4 Định thời và Đồng bộ (Timing and Synchronization)
2.7 Tờn của cỏc byte mào đầu của một tớn hiệu STM-1
1. Cỏc byte chỉ ra bởi "X" được ấn định cho sử dụng quốc gia.
2. Cỏc byte chỉ ra bởi "4" là cỏc byte phụ thuộc mụi trường truyền dẫn.
3. Cỏc byte "R" là byte dự phũng cho tương lai
4. Hàng con trỏ: Được chia làm ba nhúm, mỗi nhúm gồm một tập con trỏ (H1, H2 và H3) và mỗi tập được ấn định cho một tớn hiệu DS3. Một STM-1 cú thể được dựng để truyền một tớn hiệu B-ISDN chẳng hạn như ATM hoặc một tớn hiệu FDDI. Mục đớch ban đầu của STM-1 là dựng để mang một tớn hiệu E-4 tốc độ 139,264 Mbit/s. Khi đú chỉ duy nhất một tập (H1, H2) và ba byte H3 là cần thiết. Cỏc ứng dụng con trỏ của cỏc chuẩn SDH sẽ được nghiờn cứu chi tiết trong Chương 3.
2.4.2 Chức năng của mào đầu đoạn lặp
1. Sỏu byte đầu tiờn của mào đầu đoạn lặp của STM-1 là gồm ba byteA1tiếp đến là ba byte
A2 (xem Hỡnh 2.6) dựng cho mục đớch đồng bộ khung. Mẫu đồng bộ khung cú dạng số hex F628 (≡1111 0110 0010 1000). (A1, A2) sẽ được phõn bổ trong tất cả cỏc tớn hiệu STM-1 trong một STM-N. Tức là, với một tớn hiệu STM-16, sẽ cú 48 (≡16ì3) cặp (A1, A2) do cú ba cặp (A1, A2) cho mỗi tớn hiệu STM-1. Chức năng đồng bộ khung được sử dụng để đồng bộ giữa đầu phỏt và đầu thu.
2. Byte J0(dũ vết) là byte duy nhất trong khung STM-1. Nú được dựng để truyền lặp đi lặp lại một đia chỉ điểm truy cập đoạn (Section Access Point Identification), nhờ đú một mỏy thu đoạn (section receiver) cú thể kiểm tra tớnh liờn tục kết nối của nú tới mỏy phỏt đó định. Nội dung của bản tin này khụng bị hạn chế theo tiờu chuẩn do nú cú thể được lập trỡnh bởi người sử dụng tại cả hai đầu phỏt và thu.
3. Byte B1(BIP-8) được phõn bổ trong mỗi STM-1 nhằm giỏm sỏt lỗi đoạn lặp. Chức năng này là nhờ một mó kiểm tra chẵn lẻ 8 bit (Bit Interleaved Parity 8 code) sử dụng luật chẵn lẻ chẵn. B1 được tớnh toỏn trờn tất cả cỏc bớt của khung STM-N trước đú sau khi thực hiện ngẫu nhiờn húa. Việc tớnh toỏn này được thực hiện trờn cơ sở từng bit một. B1 sau khi tớnh toỏn được đặt vào vị trớ của B1 trong khung STM-1 thứ nhất trước khi ngẫu nhiờn húa. Byte B1 này được chỉ định duy nhất cho STM-1 thứ nhất của một tớn hiệu STM-N. Việc tớnh toỏn B1 được thực hiện như sau:
Bớt thứncủa B1 =PNì9ì270
1 tất cả cỏc bit "1" của bớt thứncủa tất cả cỏc byte [n=1..8] Thuật toỏn chẵn lẻ chẵn là tổng cỏc bit "1" trong thụng tin và "1" của số chẵn lẻ được cộng vào (nếu "1" được sử dụng là số chẵn) là một số chẵn. Chẳng hạn với n=1, tổng số bớt "1" tớnh theo cụng thức trờn là 157 và một bớt "1" được cộng vào sẽ dẫn tổng số bớt "1" là một số chẵn(≡157 + 1 = 158). Khi đú giỏ trị của bit thứ nhất của B1 sẽ là 1. Ngược lại nếu tổng trờn là một số chẵn thỡ khi cộng thờm 1 số "1" của số chẵn lẻ qui ước sẽ cho kết quả lẻ và khi đú bớt tương ứng với trị sốnsẽ cú giỏ trị 0.
4. Byte F1: là kờnh người sử dụng và được dành riờng cho mục đớch người điều hành mạng và được dựng để truyền số liệu trong cỏc ứng dụng bảo dưỡng trạm lặp. Một khuyến nghị cho byte này là dựng để nhận dạng một đoạn sự cố trong một chuỗi cỏc đoạn lặp. Nếu một trạm lặp phỏt hiện cú sự cố trong đoạn lặp của nú, nú cú thể chốn vào byte này một chuỗi 6 bớt để nhận dạng trạm lặp và một mó 2 bit để xỏc định bản chất sự cố. Byte này được xỏc định duy nhất cho STM-1 thứ nhất của một tớn hiệu STM-N.
5. Byte E1: byte này dựng làm kờnh nghiệp vụ. Như tất cả cỏc byte khỏc của khung, nú cú số lần lặp trong một giõy là 8000 lần, tạo ra một kờnh 64 Kbit/s, cú thể được dựng cho cỏc kết nối thoại/số liệu phục vụ cỏc mục đớch bảo trỡ cỏc trạm lặp.
Byte E1 được xỏc định duy nhất cho khung STM-1 thứ nhất của một tớn hiệu STM-N. 6. Kờnh thụng tin số liệu (DCC) gồm cỏc byte D1, D2 và D3 là một kờnh bản tin 192
Kbit/s. Kờnh này dành cho việc tạo ra cỏc bản tin từ bờn trong hay bờn ngoài và bản tin đặc biệt của nhà sản xuất. Cỏc byte này được xỏc định duy nhất cho STM-1 thứ nhất của một tớn hiệu STM-N. Kờnh DCC phục vụ cỏc mục đớch vận hành, bảo dưỡng và quản lý cỏc trạm lặp trờn đường truyền SDH bao gồm:
2.4. CÁC BYTE TRUYỀN TẢI SDH VÀ MÀO ĐẦU ĐƯỜNG 33 • Cảnh bảo • Bảo dưỡng • Kiểm tra • Giỏm sỏt • Quản lý
• Cỏc nhu cầu thụng tin khỏc giữa cỏc thiết bị đầu cuối
2.4.3 Chức năng mào đầu đoạn ghộp
1. Byte B2: Cú ba byte B2, khụng phải là một như trong phần mào đầu đoạn lặp, được phõn bổ trong mỗi STM-1 để giỏm sỏt lỗi của một đoạn ghộp. Chức năng này là nhờ một mó kiểm tra chẵn lẻ 24 bit (BIP-24) sử dụng luật chẵn lẻ chẵn. BIP-24 cú mặt trong tất cả cỏc khung STM-1 của khung tớn hiệu STM-N. BIP-24 được tớnh toỏn trờn tất cả cỏc bit trong khung STM-1, ngoại từ ba hàng đầu tiờn của mào đầu đoạn lặp RSOH và đặt vào cỏc byte B2 trong vựng mào đầu đoạn ghộp MSOH của khung kế tiếp trước khi thực hiện ngẫu nhiờn húa. Vớ dụ kết quả của BIP-24 của khung tớn hiệu STM-1 thứ nsẽ được đặt vào 3 byte B2 của khung STM-1 thứ n+1. BIP-24 khụng phải tớnh toỏn lại tại mỗi trạm lặp mà được tớnh toỏn lại tại mỗi bộ ghộp kờnh [2]. Lưu ý rằng BIP-n được hỡnh thành trờn cơ sở cỏc nhúm n bit, cụ thể như sau:
Bớt thứ nhất của từ mó BIP-n được tạo nờn bởi tất cả cỏc bớt thứ nhất của cỏc nhúm n bit cần giỏm sỏt. Bớt thứ hai của BIP-n được tạo ra trờn cơ sở cỏc bớt thứ hai của cỏc nhúmn
bit đú và cứ như vậy đến khi bit thứncủa từ mó BIP-n được tạo ra. Giỏ trị của mỗi bit của BIP-n được xỏc định theo qui ước chẵn lẻ chẵn tương tự như đối với BIP-8 (B1).
2. Cỏc byte bảo vệ tự động K1, K2: dành cho bỏo hiệu chuyển mạch bảo vệ tự động (APS- Automatic Protection Switching), chỳng hỡnh thành kờnh truyền thụng tin cảnh bỏo và lệnh chuyển mạch dự phũng khi hệ thống chớnh cú sự cố [2]. Hai byte này được xỏc định duy nhất cho khung STM-1 thứ nhất của tớn hiệu STM-N. Chi tiết về hoạt động của cỏc byte này sẽ được trỡnh bày trong Chương x.
3. Byte E2 (orderwire)được sử dụng làm kờnh nghiệp vụ tốc độ 64 kbit/s. Kờnh này được sử dụng để truyền thụng tin thoại khi bảo dưỡng cỏc trạm ghộp hay xen/tỏch kờnh hay cỏc đầu cuối xa (remote terminal). Byte này cũng chỉ được xỏc định duy nhất cho STM-1 thứ nhất của tớn hiệu STM-N.
4. Kờnh thụng tin số liệu 576 Kbit/s (D4∼D12), thực hiện cỏc chức năng giống như chức năng của cỏc byte D1∼D3 của mào đầu đoạn lặp. Tức là dựng cho việc vận hành và quản lý bộ ghộp kờnh trờn đường truyền SDH. Cỏc byte này cũng chỉ được ấn định cho khung STM-1 thứ nhất của tớn hiệu STM-N.
5. Cỏc byte Z1, Z2: Bốn byte này được dựng trong tương lai. Hiện nay giỏ trị của chỳng chưa được qui định và chức năng cũng chưa được định nghĩa [2].
6. Byte S1 sử dụng cỏc bit từ 5 tới 8 để truyền bản tin (SSM) trạng thỏi đồng bộ. Cụ thể là chỉ số chất lượng Q của đồng hồ trạm này truyền tới trạm khỏc. Bảng 2.2 chỉ ra giỏ trị cỏc bớt thành phần cho bốn mức đồng bộ theo chuẩn ITU-T. Trong bảng này cú hai thành giỏ
Bảng 2.2: Giỏ trị cỏc bớt thành phần của S1 Cỏc bớt từ 5-8 Mụ tả mức chất lượng đồng bộ SDH
0000 Đồng bộ, chưa xỏc định chất lượng
0001 Dự trữ
0010 Đồng hồ chuẩn sơ cấp (khuyến nghị G.811; Q=2)
0011 Dự trữ
0100 Đồng hồ trung chuyển (khuyến nghị G.812; Q=3)
0101 Dự trữ 0110 Dự trữ 0111 Dự trữ 1000 Đồng hồ cục bộ (khuyến nghị G.812; Q=4) 1001 Dự trữ 1010 Dự trữ
1011 Nguồn định thời thiết bị đồng bộ (SETS); Q=5
1100 Dự trữ
1101 Dự trữ
1110 Dự trữ
1111 Khụng sử dụng cho đồng bộ Q=6 (*)
Lứu ý: (*) Bản tin này cú thể mụ phỏng lỗi của thiết bị và sẽ được mụ phỏng bởi tớn hiệu AIS đoạn ghộp
Bảng 2.3:Giỏ trị byte M1 trong cỏc khung STM-1 Byte M1 Diễn giải Byte M1 Diễn giải 234 5678 (số khối bị lỗi) 234 5678 (số khối bị lỗi)
000 0000 0 001 1000 24 000 0001 1 001 1001 0 000 0010 2 001 1010 0 000 0011 3 ... ... .. . ... 111 1111 0 Lứu ý: Bớt 1 khụng được sử dụng.
2.4. CÁC BYTE TRUYỀN TẢI SDH VÀ MÀO ĐẦU ĐƯỜNG 35
Bảng 2.4:Giỏ trị byte M1 trong cỏc khung STM-4 Byte M1 Diễn giải Byte M1 Diễn giải 234 5678 (số khối bị lỗi) 234 5678 (số khối bị lỗi)
000 0000 0 110 0000 24 000 0001 1 110 0001 0 000 0010 2 110 0010 0 000 0011 3 ... ... .. . ... 111 1111 0 Lứu ý: Bớt 1 khụng được sử dụng.
Bảng 2.5:Giỏ trị byte M1 trong cỏc khung STM-16 Byte M1 Diễn giải Byte M1 Diễn giải 1234 5678 (số khối bị lỗi) 1234 5678 (số khối bị lỗi)
0000 0000 0 0000 0100 4
0000 0001 1 0000 0101 5
0000 0010 2 ... ...
0000 0011 3 1111 1111 255
trị cỏc thành phần bớt cần chỳ ý đú là (1) chỉ ra rằng chất lượng đồng bộ chưa được xỏc định và (2) để ra hiệu rằng cỏc đoạn truyền dẫn này khụng nờn sử dụng cho đồng bộ. Cỏc mó cũn lại được dành cho cỏc mức chất lượng được định nghĩa bởi cỏc nhà quản lý riờng. Nhờ sự trợ giỳp của S1, cụ thể là cỏc bit từ 5 đến 8 mà việc quyết định chuyển cấp đồng hồ cú thể được thực hiện. Chẳng hạn nếu chất lượng đồng hồ của đoạn ghộp này cao hơn thỡ đồng hồ này sẽ được sử dụng cho đồng bộ.
Cỏc bớt từ 1-4 của S1 được sử dụng riờng bởi nhà khai thỏc mạng.
7. Byte M1: được gọi là byte chỉ thị lỗi đầu xa đoạn ghộp kờnh (MS-REI). M1 chỉ thị lỗi đầu xa trong BIP-24 khi lần lượt so sỏnh từng bớt trong từ mó này với từ mó tương ứng tạo ra tại đầu thu. Nú là một bản tin được đầu cuối thu phỏt trở lại đầu phỏt, nhờ đú đầu cuối phỏt cú thể nhận được trạng thỏi lỗi của đầu thu. Tại cỏc mức STM-N, byte này cú thể mang cỏc giỏ trị trong khoảng (0∼255) cỏc khối bớt được phỏt hiện nhờ từ mó kiểm tra sự giống nhau (so sỏnh từng bit) của từ mó BIP-24ìN (B2).
Do STM-1 cú 3 byte B2 tương ứng với 24 bit kiểm tra chẵn lẻ do đú M1 ứng với phõn cấp STM-1 sẽ cú giỏ trị từ 0 tới 24 tương ứng với số lỗi khối (xem Bảng 2.3)
Cỏc giỏ trị nằm ngoài khoảng [0∼24] được hiểu là khụng cú lỗi.
Tương tự như vậy đối với STM-4 giỏ trị M1 được diễn giải trong Bảng 2.4.
Riờng đối với STM-16 và STM-64, sử dụng tất cả 8 bit trong byte M1 như trong cỏc Bảng 2.5 và 2.6.
Bảng 2.6:Giỏ trị byte M1 trong cỏc khung STM-64 Byte M1 Diễn giải Byte M1 Diễn giải 1234 5678 (số khối bị lỗi) 1234 5678 (số khối bị lỗi)
0000 0000 0 0000 0100 4
0000 0001 1 0000 0101 5
0000 0010 2 ... ...
0000 0011 3 1111 1111 255
2.4.4 Mào đầu đoạn của khung STM-N
• Một tớn hiệu STM-4 (Hỡnh 2.8) cú 12 byte A1 kốm theo bởi 12 byte A2, 4 byte J0 và 8 byte sử dụng quốc gia cho hàng số 1. Cỏc byte này khụng được ngẫu nhiờn húa (scrambling). Phần lớn việc ấn định byte giống như cỏc byte của STM-1. Lưu ý rằng cỏc byte trống là dành cho cỏc tiờu chuẩn trong tương lai, và A1 ... A1 ngụ ý rằng cú một chuỗi byte A1 nằm giữa hai byte được chỉ ra.
1 2 12 13 14 24 25 26 27 28 29 36 1 A1 A1 … A1 A2 A2 … A2 J0 J0 J0 J0 … 2 B1 E1 F1 … 3 D1 D2 D3 4 Con trỏ AU-n 5 B2 B2 … B2 K1 K2 6 D4 D5 D6 7 D7 D8 D9 8 D10 D11 D12 9 S1 S1 … Z1 Z2 Z2 … M1 E2 … 36 byte