Đồ án tốt nghiệp Mục
lục
MỤC LỤC
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
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 61
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 66
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 68
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo ĐTVT−K28
Đồ án tốt nghiệp Mục
lục
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 69
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 75
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 ) 80
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 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
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 Các loại giao tiếp dịch vụ của thiết bị OptiX OSN 3500
59
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 Vị trí của các byte tương ứng trong khung SDH
82
SVTH : Nguyễn Xuân Bảo, ĐTVT−K28 Trang v
Đồ án tốt nghiệp Danh mục các hình vẽ
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
ADM Add/Drop Multiplexer Khối ghép/ xen rớt kênh
AIS Alarm Indication Signal Tín hiệu chỉ thò cảnh báo
AMI Alternate Mark Inversion Đảo dấu luân phiên
APS Automatic Protection Switching Chuyển mạch bảo vệ tự động
ATM Asynchronous Transfer Mode Kiểu truyền tải bất đồng bộ
AU Administration Unit Đơn vò quản lý
AUG Administration Unit Group Nhóm đơn vò quản lý
MSP Multiplex Section Protection Bảo vệ đoạn ghép kênh
SVTH : Nguyễn Xn Bảo, ĐTVT−K28 Trang vi
Đồ án tốt nghiệp Danh mục các hình vẽ
MSSP Multi-Service Switching Platform Nền tảng chuyển mạch đa dịch vụ
NE Network Element Phần tử mạng
NM Network Management Quản lý mạng
NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng
NNI Network Node Interface Giao tiếp nút mạng
OADM Optical Add/drop Multiplexer Khối ghép xen rẽ quang
OAM Operation Administration and Quản lý điều hành và bảo dưỡng
Maintenance
OSI Open Systems Interconnection Hệ thống kết nối mở
OSN Optical Switch Node Nút chuyển mạch quang
OSP OptiX Software Platform Nềng tảng phần mềm OptiX
PDU Protocol Data Unit
PDH Plesiochronous Digital Hierarchy Ghép kênh số cận đồng bộ
PLL Phase-Locked Loop Vòng khoá pha
POH Path Overhead Mào đầu đường dẫn
PP Path Protection Bảo vệ đường dẫn
PRC Primary reference clock Đồng hồ tham chiếu sơ cấp
RDI Remote Defect Indication Chỉ thò dò tìm từ xa
RSTP Rapid Span Tree Protocol Giao thức cây bắt cầu nhanh
SAN Save Area Network
SCC System Control & Communication Hệ thống điều khiển và thông tin
SDH Synchronous Digital Hierarchy Ghép kênh đồng bộ số
SEC SDH Equipment Clock Đồng hồ thiết bò SDH
SNCP Sub-Network Connection Protection Bảo vệ kết nối mạng con
SOH Section Overhead Phần mào đầu
SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ
SSM Synchronization Status Message Bản tin trạng thái đồng bộ
và thiết bị truyền dẫn quang OptiX OSN 3500 ”.
Nội dung của đồ án gồm 5 chương :
• Chưong I Cơng 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 Thơng 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 khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận
được sự nhận xét và đánh giá của các thầy cơ.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS.Đào Minh Hưng đã tận
tình hướng dẫn và giúp đỡ em hồn thành Đồ án Tốt nghiệp này.
SVTH : Nguyễn Xn 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 Chương I Công nghệ phân cấp số đồng bộ
SDH
CHƯƠNG I
CHƯƠNG I
CÔNG NGHỆ PHÂN CẤP SỐ ĐỒNG BỘ SDH
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
(Optical)
Đồ án tốt nghiệp Chương I Công nghệ phân cấp số đồng bộ
SDH
STM-16
2488.320Mbit/s
(2.5Gbit/s)
1008 luồng 2Mbit/s hoặc 48 luồng
34Mbit/s hoặc 48 luồng 45Mbit/s
hoặc 16 luồng 140Mbit/s
Quang
(Optical)
STM-64
9953.280Mbit/s
(10Gbit/s)
4032 luồng 2Mbit/s hoặc 192
luồng 34Mbit/s hoặc 192 luồng
45Mbit/s hoặc 64 luồng 140Mbit/s
Quang
(Optical)
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
STM-1
AUG
AUG
AU-4
AU-4
VC-4
VC-4
C-4
C-4
TUG-3
TUG-3
TU-3
TU-3
VC-3
VC-3
C-3
C-3
AU-3
AU-3
VC-3
VC-3
C-2
C-2
C-12
C-12
C-11
C-11
VC-2
VC-2
VC-12
POH
Xử lý con trỏ
Sắp xếp
Ghép kênh
Cân bằng tốc độ (đồng bộ con trỏ)
x3
34 Mbit/s
Đồ án tốt nghiệp Chương I Công nghệ phân cấp số đồng bộ
SDH
- 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 ( Low-
priority 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 byte POH
1byte POH
4
VC-12
C-12
9
3
VC-11
9
1byte POH
C-11
TU-12
TU-11
1byte PTR
4
3
9
9
VC-12
1byte PTR
VC-11
VC-2
12
9
1byte PTR
Đồ án tốt nghiệp Chương I Công nghệ phân cấp số đồng bộ
SDH
Hình 1.5 Cấu trúc VC- 4
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.
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:
Đồ án tốt nghiệp Chương I Công nghệ phân cấp số đồng bộ
SDH
• TUG-2 = 4 x TU-11
4 x TU-11 tạo thành 1 TUG-2 theo nguyên lý ghép xen byte như hình 1.9. Bốn byte
đầu tiên của hàng thứ nhất là byte PTR, các byte sau là các byte dữ liệu.
Hình 1.9 TUG-2 tạo thành từ 4 x TU-11
• TUG-2 tạo bởi 1 TU-2:
Mỗi TU-2 có kích thước tương ứng 1 TUG-2, ghép TU-2 vào TUG-2 như hình 1.10.
Hình 1.10 TUG-2 tạo thành từ 1xTU-2
• TUG-2 = 3 x TU-12
3 x TU-12 cũng theo nguyên lý ghép xen byte tạo thành 1 TUG-2 như hình 1.11. Ba
byte đầu tiên của hàng thứ nhất là các byte PTR, các byte sau đó là các byte dữ liệu.
TU - 11
TU-11
12
9
9
86
Các bit chèn cố định
Con trỏ (PTR)
TUG -2
12
9
• • •
NPI9
21
# 1
# 7
……………………….
………………………
….
Đồ án tốt nghiệp Chương I Công nghệ phân cấp số đồng bộ
SDH
• TUG-3 = 1 TU-3
Cột đầu tiên chứa 3 byte PTR và 6 byte chèn cố định
Hình 1.13 TU-3 ghép thành TUG-3
1.5.5 Ghép TUG -3 vào VC-4
• Ghép các TUG-3 được tạo thành từ 1 x TU-3 vào VC-4
VC-4 = 3 x TUG-3 + 18 byte chèn cố định như hình 1.14
• Ghép các TUG-3 được tạo thành từ 7 x TUG-2 vào VC-4
VC-4 = 3 x TUG-3 + 18 byte chèn cố định như hình 1.15
Hình 1.14 Ghép các TUG-3 được tạo thành từ 1 x TU-3 vào VC-4
1.5.6 Ghép TUG-2 vào VC-3
Hình 1.16 Ghép các TUG-2 vào VC-3
21
N
P
I
9
N
P
I
N
P
I
86
P
O
H
N
P
I
N
P
I
N
P
I
21 x 3 = 63
9
261
261 = (86 x 3 ) + 2 cột chèn +1 POH
Trong trường hợp này, các giá trị của con trỏ AU (AU PTR) được gắn trong
khung STM-1 để ghi lại mối quan hệ về pha giữa khung truyền dẫn và các VC
tương ứng. Các byte AU PTR được gắn không cố định vào 9 byte đầu tiên của hàng
thứ tư trong khung STM-1, chúng có chức năng đánh dấu AU ( tuy nhiên các AU-
PTR của AU-3 và của AU-4 là khác nhau).
Con trỏ AU-N cho phép hệ thống SDH điều chỉnh sự sai lệch về pha giữa
đầu khung tin tương ứng VC-n (n = 3, 4) với đầu khung STM. Vị trí của con trỏ này
là trong khung STM.
Các AU-N có thể được cấu thành như sau:
• AU-3 = 1 x VC-3 + PTR
• AU-4 = 1 x VC-4 + PTR
1.5.8 Nhóm đơn vị quản lý AUG
Gồm nhiều AU được nhân kênh theo phương thức xen byte lần lượt. Trong
AUG chỉ gồm toàn AU-3 hoặc toàn AU-4.
1.6 Cấu trúc khung STM-1
Copyright: Tài liệu đại học ©