GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
MỤC LỤC
Mạng thế hệ mới NGN 1 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
DANH MỤC HÌNH
Mạng thế hệ mới NGN 2 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
1. NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH PDH
Từ khi hình thành cho đến nay, mạng điện thoại chủ yếu truyền tín hiệu tiếng nói
(tín hiệu ờ đầu ra máy điện thoại còn gọi là tín hiệu thoại)
Trước năm 1970, để truyền đi xa mạng điện thoại thường sử dụng tín hiệu tương
tự (analog) và ghép kênh theo tần số (FDM). Phương tiện truyền dẫn chủ yếu sử dụng
dây kim loại trần hoặc cáp đồng trục. Hệ thống truyền dẫn analog này có dung lương và
chất lượng thấp chi phí cho khai thát bảo dưỡng rất lớn.
Đầu nhưng năm 1970, các hệ thống truyền dẫn số (digital) bắt đầu phát triển.Trên
các hệ thống này chủ yếu sử dụng điều chế mã xung (PCM) và ghép kênh theo thời gian
(TDM) .Nhờ kỹ thuật PCM mà tín hiệu thoại analog có băng tần (0-4) KHz được chuyển
thành tín hiệu digital có tốc đô 64 kb/s.Các bước thực hiện PCM có thể tóm tắt trên sơ đồ
hình 1.
Hình 1: Các bước chuyển tín hiệu analog thành digital dùng PCM
Nhưng nếu truyền riêng biệt từng kênh 64kb/s trên dây cáp đồng (hoặc vi ba) sẽ
rất lãng phí. Vì vậy, người ta ghép các kênh số 64kb/s thành các luồng số có tốc độ cao
hơn như ghép các kênh số 64kb/s để thành luồng số 1.544kb/s (ở Bắc Mỹ và Nhật Bản)
hoặc 30 kênh số 64kb/s để thành luồng số 2.048Mb/s (ở Châu Âu) rồi mới truyền đi (gọi
là luồng cấp 1). Từ các luồng cấp 1 này lại tiến hành ghép để có được các luồng số có tốc
độ cao hơn. Hệ thống ghép kênh số như vậy gọi là Hệ phân cấp số cận đồng bộ PDH
(Plesiochronous Digital Hierarchy).
1.1 CÁC TỐC ĐỘ BIT CỦA ANSI/CEPT
Các cấp truyền dẫn số cận đồng bộ đang tồn tại theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau:
Bắc Mý (ANSI), Nhật và Châu Âu (CEPT).
Mạng thế hệ mới NGN 3 DHDT7BLT - Nhóm 1

Ghép luồng trong PDH là ghép xen bit,do phải chèn thêm bit trong quá trình
ghép nên tốc độ của tín hiệu sau khi ghép bao giờ cũng lớn hơn tổng tốc độ của tín hiệu
nhánh.do vậy không thể tách trực tiếp các luồng số cấp thấp từ luồng số cấp cao(do
không thể biết chính xác quan hệ về pha giữa tín hiệu đồng bộ khung của luồng số cấp
thấp trong luồng số cấp cao). Sau mỗi cấp ghép kênh,thiết bị sẽ đưa vào luồng số tín hiệu
đồng bộ khung mới.
Sơ đồ ghép và tách luồng trong PDH như hình 6. Sơ đồ xen rẽ luồng biểu diễn như
hình 7.
Mạng thế hệ mới NGN 5 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
Hình 6: Sơ đồ ghép và tách luồng trong PDH
Hình 7: Sơ đồ xen rẽ luồng
 Nhận xét:
- Tốc độ bit của hệ ANSI:1,5Mb/s ,6Mb/s ,45Mb/s và 405Mb/s.
- Tốc độ bit của hệ CEPT: 2Mb/s ,8Mb/s ,34Mb/s,140 Mb/s.
- Mỗi tín hiệu sau khi ghép kênh có cấu trúc khung không như nhau.
- Các tín hiệu nhánh không sử dụng đồng bộ khung.
- Các tín hiệu nhánh gần đồn bộ nới nhau(gọi là cận động bộ), tức là tần số nhịp
mặc dù có cùng giá trị nhưng lại hơi khác nhau.
Mạng thế hệ mới NGN 6 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
1.4 NHƯỢC ĐIỂM CỦA PDH
Mạng PDH chủ yếu đáp ứng các dịch vụ thoại, đối với các dịch vụ mới như: điện
thoại truyền hình, truyền số liệu, thì mạng PDH khó có thể đáp ứng được.
Việc tách/xen các luồng 2Mbit/s phức tạp làm giảm độ tin cậy cũng như chất
lượng của hệ thống.
Khả năng giám sát và quản lý mạng kém. Do trong các khung tín hiệu PDH không
đủ các byte nghiệp vụ để cung cấp thông tin cho điều khiển, quản lý, giám sát và bảo
dưỡng hệ thống.
Tốc độ bit của PDH không cao (tốc độ bit cao nhất được chuẩn hoá là 140Mbit/s

được những đòi hỏi của các mạng chuyển mạch, truyền dẫn và điều khiển mạng. Những
khả năng 3 vùng ứng dụng mạng truyền thống là: mạng nội hạt (Local Network), mạng
liên đài (Interưexchange Network) và mạng đường dài (Long Haul Network). Mặc dù
SDH dựa trên việc đưa một tín hiệu ghép kênh đồng bộ vào một luồng quang truyền trên
cáp sợi quang, thực tế SDH cũng được sử dụng trên các tuyến vô tuyến tiếp sức, thông tin
vệ tinh và ở các giao diện điện trong thiết bị viễn thông. Do đó, có thể nói SDH đã tạo ra
một hạ tầng mạng viễn thông thống nhất.
Với tính linh hoạt, truyền dải rộng và cấu hình đơn giản đã làm cho hệ thống PDH
hiện nay. Các ưu điểm đó gồm:
1) Cho phép xây dựng một mạng viễn thông kinh tế và linh hoạt:
Các chuẩn SDH được xây dựng dựa trên nguyên lý ghép kênh đồng bộ trực tiếp,
đây là yếu tố then chốt tạo nên tính kinh tế và linh hoạt của mạng viễn thông. Thực chất,
điều đó có nghĩa là các tín hiệu nhánh có thể được ghép trực tiếp vào một tín hiệu SDH
tốc độ cao hơn mà không cần qua các cấp ghép trung gian. Các phần tử mạng SDH có thể
được kết nối trực tiếp trên mạng với rất ít thiết bị nên có hiệu quả kinh tế rất cao. (Ví dụ,
sơ đồ so sánh ghép PDH và SDH).
2) Tăng cường khả năng bảo trì và quản lý mạng:
Việc tăng cường các khả năng bảo trì và quản lý mạng là yêu cầu không thể thiếu
đối với một mạng viễn thông. Để thực hiện điều đó, SDH có cấu trúc nhiều lớp trong một
cấu hình ghép kênh, tại các lớp tương ứng với các vùng bảo trì (đoạn và tuyến) đều có
thông tin đầy đủ và rõ ràng hỗ trợ cho việc điều hành khai thác và bảo trì ở cho việc điều
Mạng thế hệ mới NGN 8 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
hành vùng tương ứng trên mạng. Trong một cấu trúc tín hiệu SDH, người ta đã dành ra
khoảng 5% dung lượng sự dụng cho các thủ tục quản lý, bảo trì và thực hành mạng (ở hệ
thống PDH chỉ có khoảng 0,5%).
3) Cung cấp khả năng truyền tải tín hiệu linh hoạt:
Tín hiệu SDH có khả năng truyền tất cả các tín hiệu nhánh hiện có trên các mạng
viễn thông PDH hiện nay (như các tín hiệu nhánh 2, 34 và 140 Mb/s của châu Âu CEPT
cũng như các tín hiệu nhánh DS1, DS2 và DS3 của Bắc Mỹ). Tức là, SDH có thể hoàn

-11
và nhận được từ
đồng hồ chuẩn nguyên tử Cesium.
Hai tín hiệu số được gọi là cận đồng bộ nếu như sự dịch chuyển số của chúng chỉ
"gần như" cùng một tộc độ với sự biến thiên về tốc độ bị ràng buộc trong một giới hạn rất
chặt chẽ. Giới hạn này đã được ITU-T đưa ra trong khuyến nghị G.811. Ví dụ, nếu hai
mạng được nối với nhau và chúng có hai đồng hồ chuẩn lấy từ hai nguồn PRC khác nhau,
mặc dù các tần số nhịp này là rất chính xác nhưng giữa chúng vẫn có sự chênh lệch tần số
nào đó - điều này có thể hiểu như là cận đồng bộ.
Trong trường hợp tín hiệu không đồng bộ, các tín hiệu không nhất thiết phải dịch
chuyển theo cùng một tốc độ. Khái niệm không đồng bộ trong trường hợp này có thể hiểu
là sự sai khác giữa hai đồng hồ phải lớn hơn sự sai khác của hai đồng hồ trong trường
hợp cận đồng bộ. Ví dụ, hai đồng hồ lấy từ hai nguồn dao động thạch anh.
 Đồng bộ và không đồng bộ trong truyền dẫn số
Thông thường, các hệ thống truyền dẫn số là không đồng bộ, trong đó mỗi thiết bị
đầu cuối nói chung đều hoạt động theo nhịp đồng hồ riêng của nó. Trong truyền dẫn số,
yếu tố "định thời" (timing) là một trong những hoạt động cơ bản nhất của hệ thống.
Do các đồng hồ này không đồng bộ nên có sự chênh lệch về tần số giữa chúng,
dẫn đến tốc độ luồng bit của chúng cũng không bằng nhau. Ví dụ, luồng E3 có tốc độ cho
phép là 34 Mb/s ± 20.10
-6
, tức là có thể gây ra chênh lệch về tốc độ lên đến 1789 bit/s so
với một luồng E3 khác.
Ghép luồng không đồng bộ phải sử dụng sơ đồ ghép nhiều cấp. Các tín hiệu không
đồng bộ, ví dụ như các luồng 2 Mb/s (E1), được ghép với nhau (theo kiểu xen bit) và sử
dụng các bit ngoài bổ sung (nhồi bit) để bù lại sự chênh lệch về tốc độ giữa chúng, đồng
thời cùng với các bit khác (các bit khung) để tạo ra luồng số E2 cấp cao hơn (8 Mb/s). Kỹ
Mạng thế hệ mới NGN 11 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
thuật xen bit và nhồi bit lại được sử dụng để ghép các luồng E2 thành luồng E3 (34 Mb/s)

2.3 TỐC ĐỘ TRUYỀN DẪN TRONG SDH
Tiêu chuẩn mới xuất hiện lần đầu tiên là SONET do công ty Bellcore (Mỹ) đưa ra,
được chỉnh sửa nhiều lần trước khi trở thành tiêu chẩn SDH quốc tế. Cả SDH và SONET
được giới thiệu rộng rãi giữa những năm 1988 và 1992. SDH được định nghĩa bởi Viện
tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI), được sử dụng ở rất nhiều nước trên thế giới. Nhật
Bản và Bắc Mỹ cũng xây dựng các tiêu chuẩn về SDH riêng. SONET do Viện tiêu chuẩn
quốc gia Hoa Kỳ phát triển và được ứng dụng ở Bắc Mỹ.
Bảng dưới đây thể hiện các tốc độ tiêu chuẩn của SDH và SONET.
Mặc dù SONET và SDH được đưa ra ban đầu cho truyền dẫn cáp quang, nhưng
các hệ thống SDH hiện tại vẫn tương thích cao với cả SDH và SONET.
Tín hiệu
SONET
Tốc độ bit
(Mbit/s)
Tín hiệu
SDH
Dung lượng
SONET
Dung lượng
SDH
STS-1, OC-1 51,840 STM-0 28DS1, hoặc 1 DS-3 21E1
STS-3, OC-3 155,520 STM-1 84DS-1, hoặc 3DS-3 63E1, 1E4
STS-12, OC-12 622,080 STM-4 336DS-1, hoặc12DS-3 252E1, 4E4
STS-48, OC-48 2488,320 STM-16 1344DS-1, hoặc 48DS-3 1008E1, 6E4
STS-192,OC-192 9953,280 STM-64 5376DS-1, hoặc 192DS-3 4032E1, 4E4
Hình 10: Phân cấp đồng bộ SDH/SONET
ANSI ITU-T
Tín hiệu Tốc độ bit Số kênh Tín hiệu Tốc độ bit Số kênh
DS-0 64 Kbit/s 1 DS-0 64 Kbit/s 64 Kbit/s 1 64 Kbit/s
DS-1 1,544 Mbit/s 24 DS-0 E1 2,048 Mbit/s 1 E1

Các tín hiệu nhánh PDH được xếp vào container nói cánh khác container la sự ánh
xạ các tín hiệu PDH thanh một khuông dạng sdh theo một khuôn dạng xác định.Sau đó
container được bổ xung một số byte phục vụ cho viec giam sát,bảo trì để quang lý
container đó chuyển từ đầu phát đến đầu thu các byte bổ xung đó gọi là mào đầu tuyến
POH(path overhead) và container sau khi được gán POH là container ảo (VC). VC đươc
truyền từ đầu cuối đến đầu cuối hay VC chi được xếp và dỡ chỉ 1 lần cho dù nó có thể
được chuyển nhiều lần từ hệ thống tải này sang hệ thống tải khác trong quá trình luân
chuyển qua mạng.vd quá trình hình thành VC-4 ở đầu phát và khôi phục tín hiệu PDH
140Mb/s ở đầu thu được biểu diễn như hình sau.
Hình 13: Quá trình tạo VC-4 ở đầu phát và khôi phục tin hiệu đầu thu
• Màu đầu đoạn SOH
SOH là một số byte ở một số vị trí xác định rong khung tải đảm nhiệm các chức
năng(như giám sát kiểm soát lỗi bít va tạo các kênh thông tin số liệu) phục vụ cho việc
vận chuyển VC giữa các nút(gồm các trạm tái sinh,xen/rẽ hoặc trạm nối chéo số)trong
mạng đồng bộ.SOH được gắng vào hệ thống tải và khong bị chuyển cùng các VC giữa
các hệ thống tải.
Cấu trúc chung một module chuyển tải đồng bộ STM-N như sau
Mạng thế hệ mới NGN 15 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
Hình 14: Cấu trúc khung STM-N
 Cấu trúc khung STM-1
Khung STM-1 bao gồm 2430 bytes và thường được chia làm hai vùng, tương ứng
với 9 hàng x 270 cột. Độ dài khung là 125 ms, tương ứng với tần số của khung là 8000
Hz. Tốc độ truyền dẫn của một byte trong khung là 64 Kbit/s. Khung STM-1 gồm 3
khối:
- Khối trọng tải Payload
- Khối con trỏ AU
- Khối SOH
Các byte trong khung STM-1 được truyền từng hàng một và truyền từ trái sang
phải, bắt đầu từ hàng thứ nhất và cột thứ nhất. Như vậy, sau 9 byte SOH (trừ hàng 4 là 9

2.5 CẤU TRÚC GHÉP KÊNH SDH
Hệ thống số đồng bộ được hình thành từ các hệ thống cận đồng bộ khác nhau, các
hệ thống cận đồng bộ này có thể thuộc hệ Châu Âu hoặc Bắc Mỹ. Đầu vào của các hệ
thống đồng bộ cơ sở là các luồng cận đồng bộ có tốc độ bít khác nhau, được ghép lại
thành nhiều bước, mỗi bước lại được đưa vào các bit điều khiển, quản lý và phối hợp tốc
độ. Khi đó, đầu ra được một luồng đồng bộ cơ sở. Các luồng đồng bộ cơ sở được nâng
lên N lần thành các luồng đồng bộ cấp N. Cấu trúc bộ ghép SDH như hình 18.
Hình 18: Cấu trúc bộ ghép SDH G.709 ITU-T
Mạng thế hệ mới NGN 18 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
Các chữ số trong hình này liên quan đến các tốc độ truyền dẫn cận đồng bộ như
sau:
11 tương ứng với 1554 Kbit/s
12 tương ứng với 2048 Kbit/s
21 tương ứng với 6312 Kbit/s
22 tương ứng với 8448 Kbit/s
31 tương ứng với 34368 Kbit/s
32 tương ứng với 44736 Kbit/s
4 tương ứng với 139264 Kbit/s
Chữ số đầu tiên đại diện cho mức phân cấp truyền dẫn như quy định trong
G702-"Tốc độ bit của các cấp truyền dẫn số", và chữ số thứ hai đặc trưng cho tốc độ thấp
hơn (1) và cao hơn (2). Còn chữ số 4 là mức thứ 4, bằng 140 Mbit/s có trong tiêu chuẩn
Châu Âu và Bắc Mỹ. Các khối có ký hiệu và chức năng sau đây:
• C-n: (n = 14) là các contener: Phần tử này có kích thước đủ để chứa các byte tải
trọng thuộc một trong các luồng cận đồng bộ.
• VC-n: là các contener ảo:
- Contener ảo cơ sở (n = 1,2): gồm một C-n (n = 1,2) đơn cộng thêm các byte
mang thông tin điều khiển và giám sát tuyến nối hai VC-n này và gọi là
POH.
- Contener ảo bậc cao hơn VC-n (n = 3,4): gồm một C-n (n = 3,4) đơn và tập

Trước khi đưa vào module chuyển tải đồng bộ STM-1, luồng số cận đồng bộ
139264Kbit/s phải được đưa vào container C-4.
Tải trọng của C-4 gồm 9 hàng và 260 cột (tức là có 9x260=2340 byte), trong khi
đó số bit của luồng số PDH 140Mbit/s (chính xác là 139264 kbit/s) là:
139264 kbit/s : 8000Hz= 17408 bit (2176 byte)
Hình 21: Khung tải trọng C-4
Tín hiệu 140Mbit/s chiếm chưa đầy một tải trọng C-4. Trong thời gian 125µs,
phần tử C-4 bổ xung thêm 164 byte (bit chèn cố định, các bit chèn, các bit điều khiển
chèn, các bit mào đầu OH, bit đồng bộ) để đầu ra đạt tốc độ định mức 2340 byte.
Mạng thế hệ mới NGN 21 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
 Sắp xếp tín hiệu C-4 vào STM-1
Để đưa C-4 vào STM-1, ngoài 164 byte bổ sung, phần tử C-4 còn bổ sung thêm 9
byte VC-4 để thành VC-4. Như vậy, lúc này VC-4 sẽ có 261 cột và 9 hàng chứa 2349
byte và chuyển đến AU-4. Phần tử AU-4 bổ sung thêm 9 byte con trỏ AU-4 PTR vào
vùng A. Phần tử STM-1 tiếp nhận 2358 byte do AU-4 chuyển đến và bổ sung thêm 72
byte SOH tạo thành tín hiệu STM-1 có 270 cột và 9 hàng.
3.2 SẮP XẾP 3 TÍN HIỆU 34MBIT/S VÀO KHUNG STM-1
 Sắp xếp tín hiệu 34Mbit/s vào C-3
Trước khi đưa vào module chuyển tải đồng bộ STM-1, luồng số cận đồng bộ
34Mbit/s phải được đưa vào container C-3.
Hình 22: Sắp xếp tín hiệu 34Mbit/s vào C-3
Tải trọng C-3 gồm 9 hàng và 84 cột (9x84=756 byte), luồng PDH 34Mbit/s có
34368 Kbit/s : 8000Hz = 4296 bit (537 byte) chiếm chưa đầy 1 container C-3/
Hình 23: Tải trọng khung C-3
Mạng thế hệ mới NGN 22 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
Phần tử C-3 có độ dư lớn là để truyền thêm luồng PDH 44,736 Mbit/s của chuẩn
ANSI:
44,736 Mbit/s : 8000Hz= 5593 bit

- Đoạn ghép kênh ( đoạn ghép)
- Tuyến
Hình 25: Đoạn lặp, đoạn ghép và tuyến truyền dẫn trong SDH
Mạng thế hệ mới NGN 24 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
5.1 MÀO ĐẦU ĐOẠN TÁI SINH
Hình 26: RSOH STM-1
Mào đầu đoạn lặp RSOH (regenerator section overhead) chỉ chứa các thông tin
phục vụ yêu cầu của các phần tử trên hai đầu đoạn lặp đó.
RSOH chiếm 3 hàng đầu của các cột từ 1-9 trong cấu trúc khung STM-1.
Các byte để trống () là dự trữ quốc gia và quốc tế.
Các byte A1,A2 để đồng bộ khung, 6 byte này có cấu trúc cố định có cấu trúc nhị
phân: A1 (11110110), A2 (00101000). Khi ghép các STM-1 thành STM-N các byte này
đều có mặt trong cấu trúc của nó.
Byte C1: nhận dạng khung STM-1. Byte này mang số thứ tự củ khung STM-1
trong STM-N.
Byte B1 : giám sát bit lỗi trong từng đoạn lặp. byte B1 là từ mã 8 bit có trọng số
chẵn và ký hiệu là BIP-8.
Byte E1 dùng cho kênh thoại nghiệp vụ, khi ghép nhiều khung STM-1 để tạo
STM-N, byte này chỉ có trong STM-1 thứ nhất ( mỗi STM-N chỉ có 2 kênh thoại nghiệp
vụ).
Byte F1 kênh của người sử dụng, byte này chỉ có mặt trong khung STM-1 thứ
nhất, dùng cho người điều hành mạng.
Các byte D1-D3: sử dụng truyền số liệu giữa các trạm lập.
Mạng thế hệ mới NGN 25 DHDT7BLT - Nhóm 1