Cấu trúc lớp mạng truyền tải quang bao gồm lớp kênh quang, lớp đoạn ghép quang và lớp đoạn truyền tải quang được minh họa trong hình 2.1. Cấu trúc ba lớp này như sau :
Lớp mạng kênh quang : Lớp mạng cung cấp đầu cuối đến đầu cuối mạng của kênh quang để thông suốt chuyên chở tín hiệu client của dạng biến đổi ( cũng như SDH STM-N, PDH 565 Mbit/s, tế bào ATM cơ bản, vân vân) đồng thời cung cấp đầu cuối đến đầu cuối mạng, các khả năng kể cả trong lớp mạng :
- Sắp xếp lại kết nối kênh quang cho định tuyến mạng linh hoạt.
- Mào đầu kênh quang xử lý bảo đảm nguyên vẹn của thông tin đáp ứng kênh quang;
- Các hoạt động, quản lý, và chức năng bảo dưỡng kênh quang cho phép mức hoạt động mạng và quản lý chức năng, cũng như cung cấp kết nối, chất lượng của thay đổi tham số dịch vụ và sự tồn tại mạng.
Lớp mạng đoạn ghép kênh quang : Lớp mạng này cung cấp chức năng cho mạng của một tín hiệu quang đa bước sóng. Nhớ rằng tín hiệu “ đa bước sóng” bao gồm trường hợp chỉ một kênh quang. Khả năng của lớp mạng này bao gồm : - Xử lý mào đầu đoạn ghép kênh quang bảo đảm nguyên vẹn thông tin đáp ứng đoạn ghép kênh quang.
- Các hoạt động, quản lý, và chức năng bảo dưỡng kênh quang cho phép mức hoạt động mạng và quản lý chức năng, cũng như sự tồn tại đoạn quang. Các khả năng mạng được sử dụng cho các tín hiệu quang đa bước sóng cung cấp hỗ trợ cho hoạt đông và quản lý mạng quang.
Lớp mạng đoạn truyền dẫn quang : Lớp mạng cung cấp chức năng cho truyền dẫn của các tín hiệu quang trên môi trường quang của các kiểu khác nhau ( cũng như sợi G.652, G.653 và G.655).
- Xử lý mào đầu đoạn truyền dẫn bảo đảm nguyên vện thông tin đáp ứng đoạn truyền dẫn kênh quang
- Các hoạt động, quản lý, và chức năng bảo dưỡng kênh quang cho phép mức hoạt động mạng và quản lý chức năng, cũng như sự tồn tại đoạn quang. Các môi trường vật lý: các môi trường vật lý của một mạng quang xác định kiểu sợi quang. Các môi trường vật lý chủ yếu là đoạn truyền dẫn quang.
Đồ án tốt nghiệp Chương II: Kiến trúc mạng truyền tải quang
2.2 Lớp kênh quang
Lớp kênh quang cung cấp để truyền tải các tín hiệu đầu cuối qua một liên kết kênh quang giữa các điểm truy nhập. Thông tin đặc tính của một lớp kênh quang bao gồm hai tín hiệu lôgic phân biệt và tách rời:
- Một tín hiệu quang định nghĩa băng thông lớn nhất và tỉ lệ tín hiệu trên tạp âm , liên kết với kết nối mạng kênh quang.
- Một dòng dữ liệu cấu tạo mào đầu ngoài kênh.
Thông tin đặc tính phản ánh dạng thông tin cần thiết đưa ra lớp server và truyền tải qua kết nối mạng .
Lớp kênh quang chứa chức năng truyền tải và phần tử truyền tải sau đây:( thấy ở hình 2.2):
- Đường kết nối kênh quang
- Node nguồn kênh quang (OCh_TT_Source); - Node kế tiếp kênh quang (OCh_TT_Sink); - Kết nối mạng kênh quang (OCh_NC); - Kết nối liên kết kênh quang(OCh_LC); - Mạng con kênh quang (OCh_SN);
- Kết nối mạng con kênh quang (OCh_SNC).
Hình 2. 2 Lớp kênh quang 2.2.1 Đường liên kết kênh quang
Phương pháp chung sau đây có thể gán tới đường liên kết kênh quang: - Xác nhận toàn vẹn khả năng liên kết;
- Đánh giá chất lượng liên kết
- Phát hiện và dấu hiệu lỗi truyền dẫn Có ba kiểu đường liên kết kênh quang:
- Đường liên kết kênh quang song hướng kênh quang : bao gồm hai liên kết đơn sắp xếp node nguồn kênh quang và các chức năng node kế tiếp.
-Node nguồn kênh quang : nhận thông tin đáp ứng từ một đầu cuối tại đầu vào, chèn mào đầu đầu cuối đường liên kết kênh quang như một dòng dữ liệu logic phân chia và riêng biệt và đưa ra thông tin đặc tính của lớp mạng kênh quang tại đầu ra. -Node kế tiếp kênh quang : nhận thông tin đáp ứng từ lớp mạng kênh quang tại đầu vào, tách một dòng dữ liệu logic phân chia và riêng biệt chứa mào đầu đầu cuối đường liên kết kênh quang và đưa ra thông tin đặc tính của lớp mạng kênh quang tại đầu ra
2.2.2 Phần tử truyền tải OCh
Các phần tử truyền tải OCh kết nối mạng, kết nối liên kết và các đường liên kết. Mạng con OCh, OCh_SN cung cấp độ mềm dẻo bên trong lớp kênh quang . Thông tin đặc tính định tuyến các điểm kết nối đầu vào và đầu ra . Nhà cung cấp mạng cung cấp định tuyến, grooming, bảo vệ và khôi phục sử dụng các chức năng kết nối.
2.3 Lớp đoạn ghép kênh quang
Lớp đoạn ghép kênh quang cung cấp truyền tải các kênh quang qua một liên kết kênh quang giữa các điểm truy nhập. Thông tin đặc tính của một lớp đoạn ghép kênh quang bao gồm tín hiệu lôgic phân chia và riêng biệt:
- Một dòng dữ liệu tạo thành thông tin đáp ứng của lớp kênh quang. Dòng dữ liệu chứa một thiết lập của n kênh quang đưa ra một thiết lập để cấp phối băng thông quang ;
- Một dòng dữ liệu bao gồm mào đầu đầu cuối đường liên kết đoạn ghép kênh quang.
Mỗi kênh xác định bước sóng mang và băng thông quang( hỗ trợ băng thông quang thêm độ ổn định nguồn) Các kênh quang riêng lẻ bên trong một bộ ghép kênh quang có thể cũng sử dụng bên trong hoặc bên ngoài dịch vụ. Thông tin đặc tính của đoạn ghép kênh quang là một khối ghép kênh quang của bậc n (OMU-n).
Lớp mạng đoạn ghép kênh quang chứa chức năng truyền tải và các phần tử truyền tải sau đây:
Đồ án tốt nghiệp Chương II: Kiến trúc mạng truyền tải quang
- Đường liên kết OMS;
- Node nguồn liên kết OMS (OMS_TT_Source); - Node kế tiếp liên kết OMS (OMS_TT_Sink); - Kết nối mạng OMS (OMS_NC);
- Kết nối liên kết OMS (OMS_LC).
Hình 2. 3 Ví dụ lớp mạng OMS 2.3.1 Đường liên kết đoạn ghép kênh quang
Phương pháp đầu cuối chung sau đây có thể gán cho đường liên kết đoạn ghép kênh quang:
- Đánh giá chất lượng liên kết
- Phát hiện và dấu hiệu lỗi truyền dẫn
Có 3 kiểu của đầu cuối đường liên kết đoạn ghép kênh quang:
- Đầu cuối đường liên kết song hướng OMS : bao gồm một đôi để sắp xếp Node nguồn đường liên kết kênh quang và các chức năng node kế tiếp.
- Node nguồn đường liên kết kênh quang : nhận thông tin đáp ứng từ một mạng lớp client tại đầu vào, chèn mào đầu đầu cuối đường liên kết OMS như một dòng dữ liệu logic phân chia và riêng biệt và đưa ra thông tin đặc tính của lớp mạng OMS tại đầu ra.
- Node kế tiếp đường liên kết kênh quang : nhận thông tin đáp ứng từ lớp mạng OMS tại đầu vào, tách mào đầu OMS và đưa ra thông tin đặc tính của lớp mạng kênh quang tại đầu ra.
2.3.2 Các phần tử truyền tải quang
Kết nối mạng, kết nối liên kết và các đường liên kết mô tả trong khuyến nghị ITU-T G.805. Mạng con OMS sẽ được định nghĩa và qua các phần tử quang sẽ cho thấy độ mềm dẻo trong lớp mạng này.
2.4 Lớp mạng đoạn truyền dẫn quang
Lớp mạng đoạn truyền dẫn cung cấp cho truyền tải một đoạn ghép kênh quang qua một đường liên kết đoạn truyền dẫn quang giữa các điểm truy nhập. Một đoạn truyền dẫn quang bậc n hỗ trợ một thực thể đơn của một đoạn truyền dẫn quang với bậc như vậy. Có một ánh xạ one-to-one giữa 2 lớp. OTS định nghĩa một giao diện vật lý, với tham số quang như tần số, mức nguồn và tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm. Thông tin đặc tính của OTS gồm có tín hiệu lôgic phân chia và riêng biệt.
- đáp ứng thông tin của lớp OMS:
- Mào đầu quản lý/ bảo dưỡng riêng đầu cuối đường liên kết OTS. Cụ thể nó nó chứa các phần sau đây:
- một ghép kênh quang bậc n; - một kênh giám sát quang
Thông tin đặc tính này là một môđun truyền quang bậc n (OTMn)
Lưu ý - Trong trường hợp của OTS-1 trong một hệ thống ngoài đầu cuối OTS xung đối (vòng) , hoặc trong trường hợp một OTS-1 sử dụng như một OTN_IrDI sự thay thế một OSC mang thông tin mào đầu cho nghiên cứu tiếp theo.
Lớp mạng OTS chứa các chức năng truyền tải và phần tử truyền tải sau đây ( thấy hình 2.4)
- Đường liên kết OTS;
- Node nguồn đường liên kết OTS (OTS_TT_Source); - Node kế tiếp đường liên kết OTS (OTS_TT_Sink); - Kết nối mạng OTS (OTS_NC);
- Mạng con OTS (OTS_SN);
- Kết nối mạng con OTS (OTS_SNC).
Nhớ rằng OTS_SN và OTS_SNC hiện có chỉ trong trường hợp của bảo vệ OTS 1+1 NC.
Đồ án tốt nghiệp Chương II: Kiến trúc mạng truyền tải quang
Hình 2. 4 Ví dụ lớp mạng OTS 2.4.1 Đầu cuối đường liên kết đoạn truyền dẫn quang
Phương pháp chung sau đây có thể gán tới đầu cuối đường liên kết đoạn truyền dẫn quang:
- Xác nhận toàn vẹn khả năng liên kết; - Đánh giá chất lượng liên kết
- Phát hiện và dấu hiệu lỗi truyền dẫn
Có ba kiểu đầu cuối đường liên kết đoạn truyền dẫn quang:
- Đầu cuối đường liên kết song hướng OTS : bao gồm một đôi để sắp xếp Node nguồn đường liên kết đoạn truyền dẫn quang và các chức năng node kế tiếp.
- Node nguồn đường liên kết OTS : nhận thông tin đáp ứng từ một mạng lớp client tại đầu vào, chèn mào đầu đầu cuối đường liên kết kênh quang như một dòng dữ liệu logic phân chia và riêng biệt và đưa ra thông tin đặc tính của lớp mạng kênh quang tại đầu ra.
- Node kế tiếp đường liên kết kênh quang : nhận thông tin đáp ứng từ lớp mạng kênh quang tại đầu vào, bổ sung kênh giám sát quang đến tín hiệu chính.Trạng thái chức năng đầu cuối đường liên kết thông tin cho truyền dẫn qua môi trường vật lý và đảm bảo các tín hiệu quang đáp ứng yêu cầu giao diện vật lý. Đầu ra của Node nguồn đường liên kết là thông tin đặc tính của lớp mạng đoạn truyền dẫn quang . Thông tin đặc tính này tham chiếu như môđun truyền quang (OTM) .
- Node kế tiếp đường liên kết OTS : thừa nhận thông tin đặc tính lớp mạng đoạn truyền dẫn tại đầu vào , khôi phục thông tin để bù cho tín hiệu bị suy giảm từ truyền dẫn qua môi trường vật lý , tách kênh giám sát quang từ tín hiệu quang đồng trục (chính), xử lý mào đầu đầu cuối đường liên kết OTS chứa bên trong kênh giám sát quang và đưa ra thông tin đáp ứng tại đầu ra.
2.4.2 Các phần tử truyền tải OTS
Các kết nối mạng, các kết nối lien kết và các đường liên kết mô tả trong khuyến nghị ITU-T G.805.
Mạng con OTS, OTS_SN, cung cấp bảo vệ NC, bên trong lớp đoạn truyền dẫn quang . Thông tin đặc tính định tuyến giữa các điểm kết nối đầu vào ( đầu cuối) [ các (T)CP] và đầu ra các (T)CP.
2.5 Liên kết client/server
Một đặc điểm cơ bản của mạng truyền tải quang là khả năng hỗ trợ một sự đa dạng rộng của các lớp mạng client. Các ví dụ của các lớp mạng client bao gồm một SDH STM-N, và một dòng tế bào ATM liền kề. Sự giới hạn hoặc nguyên tắc giới hạn dung lượng của một kênh quang đến truyền tải một lớp mạng client riêng cho các nghiên cứu tiếp theo.
Cấu trúc của lớp mạng quang và chức năng đáp ứng trình bày trong hình 2.1. Mục đích của mô tả mạng truyền tải quang , đáp ứng lớp trung gian có tên sử dụng quan hệ server /client.
2.5.1 Đáp ứng OCh/client
Đáp ứng OCh/client (OCh/Client_A) được xét chứa hai kiểu xử lý : xử lý client riêng và xử lý server riêng .
Chức năng đáp ứng OCh/client song hướng (OCh/Client_A) thực hiện bởi một kết hợp cặp nguồn và chức năng đáp ứng OCh/client node kế tiếp .
Nguồn đáp ứng OCh/client (OCh/Client_A_So) thực hiện xử lý sau đây giữa đầu ra và đầu vào của nó :
- tất cả xử lý yêu cầu tạo ra một dòng dữ liệu liên tục có thể bị điều biến về phía trên một mang tần số quang. Các xử lý yêu cầu phụ thuộc vào mối quan hệ client/chủ riêng và có thể triệt tiêu. Cho một đáp ứng client kỹ thuật số có thể bao gồm xử lý như sự xáo trộn và mã hóa kênh ( cũng như NRZ). Cho một ánh
Đồ án tốt nghiệp Chương II: Kiến trúc mạng truyền tải quang
xạ số đáp ứng thông tin là một dòng dữ liệu liên tục xác định tốc độ bit và sơ đồ mã hóa;
- Sự phát sinh và đầu cuối của các tín hiệu quản lý/bảo dưỡng.
Node kế tiếp đáp ứng OCh/Client (OCh/Client_A_Sk) thực hiện các xử lý sau đây giữa đầu vào và đầu ra của nó
- khôi phục tín hiệu client từ dòng dữ liệu liên tục . Các xử lý phụ thuộc vào mối quan hệ client/chủ riêng và có thể triệt tiêu. Cho một đáp ứng client kỹ thuật số có thể bao gồm xử lý như khôi phục định thời, giải mã và giải xáo trộn;
- Sự phát sinh và đầu cuối của các tín hiệu quản lý/bảo dưỡng.
2.5.2 Đáp ứng OMS/OCh
Chức năng đáp ứng OMS/OCh song hướng ((OMS/OCh_A)thực hiện bởi một kết hợp cặp nguồn và chức năng đáp ứng OMS/OCh node kế tiếp .
Nguồn đáp ứng OMS/OCh (OMS/OCh_A_So) thực hiện xử lý sau đây giữa đầu ra và đầu vào của nó :
- Điều chế một song mang quang bằng tín hiệu tải tin kênh quang bởi phương pháp xác định sơ đồ điều chế;
- Bước sóng ( hoặc tần số) và cấp phát nguồn đến sóng mang quang; - Ghép kênh quang từu dạng một ghép kênh quang;
- Sự phát sinh và đầu cuối của các tín hiệu quản lý/bảo dưỡng.
Lưu ý – Chức năng đáp ứng được xét có hai dòng dữ liệu liên kết với nó, về phần tải tin quang chính và một liên kết thứ hai với phần mào đầu không được xử lý bởi OMS_TT.Đây cũng đúng cho chức năng đáp ứng node kế tiếp.
Node kế tiếp đáp ứng OMS/OCh thực hiện các xử lý sau đây giữa đầu ra và đầu vào của nó :
- Phân kênh quang theo bước sóng mang ( hoặc tần số);
- Đầu cuối của sóng mang kênh quang và khôi phục tải tin kênh quang;
- Hình thành các tín hiệu quản lý/bảo dưỡng và các đầu cuối của các tín hiệu đó
2.5.3 Đáp ứng OTS/OMS
Chức năng đáp ứng OTS/OMS song hướng (OTS/OMS_A) thực hiện bởi một kết hợp cặp nguồn và chức năng đáp ứng OMS/OCh node kế tiếp .
Nguồn đáp ứng OMS/OCh (OMS/OCh_A_So) thực hiện xử lý sau đây giữa đầu ra và đầu vào của nó :
- Sự phát sinh và đầu cuối của các tín hiệu quản lý/bảo dưỡng.
Lưu ý- Chức năng đáp ứng được xét có hai dòng dữ liệu liên kểt với nó , đối với tải tin quang chính và một liên kết thứ hai với phần thong tin kênh giám sát không được xưe lý bởi OTS_TT. Đây cũng là trường hợp cho chức năng đáp ứng node kế tiếp.
Các dạng node kế tiếp đáp ứng OTS/OMS xử lý như sau giữa đầu ra và đầu vào của nó:
- Hình thành các tín hiệu bảo dưỡng và quản lý và đầu cuối của các tín hiệu đó.
2.6 Cấu trúc liên kết mạng quang
Các lớp mạng quang có thể hỗ trợ các kết nối điểm–điểm đơn hướng, song hướng và các kết nối điểm –đa điểm đơn hướng.
2.6.1 Các đường liên kết và các kết nối đơn hướng và song hướng
Một kết nối song hướng trong một lớp mạng chủ có thể hỗ trợ song hướng hoặc đơn hướng các kết nối lớp mạng client nhưng một lớp mạng chủ đơn hướng có thể chỉ hỗ trợ tín hiệu client đơn hướng.