Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH doc

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

GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
Theo chiêu chuẩn của Bắc mỹ, để tạo thành số cấp cao người ta thực hiện như
hình 2:
Hình 2: Phân cấp số cận đồng bộ của Bắc Mỹ (ANSI)
Tiêu chuẩn của Nhật Bản (hình 3):
Hình 3: Phân cấp số cận đồng bộ của Nhật Bản
Theo tiêu chuẩn Châu Âu, muốn có luồng số cấp cao hơn thì phải ghép 4 luồng số
cấp thấp hơn (hình 4):
Hình 4: Phân cấp số cận đồng bộ của châu Âu (CEPT)
1.2 CẤU TRÚC KHUNG CỦA TÍN HIỆU PDH.
Ở đầu phát, người ta ghép các tín hiệu số cấp thấp để tạo ra luồng số cấp cao bằng
phương pháp xen bit. Để phần thư đồng bộ với phần phát và phân việc được các khung,
làm cơ sở cho việc tách các luồng số cấp thấp từ luồng số cấp cao nhận được thì khi
ghép kênh người ta cài một tổ hợp các bít gọi là tín hiệu đồng bộ khung (FAS) và trước
mỗi khung truyền. Tiếp theo là các bít nghiệp vụ (D+S) để cảnh báo từ xa cho trạm đối
biết sự cố của trạm mình tiếp theo mới là các bit của luồng số liệu các nhánh đưa vào
ghép kênh.
Mạng thế hệ mới NGN 4 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
Thực tế, các luồng số cấp thấp có tốc độ không bằng nhau (do từ nhiều nguồn
đồng hồ khác nhau) nên để thực hiện ghép kênh người ta phải dùng kỹ thuật chèn thêm
bit (justification) nhằm tạo ra một tố độ chung đồng đều cho tất cả các luồng nhánh trước
khi ghép xen bit. Chính vì vậy, để phần thu nhận biết đượcvà có biện pháp tách các bit
thêm này, nhằm khôi phục đúng luồng số liệu ban đầu thì ở phần phát người ta dùng một
tổ hợp các bit gọi là các bit kiểm soát chèn (CB) ghép thêm vào khung luồng số cấp cao
để đảm bảo chỉ ra chính xác quá trình chèn bit có được thực hiện đúng hay không.
Do đặc điểm trên mà cấu trúc một khung của luồng số cấp cao sau khi ghép kênh
sẽ có dạng như hình 5.
Hình 5: Cấu trúc khung tín hiệu PDH
1.3 GHÉP VÀ TÁCH LUỒNG TRONG PDH.

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

trên mạng viễn thông quốc tế) không thể đáp ứng cho nhu cầu phát triển các dịch vụ băng
rộng hiện tại và trong tương lai.
Thiết bị PDH cồng kềnh, các thiết bị ghép kênh và thiết bị đầu cuối thường độc
lập nhau.
Trên mạng viễn thông tồn tại 2 tiêu chuẩn phân cấp khác nhau: chuẩn Châu Âu và
Châu Mỹ, gây khó khăn và phức tạp khi nâng cấp, mở rộng và kết nối các mạng với
nhau.
Sự hạn chế về khả năng xen rẽ các luồng kiến kết nối kém linh hoạt và khó cung
cấp dịch vụ nhanh chóng,đồng thời đòi hỏi nhiều thiết bị ghép kênh làm cho giá thành
tăng lên.
Các mặt hạn chế trên của PDH sẽ được khắc phục khi sử dụng phân cấp truyền
dẫn đồng bộ SDH
2. GIỚI THIỆU VỀ SDH
2.1 KHÁI QUÁT VỀ SDH
Hệ phân cấp số đồng bộ SDH (Synchronous Digital Hierarchy) là một chuẩn quốc
tế về truyền dẫn đồng bộ tốc độ cao cho các mạng viễn thông quang, được Liên minh
viễn thông quốc tế ITU (trước đây gọi là Uỷ ban tư vấn về điện thoại và điện báo quốc tế
CCITT) phê chuẩn lần đầu tiên vào tháng 11ư1988, nội dung gồm các khuyến nghị G.7
này định nghĩa về tốc độ truyền, khuôn dạng tín hiệu, các cấu trúc ghép kênh và cách xử
Mạng thế hệ mới NGN 7 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
lý, sắp xếp các bit truyền ứng với một dịch vụ vào một cấu trúc tải trọng SDH cho một
giao diện nút mạng NNI (Network Node Interface ư giao diện chuẩn quốc tế của SDH).
Bên cạnh việc xác định các chuẩn giao diện cho NNI như trên, CCITT còn xây
dựng một loạt các chuẩn khác để quản lý hoạt động của các bộ ghép kênh đồng bộ (như
G.781, G.782 và G.783) và quản lý mạng SDH (như G.784). Việc tiêu chuẩn hoá các
thiết bị SDH để việc quản lý mạng kinh tế, linh hoạt hơn, phù hợp với các đòi hỏi của các
nhà điều hành mạng, nhằm đáp ứng cho các dịch vụ mới băng rộng trong tương lai.
Khái niệm về một hệ thống tải đồng bộ, dựa trên các chuẩn SDH không những đã
vượt ra khỏi nhu cầu cơ bản của hệ thống truyền dẫn điểm nối điểm mà còn đáp ứng

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

toàn tương thích với mạng hiện có. Ngoài ra, SDH còn có khả năng truyền tải các tín hiệu
băng rộng ứng với các dịch vụ tiên tiến trong tương lai như:
- Phương thức truyền không đồng bộ ATM (Asynchronous Transfer Mode): chuẩn
cho B-ISDN.
- Giao diện truyền số liệu phân tán trên cáp quang FDDI (Fiber Distributed Data
Interface): chuẩn cho mạng cục bộ LAN tốc độ cao.
4) Cho phép xây dựng một hạ tầng mạng viễn thông thống nhất:
Nhằm đạt được tính mềm dẻo, cấu trúc tín hiệu SDH được tối ưu hoá đối với cả
mạng truyền dẫn và các ứng dụng chuyển mạch. Điều đó làm cho việc quản lý mạng rất
đơn giản trên cả 3 vùng ứng dụng viễn thông truyền thống nói trên. Có thể có một hạ tầng
mạng SDH duy nhất, trong đó cho phép kết nối giữa các vùng trực tiếp, hiệu quả và đơn
giản. Ngoài ra, SDH còn đưa ra một giao diện mạng đã chuẩn hoá là NNI, cho phép kết
nối trực tiếp thiết bị truyền dẫn của nhiều nhà cung cấp thiết bị khác nhau.
Mạng thế hệ mới NGN 9 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
Hình 8: Ghép các luồng 2Mb/s thành tín hiệu đường dây140Mb/s (PDH) và
155Mb/s (SDH)
Hình 9: Trạm ghép/rẽ kênh PDH và SDH
2.2 TRUYỀN DẪN ĐỒNG BỘ LÀ GÌ?
 Khái niệm về đồng bộ của các tín hiệu số
Để hiểu chính xác các khái niệm và các nội dung của SDH, vấn đề quan trọng là
phải hiểu đúng khái niệm thế nào là đồng bộ, cận đồng bộ và không đồng bộ?
Mạng thế hệ mới NGN 10 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
Hai tín hiệu được gọi là đồng bộ với nhau nếu như sự dịch chuyển số của chúng là
cùng một tốc độ một cách chính xác. Thực tế, vẫn có thể có sự sai pha giữa hai tín hiệu
nhưng điều đó không được vượt quá giới hạn cho phép. Sự sai pha này có thể do trễ
truyền sóng hoặc do hiện tượng trôi tần thấp (low-frequency wander) trong mạng truyền
dẫn. Trong mạng đồng bộ, tất cả Đồnghồ đều hoạt động theo một đồng hồ chuẩn PRC
(Primary Reference Clock). Độ chính xác của PRC là không tồi hơn 10

-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)

và cứ như vậy để tạo ra luồng số cấp cao hơn. Chính vì vậy, không thể định vị được các
luồng E1 trong khung của E3, hay không thể truy nhập được luồng cấp thấp trong luồng
cấp cao. Muốn lấy một luồng cấp thấp trong luồng cấp cao thì phải sử dụng thiết bị tách
kênh xuống theo từng cấp.
Trong hệ thống đồng bộ (như SDH) thì lại khác, tần số trung bình của tất cả các
đồng hồ trong hệ thống là như nhau. Mọi đồng hồ thứ cấp đều bám theo một đồng hồ
chuẩn có độ ổn định rất cao. Do vậy, tốc độ luồng số STM-1 luôn được giữ vững ở
155,52 Mb/s, làm cho việc ghép các luồng STM-1 lại với nhau không phải dùng kỹ thuật
nhồi bit, dẫn đến việc truy nhập vào luồng STM-1 từ luồng cấp cao hơn (ví dụ STM-N)
rất dễ dàng.
Các luồng nhánh tốc độ thấp như 2,048 Mb/s được chuyển trong container ảo
(VC12) với tộc độ hơi cao hơn (2,304 Mb/s). Để tách ra luồng nhánh từ VC, người ta
dùng cơ chế "con trỏ" kết hợp với các bộ đệm để bù lại sự chênh lệch về tần số nhịp của
các đồng hồ cũng như sự trôi pha, tránh được hiện tượng mất dữ liệu khi mất đồng bộ.
 Phân cấp tín hiệu đồng bộ
Trong mạng viễn thông có các hệ thống chuyển mạch số và nối chéo số, tín hiệu
đồng bộ thường được chia thành các cấp khác nhau. Trên mạng, các tín hiệu đồng hồ sẽ
quan hệ với nhau theo kiểu chủ-tớ tuỳ theo độ chính xác của tín hiệu đồng hồ. Các nốt có
đồng hồ chính xác hơn sẽ cấp tín hiệu định thời cho đồng hồ ở các nốt cấp thấp hơn. Tất
cả đồng hồ của cá theo đồng hồ chuẩn PRC.
 Đồng bộ trong SDH
Tín hiệu đồng hồ của bản thân một thiết bị đầu cuối SDH có thể nhận được từ khối
cung cấp tín hiệu đồng bộ SSU (Synchronisation Supply Unit) thông qua các hệ thống
chuyển mạch và các thiết bị khác. Do đó, thiết bị đầu cuối này được coi là thiết bị chủ
(master) đối với các nốt SDH khác, cung cấp tín hiệu định thời vào tín hiệu STM-N ở đầu
ra của nó. Các nốt SDH khác sẽ làm việc trong chế độ tớ (slave) với đồng hồ của chúng
được định thời theo tín hiệu STM-N nhận được. Các chuẩn hiện nay quy định một mạng
SDH phải nhận tín hiệu định thời từ một nguồn động hồ chuẩn PRC.
Mạng thế hệ mới NGN 12 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH

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

DS-2 6,312 Mbit/s 96 DS-0 E2 8,450 Mbit/s 4 E1
DS-3 44,7 Mbit/s 28 DS-1 E3 34 Mbit/s 16 E1
E4 144 Mbit/s 64 E1
Hình 11: Phân cấp không đồng bộ ANSI/ITU-
2.4 CẤU TRÚC KHUNG SDH
 Cấu trúc chung tín hiệu SDH
Mạng thế hệ mới NGN 13 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
Hình 12: Cấu trúc khung SDH
Tín hiệu đồng bộ sdh bao gồm một tập các byte 8 bit được biểu diễn dưới dạng
một cấu trúc khung.trong cấu trúc đó các byte đều được định vi một cách rõ ràng trong
mối quang hệ đối với khung.
Cụ thể mỗi khung trong luồn tín hiệu nối tiếp có thể biểu diễn bằng mộ bảng gồm
N hàng và M cột.Mỗi ô vuông trong bản ứng với một byte 8 bit của tín hiệu đồng bộ.byte
đầu tiên ở hàng 1 cột 1 gọi là byte đánh dấu khung F nó cho phép đinh vị các byte khác
trong khung một cách dễ dàng.
Các bit tín hiệu sẽ truyền theo trình tự bắt đầu là byte F và từ trái qua phải,từ trên
xuống dưới(hết hàng thứ 1 đến hàng thứ 2…).sau khi truyền hết byte cuối cùng của
khung(byte ở hàng thứ N và cột thứ M) thì quá trình truyền lặp lại bắt đầu từ byte F của
khung tiếp theo.
 Cấu trúc khung tải đồng bộ
Các tín hiệu nhánh khi truyền qua mạng đồng bộ vẫn được giữ nguyên hình thành
nên thuật ngữ khung tải đồng bộ áp dụng cho các cấu trúc tín hiệu đồng bộ. Tuy nhiên
điều quang trọng hơn là dung lượng tín hiệu đặt bên trong một khung tải đồng bộ.hình
thành khả năng tải của mạng. Một khung tải đồng bộ bao gồm 2 thành phần khác nhau:
Phần container ảo (Virtual Continer - VC) và phần mào đầu đoạn (Section Overheat
SOH)
• Container ảo VC
Mạng thế hệ mới NGN 14 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH

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

byte AU) là 261 byte tải trọng được truyền xen kẽ.
- Phần điều khiển SOH: gồm có 8x9 byte, gồm các byte cần thiết cho dịch vụ như từ
mã đồng bộ khung, các byte bổ sung để giám sát, điều khiển và quản lý.
- Phần trọng tải : các tín hiệu phân nhánh, các tín hiệu POH trong khuyến nghị
G.703 của CCITT từ 2 Mbit/s đến 140 Mbit/s được truyền tải trong cùng tải trọng
gồm có 9x261 byte.
- Phần con trỏ: Quan hệ thời gian giữa trọng tải và khung STM-1 được ghi lại nhờ
con trỏ, ngoài ra nó còn định vị các tín hiệu phân nhánh ở trong khối tải trọng. Do
đó, sau khi diễn giải con trỏ một cách thích hợp thì có khả năng truy nhập tới từng
Mạng thế hệ mới NGN 16 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
kênh của người sử dụng độc lập ở bất kỳ thời điểm nào, mà không cần tách luồng
STM-1. Con trỏ ở hàng thứ tư, cột từ 1 9 gọi là con trỏ vùng A, còn con trỏ ở
hàng 13 và cột 1114 gọi là con trỏ vùng B. Khung STM-1 có độ dài 125ms,
có tần số là 8000 Hz, như vậy được truyền 8000 lần/s. Do đó, tốc độ bit của tín
hiệu STM-1 là: 8000 x 9 x 270 x 8 = 155520 kbit/s
Hình 15: Cấu trúc khung STM-1
Các mức cao hơn STM-N của phân cấp đồng bộ được hình thành bởi cách chèn
byte vào phần tải của N tín hiệu STM-1, thêm các mào đầu gấp N lần mào đầu của STM-
1 và lấp đầy với dữ liệu quản lý và giá trị con trỏ phù hợp.
Hình 16: Cấu trúc khung STM-4
Mạng thế hệ mới NGN 17 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
 Container ảo
SDH có một khái niệm gọi là VC qua đó sử dụng con trỏ và các giá trị offset, các
VC có thể được truyền trong tải trọng SDH như là các gói dữ liệu độc lập.Các VC được
sử dụng để tải các tín hiệu nhánh tốc độ thấp hơn.
Nhằm tăng khả năng truyền tải linh hoạt có nhiều loại VC úng dụng các khả năng
tải khác nhau, như bảng sau
Hình 17: Các loại kênh ảo

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

hợp các nhóm khối nhánh (TUG-2S) hoặc một tập của TU-3S cùng với các
byte mang thông tin điều khiển và giám sát tuyến nối hai VC-n và được gọi
là POH.
Mạng thế hệ mới NGN 19 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
Hình 19: Các bước ghép kênh đồng bộ
Con trỏ được sử dụng để tìm các phần khác nhau của AU và TU gọi là container
ảo VC. Con trỏ AU xác định ở VC bậc cao hơn và con trỏ TU xác định ở VC bậc thấp
hơn. Ví dụ AU-3 gồm VC-3 cộng với một con trỏ, TU-2 gồm VC-2 cộng với một con trỏ.
Một VC là một thực thể tải chạy trên mạng được tạo ra và hủy đi ở điểm kết cuối
dịch vụ hoặc ở gần điểm đó. Các tín hiệu lưu lượng PDH được ánh xạ tới các container
với kích thước phù hợp với yêu cầu băng thông, sử dụng các bit đơn để bám tốc độ đồng
hồ khi cần thiết. Các POH được thêm vào sau đó cho mục đích quản lý, tạo một VC.
Phần mào đầu này được bỏ đi sau khi VC bị hủy và tín hiệu gốc ban đầu được tái tạo lại.
Mỗi tín hiệu PDH được ánh xạ vơi VC của nó, và các VC với cùng kích thước không
đáng kể được ghép lại bằng cách chèn byte tạo thành tải SDH.
• TU-n (n = 1,2,3) là khối nhánh: gồm một VC cộng thêm một con trỏ khối nhánh.
Con trỏ khối nhánh chỉ thị sự đồng bộ pha của VC-n đối với POH của VC mức
cao hơn tiếp theo. Con trỏ khối nhánh có vị trí cố định so với POH mức cao hơn.
• AU-3S (S = 1 hoặc 2) và AU-N (N=4): gồm một VC bậc cao cộng thêm con trỏ
khối quản lý. Con trỏ khối quản lý có vị trí cố định trong khung STM-1 và thể
hiện quan hệ về pha của VC bậc cao hơn.
Mạng thế hệ mới NGN 20 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
• Các đơnvị nhánh TU và đơn vị quang trị AU (ô vuông in đậm) là nơi xử lý con
trỏ. Các bit ghép và phân kênh đồng bộ có thể đươc biểu diễn như hình 19.
3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TẠO TÍN HIỆU STM-1
3.1 SẮP XẾP TÍN HIỆU 140MB/S VÀO KHUNG STM-1
 Sắp xếp tín hiệu 140MB/s vào khung C-4
Hình 20: Sắp xếp tín hiệu 140MB/s vào khung C-4

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

Trọng tải STM-1 là 18720 bit nên chỉ truyền được 3 luồng 34 Mbit/s.
Trong quãng thời gian 125µs, C-3 tiếp nhận 537 byte luồng PDH và bổ sung thêm
39 byte (các bit chèn cố định, các bit chèn, các bit điều khiển chèn, các bit mào đầu OH,
các bit đồng bộ).
 Sắp xếp 3 tín hiệu C-3 vào VC-4
Trước khi đưa 3xC-3 vào STM-1, mỗi phần tử C-3 bổ sung thêm 9 byte VC-3
POH để thành VC-3. Như vậy, khung tín hiệu 125µs của VC-3 sẻ có 85 cột và 9 hàng
chứa 765 byte.
Phần tử TU-3 tiếp nhận 756 byte và bổ sung them 3 byte con trỏ TU-3 PTR. Bên
cạnh đó TU-3 còn chèn thêm 6 byte cố định tạo thành khối TUG-3 (có kích thước 9x86).
Như vậy, để đưa TUG-3 vào C-4 cần đưa thêm 2 cột các byte chèn cố định để đảm
bảo tốc độ định mức.
 Sắp xếp tín hiệu C-4 vào STM-1
Thực hiện như mục 1.2
Hình 24: Sắp xếp 3x34 Mbitps vào STM-1
Mạng thế hệ mới NGN 23 DHDT7BLT - Nhóm 1
GVHD: ThS. Phù Trần Tín Cáp quang truyền dẫn đồng bộ SDH
4. CON TRỎ SDH
4.1 NHIỆM VỤ CON TRỎ
Con trỏ được sử dụng để tìm các phần khác nhau của AU và TU gọi là container
ảo VC. Con trỏ AU xác định ở VC bậc cao hơn và con trỏ TU xác định ở VC bậc thấp
hơn. Ví dụ AU-3 gồm VC-3 cộng với một con trỏ, TU-2 gồm VC-2 cộng với một con trỏ.
Quan hệ thời gian giữa trọng tải và khung STM-1 được ghi lại nhờ con trỏ, ngoài
ra nó còn định vị các tín hiệu phân nhánh ở trong khối tải trọng. Do đó, sau khi diễn giải
con trỏ một cách thích hợp thì có khả năng truy nhập tới từng kênh của người sử dụng
độc lập ở bất kỳ thời điểm nào, mà không cần tách luồng STM-1.
5. MÀO ĐẦU TRONG SDH
Trong chuẩn SDH các chức năng chuyển tải và mào đầu cũng khác nhau ở các lớp
khác nhau. Có các lớp như sau:
- Đoạn tái sinh ( đoạn lặp)

- 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