Công nghệ NG-SDH và thiết bị truyền dẫn quang OptiX OSN 3500
Đồ án tốt nghiệp
lục
Mục
MỤC LỤC
MỤC LỤC..............................................................................................................................i
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ..............................................................................................i
DANH MỤC CÁC BẢNG...................................................................................................v
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT..................................................................................................vi
LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................................viii
CÔNG NGHỆ PHÂN CẤP SỐ ĐỒNG BỘ SDH..............................................................1
1.1 Giới thiệu về SDH.........................................................................................................1
1.2 Các cấp tốc độ truyền dẫn trong SDH.......................................................................1
1.3 Đặc điểm của SDH.......................................................................................................2
1.4 Cấu trúc ghép kênh SDH.............................................................................................3
1.5 Các khối chức năng của bộ ghép kênh.......................................................................3
1.5.1 Các gói Container ảo VC-n......................................................................................4
1.5.2 Cấu trúc các VC........................................................................................................4
1.5.3 Đơn vị nhánh TU-n ..................................................................................................6
1.5.4 Nhóm đơn vị nhánh TUG ........................................................................................7
1.5.5 Ghép TUG -3 vào VC-4..........................................................................................10
1.5.6 Ghép TUG-2 vào VC-3...........................................................................................11
1.5.7 Đơn vị quản lý AU-N ..............................................................................................12
1.5.8 Nhóm đơn vị quản lý AUG ....................................................................................12
1.6 Cấu trúc khung STM-1 .............................................................................................12
1.6.1 Ghép VC-3 vào STM-1...........................................................................................13
1.6.2 Ghép VC-4 vào khung STM-1...............................................................................14
1.7 Cấu trúc khung STM-N.............................................................................................15
1.8 Khái niệm tuyến (Path), đoạn (Section) và đường (Line) ......................................16
1.8.1 Cấu trúc SOH ( Section Overhead ) của STM-1 .................................................17
1.8.2 Cấu trúc POH (Path Overhead )...........................................................................20
1.9 Con trỏ PTR ...............................................................................................................23
1.9.1 Con trỏ AU-3 và AU-4............................................................................................24
1.9.2 Các con trỏ TU-PTR...............................................................................................25
1.10 Kết luận.....................................................................................................................26
PHÂN CẤP SỐ ĐỒNG BỘ THẾ HỆ SAU NG−SDH....................................................28
2.1 Giới thiệu về NG-SDH...............................................................................................28
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo
ĐTVT−K28
Đồ án tốt nghiệp
lục
Mục
2.2 Sự kế thừa SDH của NG-SDH ................................................................................29
2.3 Giao thức đóng khung chung GFP...........................................................................31
2.3.1 Phần chung của GEP..............................................................................................31
2.3.2 Phần đặc trưng tải trọng cho GFP sắp xếp khung (GFP-F ) .............................34
2.3.3 Phần đặc trưng tải trọng cho GFP trong suốt ( GFP-T )....................................35
2.4 Ghép chuỗi ( Concatenation )....................................................................................36
2.4.1 Kết chuỗi liền kề của VC-4.....................................................................................36
2.4.2 Ghép chuỗi ảo VCAT..............................................................................................37
2.4.3 So sánh ghép chuỗi ảo và ghép chuỗi liền kề .......................................................45
2.5 Cơ chế điều chỉnh dung lượng liên kết LCAS.........................................................46
2.5.1 Gói điều khiển..........................................................................................................46
2.5.2 Các chức năng chính của LCAS............................................................................49
2.6 Những ưu điểm và hạn chế của NG-SDH ...............................................................53
2.7 Kết luận .......................................................................................................................56
THIẾT BỊ TRUYỀN DẪN QUANG OPTIX OSN 3500.................................................56
3.1 Giới thiệu chung về thiết bị OptiX OSN 3500.........................................................56
3.2 Các chức năng của OptiX OSN 3500 .......................................................................57
3.2.1 Cấu hình mềm dẽo để trở thành STM-16 hoặc STM-64.....................................57
3.2.2 Khả năng cung cấp đa dịch vụ dung lượng lớn....................................................58
3.2.3 Các giao tiếp.............................................................................................................59
3.2.4 Dung lượng kết nối chéo.........................................................................................59
3.2.5 Dung lượng truy xuất dịch vụ................................................................................60
3.2.6 Bảo vệ mức thiết bị..................................................................................................60
3.3 Cấu hình mạng...........................................................................................................61
3.3.1 Cấu hình mạng của các dịch vụ cơ bản.................................................................61
3.3.1a Cấu hình mạng chuỗi...........................................................................................62
3.3.1b Cấu hình mạng vòng...........................................................................................62
3.3.1c Cấu hình mạng vòng kết hợp chuỗi.....................................................................66
3.3.1d Cấu hình mạng vòng tiếp xúc..............................................................................66
3.3.1e Cấu hình mạng vòng giao nhau...........................................................................67
3.3.1g Cấu hình mạng Hub của chuỗi và vòng..............................................................67
3.3.1h Cấu hình mạng mắt lưới......................................................................................68
3.3.2 Cấu hình mạng đối với dịch vụ Ethernet..............................................................68
3.3.2a Truyền dẫn trong suốt Ethernet điểm–điểm trong mạng chuỗi...........................69
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo
ĐTVT−K28
Đồ án tốt nghiệp
lục
Mục
3.3.2b Dịch vụ hội tụ VLAN của dịch vụ Ethernet trong mạng chuỗi..........................69
3.3.2c Truyền dẫn trong suốt của dịch vụ Ethernet điểm – điểm trong mạng ring........70
3.3.2d Hội tụ VLAN của dịch vụ Ethernet trong mạng ring..........................................70
3.3.2e Chuyển mạch lớp 2 của dịch vụ Ethernet............................................................71
3.3.2f Giao thức cây bắc cầu nhanh RSTP.....................................................................72
3.3.2g Dịch vụ EPL/EVPL.............................................................................................72
3.3.2h Dịch vụ EPLAN/EVPLAN.................................................................................73
3.4 Cấu trúc phần cứng của OptiX OSN 3500..............................................................74
3.4.1 Kiến trúc hệ thống của OptiX OSN 3500..............................................................74
3.4.2 Cấu trúc các khe vật lý của OptiX OSN 3500 .....................................................76
3.4.3 Các board của OptiX OSN 3500 ..........................................................................77
3.4.3a Board xử lý tín hiệu quang STM-16 ( SL16A) ..................................................77
3.4.3b Board xử lý 63 x E1( PQ1 ).................................................................................78
3.4.3c Board Ethernet Switch ( EGS2 )........................................................................79
3.4.3d Board Ethernet Switch ( EFS4 ).........................................................................81
3.4.3e Board định thời đồng bộ và đấu nối chéo (GXCSA ).........................................83
3.4.3f Board giao tiếp nguồn ( PIU)...............................................................................85
3.4.3g Board giao tiếp phụ trợ ( AUX) .........................................................................85
3.5 Phần mềm vận hành quản lý OptiX OSN 3500 ......................................................87
3.6 Kết luận.......................................................................................................................88
ỨNG DỤNG OSN 3500 TẠI VIỄN THÔNG BÌNH ĐỊNH ...........................................89
4.1 Tổng quan mạng viễn thông Bình Định...................................................................89
4.1.1 Giới thiệu..................................................................................................................89
4.1.2 Hệ thống chuyển mạch............................................................................................90
4.1.3 Các sơ đồ hệ thống chuyển mạch của Viễn thông Bình Định.............................90
4.1.4 Hệ thống truyền dẫn quang....................................................................................93
4.2 Cấu hình hệ thống truyền dẫn Optix OSN tại viễn thông Bình Định...................94
4.3 Các giao diện của OSN 3500 sử dụng tại Viễn thông Bình Định...........................95
4.4 Cấu hình mạng truyền dẫn Optix OSN 3500 kết nối chuyển mạch và BTS .......96
4.5 Cấu hình mạng truyền dẫn Optix OSN 3500 phục vụ di động 3G.......................97
4.6 Cấu hình mạng truyền dẫn Optix OSN 3500 phục vụ IP-DSLAM.......................98
4.7 Kết luận.......................................................................................................................99
CHƯƠNG V KẾT LUẬN CHUNG..............................................................................100
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................101
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo
ĐTVT−K28
Đồ án tốt nghiệp
lục
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo
Mục
ĐTVT−K28
Đồ án tốt nghiệp
Danh mục các hình vẽ
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Số hiệu
hình vẽ
Tên hình vẽ
Trang
Hình 1.1
Cấu trúc ghép kênh SDH
3
Hình 1.2
Cấu trúc VC-11 và VC-12
5
Hình 1.3
Cấu trúc VC-2
5
Hình 1.4
Cấu trúc VC-3
5
Hình 1.5
Cấu trúc VC- 4
6
Hình 1.6
Cấu trúc TU-11 và TU-12
6
Hình 1.7
Cấu trúc TU-2
6
Hình 1.8
Cấu trúc TU-3
7
Hình 1.9
TUG-2 tạo thành từ 4 x TU-11
8
Hình 1.10
TUG-2 tạo thành từ 1xTU-2
8
Hình 1.11
TUG-2 tạo thành từ 3 x TU-12
9
Hình 1.12
TUG-3 tạo thành từ 7 x TUG-2
9
Hình 1.13
TU-3 ghép thành TUG-3
10
Hình 1.14
Ghép các TUG-3 được tạo thành từ 1 x TU-3 vào VC-4
10
Hình 1.15
Ghép các TUG-3 được tạo thành từ 7 x TUG-2 vào VC-4
11
Hình 1.16
Ghép các TUG-2 vào VC-3
11
Hình 1.17
Cấu trúc khung STM-1
13
Hình 1.18
Ghép VC-3 vào khung STM-1
14
Hình 1.19
Ghép VC-4 vào khung STM-1
15
Hình 1.20
Cấu trúc khung STM-N
15
Hình 1.21
Mô hình xác định đường, đoạn và tuyến
16
Hình 1.22
Cấu trúc SOH của khung STM-1
17
Hình 1.23
Cấu trúc POH của VC-3 và VC-4
20
Hình 1.24
POH của VC-1x và VC-2
22
Hình 1.25
Cấu trúc byte V5
22
Hình 1.26
Cấu tạo của AU-4 PTR
24
Hình 1.27
Cấu trúc của các byte H1, H2, H3
24
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo, ĐTVT−K28
Trang i
Đồ án tốt nghiệp
Danh mục các hình vẽ
Hình 1.28
Cấu tạo của TU-3 pointer
25
Hình 1.29
Cấu trúc của PTR TU-1x và TU-2
26
Hình 2.1
Mô hình giao thức trong NG-SDH
29
Hình 2.2
Mô hình mạng NG-SDH
30
Hình 2.3
Cấu trúc khung người sử dụng GFP
32
Hình 2.4
Cấu trúc khung điều khiển
33
Hình 2.5
Quan hệ giữa khung MAC Ethernet và khung GFP
34
Hình 2.6
Quan hệ giữa khung PPP/HDLC và khung GFP
35
Hình 2.7
Cấu trúc khung VC-4-Xc
36
Hình 2.8
Ghép chuỗi liền kề VC-4-4c trong khung STM-16
37
Hình 2.9
Ghép chuỗi ảo VC-4-7v
38
Hình 2.10
Phân phối của VC-4-4c
38
Hình 2.11
Minh họa việc khôi phục lại VC-4-4v
39
Hình 2.12
Quá trình phân phối và phục hồi VC-3-4v
40
Hình 2.13
Cấu trúc khung VC-3/4-Xv
40
Hình 2.14
Cấu trúc đa khung tổng VC-3/4-Xv
41
Hình 2.15
Cấu trúc đa khung VC-1/2-Xv
43
Hình 2.16
Chỉ thị thứ tự và đa khung trong chuỗi 32 bit (bit thứ 2 của byte K4)
44
Hình 2.17
Cấu trúc đa khung tổng VC-1/2-Xv
44
Hình 2.18
So sánh hai phương thức ghép chuỗi
45
Hình 2.19
Thêm hai thành viên mới
49
Hình 2.20
Xóa thành viên 4 và 5 từ một VCG có 6 thành viên
51
Hình 2.21
Xoá thành viên cuối cùng trong VCG
52
Hình 2.22
Loại bỏ thành viên cuối cùng do sự cố mạng
53
Hình 3.1
Vị trí của thiết bị OptiX OSN 3500 trong mạng
56
Hình 3.2
Dung lượng truy nhập khi cấu hình hệ thống STM-16
57
Hình 3.3
Dung lượng truy nhập khi cấu hình hệ thống STM-64
57
Hình 3.4
Cấu trúc mạng chuỗi
62
Hình 3.5
Cấu hình mạng vòng
62
Hình 3.6
Sơ đồ mạng vòng 2f-MSP Ring STM-16
63
Hình 3.7
Hoạt động bình thường của 2f-MSP Ring
63
Hình 3.8
Hoạt động khi có sự cố đứt cáp quang giữa NE A và NE B
63
Hình 3.9
Hoạt động bình thường của mạng 4f-MSP Ring
64
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo, ĐTVT−K28
Trang ii
Đồ án tốt nghiệp
Danh mục các hình vẽ
Hình 3.10
Hoạt động của 4f-MSP Ring khi hai sợi quang bị đứt
64
Hình 3.11
Hoạt động của 4f-MSP Ring khi cả 4 sợi quang bị đứt
64
Hình 3.12
Hoạt động bình thường của SNCP
65
Hình 3.13
Chuyển mạch bảo vệ SNCP khi đứt cáp quang giữa A và B
65
Hình 3.14
Cấu hình mạng vòng kết hợp mạng chuỗi
66
Hình 3.15
Cấu hình mạng vòng tiếp xúc
66
Hình 3.16
Cấu hình mạng vòng giao nhau
66
Hình 3.17
Cấu hình mạng kết nối nút kép DNI
67
Hình 3.18
Cấu hình mạng Hub của chuỗi và vòng
67
Hình 3.19
Cấu hình mạng mắt lưới
68
Hình 3.20
Cấu hình truyền dẫn trong suốt Ethernet điểm– điểm mạng chuỗi
68
Hình 3.21
Cấu hình hội tụ VLAN của dịch vụ Ethernet trong mạng chuỗi
69
Hình 3.22
Sơ đồ truyền dẫn trong suốt Ethernet điểm – điểm trong mạng ring
69
Hình 3.23
Cấu hình hội tụ VLAN của dịch vụ Ethernet trong mạng ring
70
Hình 3.24
Cấu hình chuyển mạch lớp 2 của dịch vụ Ethernet
71
Hình 3.25
Cấu hình mạng cây bắc cầu nhanh RSTP
72
Hình 3.26
Cấu hình mạng dịch vụ EPL/EVPL
72
Hình 3.27
Cấu hình dịch vụ EPLAN/EVPLAN
73
Hình 3.28
Kiến trúc hệ thống của OptiX OSN 3500
75
Hình 3.29
Các khe của OptiX OSN 3500
76
Hình 3.30
Sơ đồ khối của board SL16A
77
Hình 3.31
Sơ đồ khối của board PQ1
78
Hình 3.32
Sơ đồ khối của board EGS2
80
Hình 3.33
Sơ đồ khối nguyên lý board GSCC
82
Hình 3.34
Sơ đồ khối của board GXCS
84
Hình 3.35
Sơ đồ khối của board PIU
85
Hình 3.36
Sơ đồ khối của board AUX
86
Hình 3.37
Vị trí của OptiX iManager T2000 trong hệ thống quản lý mạng
87
Hình 3.38
Cấu hình OptiX iManager T2000 quản lý mạng truyền dẫn
88
Hình 4.1
Sơ đồ kết nối chuyển mạch HOST QUY NHƠN
90
Hình 4.2
Sơ đồ kết nối chuyển mạch HOST AN NHƠN
91
Hình 4.3
Sơ đồ kết nối chuyển mạch HOST HOÀI NHƠN
92
Hình 4.4
Tính năng chuyển mạch bảo vệ đường PP Uniform
94
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo, ĐTVT−K28
Trang iii
Đồ án tốt nghiệp
Danh mục các hình vẽ
Hình 4.5
Hoạt động bình thường của cơ chế bảo vệ PP Uniform
94
Hình 4.6
Chuyển mạch bảo vệ PP khi đứt cáp quang giữa NE 1 và NE 4
94
Hình 4.7
Hoạt động bình thường và khi có sự cố của cơ chế SNCP
95
Hình 4.8
Cấu trúc RING01 – STM16 OSN 3500 NG-SDH
96
Hình 4.9
Cấu trúc RING01 – STM4 OSN 2500 NG-SDH
96
Hình 4.10
Cấu trúc RING02 – STM4 OSN 2500 NG-SDH
97
Hình 4.11
Cấu trúc RING02 – STM16 OSN 3500 NG-SDH
97
Hình 4.12
Mô hình GE IP-DSLAM
98
Hình 4.13
Mô hình FE IP-DSLAM
98
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo, ĐTVT−K28
Trang iv
Đồ án tốt nghiệp
Danh mục các hình vẽ
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng
Tên bảng
Trang
Bảng 1.1
Các cấp tốc độ trong SDH
2
Bảng 2.1
Ghép chuỗi liền kề của VC-4-Xc
37
Bảng 2.2
Dung lượng của ghép chuỗi ảo SDH VC-n-Xv
37
Bảng 2.3
Dung lượng tải trọng của các VC-3/4-Xv
41
Bảng 2.4
Chỉ thị thứ tự và đa khung trong byte H4
42
Bảng 2.5 Dung lượng tải trọng của VC-1/2-Xv
43
Bảng 2.6 Các từ mã điều khiển
47
Bảng 3.1
59
Các loại giao tiếp dịch vụ của thiết bị OptiX OSN 3500
Bảng 3.2 Dung lượng kết nối chéo của thiết bị OptiX OSN 3500
59
Bảng 3.3 Dung lượng truy xuất tối đa của OptiX OSN 3500
60
Bảng 3.4 Bảo vệ mức thiết bị của OptiX OSN 3500
60
Bảng 3.5 Bảng chức năng các card của thiết bị OptiX OSN 3500
75
Bảng 3.6 Vị trí các board xử lý và board giao diện tương ứng
76
Bảng 3.7
82
Vị trí của các byte tương ứng trong khung SDH
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo, ĐTVT−K28
Trang v
Đồ án tốt nghiệp
Danh mục các hình vẽ
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
ADM
AIS
AMI
APS
ATM
AU
AUG
CMI
CRC
DCC
DCN
DCU
DNI
DSP
DVB
DWDM
DXC
ECC
EMC
EMI
EMS
EPL
EPLAN
ETSI
EVPL
EVPLAN
GFP
HDLC
LAN
LAPB
LAPS
LCAS
MAC
MADM
MPLS
MSP
Add/Drop Multiplexer
Alarm Indication Signal
Alternate Mark Inversion
Automatic Protection Switching
Asynchronous Transfer Mode
Administration Unit
Administration Unit Group
Coded Mark Inversion
Cyclic Redundancy Check
Data Communication Channels
Data Communication Network
Dispersion Compensation Unit
Dual Node Interconnection
Digital Signal Processor
Dâata Video Broadcast
Dense Wavelength Division
Multiplexing
Digital Cross-Connect
Embedded Control Channel
Electro-Magnetic Compatibility
Electro-Magnetic Interference
Electro-Magnetic Susceptibility
Ethernet Private Line
Ethernet Private LAN
European Telecommunications
Standards Institute
Ethernet Virtual Private Line
Ethernet Virtual Private LAN
Generic Framing Protocol
High level Data Link Control
Local Area Network
Link Access Protocol-Balanced
Link Access Procedure-SDH
Link capacity Adjustment Scheme
Media Access Control
Multi Add/Drop Multiplexer
Multiprotocol Label Switching
Multiplex Section Protection
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo, ĐTVT−K28
Khoái gheùp/ xen rớt keânh
Tín hieäu chæ thò caûnh baùo
Ñaûo daáu luaân phieân
Chuyeån maïch baûo veä töï ñoäng
Kieåu truyeàn taûi baát ñoàng boä
Ñôn vò quaûn lyù
Nhoùm ñôn vò quaûn lyù
Ñaûo daáu maõ
Kieåm tra dö thöøa chu kyø
Keânh thoâng tin döõ lieäu
Maïng thoâng tin döõ lieäu
Khoái buø taùn saéc
Keát noái nuùt keùp
Xöû lyù tín hieäu soá
Boä gheùp phaân theo böôùc soùng
maät ñoä cao
Keát noái cheùo soá
Keânh ñieàu khieån nhuùng
Khaû naêng töông thích ñieän töø
Giao thoa ñieän töø
Ñoä nhaïy ñieän töø
Ñöôøng daây rieâng Ethernet
Maïng LAN rieâng Ethernet
Hieäp hoäi tieâu chuaån Vieãn thoâng
Chaâu AÂu
Ñöôøng daây rieâng aûo Ethernet
Maïng rieâng aûo Ethernet
Giao thöùc khung chung
Ñieàu khieån lieân keát döõ lieäu möùc cao
Maïng vuøng noäi haït
Giao thöùc truy suaát lieân keát caân baèng
Thuû tuïc truy suaát lieân keát SDH
Sô ñoà ñieàu chænh dung löôïng lieân keát
Moâi tröôøng ñieàu khieån truy suaát
Boä ña gheùp xen rôùt keânh
Chuyeån maïch nhaõn ña giao thöùc
Baûo veä ñoaïn gheùp keânh
Trang vi
Đồ án tốt nghiệp
MSSP
NE
NM
NMS
NNI
OADM
OAM
OSI
OSN
OSP
PDU
PDH
PLL
POH
PP
PRC
RDI
RSTP
SAN
SCC
SDH
SEC
SNCP
SOH
SONET
SSM
SSU
STM
SVC
TDM
TM
TMN
TPS
TUG
VC
VCAT
VLAN
VP
VPL
VPN
Multi-Service Switching Platform
Network Element
Network Management
Network Management System
Network Node Interface
Optical Add/drop Multiplexer
Operation Administration and
Maintenance
Open Systems Interconnection
Optical Switch Node
OptiX Software Platform
Protocol Data Unit
Plesiochronous Digital Hierarchy
Phase-Locked Loop
Path Overhead
Path Protection
Primary reference clock
Remote Defect Indication
Rapid Span Tree Protocol
Save Area Network
System Control & Communication
Synchronous Digital Hierarchy
SDH Equipment Clock
Sub-Network Connection Protection
Section Overhead
Synchronous Optical Network
Synchronization Status Message
Synchronous Supply Unit
SDH Transport Module
Switched Virtual Channel
Time Division Multiplexing
Terminal Multiplexer
Telecommunication Management
Network
Tributary Protection Switching
Tributary Unit Group
Virtual Container
Virtual Concatenation
Virtual Local Area Network
Virtual Path
Virtual Path Link
Virtual Private Network
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo, ĐTVT−K28
Danh mục các hình vẽ
Nền tảng chuyển mạch đa dịch vụ
Phaàn töû maïng
Quaûn lyù maïng
Heä thoáng quaûn lyù maïng
Giao tieáp nuùt maïng
Khoái gheùp xen reõ quang
Quaûn lyù ñieàu haønh vaø baûo döôõng
Heä thoáng keát noái môû
Nuùt chuyeån maïch quang
Neàng taûng phaàn meàm OptiX
Gheùp keânh soá caän ñoàng boä
Voøng khoaù pha
Maøo ñaàu ñöôøng daãn
Baûo veä ñöôøng daãn
Ñoàng hoà tham chieáu sô caáp
Chæ thò doø tìm töø xa
Giao thöùc caây baét caàu nhanh
Heä thoáng ñieàu khieån vaø thoâng tin
Gheùp keânh ñoàng boä soá
Ñoàng hoà thieát bò SDH
Baûo veä keát noái maïng con
Phaàn maøo ñaàu
Maïng quang ñoàng boä
Baûn tin traïng thaùi ñoàng boä
Ñôn vò cung caáp ñoàng boä
Modul truyeàn taûi SDH
Keânh chuyeån maïch aûo
Gheùp keânh phaân chia theo thôøi gian
Gheùp keânh ñaàu cuoái
Quaûn lyù maïng vieãn thoâng
Chuyeån maïch baûo veä luoàng nhaùnh
Nhoùm ñôn vò luoàng nhaùnh
Conntainer aûo
Keát noái aûo
Maïng LAN aûo
Ñöôøng daãn aûo
Lieân keát ñöôøng daãn aûo
Maïng rieâng aûo
Trang vii
Đồ án tốt nghiệp
WDM
Danh mục các hình vẽ
Wavelength Division Multiplexing
Gheùp keânh phaân chia theo böôùc soùng
LỜI NÓI ĐẦU
Trong đợt thực tập tốt nghiệp cuối khoá, được sự giới thiệu của khoa Kỹ
thuật và Công nghệ Trường Đại học Quy Nhơn em đã đến thực tập tại Trung tâm
Viễn thông Bình Định. Qua thời gian thực tập em có dịp tìm hiểu về công nghệ NGSDH và thiết bị truyền dẫn OptiX OSN 3500 ứng dụng công nghệ này. Từ đó em đã
thấy được những ưu điểm nổi trội của OSN 3500 theo công nghệ NG-SDH như khả
năng cung cấp đa dịch vụ với dung lượng lớn, linh hoạt và mềm dẽo trong kết nối
mạng, sử dụng băng tần tiết kiệm và hiệu quả….Bên cạnh đó còn đơn giản trong
vận hành khai thác và bảo dưỡng.
Vì vậy em quyết định nguyên cứu sâu hơn về NG-SDH cùng với thiết bị
OSN 3500 để làm đề tài tốt nghiệp và được khoa giao đề tài “Công nghệ NG-SDH
và thiết bị truyền dẫn quang OptiX OSN 3500 ”.
Nội dung của đồ án gồm 5 chương :
• Chưong I
Công nghệ phân cấp số đồng bộ SDH
• Chương II
Phân cấp số đồng bộ thế hệ sau NG-SDH
• Chương III Thiết bị truyền dẫn quang OptiX OSN 3500
• Chương IV Ứng dụng OSN 3500 tại Viễn Thông Bình Định
• Chương V
Kết luận chung
Mặc dù đã có nhiều cố gắn nhưng vì thời gian cũng như kiến thức của em
còn hạn chế nên đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận
được sự nhận xét và đánh giá của các thầy cô.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS.Đào Minh Hưng đã tận
tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành Đồ án Tốt nghiệp này.
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo, ĐTVT−K28
Trang viii
Đồ án tốt nghiệp
Danh mục các hình vẽ
Quy Nhơn ngày 05/06/2010
Sinh viên
Nguyễn Xuân Bảo
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo, ĐTVT−K28
Trang ix
Đồ án tốt nghiệp
SDH
Chương I Công nghệ phân cấp số đồng bộ
CHƯƠNG I
CÔNG NGHỆ PHÂN CẤP SỐ ĐỒNG BỘ SDH
1.1 Giới thiệu về SDH
SDH được hình thành và phát triển dựa trên cơ sở các tiêu chuẩn của mạng
thông tin quang đồng bộ SONET. Do hệ thống chuyển mạch số tăng ngày càng
nhiều, thiết bị truyền dẫn số được dùng nhiều và nhu cầu thiết lập ISDN ngày càng
lớn, việc đồng bộ hóa mạng lưới đã trở nên quan trọng. Mặt khác, nhờ vào tiến bộ
công nghệ tin học trong các thiết bị truyền dẫn, các bộ nối chéo thực hiện hoàn toàn
bằng điện tử. Tại đây dữ liệu tốc độ thấp có thể nối lẫn với dữ liệu tốc độ cao.
Tương ứng, công nghệ truyền dẫn phân cấp số đồng bộ SDH (Synchronous Digital
Hierachy) ra đời và đưa tới một tiêu chuẩn quốc tế chung. Năm 1988, các tiêu
chuẩn của SDH như tốc độ bit, kích cỡ khung tín hiệu, cấu trúc bộ ghép, trình tự sắp
xếp các luồng nhánh… đã được ITU-T ban hành.
Các luồng nhánh PDH đầu vào thiết bị ghép SDH được ITU-T chấp nhận gồm có:
• Theo tiêu chuẩn châu Âu: 2,048 Mbit/s; 8,448 Mbit/s; 34,368 Mbit/s và
139,264 Mbit/s.
• Theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ: 1,544 Mbit/s; 6,312 Mbit/s và 44,376 Mbit/s.
1.2 Các cấp tốc độ truyền dẫn trong SDH
Cấp tốc
độ
Tốc độ
Số luồng PDH tạo thành
Giao diện
STM-1
155.520Mbit/s
(155Mbit/s)
63 luồng 2Mbit/s hoặc 3 luồng Điện - Quang
34Mbit/s hoặc 3 luồng 45Mbit/s (Electricalhoặc 1 luồng 140Mbit/s
Optical)
STM-4
622.080Mbit/s
(622Mbit/s)
252 luồng 2Mbit/s hoặc 12 luồng
Quang
34Mbit/s hoặc 12 luồng 45Mbit/s
(Optical)
hoặc 4 luồng 140Mbit/s
Đồ án tốt nghiệp
SDH
Chương I Công nghệ phân cấp số đồng bộ
STM-16
1008 luồng 2Mbit/s hoặc 48 luồng
2488.320Mbit/s
Quang
34Mbit/s hoặc 48 luồng 45Mbit/s
(2.5Gbit/s)
(Optical)
hoặc 16 luồng 140Mbit/s
STM-64
4032 luồng 2Mbit/s hoặc 192
9953.280Mbit/s
Quang
luồng 34Mbit/s hoặc 192 luồng
(10Gbit/s)
(Optical)
45Mbit/s hoặc 64 luồng 140Mbit/s
Bảng 1.1 Các cấp tốc độ trong SDH
1.3 Đặc điểm của SDH
-
Kỹ thuật phân kênh đơn giản do nhân kênh theo kiểu đồng bộ, theo kiểu xen
byte lần lượt, điều này dẫn đến độ tin cậy của hệ thống được nâng cao.
-
Có thể truy xuất được trực tiếp các luồng nhánh tốc độ thấp mà không cần
phải qua bước xử lý các tín hiệu trung gian. Do đó, thiết bị xen rẽ đơn giản hơn, dẫn
đến chi phí giảm, hệ thống có tính linh hoạt cao.
-
Khả năng OAM (Operation Administration Maintenance) được nâng cao,
SDH đảm bảo khả năng quản lý vận hành trong mạng một cách linh hoạt, hiệu quả
do hệ thống đã dành sẵn gần 5% băng thông cho quản lý vận hành và bảo trì.
-
SDH có thể chuyển tải tất cả các loại tín hiệu trên các mạng hiện hành tức là
nó có thể bao phủ tất cả các mạng cung cấp dịch vụ.
-
Dễ dàng từng bước chuyển tiếp lên tốc độ bit cao hơn trong tương lai để đáp
ứng nhu cầu truyền dẫn của các mạng viễn thông trọng điểm: Mạng trục chính
quốc gia, mạng nội hạt và đường dây thuê bao đối với dịch vụ băng thông rộng.
-
Đồng hồ của các thiết bị được khống chế trong phương thức đồng bộ hoá
trên toàn mạng.
-
Nhân kênh các tín hiệu nhánh theo kiểu đồng bộ.
-
Có cấu trúc khung đồng nhất thay đổi linh hoạt, phù hợp với tín hiệu nhánh vào.
-
Nhân kênh theo nguyên lý xen byte lần lượt.
-
Đồng bộ theo nguyên lý xen byte. Truy xuất trực tiếp từ tín hiệu bậc cao.
Đồ án tốt nghiệp
SDH
Chương I Công nghệ phân cấp số đồng bộ
1.4 Cấu trúc ghép kênh SDH
STM-1
STM-1
AUG
AUG
AU-4
AU-4
VC-4
VC-4
140Mbit/s
x3
x3
Gắn/tách
SOH
C-4
C-4
TUG-3
TUG-3
AU-3
AU-3
VC-3
VC-3
Xử lý
con trỏ
Sắp xếp
Ghép kênh
45 Mbit/s
x7
x1
Gắn/tách
POH
34 Mbit/s
C-3
C-3
x7
Xử lý con trỏ
VC-3
VC-3
TU-3
TU-3
TUG-2
TUG-2
x3
x4
TU-2
TU-2
VC-2
VC-2
TU-12
TU-12
VC-12
VC-12
TU-11
TU-11
VC-11
VC-11
C-2
C-2
6.312Mbit/s
C-12
C-12
2.048 Mbit/s
C-11
C-11
1.544 Mbit/s
Cân bằng tốc độ (đồng bộ con trỏ)
Xử lý
con trỏ
Gắn/tách
POH
Hình 1.1 Cấu trúc ghép kênh SDH
1.5 Các khối chức năng của bộ ghép kênh
Tín hiệu luồng nhánh PDH đưa đến thiết bị ghép SDH trong khoảng thời gian
125μs được chứa trong một khung có dung lượng nhất định và gắn nhãn chỉ rõ trong
khung chứa loại tín hiệu luồng nhánh nào, khung như vậy gọi là container ảo. Có
hai loại container ảo là container ảo mức thấp VC-11, VC-12, VC-2 và cotainer ảo
mức cao VC-3, VC-4.
C-n chỉ làm chức năng sắp xếp tín hiệu PDH và hiệu chỉnh để bù lại sự lệch
pha giữa hệ thống SDH và tín hiệu PDH, các container gồm có:
-
Các byte thông tin.
-
Các bit hoặc byte chèn cố định trong khung, không mang nội dung dữ liệu
mà chỉ sử dụng để tương thích về pha với tốc độ bit của container cao hơn.
-
Các byte chèn không cố định nhằm làm cân bằng chính xác về tốc độ giữa tín
hiệu PDH và container của nó. Các byte này có thể đơn thuần là byte chèn không
mang thông tin mà cũng có thể là byte chèn mang thông tin luồng số.
Đồ án tốt nghiệp
SDH
-
Chương I Công nghệ phân cấp số đồng bộ
Các byte điều khiển được chèn vào để khai báo cho hướng thu biết được byte
chèn cố định là byte thông tin hay chỉ là byte chèn không mang thông tin.
1.5.1 Các gói Container ảo VC-n
Mỗi gói ảo là một cấu trúc thông tin dùng để trao đổi thông tin ở các mức
truyền dẫn trong SDH. Nó bao gồm một trường tin (Payload) và các thông tin mào
đầu đường (POH) được tổ chức trong một cấu trúc khối với độ dài là 125µs hay
500µs. Thông tin nhận dạng đầu khung VC-n được cung cấp bởi lớp phục vụ mạng.
Có hai loại gói ảo VC được định nghĩa như sau:
• VC-n cấp thấp
VC-n ( n = 11,12,2) gồm một gói C-n (n = 11,12,2) và mào đầu đường cấp tương
đương. Là các VC được ghép vào một VC lớn hơn, được xem là LO-VC ( Lowpriority VC ) khi ghép vào VC-4.
• VC-n cấp cao
VC-n (n = 3,4) gồm một gói C-n (n = 3,4) hoặc một tập hợp nhóm khối nhánh
(TUG-2 hoặc TUG-3) cộng thêm mào đầu đường cấp tương đương. Là các VC
được ghép trực tiếp vào tải trọng (Payload) của khung STM-1 như VC-4. Trong
trường hợp VC-3 được ghép trực tiếp vào STM-1 thì VC-3 cũng được xem như là
HO-VC (High- priority).
POH chứa các thông tin hỗ trợ giám sát sự vận chuyển các container từ điểm
phát đến điểm nhận. Nó được thêm vào đầu đường dẫn khi VC được tạo ra và chỉ
được đọc cuối đường dẫn khi VC bị xóa.
1.5.2 Cấu trúc các VC
VC-11 Gồm 25 byte cộng với 1 byte POH, sắp xếp trên 3 cột x 9 hàng được
dùng để truyền dẫn tín hiệu 1.544Mbit/s theo tiêu chuẩn bắc Mỹ.
VC-12 Gồm 34 byte cộng với 1 byte POH, sắp xếp trên 4 cột x 9 hàng được
dùng để truyền dẫn tín hiệu 2.048Mbit/s theo chuẩn Châu Âu.
Đồ án tốt nghiệp
SDH
Chương I Công nghệ phân cấp số đồng bộ
4
3
1byte POH
1byte POH
C-11
9
C-12
9
VC-12
VC-11
Hình 1.2 Cấu trúc VC-11 và VC-12
VC-2 Bao gồm 106 byte dữ liệu cộng với 1 byte POH dùng để tương thích với
luồng 6.312Mbit/s, sắp xếp trên 12 cột x 9 hàng.
12
1 byte POH
9
C-2
Hình 1.3 Cấu trúc VC-2
VC-3 Gồm 756 byte dữ và 9 byte POH sắp xếp thành 85 cột x 9 hàng.
85
9 byte POH
J1
B3
C2
G1
9
F2
C-3
H4
Z3
Z4
Z5
Hình 1.4 Cấu trúc VC-3
VC-4 Gồm 2340 byte dữ liệu và 9 byte POH sắp xếp thành 261 cột x 9 hàng.
Đồ án tốt nghiệp
SDH
Chương I Công nghệ phân cấp số đồng bộ
9 byte POH
261
9
C-4
Hình 1.5 Cấu trúc VC- 4
1.5.3 Đơn vị nhánh TU-n
TU = VC (LO -VC) + PTR
Trước khi sắp xếp vào khung STM-1, các VC bậc thấp sẽ được ghép vào một
VC bậc cao hơn. Mối liên quan về pha giữa các VC được thể hiện thông qua khái
niệm con trỏ (PTR). Đồng thời nó cũng thông báo sự bắt đầu của VC đó. PTR được
ghép thêm tại một vị trí cố định trong VC và tạo ra các TU tương ứng như sau:
TU-1x (TU-11 và TU-12) TU-1x = VC-1x + 1 byte PTR
Là các TU tạo thành từ các VC-1x (VC-11, VC-12 ) kết hợp với 1 byte PTR.
1byte PTR
9
4
1byte PTR
3
9
VC-11
VC-12
TU-12
TU-11
Hình 1.6 Cấu trúc TU-11 và TU-12
TU-2 TU-2 = VC-2 + 1 byte PTR
Là TU được tạo thành từ VC- 2 kết hợp với 1 byte PTR.
1byte PTR
9
12
VC-2
Hình 1.7 Cấu trúc TU-2
Đồ án tốt nghiệp
SDH
Chương I Công nghệ phân cấp số đồng bộ
TU-3 TU-3 = VC-3 + 3 byte PTR
Việc truyền dẫn các byte PTR sẽ xảy ra lần lượt, cứ mỗi khung 125µs sẽ có
một byte PTR. Byte PTR này sẽ được gắn vào vị trí cố định trong khung cấp cao
hơn là ( VC-4). Như vậy tổng cộng sẽ có 3 byte PTR cho 3 khung 125µs. Còn byte
thứ tư của đa khung 500µs cũng mang 1 byte PTR, nhưng byte này chưa được quy
định chức năng và hiện nay dùng để dự phòng.
Kích thước của TU-3 và vị trí của các byte PTR như hình 1.8. Ngoài ra có
thể ghép 3 VC-3 vào khung VC-4 theo nguyên lý ghép xen byte, sau đó chúng được
phát đi trong khung AU-4, trong quá trình truyền dẫn đó có 2 cấp PTR được ghép
vào để thực hiện nhiệm vụ sau:
- PTR AU-4 trong thành phần SOH chỉ thị vị trí của VC-4 trong khung STM-1.
- 3 PTR TU-3 ( mỗi byte PTR TU-3 được gắn vào trong VC-4 để thông báo vị trí
của mỗi VC-3). Cấu thành từ một ngăn chứa ảo VC-n và một con trỏ (PTR), nó cho
phép kết hợp giữa mức đường cấp thấp và mức đường cấp cao.
86
3 byte PTR
9
VC-3
Hình 1.8 Cấu trúc TU-3
- Con trỏ PTR đơn vị nhánh cho phép hệ thống SDH điều chỉnh sự sai lệch về pha
giữa VC bậc thấp và tiêu đề POH của VC bậc cao kế tiếp chứa chúng.
1.5.4 Nhóm đơn vị nhánh TUG
Sắp xếp các tín hiệu khối nhánh thành tín hiệu số có tốc độ cao hơn, chuyển
đến các VC bậc cao hơn.
TUG-2 Một TUG-2 có thể được hình thành bởi 3 cách sau:
- Xem thêm -