1,544 Mbit/s hay một tớn hiệu ISDN H11, và C-12 (Container mức 1 loại 2) được thiết kế để truyền tải một tớn hiệu CEPT-1 tốc độ 2,048 Mbit/s hoặc một tớn hiệu ISDN H12. Trước đõy cú hai loại container mức 2 (cỏc tớn hiệu C-2: C-21 để mang một tớn hiệu DS-2 và C-22 để mạng một tớn hiệu CEPT-2). Tuy nhiờn nhu cầu đối với truyền tớn hiệu CEPT-2 trờn mạng SDH giảm đi. Do đú, cỏc tiờu chuẩn SDH hiện tại định nghĩa duy nhất một loại container mức 2 để truyền tải một tớn hiệu DS-2. Và nú được gọi là C-2, chứ khụng phải là C-21. Tuy nhiờn, cả hai tớn hiệu DS1 và CEPT-2 sẽ tiếp tục tồn tại trong mạng PDH. Do đú, tờn P-21 cú thể được sử dụng để chỉ ra tớn hiệu PDH mức 2 loại 1 được sử dụng để truyền một tớn hiệu DS1. Cỏc container C-11, C-12 và C-2 được biết đến như cỏc luồng nhỏnh cấp thấp.
Đối với cỏc tiờu chuẩn SDH ban đầu, đó cú một đề xuất cho việc truyền bốn tớn hiệu CEPT-3 thay vỡ ba qua một tớn hiệu SDH STM-1. Đề xuất này được đưa ra trờn cơ sở thực tế rằng một tớn hiệu STM-1 cú dung lượng 155,52 Mbit/s đủ lớn để truyền bốn tớn hiệu E-3. Hai loại container mức 3 đó được định nghĩa (C-31 cho một tớn hiệu E-3 và C-32 cho một tớn hiệu DS3).
Đối với cỏc tiờu chuẩn SDH hiện tại, người ta quyết định rằng một STM-1 nờn được sử dụng để truyền ba (khụng phải là 4) tớn hiệu E-3. Điều này làm cho nú tương thớch hơn với truyền tải DS3. Vỡ vậy, một tớn hiệu STM-1 mang ba container C-3 cú thể được sử dụng để truyền hoặc là ba tớn hiệu E-3 hoặc là ba tớn hiệu DS3. Về phần mức thứ tư, tớn hiệu "DS4" đó từng một lần được đề xuất cho phõn cấp số Bắc Mỹ nhưng đó bị thất bại do sự triển khai nhanh chúng của thụng tin sợi quang. Tớn hiệu DS4 đó khụng cũn cơ hụi để được ỏp dụng trong cỏc mạng số Bắc Mỹ ngoại trừ một số điểm lẻ tẻ. Vỡ vậy đối với cỏc tiờu chuẩn SDH, người ta quyết định chỉ cú một loại Container mức 4 đú là C-4, được sử dụng để truyền một tớn hiệu E-4 hoặc một tớn hiệu ISDN H4. Cỏc container này C-3, C-4 được biết đến như là cỏc luồng nhỏnh cấp cao.
2.2. KẾT NỐI ĐIỂM - ĐIỂM SDH 27
2.2 Kết nối điểm - điểm SDH
Để hiểu mạng SDH, quản lý mạng và vận hành mạng ta phải tỡm hiểu cỏc byte mào đầu SDH, chẳng hạn cỏc byte đồng bộ khung, byte kiểm tra chẵn lẻ vv... Cỏc chức năng quản lý mạng được thực hiện bởi ba tập byte mào đầu SDH cú tờn là mào đầu đường, đoạn ghộp kờnh và đoạn lặp. Núi khỏc đi, ta phải cú khả năng nhận biết một "đường", một "đoạn ghộp kờnh" và một "đoạn tỏi tạo" của bất cứ kết nối điểm - điểm SDH nào. Hỡnh 2.3 chỉ ra một kết nối điểm - điểm điển hỡnh cú giao tiếp với cỏc mạng PDH. . Mộtđường (path)là một kết nối logic giữa
Hỡnh 2.3: Kết nối đầu-cuối SDH
điểm mà tại đú một dạng khung chuẩn của tớn hiệu cú tốc độ đó cho được nhúm lại và điểm mà tại đú dạng khung chuẩn của tớn hiệu được tỏch ra. Một Thiết bị Đầu cuối Tuyến (PTE) là một phần tử mạng SDH thực hiện ghộp/tỏch cỏc tải tin container ảo VC-n (sẽ được thảo luận sau). Chỳng cú thể khởi tạo, truy cập, sửa đổi hay kết cuối mào đầu tuyến VC-n, hoặc cú thể thực hiện bất kỳ sự kết hợp nào của cỏc hoạt động này. Vớ dụ về cỏc PTE:
• Bộ ghộp kờnh tốc độ thấp
• Hệ thống kết nối chộo băng rộng
• Hệ thống truy cập vũng thuờ bao
Một đoạn ghộp kờnh là một mụi trường truyền dẫn cựng với cỏc thiết bị liờn quan, được yờu cầu để cung cấp phương tiện truyền tin giữa hai phần tử mạng (NE) liền kề, một phần tử khởi điểm từ tớn hiệu đường dõy (line signal) và phần tử kia kết cuối tớn hiệu đường dõy (line signal). Một Thiết bị Kết cuối Đoạn ghộp (MSTE) là một phần tử mạng khởi tạo và/hoặc kết cuối cỏc tớn hiệu STM-N. Chỳng cú thể khởi tạo, truy nhập, sửa đổi hay kết cuối mào đầu đoạn ghộp, hoặc cú thể thực hiện bất kỳ sự kết hợp nào của cỏc hoạt động này. Cỏc vớ dụ về MSTE gồm:
• Đầu cuối đường quang
• Đầu cuối vụ tuyến
• Bộ ghộp kờnh cấp cao (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Một đoạn lặp (tỏi tạo) là một phần của phương tiện truyền dẫn bao gồm cỏc điểm kết cuối, giữa (A) một phần tử kết cuối mạng NE và một bộ lặp, hoặc (B) hai bộ lặp tỏi tạo. Một Thiết bị Kết cuối Đoạn Lặp tỏi tạo RSTE là một phần tử mạng thực hiện tỏi tạo một tớn hiệu STM-N cho tuyến truyền dẫn cự ly xa. Chỳng cú thể khởi tạo, truy nhập, sửa đổi hoặc kết cuối mào đầu đoạn tỏi tạo hoặc cú thể thực hiện bất kỳ sự kết hợp nào của cỏc hoạt động này.
Một đoạn lặp rừ ràng cú nghĩa là một tuyến SDH kết nối hai phần tử mạng liền kề và trong đú cú ớt nhất một phần tử là bộ lặp tỏi tạo. Một đoạn ghộp kờnh hiển nhiờn là một tuyến SDH kết nối hai bộ ghộp kờnh SDH liền kề hoặc hai thiết bị kết cuối liền kề thực hiện một số chức năng ghộp kờnh. Một hệ thống kết nối chộo số hay một đầu cuối vụ tuyến hoạt động giống như bộ ghộp kờnh cũng cú thể làm việc như một MSTE.
2.3 Khung SDH
Trong phần này, khỏi niệm khung SDH và khung SDH STM-1 sẽ được mụ tả ngắn gọn. Tiếp đú, mụ tả về một khung STM-N (N≥4) sẽ được đề cập.
2.3.1 Khỏi niệm khung SDH
Cấu trỳc mào đầu tập trung sử dụng trong tớn hiệu số ITU-T CEPT-1, ISDN (23B+D) và cấu trỳc khung 2 chiều sử dụng trong SONET cũng được sử dụng trong cỏc tiờu chuẩn SDH. Do đú, một khung SDH sẽ cú một số byte mào đầu chiếm phần bờn trỏi của một khung SDH như trờn Hỡnh 2.4.
Hỡnh 2.4:Khung SDH: Mào đầu và tải tin tỏch biệt nhau
2.3.2 Khung STM-1
Khung STM-1 cú cấu trỳc 9 hàng 270 cột như chỉ ra trờn Hỡnh 2.4. Thứ tự truyền dẫn được thực hiện từ trỏi qua phải và từ trờn xuống dưới, bắt đầu từ byte đầu tiờn (hàng 1ìcột 1).
1. Tải tin của STM-1 cú cấu trỳc 9 hàng, mỗi hàng 261 byte (tương ứng với 261 cột) và cú dung lượng 2349 byte hay 150,336 Mbit/s. Nú được thiết kế để truyền một tớn hiệu ITU-T E-4 139,264 Mbit/s hoặc tương đương.
2.3. KHUNG SDH 29
2. Cỏc byte mào đầu đoạn lặp chiếm một vựng 3ì9 byte và cú dung lượng 27 byte hay 1,728 Mbit/s.
3. Cỏc byte mào đầu đoạn ghộp kờnh cú thể được xem là cỏc byte mào đầu đoạn ghộp kờnh cộng với cỏc byte con trỏ AU-n. Lý do là sẽ được làm sỏng tỏ sau. AU-n (n=3 hoặc 4 sẽ được thảo luận sau) cú dung lượng 9 byte và mào đầu đoạn ghộp kờnh cú dung lượng 45 byte.
2.3.3 STM-N (N=4, 16 hoặc 64)
Một khung STM-N được hỡnh thành bằng cỏch ghộp N (N=4, 16 hoặc 64) khung STM-1 theo phương thức ghộp xen byte.
STM-4 được tạo thành bằng cỏch ghộp xen byte 4 khung STM-1 vào một khung 1080 cột và cú tốc độ 622,08 Mbit/s (≡ 4ì155,52M bit/s). Như trờn Hỡnh 2.5(A) cho thấy một byte "A" từ STM-1 số 1 được kế tiếp bởi một byte "B" từ STM-1 số 2 vv... Điều cần lưu ý là bốn khung STM-1 này phải được đồng chỉnh khung trước khi ghộp. Do mỗi khung STM-1 cú ba byte A1 kế tiếp bởi ba byte A2 được ấn định cho việc đồng bộ khung nờn việc chỉnh khung ngụ ý rằng 12 byte đầu tiờn của tớn hiệu STM-4 phải là cỏc byte A1; ba byte từ STM-1 số 1, ba byte