B Chức năng của các byte MSOH
4.3 Cấu trúc của các loại con trỏ
Cấu tạo của AU-4PTR , AU-3PTR, và TU-3PTR.
+ Cấu tạo cảu AU-4PTR : Con trỏ AU-4 có 9 byte nh sau : H1YYH21*1*H3H3H3 .
Trong đó Y = 1001SS11, 1*=11111111, và SS=10 là hai bit chỉ thị con trỏ AU-4.
+Cấu tạo của con trỏ AU-3 PTR : Mỗi con trỏ AU-3 có 3 byte là H1H2H3 .
+ Cấu tạo của con trỏ TU-3 PTR : Mỗi con trỏ TU-3 co 3 byte là H1H2H3 .
các byte tham gia vào các hoạt động của các con trỏ và cấu trúc nh hình 4.8.a
Hình 5.5.a Cấu tạo các byte H1,H2, H3 của con trỏ.
NNNN- Cờ số liệu mới , cho phép giá trị con trỏ thay đổi khi có sự thay đổi của tải trọng . Lúc bình thờng thì 4 bit N có giá trị “0110” .Nếu giá trị của con trỏ thay đổi theo thay đổi của tải trọng thì NNNN = 1001, nói một cách khác khi NNNN = 0110 thì có thể hiểu đợc là “ không cho phép “ ngụ ý là không cho phép con trỏ thay đổi giá trị .Ngợc lại khi NNNN = 1001 thì có thể
N N N N S S I D I D I DI DI D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
H1 H2 H3
hiểu là “cho phép” có nghĩa trong trờng hợp này con trỏ đợc thay đổi giá trị . Các cấu trúc của NNNN đều không có hiệu lực .
SS : Chỉ thị loại con trỏ .
Đối với AU-4 PTR ,AU-3PTR và TU-3PTR thì SS = 10 .
5 bit I đảo dấu khi giá trị chèn dơng , 5 bít I đảo dấu khi giá trị chèn âm . +Cấu tạo các con trỏ TU-2 ,TU-12,TU-11.
Các con trỏ này có cấu tạo giống nhau và đều có các byte V1,V2 và V3 nh hình 4.8 b
+Đối với TU-2PTR thì SS = 00. +Đối với TU-12PTR thì SS = 00. +Đối với TU-11PTR thì SS = 11.
Các bit cờ số liệu mới NNNN và các bit ID thay đổi nh các quy định đã trình bày trong phần cấu tạo của các con trỏ AU-4 ,AU-3 ,và TU-3 .
Hình 5.5.b Cấu tạo các byte TU-2, TU-12, TU-11 của con trỏ.
N N N N S S I D I D I DI D I D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
V2
10 giá trị con trỏ Byte chèn âm Byte chèn dương
Chơng 4
Thiết bị sdh,cấu trúc mạng và các chế độ bảo vệ 4.1 thiết bị sdh.
Trong hệ thống SDH các thiết bị đợc sử dụng đợc gọi là các phần tử mạng NE(Network Elements) và chia làm 3 loại :
-thiết bị đầu cuối tuyến quang LT(Line Terminal) -thiết bị xen rẽ luồng ADM(Add/Drop Multiplexer) -thiết bị nối chéo luồng số DXC(Digital Cross Connect)
các phần tử mạng đợc điều khiển bởi mạng điều hành SMN(SDH Management Network) và chúng đợc kết hợp với nhau nh sau :
4.2 Chức năng ghép kênh SDH
chức năng ghép kênh của SDH đợc mô tả nh sau :
SDH MUX SW Tributaries 2,34,140,155Mbit/s
TRIB interface line interface
STM-N Terminal Mux
Hình.5.7 Ghép kênh SDH
Bộ ghép kênh đầu cuối TM(Terminal Multiplexer) sẽ thực hiện ghép 63 luồng 2 Mbit/s thành luồng 155 Mbit/s và các tín hiệu PDH khác nh tín hiệu 34Mbit/s, 140 Mbit/s cũng có thể đợc ghép kênh nếu cần ,
4.3 Chức năng xen rẽ luồng.
Chức năng xen rẽ luồng cũng đợc thực hiện nhờ bộ xen rẽ luồng ADM. Thiết bị này cho phép xen rẽ tất cả các luồng PDH (2,34,140Mbit/s theo tiêu chuẩn châu âu ) và tất cả các tín hiệu STM-N tuỳ theo nó là loại DXC dùng cho tín hiệu STM-1,STM-4,STM-16. các luồng tín hiệu có thể truy nhập và chuyển trực tiếp bằng phần mềm ví dụ việc xen rẽ luông của thiết bị STM-16DXC đợc mô tả nh sau :
Hình 5.8 Chức năng xen rẽ luồng của STM-16 ADM
4.4 Chức năng nối chéo luồng
Chức năng nối chéo luồng đợc thực hiện bởi bộ nối chéo luồng số DXC. Có 3 loại DXC thờng dùng là DXC1/0,DXC4/1,DXC4/4. Nhng trong đó Tributary interface DXC 2,5Gbit/s Optical 2,5Gbit/s Optical Line I/F
west Line I/F East
2M 34M 140M STM-1e/o
DXC4/1 Là làm việc mềm dẻo nhất. Nó nhận các tín hiệu có tốc độ là 2,34,140 hoặc 155Mbit/s và nối chéo luồng VC-11,VC-12,VC-2,VC-3,VC-4.
Hình 5.9 Chức năng nối chéo luồng DXC4/1 Các tiện ích của DXC là :
-Thực hiện các chức năng hợp nhất và tách riêng -Bảo vệ – phục hồi mạng
-Quảng bá
-Cổng nối PDH & SDH
4.5 Cấu trúc mạng
Trong mạng SDH tồn tại nhiều cấu hình khác nhau 4.5.1. Cấu hình điểm nối điểm (Point to point).
Hình 6.0 Cấu hình điểm nối điểm
Trong cấu hình này 2 bộ ghép đầu cuối (TRM) đợc nối trực tiếp với nhau bằng cáp sợi quang. Loại cấu hình này chỉ dùng cho các tuyến có cự ly ngắn và dung lợng nhỏ.
4.5.2 Cấu hình đờng thẳng hay chuỗi (linear or chian)140 Mbit/s 140 Mbit/s 34 Mbit/s 155 Mbit/s 2Mbit/s 2 Mbit/s 155 Mbit/s 34 Mbit/s 140 Mbit/s DXC-4/1 TMR TMR MSTM-N
Hình 6.1 Cấu hình mạng đờng thằng hay chuỗi
Ngoài 2 bộ ghép đầu cuối, các trạm trung gian đều làm chức năng của bộ ghép tách –xen (ADM) có thể tách xen các nhánh hoặc nối chéo các nhánh. Cấu hình này áp dụng cho các tuyến có dung lợng lớn và có cự li dài.
4.5.3 Cấu hình tập trung (Hubing)
Hình 6.2 Cấu hình mạng tập trung
Trong cấu hình này có một nút chính(HUB). Nhờ sử dụng các giao diện nhánh đồng bộ mà các nút chính này đợc nối tới các nút ở xa của một mạng đa điểm. Các nút ở xa đóng vai trò là đầu cuối
4.5.4 Regenneratorr
ADM ADM ADM
STM-N STM-N NE HUB TRM TRM TRM NE NE NE NE REG STM-N REG STM-N
Khi chiều dài đoạn ghép (Khoảng cách giữa 2 nút ADM hoặc giữa TRM và ADM) vợt quá phạm vi cho phép phải dùng đoạn lặp. Trạm lặp chỉ có chức năng tái tạo và khuyếch đại xung không có chức năng tách xen.
4.5.5 Cấu hình mạng hình xuyến (Ring)
Hình 6.3 Cấu hình mạng xuyến
Đối với mạng vòng thì các nút đều đóng vai trò là bộ tách ghép –xen và tạo thành một vòng kín. Loại này dùng cho các tuyến có dung lợng lớn và có khả năng tự phục hồi khi nút mạng và đờng dây có sự cố mà không cần có sự can thiệp của quản lý bên ngoài.
4.5.6 Cấu hình mạng hỗn hợp (Meshed)
Trong cấu hình này là kết hợp của nhiều mạng nói trên trong cùng một mạng. Các nút mạng làm chức năng tách – xen và dung lợng nối ghép là chủ yếu. RING RING RING RING NE NE NE NE STM-N
Hình 6.4 Cấu hình mạng hỗn hợp
4.6 Các chế độ bảo vệ
ở kỹ thuật có chế độ bảo vệ là 1+1 và N+M (N:làm việc,M :dự phòng) với kỹ thuật SDH ngoài hai thiết bị bảo vệ trên còn có các chế độ bảo vệ 1:1(1 cho 1) và N:M (N cho M) N dự phòng cho M làm việc.
Cần phân biệt 2 chế độ này
-Chế độ 1+1 : là một trờng hợp đặc biệt của N+M -Chế độ 1:1 là một trơng hợp đặc biệt của N:M
Chế độ bảo vệ M+N trong đó N làm việc còn M chỉ hoàn toàn để dự phòng
Chế độ bảo vệ M:N trong đó M làm việc N dự phòng, N dự phòng này đ- ợc sử dụng cho các li thông có mức i tiên thấp.
Một số sự cố có thể sảy trong mạng với sắc xuất sảy ra là khác nhau ví dụ nh : sự cố thiết bị , đứt cáp, sự cố trạm , nút mạng .…
Dự phòng cho các thiết bị cần có card dự phòng, cáp dự phòng Dự phòng cho đờng truyền có thể sủ dụng 2 tuyến cáp khác nhau Dự phong sự cố trạm (nút mạng) có thể sử dụng nút mạng dự phòng DXC (TS1) (TS1)DXC DXC (TS1) DXC (TS1) (TS1)DXC DXC (TS1) STM-N NE NE NE NE NE
4.7 Bảo vệ mạng vòng
Mạng vòng kết hợp đợc sử dụng một cách đáng tin cậy và có tính kinh tế cao
các mạng vòng phong phú và có thể phân làm các loại chính nh sau -Mạng vòng đơn (Single Ring Network)
-Mạng đa vòng (Multiple Ring Network)
đối với các dạng vòng này chế độ bảo vệ đợc thực hiện nh sau 4.7.1 Mạng đơn vòng
ở dạng mạng vòng đơn, có 2 loại mạch vòng tự hàn (Self Healing Ring) +Mạng vòng một hớng (Unidiretional Ring)
+Mạng vòng hai hớng (Budiretional Ring) Mạng vòng một hớng :
Mạng vòng một hớng có sơ đồ nh sau :
Hình 6.5 Mạng đơn vòng một hớng
Với mạng vòng một hớng lu lợng truyền và nhận thông tin trên cùng một hớng của vòng trên một sợi ‘’tích cực’’ sợi dự phòng có thể đợc sử dụng cho 2 lu lợng : hoặc luồng STM-N rỗng hoặc lu lợng có mức i tiên thấp.Trong sơ đồ
ADM ADM ADM ADM ADM E A B C D
này có tín hiệu từ A đến C theo hớng A-B-C còn tín hiệu từ C đến A đi theo h- ớng khác : C-D-E-A.
Mạng vòng một hớng có thể tạo nên chỉ bằng một sợi quang. Tuy nhiên trong trờng hợp đó mạng sẽ bị phá huỷ hoàn toàn nếu có sự cố sảy ra tại một điểm bất kì ở trên mạng. Vì vậy trên thực tế ngời ta thờng dùng mạch vòng một hớng với số sợi trong cáp lớn hơn 1.
4.7.2 Mạng vòng 2 hớng
Mạng vòng 2 hớng có sơ đồ nh sau:
Hình 6.6 Mạch vòng 2 hớng Các cơ cấu bảo vệ mạch vòng
Có 2 loại cơ cấu bảo vệ mạch vòng +Bảo vệ đờng(Path Protection)
+Bảo vệ đa đoạn (Multiplex Section Protectinon)
4.8 Bảo vệ đờng
Bảo vệ đờng là bảo vệ đầu cuối đợc thực hiện trên các mức nhánh sau khi phát hiện ra sự cố trên đờng truyền, nghĩa là nếu có sự cố trên đờng truyền 1 (từ A đến B hoặc từ B đến C hoặc tại B) thì li lợng sẽ chuyển sang đờng 2 li lợng
ADM ADM ADM ADM ADM E A B C D STM-N
đồng thời đợc nhân đôi trên cả 2 sợi : sợi 1 làm việc sợi 2 dự phòng và đợc mô tả bằng hình vẽ sau :
Hình 6.7 Bảo vệ đờng
Trong ví dụ này, tín hiệu đi từ điểm A đến điểm C đi theo đờng A-B-C. tín hiệu đi từ C đến A đi theo hớng C-D-E-A. Khi có sự cố sảy ra trên đờng truyền ví dụ trên đoạn B-C tín hiệu từ C đến A đợc giữ nguyên còn tín hiệu từ C đến A sẽ đi theo hớng ngợc lại A-E-C-D..
4.9 Bảo vệ đoạn
bảo vệ đoạn hay đa đoạn đợc dựa trên cơ sở đợc phát hiện sự cố ở từng đoạn do cả 2 bộ ghép kênh có xen rẽ ADM nằm ở hai phía nơi xảy ra sự cố nếu sự cố sảy ra trên một đoạn, luồng STM-N sẽ đợc đổi ngợc hớng bởi chuyển mạch bảo vệ. Bảo vệ đoạn thờng là chậm hơn một chút so với bảo vệ đờng vì
đường 1 đường 2 Luồng nhánh A B C D E Sợi 2 Sợi 1
một số luồng thông tin từ ADM lân cận nhau sẽ đợc yêu cầu xem xét theo một thứ tự để thay đổi vị trí của chuyển mạch bảo vệ.
ví dụ cho kiểu bảo vệ đoạn đợc minh hoạ nh hình vẽ dới đây
Hình 6.8 Bảo vệ đoạn hay đa đoạn
Trong ví dụ này tín hiệu đợc làm việc ở chế độ bình thờng đợc quy định giống nh bảo vệ đờng nhng khi có sự cố sảy ra ví dụ trên đoạn tín hiệu từ B đến C thì thiết bị ADM tại B và C sẽ tự động đấu vòng tại chỗ ở phía có sự cố kết quả là luồng tín hiệu đi từ B đến C giờ sẽ chuyển xang luồng tín hiệu B-A-E-D- C.
5. Mạch vòng tự phục hồi một hớng bảo vệ đờng nếu lựa chọn phơng án mạch vòng một hớng và phơng pháp bảo an theo luồng thì sẽ có sơ đồ mạch vòng nh sau:
Luồng nhánh A B C D E Sợi 2 Sợi 1
Hình.6.9 Mạch vòng tự phục hồi 1 huớng bảo vệ đuờng
ở chế độ làm việc bình thờng, tín hiệu từ A đến C theo hớng A-B-C. từ C đến A theo hớng C-D-E-A. trong trờng hợp có sự cố sảy ra ví dụ trên đoạn A- C hoặc B-C chuyển mạch P2 đổi chiều , khi đó tín hiệu từ C đến A vẫn đợc giữ nguyên còn hớng tín hiệu từ C đến A sẽ đổi hớng từ A-B-C sang hớng A-E-C- D. còn nếu sự cố sảy ra trên đoạn A-E,E-D hoặc D-C chuyển mạch P1 sẽ đổi chiều còn chuyển mạch P2 giữ nguyên trạng thái, kết quả là tín hiệu từ A đến C vẫn giữ nguyên còn tín hiệu từ C đến A chuyển hớng từ C-D-E-A sang hớng C- B-A.
việc bảo an giữa 2 điểm bất kì của mạch vòng sẽ đợc thực hiện hoàn toàn tơng tự nh giữa 2 điểm A và C. nói chung cách bảo an này là an toàn nhất và đòi hỏi dự phòng 100%.
6. Mạch tự hồi phục 1 hớng bảo vệ đoạn :
ADM ADM ADM A B C D E
Hình 7.0 Mạch tự hồi phục 1 hớng bảo vệ đoạn
ở chế độ làm việc bình thờng tín hiệu từ A đến C đi theo hớng A-B-C còn tín hiệu từ C đến A đi theo hớng C-D-E-A. khi có sự cố sảy ra chẳng hạn nh trên phần đoạn E-D thì thiết bị ADM tại E và D sẽ tự động đấu vòng tại chỗ sảy ra sự cố kết quả là tín hiệu từ A đến C vẫn đợc giữ nguyên còn tín hiệu từ C đến A đi theo hớng C-D-C-B-A-E-A
Cách bảo an kiểu mạch vòng tự phục hồi 1 hớng theo phân đoạn nói chung là đơn giản so với kiểu bảo an theo luồng vì khi có sự cố sảy ra toàn bộ mạng chỉ có 2 thao tác đấu vòng mạng tại 2 thiết bị ADM, trong khi đó kiểu bảo an theo luồng đòi hỏi phải có thao tác chuyển mạch tơng ứng.
7. Mạng vòng tự phục hồi 2 hớng bảo vệ đoạn
Mạng vòng tự phục hồi 2 hớng bảo an phân loại tuỳ theo số lợng sợi sử dụng mà có các phơng án lựa chọn khác nhau. Chẳng hạn nếu mạch vòng có 4 sợi thì ta sẽ chọn 2 sợi công tác còn 2 sợi dự phòng nh hình vẽ dới đây
A B C D E Sợi 2 Sợi 1 STM-N
STM-N Sợi đang làm việc
Hình .7.1.a Mạch vòng tự phục hồi 2 hớng bảo vệ đoạn
Nếu chỉ sử dụng 2 sợi thì để tạo nên một mạch dự phòng ngời ta chia tổng số khe thời gian tải tin ra làm đôi, một phần để tải tin ở chế độ bình thờng, còn một phần để dự phòng cách bảo an này đợc thể hiện bởi hình vẽ dới đây
Hình 7.2.b Mạch vòng 2 hớng bảo vệ đoạn (2 sợi) Làm việc STM-N Dự phòng STM-N NxSTM- N NxSTM- N A B C D E ADM ÂDM ÂDM A B C D E STM-N ADM ADM
Mạch vòng 2 hớng không áp dụng cách bảo an theo luồng vì một số lí do đơn giản là: để làm đợc điều này đòi hỏi số kênh dự phòng lớn hơn số kênh công tác nhiều lần.
8. Mạch đa vòng
Mạch đa vòng là cấu trúc mạng trong đó có 2 hay nhiều mạch vòng giao nhau mạnh đa vòng đòi hỏi phải có một nút chung để đảm bảo sự lu thông giữa các vòng, cấu hình của nút này ảnh hởng tới số lợng của các giao diện.
Cấu trúc đa mạch vòng làm độ tin cậy của mạch vòng tăng tỉ lệ với số mạch vòng giao nhau.
Hình 7.3. Cấu trúc mạng đa vòng
Trong cấu trúc đa mạch vòng này, tại điểm giao nhau của các mạch vòng có thể dùng nhiều bộ ADM nhng tối i là sử dụng các bộ phân luồng ở các vị trí này nó vừa làm giảm số lợng các thiết bị vừa tránh đợc quá tải li lợng và làm tăng độ mềm dẻo của mạng.
R2 R1 R3 R4 DXC • • • • • • • •