Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
Phần 1
PHÂN CẤP SỐ ĐỒNG BỘ SDH


GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
1
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
Chương 1
HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG & SDH
Nhu cầu trao đổi thông tin là một trong những nhu cầu cần thiết của con
người. Lòch sử phát triển của con người đã có rất nhiều hình thức thông tin khác
nhau, tương ứng với mỗi hình thức thông tin là một hệ thống thông tin. Hình thức
trao đổi thông tin đầu tiên là trao đổi thông tin bằng lửa của người Hy Lạp ở thế kỷ
VIII trước công nguyên mà ở đây hệ thống thông tin chỉ là các đống lửa được đốt
để báo hiệu.
Phát minh của Alexander Gramham Bell vào năm 1880 về điện thoại đã
đánh dấu một bước tiến quan trọng trong thông tin. Sự phát triển các hệ thống mới
là trên cơ sở cải tiến các hình thức truyền dẫn củ nhằm mục đích tăng dung lượng
truyền dẫn, tăng tốc độ truyền tin, tăng cự ly, độ an toàn và sự tin cậy của tin tức.
Cho đến nay hình thức thông tin đã có nhiều thay đổi, chủ yếu là điện thoại cùng
với các hình thức phi thoại khác. Dòch vụ điện thoại vẫn là một ứng dụng quan
trọng trong mạng Viễn thông ngày nay. Cùng với nhu cầu về điện thoại là các nhu
cầu phi thoại khác như telefax, truyền dẫn data, truyền dẫn tín hiệu hình, truy cập
cơ sở dữ liệu từ xa, video theo yêu cầu VOD… ngày càng một phát triển. Xuất phát
từ nhu cầu thực tế như vậy, mạng đòi hỏi phải có một hệ thống truyền dẫn với khả
năng truyền dẫn lớn thuận tiện cho việc khai thác, quản lí, đáp ứng các yêu cầu cả
về băng tần, chất lượng hoặc các giao tiếp tương thích với yêu cầu đòi hỏi sau:
 Thời gian thiết lập ngắn.
 Dung lượng đáp ứng theo mọi yêu cầu.
 Tăng cường khả năng sẳn sàng phục vụ của mạng.

 Giá thành thiết lập mạng thấp, giảm chi phí vận hành, khai thác, bảo dưỡng
…
 Khả năng quốc tế hoá các dòch vụ cao.
Sự phát triển công nghệ thông tin quang đã cho phép truyền dẫn với tốc độ
rất lớn trên sợi quang. Nhờ vậy, nó tạo điều kiện để cho các tiêu chuẩn về truyền
dẫn các tốc độ cao ra đời.
A. HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG
Hệ thống thông tin có thể được hiểu một cách đơn giản là hệ thống dùng để
truyền thông tin từ nơi này đến nơi khác. Khoảng cách có thể vài trăm mét đến vài
trăm kilomet và thậm chí tới hàng chục ngàn kilomet. Thông tin có thể được truyền
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
2
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
qua các môi trường khác nhau như cáp điện, không khí dưới dạng sóng điện từ, môi
trường sợi quang.
Hệ thống thông tin quang dùng sợi quang để truyền thông tin. Các hệ thống
này phát triển rất nhanh và được triển khai vào các mạng truyền dẫn trên thế giới
từ những năm 1980. Do có những ưu điểm nổi bật so với các hình thức thông tin
trước đây nên thông tin sợi quang đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng
rãi, ngày càng có những bước đột phá về công nghệ. Các hệ thống thông tin quang
đã chứng tỏ là hệ thống thông tin tiên tiến bậc nhất, được triển khai nhanh chóng
trên mạng lưới viễn thông các nước với đủ mọi loại cấu hình linh hoạt với đủ loại
tốc độ và cự ly truyền dẫn khác nhau đảm bảo tốt nhất chất lượng các dòch vụ viễn
thông.
Ở Việt Nam, mạng đường trục Bắc - Nam được triển khai sử dụng sợi quang
vớii dung lượng 8 sợi 34 Mbit/s vào năm 1990 và đã được nâng cấp lên tuyến 2,5
Gbit/s sử dụng công nghệ ghép kênh SDH vào năm 1995. Các mạng liên đài (mạng
vòng) tại Hà Nội có 2 vòng 2,5 Gbit/s, tại Thành Phố HCM 3 vòng 25 Gbit/s và tại
Đà Nẵng 1 vòng 2,5 Gbit/s. Hệ thống cáp quang biển SEA-ME-WE (Đông Nam Á-
Trung Đông – Tây Âu) gồm 2 tuyến 40 Gbit/s và 10 Gbit/s v.v…

A.1 Khái quát chung
Hệ thống thông tin quang được tổ chức giống như các hệ thống thông tin
khác nên thành phần cơ bản nhất của nó cũng tuân theo một nguyên tắc chung như
được mô tả trên hình 1.
Trong mô hình này, tín hiệu từ nguồn tin cần truyền đi sẽ được đưa vào máy
phát phát vào môi trường truyền dẫn tương ứng và đầu thu sẽ nhận được tín hiệu
cần truyền. Như vậy, quá trình truyền tin hoàn tất. Với hệ thống thông tin quang,
môi trường truyền dẫn ở đây là sợi quang làm nhiệm vụ truyền thông tin từ phía
phát tin tới phía nhận tin.
Quá trình phát triển của hệ thống thông tin quang
Với phát minh Laser vào năm 1960, mối quan tâm về các hệ thống quang
học cho thông tin bắt đầu lan rộng. Sự phát minh về Laser đưa các nhà nghiên cứu
tới việc khảo sát tiềm năng của quang học sợi cho thông tin số liệu, cảm biến và
nhiều ứng dụng khác. Các hệ thống Laser có thể truyền một lượng thông tin lớn
hơn rất nhiều các hệ thống thông tin điện khác như điện thoại, viba … Thí nghiệm
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
3
Nguồn tin Máy phát
Môi
trường
truyền
dẫn
Máy thu Nguồn tin
Phía phát tin Phía nhận tin
Hình 1 . Các thành phần cơ bản của một hệ thống thông
tin
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
đầu tiên là truyền Laser vào không khí. Các nhà nghiên cứu cũng thực hiện truyền
luồng Laser vào các loại ống dẫn sóng khác nhau như sợi thuỷ tinh, ống chứa khí
và các ống có sử dụng thấu kính hội tụ.

Sợi thuỷ tinh trở thành môi trường ưa chuộng trong nghiên cứu quang học
sợi. Ban đầu suy hao đã cản trở việc thay thế cáp quang cho cáp đồng trục. Suy hao
sợi lên tới 1000 dB/ km. Vào năm 1969, một số nhà nghên cứu cho rằng suy hao sợi
là do tạp chất trong sợi quang và có thể làm giảm suy hao bằng cách loại bỏ tạp
chất. Sợi quang có 2 loại cơ bản là sợi đơn mốt và sợi đa mốt. Vào năm 1970,
Corning Glass Works chế tạo sợ quang có mức suy hao 20 dB/km. Đến năm 1972,
công ty này tiếp tục sợi quang đa mốt lõi silica có mức tổn hao 4 dB/km. Cho đến
nay trên thò trường có các sợi đa mốt với mức tổn hao dưới 0,5 dB/km tại bước sóng
1330 nm và sợi đơn mốt có mức tổn hao nhỏ hơn 0,2 dB/km tại bước sóng 1550 nm.
Những tiến bộ trong công nghệ bán dẫn, cung cấp các nguồn sáng và bộ
tách sóng quang cần thiết, đã góp phần cho quang học sợi đạt những bước tiến xa
hơn. Vào năm 1971, Bell Laboratories phát triển một loại đi-ốt phát quang kích
thướt nhỏ LED. Nguồn sáng này phù hợp với việc ghép ánh sáng vào sợi quang với
mức tổn hao nhỏ. Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu cũng tiếp tục phát triển những
phần tử quang học sợi mới gồm các sợi quang và cáp quang có tổn hao thấp, mối
hàn và các bộ nối. Những tiến bộ trong quang học sợi đã cho phép đưa quang học
sợi vào các ứng dụng hiện nay. Những ứng dụng này hầu hết là trong các hệ thống
điện thoại đường dài, ứng dụng trong truyền hình cáp, mạng máy tính, các tuyến
truyền số liệu.
A.2 Tổ chức hệ thống thông tin quang
Một hệ thống thông tin quang được tổ chức theo sơ đồ sau:
1. Tin tức: Là một thuật ngữ kỹ thuật ám chỉ tới các phần tử nhỏ nhất được sắp
xếp theo một quy luật nhất đònh và mang nội dung thông tin như âm thanh,
hình ảnh …
2. Phần tử điện tử (phía phát): Phần tử này có chức năng xử lý nguồn tin, biến
đổi chúng thành các tín hiệu điện, sắp đặt vào các kênh thông tin và thực
hiện ghép các kênh này vào những luồng thông tin với tốc độ thích hợp.
Ngoài ra, các thông tin cần gửi đi có thể được mã hoá phù hợp với những
phương thức điều biến, kỹ thuật truyền dẫn cũng như môi trường truyền dẫn.
Phần tử điện (phía thu) làm việc theo chiều ngược lại.

3. Bộ biến đổi điện/ quang (E/O): Thực chất là nguồn quang (đi-ốt quang LED
hoặc Laser đi-ốt LD) thực hiện biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang,
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
4
Tin tức
Phần tử
điện tử
Phần tử
điện tử
E/O
Sợi quang
O/E
Tin tức
Hình 2 . Nguyên tắc tổ chức của hệ thống thông tin
quang
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
ghép ánh sáng phát xạ từ nguồn vào sợi quang. Việc biến đổi tín hiệu điện
thành tín hiệu quang (hay phương thức điều biến) có thể được thực hiện theo
các phương thức điều biến cường độ IM theo đó công suất phát xạ của
nguồn quang tỷ lệ tuyến tính với tín hiệu điện đầu vào hay phương thức điều
biến gián tiếp (điều chế ngoài) mà theo đó ánh sáng được sử dụng làm sóng
mang với các phương thức điều chế tần số, pha và biên độ.
4. Sợi quang: Là môi trường truyền dẫn sóng ánh sáng có cấu trúc dạng sợi
hình trụ đặc. Các sợi quang phải đảm bảo các yêu cầu về tổn hao tín hiệu
nhỏ và ít gây biến dạng tín hiệu. Sợi quang tuỳ theo khả năng truyền các
mốt ánh sáng mà chia ra làm hai loại sợi đơn mốt và sợi đa mốt. Kích thước
đường kính lõi sợi tương ứng của chúng nằm trong dải từ 2-10 µm và 50-100
µm.
5. Bộ biến đổi quang / điện (O/E): Thực hiện chức năng tách sóng quang nhằm
biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện tại đầu thu. Bộ tách sóng quang

phải có độ nhạy cao mà độ nhạy ở đây được hiểu là công suất tối thiểu mà
bộ tách sóng thu được trong khi vẫn cho ra tín hiệu đúng đặc tính thiết kế.
Để có độ nhạy cao, tạp âm nội bộ (nhiễu lượng tử) của bộ biến đổi quang
điện cần phải được giảm thiểu.
Trong quá trình truyền dẫn, tin tức được truyền qua môi trường truyền dẫn luôn
bò tổn hao, biến dạng và đây chính là nguyên nhân làm hạn chế cự ly truyền dẫn.
Do đó, cự ly truyền dẫn xa đòi hỏi cần phải sử dụng tới các bộ lặp tại những vò trí
hợp lý. Chức năng bộ lặp nhằm khôi phục và nâng cao công suất tín hiệu nhận
được rồi sau đó chuyển tiếp lên sợi quang. Hệ thống thông tin quang có 2 loại trạm
lặp được sử dụng: Bộ lặp 3 chức năng thực hiện biến đổi quang/điện, khôi phục tái
tạo tín hiệu và cuối cùng chuyển đổi điện quang; bộ lặp 1 chức năng khuếch đại
trực tiếp tín hiệu quang như bộ khuếch đại quang sợi EDFA.
A.3 Các phần tử cơ bản của hệ thống thông tin quang
Nhìn chung, các hệ thống thông tin quang được ứng dụng cho truyền dẫn tín
hiệu số và hầu hết các quá trình phát triển hệ thống thông tin quang đều đi theo
hướng này. Với quan điển như vậy, ta có thể xem cấu trúc của tuyến thông tin
quang bao gồm các phần tử chính như hình 3.
Các thành phần chính của tuyến bao gồm thiết bò phát quang, cáp sợi quang
và thiết bò thu quang. Thiết bò phát quang được cấu tạo từ nguồn phát tín hiệu
quang và các mạch điện điều khiển tích hợp. Cáp sợi quang gồm các sợi dẫn quang
và các lớp vỏ bọc xung quanh để bảo vệ sợi khỏi tác động có hại từ môi trường bên
ngoài. Thiết bò thu quang được cấu tạo từ bộ tách sóng quang và các mạch khuếch
đại, mạch tái tạo tín hiệu. Ngoài các thành phần chủ yếu này, tuyến thông tin
quang còn sử dụng tới các bộ nối quang, các mối hàn, các bộ chia quang, thiết bò
bù tán sắc, các trạm xen rẽ kênh. Tất cả chúng tạo nên một tuyến thông tin quang
hoàn chỉnh.
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
5
Tín hiệu vào
Sợi

quang
Cáp đuôi
Xen rẽ kênh
Mối hàn sợi
Bộ nối quang
Thiết bò phát quang
Trạm lặp
Thiết bò thu quang
Tín
hiệu
ra
Mạch điều
khiển
Nguồn phát
quang E/O
Khôi phục tín
hiệu
Chuyển đổi
E/O
Khôi phuc
tín hiệu
Chuyển đổi
O/E
Tín hiệu điện
Tín hiệu quang
Hình 3. Các thành phần chính của tuyến thông tin quang
Tách sóng
quang
N
Khuếch

đại quang
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
A.4 Ưu điểm của hệ thống thông tin quang
Hệ thống thông tin quang hình thành và phát triển trên cơ sở của các công
nghệ tiên tiến bao gồm công nghệ bán dẫn, công nghệ sóng ánh sáng, công nghệ
tin học … tất cả tạo nên công nghệ quang tiên tiến, nhiều ưu điểm nổi bật so với các
hệ thống điện.
Công nghệ bán dẫn: Tạo ra các nguồn quang có công suất cao, độ rộng phổ
hẹp, tuổi thọ cao, tiêu thụ công suất nhỏ, kích thướt gọn nhẹ và tương thích với sợi
quang về khẩu độ ánh sáng; tạo ra các bộ tách sóng quang có độ nhạy máy thu cao,
nhiễu nội bộ nhỏ, tương thích với sợi quang cả về bước sóng làm việc lẫn khẩu độ
ánh sáng.
Công nghệ sóng ánh sáng: Tạo ra môi trường truyền dẫn quang có tổn hao
nhỏ, biến dạng tín hiệu bé, kích thướt và tải trọng nhỏ, xử lý thành công sóng ánh
sáng trong quá trình truyền tin. Hai phương thức xử lý sóng ánh sáng được sử dụng
là IM-DD (điều biến cường độ _ tách sóng trực tiếp) và coherent sử dụng tất cả các
phương thức điều biến cường độ, pha và tần số sóng ánh sáng.
Công nghệ tin học: Tạo ra các phần mềm quản lý, giám sát và điều khiển hệ
thống một cách tập trung.
Ưu điểm
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
6
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
• Năng lực truyền dẫn của hệ thống cao, được đánh giá bởi LxB. L đạt cỡ vài
trăm km và có thể lên tới vài ngàn km nếu sử dụng hệ thống coherent (kết
hợp). B có thể đạt tới tốc độ bit Tbit/s sử dụng phương thức ghép kênh theo
bước sóng OWDM.
• Trọng lượng và kích thướt nhỏ hấp dẫn các nhà khai thác viễn thông, các
ứng dụng đòi hỏi kích thướt và trọng lượng càng nhỏ càng tốt như vệ tinh,
tàu vũ trụ v.v…

• Khả năng miễn nhiễu đối với sóng điện từ như sét, can nhiễu từ các đường
truyền lân cận. Mặt khác sóng ánh sáng được truyền chủ yếu trong lõi sợi và
cường độ ánh sáng truyền theo phương cắt ngang sợi suy giảm rất nhanh
theo hàm mũ và do đó không gây nhiễu ra bên ngoài. Kết quả là thông tin
sợi quang đem lại chất lượng thông tin rất cao.
• Tính cách điện cao do không gây ra đánh lửa ở các mối nối như các hệ thống
kim loại.
• An toàn tín hiệu được đảm bảo do việc tiếp cận các thông tin trên sợi quang
khó do đó thích hợp các ứng dụng trong an ninh quốc phòng.
• Nguyên liệu chế tạo sợi rất phong phú. Nguyên liệu chủ yếu là Silica lấy từ
cát có sẵn trong thiên nhiên dẫn đến giá thành của sợi quang thấp.
A.5 Phân loại hệ thống thông tin quang
A.5.1 Phân theo dạng tín hiệu điện
Tuỳ theo tín hiệu điện đi vào điều biến nguồn quang mà chia ra hai loại: hệ
thống thông tin quang tương tự AOFCS và hệ thống thông tin quang số DOFCS. Do
tính chất phi tuyến của nguồn quang và đặt tính tán xạ của sợi làm cho AOFCS ít
được sử dụng mà chủ yếu là DOFCS.
A.5.2 Phân theo phương thức điều biến nguồn quang
1. Hệ thống thông tin quang điều biến cường độ- tách sóng trực tiếp IM-DD
Nguyên tắc làm việc
Ở phía phát tín hiệu điện trực tiếp đi vào điều biến nguồn quang. Cường độ
ánh sáng bức xạ tỷ lệ trực tiếp và tuyến tính với tín hiệu điện đưa vào (theo
điện áp hay cường độ).
Ở phía thu tín hiệu điện được tách trực tiếp từ công suất quang thu được.
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
7
Phía phát
Phía thu
Hình 4. Điều chế biên độ – tách sóng trực tiếp IM-DD
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A

Ưu điểm: Nguyên lý hoạt động đơn giản.
Nhược điểm: LxB chưa cao, chất lượng hệ thống chưa tốt. Hiện nay phần lớn
các mạng viễn thông trên thế giới trong đó có Việt Nam đang sử dụng công
nghệ này. Các thiết bò điện tử chỉ đạt tốc độ 2,5 Gbit/s.
2. Hệ thống thông tin quang kết hợp coherent
Nguyên tắc làm việc
Phía phát:
Các tín hiệu điện (thông tin) được đưa vào hoặc trực tiếp điều biến nguồn
quang hoặc điều biến với một nguồn ánh sáng đơn sắc bằng một bộ điều chế ngoài.
Có thể sử dụng các phương thức điều biến khác nhau như ASK (cường độ sóng ánh
sáng biến đổi theo tín hiệu điện vào), PSK hay FSK.
Phía thu:
nh sáng tần số f
o
được trộn với ánh sáng đơn sắc tần số f
1
của bộ dao động
nội với mức công suất cao so với công suất tín hiệu quang tới. Đầu ra của bộ trộn
lấy ra tần số trung tần f
IF
=f
1
– f
o
. Nếu f
1
= f
o
hay f
IF

=0 kỹ thuật tách sóng được gọi
là tách sóng homodyne (đồng tần). Còn trường hợp ngược lại f
IF
≠0, kỹ thuật tách
sóng được gọi là tách sóng heterodyne (dò tần). Khi đó tần số f
IF
yêu cầu phải đủ
lớn để có thể truyền tải thông tin. Thông thường, nó có giá trò trong khoảng 0,1-5
Ghz. Các khuật tách sóng này được sử dụng nhằm cải thiện độ nhạy máy thu
quang.
Đặc điểm:
• Các thành phần phổ của sóng ánh sáng đều có thể tham gia vào quá trình
truyền tin.
• Truyền nhiều kênh quang khác nhau sử dụng tần số sóng mang f
0
khác nhau
do đó có thể tận dụng được băng thông của sợi quang.
• Tăng độ nhạy máy thu do có sự tham gia công suất của bộ dao động nội, nhờ
có thể kéo dài cự ly thông tin (L).
• Độ phức tạp của mạng cao.
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
8
f
0
Sợi quang
Nguồn sáng
đơn sắc f
0
Bộ điều biến
ngoài

Phía phátPhía phát
Phía thu
f
IF
=

f
1
– f
0
Nguồn sáng
đơn sắc f
1
Bộ trộn
Hình 5. OFCS kết hợp _ coherent
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
• Tăng độ phức tạp trong việc thiết kế khai thác và bảo dưỡng hệ thống thông
tin quang.
• Do đặc điểm phức tạp và khó khăn trong việc chế tạo các bộ điều biến
ngoài, bộ trộn, bộ dao động nội v.v… dẫn đến giá thành cao. Vì vậy, hệ
thống coherent chưa được ứng dụng rộng rãi trong thực tế.
• Tần số f
0
, f
1
đòi hỏi có độ ổn đònh rất cao nếu không tín hiệu sẽ bò biến
dạng.
A.5.3 Phân theo cự ly và tốc độ truyền
Hệ thống có tốc độ và cự ly truyền nhỏ B≤34 Mbit/s, L≤ 40 km.
Hệ thống có tốc độ và cự ly truyền trung bình B≤622 Mbit/s, L≤ 80 km.

Hệ thống có tốc độ và cự ly truyền lớn B≤2,5 Mbit/s, L≤ 100 km.
Hệ thống có tốc độ và cự ly truyền siêu lớn B≥2,5 Mbit/s, L có giá trò từ 100km
đến vài trăm km
A.6 Mô hình đặc tính của hệ thống thông tin quang
Mục đích
Phân tích các đặc tính của các thành phần kỹ thuật tại các giao tiếp đã chọn
để đánh giá sự phù hợp với mô hình thiết kế hệ thống đã được đặt ra.
Để đánh giá chất lượng hệ thống người ta đưa ra hai chỉ tiêu: Tỷ số tín hiệu trên
nhiễu (S/N) với hệ thống tương tự hay tỷ số lỗi bit (BER) với hệ thống số; Độ rộng
băng tần của hệ thống đối với hệ thống tương tự và tốc độ truyền đối với hệ thống
số. Ngoài ra các thông số khác đối với hệ thống là mức độ rung pha (Jitter), trôi
pha (Wander), trượt (Slip). Sau đây là các phương pháp xác đònh các thông số trên
A.6.1 Các tham số điện quang
1. Tỷ số tín hiệu / nhiễu điện (S/N)
e
Là tỷ số tín hiệu trên nhiễu được đo tại phía điện của hệ thống. Tỷ số này có
thể là tỷ số điện áp, dòng hay công suất tín hiệu trên giá trò tương ứng của
nhiễu. Thông thường tỷ số này được xác đònh theo công suất tín hiệu và công
suất nhiễu và được đo tại sau bộ tách sóng do nhiễu được chèn vào trong quá
trình truyền và phải được tính đến.
2. Độ rộng băng tần điện (BW)
e
Là dải tần trong đó đáp ứng của tín hiệu điện nằm trong một giới hạn xác
đònh. Thường được quy ước lấy tại mức suy giảm tín hiệu 3 dB hay công suất tín
hiệu bò giảm đi 50% , biên độ giảm đi 30%
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
9
f
f
C

BW
1
0.707
Hình 6. Cách xác đònh độ rộng băng tần
điện
Biên độ
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
A.6.2 Tham số quang và tham số đường quang
a. Công suất phát quang
Là công suất đưa vào sợi quang được xác đònh tại đầu ra của bộ nối phát (bộ
nối sau cáp đuôi).
• P
t
/
: Công suất phát quang
• P
s
: Công suất bức xạ của nguồn quang
• L
i
: Tổn hao ghép từ nguồn vào sợi P
t
= P
s
– L
i
• P
t
/
= P

t
– L
ct
trong đó L
ct là
tổn hao bộ nối phát.
b. Công suất quang yêu cầu tối thiểu MRP – Minimun Required Power
r
P
là cộng suất quang trung bình thu được tại bộ tách sóng. MRP là công
suất quang trung bình thu được nào đó để bộ tách sóng làm việc với đặc tính
thiết kế (độ nhạy máy thu).
c. Tổn hao quang
Là tổn hao trên tuyến truyền dẫn quang bao gồm :
• Suy hao sợi quang
α
L :
α
là suy hao riêng của sợi quang trên một
đơn vò chiều dài có thứ nguyên là dB/km và L là khoảng cách truyền
dẫn đơn vò là km.
• Tổn hao bộ nối L
cx

• Tổn hao mối hàn
α
s
=
α
so

[L /( L
o
– 1)] trong đó
α
so
là tổn hao mối
hàn, L
o
là độ dài chế tạo của cáp. Theo ITU
α
so
≤ 0,1 dB.
d. Độ rộng băng tần của hệ thống: Nó được quyết đònh bởi băng thông nhỏ
nhất của các phần tử trên tuyến.
B. KỸ THUẬT TRUYỀN DẪN SDH
SDH (Synchronous Digital Hierarchy) là một công nghệ truyền dẫn thế hệ
mới ngày nay trên thế giới. SDH tạo ra một cuộïc cách mạng trong các dòch vụ viễn
thông, thể hiện một kỹ thuật tiên tiến có thể đáp ứng rộng rãi các yêu cầu của các
thuê bao, nhà khai thác cũng như các nhà sản xuất… SDH thoả mãn các yêu cầu đặt
ra cho ngành viễn thông trong thời đại mới, khắc phục các nhược điểm của thế hệ
PDH mà chúng ta đang sử dụng trên mạng lưới hiện nay.
Với các ưu điểm của mình, hệ thống đồng bộ SDH sẽ ngày càng phát triển trong
tương lai. Đặc biệt, SDH có khả năng kết hợp với PDH trong mạng lưới hiện tại,
cho phép từng bước hiện đại hoá mạng lưới mà vẫn đảm bảo thông tin thông suốt.
B.1 Lòch sử phát triển của công nghệ SDH
Năm 1985, công ty BELLCORE là công ty con của công ty BELL tại Hoa
Kỳ đã đề nghò một phân cấp truyền dẫn mới,đó là mạng quang truyền dẫn SONET
(Synchronous Optical Network). Nhằm mục đích khắc phục các nhược điểm của hệ
thống cận đồng bộ PDH. SONET dựa trên nguyên lý ghép đồng bộ trong đó sợi
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành

10
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
quang được sử dụng làm môi trường truyền dẫn. Đề nghò của BELLCORE được
viện các tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ ANSI (American National Standars Institute)
nghiên cứu và phê chuẩn SONET là tiêu chuẩn quốc gia của Hoa Kỳ vào năm
1998.
Mức Tốc độ (Mbit/s) Phân cấp số
OC-1 51,48 STS-1
OC-2 155,52 STS-3
OC-3 466,56 STS-9
OC-4 622,08 STS-12
OC-5 933,12 STS-18
OC-6 1244,16 STS-24
OC-7 1866,24 STS-36
OC-8 2488,32 STS-48
Các cấp truyền dẫn của SONET theo chuẩn ANSI
Tháng 4 năm 1998, ITU-T đã đạt được sự thoả thuận với ANSI là thay đối
một số tiêu chuẩn của SONET phù hợp với các giao diện PDH của Châu u.
Tháng 11 năm 1988 các tiêu chuẩn đầu tiên về tốc độ, khung tín hiệu, các
cấu trúc ghép, sự bố trí các tín hiệu nhánh PDH đã được phê chuẩn và sau đó là
các tiêu chuẩn về đồng bộ và quản lí mạng SDH cũng được ra đời. Các tiêu
chuẩn này thuộc trong các khuyến nghò của ITU-T như sau:
G.702-Tốc độ bit của các cấp truyền dẫn số.
G.703-Đặc tính vật lý/điện của các giao diện số.
G.707-Các tốc độ bit của SDH.
G.708-Giao diện nút mạng cho các cấp truyền dẫn đồng bộ.
G.709-Cấu trúc ghép đồng bộ.
G.773-Giao thức phù hợp với các giao diện Q để quản lý các hệ thống
truyền dẫn.
G.782-Các kiểu và các đặc tính chủ yếu của thiết bò ghép SDH.

G.783-Các đặc tính của các khối chức năng.
G.784-Quản lý SDH.
G.955-Các hệ thống thông cáp sợi quang có luồng cơ sở 1,544Mb/s.
G.956-Các hệ thống thông cáp sợi quang có luồng cơ sở 2,048 Mb/s.
G.957-Các giao diện quang cho thiết bò và các hệ thống liên quan đến SDH.
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
11
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
M.3010- Các giao diện thông tin quản lý.
M30… - Các khuyến nghò về quản lý mạng viễn thông TMN
B.2 Các tốc độ bit tiêu chuẩn của SDH
Theo khuyến nghò G.707 của CCITT đã qui đònh tốc độ bit của SDH như sau:
− Tốc dộ bit cơ bản là 155,520 Mb/s cho khung STM-1 .
− Các tốc độ bit cao hơn: Nx155,520 Mb/s cho khung STM-
N .
− Hiện nay N được tiêu chuẩn hoá là N=1, N=4, N=16,
N=64.
B.3 Ưu nhược điểm của hệ thống SDH
Ưu điểm
Công nghệ SDH xây dựng trên cơ sở các khuyến nghò của ITU-T đồng thời
trên sự phát triển của các công nghệ tiên tiến trên các lónh vực như công nghệ vi
điện tử , tự động hoá và điều khiển, tin học…… Sự ra đời của SDH nhằm đạt được
mục tiêu là nâng cao hiệu quả mạng viễn thông trên thế giới và từng quốc gia,
cho phép hòa nhập vào mạng dễ dàng, là cơ sở cho các công nghệ truyền dẫn
tương lai và là cơ sở cho mạng viễn thông đa dòch vụ quốc tế. Các mục tiêu của
công nghệ SDH được thể hiện qua các ưu điểm như sau:
− Các tốc độ bit trên 140 Mb/s được tiêu chuẩn trên toàn thế
giới. Nó cho phép xây dựng các xa lộ thông tin trên các tuyến viễn
thông Quốc tế và tạo điều kiện đồng bộ mạng viễn thông Quốc tế dễ
dàng hơn.

− Hệ thống SDH là hệ thống đồng bộ, tất cả các phần tử
mạng SDH sử dụng duy nhất một đồng hồ và các khuyến nghò SDH đều
dựa trên nó.
− Kỹ thuật SDH có thể dễ dàng đưa vào mạng PDH hiện có
với cả hai tiêu chuẩn Châu Âu và Bắc Mỹ. Các luồng PDH nhỏ hơn 140
Mbit/s trừ luồng 8 Mbit/s có thể ghép vào các luồng tín hiệu SDH STM-
1 155,520 Mbit/s. Việc truy nhập tới các tín hiệu của các kênh ghép
vào được thực hiện nhờ con trỏ (pointer). Phương pháp này thuận lợi cho
việc phân nhánh và đấu nối chéo của hệ thống.
− Kỹ thuật SDH tạo sự linh hoạt trong kết nối. Một tín hiệu
mức thấp ghép vào có thể xác đònh trực tiếp từ mức cao. Điều này làm
cho việc tách và ghép kênh trong hệ thống SDH đơn giản hơn nhiều.
− Mã truyền của tín hiệu quang được tiêu chuẩn hoá, các
thiết bò được sản xuất bởi các nhà máy khác nhau dễ dàng tương thích.
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
12
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
− SDH cung cấp kênh điều hành mạng, kênh vận hành
mạng và bảo trì mạng SDH ghép vào bản thân tín hiệu SDH. Do đó, nó
sẵn có trong các phương thức mạng. Nhờ các kênh điều khiển trong tín
hiệu SDH này cho phép điều khiển mạng SDH bằng phương pháp tập
trung.
Với các ưu điểm cơ bản trên, công nghệ SDH đã được nghiên cứu và hoàn
thiện các tiêu chuẩn. Các hãng sản xuất tập trung nghiên cứu sản xuất thiết bò đưa
vào mạng khai thác ngày càng nhiều trên phạm vi trên toàn thế giới. Tại Việt
Nam, hệ thống SDH đã và đang được lắp đặt, vận hành khai thác với các tốc độ
155 Mbit/s, 622 Mbit/s, 2,5 Gbit/s, 10 Gbit/s.Trong tương lai, các hệ thống truyền
dẫn SDH còn sử dụng các tốc độ cao hơn.
Nhược điểm
Với các ưu điểm cơ bản vượt trội so với các công nghệ truyền dẫn trước đó

về dung lượng, chất lượng dòch vụ, khả năng quản lý mạng… Do vậy công nghệ
SDH đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới.
Tuy nhiên, nó vẫn còn tồn tại một số nhược điểm như sau:
− Kỹ thuật phức tạp do phải ghi lại sự tương quan về pha giữa các tín hiệu
luồng và từ mào đầu (overhead).
− Không hiệu quả đối với tín hiệu 34 Mb/s (chỉ có 3x34Mb/s được truyền
trong STM-1 cho phép có thể là 4x34 Mb/s).
− Do sử dụng phương pháp ghép theo byte sẽ dẫn đến hiện tượng Jitter và
Wander cao hơm phương pháp ghép theo bit của hệ thống PDH.
− Do các tín hiệu theo tiêu chuẩn NAS và CEPT có tốc độ khác nhau, cho
nên việc ghép tách các luồng số không đồng bộ nhau. Như vậy cần
trang bò một số các giao tiếp khác nhau trên một thiết bò.
− Việc đồng bộ mạng lưới cũng gặp nhiều khó khăn do sử dụng đồng hồ từ
bên ngoài.
Ngoài các nhược điểm trên trong quá trình khai thác vận hành các thiết bò và
hệ thống SDH cho thấy các nhà sản xuất trên thế giới cung cấp chưa đáp ứng được
tất cả mục tiêu đề ra của công nghệ truyền dẫn SDH. Do đó, trong quá trình khai
thác, bảo dưỡng, điều hành mạng cũng gặp nhiều khó khăn. Cụ thể như sau:
Vấn đề kết nối: Hầu như các thiết bò tách ghép kênh SDH mới chỉ kết
nối ở một vài mức bit của PDH chứ không phải toàn bộ các mức. Vấn đề này đã
gây ra những cản trở cho việc ứng dụng SDH trên mạng.
Vấn đề quản lý: Việc quản lý và điều hành mạng hiện nay có sử dụng
nhiều thiết bò do các hãng khác nhau cung cấp. Trong quá trình kết nối các thiết bò
khác nhau, các dữ liệu thông tin bò mất do mỗi hãng sản xuất sử dụng các byte điều
hành theo một cách riêng của hảng mình. Mặt khác cách xử lý thông tin quản lý và
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
13
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
phần mềm không tương thích của các hãng gây ra khó khăn trong việc điều hành
tập trung.

B.4 So sánh SDH và PDH
Tuy có những nhược điểm nhất đònh nhưng công nghệ SDH vẫn hiệu quả
hơn hẳn công nghệ PDH và dần thay thế các hệ thống PDH. Công nghệ SDH sẽ
được tiếp tục cải tiến và hoàn thiện để trở thành một phương thức truyền dẫn có
hiệu quả. Có thể tóm tắc sự khác nhau giữa SDH và PDH như sau:
PDH SDH
Mạng cận đồng bộ: dao động xung
đồng hồ chạy tự do bên trong mà
không cần đồng bộ tín hiệu và với tín
hiệu đồng bộ khung.
Mạng đồng bộ: dao động đồng hồ
bên trong chạy đồng bộ với đồng hồ
chuẩn bên ngoài nên cần đồng bộ
tín hiệu vào với từ đồng bộ khung.
Kỹ thuật ghép kênh bất đồng bộ Kỹ thuật ghép kênh đồng bộ
Cấu trúc khung đặc trưng với các tiêu
chuẩn
Cấu trúc khung đồng nhất.
Ghép các luồng số theo nguyên lý
ghép xen bit.
Ghép các luồng số theo nguyên lý
ghép xen byte.
Đồng bộ thời gian bằng cách chèn
dương từng bit.
Đồng bộ thời gian bằng cách chèn
dương/không/âmxen byte.
Việc quản lý mạng gặp nhiều khó
khăn vì không có kênh thông tin số.
Quản lý mạng dễ dàng nhờ chứa
nhiều thông tin quản lý mạng (trong

SOH và POH).
Tiêu chuẩn hoá các tốc độ bit cao nhất
lên đến 140Mb/s.
Tốc độ cơ sở 155,52 Mb/s.
Việc truy nhập các kênh riêng lẻ sau
khi giải ghép đến cấp tương ứng.
Truy xuất trực tiếp vào các kênh
nhờ sử dụng kỹ thuật con trỏ.
Do có 3 tiêu chuẩn PDH khác nhau
trên thế giới nên không có khả năng
“mở” giữa các mạng.
Cho phép kết nối các mạng khác
nhau vì đã được tiêu chuẩn chung
cho toàn thế giới.
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
14
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
Chương 2
NGUYÊN LÝ GHÉP KÊNH ĐỒNG BỘ SDH
I. Nguyên lý ghép kênh đồng bộ
I.1 Cấu trúc ghép kênh SDH
Hiện nay, trên thế giới đang tồn tại 3 hệ thống truyền dẫn cận đồng bộ
PDH theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ, Nhật Bản và Châu Âu. Các hệ thống cận đồng bộ
theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ và Nhật Bản giống nhau là cùng dựa trên tốc độ luồng cơ
bản 1,544 Mbit/s, chỉ khác nhau ở tốc độ cấp 3 và cấp 4.
 Theo tiêu chuẩn ESTI của hệ thống Châu Âu


 Theo khuyến nghò G.709 của ITU
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành


kb/s
× 4
× 1
× 3
× N× 1
× 7
× 7
× 4
× 3
× 3
C-4
C-3
C-2
C-12
C-11
VC-2
TU-2 TUG-2
VC-12 TU-12
VC-11 TU-11
VC-3 TU-3 TUG-3
VC-3 AU-3
AU-4VC-4 AUG STM-N
139264
kb/s
6312
kb/s
2048
kb/s
1544

kb/s
44736 kb/s
34368 kb/s
Hình 8 . Sơ đồ khối bộ ghép SDH-ITU
44736 kb/s
34368 kb/s
× N
× 7
× 3
C-4
C-3
C-12
C-11
VC-2
TU-2 TUG-2
VC-12 TU-12
VC-11
VC-3
TU-3 TUG-3
AU-4VC-4 AUG
STM-N
139264
kb/s
2048
kb/s
1544
kb/s
6312
kb/s
× 3

Hình 7 . Sơ đồ khối bộ ghép SDH-ETSI
C-2
TU-12
15
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
Ghi chú:
 Đọc sơ đồ từ phải sang trái
 Mũi tên chỉ đường ghép luồng
Ghép luồng (multiplex)
Bố trí luồng (mapping)
 Dấu x chỉ số lượng khung được ghép vào
Ý nghóa các chữ viết tắt:
C-x: container (cấp x): khối luồng cấp x
VC-x: Virtual container (cấp x): container ảo cấp x
TU-x: Tributary Unit (cấp x): Đơn vò luồng cấp x
TUG-x: Tributary Unit Group (cấp x): Nhóm đơn vò luồng cấp x
AU: Adminimistrative Unit: Đơn vò quản lý
AUG: Adminimistrative Unit Group: Nhóm đơn vò quản lý
POH: Path over Head: Từ mào đầu đường
SOH: Section Over Head: Từ mào đầu đoạn
STM: Synchronous Transport Module: Khối vận chuyển tín hiệu đồng bộ
I.2 Các khối chức năng cơ bản
Các đơn vò trong cấu trúc ghép kênh theo khuyến nghò G.709 trong thực tế
được xử lý là các khối có kích thước chuẩn được đònh nghóa. Cụ thể như sau:
Container C
Là phần tử cơ bản có kích thước đủ để chứa các byte tải trọng thuộc một
trong các luồng số cận đồng bộ PDH. Ngoài chứa các byte thông tin thuần túy,
container còn chứa các byte chèn cố đònh, chèn cơ hội và các bit điều khiển.
Container ảo VC
n


Container ảo VC là sự kết hợp của một container C và từ mào đầu đường
dẫn POH để tạo thành một khung hoàn chỉnh truyền đến đầu thu. Có hai cấp VC:
 VC bậc thấp (n =1, 2) LOVC chứa các container bậc thấp.
 VC bậc cao (n =3, 4) HOVC gồm các container bậc cao hoặc các nhóm
TU của các VC bậc thấp.
Các byte mào đầu đường dẫn POH chứa các thông tin điều khiển giám sát
tuyến nối giữa các VC.
Đơn vò luồng nhánh TU
n
Các container trừ C-4 đều qua khối TU tương ứng. Khối TU gồm 1 VC và
thêm phần con trỏ của khối nhánh. Con trỏ này chỉ thò sự đồng pha của VC
n
trong
VC mức cao, thông báo sự bắt đầu của container ảo VC đó và có vò trí cố đònh.
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
16
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
Đơn vò nhóm các khối nhánh TUG
TUG là nơi sắp xếp các đơn vò luồng TU theo phương thức xen byte thành
luồng số có tốc độ cao hơn và chuyển đến các VC bậc cao hơn.
Đơn vò quản lý AU
n
Phần tử đơn vò quản lý AU bao gồm một container ảo VC bậc cao và con trỏ
đơn vò quản lý. Con trỏ đơn vò quản lý có vò trí cố đònh trong STM-1 và các giá trò
của nó thể hiện mối quan hệ về pha giữa VC bậc cao với khung STM-1.
Đơn vò quản lý nhóm AUG
Nhiều AU có thể được ghép xen byte tạo thành một nhóm AUG. Đơn vò
AUG có cấu trúc khung giống như cấu trúc khung STM-1 khi chưa có SOH.
Modul truyền dẫn đồng bộ STM-1

Phần tử modul chuyển tải đồng bộ mức cơ sở bao gồm một hoặc nhiều
khung VC, các byte thông tin điều khiển, giám sát đoạn và con trỏ khối quản lý.
Các byte vùng này còn được gọi là byte mào đầu đoạn SOH.
STM-N
Module truyền dẫn đồng bộ STM-N là cấp truyền dẫn cấp cao của module
truyền dẫn đồng bộ cấp cơ sở STM-1. Chúng đạt được bằng cách ghép N cấp STM-
1 theo phương thức xen byte.
II. Cấu trúc khung SDH
II.1 Cấu trúc STM-1
STM-1 là cấu trúc cơ sở của SDH gồm một chuổi các bit 0, 1 sắp xếp trong
từng byte 8 bit có kích thước 270 cột, 9 hàng và được truyền theo thứ tự từng hàng
từ trái sang phải , việc truyền mỗi byte được bắt đầu bằng bit có ý nghóa nhất.
Trong 9 byte đầu tiên của mỗi hàng chứa các thông tin: đònh dạng khung, kiểm
tra trạng thái, điều khiển và giám sát lỗi, bảo dưỡng đồng bộ khung. Do đó phần tử
STM-1 tạo ra được chia làm 4 phần:
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
17
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
 FAS: Tín hiệu đồng bộ khung.
 RSOH: Từ mào đầu đoạn lặp.
 MSOH: Từ mào đầu đoạn ghép kênh.
 AU-PTR: Con trỏ của khối quản lý.
 PAYLOAD: Phần tải trọng.
Một khung STM-1 truyền hết 125µs ứng với tốc độ của khung STM-1 là:
8000khung/s×9hàng/khung×270byte/hàng =155,520Mb/s.
II.2 Cấu trúc khung của STM-N
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
Hình 10 . Cu tr
Hình 9 . Cấu trúc khung của STM-1
18

Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
II.3 Cấu trúc khung VC-3
VC-3 gồm 756 (84x9) byte dữ liệu cộng 9 byte mào đầu đường POH thực
hiện chức năng riêng của mình. Container ảo VC-3 tiếp nhận luồng số 34 Mbit/s
PDH thông qua container C-3.
Tốc độ khung VC-3 = 9 dòng/khung x 85 byte/dòng x 8 bit/byte x 8.10
3

khung/s = 48960.10
3
bit/s = 48960 Kbit/s.
II.4 Cấu trúc khung VC-4
VC-4 gồm 2340 byte dữ liệu và 9 byte POH. Mỗi byte POH có một chức năng
riêng.VC-4 tiếp nhận luồng số PDH 140 Mbit/s thông qua container C-4.
Tốc độ khung VC-4 = 9 dòng/khung x 261 byte/dòng x 8 bit/byte x 8.10
3
khung/s = 150336.10
3
bit/s = 150336 Kbit/s.
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
Hình 11 .
Hình 12 .úcànó trong
Hình 1.úcvà !
19
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
II.5 Cấu trúc của AUG
Từ AUG bổ sung thêm các byte SOH đưa vào khối STM-1 để tạo thành
khung có 270 bytex 9 dòng (hình 13).
II.6
Cấu trúc của TUG-3

II.7
Ca
áu trúc của TUG-2
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
1
2
Hướng truyền
9 dòng
86 byte
125 µs
Hình 14. Cấu trúc TUG-3
1
2
Hướng truyền
9 dòng
12 byte
125 µs
Hình 15 . Cấu trúc TUG-2
1
2
Hướng truyền
9 dòng
9 byte 261 byte
125 µs
4
Hình13 . Cấu trúc AUG
20
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
II.8 Cấu trúc khung và đa khung VC-n, TU-n mức thấp
Đặc điểm của các khung VC-n và TU-n mức thấp là số byte rất ít so với VC-n

và TU-n mức cao. Vì vậy, các VC-n và TU-n mức thấp phải sắp xếp thành đa
khung. Có 4 khung để sử dụng một số byte mào đầu tuyến và một con trỏ.
II.9 Cấu trúc của TU-3
TU-3 = VC-3 + PTR
Mỗi con trỏ của TU-3 gồm có 3 byte được gắn vào VC-3 như trong hình 17. Quá
trình truyền dẫn trường hợp 3xVC-3 ghép vào 1 VC-4 sẽ có hai loại con trỏ được
ghép vào. Đó là con trỏ AU-4 dùng để vò trí của VC-4 trong STM-1 và 3 con trỏ
TU-3 để thông báo vò trí của mỗi VC-3 riêng lẻ trong VC-4.
III. Thông tin mào đầu OH (Over Head)
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
1 byte
1
2
Hướng truyền
9 dòng
85 byte
125 µs
Hình 17 . Cấu trúc TU-3
H1
H2
H3
Hình 16 . Cấu trúc khung và đa khung VC-n và TU-n mức thấp
21
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
Chức năng của các mào đầu gồm đònh dạng khung, kiểm tra trạng thái, giám
sát hệ thống, giám sát lỗi, đònh vò lỗi, các chức năng về bảo dưỡng, các chức năng
điều khiển. Thông tin mào đầu luôn là đối tượng được tách ra từ thông tin hữu ích.
Ưu điểm của các thông tin mào đầu là các byte này có thể được tra vấn, thay đổi
hoặc thêm vào ở bất kỳ thời điểm nào mà không cần phải phân kênh luồng tín hiệu
hữu ích thành các kêng riêng lẻ.Thông tin mào đầu gồm 2 loại: Từ mào đầu vùng

dẫn SOH (Section Over Head) và từ mào đầu đường dẫn POH (Path Over Head).
III.1 Cấu trúc mào đầu SOH
Cấu trúc mào đầu SOH của khung module truyền dẫn cấp cơ sở STM-1 được
sắp xếp cố đònh trên vùng A của khung gồm 9 cột và 8 hàng (hàng 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8,
9). SOH chứa thông tin quản lý bảo dưỡng và nó chia làm 2 phần:
 Từ mào đầu đoạn lặp-RSOH (Regenerator Section Overhead) gồm 9
cột và 3 hàng (từ 1 đến 3).
 Từ mào đầu đoạn ghép kênh-MSOH (Multplex Section Overhead) gồm
9 cột và 5 hàng (từ 5 đến 9).
A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0
Χ Χ
B1 RF1 RF2 E1 RF F1
Χ Χ
D1 RF3 RF D2 RF D3
AU-4 PTR
B2 B2 B2 K1 K2
D4 D5 D6
D7 D8 D9
D10 D11 D12
Z1 Z1 Z1 Z2 Z2 Z2 F2
Χ Χ
III.1.1 Từ mào đầu đoạn lặp-RSOH
Các byte RSOH được sử dụng cho công việc giám sát và điều khiển trên các
trạm lặp. Các byte này được xử lý tại các trạm lặp và nếu cần có thể được chuyển
tiếp đi đến các trạm khác.Và chính lý do đó mà ngay cả các trạm lặp cũng phải
đồng bộ mạng. Chi tiết các byte trong RSOH như sau:
 Byte A1, A2: Từ mã đồng bộ khung có giá trò :
A1 = 11110110 (F6), A2 = 0010100(28).
Mỗi byte A1, A2 có 3 byte liên tiếp đặt ở 6 byte đầu tiên của khung STM-1.
Chúng không bò ngẫu nhiên hoá khi đưa tín hiệu STM vào đường truyền dẫn quang,

vì chúng được ghép vào khung sau khi luồng số đã được ngẫu nhiên hóa.
CCITT đưa ra 2 mức lỗi của đồng bộ khung: mất đồng bộ khung (OOF) và
đồng bộ khung yếu (LOF).
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
X Các byte dành cho sử dụng quốc gia
Các byte dành cho tiêu chuẩn hoá quốc tế trong tương lai
RF Các byte dành cho vi ba số SDH
Hình 18 . Cấu trúc SOH trong khung
STM-1
22
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
OOF
Thời gian phát hiện lỗi lớn nhất 625µs
Thời gain khôi phục lớn nhất 250µs
LOF
Thời gian phát hiện 0 ÷ 3ms
Thời gian khôi phục 0 ÷3ms
Trong trường hợp BER=10
-3
sẽ không được phép xảy ra mất đồng bộ khung
lớn hơn 1 lần trong 6 phút, thời gian đồng bộ phải nhanh hơn 5÷10 lần của 250 µs.
Đồng bộ khung được kiểm tra ở 4 bit cuối của byte A1 thứ 3 và 4 bit đầu của
byte A2 thứ nhất trong từ đồng bộ khung FAW (Frame Aligment Word).
 Nếu 1 hay nhiều hơn 1 bit trong FAW bò sai tương đương với một lỗi
đồng bộ.
 Bốn khung liên tiếp đều có lỗi trong FAW xem như mất đồng bộ khung
OOF.
 Byte J0: Byte này được sử dụng để truyền dẫn một đòa chỉ điểm truy
nhập đoạn (section Access Point Identifier) và nhận dạng khung STM-1 trong
khung STM-N. Nhờ giá trò byte này, máy thu đoạn có thể kiểm tra tính liên tục kết

nối của nó tới máy phát đã đònh và dễ dàng xác đònh, kiểm tra vò trí của STM-1
trong quá trình ghép thành tín hiệu STM-N.
 Byte B
1
: Byte kiểm tra, giám sát lỗi tín hiệu STM ở các trạm lặp trên
tuyến SDH. Nó được tạo ra bằng từ mã BIP-8 (cờ chẵn lẽ 8 bit). Từ mã BIP-8 tính
toán trên tất cả các bit có trong khung STM trước đó sau khi đã được ngẫu nhiên
hoá. Kết quả được đặt vào byte B
1
của khung kế tiếp trước khi nó bò ngẫu nhiên
hoá. Byte B
1
được truy xuất và tái tạo lại tại các bộ lặp.Từ mã BIP-8 chỉ xuất hiện
trong SOH của khung STM-1 đầu tiên.
 Byte E
1
: Cung cấp kênh nghiệp vụ tốc độ 64 Kb/s. Nó dùng cho việc
truyền dẫn kênh thoại khi bảo dưỡng và được sử dụng cho các trạm lặp. Khi tiến
hành ghép kênh STM-N, byte này được xác đònh trong khung STM-1 đầu tiên.
 Byte F
1
: Kênh của người sử dụng
Byte này dành cho người điều hành mạng và có thể kiểm tra các chức năng
đặc biệt: truyền số liệu, bảo dưỡng trạm lặp và cũng chỉ xuất hiện trong khung
STM-1 đầu tiên của STM-N. Một khuyến nghò cho việc sử dụng byte này là nhận
ra đoạn sự cố trong một chuổi các đoạn lặp. Nếu một trạm lặp phát hiện sự cố
trong phần của nó, nó có thể chèn thêm 6 bit để nhận dạng trạm lặp và 2 bit mã để
xác đònh bản chất của sự cố.
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
A1 A1 A1 A2 A2 A2

AS2
01100010
1111

1000
FAW
0010
23
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
 Byte D1, D2, D3: Ba byte này tạo ra một kênh truyền dữ liệu DCC với
tốc độ 192Kb/s giữa các trạm lặp với nhau trong nội bộ hệ thống nhằm mục dích
giám sát quản lý các trạm lặp ở trên đường tín hiệu phân cấp số đồng bộ SDH.
Tuy nhiên không phải tất cả các trạm lặp đều có các kênh DDC này, việc sử
dụng các kênh này hay không do phần điểu khiển hệ thống quyết đònh .
 Byte RF: dùng cho viba SDH, 3 byte đầu tiên có thể sử dụng như sau :
 RF1 gồm 8 bit được bố trí như sau:
FFK FFK FFK FFK MSI DN
4 bit FFK dùng để nhận dạng các trạm trong tuyến. Chúng đảm bảo cho bộ
giải điều chế làm việc đúng với tín hiệu phát đi từ bộ điều chế tương ứng.
Bit MSI chỉ thò mất tín hiệu băng gốc tại bộ điều chế.
Bit DN dùng cho điều khiển công suất phát tự động.
Hai bit cuối hiện tại chưa sử dụng vào mục đích gì.
 RF2 gồm 8 bit được bố trí như hình dưới :
PAR LFI LFI LFI LFI LFI LFI LFI
Byte RF2 dùng để xử lý lỗi trong bit PAR và bit kiểm tra chẵn dùng để giám
sát lỗi của byte RF2 và 7 bit LFI để chỉ thò lỗi đường truyền. Vò trí các bit LFI để
ghép các bit lỗi do bộ sữa lỗi trước phát hiện nhưng chưa được sữa lỗi.
 RF3 dùng cho chuyển mạch bảo vệ
 Các byte RF dự trữ cho phát triển các dòch vụ vô tuyến
III.1.2 Từ mào đầu đoạn ghép MSOH

 Byte B2: Giám sát lỗi vùng ghép kênh
Ba byte B2 này hợp lại thành từ mã kiển tra 24 bit và ký hiệu là BIP-24.
BIP-24 chỉ xuất hiện ở phần MSOH của tất cả các khung STM-1 trong cấu trúc
khung tín hiệu STM-N. BIP-24 được tính toán trên tất cả các bit của khung
STM-1 liền trước trừ 3 dòng đầu tiên của SOH (vùng RSOH ) và đặt vào vò trí
các byte B2 của khung STM-1 hiện tại của cùng một tín hiệu STM-1 trong cấu
trúc khung STM-N trước khi trộn. Các byte B2 này không phải tín toán lại mỗi
lần qua trạm lặp.
Với STM-1: B2 là BIP-24 (3 byte).
Với STM-4: B2 là BIP-96 (12 byte).
Với STM-16: B2 là BIP-384 (48 byte).
Với STM-N : B2 là BIP-Nx24 (Nx3 byte).
Qui tắt hình thành BIP-N

GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
. . . 1 22 3 . . . 1 . . . . 22
. . .
1 2 n 2 3 n 1 1 2 3 n
Khối cần kiểm tra
n bit
n bit
n bit
Tạo bit chẳn
Lẻ thứ #1
Tạo bit chẳn
Lẻ thứ #2
Tạo bit chẳn
Lẻ thứ # n

1

P2 …….P1 P3
Pn
n
Từ mã BIP-N
Hình 19 . Quy tắc hình thành từ mã BIP-N
24
Ghép kênh SDH và Thiết bò FLX600A
Từ mã BIP-N đươc thiết bò phát tạo ra lần lượt từng bit, mỗi bit mang giá trò 0 hoặc
1. Trước hết tiến hành đếm các bit thứ nhất của tất cả các byte trong khung STM-1
liền trước, sau đó đạt giá trò thứ nhất của BIP-N sao cho trọng số của các bit thứ
nhất là chẳn. Muốn được giá trò của bit thứ 2 trong BIP-N phải đếm tất cả các bit
thứ 2 của các byte trong STM-1 liền trước và đặt giá trò cho bit này sao cho trọng số
các bit thứ hai là chẳn. Các bit còn lại của từ mã BIP-N cũng được xác đònh tưong
tự. Ở đây cần chú ý nếu N =24 có nghóa là từ mã có 3 byte, mỗi byte có 8 bit và
chúng được tạo ra theo cùng một qui luật. Đầu tiên tiến hành chia các bit trong
khung STM-1 (trừ RSOH) thành các khối 24 bit. Sau đó theo qui luật trọng số của
tất cả các bit thứ nhất trong các khối 24 bit là chẳn để xác đònh giá trò bit thứ nhất
của bit BIP-24 , cứ thế cho đến khi xét các bit thứ 24 của các khối ta sẽ được bit
cuối cùng của BIP-24. Trong trøng hợp ghép các STM-1 thành STM-N thủ tục
BIP-24 được áp dụng trong các STM-1 riêng lẻ. Như vậy đối với mỗi khung tín
hiệu STM-1 riêng lẻ trong STM-N vẫn là BIP-24. Nhưng khi ghép xen byte
NxSTM-1 thì trong STM-N sẽ cho ta từ mã BIP-Nx24 .
 Byte K1, K2: Hai byte dành cho việc truyền thông tin báo hiệu chuyển
mạch tự động APS, chúng hình thành kênh truyền thông tin cảnh báo và lệnh
chuyển mạch dự phòng khi hệ thồng có sự cố. Cấu trúc K1 và K2 như hình 20:
GVHD: T.S Võ Xuân Tựu SVTH: Nguyễn Ngọc Hoành
R R R P ID ID ID ID
1 Byte (8 bit)
Nhận dạng kênh
Nhận dạng nút

Mức ưu tiên:
0 – thấp
1 – cao
Yêu cầu chuyển mạch:
0 – chuyển mạch đầu vòng
1 – chuyển mạch chặng
Mức yêu cầu:
111 – Chuyển mạch bắt buộc
110 – Mất tín hiệu
101 – giảm chất lượng tín hiệu
100 – chuyển mạch nhân công
011 – đợi hồi phục
010 – hoàn thành chuyển mạch
001 – yêu cầu trở lại vò trí bắt đầu
000 – Rồi
K1
ID ID ID ID Ty S S S
1 Byte (8 bit)
Nhận dạng kênh
Nhận dạng nút
Phương thức bảo vệ:
0 – 1 + 1
1 – 1:N
Loại chuyển mạch:
0 – chuyển mạch đầu vòng
1 – chuyển mạch chằng
Trạng thái
111 – AIS đoạn
110 – RDI
Trạng thái

111 – AIS đoạn
110 – FERE
xxx – Chuyển mạch do
suy giảm chất lượng
yyy – Chuyển mạch do
mất tín hiệu
K2
Hình 20 . Cấu trúc của K1 và K2.
APS cho cấu hình đường thẳng
APS cho cấu hình mạng RING
25