đồ án: Công nghệ SDH và Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400 (Marconi)

Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Nhận xét của giảng viên hướng dẫn
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….

Điểm: (Bằng chữ: )
Ngày tháng năm 2008
Giảng viên hướng dẫn
TS. Bùi Trung Hiếu
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
i
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Nhận xét của giảng viên phản biện
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
Điểm: (Bằng chữ: )
Ngày tháng năm 2008
Giảng viên phản biện
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
ii
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Mục lục Trang
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG 2
1.1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống thông tin quang 3
1.1.3. Ưu điểm của hệ thống thông tin quang 4
1.2. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG 4
1.3. PHÂN LOẠI CÁC PHẦN TỬ QUANG ĐIỆN TRONG THÔNG TIN QUANG 6
1.3.2. Các phần tử tích cực 8
2.1.1. Nhược điểm của công nghệ truyền dẫn SONET/SDH truyền thống 9
2.1.2. Những đặc trưng của NG SONET/SDH 10
2.1.3. LAPS 12
2.1.4. Đặc tính kỹ thuật của NG SDH 13
2.1.5. Khả năng cung cấp dịch vụ 20
2.2.THỦ TỤC LẬP KHUNG TỔNG QUÁT (GFP)

21
2.2.1. Các vấn đề chung của GFP 23
2.2.1.1. Cấu trúc khung GFP 23

2.2.1.2. Các khung điều khiển GFP 34
2.2.1.3. Các chức năng mức khung GFP 35
2.2.2. Các vấn đề liên quan đến GFP-F 38
2.2.2.1. Tải tin MAC Ethernet 39
2.2.2.2. Tải tin HDLC/PPP 40
2.2.2.3. Tải tin kênh quang qua FC-BBW_SONET 41
2.2.2.4. Xử lý lỗi trong GFP-F 42
2.2.2.5. Tải tin RPR IEEE 802.1 42
2.2.2.6. Sắp xếp trực tiếp MPLS vào các khung GFP-F 43
2.2.2.7. Sắp xếp trực tiếp các PDU IP và IS-IS vào trong các khung GFP-F 44
2.2.3. Các vấn đề liên quan đến GFP-T 45
2.2.3.1. Mã hoá khối 64B/65B 45
2.2.3.2. Các vấn đề về băng tần truyền tải 46
2.2.3.3. Các vấn đề về điều khiển lỗi 48
2.2.3.4. Các khung quản lý khách hàng (CMF) 48
2.2.3.5. Sắp xếp tường minh toàn bộ tốc độ của các khách hàng 8B/10B thành GFP 50
2.3. GHÉP CHUỖI ẢO (VCAT)

53
2.3.1. Ghép chuỗi ảo bậc cao 56
2.3.2 Ghép chuỗi ảo bậc thấp 60
2.4. CÁC TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN ĐẾN CÔNG NGHỆ NG-SDH CỦA CÁC TỔ CHỨC TIÊU CHUẨN TRÊN THẾ GIỚI

65
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG

66
3.1.2. Phân loại, các đặc tính và tiện ích của OMS 2400 67
3.1.3. Dung lượng hệ thống 68
3.2. CÁC ỨNG DỤNG VÀ DỊCH VỤ MẠNG

69
3.2.1.Dịch vụ Ethernet line (E-line) 69
3.2.2.Dịch vụ Ethernet LAN (E-LAN) 70
3.2.3.Các dịch vụ Multicast 74
3.3. TỔNG QUAN HỆ THỐNG

75
3.3.1.Tổng quan Nút chức năng và mô hình chức năng OMS 2400 75
3.3.2.Tổng quan Nút phần cứng 79
3.3.3.Các giao diện hệ thống bên ngoài 85
3.4. CẤU HÌNH HỆ THỐNG

86
3.4.1.Hệ hống OMS 2430 86
3.4.2.Hệ hống OMS 2450 88
3.4.3.Hệ hống OMS 2470 90
3.5. CÁC CHẾ ĐỘ BẢO VỆ THIẾT BỊ

92
3.6. BẢO VỆ LƯU LƯỢNG, OMA

92
3.6.1.OMA Ethernet 93
3.6.2.Tập hợp kết nối 94
3.6.3.Cây bao hàm (Spanning Tree) 96
3.6.4.Cây giao thức kết nối STP (Spanning Tree Protocol) 97
3.6.5.Cây giao thức đa kết nối MSTP (Multi Spanning Tree Protocol) 97
3.6.6.T-MPLS OMA và cơ chế bảo vệ 98
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2

iii
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
3.6.7.Cơ chế bảo vệ SDH/SONET, bảo vệ phiên đa ghép nối 100
3.7. KIẾN TRÚC QUẢN LÝ, CÁC GIAO DIỆN VÀ GIAO THỨC QUẢN LÝ

100
3.8. CÁC ĐẶC ĐIỂM KHÁC CỦA HỆ THỐNG

103
3.8.1.Kích thước hệ thống 103
3.8.2.An toàn và yêu cầu độ an toàn quang 103
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
iv
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Danh mục các hình vẽ Trang
HÌNH 1.1 MÔ HÌNH TRUYỀN THÔNG TIN VỚI CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN 2
HÌNH 1.2. CÁC THÀNH PHẦN TRONG MỘT TUYẾN THÔNG TIN QUANG 7
HÌNH 2.3. KHUNG MAPOS 12
HÌNH 2.4. NGĂN GIAO THỨC/LỚP CHO IP TRÊN STM-N SỬ DỤNG LAPS X.85 (NGĂN
TCP/UDP/IP ĐƯỢC THAY BẰNG ETHERNET ĐỐI VỚI X.86) 12
HÌNH 2.5. ĐỊNH DẠNG KHUNG LAPS THEO X.85 13
HÌNH 2.6. NGĂN GIAO THỨC VÀ KHUNG POS 14
HÌNH 2.7. VÍ DỤ DUY TRÌ ĐA LỚP TRONG KIẾN TRÚC MẠNG IP/POS /WDM 17
HÌNH 2.8. GIAO THỨC LẬP KHUNG TỔNG QUÁT VÀ QUÁ TRÌNH BAO GÓI IP TRONG KHUNG
SONET/SDH 18
HÌNH 2.9. CẤU TRÚC ĐIỂN HÌNH CỦA HỆ THỐNG NG-SDH 20
HÌNH 2.10. MÔ HÌNH CUNG CẤP DỊCH VỤ MẠNG TRIỂN KHAI TRÊN CƠ SỞ CÔNG NGHỆ SDH-
NG 21
HÌNH 2.11. MỐI QUAN HỆ GFP VỚI TÍN HIỆU KHÁCH HÀNG VÀ LUỒNG TRUYỀN TẢI 22
23

HÌNH 2.12. QUÁ TRÌNH SẮP XẾP CỦA GFP-T VÀ GFP-F 23
HÌNH 2.13. CẤU TRÚC KHUNG GFP 24
HÌNH 2.14. ĐỊNH DẠNG MÀO ĐẦU LÕI CỦA GFP 24
HÌNH 2.15. ĐỊNH DẠNG PHẦN TẢI TIN GFP 25
HÌNH 2.16. ĐỊNH DẠNG MÀO ĐẦU TẢI TIN GFP 26
HÌNH 2.17. ĐỊNH DẠNG TRƯỜNG KIỂU LOẠI GFP 26
HÌNH 2.18. MÀO ĐẦU TẢI TIN CỦA MỘT KHUNG GFP CÓ MÀO ĐẦU MỞ RỘNG KHÔNG 29
HÌNH 2.19. MÀO ĐẦU TẢI TIN CHO MỘT KHUNG TUYẾN TÍNH (ĐIỂM -ĐIỂM) 29
GỒM CẢ MÀO ĐẦU MỞ RỘNG 29
HÌNH 2.20. ĐỊNH DẠNG CHUỖI KIỂM TRA KHUNG TẢI TIN GFP 30
HÌNH 2.21. QUÁ TRÌNH TRỘN VÀ GIẢI TRỘN X43+1 CHO GFP 31
HÌNH 2.22. KHUNG IDLE GFP 35
HÌNH 2.23. CÁC THỦ TỤC CHUNG CỦA GFP 35
HÌNH 2.24. SƠ ĐỒ TRẠNG THÁI MÔ TẢ KHUNG GFP 37
HÌNH 2.25. SỰ LAN TRUYỀN TÍN HIỆU LỖI TRONG GFP 38
HÌNH 2.26. MỐI QUAN HỆ GIỮA ETHERNET VÀ KHUNG GFP 39
HÌNH 2.27. MỐI QUAN HỆ GIỮA HDLC/PPP VÀ KHUNG GFP 40
HÌNH 2.28. MỐI QUAN HỆ GIỮA PPP/HDLC VÀ KHUNG GFP 41
HÌNH 2.29. MỐI QUAN HỆ GIỮA SONET BĂNG RỘNG-2 KÊNH QUANG (FC-BBW-SONET) VÀ
KHUNG GFP 42
HÌNH 2.30. MỐI QUAN HỆ GIỮA RPR VÀ GFP 43
HÌNH 2.31. MỐI QUAN HỆ KHUNG GFP VÀ MPLS UNICAST 44
HÌNH 2.32. MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC PDU IPV4/ IPV6/IS-IS VÀ KHUNG GFP-F 44
HÌNH 2.33. VÍ DỤ VỀ SẮP XẾP LUỒNG BYTE KHÁCH HÀNG VÀO KHỐI 64B/65B 45
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
v
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
HÌNH 2.34. CẤU TRÚC SIÊU KHỐI SẮP XẾP CÁC THÀNH PHẦN MÃ 64B/65B VÀO KHUNG GFP46
HÌNH 2.35. VÍ DỤ VỀ VIỆC ĐƯA THÊM KÝ TỰ 65B_PAD 47
HÌNH 2.37. GHÉP CHUỖI LIÊN TỤC VÀ GHÉP CHUỖI ẢO 54

HÌNH 2.38. QUÁ TRÌNH GHÉP CHUỖI ẢO 56
HÌNH 2.39. QUÁ TRÌNH GHÉP CHUỖI ẢO CÁC VC-3-6V (X=6) 57
HÌNH 2.40. CHỈ THỊ CHUỖI VÀ ĐA KHUNG VC-3/4-XV 58
HÌNH 2.41. CẤU TRÚC VC-2-XV 61
HÌNH 2.42. CẤU TRÚC VC-12-XV 62
HÌNH 2.43. CẤU TRÚC VC-11-XV 62
HÌNH 2.44. ĐA KHUNG BIT 2 CỦA K4 62
HÌNH 2.45. K4 VC-M-XV HỖ TRỢ MÃ LCAS 63
HÌNH 3.1. DỊCH VỤ E-LINE SỬ DỤNG KẾT NỐI ẢO EVC ĐIỂM TỚI ĐIỂM 69
HÌNH 3.2. HỆ THỐNG OMS 2400 CHO CÁC DỊCH VỤ E-LINE THƯỜNG TRÚ VÀ THƯƠNG MẠI. 70
HÌNH 3.3. MÔ TẢ DỊCH VỤ E-LINE 71
HÌNH 3.4. DỊCH VỤ L2 VPLS VỚI T-MPLS 72
HÌNH 3.5. T-MPLS LSP TRUYỀN TẢI CẢ HAI DỊCH VỤ UNICAST VÀ MULTICAST 73
HÌNH 3.6. T-MPLS TRUYỀN TẢI DỊCH VỤ MULTICAST 73
HÌNH 3.7. DÒ TÌM IGMP VÀ CÁC DỊCH VỤ MULTICAST 75
HÌNH 3.8. SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG OMS 2400 76
HÌNH 3.9. SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN TÍNH IETF RFC2698 77
HÌNH 3.10. CẤU TRÚC KHỐI TẠO LỊCH TRÌNH 78
HÌNH 3.11. TÍNH TOÁN LỊCH TRÌNH VÀ CÁC CẤP DỊCH VỤ 79
HÌNH 3.12. CẤU TRÚC CHI TIẾT TRƯỜNG CHUYỂN MẠCH 83
HÌNH 3.13. CẤU TRÚC CCU 85
HÌNH 3.14. SƠ ĐỒ TỦ HỆ THỐNG OMS 2430 88
HÌNH 3.15. SƠ ĐỒ TỦ HỆ THỐNG OMS 2450 90
HÌNH 3.16. SƠ ĐỒ TỦ HỆ THỐNG OMS 2470 91
HÌNH 3.17. OAM ĐANG PHÂN LỚP VÀ T-MPLS + ETHERNET OAM 94
HÌNH 3.18. KHÁI NIỆM TẬP HỢP KẾT NỐI 96
HÌNH 3.19. VÍ DỤ VỀ ỨNG DỤNG CÂY BAO HÀM 96
HÌNH 3.20. BẢO VỆ 1+1 CHO LSP 99
HÌNH 3.21. BẢO VỆ 1:1 CHO LSP 100
HÌNH 3.22. CHU TRÌNH MẠNG VÀ CÁC SẢN PHẨM 102

Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
vi
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Danh mục các bảng






Trang
BẢNG 2.1: HIỆU SUẤT SỬ DỤNG BĂNG THÔNG KHI TRUYỀN DỊCH VỤ ETHERNET QUA MẠNG
SONET/SDH 10
BẢNG 2.2: CÁC GIAO THỨC SỬ DỤNG CHO IP/SDH 11
BẢNG 2.3: THỜI GIAN CHUYỂN MẠCH BẢO VỆ TRONG RING 7-NÚT 15
BẢNG 2.4: NĂNG LỰC DUY TRÌ CỦA CÁC LỚP MẠNG TRONG KIẾN TRÚC IP/POS /WDM 16
BẢNG 2.5: XÁC ĐỊNH KIỂU LOẠI TẢI TIN GFP 27
BẢNG 2.6: MÃ XÁC ĐỊNH MÀO ĐẦU MỞ RỘNG GFP 27
BẢNG 2.7: MÃ XÁC ĐỊNH TẢI TIN ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG ĐỐI VỚI CÁC KHUNG KHÁCH HÀNG
GFP 33
BẢNG 2.8: MÃ XÁC ĐỊNH TẢI TIN ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG CỦA KHUNG QUẢN LÝ KHÁCH
HÀNG GFP 34
BẢNG 2.10: KÍCH CỠ KÊNH MẮC CHUỖI ẢO MANG CÁC GFP-T KHÁC NHAU 46
BẢNG 2.11: DUNG LƯỢNG VC-N-XV SONET HOẶC STS-3XV SPE GHÉP CHUỖI ẢO 54
BẢNG 2.12: SO SÁNH HIỆU SUẤT CỦA GHÉP LIÊN TỤC VÀ GHÉP ẢO 55
BẢNG 2.13: TRẠNG THÁI THÀNH VIÊN H4 VC-N-XV 59
BẢNG 2.14: DUNG LƯỢNG TẢI GHÉP ẢO BẬC THẤP 61
BẢNG 2.15: MỐI QUAN HỆ GIỮA SỐ KHUNG LCAS LO VC-M-XV VỚI SỐ THÀNH VIÊN 64
BẢNG 3.1. LƯU LƯỢNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG OMS 2400 69
BẢNG 3.2. CẠC VÀ GIAO DIỆN 80

BẢNG 3.3 . CÁC KHỐI LƯU LƯỢNG SDH/SONET CỦA OMS 2400 81
BẢNG 3.4 . KHỐI LƯU LƯỢNG CES/ATM PW CỦA OMS 2400 81
BẢNG 3.5 . CÁC KHỐI LƯU LƯỢNG SDH/SONET CỦA OMS 2400 82
BẢNG 3.6 . SỐ LƯỢNG GIAO DIỆN CỦA OMS 2430 87
BẢNG 3.7. SỐ LƯỢNG GIAO DIỆN CỦA HỆ THỐNG OMS 2450 89
BẢNG 3.8 . SỐ LƯỢNG GIAO DIỆN CỦA HỆ THỐNG OMS 2470 91
BẢNG 3.9 . CÁC LỚP ETHERNET OAM PB VÀ PBB-TE 93
BẢNG 3.10 . CÁC GIAO DIỆN VÀ GIAO THỨC QUẢN LÝ 102
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
vii
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Các thuật ngữ viết tắt
Thuật ngữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt
10 GE or 10 GbE 10 Gigabit Ethernet
Công nghệ Ethernet 10Gb
APD Avalanche Photodiode
Phô tô đi ốt quang thác
AUX Auxiliary
Thiết bị phụ trợ
BER Bit Error Rate
Tỷ lệ lỗi bít
CCU Control and Communication Unit
Khối điều khiển và truyền
thông
CD-ROM
Compact Disk – Read Only
Memory
Đĩa nén, bộ nhớ chỉ đọc
CWDM
Coarse Wavelength Division

Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo
bước sóng
DCN Digital Communication Network
Mạng truyền thông số
DGD Differential Group Delay
Trễ nhóm khác nhau
E-FEC
Enhanced Forward Error
Correction
Sửa lỗi tăng cường
EMC Electro-Magnetic Compatibility
Tương thích điện từ trường
ENEA Ethernet Network Assistant Tool
Công cụ hỗ trợ mạng Ethernet
EPOC
Ethernet Planner for Optimized
Cost
ETN Ethernet Transport Node
Nút truyền Ethernet
ETSI
European Telecommunication
Standardization Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông
châu Âu
EXP OMS 2430 Exp/Prot Unit
Khôi mở rộng OMS 2430
FAP (switch) Fabric Adapter Processor
Bộ xử lý tương thích trường
chuyển mạch

FastEth Fast Ethernet
Ethernet tốc độ cao
FEC Forward Error Correction
Sửa lỗi tiến
Ffs or ffs For further study
Dành cho tương lai
FWHM Full Width Half Maximum
Giá trị cực đại nửa độ rộng
hoàn toàn
G.709
(referred to) ITU-T G.709
Recommendation
Khuyến nghị của ITU-T
GB Gigabyte
Đơn vị đo thông tin
GbE or GigEth Gigabit Ethernet
Đơn vị đo thông tin
GFP Generic Framing Procedure
Thủ tục đóng khung chung
IEEE
Institute of Electrical and
Electronics Engineers
Viện các kỹ thuật điện và điện
tử
IP Internet Protocol
Giao thức Internet
ITU-T
International Telecommunication
Union – Telecommunication
Tổ chức liên minh viễn thông

quốc tế-phân hệ viễn thông
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
viii
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Thuật ngữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt
sector
KOP Kit Of Part
Bộ linh kiện
LAN Local Area Network
Mạng nội bộ
LC
Lucent Connector (type of optical
connector)
Bộ kết nối chuẩn hãng Lucent
LCT Local Craft Terminal
Đầu cuối xử lý nội bộ
LED Light Emitting Diode
Đèn LED
LGX
Mechanical Standard for passive
optical devices
Chuẩn cơ học cho các thiết bị
quang thụ động
LTU
Line Termination Unit (for OMS
2450)
Bộ đầu cuối đường dây
MAC Media Access Control
Khối điều khiển truy nhập
phương tiện

MB Megabyte
Đơn vị đo thông tin
ME Manufacturing Entity
Phân hệ sản xuất
MEN Metropolitan Ethernet Network
Mạng Ethernet thành phố
MGMT Management
Quản ly
MLM Multi Linear Mode
Chế độ đa tuyến tính
MMF Multi Mode Fibre
Sơi quang đa mode
MPLS Multi Protocol Label Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao
thức
MSTP Multiple Spanning Tree Protocol
Giao thức cây bao hàm đa cấp
MTBF Mean Time Between Failures
Thời gian thực giữa các lỗi
NG-SDH
Next Generation Synchronous
Digital Hierarchy
Công nghệ SDH thế hệ tiếp
theo
NP or NPU
Network Processor or Network
Processing Unit
Khối xử lý mạng
OADM
Optical Add/Drop Module (or

Multiplexer)
Bộ ghép kênh quang
OC-n
Optical Carrier (-n is the
multiplexing level) in SONET
Sóng mang quang
OMS Optical Multi-Service
Thông tin quang đa dịch vụ
OSNR Optical Signal to Noise Ratio
Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu trong
thông tin quang
OTN
Optical Transport Network as per
ITU-T G.709 Recommendation
Khuyến nghị của ITU-T về
mạng truyền tải quang
OTUx
Optical Transport Unit (x is the
multiplexing level) in OTN
Khối truyền tải quang
PDH
Công nghệ ghép kênh cận
đồng bộ
PIN
Positive-Intrinsic-Negative
photodiode
Một loại nguồn quang
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
ix
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400

Thuật ngữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt
PoS Packet over SONET/SDH
Các gói qua mạng
SONET/SDH
PSU Power Supply Unit
Khối nguồn cung cấp
RAM Random Access Memory
Bộ nhớ truy nhập ngẫu nhiên
Rel. Release
Giải phóng
RPR Resilient Packet Ring
Vòng ring gói
RSTP Rapid Spanning Tree Protocol
Giao thức cây bao hàm nhanh
SC
Standard Connector (type of
optical connector)
Bộ kết nối chuẩn
SDH Synchronous Digital Hierarchy
Công nghệ ghép kênh đồng
bộ
SFP
Small Form factor Pluggable
transceiver
Bộ thu phát có thể tháo lắp
SLM Single Linear Mode
Chế độ tuyến tính đơn giản
SMF Single Mode Fibre
Sợi quang đơn mode
SONET Synchronous Optical Network

Mạng quang đồng bộ
SRS Stressed Receiver Sensitivity
Bộ thu nhạy quang
STM-n
Synchronous Transport Module (-
n is the multiplexing level) in
SDH
Mô đun truyền đồng bộ
STP Spanning Tree Protocol
Giao thức cây bao hàm
SYNC Synchronization
Đồng bộ
TBD To Be Defined/Discussed
Được định nghĩa
VOA Variable Optical Attenuator
Bộ suy hao quang biến đổi
WAN Wide Area Network
Mạng diện rộng
WxHxD Width x Height x Depth
Chiều Rộng x Cao x Sâu
XFP
Small Form factor Pluggable
transceiver for 10 Gb/s bit rate
Bộ thu phát có thể tháo lắp
tốc độ bít 10 Gb/s
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
x
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Lời nói đầu
Trong xu hướng phát triển của mạng viễn thông trên thế giới, thông tin quang luôn

đóng một vai trò hết sức quan trọng. Nhu cầu truyền thông tin, dữ liệu đi xa và đặc
biệt là từ bất bất cứ nơi nào và đến bất cứ nơi đâu trên thế giới đã có từ rất lâu đời.
Trong đó đòi hỏi dung lượng truyền tải thông tin lớn, chất lượng thông tin tại phía thu
đảm bảo nhất cũng như độ an toàn và bảo mật thông tin cao nhất. Bên cạnh đáp ứng
được những yêu cầu đó, việc lựa chọn kỹ thuật truyền dẫn SDH làm sơ sở cho mạng
Viễn thông hiện tại và bổ sung công nghệ NG-SDH nhằm khắc phục những nhược
điểm của công nghệ SDH và nâng cao chất lượng dịch vụ mạng viễn thông là hướng đi
hoàn toàn đúng đắn và hợp lý.
Ngoài ra, không chỉ đáp ứng được các yêu cầu về truyền tải chất lượng cao, mạng
thông tin quang và đặc biệt là các thiết bị trong mạng cũng phải đáp ứng được các yêu
cầu hỗ trợ và phát triển đa dạng các dịch vụ cho các nhà khai thác cũng như khách
hàng. Với tiêu chí đó, hãng Marconi (từ tháng 1 năm 2006 đã là thành viên của tập
đoàn viễn thông Ericsson) đã đưa ra hệ thống thông tin quang đa dịch vụ OMS 2400.
Đây là thiết bị quang hỗ trợ nhiều dịch vụ truyền tải IP và là thiết bị hoàn toàn mới
không chỉ đối với mạng viễn thông Việt Nam mà cả trên thế giới.
Được sự hướng dẫn của thầy giáo, Tiến Sỹ Bùi Trung Hiếu, em đã mạnh dạn tìm
hiểu về công nghệ SDH và thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400 của hãng Marconi và
lấy tên đề tài là “Công nghệ SDH và Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
(Marconi)”. Nội dung đề tài gồm hai phần chính:
Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin quang
Chương 2: Công nghệ NG-SDH
Chương 3: Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Trân trọng cảm ơn thầy giáo; Tiến Sỹ Bùi Trung Hiếu đã giúp đỡ em trong quá
trình xây dựng ý tưởng và hoàn thành đồ án này. Trong quá trình tìm hiểu và nghiên
cứu, đồ án không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, em rất mong nhận được
những ý kiến đóng góp từ các thầy cô, bạn bè để đồ án này được hoàn thiện hơn.
Sinh viên
Phạm Tiến Thành
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
1

Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Chương 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG
1.1. Giới thiệu chung
Hệ thống thông tin quang là một phần quan trọng trong mạng viễn thông ngày nay.
Ở đó, thông tin được truyền đi dưới dạng ánh sáng và sử dụng các sợi quang để truyền
thông tin. Thông tin truyền đi trong hệ thống thông tin quang được thực hiện ở tần số
sóng mang cao trong vùng nhìn thấy hoặc vùng hồng ngoại gần của phổ sóng điện từ.
1.1.1. Mô hình hệ thống thông tin quang
Về cơ bản, mô hình hệ thống thông tin quang cũng giống như mô hình tổng quát
của một hệ thống truyền tin (hình 1.1). Trong mô hình này, tín hiệu cần truyền đi sẽ
được phát vào môi trường truyền dẫn tương ứng, và ở đầu thu sẽ thu lại tín hiệu cần
truyền. Như vậy tín hiệu đã được truyền từ nơi gửi tín hiệu đi tới nơi nhận tín hiệu đến.
Thông tin quang có tổ chức hệ thống như các hệ thống thông tin khác, vì thế mà thành
phần cơ bản của hệ thống thông tin quang cũng như mô hình chung, tuy nhiên môi
trường truyền dẫn ở đây chính là sợi quang. Do đó sợi quang sẽ thực hiện truyền ánh
sáng có mang tín hiệu thông tin từ phía phát tới phía thu.

Hình 1.1 Mô hình truyền thông tin với các thành phần cơ bản
Một hệ thống thông tin quang bao gồm các thành phần cơ bản:
Phần phát quang (thiết bị phát)
Sợi quang (môi trường truyền dẫn)
Phần thu quang (thiết bị thu)
Phần phát quang được cấu tạo từ nguồn phát tín hiệu quang và các mạch điện điều
khiển. Các mạch điều khiển có thể là bộ điều chế ngoài hay các bộ kích thích tùy thuộc
vào các kỹ thuật điều biến. Nguồn phát quang tạo ra sóng mang tần số quang, còn các
mạch điều khiển biến đổi tín hiệu thông tin thành dạng tín hiệu phù hợp để điều khiển
nguồn sáng theo tín hiệu mang tin. Có hai loại nguồn sáng được dùng phổ biến trong
thông tin quang là LED (Light Emitting Diode) và LD (Laser Diode).
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
Thiết

bị
phát
Môi
trường
truyền dẫn
Thiết
bị
thu
2
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Sợi quang là môi trường truyền dẫn trong thông tin quang. So với môi trường
truyền dẫn khác như môi trường không khí trong thông tin vô tuyến và môi trường cáp
kim loại thì truyền dẫn bằng sợi quang có nhiều ưu điểm nổi bật đó là : hầu như không
chịu ảnh hưởng của môi trường ngoài, băng tần truyền dẫn lớn, và suy hao thấp. Với
những ưu điểm đó, cùng với nhiều tiến bộ trong lĩnh vực thông tin quang, sợi quang đã
được sử dụng trong các hệ thống truyền đường dài, hệ thống vượt đại dương. Chúng
vừa đáp ứng được khoảng cách vừa đáp ứng được dung lượng truyền dẫn cho phép
thực hiện các mạng thông tin tốc độ cao. Sợi quang có 3 loại chính là : sợi quang đa
mode chiết suất nhảy bậc, sợi đa mode chiết suất biến đổi và sợi quang đơn mode. Tùy
thuộc vào hệ thống mà loại sợi quang nào được sử dụng, tuy nhiên hiện nay các hệ
thống thường sử dụng sợi đơn mode để truyền dẫn vì ưu điểm của loại sợi này.
Phần thu quang có chức năng để chuyển tín hiệu quang thu được thành tín hiệu
băng tần cơ sở ban đầu. Nó bao gồm bộ tách sóng quang và các mạch xử lý điện. Bộ
tách sóng quang thường sử dụng các photodiode như PIN và APD. Các mạch xử lý tín
hiệu điện này có thể bao gồm các mạch khuếch đại, lọc và mạch tái sinh.
1.1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống thông tin quang
Nguyên lý này thực hiện việc truyền thông tin từ phía phát qua môi trường sợi
quang và cuối cùng đến phía thu. Tại mỗi phần tín hiệu thông tin được biến đổi như
sau :
Phía phát : Nguồn tín hiệu thông tin như tiếng nói, hình ảnh, dữ liệu… sau khi

được xử lý trở thành tín hiệu điện (có thể ở dạng tương tự hoặc số) sẽ được đưa đến bộ
phát quang (cụ thể là nguồn quang). Các tín hiệu điện đưa vào bộ phát quang được
điều chế quang theo nhiều phương pháp điều biến khác nhau (điều biến trực tiếp
cường độ ánh sáng hay điều biến gián tiếp) để thu được tín hiệu quang. Tín hiệu quang
này sẽ được ghép vào sợi quang để truyền đi tới phía thu.
Môi trường sợi quang: Là môi trường truyền dẫn ánh sáng (tín hiệu đã được điều
chế quang) từ đầu phát tới đầu thu. Trong quá trình truyền dẫn này, do đặc tính quang
học của ánh sáng và sợi quang mà tín hiệu quang bị suy giảm (suy hao và tán sắc). Cự
ly truyền dẫn càng dài thì ánh sáng bị suy giảm càng mạnh, điều này dẫn đến khó khăn
khi khôi phục tín hiệu ở phía thu. Do vậy, trên tuyến truyền dẫn thông tin quang,
thường có các bộ khuếch đại tín hiệu quang và các trạm lặp nhằm tái tạo lại tín hiệu bị
suy giảm trên đường truyền.
Phía thu : Tín hiệu thu được từ môi trường truyền dẫn sẽ được bộ thu quang tiếp
nhận. Tại đây, tín hiệu quang sẽ được biến đổi ngược trở lại thành tín hiệu điện như tín
hiệu phát ban đầu. Cuối cùng ta thu được tín hiệu cần thông tin.
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
3
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
1.1.3. Ưu điểm của hệ thống thông tin quang
Hệ thống thông tin quang sử dụng môi trường truyền dẫn là sợi quang nên hệ
thống có những ưu điểm hơn các hệ thống truyền thống sử dụng cáp đồng hay hệ
thống thông tin vô tuyến trước đây, đó là :
− Dung lượng truyền dẫn lớn : Trong hệ thống thông tin sợi quang, băng tần
truyền dẫn của sợi quang là rất lớn cho phép phát triển các hệ thống WDM
dung lượng lớn. So với truyền dẫn vô tuyến hay truyền dẫn dùng cáp kim
loại thì truyền dẫn sợi quang cho dung lượng lớn hơn nhiều.
− Suy hao thấp : Suy hao truyền dẫn của sợi quang tương đối nhỏ, đặc biệt là
trong vùng cửa sổ 1300nm và 1550nm. Suy hao nhỏ nên sợi quang có thể
cho phép truyền dẫn băng rộng, tốc độ lớn hơn rất nhiều so với cáp kim
loại cùng chi phí xây dựngs mạng.

− Không chịu ảnh hưởng của môi trường bên ngoài : Bởi vật liệu của sợi
quang cách điện, không chịu ảnh hưởng của các yếu tố như điện từ trường
nên không bị nhiễu điện từ…
− Độ tin cậy : Tín hiệu truyền trong sợi quang hầu như không chịu ảnh
hưởng của môi trường bên ngoài, không gây nhiễu ra ngoài cũng như sự
xuyên âm giữa các sợi quang. Do đó sợi quang thực tế cho chất lượng
truyền dẫn rất tốt với độ tin cậy cao, tính bảo mật cũng cao hơn so với
truyền dẫn vô tuyến và cáp kim loại.
− Chi phí thấp : Vì vật liệu chế tạo sợi quang sẵn có, đồng thời sợi lại nhẹ
hơn cáp kim loại và có thể uốn cong, lắp đặt dễ dàng và ít bị hư hỏng do
các yếu tố thiên nhiên tác động (như nắng, mưa…) nên hệ thống có thể tiết
kiệm được chi phí xây dựng.
Thông tin sợi quang có nhiều ưu điểm từ sợi quang đem lại tuy nhiên sợi quang
cũng tồn tại một số nhược điểm như khó chế tạo, hàn nối phức tạp vì sợi quang rất bé,
và rất dễ đứt gẫy.
1.2. Sự phát triển của kỹ thuật thông tin quang
Hệ thống thông tin quang mới phát triển trong mấy thập kỷ gần đây (mặc dù các
phương thức sơ khai của thông tin quang đã xuất hiện từ rất lâu trong xã hội loài
người) nhưng nó đã đạt được rất nhiều thành tựu cao. Cho đến nay hệ thống thông tin
quang đã trải qua nhiều thế hệ. Mục tiêu chủ yếu của các nỗ lực phát triển này là đồng
thời tăng dung lượng và khoảng cách truyền dẫn. Quá trình phát triển của hệ thống
thông tin quang có thể tóm tắt qua năm thế hệ sau :
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
4
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Năm 1960, việc phát minh ra Laser để làm nguồn phát quang đã mở ra một thời kỳ
mới có ý nghĩa rất to lớn trong lịch sử phát triển của kỹ thuật thông tin quang sử dụng
dải tần số ánh sáng. Tuy vậy Laser thời kỳ này lại có dòng ngưỡng quá cao, nhiệt độ
làm việc thấp, thời gian sống ngắn. Một hướng nghiên cứu khác cùng khoảng thời gian
này là truyền thông qua sợi quang. Theo lý thuyết thì sợi quang cho phép con người

thực hiện thông tin với lượng kênh lớn hơn gấp nhiều lần các hệ thống vi ba hiện có.
Thực tế thì suy hao của sợi quang trong giai đoạn này lại rất cao, ~1000dB/km, do đó
vẫn chưa chứng tỏ khả năng vượt trội so với các hệ thống cũ.
Khoảng năm 1966, qua các khuyến nghị của Kao, Hockman cho thấy có thể cải
thiện được suy hao do vật chất chế tạo sợi. Năm 1970, Kapron đã có thể chế tạo sợi
quang có độ suy hao 20dB/km, tại bước sóng λ = 1μm. Suy hao này nhỏ hơn rất nhiều
so với thời điểm đầu chế tạo sợi và cho phép tạo ra cự ly truyền dẫn tương đương với
các hệ thống truyền dẫn bằng cáp đồng. Được sự cổ vũ từ thành công này, các nhà
khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới đã bắt đầu tiến hành các hoạt động nghiên cứu và
phát triển kỹ thuật thông tin quang. Kết quả là các công nghệ mới để giảm suy hao
truyền dẫn của sợi, tăng băng thông của các Laser bán dẫn đã được phát triển thành
công trong những năm 70. Như chỉ ra trong bảng 1.1, độ suy hao đã giảm xuống còn
0,18dB/km. Cho tới đầu những năm 1980, các hệ thống thông tin trên sợi dẫn quang
đầu tiên đã được đưa vào hoạt động với bước sóng Laser (GaAlAs/GaAs) hoạt động ở
vùng 0,8μm, tốc độ bít B = 45Mb/s, khoảng cách lặp L ~10÷ 20 km (khoảng 16km).
Giai đoạn thông tin quang thế hệ thứ nhất phát triển từ đây. Giai đoạn này Laser bán
dẫn InGaAsP/InP có bước sóng phát 1,3μm được chế tạo khá hoàn thiện và hướng
nghiên cứu sợi quang với bước sóng 1,3μm, suy hao 1dB/km, hệ số tán sắc cực tiểu rất
được quan tâm.
Giữa những năm 80, hệ thống thông tin quang thế hệ thứ 2 sử dụng Laser với bước
sóng 1330nm đã được đưa vào sử dụng. Thời gian đầu tốc độ bít B chỉ đạt 100Mb/s do
sử dụng sợi đa mode. Khi sợi đơn mode được đưa vào sử dụng, tốc độ bít đã được tăng
lên rất cao. Năm 1987 hệ thống thông tin quang λ = 1330nm, B=1,7 Gb/s, L= 50 km
đã được sản xuất và đưa ra thị trường với suy hao của sợi ~ 0,5 dB/km.
Năm 1990 hệ thống thông tin quang thế hệ thứ 3 sử dụng Laser bán dẫn bước sóng
1550nm (InGaAsP) với suy hao trong sợi quang cỡ 0,2dB/km đã được thương mại
hóa. Tốc độ bít đã đạt đến 2,5Gb/s và sau đó đã đạt đến 10Gb/s. Tuy nhiên hệ số tán
sắc trong sợi quang tại bước sóng 1550nm lại khá cao (16-18ps/nm.km) do đó hạn chế
khoảng cách trạm lặp của hệ thống mặc dù công suất quang còn cho phép truyền xa
hơn. Đặc trưng khoảng cách của thế hệ thứ 3 là 60 - 70 km tại tốc độ 2,5 Gb/s. Ở giai

đoạn này đã sử dụng các công nghệ bù tán sắc như kiểu dịch tán sắc (DSF) hoặc làm
phẳng tán sắc (DFF) để tăng khoảng cách lặp, có thể lên đến 100km.
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
5
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Thế hệ thông tin quang thứ 4 đã sử dụng khuếch đại quang để tăng khoảng lặp và
kỹ thuật ghép nhiều bước sóng (WDM) trong một sợi quang để tăng dung lượng
truyền dẫn. Khuếch đại quang pha tạp Erbium (EDFA) có khả năng bù cho suy hao
quang trong cách khoảng cách lớn hơn 100km. EDFA được nghiên cứu thành công
trong phòng thí nghiệm vào năm 1987 và trở thành thương phẩm năm 1990. Năm
1991 lần đầu tiên hệ thống thông tin quang có EDFA được thử nghiệm truyền tín hiệu
số tốc độ 2,5Gb/s trên khoảng cách 21000km và 5 Gb/s trên khoảng cách 14300 km.
Về công nghệ WDM, hệ thống thông tin sử dụng công nghệ này giúp tăng dung lượng
kênh đáng kể. Khuếch đại quang EDFA có thể khuếch đại toàn bộ các bước sóng
quang trong dải 1525 – 1575 nm mà không cần phải tách từng bước sóng. Trong năm
1996 đã thử nghiệm tuyến truyền dẫn 20 bước sóng quang với tốc độ bít của từng
bước sóng là 5Gb/s trên khoảng cách 9100km. Tốc độ bít của tuyến đã đạt 100Gb/s và
BL đã là 910 (Tb/s).km. Trong năm 2000, hệ thống TPC - 6 xuyên qua Đại Tây
Dương đã có dung lượng 100Gb/s và hoạt động hiệu quả.
Thế hệ thứ 5 của hệ thống thông tin quang dựa trên cơ sở giải quyết vấn đề tán sắc
trong sợi quang. Khuếch đại quang đã giải quyết hoàn hảo suy hao quang sợi nhưng
không giải quyết được vấn đề tán sắc. Có nhiều phương án để bù tán sắc nhưng
phương án có tính khả dụng cao nhất là dựa trên hiệu ứng Soliton quang. Hiệu ứng
Soliton quang là một hiệu ứng phi tuyến trong sợi quang, nó dựa trên cơ sở tương tác
bù trừ tán sắc của các thành phần quang trong một xung quang cực ngắn được truyền
trong sợi quang không có suy hao.Năm 1994 hệ Soliton thử nghiệm truyền dẫn tín
hiệu 10Gb/s trên khoảng cách 35000km và 15Gb/s trên khoảng cách 24000km. Năm
1996 hệ thống WDm 7 bước sóng truyền Soliton trên khoảng cách 9400km với dung
lượng 70Gb/s.
Hiện nay các hệ thống thông tin quang đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới,

chúng đáp ứng tất cả các tín hiệu tương tự và số, chúng cho phép truyền dẫn tất cả các
tín hiệu dịch vụ băng hẹp và băng rộng. Khi công nghệ chế tạo các phần tử quang càng
phát triển, hiện đại thì hệ thống thông tin quang càng có khả năng ứng dụng rộng lớn
hơn và trở thành một lĩnh vực quan trọng trong viễn thông.
1.3. Phân loại các phần tử quang điện trong thông tin quang
Một hệ thống thông tin quang được cấu thành từ rất nhiều phần tử quang điện khác
nhau. Một tuyến thông tin quang có thể bao gồm các phần tử như thể hiện trên hình
1.3.
Các phần tử này có nhiều đặc tính, chức năng, tốc độ hoạt động và vị trí khác
nhau. Tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống được sử dụng mà các phần tử này được sử
dụng cho chức năng nào hay vị trí nào trên hệ thống.
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
6
ỏn tt nghip i hc Cụng ngh NG-SDH & Thit b quang a dch v OMS 2400
phõn loi cỏc phn t quang in trong h thng thụng tin quang ta cú nhiu
tiờu chớ phõn loi nh: c im. v trớ, chc nng hay ng dng Da vo c
im hot ng ca cỏc phn t quang in trong h thng thụng tin quang cú th chia
thnh hai nhúm l cỏc phn t th ng v cỏc phn t tớch cc.

Hỡnh 1.2. Cỏc thnh phn trong mt tuyn thụng tin quang
1.3.1. Cỏc phn t th ng
Cỏc phn t th ng hot ng khi cú chựm sỏng truyn qua nú. Phn t th ng
hot ng khụng cn ngun kớch thớch, nú ch n thun bin i cỏc tớn hiu trong
min quang m khụng cú s chuyn i sang min in. Nhng c im ny dn n
v nguyờn lý hot ng cỏc phn t th ng ch yu da vo cu trỳc quang hỡnh ca
chớnh bn thõn chỳng, v tuõn theo cỏc nh lut hay cỏc nguyờn lý ỏnh sỏng. Cỏc phn
t th ng cú nhng u im v cu trỳc, v trớ lp t, v ng dng nh :
D dng lp t bt k v trớ no trờn h thng vỡ khụng cn cú ngun
cung cp hot ng i kốm theo.
n gin v cu trỳc.

D dng bo trỡ.
An ton v in cho ngi s dng.
Phm Tin Thnh HCD06VT2
Tín hiệu
vào
S
ợ
i

d
ẫ
n

q
u
a
n
g
Bộ phát quang
Bộ nối
quang
Mối hàn sợi
Bộ chia
qua
Đầu thu
quang
Chuyển đổi
tín hiệu
Mạchđiều
khiển

Nguồn
phát quang
Bộ thu quang
Khuếch đại
Khuếch đại
/lặp
7
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Tuy vậy chúng có những nhược điểm so với phần tử tích cực đó chính là thụ động
về cấu hình nên khả năng thay đổi, điều chỉnh hoạt động kém, không linh hoạt. Chất
lượng hoạt động của các phần tử thụ động cũng phụ thuộc vào vật liệu và công nghệ
chế tạo của bản thân thiết bị như các vấn đề về suy hao hay tán sắc của các phần tử thụ
động. Công nghệ càng phát triển thì khả năng của các phần tử thụ động càng cao.
Các phần tử thụ động trong hệ thống thông tin quang bao gồm :
− Sợi quang
− Coupler quang
− Các bộ lọc quang
− Bộ cách ly quang
− Bộ bù tán tắc
1.3.2. Các phần tử tích cực
Các phần tử tích cực là các phần tử quang điện hoạt động dựa theo vào tính chất
hạt của ánh sáng và cơ sở vật lý bán dẫn. Khi hoạt động, các phần tử tích cực dựa vào
kích thích điện ngoài để biến đổi tín hiệu mà nó cần xử lý. Do vậy khác với các phần
tử thụ động, để hoạt động được các phần tử cần nguồn kích thích. Điều này dẫn đến
yêu cầu của phần tử tích cực phức tạp hơn các phần tử thụ động như : vị trí lắp đặt, cơ
chế bảo dưỡng chống quá áp của nguồn, yêu cầu an toàn về điện… Tuy nhiên các
phần tử tích cực có thể điều chỉnh hiệu quả hoạt động khi thay đổi nguồn cung cấp.
Các phần tử tích cực bao gồm :
− Nguồn quang
− Bộ tách quang

− Bộ khuếch đại quang
− Chuyển đổi bước sóng
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
8
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Chương 2. CÔNG NGHỆ NG-SDH
2.1. Giới thiệu chung về công nghệ NG-SDH
2.1.1. Nhược điểm của công nghệ truyền dẫn SONET/SDH truyền thống.
SONET/SDH truyền thống là công nghệ TDM đã được tối ưu hóa để truyền tải
các lưu lượng dịch vụ thoại. Khi truyền tải các lưu lượng dựa trên dịch vụ IP, các
mạng sử dụng công nghệ SONET/SDH truyền thống gặp phải một số hạn chế sau:
• Liên kết cứng: do các tuyến kết nối giữa hai điểm kết nối được xác lập cố định,
có băng tần không đổi, thậm chí khi không có lưu lượng đi qua hai điểm này thì
băng thông này cũng không thể được tái sử dụng để truyền tải lưu lượng của kết
nối khác dẫn tới không sử dụng hiệu quả băng thông của mạng. Trong trường
hợp kết nối điểm điểm(hình 2.1a), mỗi kết nối giữa hai điểm chỉ sử dụng 1/4
băng thông của cả vòng ring. Cách xác lập kết nối cứng như vậy làm giới hạn
băng thông tối đa khi truyền dữ liệu đi qua hai điểm kết nối, đây là một hạn chế
cơ bản của mạng SONET/SDH truyền thống khi truyền tải các dịch vụ IP, do
các dịch vụ này có đặc điểm thường có sự bùng nổ về nhu cầu lưu lượng một
cách ngẫu nhiên.
• Lãng phí băng thông khi sử dụng cấu hình mesh: khi mạng SONET/SDH thiết
lập các liên kết logic để tạo ra cấu trúc mesh(như hình 2.1b), băng thông của
vòng ring buộc phải chia thành 10 phần cho các liên kết logic. Việc định tuyến
phân chia lưu lượng như vậy không những rất phức tạp mà còn làm lãng phí rất
lớn băng thông của mạng. Khi nhu cầu lưu lượng truyền trong nội bộ mạng
MAN tăng lên, việc thiết lập thêm các node, duy trì và nâng cấp mạng trở nên
hết sức phức tạp.
• Các lưu lượng truyền dữ liệu quảng bá: trong các Ring SONET/SDH, việc
truyền các dữ liệu quảng bá chỉ có thể thực hiện được khi phía phát và tất cả các

điểm thu đều đã được xác lập kết nối logic. Các gói tin quảng bá được sao chép
lại thành nhiều bản và gửi đến từng điểm đích dẫn tới việc phải truyền nhiều lần
cùng một gói tin trên vòng ring. Điều này gây lãng phí lớn đối với băng thông
của mạng.
• Lãng phí băng thông cho việc bảo vệ mạng: thông thường đối với các mạng
SONET/SDH 50% băng thông của mạng được dành cho việc dự phòng cho
mạng. Mặc dù việc dự phòng này là hết sức cần thiết nhưng các công nghệ
SONET/SDH truyền thống không cung cấp khả năng cho phép nhà cung cấp
dịch vụ lựa chọn lượng băng thông sử dụng cho việc dự phòng các sự cố.
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
9
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Ngoài ra, khi sử dụng mạng SONET/SDH truyền thống để truyền các lưu lượng
Ethernet còn có một yếu tố nữa là tốc độ của Ethenet không tương đương với
SONET/SDH. Điều này dẫn đến phải thiết lập các tuyến kết nối của mạng
SONET/SDH có tốc độ cao hơn so với của dịch vụ Ethenet, nhưng lại làm giảm hiệu
quả sử dụng băng thông của mạng lưới .
Ethenet SONET SDH
Tốc độ
truyền
Hiệu suất sử dụng băng
thông
10Mbps STS-1 VC-3 48,4Mbps 21%
100Mbps STS-3c VC-4 150Mbps 67%
1Gbps STS-28c VC-4-16c 2,4Gbps 42%
Bảng 2.1: Hiệu suất sử dụng băng thông khi truyền dịch vụ Ethernet qua mạng
SONET/SDH
2.1.2. Những đặc trưng của NG SONET/SDH.
Nhu cầu truyền tải các loại dịch vụ như IP, Ethernet, Fiber Channel,
ESCON/FICON… qua mạng SONET/SDH đã xuất hiện từ rất lâu. Tuy nhiên chỉ đến

khi lưu lượng số liệu bùng nổ trong những năm đầu thập kỷ 90 người ta mới thực hiện
nghiên cứu các giao thức nhằm sắp xếp lưu lượng số liệu vào trong tải đồng bộ
SONET/SDH. Từ đó cho đến nay đã có nhiều giao thức thực thi được công bố và
chuẩn hóa trong các tổ chức tiêu chuẩn như ANSI, ETSI, ITU-T và tổ chức công
nghiệp như EITF, IOF, Nội dung phần này sẽ trình bày những giao thức được sử
dụng để truyền tải lưu lượng IP trên mạng SONET/SDH. Những giải pháp này đang
được áp dụng trong thực tế.
POS
Có hai kiểu giao diện IP/SDH:
 VC4 hoặc “ống” kết chuỗi VC4 cung cấp băng tần tổng hợp, không có bất cứ
sự phân chia nào giữa các dịch vụ IP hiện diện trong luồng sợi.
 Giao diện kênh hóa, ở đây đầu ra quang STM-16 có thể chứa 16 VC4 riêng rẽ
với dịch vụ phân biệt cho từng VC4. VC4 khác nhau cũng có thể được định
tuyến qua mạng SDH tới các bộ định tuyến đích khác nhau.
IP Gói số liệu có độ dài cực đại 65535 byte
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
10
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Bảng 2.2: Các giao thức sử dụng cho IP/SDH
Phiên bản IP/SDH được xem xét ở đây sử dụng giao thức PPP và khung HDLC. Phiên
bản này cũng được biết đến với tên gọi khác là POS. PPP là một phương pháp chuẩn
để đóng gói các gói IP và các kiểu gói khác cho truyền dẫn qua nhiều môi trường từ
đường điện thoại tương tự tới SDH, và cũng bao gồm chức năng thiết lập và giải
phóng các tuyến (LCP). HDLC là phiên bản chuẩn hóa của SDLC theo ISO, giao thức
này được IBM phát triển trong những năm 1970. Khung HDLC chứa dãy cờ phân
định ranh giới ở điểm đầu và điểm cuối của khung cùng một trường kiểm tra CRC để
kiểm soát lỗi.
MAPOS (Giao thức đa truy nhập qua SONET)
Giao thức MAPOS là giao thức lớp tuyến số liệu hỗ trợ IP trên SDH. Giao thức
MAPOS cũng được gọi dưới một tên khác là POL. Đây là một giao thức chuyển mạch

gói phi kết nối dựa trên việc mở rộng khong POS (PPP-HDLC) được NTT phát triển
(xem hình 2.3). Trước đây MAPOS được phát triển với mục đích mở rộng dung lượng
tốc độ cao SONET cho LAN nhưng hiện nay sự hiện diện của Gigabit Ethernet dường
như đã làm cho người ta lãng quên nó. Hiện tại cũng có một số chuyển mạch MAPOS
được thử nghiệm tại Tokyo, Nhật bản.
Trong hình 2.3 biểu diễn khung MAPOS thế hệ 1 và 2. Giao thức MAPOS/POL
được xem như sự mở rộng thành phần khung HDLC. Các trường được truyền trong
MAPOS là:
 Dãy cờ, sử dụng cho đồng bộ khung
 Địa chỉ, chứa địa chỉ đích HDLC (8 bit trong phiên bản 1 và 16 trong phiên bản
2)
 Điều khiển, là trường điều khiển có giá trị 0x03, thuật ngữ chuyên môn trong
HDLC nghĩa là khung thông tin không đánh số với bit Poll/Final được thiết lập
bằng 0.
 Giao thức, xác định giao thức cho việc bao gói số liệu trong trường thông tin
của nó
 Trường thông tin, chứa gói số liệu tối đa 64Kbyte
 Dãy kiểm tra khung, được tính trên khắp các bit mào đầu, giao thức và trường
tin
Cờ Địa chỉ
đích
Điều
khiển
Giao thức Trường
thông tin
FCS
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
11
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
0x7E 8 bit 0x03 (16bit) (0-65280 bytes) (16/32 bit)

Cờ Địa chỉ đích Giao thức Trường
thông tin
FCS
0x7E 16 bit (16bit) (0-65280 bytes) (16/32 bit)
Hình 2.3. Khung MAPOS
Việc thực hiện giao thức MAPOS trong bộ định tuyến IP chuẩn với các giao diện POS
đã được thực hiện trong khoảng thời gian ngắn. chỉ có hai chức năng mới (Giao thức
chuyển mạch nút-NSP và giao thức phân chia địa chỉ-ARP) được thêm vào giao thức
MAPOS
2.1.3. LAPS
Giao thức truy nhập tuyến SDH (LAPS) là một giao thức tuyến số liệu được thiết
kế cho mục đích IP/SDH và Ethernet/SDH được ITU-T chuẩn hóa lần lượt trong
khuyến nghị X.85 và X.86. LAPS hoạt động như khung HDLC bao gồm dịch vụ liên
kết số liệu và chỉ tiêu giao thức để thực hiện việc sắp xếp gói IP vào tải SDH. IP/SDH
sử dụng LAPS như một sự kết hợp kiến trúc thông tin số liệu giao thức IP (hoặc các
giao thức khác) với mạng SDH. Lớp vật lý, lớp tuyến số liệu và lớp mạng hoặc các
giao thức khác được hiện diện tuần tự gồm SDH, LAPS, và IP hoặc PPP. Mối liên hệ
này được biểu diễn như ngăn giao thức/lớp cho IP trên STM-n. Hình 2.4 mô tả
IP/SDH như ngăn giao thức/lớp.
LAPS
VC bËc thÊp
TCP/UDP
IP
VC bËc cao
§o¹n ghÐp kªnh
§o¹n lÆp
§o¹n ®iÖn/quang G.703/G.957
G.707/Y.1322
Giao thøc Internet
Hình 2.4. Ngăn giao thức/lớp cho IP trên STM-n sử dụng LAPS X.85 (Ngăn

TCP/UDP/IP được thay bằng Ethernet đối với X.86)
Định dạng khung của LAPS bao gồm (hình 2.5):
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
12
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
 Trường cờ: chỉ điểm bắt đầu và kết thúc khung (từ mã cố định 01111110)
 Trường địa chỉ: liền ngay sau trường cờ được gán giá trị cố định để biểu thị
trường cờ
 Trường điều khiển và SAPI: Trường điều khiển có giá trị hexa 0x03 và lệnh
thông tin không đánh số với giá trị Poll/Final là 0. SAPI chỉ ra điểm đó dịch vụ
tuyến số liệu cung cấp cho giao thức lớp 3.
 Trường thông tin: chứa thông tin số liệu có độ dài tối đa 1600 byte
 Dãy kiểm tra khung (FCS-32): đảm bảo tính nguyên dạng của thông tin truyền
tải
Cờ Địa
chỉ
Điều
khiển
Giao
thức
Thông tin Nhồi Cờ
0x7e 0x04 0x03 SAPI Thông tin
LAPS, gói IP
32bit 0x7e
Hình 2.5. Định dạng khung LAPS theo X.85
Phần tiếp theo sẽ trình bày một bộ giao thức đã được ITU-T và ANSI chuẩn
hóa. Đây là bộ giao thức liên quan đến vấn đề làm thế nào để truyền tải hiệu quả lưu
lượng số liệu qua mạng SONET/SDH. Bộ giao thức này gồm: Giao thức lập khung
tổng quát (GFP), Kết chuỗi ảo (VCAT) và Cơ chế thích ứng dung lượng tuyến
(LCAS); chúng được sử dụng kết hợp với nhau trong hệ thống thiết bị NG

SONET/SDH.
2.1.4. Đặc tính kỹ thuật của NG SDH
a. Gói trên SONET/SDH (POS )
Gói trên SONET/SDH (POS ) sử dụng sắp xếp IP trong SDH hoặc SONET
chuẩn hoá nhờ giao thức điểm-điểm (PPP) hoặc điều khiến tuyến số liệu tốc độ cao
(HDLC) như định nghĩa trong IETF [RFC1619]. Gói trên SONET/SDH hoặc IP trên
SONET/SDH nhất thiết liên quan đến việc thêm các giao diện SONET/SDH cho bộ
định tuyến mà kết cuối PPP. PPP cung cấp bao gói đa giao thức, kiểm soát lỗi và các
đặc tính điều khiển khởi tạo tuyến. Các gói số liệu IP tạo bởi PPP được lập thành
khung nhờ giao thức HDLC [RFC 1662] và sắp xếp trong tải SDH (SPE). Chức năng
chính của HDLC là chỉ ra các gói số liệu IP được bao bởi PPP qua tuyến truyền dẫn
đồng bộ. FCS (Dãy kiểm tra khung) khung HDLC tính toán để xác định lỗi và gói tạo
ra là các byte nhồi. Sau đó khung HDLC được trộn để đảm bảo có số lượng chuyển
tiếp thích hợp trước khi tạo thành khung SDH cuối cùng. Khung SDH thêm 36 byte
mào đầu ngoài tổng kích thước 810 byte. Ngoài ra, giao thức PPP dùng nhồi byte làm
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
13
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
tăng đáng kể kích thước tải tin. Điều này có thể gây nguy hại đến việc phân bổ băng
tần kết nối với sự quản lý QoS.
IP
PPP/ HDLC
SONET/ SDH
Flag
Address
Control
Protocol
ID
Informa
-

tion
Padding
FCS
01111110
11111111
00000011
1 or 2
bytes
Variable
Variable
2 or 4
bytes
PPP
Flag
01111110
Hình 2.6. Ngăn giao thức và khung POS
POS không sử dụng chức năng ghép kênh của SDH. Kết nối nhiều container với nhau
tạo ra một container đơn (mà tải được sắp xếp trong đó) và tốc độ giao diện cao. Sự
sắp xếp này cũng được biết dưới một tên gọi khác, đó là “kết chuỗi” tải SDH.
Khả năng mở rộng
POS cung cấp kết nối song công hoàn toàn điểm-điểm giữa hai giao diện bộ
định tuyến, sử dụng khung SDH. Khả năng mở rộng không phải là vấn đề: liên kết
giữa hệ thống SDH và WDM là tuyệt vời và không có giới hạn thuộc bản chất về số
lượng nút. Tuy nhiên, có hai điểm cần quan tâm. Đối với các bộ định tuyến có giao
diện SDH tốc độ bit cao hơn 155 Mbit/s, các container ảo thường được kết chuỗi và
truyền qua mạng SDH truyền thống sẽ không thực hiện được vì chúng không hỗ trợ
kết chuỗi container ảo đó. Do đó cần phải thiết lập tuyến nối trực tiếp giữa các bộ định
tuyến.Kết nối trực tiếp giữa hai bộ định tuyến cần tuyến cần sử dụng tuyến SDH và
đây cũng chính là giới hạn vì phải cần đến số lượng lớn giao diện trên các bộ định
tuyến và tuyến kết nối.

Hỗ trợ VPN và QoS
Hỗ trợ VPN và QoS chỉ được cung cấp bởi năng lực POS truyền tải nhãn
MPLS. Lý do đó là vì POS chỉ cung cấp tải kết chuỗi (ví dụ VC-4c) giống như kết nối
điểm –điểm giữa các bộ định tuyến IP. VPN đòi hỏi cung cấp phần nhỏ tải kết chuỗi.
MPLS là cơ chế để cung cấp kết nối ảo qua giao diện POS (VPN). MPLS cũng có thể
thêm khả năng hỗ trợ còn thiếu đối với QoS cho POS . Bằng cách thêm các thuộc tính
trung kế MPLS đề xuất [RFC 2702] cho giao diện POS thì bộ định tuyến IP có thể coi
thông tin này giống như những bộ định tuyến đã được thiết lập. Dựa trên thông tin
thuộc tính có thể thiết lập nên đường kết nối đáp ứng đầy đủ yêu cầu về CoS.
Bảo vệ và Khôi phục
Khôi phục có thể thực hiện tại các lớp IP, SDH hoặc là quang.
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
14
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công nghệ NG-SDH & Thiết bị quang đa dịch vụ OMS 2400
Trong lớp IP, khôi phục được thực hiện bằng cách cập nhật bảng định tuyến
qua giao thức định tuyến. Tại Lớp 2, khôi phục được thực hiện bằng cách chuyển
mạch tới đường MPLS dự phòng (tương đối nhanh) hoặc nhờ đến giao thức LDP định
nghĩa đường mới (tương đối chậm). Tất nhiên khi có mặt SDH thì kỹ thuật khôi phục
truyền thống cũng được áp dụng. Trong mạng WDM, các Khối truyền tải quang
(OTU) được định tuyến qua mạng.
Tương tự, bảo vệ có thể thực hiện trong lớp SDH hoặc lớp quang. Xu hướng dễ
thấy đó là đơn giản hoá lớp SDH với chức năng khôi phục chủ yếu trong lớp IP và bảo
vệ trong lớp quang.
Sự cố Đoạn ghép kênh Đoạn ghép kênh quang
Sai hỏng nút 4.3 ms 7.3 ms
Sai hỏng tín hiệu song hướng 5.2 ms 8.2 ms
Sai hỏng tín hiệu đơn hướng 5.8 ms 8.8 ms
Thăng giáng tín hiệu đơn hướng 7.7 ms 13.7 ms
Bảng 2.3: Thời gian chuyển mạch bảo vệ trong ring 7-nút
Trong kịch bản này, lớp IP chỉ thực hiện chức năng định tuyến. Ứng với các tiêu

chuẩn POS , các gói IP được thích ứng để truyền tải trong lớp SDH nhờ giao thức PPP
và khung tương tự như HDLC.
Lớp SDH có thể phân theo tính năng thành hai lớp: Lớp luồng và Lớp đoạn
(bao gồm Lớp đoạn ghép kênh và Lớp đoạn lặp). Do đó có hai lựa chọn thực thi: mạng
SDH thực sự với sự hiện diện của cả hai tính năng Lớp đoạn và Lớp luồng hoặc SDH
xuất hiện chỉ với giao diện bộ định tuyến và do đó chỉ có tính năng Lớp đoạn được sử
dụng. Trong trường hợp đầu tiên, SDH cũng có thể thực hiện định tuyến luồng qua
thiết bị ADM hoặc DXC. Trường hợp này có thể áp dụng khi mạng SDH được xem
như lớp chủ cho mạng client khác và IP chỉ là một trong số chúng. Trong trường hợp
thứ hai, vai trò của SDH chỉ là cung cấp truyền dẫn điểm - điểm các gói IP giữa các bộ
định tuyến, do đó phải cần đến tính năng Lớp đoạn và SDH bị bó trong các giao diện
bộ định tuyến, nghĩa là không có thiết bị thuần tuý SDH lắp đặt trong mạng. Trường
hợp này điển hình cho mạng trục được tối ưu để truyền tải IP. Trong mạng IP đường
trục toàn bộ đoạn STM-n được sử dụng để truyền tải băng rộng nhờ việc kết chuỗi các
VC (VC-4c hoặc VC-16c).
Các cơ chế duy trì hiện có
Lớp Bảo vệ Phục hồi
IP X
SDH Path
Phạm Tiến Thành – HCD06VT2
15