KỸ THUẬT ĐỒNG BỘ TRONG MẠNG QUANG SDH VÀ ỨNG DỤNG TRONG THỰC TẾ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
KỸ THUẬT ĐỒNG BỘ TRONG MẠNG QUANG SDH VÀ
ỨNG DỤNG TRONG THỰC TẾ
Giáo viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Đình Luyện
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quốc Cường
Lớp : ĐTVT – K28-B
Quy Nhơn, 6/2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
KỸ THUẬT ĐỒNG BỘ TRONG MẠNG QUANG SDH VÀ
ỨNG DỤNG TRONG THỰC TẾ
Giáo viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Đình Luyện
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quốc Cường
Lớp : ĐTVT – K28-B
Quy Nhơn, 6/2010
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC
Trang
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG BIỂU
LỜI MỞ ĐẦU
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
AU-LOP Loss Of AU Pointer Mất con trỏ AU
AU-NDF New Data Flat AU Pointer Cờ dữ liệu con trỏ
AU-AIS Administration Unit AIS Quản lý con trỏ
AU-PJE AU Pointer Justification Event Cân chỉnh con trỏ
ADM Add Drop Multiplexer Bộ ghép xen rớt
APS Automatic Protection Switching
Tự động chuyển mạch
bảo vệ
BITS Building Integrated Timing Supply
Nguồn cung cấp định
thời tích hợp văn phòng
DPRIN
G
Dedicated Protection Ring
Mạng vòng bảo vệ toàn
phần
DXC Digital Cross Connection Bộ kết nối chéo số
DCC Data Communication Channel Kênh thông tin dữ liệu
DUS Don’t Use Synchronous Không dùng cho đồng bộ
ITU-T International Telecom Union-Transmission
Tổ chức viễn thông Thế
Giới – Phần truyền dẫn
LOF Loss Of Frame Mất khung
MS-AIS
Multiplexer Section – Alarm Indication
Signal
Chỉ dẫn cảnh báo vùng
ghép

MS-RDI
Multiplexer Section – Remote Detect
Indication
Chỉ dẫn phát hiện đầu xa
vùng ghép
MS-REI
Multiplexer Section – Remote Error
Indication
Chỉ dẫn phát hiện lỗi đầu
xa vùng ghép
MUX Multiplexer Bộ ghép kênh
MSP Multiplex Section Protection Bảo vệ vùng ghép
MTIE Max Time Interval Error
Giá trị lớn nhất của hàm
lỗi trong thời gian
NE Network Element Thành phần mạng
PLL Phase-Locked Loop Mạch khóa pha
PDH Pleisynchronous Digital Hierachical
Hệ phân cấp ghép kênh
số cận đồng bộ
PRC Primary Reference Clock
Đồng hồ tham chiếu sơ
cấp
OAM&P Operation Administration Maintainment & Vận hành, quản lý, bảo
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Protecti dưỡng và dự phòng
OOF Out Of Frame Ngoài khung
RS-TIM
Regeneration Section - Trace Identified

Match
Mất dấu nhận dạng vùng
lặp
REG Regenerator Bộ khuếch đại
SDH Synchronous Digital Hierachical
Hệ phân cấp ghép kênh
số đồng bộ
SOH Section OverHead Mào đầu
SPRING Shared Protection Ring
Mạng vòng bảo vệ chia
sẻ
SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ
SSU Synchronous Supply Unit Đơn vị cung cấp đồng bộ
SEC SDH Equipment Clock Đồng hồ thiết bị SDH
SETS Synchronous Equipment Timing Supply
Nguồn cung cấp định
thời thiết bị đồng bộ
SSM Synchonization Status Message
Bản tin trạng thái đồng
bộ
STU Synchronization Trace Unkown Không biết dấu đồng bộ
TIE Time Interval Error Hàm lỗi trong thời gian
TDEV Time Deviration
Sai khác pha được đo
trong một khoảng thời
gian
TMN Telecommunication Management Network
Thành phần quản lý
mạng viễn thông
UI Unit Interval

Thời bit, khoảng thời
gian truyền một bit
VC Virtual Container Khung chứa ảo.
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH MỤC HÌNH VẼ
Số hiệu
Tên hình vẽ
Trang
1.1
Truy nhập của SDH
3
1.2
Cấu trúc ghép kênh SDH
Error:
Referen
ce
source
not
found
1.3
Cấu trúc VC-11 và VC-12
Error:
Referen
ce
source
not
found
1.4
Cấu trúc VC-2

Error:
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Referen
ce
source
not
found
1.5
Cấu trúc VC-3
Error:
Referen
ce
source
not
found
1.6
Cấu trúc VC-4
Error:
Referen
ce
source
not
found
1.7
Cấu trúc TU-11 và TU-12
Error:
Referen
ce
source

not
found
1.8
Cấu trúc TU-2
Error:
Referen
ce
source
not
found
1.9
Cấu trúc TU-3
Error:
Referen
ce
source
not
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
found
1.10
TUG-2 tạo thành từ 4 x TU-11
Error:
Referen
ce
source
not
found
1.11
TUG-2 tạo thành từ 3 x TU-12

Error:
Referen
ce
source
not
found
1.12
TUG-2 tạo thành từ TU2
Error:
Referen
ce
source
not
found
1.13
TU-12 qua TUG-2 vào TUG-3
Error:
Referen
ce
source
not
found
1.14
TU-3 ghép thành TUG-3
Error:
Referen
ce
source
not
found

1.15
Cấu trúc khung STM-1
Error:
Referen
ce
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
source
not
found
1.16
Cấu trúc con trỏ AU4
Error:
Referen
ce
source
not
found
1.17
Từ mào vùng SOH
Error:
Referen
ce
source
not
found
1.18
Cấu trúc khung truyền STM-N
Error:
Referen

ce
source
not
found
1.19
Các vùng mạng của SDH
Error:
Referen
ce
source
not
found
2.1
Mô hình bộ ghép kênh
Error:
Referen
ce
source
not
found
2.2
Cấu hình ADM
Error:
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Referen
ce
source
not
found

2.3
Thiết bị kết nối chéo DXC
Error:
Referen
ce
source
not
found
2.4
Cấu hình mạng điểm - điểm
Error:
Referen
ce
source
not
found
2.5
Mô hình mạng truyền dẫn chuyển tiếp có ghép xen rớt
kênh
Error:
Referen
ce
source
not
found
2.6
Cấu hình mạng tập trung lưu lượng
Error:
Referen
ce

source
not
found
2.7
Mô hình mạng SPRing
Error:
Referen
ce
source
not
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
found
2.8
Mô hình mạng DPRing
Error:
Referen
ce
source
not
found
2.9
Mạng vòng đơn hướng
Error:
Referen
ce
source
not
found
2.10

Mạng vòng song hướng
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.1
Các trường hợp khác nhau về pha
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.2
Độ chênh lệch pha theo một hướng
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.3
Độ chênh lệch pha trên một hướng và hướng ngược lại
Error:
Referen
ce
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

3.4
Độ tích lũy pha bị ảnh hưởng bởi độ chính xác và độ ổn
định
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.5
Đo độ chính xác tần số
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.6
Giá trị MTIE theo khoảng thời gian quan sát
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.7
Chuyển tiếp pha
Error:
Referen
ce

source
not
found
3.8
Độ tích lũy pha của các đồng hồ
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.9
Cấu trúc của SETS
Error:
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.10
Thành phần mạng dùng định thời ngoài
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.11
Thành phần mạng dùng định thời dường dây
Error:
Referen
ce
source

not
found
3.12
Mô hình phân cấp đồng hồ mạng
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.13
Giới hạn phân bố đồng hồ trong chuỗi phân cấp
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.14
Phân bố định thời giữa các văn phòng
Error:
Referen
ce
source
not
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.15
Truyền tín hiệu định thời và dữ liệu
Error:

Referen
ce
source
not
found
3.16
Xảy ra nối vòng đồng bộ khi đứt cáp ở giữa nút 3 và 4
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.17
Vị trí của các byte S1 trong mào đầu
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.18
Cách truyền bản tin định thời trong mạng vòng
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.19

Cách truyền bản tin định thời trong mạng vòng khi có
sự cố
Error:
Referen
ce
source
not
found
3.20
Cách truyền bản tin đồng bộ trên mạng tuyến tính
Error:
Referen
ce
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.21
Cách truyền bản tin đồng bộ trên mạng tuyến tính khi
có sự cố
Error:
Referen
ce
source
not
found
4.1
Tổ chức hệ thống FLX 150/600
Error:
Referen
ce
source

not
found
4.2
Khuyến nghị ITU-T
Error:
Referen
ce
source
not
found
4.3
Sơ đồ khối hệ thống FLX 150/600
Error:
Referen
ce
source
not
found
4.4
Cấu hình mạng chuỗi
Error:
Referen
ce
source
not
found
4.5
Sơ đồ mạng phân nhánh HUB
Error:
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4.6
Sơ đồ khối TRM
Error:
Referen
ce
source
not
found
4.7
Sơ đồ khối ADM
Error:
Referen
ce
source
not
found
4.8
Cấu hình thiết bị REG
Error:
Referen
ce
source
not
found
4.9
Sơ đồ khối của hệ thống đồng bộ chế độ 1
Error:
Referen
ce

source
not
found
4.10
Sơ đồ khối của hệ thống đồng bộ chế độ 2
Error:
Referen
ce
source
not
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4.11
Cấu trúc ghép kênh đồng bộ
Error:
Referen
ce
source
not
found
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Số hiệu
Tên bảng
Trang
1.1
Phân cấp trong đồng bộ SDH
Error:
Refere

nce
source
not
found
1.2
Nhóm đơn vị nhánh
Error:
Refere
nce
source
not
found
1.3
Chức năng của các byte mào đầu
Error:
Refere
nce
source
not
found
2.1
Thứ tự ưu tiên chuyển mạch (4 bit đầu của byte K1)
Error:
Refere
nce
source
not
found
2.2
Yêu cầu kênh chuyển mạch (bốn bit cuối của byte K1)

Error:
Refere
nce
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.3
Chức năng của byte K2
Error:
Refere
nce
source
not
found
2.4
Thứ tự ưu tiên chuyển mạch (bốn bit đầu của byte K1)
Error:
Refere
nce
source
not
found
2.5
Chức năng của các bit trong byte K2
Error:
Refere
nce
source
not
found
3.1

Độ chính xác và ổn định của các đồng hồ
Error:
Refere
nce
source
not
found
3.2
Các trạng thái của bản tin đồng bộ
Error:
Refere
nce
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4.1
Ý nghĩa các LED mặt trước card PWRL-1
Error:
Refere
nce
source
not
found
4.2
Ý nghĩa các LED mặt trước card SACL-1
Error:
Refere
nce
source
not
found

4.3
Ý nghĩa các LED mặt trước card NML-1
Error:
Refere
nce
source
not
found
4.4
Ý nghĩa các LED mặt trước card MPL-1
Error:
Refere
nce
source
not
found
4.5
Ý nghĩa các LED mặt trước card TSCL-1
Error:
Refere
nce
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4.6
Ý nghĩa các LED mặt trước card CHPH-D12C
Error:
Refere
nce
source
not

found
4.7
Ý nghĩa mặt trước card CHSD-1L1C
Error:
Refere
nce
source
not
found
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
Đồ án tốt nghiệp
LỜI MỞ ĐẦU
Mạng quang SDH ra đời là sự kết hợp của kỹ thuật ghép kênh đồng bộ số
SDH và băng thông rộng của sợi quang. Mạng quang SDH tận dụng được ưu điểm
mềm dẻo của kỹ thuật ghép kênh đồng bộ số và băng thông rộng của sợi quang nên
được xem là kỹ thuật ghép kênh đồng bộ số băng rộng. Tốc độ truyền dẫn có thể lên
đến hàng chục, hàng trăm Gb/s vì thế yêu cầu về tốc độ xử lý của các thiết bị trên
mạng và vấn đề đồng bộ càng phải được quan tâm. Đồng bộ là phương thức giữ cho
các thiết bị số trên mạng hoạt động theo cùng một tốc độ trung bình trên tất cả
các giao diện. Nếu tốc độ ngõ vào và tốc độ ngõ ra không bằng nhau thì một phần
thông tin sẽ bị mất, do đó vấn đề đồng bộ là chìa khoá quan trọng để đạt được chất
lượng dịch vụ như mong muốn. Hầu hết các thiết bị số trên mạng như bộ ghép/tách
kênh, bộ ghép xen/rớt, bộ kết nối chéo số đều cần phải được đồng bộ. Một đồng hồ
mạng tại nút phát sẽ điều khiển các bit, khe thời gian và khung truyền đi từ nút đó.
Một đồng hồ mạng tại nút thu sẽ điều khiển tốc độ đọc thông tin từ tín hiệu thu được.
Mục tiêu của việc đồng bộ mạng là giữ cho các đồng hồ này được đồng nhịp để phía
thu khôi phục đúng tín hiệu số.
Vậy làm thế nào để các thiết bị trên mạng hoạt động cùng một tốc độ trung
bình và duy trì được tốc độ này? Mục đích của đề tài là tìm hiểu về mô hình phân cấp
đồng bộ, các cách để truyền tín hiệu đồng bộ trong mạng và duy trì được đồng bộ kể

cả trong trường hợp mạng có sự cố. Đề tài còn giới thiệu khái quát về thiết bị truyền
dẫn quang FLX 150/600 được sử dụng trong mạng quang SDH.
Nội dung đồ án này trình bày chi tiết về kỹ thuật đồng bộ trong mạng quang
SDH và ứng dụng trong thực tế.
Nội dung đồ án chia làm 4 chương:
Chương 1: Kỹ thuật ghép kênh đồng bộ SDH
Chương 2: Mạng quang đồng bộ SDH
Chương 3: Đồng bộ trong mạng quang SDH
Chương 4: Giới thiệu thiết bị truyền dẫn quang FLX 150/600
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
1
Đồ án tốt nghiệp
Đồ án đã đi sâu phân tích từng thành phần của các kỹ thuật, tổng hợp các lý
thuyết và các bài báo cáo khoa học về đề tài liên quan.
Trong quá trình làm đồ án không thể tranh khỏi sai sót, em mong nhận được
sự giúp đỡ của các thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN đã giúp đỡ hướng
dẫn em hoàn thành đồ án này.
Em xin cảm ơn các thầy cô trong khoa đã hỗ trợ em hoàn thành đồ án này. Xin
cảm ơn các anh chị, các bạn đã giúp đỡ động viên cổ vũ để hoàn thành đồ án này.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Quốc Cường
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 1
KỸ THUẬT GHÉP KÊNH ĐỒNG BỘ SDH
1.1. Sự ra đời của SDH
Trong những năm 1980 do hệ thống chuyển mạch số ngày càng tăng 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. Mặc khác, nhờ vào tiến bộ công nghệ
tin học trong các thiết bị truyền dẫn, các bộ nối chéo thực hiện hoàn toàn bằng điện
tử. Tại đây tốc độ thấp có thể nối lẫn với tín hiệu tốc độ cao. Công nghệ truyền dẫn
theo phân cấp đồng bộ SDH (Sychronous Digital Hierachy) ra đời dựa vào kỹ thuật
SONET (Synchronous Optical Network) mạng quang đồng bộ, nguyên lý ghép kênh
SDH xen kẽ từng byte. Dữ liệu được bố trí vào các container và được gắn các từ mào
đặt trưng và đưa tới một tiêu chuẩn quốc tế chung.
Như vậy có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự ra đời của kỹ thuật truyền dẫn
SDH.
Trước hết cần phải có thiết bị truyền dẫn với các kênh dung lượng lớn, đáp
ứng được yêu cầu đòi hỏi của khách hàng. Trong kỹ thuật PDH, các luồng số cơ sở ở
các tốc độ thấp sẽ được ghép để tạo nên các luồng có tốc độ cao hơn, các tốc độ chưa
có giao tiếp tương thích sẽ bị mất trong quá trình xử lý. Chi phí cho biến đổi giữa các
bậc khác nhau rất lớn và hệ thống không tương thích là điều không thể chấp nhận
được.
Hình 1.1: Truy nhập của SDH
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
- 3 -
SDH
1,544Mbit/s
2,048Mbit/s
6,312Mbit/s
34Mbit/s
140Mbit/s
45Mbit/s
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Do đó kỹ thuật truyền dẫn SDH được xem là một hệ thống tạo bởi sự kết hợp
được nhiều tín hiệu nhánh có tốc độ khác nhau (1,544Mbit/s; 2,048Mbit/s;
6,312Mbit/s; 34Mbit/s; 45Mbit/s; 140Mbit/s) trong một tín hiệu đơn có tốc độ cao,
có phân cấp tiêu chuẩn hoá quốc tế bởi sự nhân kênh số có đồng bộ trực tiếp.

1.2. Vai trò của SDH
Kỹ thuật ghép kênh cấp đồng bộ số ra đời để nâng cao tốc độ truyền dẫn cũng
như chất lượng của thông tin được truyền đi. So với kỹ thuật ghép kênh số cấp cận
đồng bộ do hoạt động dựa trên cận đồng bộ về tín hiệu đồng hồ nên bị giới hạn về tốc
độ truyền dẫn, kỹ thuật ghép kênh số đồng bộ ra đời đã giải quyết được một phần bài
toán về tốc độ và chất lượng thông tin truyền đi. Kỹ thuật ghép kênh đồng bộ số
SDH (Synchronous Digital Hierachical) cho phép ghép được các luồng số tốc độ
thấp cận đồng bộ. Cấu trúc khung được thiết kế vừa tích hợp lưu lượng và thông tin
quản lý nên người quản lý và vận hành mạng có thể dựa vào các byte trong khung để
giám sát và vận hành hiệu quả. SDH cho phép hoạt động ở nhiều tốc độ khác nhau, từ
tốc độ cơ bản là 155,52 Mb/s đến hàng chục Gb/s. Để đạt được tốc độ cao như vậy
thì kênh truyền dẫn cần phải có một băng thông rất lớn mới có thể đáp ứng được. Do
đó, SDH đã ra đời cùng với ứng dụng truyền dẫn trên sợi quang tạo thành mạng
quang SDH.
1.3. Phân cấp SDH
Bảng 1.1: Phân cấp trong đồng bộ SDH
Các cấp
truyền dẫn
Tốc độ
truyền dẫn
Các luồng PDH tạo thành Giao diện
STM-1
155,520Mbit/s
(155Mbit/s)
63 luồng 2Mbit/s hoặc 3 luồng
34Mbit/s hoặc 3 luồng 45Mbit/s
hoặc 1 luồng 140Mbit/s
Điện-Quang
(Electric-
Optical)

STM-4
622,080Mbit/s
(622Mbit/s)
252 luồng 2Mbit/s hoặc 12 luồng
34Mbit/s hoặc 12 luồng 45Mbit/s
hoặc 4 luồng 140Mbit/s
Quang
(Optical)
SVTH: Nguyễn Quốc Cường GVHD: Th.S Nguyễn Đình Luyện
- 4 -