4 Định thời và Đồng bộ (Timing and Synchronization)
1.12 Kết nối toàn cầu (DS-n/CEPT-n)
và Chõu Âu phải thực hiện chuyển đổi (1) từ tớn hiệu 24 kờnh sang 32 kờnh và ngược lại (2) chuyển đổi giữa nộn dón luật àsang luật A và ngược lại (Hỡnh 1.12). Sự chyển đổi này sẽ tớnh thờm giỏ thành vào chi phớ của người sử dụng. Tuy nhiờn, với nhưng trường hợp tốc độ tớn hiệu rất cao, việc chuyển đổi là khụng khả thi (như đó trỡnh bày trong phần trước) mà giả sử cú thực hiện được thỡ chi phớ cũng rất tốn kộm. Do vậy cỏc tiờu chuẩn vựng là những nguyờn nhõn của sự phức tạp trong thiết kế và chi phớ thụng tin cao do sự chuyển đổi luụn luụn được yờu cầu để kết nối cỏc hệ thống sử dụng cỏc tiờu chuẩn vựng. Vỡ lẽ đú chỳng ta nờn cú một tiờu chuẩn cho tất cả cỏc tớn hiệu tốc độ cao mà cú thể được truyền tới bất kỳ nơi nào trờn thế giới mà khụng cần đến sự chuyển đổi.
Giải phỏp của SDH - Kết nối toàn cầu
Hỡnh 1.13:Kết nối toàn cầu (DS-n/CEPT-n)
Bõy giờ giả thiết chỉ cú duy nhất một tiờu chuẩn toàn cầu như SDH. Mạng tốc độ cao dựa trờn tiờu chuẩn SDH này phải song song tồn tại với hai hệ thống theo vựng hiện cú là cỏc mạng số Bắc Mỹ và mạng số Chõu Âu. Để thực hiện thụng tin toàn cầu thỡ việc chuyển đổi là điều bắt buộc. Để việc thiết kế khả thi và kiểm soỏt giỏ thành hệ thống ta phải thực hiện mọi sự chuyển đổi cần thiết khi cỏc tớn hiệu cũn ở tốc độ thấp. Hỡnh 1.13 chỉ ra kiểu chuyển đổi này. Lưu ý rằng việc chuyển đổi từ một tốc độ/dạng tớn hiệu 24 kờnh luậtàsang 32 kờnh luật A được thực hiện trong miền tốc độ thấp như trong trường hợp phải thực hiện trong thế giới PDH. Truyền dẫn từ Mỹ sang Chõu Âu sẽ được mụ tả ở đõy. Cỏc tớn hiệu DS3 được chuyển đổi thành cỏc tớn hiệu CEPT-1 hay CEPT-4, và cỏc tớn hiệu này tiếp tục được bố trớ/ghộp vào tớn hiệu SDH, STM-16. Tớn hiệu PDH này sẽ tiếp tục được tỏch thành cỏc tớn hiệu CEPT-1, tớn hiệu số tốc độ thấp nhất
1.6. THUỘC TÍNH VÀ LỢI ÍCH CỦA SDH 19
ở Chõu Âu. Cuối cựng tớn hiệu CEPT-1 này sẽ được chuyển đổi thành 30 tớn hiệu thoại nếu tớn hiệu gốc DS3 ở Mỹ là cỏc tớn hiệu thoại. Sau này ta sẽ hiểu việc bố trớ/ghộp từ cỏc tớn hiệu PDH vào một tớn hiệu SDH và ngược lại được thực hiện như thế nào.
1.6 Thuộc tớnh và lợi ớch của SDH
Trong phần này, bờn cạnh cỏc thuộc tớnh và lợi ớch mà SDH mang lại thỡ chi phớ cho quản lý mạng và những yờu cầu của khỏch hàng đối với mạng của họ sẽ được thảo luận.
1.6.1 Nhu cầu khỏch hàng tăng và xu hương của mạng tương lai
Bờn cạnh nhu cầu cao về cỏc dịch vụ băng rộng đó được thảo luận trước đõy cú một số điểm về xu hướng mạng và nhu cầu khỏch hàng đũi hỏi phải thảo luận xa hơn.
• Tăng chi phớ quản lý mạng - yờu cầu tớch hợp OAM&P
Trong quỏ trỡnh phỏt triển của mạng viễn thụng, nhiều loại hỡnh thiết bị từ nhiều nhà sản xuất khỏc nhau, nhiều mạng cả riờng lẫn cụng cộng, mạng quốc tế ... thuộc cỏc hóng khai thỏc mạng khỏc nhau đó được kết nối với nhau. Điều này làm cho giỏ thành quản lý mạng tăng lờn khụng ngừng. Một nhà cung cấp dịch vụ viễn thụng lớn cú thể phải chi phớ tối thiểu 50%tổng doanh thu hàng năm chỉ để cú được cỏc chức năng OAM&P. Giải phỏp cho vấn đề quản lý mạng giỏ thành cao này là tớch hợp OAM&P này vào tất cả cỏc phần tử mạng. Cỏc hệ thống PDH khụng cú khả năng này, khụng giống như mạng SDH cú khả năng này.
• Khỏch hàng cú những yờu cầu sau đối với mạng của họ
– Dịch vụ băng rộng tớch hợp
– Loại trừ giao tiếp độc quyền của nhà sản xuất
– Kết nối thiết bị từ nhiều nhà cung ứng
– Khả năng nõng cấp kiểu modun
– Quản lý mạng được tăng cường
– Giỏm sỏt, kiểm tra và kiểm kờ từ xa
– Mở rộng cỏc khả năng OAM&P tới người sử dụng cuối cựng
– Mở rộng thụng tin toàn cầu
• Xu hướng phỏt triển của mạng
– Sợi quang là mụi trường truyền tải được ưa chuộng
– Nhu cầu về dịch vụ băng rộng tăng
– Quản lý mạng trở nờn phức tạp và tốn kộm
– Độ tin cậy cao hơn của cỏc mạng cần cải thiện
Dựa trờn cỏc phõn tớch cho tới nay về thụng tin trong mụi trường PDH, SDH chắc chắn cú thể được mong đợi để giải quyết phần lớn cỏc bài toỏn gặp phải trong PDH với giỏ thành hợp lý.
1.6.2 SDH trờn cơ sở sợi quang
Bờn cạnh đặc tớnh modun của cỏc tớn hiệu SDH, cú hai lý do nữa làm cho SDH trở thành tiờu chuẩn toàn cầu. Cỏc tiờu chuẩn này sẽ cung cấp một chuẩn quốc tế cho phỏt triển cỏc mạng truyền thụng trờn toàn thế giới với cỏc đặc điểm sau:
• Linh hoạt
• Tin cậy
• Hoàn toàn cú thể quản lý
• Phự hợp cho phỏt triển
• Phự hợp với cỏc nhu cầu về dịch vụ mới
A. Cỏc mạng trờn cơ sở sợi quang : Độ rộng băng tần lớn và năng lực mạng dư thừa
B. Cỏc mạng sợi quang : Chất lượng tuyệt vời
1.6.3 Cỏc thuộc tớnh chớnh của SDH
Cỏc thuộc tớnh của SDH sẽ được thảo luận xuyờn suốt tài liệu này. Tuy nhiờn cỏc thuộc tớnh chớnh được liệt kờ và mụ tả ngắn gọn như sau:
• Họ cỏc giao tiếp chuẩn
– Cung cấp một giao tiếp chung: giao tiếp cú thể là STM-1 (155,52 Mbit/s), STM-4 (662,08 Mbit/s), STM-16 (2,48832 Gbit/s) hay STM-64 (9,95328 Gbit/s).
– Cỏc tớn hiệu này cú tỷ lệ phần trăm mào đầu khụng thay đổi, chiếm 22%tổng dung lượng tớn hiệu
– Đảm bảo khả năng nõng cấp (đặc tớnh modun): STM-16 gồm 16 STM-1 hay 4 STM-4. Vỡ vậy, tốc độ tớn hiệu của một STM-16 chớnh xỏc bằng 16ì155,52 Mbit/s (tốc độ của STM-1).
– Cho phộp đặt thiết bị linh hoạt: do đặc tớnh modun nờn chẳng hạn nếu hệ thống truyền tải là STM-16 bằng cỏch sử dụng Bộ Ghộp Xen/Rẽ (ADM), tớn hiệu tốc độ thấp hơn chẳng hạn như tớn hiệu STM-1 cú thể được tỏch ra và/hoặc ghộp xen vào tại bất cứ điểm nào trờn mạng.
1.6. THUỘC TÍNH VÀ LỢI ÍCH CỦA SDH 21
– Cỏc bit khung tập trung: như sẽ được thảo luận trong Chương 2, SDH cú một mẫu khung F628 hex (hay 1111 0110 0010 1000), được ấn định cho cỏc byte A1 và A2. Cỏc byte này xỏc định điểm bắt đầu của một khung 125às.
– Cỏc bit bỏo hiệu (mào đầu) tập trung: Cỏc bit bỏo hiệu chớnh, đặc biệt mào đầu yờu cầu cho truyền tải tớn hiẹu, chiếm ba cột đầu tiờn của một tớn hiệu STM-1. Điều này cho phộp thiết kế bộ thu phỏt đơn giản hơn.
• Mạng đồng bộ: Trong mạng SDH, một khi khung đó được nhận ra thỡ tải tin của thụng tin khỏch hàng trở nờn cú thể được giải mó một cỏch duy nhất.
• Cỏc tớnh năng Vận hành, Quản lý, Bảo dưỡng và Giỏm sỏt (OAM&P) tớch hợp: tất cả mọi thiết bị SDH thực hiện hoặc chức năng của thiết bị kết cuối đoạn, thiết bị kết cuối đường hoặc là một thiết bị kết cuối tuyến. Đụi khi một thiết bị thực hiện chức năng của cả ba. Mỗi trong số ba loại thiết bị SDH cú một lượng dung lượng mào đầu xỏc định trước để thực hiện cỏc chức năng OAM&P. Mào đầu này sẽ được thảo luận trong Chương 2.
• Khả năng tương thớch với mạng hiện cú và mạng tương lai: SDH cú thể truyền tớn hiệu DS1, DS2, DS3, CEPT-1, CEPT-3 và CEPT-4. CEPT-2 được cho rằng khụng hấp dẫn hay cần thiết trong cỏc ưng dụng mạng tương lai. Vỡ vậy người ta quyết định khụng tạo ra tớnh tương thớch với cỏc tiờu chuẩn SDH cho tớn hiệu này.
• Tiến húa sang mạng băng rộng trong tương lai: Mạng băng rộng đang và sẽ được xõy dựng trờn cỏc tuyến sợi quang. Cỏc mạng xương sống của SDH cũng được thực hiện bởi cỏc tuyến sợi quang.
1.6.4 Lợi ớch do SDH mang lại
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: