Ghép kênh số

GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM

SỐ HOÁ TÍN HIỆU

1. Tín hiệu và các tham số 2. Đường truyền và các tham số 3. Hệ thống và các tham số 4. Điều xung mã PCM 5. Bài tập.

1. TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ

(cid:132) Các loại tín hiệu: (cid:132) Tín hiệu analog: (cid:132) Tín hiệu xung (cid:132) Tín hiệu số (cid:132) Tín hiệu dải nền. (cid:132) Tín hiệu điều chế.

1. TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ (tt)

(cid:132) Tín hiệu analog (tín hiệu tương tự): x(t) = Asin(ωt+ϕ)

A: biên độ. ω=2πf: tần số góc, [rad] f: tần số, [Hz] ϕ: pha của tín hiệu.

1. TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ (tt)

(cid:132) Ví dụ tín hiệu analog: Cho tín hiệu điện áp sau:

x(t) = 5+5sin(100πt) mV, t:ms

Hãy xác định: (a) Biên độ của tín hiệu. (b) Tần số và pha của tín hiệu. (c) Vẽ dạng tín hiệu x(t).

1. TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ (tt)

(cid:132) Tín hiệu xung: (cid:190) Xung vuông

(cid:190) Xung tam giác

1. TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ (tt)

(cid:132) Tín hiệu số: (cid:190) 100110011 (cid:190) Cụm bit biểu diễn một symbol.

1. TÍN HIỆU VÀ CÁC THAM SỐ (tt)

(cid:132) Các tham số của tín hiệu:

(cid:132) Mức điện:

(cid:190) Công suất. (cid:190) Điện áp. (cid:190) Dòng điện

(cid:132) Tỷ số tín hiệu trên nhiễu:

SNR = Công suất tín hiệu/Công suất nhiễu (cid:132) Tần số hoặc băng thông của tín hiệu.

2. ĐƯỜNG TRUYỀN VÀ CÁC THAM SỐ

(cid:132) Các đường truyền dẫn: (cid:132) Đường truyền vô tuyến: (cid:132) Đường truyền cáp kim loại (cid:132) Đường truyền cáp sợi quang (cid:132) Băng thông đường truyền dẫn:

(cid:132) BW (BandWidth), [Hz].

3. HỆ THỐNG VÀ CÁC THAM SỐ

(cid:132) Các hệ thống truyền dẫn:

(cid:132) Hệ thống truyền dẫn tương tự (Analog) (cid:132) Hệ thống truyền dẫn số (Digital) (cid:132) Hệ thống truyền dẫn vô tuyến (cid:132) Hệ thống truyền dẫn cáp đồng (cid:132) Hệ thống truyền dẫn cáp sợi quang

(cid:132) Các tham số của hệ thống truyền dẫn số

(cid:132) Tốc độ bit R [bit/s]. (cid:132) Tỷ số lỗi bit BER (cid:132) Rung pha (Jitter)

4. SỐ HOÁ TÍN HIỆU ANALOG

(cid:132) Là chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu

số.

(cid:132) Các phương pháp: (cid:132) Điều xung mã PCM. (cid:132) Điều xung mã vi sai DPCM (cid:132) Điều chế Delta DM.

PCM: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

x(t)

PCM

Sampling

Quantizing

Coding

LPF (Low Pass Filter)

ADC

ADC (Analog-to-Digital Converter): Bộ chuyển Tương tự sang số LPF: Lọc thông thấp Sampling: Lấy mẫu Quantizing: Lượng tử hoá Coding: Mã hoá

PCM(tt): LPF (Low Pass Filter)

(cid:132) Giôùi haïn phoå taàn tín hieäu tin töùc: Δf = fmax - fmin = B (cid:132) Loaïi boû caùc can nhieãu taàn soá cao (cid:132) Phoå taàn tín hieäu thoaïi: 300Hz-3400Hz (cid:132) Baêng thoâng cuûa boä loïc: Δf=3.1kHz (cid:132) Phoå taàn cöïc ñaïi cuûa tín hieäu thoaïi: fmax=3,4KHz,

laøm troøn baèng fmax=4KHz

PCM(tt): Sampling

(cid:132) Một số khái niệm:

(cid:132) Mẫu là biênđộ của tín hiệu điều chế ở một giá

trị định trước (điện áp).

(cid:132) Lấy mẫu là quá trìnhđ o giá trị biên độ ở những khoảng thời gianđề u nhau (chu kỳ lấy mẫu TS).

(cid:132) Tốc độ lấy mẫu là số mẫu lấy được trên một đơn vị thời gian (tần số lấy mẫu fS = 1/TS).

PCM(tt): Sampling

(cid:132) Laø maïch ñieàu bieân xung PAM (Pulse Amplitude Modulation): nhaân tín hieäu tin töùc x(t) vaø soùng mang daïng xung s(t).

(cid:132) Rôøi raïc hoaù tín hieäu thaønh chuoãi xung bieân ñoä

rôøi raïc.

(cid:132) Taàn soá laáy maãu

fs ≥ 2fmax (ñònh lyù Nyquist)

(cid:132) Ñoái vôùi tín hieäu thoaïi:

fs = 2fmax = 2*4KHz = 8KHz

PCM(tt): Sampling

(cid:132) Đối với tín hiệu thoại: fmax = 4KHz

(cid:132) Tần số lấu mẫu:

(fs+fmax)

PCM(tt): Daïng Tín Hieäu Laáy Maãu

x(t)

t

Tín hieäu ngoõ vaøo

t

s(t)

Tín hieäu xung ñoàng hoà

t

xk(t)

Tín hieäu ñaõ laáy maãu

PCM(tt): Quantizing

(cid:132) Là quá trình phân loại các mẫu analog thành một trong số mức lượng tử đã định trước. Biên độ của một mẫu sẽ nằm trong tập các giá trị lượng tử. (cid:132) Gaàn ñuùng hoaù caùc xung bieân ñoä PAM (laøm troøn

ñeán möùc lưôïng töû gaàn nhaát)

(cid:132) Mục đích: để mã hoá thành từ mã có số bit ít nhất (cid:132) Soá möùc löôïng töû: Q=2n

n là số bit sẽ được mã hoá một mẫu.

Ví dụ: n = 2 ---> Q = 22 = 4 mức n = 4 ---> Q = 24 = 16 mức n = 8 ---> Q = 28 = 256 mức

PCM(tt): Quantizing

(cid:132) Các phương pháp lượng tử hoá:

(cid:132) Lượng tử hoá đều: Chia biên độ tín hiệu cần số hoá thành các khoảng đều nhau, mỗi khoảng là một bước lượng tử Δ. Nếu biên độ của tín hiệu analog là –a đến a thì số mức lượng tử Q và Δ có mối quan hệ sau:

=Δ

a2 Q

(cid:132) Lượng tử hoá không đều: Chia biên độ tín hiệu lấy mẫu thành các khoảng không đều nhau. Biên độ tín hiệu càng lớn thì bước lượng tử càng lớn.

PCM(tt): Quantizing (tt)

(cid:132) Trong kyõ thuaät PCM, 1 xung ñöôïc maõ hoaù thaønh chuoãi nhò phaân 8 bit (cid:198) coù 28=256 möùc löôïng töû.

(cid:132) Chia laøm hai phaàn coù 128 möùc döông vaø 128 möùc aâm, moãi phaàn chia laøm 8 ñoaïn, moãi ñoaïn chia thaønh 16 möùc löôïng töû khaùc nhau.

PCM(tt): Minh Họa Lượng Tử Hoá (Đồng Nhất)

Caùc möùc löôïng töû

10000111 10000110 10000101 10000100 10000011 10000010 10000001 10000000

1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4

5 6 7

Caùc maãu tröôùc khi löôïng töû Caùc maãu sau khi löôïng töû

PCM(tt): Quantizing (tt)

(cid:198)Nhieãu löôïng töû: là sự chênh lệch giữa tín hiệu

ngõ vào và tín hiệu đã lượng tử.

(cid:198)Côngsuấtméolượngtử(lượngtửhoáđều)

=MLTP

2Δ 12

Méo do quá trình lượng tử hoá

Sampling Instants

Analog signal

5

4

3

2

Quantized levels

1 0.5 0 -0.5

PCM(tt): Quantizing (tt): SNR

SNR của tín hiệu khôi phục:

SNR ≈ 6n (dB)

Number of bits per code (n)

Signal-to-Noise (SNR),dB

Number of quantizing steps (2n) 128 256 1024 4096

42 48 60 72

7 8 10 12

PCM(tt): Quantizing (tt)

(cid:132) Nhiễu lượng tử có thể giảm bằng cách tăng số mức lượng tử (giảm khoảng cách lượng tử Δ) ⇒ tăng số bit/1mẫu lượng tử ⇔ giảm độ rộng xung ⇔ tăng băng thông của tín hiệu hay giảm số kênh ghép.

(cid:132) Lượng tử hóa tuyến tính: tín hiệu có biênđộ

bé thì méo lượng tử lớn, tín hiệu lớn thì méo lượng tử nhỏ (vì số mức lượng tử đã được định trước, còn biên độ tín hiệu thì ngẫu nhiên)

PCM(tt): Quantizing (tt)

(cid:132) Löôïng töû hoaù phi tuyeán (khoâng ñeàu):

(cid:132) Trong Viễn thông, xác suất tín hiệu có biênđộ bé cao hơn

tín hiệu có biên độ lớn.

(cid:132) Sử dụng các bộ khuếch đại phi tuyến: bộ phát: compressed (nén) bộ thu: expanded (dãn) ⇒companded

(cid:132) Trong PCM, tín hiệu lớn có bước lượng tử lớn và ngược lại (cid:132) Laáy troøn caùc xung laáy maãu ñeán möùc löôïng töû gaán nhaát

PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn analog

Luaät A (Chuaån Chaâu Âu) (A=87,6)

Luaät μ (Chuaån Baéc Myõ vaø Nhaät) (μ=255)

x ≤≤

x ) 1ln( μ + ) 1ln( μ +

≤<

A ) Ax ) ) A

Ax ⎧ ⎪⎪ ln( 1 + ⎨ ln( 1 + ⎪ ⎪ 1 ln( + ⎩

x =Vin/Vin max: tín hiệu vào chuẩn hoá; y= Vout/Vout maxbước lượng tử chuẩn hoá. Vmax = 2048Δ là điện áp điểm bảo hòa biên độ của bộ nén. 0 ≤ Vin ≤Vin max

PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số

(cid:132) Muoán ñaït SNR=72dB thì: (cid:132) Soá möùc löôïng töû ñeàu: 2048

(cid:198) moãi töø maõ caàn coù 12 bit (keå caû bit daáu).

(cid:132) Trong PCM sử dụng mã hoá nén số. Mã hoá nén số tạo ra từ mã chỉ có 8 bit nhưng chất lượng tương đương như lượng tử hoá đều sử dụng từ mã có 12bit. Giả sử 8 bit đó là: b1b2b3b4b5b6b7b8

Trong đó b1 là bit dấu

b2b3b4 từ mã đoạn b5b6b7b8 từ mã bước

PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13

1 H

7/8

6/8 F

5/8 E

4/8 D

3/8 C

2/8 B

1/8 A x

1/128 1/64 1/32 1/16 1/4 1/2

PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13

(cid:132) Muốn đạt SNR=72dB thì nếu sử dụng lượng tử hoá

đều thì cần n=72/6=12 bit (cid:198) Số mức lượng tử Q=212 =4096

Trong đó có 2048 mức + và 2048 mức -, tức là biên độ của tín hiệu sau khi lượng tử hoá đều là từ -2048Δ đến +2048Δ

(cid:132) Nếu sử dụng nén – dãn số thì chỉ cần từ mã n = 8bit

thì cũng có thể đạt được SNR=72dB. (cid:198) Số mức lượng tử Q=28 =256

Trong đó có 128 mức + và 128 mức -, tức là biên độ của tín hiệu sau khi lượng tử hoá đều là từ -128Δ đến +128Δ

PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13

(cid:132) Bảng: Các từ mã đoạn

Thứ tự đoạn Ký hiệu

Từ mã đoạn b2b3b4 000 OA 0

001 AB 1

010 BC 2

011 CD 3

100 DE 4

101 EF 5

110 FG 6

111 GH 7

PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13

(cid:132) Bảng: Các từ mã bước

Từ mã bước b5b6b7b8 Thứ tự bước Thứ tự bước Từ mã bước b5b6b7b8

0 0000 8 1000

1001 1 0001 9

1010 2 0010 10

1011 3 0011 11

1100 4 0100 12

1101 5 0101 13

1110 6 0110 14

1111 7 0111 15

PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13

(cid:132) Bảng: Số lượng bước lượng tử Δ trong các đoạn

Số lượng bước lượng tử đều

TT Đoạn

0 1 2 3 4 5 6

16 Δ 16 Δ 32Δ 64Δ 128Δ 256Δ 512Δ

1024Δ

PCM(tt): Quantizing (tt): Nén – dãn số A = 87.6/13

(cid:132) Bảng: Các Nguồn Điện Áp Chuẩn

Từ mã đoạn Các điện áp chuẩn chọn bước lượng

TT Đoạn Các điện áp chuẩn đầu đoạn

0 1 b2 b3 b4 0 0 0 1 0 0 b8 1 Δ 1 Δ tử trong đoạn b6 b7 4 Δ 2 Δ 4 Δ 2 Δ b5 8 Δ 8 Δ 0 Δ 16 Δ

0 1 0 2 2 Δ 4 Δ 8 Δ 16 Δ 32 Δ

0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 3 4 5 6 7 1 0 1 0 1 4 Δ 8 Δ 16 Δ 32 Δ 64 Δ 8 Δ 16 Δ 32 Δ 64 Δ 128 Δ 16 Δ 32 Δ 64 Δ 128 Δ 256 Δ 32 Δ 64 Δ 128 Δ 256 Δ 512 Δ 64 Δ 128 Δ 256 Δ 512 Δ 1024 Δ

PCM(tt): Coding

(cid:132) Chuyeån ñoåi tín hieäu töôïng töï sang tín

hieäu soá: (cid:132) 1 xung (cid:198) chuoãi nhò phaân 8 bit b1b2b3b4b5b6b7b8 Trong ñoù: b1: bit daáu, b1 =0 tín hieäu aâm, b1 =1 tín hieäu

döông

b2b3b4: bit ñoaïn b5b6b7b8: bit möùc trong moãi ñoaïn

PCM(tt): Coding (tt)

(cid:132) Ví dụ1: Đầu vào bộ mã hoá –nén số có một xung lấy mẫu có biên độ tương đối x = 0,26. Hãy xác định từ mã PCM 8 bit ở đầu ra

PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 1

(cid:132) Đáp số: 11100001

PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 1

(cid:132) Giải:

(cid:132) Biên độ xung lấy mẫu:

VPAM = 0,26×2048Δ=532Δ

(cid:132) Xác định bit dấu: b1:

Vì 532Δ > 0Δ nên b1=1 (cid:132) Xác định từ mã đoạn b2b3b4:

Theo bảng Các Nguồn Điện Áp Chuẩn, ta có: (cid:206) b2=1 532Δ > 128Δ (cid:206) b3=1 532Δ > 512Δ 532Δ < 1024Δ (cid:206) b4=0

PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 1

Vậy: xung lấy mẫu thuộc đoạn 6 (b2b3b4 = 110) Suy ra: VR(ĐĐ)= 512Δ

(cid:132) Xác định bước (mức) của đoạn b5b6b7b8 :

Vì VR(ĐĐ)+VR(b5) =

= 512Δ+256Δ = 768Δ > 532Δ

(cid:206) b5 = 0

Vì VR(ĐĐ)+VR(b5=1)+ VR(b6)=

(cid:206) b6 = 0

= 512Δ+0+128Δ = 640Δ > 532Δ Vì VR(ĐĐ)+VR(b5=1)+ VR(b6=1)+ VR(b7) =

= 512Δ + 0 + 0 + 64Δ = 576Δ > 532Δ

(cid:206) b7 = 0

Vì VR(ĐĐ)+VR(b5=1)+ VR(b6=1)+ VR(b7=1) + VR(b8) = = 512Δ + 0 + 0 + 0 + 32Δ = 544Δ > 532Δ

Nhưng: 512Δ + 0 + 0 + 0 + 32Δ/2 = 528Δ < 532Δ

(cid:206) b8 = 1

PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 1

Vậy: xung lấy mẫu thuộc bước (mức) 1 của đoạn 6 Tóm lại: Từ mã của VPAM= 532Δ là 11100001 và Vout = 97Δ.

PCM(tt): Coding (tt)

(cid:132) Ví dụ 2: Đầu vào bộ mã hoá –nén số có một xung lấy mẫu có biên độ tương đối x = -0,19. Hãy xác định từ mã PCM 8 bit ở đầu ra

PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 2

(cid:132) Đáp số: 01011000

PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 2

(cid:132) Giải:

(cid:132) Biên độ xung lấy mẫu:

VPAM = -0,19×2048Δ=-389Δ

(cid:132) Xác định bit dấu: b1:

Vì -389Δ < 0Δ nên b1=0 (cid:132) Xác định từ mã đoạn b2b3b4:

Theo bảng Các Nguồn Điện Áp Chuẩn, ta có: (cid:206) b2=1 389Δ > 128Δ (cid:206) b3=0 389Δ < 512Δ (cid:206) b4=1 389Δ > 256Δ

PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 2

Vậy: xung lấy mẫu thuộc đoạn 5 (b2b3b4 = 101) Suy ra: VR(ĐĐ)= 256Δ

(cid:132) Xác định bước (mức) của đoạn b5b6b7b8 :

Vì VR(ĐĐ)+VR(b5) =

= 256Δ+128Δ = 384Δ < 389Δ

(cid:206) b5 = 1

Vì VR(ĐĐ)+VR(b5=1)+ VR(b6)=

(cid:206) b6 = 0

= 256Δ+128Δ + 64Δ = 448Δ > 389Δ Vì VR(ĐĐ)+VR(b5=1)+ VR(b6=1)+ VR(b7) =

= 256Δ + 128Δ + 0 + 32Δ = 416Δ > 389Δ (cid:206) b7 = 0

Vì VR(ĐĐ)+VR(b5=1)+ VR(b6=1)+ VR(b7=1) + VR(b8) = = 256Δ + 128Δ + 0 + 0 + 16Δ = 400Δ > 389Δ

và: 256Δ + 128Δ + 0 + 0 + 16Δ/2 = 392Δ > 389Δ

(cid:206) b8 = 0

PCM(tt): Coding (tt): Ví dụ 2

Vậy: xung lấy mẫu thuộc bước (mức) 8 của đoạn 5 Tóm lại: Từ mã của VPAM= 389Δ là 01011000 và Vout = -88Δ.

MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE CODING)

(cid:132) GIỚI THIÊU (cid:132) CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN

GIỚI THIỆU

(cid:132) Tín hiệu PCM là chuỗi các bit 1 và 0. (cid:132) Việc truyền tín hiệu này (từ một bộ ghép

kênh đến bộ ghép kênh cấp cấp hơn, đến giá máy viba, hoặc đến giá máy của thiết bị quang) cho dù cự ly ngắn nhưng cũng có thể nhận chúng bị sai nếu truyền không đúng dạng (cid:198) line coding.

(cid:132) Chuyển từ một dạng mã này sang dạng mã khác trong thiết bị truyền PCM (cid:198) code converter.

GIỚI THIỆU (tt)

(cid:132) Việc chọn mã đường truyền phải lưu ý đến:

(cid:132) Thành phần dc. (cid:132) Tín hiệu định thời để đồng bộ máy phát và máy thu. (cid:132) Băng thông. (cid:132) Giám sát được chất lượng.

GIỚI THIỆU (tt)

(cid:132) Yeâu caàu ñoái vôùi maõ ñöôøng truyeàn (line code):

(cid:132) Khoâng coù thaønh phaàn moät chieàu (dc). (cid:132) Năng lượng ở tần số thấp phải nhỏ. (cid:132) Có nhiều cạnh xung: để khôi phục xung clock ở bộ thu. (cid:132) Tín hiệu đã mã hoá phải có khả năng giải mã duy nhất

thành tín hiệu gốc.

(cid:132) Daûi taàn heïp (cid:198) tieát kieäm daûi thoâng ñöôøng truyeàn. (cid:132) Bieán ñoåi coù quy luaät sao cho maùy thu kieåm soaùt ñöôïc

loãi bit.

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN

(cid:132) Có hai loại mã đường truyền chính:

(cid:132) Unipolar. (cid:132) Bipolar.

(cid:132) Xung mã đường truyền được phân làm hai

loại: (cid:132) Non Return to Zero (NRZ) (cid:132) Return to Zero (RZ)

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt)

1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1

RZ

NRZ

AMI

HDB-3

CMI

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) NRZ (100 % unipolar)

(cid:132) Trên quan điểm mạch: mã NRZ là dạng thông

dụng nhất của tín hiệu số (ON-OFF).

(cid:132) Mã NRZ được sử dụng trong thiết bị ghép

kênh, viba số, truyền dẫn quang.

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) NRZ (100 % unipolar) (tt)

CLOCK

T

f=1/T

1 0 1 0

V

NRZ SIGNAL

V/2

t

0 AMPLITUDE

DC

NRZ SPECTRUM

0 f/2 f 3f/2 2f 5f/2 3f

FREQUENCY

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) NRZ (100 % unipolar) (tt)

(cid:132) Tất cả các bit 1 có cực tính dương. (cid:132) Phổ có thành phần DC. Giá trị trung bình của DC phụ thuộc vào tỉ số số bit 1/0 của chuỗi tín hiệu (từ 0 volt (cid:198)V volt). Ví dụ: chuỗi 10101010 có thành phần DC là V/2.

(cid:132) Thành phần tần số cơ bản: f/2. (cid:132) Chỉ có hài bậc lẻ. (cid:132) Không có biên độ tín hiệu ở tần số clock (f)

nên khó tách xung clock ở đầu thu.

(cid:132) Nếu có nhiễu tác động lên thì không thể tách

được.

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) NRZ (100 % unipolar) (tt)

(cid:132) Mã NRZ không phù hợp cho đường truyền

cáp đồng.

(cid:132) Mã NRZ được sử dụng cho hệ thống tốc độ cao như SONET/SDH (155Mbit/s hoặc cao hơn) nhưng phải được ngẫu nhiên hoá (Scrambled)

VÍ DỤ MÃ NRZ (100 % unipolar)

Cho chuỗi bit sau: 1011001010 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi số trên nếu mã thành

mã NRZ.

NRZ

QUY TẮC MÃ NRZ (100 % unipolar)

(cid:132) Bit 1 (cid:198) xung dương(+V) (cid:132) Bit 0 (cid:198) xung 0 (cid:132) Độ rộng xung: bằng độ rộng bit

NRZ

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) RZ (50 % unipolar)

(cid:132) Giống như mã NRZ nhưng độ rộng xung giảm

còn một nửa.

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) RZ (50 % unipolar) (tt)

CLOCK

T

1 0 1 0 1 1

0 V

RZ SIGNAL

DC

t

AMPLITUDE

DC

RZ SPECTRUM

0 f 2f 3f 4f 5f 6f

FREQUENCY

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) RZ (50 % unipolar) (tt)

(cid:132) Cũng tồn tại thành phần DC. (cid:132) Tần số cơ bản bây giờ trùng với tần số xung clock của tín hiệu (cid:198) có thể tách xung clock ở đầu thu khi không tồn tại chuỗi bit 0 kéo dài.

(cid:132) Không thể phát hiện lỗi khi có nhiễu. (cid:198) sử dụng có giới hạn. Nhưng mã RZ bipolar

được sử dụng rộng rãi.

VÍ DỤ MÃ RZ (50 % unipolar)

Cho chuỗi bit sau: 1011001010 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi số trên nếu mã thành

mã RZ.

NRZ

QUY TẮC MÃ RZ (50 % unipolar)

(cid:132) Bit 1 (cid:198) xung dương(+V) ở nữa chu kỳ đầu và xung 0 ở nữa chu kỳ còn lại của độ rộng bit.

(cid:132) Bit 0 (cid:198) xung 0

NRZ

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) Alternative Mark Inversion AMI (bipolar code)

(cid:132) Maõ hai cöïc ñoåi daáu laàn löôït (cid:132) Ñoä roäng xung baèng nöõa chu kyø xung (cid:132) Khoâng chöùa thaønh phaàn moät chieàu (cid:132) Quy taéc chuyeån ñoåi:

(cid:132) Bit 1 trong maõ goác chuyeån thaønh caùc xung +V vaø –

(cid:132) Độ rộng xung: 50%. (cid:132) Bit 0 trong maõ goác chuyển thành 0 volt.

(cid:132) Chöa giaûm ñöôïc soá bit 0 lieân tieáp (cid:132) Chæ duøng trong heä thoáng 1,544Mbit/s (G.703)

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) AMI (bipolar code) (tt)

CLOCK

T

1 0 1 0 1 1

0 +V

AMI CODED SIGNAL

t

-V

AMPLITUDE

AMI SPECTRUM

0 f/2 f 3f/2 2f 5f/2 3f

FREQUENCY

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) Alternative Digit Inversion ADI (unipolar 100%)

(cid:132) Cứ ở mỗi bit/digit thứ hai được đảo. (cid:132) ADI rất hữu dụng vì cho dù chuỗi các bit 1 hoặc 0

lớn nhưng đầu thu vẫn có thể tách được xung clock.

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) ADI (unipolar 100%)(tt)

CLOCK

BIT NUMBER

1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4

PCM SIGNAL

I I I I I I

BITS TO BE INVERTED

ADI SIGNAL

MAÕ ÑÖÔØNG TRUYEÀN TRONG PDH

(cid:132) HDB-3 (High density binary) − Quy tắc chuyển mã:

+ Các bit 1 trong mã gốc sẽ chuyển thành các xung +V và –V

xen kẽ nhau (luân phiên đổi dấu)

+ Dãy 3 bit 0 trở xuống sẽ chuyển thành xung 0. + Dãy 4 bit 0 trở lên sẽ được chia thành từng nhóm 4 bit, và chuyển thành 4 xung A00B hoặc 000B, trong đó xung A là xung theo qui tắc, còn xung B là xung trái qui tắc. Xung theo qui tắc là xung trái dấu với xung trước đó, còn xung trái qui tắc là xung cùng dấu với xung trước đó.

o 000B nếu xung đứng trước dãy 4 bit 0 trái dấu với

xung B đứng trước gần nhất.

o A00B nếu xung đứng trước dãy 4 bit 0 cùng dấu

với xung B đứng trước gần nhất.

VÍ DỤ MÃ HDB-3

Cho chuỗi bit sau: 10110010000100000 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi số trên nếu mã thành

mã HDB-3.

1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

+ 0 0 0 B

- 0 0 0 B

-V

VÍ DỤ MÃ HDB-3

Cho chuỗi bit sau: 10110010000100000 Hãy vẽ dạng xung của chuỗi số trên nếu mã thành

mã HDB-3.

1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

+ 0 0 0 B

- 0 0 0 B

-V

MAÕ ÑÖÔØNG TRUYEÀN TRONG PDH

(cid:131) Đặc điểm mã HDB-3:

− Chæ toàn taïi caùc daõy coù 3 bit 0 lieân tieáp trôû xuoáng − Khoâng chöùa thaønh phaàn moät chieàu − Maõ HDB-3 coù soá bit 0 lieân tieáp ít nhaát so vôùi caùc maõ

khaùc (maät ñoä xung doøng cao)

− Duøng trong heä thoáng 2Mbit/s vaø 34Mbit/s.

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) Coded Mark Inversion CMI (biphase)

(cid:132) Các bit 1 luân phiên đảo trạng thái dương và âm. (cid:132) Các bit 0 ở trạng thái âm ở nửa chu kỳ đầu và đổi

trạng thái ở nửa chu kỳ còn lại.

(cid:132) Mã CMI được sử dụng trong các hệ thống

139,264Mbit/s (G.703) và SDH 155,52Mbit/s giao tiếp điện (STM-1e)

CÁC LOẠI MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (tt) CMI (biphase) (tt)

CLOCK

1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0

NRZ

+0.5V

CMI

0 -0.5V

Ví Dụ:

Cho chuỗi bit sau:

1100’1000’0110’0000’0001’010

Hãy vẽ dạng xung của chuỗi bit trên nếu được

mã thành:

a) NRZ. b) AMI c) HDB-3 d) CMI

Giải: a)

1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0

NRZ

Giải: b)

1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0

AMI +

+ + +

-V

- - -

Giải: c)

1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0

HD B-3

+ + + A 0 0 B +

-V

- A 0 0 B - A 0 0 B -

Giải: d)

1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0

CMI

-V

GHÉP KÊNH PCM-N

(cid:132) Sơ đồ khối bộ ghép kênh PCM-N. (cid:132) Nguyên lý hoạt động. (cid:132) Cấu trúc khung và đa khung PCM-30. (cid:132) Cấu trúc khung và đa khung PCM-24.

SƠ ĐỒ KHỐI BỘ GHÉP KÊNH PCM-N

CH 1

PAM

PCM

SPEECH INPUT

LINE

LPF

SAMPLE

HOLD

A/D

CODER

COMP- RESSOR

CH GATES

M U X

. . . . . . .

CH 1

CH n

SIGNALING CONVERTER

. . .

CH n

FRAME/ MULTIFRAME ALIGN

SIGNALING INPUT

Tx CLOCK

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG THEO HƯỚNG PHÁT

(cid:132) Compressor là một phần của compander. (cid:132) LPF = Low Pass Filter, BW = 3400Hz. (cid:132) Sample Rate = 8000Hz (cid:198) PAM signal. (cid:132) Các mẫu của N kênh thoại được xử lý trong một chu

kỳ lấy mẫu TS = 125μs.

(cid:132) CH GATES chọn mẫu của một kênhđư a đến bộ ADC, được điều khiển bởi xung định thời của bộ phát Tx CLOCK.

(cid:132) ADC biến 1 mẫu thành 1 từ mã PCM 8bit.

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG THEO HƯỚNG PHÁT (tt)

(cid:132) Các từ mã của các kênh (CH1 (cid:198) CHn) cùng với từ mã đồng bộ khung (frame alignment word), các bit dịch vụ (service bits), và các bit báo hiệu (signaling bits) được tổ hợp tại bộ ghép MUX (MULTIPLXER) tạo ra các khung (Frames) và các đa khung (Multiframes).

(cid:132) Multiframes tạo ra để truyền thông tin báo hiệu

cho tất cả N kênh thoại.

(cid:132) ENCODER(CODER) là bộ mã đường truyền: AMI (in North America), HDB-3 (in Europe)

PCM-30 vaø PCM-24

(cid:132) PCM-30

(cid:132) N = 30; Nén dãn số: luaät A=87.6/13. (cid:132) Caáu truùc gheùp keânh cô sôû theo chuaån Châu Âu (cid:132) Toác ñoä bit ở ngõ ra bộ ENCODER: 2048Kbit/s (cid:132) Line encoder: HDB-3.

(cid:132) PCM-24

(cid:132) N = 24; Nén dãn số: luaät μ=255/15 (cid:132) Caáu truùc gheùp keânh cô sôû theo chuaån Baéc Myõ vaø Nhaät Baûn (cid:132) Toác ñoä bit: 1544Kbit/s (cid:132) Line encoder: AMI.

CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30

1 Multiframe. TMF = 16×125μs = 2ms

F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15

Frame. TF = 125 μS

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

32 TS

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

30 CH

8 BITS PER CHANNEL

FRAME ALIGNMENT WORD 1 (EVEN FRAMES) Y 0 0 1 1 0 1 1

FIRST 4 DIGITS OF FRAME 0 MULTIFRAME ALIGNMENT WORD 0 0 0 0 S A S S

1 2 3 4 5 6 7 8

FRAME 1 TO 15

488 ns

1 2 3 4 5 6 7 8

FRAME ALIGNMENT WORD 2 (ODD FRAMES) Y 1 A S S S S S

DIGITS 1-4 FOR CHANNELS 1-15 SIGNALING

DIGITS 5-8 FOR CHANNELS 16-30 SIGNALING

CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt)

(cid:132) Moãi ña khung (multiframe) coù 16 khung (frame)

(F0,F1,…,F15) daøi 2ms

(cid:132) Moãi khung daøi 125μm chia laøm 32 khe thôøi gian

(time slot) (TS0,TS1,…,TS31)

(cid:132) Moãi khe thôøi gian daøi 3,9μs goàm moät töø maõ 8bit (cid:132) Thôøi gian cuûa moãi bit laø 488ns (cid:132) TS1,…,TS15,TS17,…,TS31 cuûa caùc khung truyeàn

30 keânh thoaïi 1,2,…,30 töông öùng

CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt): Frame Alignment

(cid:132) TS0 (cid:132) Nguyên lý cơ bản của đồng bộ khung là bộ thu xác định một từ cố định và sau đó kiểm tra vị trí của nó ở những khoảng thời gian không đổi. Công việc này giúp bộ thu tự tổ chức chuỗi bit vào và phân phối đúng các bit cho các kênh của nó (FRAME ALIGNMENT WORD 1 ).

(cid:132) Đồng bộ khung còn thực hiện truyền thông tin trạng thái cảnh báo đầu gần (near-end terminal) và đầu xa (remote- end terminal). Dung lượng dự trữ (spare capacity) có thể sử dụng cho cả quốc gia và quốc tế (FRAME ALIGNMENT WORD 2 )

CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt): Frame Alignment (tt)

(cid:132) FRAME ALIGNMENT WORD 1 (EVEN FRAMES):

Y0011011

Y Sử dụng cho quốc tế, không sử dụng Y=1. 0011011 Từ mã đồng bộ khung

(cid:132) Khi máy thu đạt được trạng thái đồng bộ khung thì

chức năng của nó chỉ là đảm bảo từ đồng bộ khung sẽ xuất hiện đúng vị trí của nó. Nếu từ đồng bộ khung sai 4 lần liên tục thì bộ thu sẽ rơi vào trạng thái mất đồng bộ khung. Và nó sẽ phải bắt đầu việc dò tìm từ đồng bộ khung .

CƠ CHẾ ĐỒNG BỘ KHUNG

FAC

N

FAE

FAC

F1

FAC

A2

FAE

FAC

F2

FAC

FAE

A1

FAE

F3

FAC

FA

FAE

FAC = Frame Alignment Corect FAE = Frame Alignment Error N = Normal state FA = Alarm state F1, F2, F3 = Prealarm state A1, A2 = Postalarm state

FAE

CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt): Frame Alignment (tt)

(cid:132) FRAME ALIGNMENT WORD 2 (ODD FRAMES): Y1ASSSSS (các bit dịch vụ)

Y Sử dụng cho quốc tế, không sử dụng Y=1. 1 luoân baèng 1 ñeå phaân bieät vôùi töø maõ ñoàng boä

khung

A (Alarm): cảnh báo đầu xa khi mất đồng bộ khung (A=1: Loss of Frame Alignment)

SSSSS 5 bit còn lại dành cho quốc gia

CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt): Multiframe Alignment (cid:132) Từ đồng bộ đa khung (Multiframe Alignment Word)

chỉ xuất hiện ở mỗi 16 khung.

(cid:132) Từ đồng bộ được chứa trong TS16 của F0:

0000SASS

(cid:132) Từ đồng bộ đa khung: 0000 (cid:132) Cảnh báo mất đồng bộ đa khung: A=1 (cid:132) Bình thường: A=0 (cid:132) Bit dành cho quốc gia. Không sử dụng S=1. (cid:132) Mất đồng bộ đa khung khi bộ thu nhận sai từ mã

đồng bộ đa khung sai trong hai đa khung liên tiếp

CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt): Signaling Channel

(cid:132) Có hai dạng báo hiệu: CCS (the Common Channel

Signalling) và CAS (the Channel Associated Signalling).

(cid:132) Thông tin báo hiệu được truyền trên TS16 của F1

(cid:198)F15.

(cid:132) CCS: thông điệp báo hiệu được truyền trên kênh

64Kbit/s (TS16) và nó báo hiệu cho tất cả các kênh trên khung đó.

(cid:132) CAS: ITU-T đề nghị sử dụng cho khung PCM-30

(G.704)

CAÁU TRUÙC KHUNG VAØ ÑA KHUNG CUÛA PCM-30 (tt): CAS

FRAME 1 TO 15

1 2 3 4 5 6 7 8

a b c d a b c d

DIGITS 1-4 FOR CHANNELS 1-15 SIGNALING

DIGITS 5-8 FOR CHANNELS 16-30 SIGNALING

GHÉP KÊNH CẬN ĐỒNG BỘ PDH

(cid:132) Khái niệm chung về PDH. (cid:132) Các tiêu chuẩn tốc độ bit. (cid:132) Đặc điểm của tín hiệu PDH. (cid:132) Phương pháp ghép xen. (cid:132) Sơ đồ khối bộ ghép kênh PDH (cid:132) Kỹ thuật chèn trong PDH

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ PDH.

(cid:132) PDH: Plesiochronous Digital Hierachy. (cid:132) Khoâng söû duïng ñoàng boä taäp trung: taát caû caùc phaàn töû trong

maïng khoâng bò khoáng cheá bôûi moät ñoàng hoà chuû.

(cid:132) Moãi thieát bò gheùp keânh hoaëc toång ñaøi trong maïng coù moät

ñoàng hoà rieâng

(cid:198)Coù söï cheânh leäch veà toác ñoä bit giöõa caùc luoàng soá. (cid:132) Ñeå ñoàng boä toác ñoä bit cuûa caùc luoàng tín hieäu: cheøn döông

hoaëc cheøn aâm.

(cid:132) Sau khi cheøn caùc luoàng ñaàu vaøo boä gheùp keânh xem nhö ñaõ ñoàng boä veà toác ñoä bit nhöng pha cuûa chuùng khoâng ñoàng boä vôùi nhau

(cid:198) Gheùp keânh caän ñoàng boä

CÁC TIÊU CHUẨN TỐC ĐỘ BIT

(cid:132) Tiêu chuẩn Châu Âu (cid:132) Tiêu chuẩn Bắc Mỹ. (cid:132) Tiêu chuẩn Nhật Bản

CÁC TIÊU CHUẨN TỐC ĐỘ BIT: CHUẨN CHÂU ÂU

(cid:132) Toác ñoä bit cô baûn laø 2048 Kbit/s (E1).

×4

2048 Kb/s (E1) 8448 Kb/s (E2) 34368 Kb/s (E3) 139264 Kb/s (E4) 564992 Kb/s (E5)

G.732

G.742

G.751 ITU-T

CÁC TIÊU CHUẨN TỐC ĐỘ BIT: CHUẨN CHÂU ÂU (tt)

Level

Bit Rate, Mbit/s

Overhead, Kbit/s

No. of Channels

Line Code

E1 E2 E3 E4 E5

2,048 8,448 34,368 139,264 564,992

30 120 480 1920 7680

HDB3 HDB3 HDB3 CMI CMI

128 256 576 1.792 7936

ĐẶC ĐIỂM CỦA TÍN HIỆU PDH

(cid:132) Tín hieäu caän ñoàng boä. (cid:132) Gheùp luaân phieân töøng bit (bit-by-bit multiplexing) (cid:132) Vieäc ñoàng boä thôøi gian (timing alignment) thoâng qua vieäc hieäu chænh döông (positive justification) luaân phieân töøng bit.

(cid:132) Moãi möùc gheùp keânh coù caáu truùc khung khaùc nhau. (cid:132) Boä gheùp keânh khoâng yeâu caàu ñoàng boä hoùa caùc tín

hieäu vaøo.

ĐẶC ĐIỂM CỦA TÍN HIỆU PDH (tt)

(cid:132) Quan heä pha giöõa khung vaø thoâng tin luoàng khoâng ñöôïc ghi nhaän laïi. Do ñoù, khoâng theå truy xuaát tröïc tieáp vaøo caùc keânh rieâng bieät cuûa tín hieäu gheùp. Vieäc truy xuaát chæ cho pheùp sau khi phaân keânh hoaøn toaøn.

(cid:132) Trong suoát quaù trình gheùp keânh khoâng coù söï ñoàng

boä hoùa caùc tín hieäu vaøo

CẤU TRÚC KHUNG PDH CẤP CAO

(cid:132) Cấu trúc khung 2/8M (cid:132) Cấu trúc khung 8/34M (cid:132) Cấu trúc khung 34/140M (cid:132) Cảnh báo trong khung cấp cao

CẤU TRÚC KHUNG 2/8M

Bit điều khiển chèn Bit chèn

12 200 4 208 4 208 4 4 204

Nhóm 1

Nhóm 2

Nhóm 3

Nhóm 4

212 bit 212 bit 212 bit 212 bit

637 J1 J2 J3 J4R1R2R3R4T1T2T3T4

848 T1T2T3T4

1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 Tín hiệu đồng bộ khung

J1 J2 J3 J4 Bit điều khiển chèn A Bit chỉ thị cảnh báo đầu xa

T1 T2 T3 T4 Bit thông tin luồng R1 R2 R3R4 Bit chèn S Bit dự trữ

CẤU TRÚC KHUNG 2/8M (tt)

(cid:132) Nội dung thông tin của bit điều khiển chèn:

(cid:132) 000: không chèn (cid:132) 111: có chèn

(cid:132) Khi không chèn: các bit R là bit thông tin T

(information bit)

(cid:132) Khi có chèn:các bit R là bit giả (stuffing bit)

Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4

1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 T2 T3 T4

Stuffing bit

CẤU TRÚC KHUNG 2/8M (tt)

(cid:132) Tần số xung tức thời của nhánh:

fnormal = 8448 KHz/4 = 2112 KHz (cid:132) Tần số cực đại của nhánh (khi không chèn):

fmax =fnormal×(824/848) = 2052.2 KHz (cid:132) Tần số cực tiểu của nhánh (khi có chèn): fmin =fnormal×(820/848) = 2042.3 KHz

(cid:132) Tốc độ ghi dữ liệu: 2048 KHz ± 50ppm (cid:132) Tốc độ đọc dữ liệu: 2112 KHz

CẤU TRÚC KHUNG 2/8M (tt) SƠ ĐỒ KHỐI BỘ GHÉP 2/8M

Luồng vào 1

1 1

Luồng vào 2

2048Kbit/s

ES

CLKW

Táck CLK

MUX

CLKR

Luồng ra

3 3

Bộ So pha

8448Kbit/s

4 4

Bộ điều khiển chèn

Luồng vào 3

Bộ tạo CLK

Xung Đồng Bộ

Luồng vào 4

CẤU TRÚC KHUNG 8/34M (Hiệu Chỉnh Dương)

Bit điều khiển chèn Bit chèn

12 372 4 380 4 380 4 4 376

Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4

384 bit 384 bit 384 bit 384 bit

1536 bit

CẤU TRÚC KHUNG 8/34M (tt)

NHÓM 1

…

1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 A S T1T2T3T4

384 T1T2T3T4

NHÓM 2

…

385 J1 J2 J3 J4T1T2T3T4T1T2T3T4

768 T1T2T3T4

1152

NHÓM 3

…

769 J1 J2 J3 J4T1T2T3T4T1T2T3T4

T1T2T3T4

1536

NHÓM 4

…

1153 J1 J2 J3 J4R1R2R3R4T1T2T3T4

T1T2T3T4

1 1 1 1 0 1 0 0 0 0

Tín hiệu đồng bộ khung

J1 J2 J3 J4 Bit điều khiển chèn A Bit chỉ thị cảnh báo đầu xa

T1 T2 T3 T4 Bit thông tin luồng R1 R2 R3R4 Bit chèn S Bit dự trữ

CẤU TRÚC KHUNG 8/34M (tt)

(cid:132) Nội dung thông tin của bit điều khiển chèn:

(cid:132) 000: không chèn (cid:132) 111: có chèn

(cid:132) Khi không chèn: các bit R là bit thông tin T

(information bit)

(cid:132) Khi có chèn:các bit R là bit giả (stuffing bit)

Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4

1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 T2 T3 T4

Stuffing bit

CẤU TRÚC KHUNG 8/34M (tt)

(cid:132) Tần số xung tức thời của nhánh:

fnormal = 34368 KHz/4 = 8592 KHz (cid:132) Tần số cực đại của nhánh (khi không chèn):

fmax =fnormal×(1512/1536) = 8457.75 KHz

(cid:132) Tần số cực tiểu của nhánh (khi có chèn):

fmin =fnormal×(1508/1536) = 8435.375 KHz

(cid:132) Tốc độ ghi dữ liệu: 8448 KHz ± 30ppm (cid:132) Tốc độ đọc dữ liệu: 8592 KHz

CẤU TRÚC KHUNG 34/140M (Hiệu Chỉnh Dương)

Bit điều khiển chèn Bit chèn

16 472 4 484 4 484 4 484 4 484 4 4 480

Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4 Nhóm 5 Nhóm 6

488 bit 488 bit 488 bit 488 bit 488 bit 488 bit

2928 bit

CẤU TRÚC KHUNG 34/140M (tt)

NHÓM 1

1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0

13 A S

0 0

S S

…

17 T1T2T3T4

488 T1T2T3T4

(cid:132) Tần số xung tức thời của nhánh:

fnormal = 139264 KHz/4 = 34816 KHz

(cid:132) Tần số cực đại của nhánh (khi không chèn):

fmax =fnormal×(2892/2928) = 34387.934 KHz

(cid:132) Tần số cực tiểu của nhánh (khi có chèn):

fmin =fnormal×(2888/2928) = 34340.372 KHz

(cid:132) Tốc độ ghi dữ liệu: 34368 KHz ± 20ppm (cid:132) Tốc độ đọc dữ liệu: 34816 KHz

CẢNH BÁO TRONG KHUNG CẤP CAO

(cid:132) Bit A mang tín hiệu chỉ thị cảnh báo. Khi có cảnh

báo A = 1: (cid:132) Mất tín hiệu thu. (cid:132) Mất đồng bộ khung

(cid:132) Bit S = 1 sử dụng cho quốc gia.

Distance Alarm

34 Mbit/s

Frame Loss

LTE A

LTE B

GHEÙP KEÂNH ÑOÀNG BOÄ SDH

NỘI DUNG CHÍNH

(cid:132) Chuẩn ghép kênh SDH. (cid:132) Sơ đồ khối ghép luồng PDH vào khung

STM-N

(cid:132) Quá trình ghép các luồng nhánh PDH

vào khung STM-1 .

(cid:132) Vai trò và hoạt động của con trỏ trong

SDH

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CHUẨN TỐC ĐỘ BIT

(cid:132) Toác ñoä bit cuûa SDH goàm coù:

STM-1 = 155,52 Mbit/s STM-4 = 4×STM-1 = 622,08 Mbit/s STM-16 = 4×STM-4 = 2488,32 Mbit/s STM-64 = 4×STM-16 = 9953,28 Mbit/s (STM: Synchronous Transport Module )

(cid:132) Toác ñoä bit cô baûn: STM-1 (155,52Mbit/s)

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) ĐẶC ĐIỂM

(cid:132) Ñoàng boä hoaù maïng truyeàn daãn (cid:132) Kyõ thuaät gheùp keânh con troû (pointer) (cid:132) Ñoàng boä ñònh thôøi ñöôïc ñieàu chænh thoâng qua

vieäc hieäu chænh +/-/0 töøng byte moät

(cid:132) Caáu truùc cuûa module: toác ñoä bit cao hôn ñaït

ñöôïc thoâng qua gheùp luaân phieân töøng byte cuûa nhieàu tín hieäu STM-1.

(cid:132) Caáu truùc tín hieäu gheùp (STM-N) gioáng nhö caáu

truùc cuûa STM-1

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) ĐẶC ĐIỂM

(cid:132) Toác ñoä bit cuûa caùc tín hieäu gheùp baèng moät soá nguyeân nhaân vôùi toác ñoä cô baûn 155,52Mbit/s. (STM-N = N×STM-1)

(cid:132) Moái quan heä pha giöõa khung vaø döõ lieäu ñöôïc ghi

nhaän baèng yù nghóa cuûa caùc con troû (cid:198) coù theå truy xuaát vaøo keânh naøo ñoù trong tín

hieäu gheùp SDH

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) ƯU ĐIỂM

(cid:131) Toác ñoä bit treân 140Mbit/s ñöôïc tieâu chuaån hoaù

quoác teá laàn ñaàu tieân.

(cid:131) Maõ ñöôøng truyeàn quang ñöôïc tieâu chuaån hoaù (cid:198) thieát bò töông thích bôûi nhieàu nhaø saûn xuaát khaùc nhau.

(cid:131) Maïng SDH bao phuû maïng PDH ñang toàn taïi. (cid:131) Gheùp keânh vaø phaân keânh ñôn giaûn (cid:131) Caùc boä gheùp keânh xen/reõ (ADM) raát linh hoaït

(cid:198) giaûm giaù thaønh maïng

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) ƯU ĐIỂM

(cid:131) Caáu truùc module: toác ñoä bit gheùp ñöôïc taïo ra baèng boäi soá nguyeân laàn toác ñoä bit cô baûn

(cid:131) Caáu truùc khung cuûa tín hieäu gheùp gioáng caáu truùc

khung cuûa tín hieäu cô baûn (cid:198) khoâng caàn phaûi ñònh nghóa laïi khung môùi

(cid:131) Coù theå truy xuaát tröïc tieáp vaøo caùc luoàng bit baäc

thaáp hôn (cid:198) Soá löôïng thieát bò vaø giaù thaønh giaûm

(cid:131) Coù theàû gheùp caùc tín hieäu PDH cuûa caùc caáp khaùc

nhau vaøo STM-1

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) ƯU ĐIỂM

(cid:131) Gheùp ñöôïc nhieàu loaïi tín hieäu khaùc nhau moät caùch linh hoaït: thoaïi, B-ISDN, ATM, caùc tín hieäu baêng roäng trong töông lai …

(cid:131) Coù theå chuyeån ñoåi tröïc tieáp tín hieäu ñieän sang tín hieäu quang maø khoâng caàn phaûi söû duïng maõ ñöôøng truyeàn phöùc taïp

(cid:131) Khaû naêng quaûn lyù, giaùm saùt vaø baûo döôõng maïng

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) KHUYẾT ĐIỂM

(cid:132) Kyõ thuaät phöùc taïp do phaûi ghi laïi moái quan heä

pha giöõa tín hieäu luoàng vaø Overhea

(cid:132) Dung löôïng truyeàn giaûm: 63 luoàng 2Mbit/s, 3

luoàng 34 Mbit/s

(cid:132) Dung löôïng STM-1 coù theå lôùn hôn caàn thieát. (cid:132) Vieäc hieäu chænh töøng byte daãn ñeán nhieàu Jitter

hôn so vôùi hieäu chænh töøng bit

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1

(cid:132) Tín hieäu cô baûn trong SDH (cid:132) Toác ñoä truyeàn 155,52 Mbit/s. (cid:132) Ñoä roäng cuûa khung laø 125μs (cid:132) 2430 byte: goàm 9 haøng vaø 270 coät (cid:132) Goàm 3 khoái:

− Khoái maøo ñaàu cuûa ñoaïn (SOH: Section OverHead) − Khoái tín hieäu luoàng (Payload) (taûi troïng) − Khoái con troû (Pointer)

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1

270 byte

STM-1

125 μs

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1

270 byte

9 byte 261 byte

SOH

PTR

PAYLOAD

SOH

SOH: Section Overhead

PTR: Pointer

125 μs

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1

SOH

PAYLOAD

SOH

PAYLOAD

SOH

PAYLOAD

PTR

PAYLOAD

SOH

PAYLOAD

SOH

PAYLOAD

SOH

PAYLOAD

SOH

PAYLOAD

SOH

PAYLOAD

125 μs

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1: SOH

(cid:132) 8×9 byte (cid:132) Tín hieäu ñoàng boä khung, caùc byte giaùm saùt (supervision), baûo döôõng (maintenance) vaø ñieàu khieån (control).

(cid:132) SOH ñöôïc phaân laøm hai phaàn khaùc nhau: (cid:132) RSOH (Repeater Section OverHead) (cid:132) MSOH (Multiplexer Section OverHead)

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1: SOH

SOH

RSOH

PTR

SOH

MSOH

RSOH (Repeater Section OverHead) MSOH (Multiplexer Section OverHead)

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1: PTR

(cid:132) PTR chia laøm 3 nhoùm, moãi nhoùm coù 3 byte.

GROUP 1 GROUP 2 GROUP 3

(cid:132) Ghi laïi quan heä pha giöõa Payload vaø khung

STM-1.

(cid:132) Ñònh vò tín hieäu luoàng trong vuøng Payload

(cid:198) sau khi xaùc ñònh Pointer, coù theå truy xuaát vaøo moät keânh cuûa ngöôøi söû duïng trong STM-1 maø khoâng phaûi phaân keânh

3 Byte 3 Byte 3 Byte

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-1: PTR

(cid:132) Payload: 9×216 byte (cid:132) Truyeàn caùc luoàng tín hieäu PDH coù toác ñoä töø 2

Mbit/s ñeán 140 Mbit/s

(cid:132) Caùc tín hieäu naøy ñöôïc cheøn trong khoái STM-1

theo daïng ñöôïc xaùc ñònh

CHUẨN GHÉP KÊNH SDH (tt) CẤU TRÚC KHUNG STM-N

270 byte ×N

9 byte×N 261 byte ×N

SOH

PTR

PAYLOAD

SOH

125 μs

GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N SƠ ĐỒ KHỐI

×N

×1

STM-N

AUG

AU-4

VC-4

C-4

139264 Kbit/s

×3

×1

TUG-3

TU-3

VC-3

×3

AU-3

VC-3

C-3

44736 34368 Kbit/s

×7

×1

TUG-2

TU-2

VC-2

C-2

6312 Kbit/s

×3

TU-12

VC-12

C-12

Pointer processing … …

2048 Kbit/s

×4

TU-11

VC-11

C-11

1544 Kbit/s

Multiplexing Mapping Aligning

GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: C

(cid:132) C = Container: (cid:132) Mang nhöõng luoàng tín hieäu PDH vaøo khung

SDH vôùi toác ñoä chính xaùc ñaõ ñöôïc ñònh tröôùc. (cid:132) Nguoàn ñoàng boä chung ñöôïc söû duïng cho caùc thieát SDH: theo nguyeân taéc Master/slave. (cid:132) Yeâu caàu: toác ñoä ngoõ ra cuûa caùc thieát bò khaùc nhau caàn ñöôïc hieäu chænh ñuùng vôùi toác ñoä ñaõ ñöôïc ñònh tröôùc.

(cid:132) Nguyeân lyù cheøn bit ñöôïc söû duïng (cid:132) Độ dài thời gian: 125 μs

GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: C (tt)

Toác ñoä bit truyeàn Tín hieäu

Level 1 C-11 1544 Kbit/s

C-12 2048 Kbit/s

Level 2 C-2 6312 Kbit/s

Level 3 C-3 34368 Kbit/s

44736 Kbit/s

Level 4 C-4 139264 Kbit/s

GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: VC

(cid:132) VC = Virtual Container. VC = C + POH (cid:132) Chöùc naêng cuûa POH:

(cid:132) Xaùc ñònh ñích ñeán cuûa VC (cid:132) Giaùm saùt loãi cuûa VC: söû duïng maõ parity (BIP) (cid:132) Mang thoâng tin traïng thaùi (Status Information) cho

MUX bieát VC coù mang thoâng tin hay khoâng

(cid:132) Truyeàn thoâng tin caûnh baùo töø VC ñaàu cho ñeán VC

cuoái

(cid:132) Độ dài thời gian: 125 μs (cid:132) HOVC = High-Order VC: VC-3, VC-4 (cid:132) LOVC = Low-Order VC: VC-1x, VC-2, VC-3

GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: TU

(cid:132) TU = Tributary Unit (cid:132) TU = VC + Pointer (TU-PTR) (cid:132) Chức năng của TU:

(cid:132) Xaùc ñònh vò trí cuûa VC-POH trong vuøng Payload cuûa

khung STM-1

(cid:132) Độ dài thời gian: 125 μs

GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: TUG

(cid:132) TUG = Tributary Unit Group (cid:132) Goàm moät soá caùc TU hoaëc TUG caáp thaáp hôn

gheùp luaân phieân theo töøng byte.

(cid:132) TUG-2, TUG-3 (cid:132) Độ dài thời gian: 125 μs

GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: AU

(cid:132) AU = Administrative Unit (cid:132) AU-4 = VC-4 + Pointer (AU-PTR). (cid:132) Chức năng của con trỏ AU-PTR:

(cid:132) Pointer naèm ôû haøng thöù 4 cuûa khung STM-1. (cid:132) Xaùc ñònh vò trí baét ñaàu cuûa töø maõo POH (byte J1) cuûa

VC4

(cid:132) Độ dài thời gian: 125 μs

GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N CHỨC NĂNG CÁC KHỐI: AUG

(cid:132) AUG = Administrative Unit Group (cid:132) Duøng cho payload chöùa ba caáu truùc AU3 (cid:132) AUG chöùa NPI (Null Pointer Indication) xaùc ñònh vò trí coá ñònh trong vuøng payload nôi ba pointer chæ ñeán ba caáu truùc AU3 töông öùng

(cid:132) Độ dài thời gian: 125 μs

GHÉP LUỒNG PDH VÀO KHUNG STM-N KÍCH THƯỚC CÁC KHỐI

C-12

C-2

C-3

C-4

C-11

CONTAINER

106

756

2340

Kích thöôùc (bytes)

1600

2176

6784

48384

149760

Toác ñoä bit (Kbit/s)86

VC-11

VC-12

VC-2

VC-3

VC-4

VIRTUAL CONTAINER

107

2349

765

Kích thöôùc (bytes)

1664

2240

6848

48960

150336

Toác ñoä bit (Kbit/s)

TU-11

TU-12

TU-2

TU-3

TRIBUTARY UNIT

108

768

Kích thöôùc (bytes)

1728

2304

6912

49152

Toác ñoä bit (Kbit/s)

TUG-3

TUG-2

TRIBUTARY UNIT GROUP

774

108

Kích thöôùc (bytes )

49536

6912

Toác ñoä bit (Kbit/s)

AU-3

AU-4

ADMINISTRATIVE UNIT

768

2358

Kích thöôùc (bytes)

50304

150912

Toác ñoä bit (Kbit/s)

ADMINISTRATIVE UNIT GROUP

AUG

Kích thöôùc (bytes)

2358

Toác ñoä bit (Kbit/s)

150912

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 . GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1

(cid:132) Sơ đồ ghép:

+ SOH

+ AU4-PTR

+ POH

+ STUFF

STM-1

AU-4

VC-4

C-4

139264 Kbit/s

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1: C-4

(cid:132) Kích thước khung C-4: 9 dòng × 260 byte. (cid:132) Độ dài thời gian: 125μs. (cid:132) Một dòng của C-4: 20 khối × 13 byte = 260 byte

20 khối × 13 byte = 260 Byte

C-4

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 5 10 15

20

13 byte

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1: C-4 (tt)

(cid:132) Cấu tạo mỗi dòng của C-4:

1 byte

12 byte

W 96I

X

96I

Y

96I

Y

96I

Y

96I

X

96I

Y

96I

Y

96I

Y

96I

X

96I

Y

96I

Y

96I

Y

96I

X

96I

Y

96I

Y

96I

Y

96I

X

96I

Y

96I

Z

96I

W = I I I I I I I I

Y = RRRRRRRR

X = CRRRRROO

Z = I I I I I I S R

I: Information bit S: Stuffing bit R: Fixed Stuffing bit O: Overhead bit C: Justification control bit

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1: C-4 (tt)

(cid:132) Mỗi dòng C-4 có: (cid:132) 1 bit chèn S (cid:132) 5 bit điều khiển chèn C

(cid:132) Mỗi khối gồm 1 byte X/Y/W/Z đứng đầu và 12

byte thông tin I theo sau.

(cid:132) Khi CCCCC = 00000 thì S = I Khi CCCCC = 11111 thì S = R

(máy thu căn cứ vào luật số đông của bit C để biết chèn hay không chèn)

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1: VC-4

(cid:132) VC-4 = C-4 + POH

(cid:132) Độ dài thời gian: 125μs.

1 byte 260 byte 261 byte

=

+

J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1

J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 POH

C-4

VC-4

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1: AU-4

(cid:132) AU-4 = VC-4 +PTR_AU-4

(cid:132) Độ dài thời gian: 125μs.

270 byte

9 byte 261 byte

H1 Y Y H2 “1” “1” H3 H3 H3

PTR_AU-4

J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E4 VÀO STM-1: STM-1

(cid:132) STM-1 = AU-4 +SOH

(cid:132) Độ dài thời gian: 125μs.

270 byte

RSOH

261 byte 9 byte

MSOH

H1 Y Y H2 “1” “1” H3 H3 H3

J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1

(cid:132) Sơ đồ ghép theo chuẩn Châu Âu:

STM-1

AU-4

VC-4

×3 + POH

×1

+ PTR

TUG-3

TU-3

VC-3

+ POH

+ STUFF

C-3

34368 Kbit/s

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: C-3

(cid:132) Kích thước khung C-3: 9 dòng × 84 byte. (cid:132) Mỗi khung C-3 được chia làm 3 phân khung: T1, T2, T3.

84 Byte

T2 9

C-3

1 2 3 4 5 6 7 8 9

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: C-3 (tt)

(cid:132) Cấu trúc 1 phân khung

3 byte

24I 24I 24I 24I

24I 24I 24I 24I 24I

C

24I 24I 24I 24I 24I

O

24I

24I 24I 24I 24I

24I 24I 24I 24I 24I

C

24I 24I 24I 24I 24I

O

24I

AB8I

24I 24I 24I 24I

24I 24I 24I 24I 24I

C

24I 24I 24I 24I 24I

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18

19 20

= RRRRRRRR

C

= RRRRRRC1C2

A

= RRRRRRRS1

B = S2I I I I I I I

I: Information bit S: Stuffing bit R: Fixed Stuffing bit C: Justification control bit O: Overhead bit

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: C-3 (tt)

(cid:132) Ba phân khung có cấu trúc giống nhau. (cid:132) Mỗi phân khung:

(cid:132) Dòng 1: có (22 byte + 12 bit) chèn cố định R; 2 bit điều

khiển chèn C1C2 và 60 byte thông tin I.

(cid:132) Dòng 2: giống dòng 1. (cid:132) Dòng 3: có (23 byte + 13 bit) chèn cố định R; 2 bit điều khiển chèn C1C2; 2 bit chèn S1S2 và (57 byte + 7 bit) thông tin I.

(cid:132) Mỗi phân khung có 3 bit C1C1C1 dùng để điều

khiển bit S1 và 3 bit C2C2C2 dùng để điều khiển bit S2. Nếu CiCiCi = 0 thì Si = I, CiCiCi = 1 thì Si = R.

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: VC-3

(cid:132) VC-3 = C-3 + POH_VC-3

(cid:132) Độ dài thời gian: 125μs.

1 byte 84 byte 85 byte

=

+

J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1

J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 POH_VC-3

C-3

VC-3

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: TU-3

(cid:132) TU-3 = VC-3 + PTR_TU-3

(cid:132) Độ dài thời gian: 125μs.

86 byte

H1 H2 H3

PTR_TU-3

J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: TUG-3

(cid:132) TUG-3 = TU-3 + STUFF BIT

(cid:132) Độ dài thời gian: 125μs.

86 byte

H1 H2 H3

S T U F F J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: VC-4

(cid:132) VC-4 = 3×TUG-3 + STUFF BIT +POH_VC-4 (cid:132) Độ dài thời gian: 125μs.

86 byte × 3 + 3 = 261 byte

H1 H2 H3 H1 H2 H3 H1 H2 H3

S T U F F S T U F F

S T U F F S T U F F S T U F F J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1

POH_VC-4 POH_VC-3

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E3 VÀO STM-1: AU-4

(cid:132) AU-4 = VC-4 +PTR_AU-4

(cid:132) Độ dài thời gian: 125μs.

270 byte

9 byte 261 byte

H1 Y Y H2 “1” “1” H3 H3 H3

PTR_AU-4

J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1

(cid:132) Sơ đồ ghép theo chuẩn Châu Âu:

STM-1

AU-4

VC-4

×3

TUG-3

×7

TUG-2

×3

TU-12

VC-12

C-12

2048 Kbit/s

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1: VC-12, TU-12

(cid:132) Do VC-1x và TU-1x có số byte ít nên phải được xếp dưới

dạng đa khung gồm 4 khung.

1 byte 1 byte

V5

V1

35 byte 36 byte

125 μs 125 μs

J2

V2

35 byte 36 byte

250 μs 250 μs

N2

V3

35 byte 36 byte

375 μs 375 μs

K4

V4

35 byte 36 byte

500 μs 500 μs

Đa khung VC-12 Đa khung TU-12

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1: VC-12, TU-12

(cid:132) V5, J2, N2, K4: POH_VC-12 (cid:132) V1, V2, V3, V4: PTR_TU-12

V5

V1

VC-12 #1 TU-12 #1

J2

V2

VC-12 #2 TU-12 #2

N2

V3

VC-12 #3 TU-12 #3

K4

V4

VC-12 #4 TU-12 #4

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1: VC-12, TU-12

(cid:132) Có 3 phương pháp sắp xếp luồng 2048 Kbit/s vào

đa khung VC-12: (cid:132) Sắp xếp không đồng bộ. (cid:132) Sắp xếp đồng bộ bit. (cid:132) Sắp xếp đồng bộ byte.

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1: VC-12, TU-12

V5 R R R R R R R R 32 BYTE

(cid:132) Sắp xếp không đồng bộ nhằm đồng bộ hóa tín hiệu PDH theo tần số đồng hồ của SDH.

(cid:132) Đa khung VC-12 bao gồm:

R R R R R R R R J2 C1C2OOOO R R 32 BYTE

140 byte

R R R R R R R R N2 C1C2OOOO R R 32 BYTE

(cid:132) (127 byte +7 bit) thông tin I. (cid:132) 2 bit chèn S1,S2. (cid:132) 6 bit điều khiển chèn C1, C2. (cid:132) 8 bit overhead O. (cid:132) 73 bit chèn cố định R.

(cid:132) CiCiCi = 000(cid:198)Si = I CiCiCi = 111(cid:198)Si = R

R R R R R R R R K4 C1C2R R R R RS1 S2 I I I I I I I 31 BYTE R R R R R R R R

500 μs

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1: VC-12, TU-12

(cid:132) Sắp xếp đồng bộ byte được áp dụng

khi các kênh 64 Kbit/s của luồng 2048 Kbit/s phân biệt rõ ràng.

(cid:132) R: bit chèn cố định. (cid:132) TS: khe thời gian.

(cid:132) Sắp xếp đồng bộ bit: ITU-T khuyến nghị bỏ phương pháp này, vì đây là trường hợp đặc biệt của sắp xếp không đồng bộ (tham khảo tài liệu)

140 byte

V5 R R R R R R R R TS0 TS1 ÷ TS15 TS16 TS17 ÷ TS31 R R R R R R R R J2 R R R R R R R R TS0 TS1 ÷ TS15 TS16 TS17 ÷ TS31 R R R R R R R R N2 R R R R R R R R TS0 TS1 ÷ TS15 TS16 TS17 ÷ TS31 R R R R R R R R K4 R R R R R R R R TS0 TS1 ÷ TS15 TS16 TS17 ÷ TS31 R R R R R R R R

500 μs

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1:TU-12

Khung TU-12 Đa khung TU-12

4 byte

V1

36 byte

Vn

V2

36 byte

V3

9 36 byte

V4

36 byte

125 μs

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1:TUG-2

(cid:132) TUG-2 = 3×TU-12

(cid:132) Độ dài thời gian: 125μs.

4 byte×3 = 12 byte

Vn

VnVn

125 μs

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1:TUG-3

(cid:132) TUG-3 = 7×TUG-2

(cid:132) Độ dài thời gian: 125μs.

12 byte×7+2 = 86 byte

21× Vn

N P I

S T U F F

125 μs

QUÁ TRÌNH GHÉP CÁC LUỒNG NHÁNH PDH VÀO KHUNG STM-1 GHÉP LUỒNG E1 VÀO STM-1:VC-4

(cid:132) VC-4 = 3×TUG-3 + POH_VC-4

(cid:132) Độ dài thời gian: 125μs.

86 byte×3+3 = 261 byte

63× Vn

N P I

S T U F F

J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1

125 μs

GHEÙP KEÂNH ÑOÀNG BOÄ SDH

CHỨC NĂNG CỦA CON TRỎ

(cid:132) Ñoàng boä hoaù caùc luoàng vaø caùc khung caáp cao hôn. (cid:132) Chöùa thông tin vò trí byte ñaàu tieân cuûa VC (byte ñaàu tieân cuûa POH). Söï thay ñoåi pha hay toác ñoä bit coù theå ñöôïc buø thoâng qua hieäu chænh giaù trò cuûa con troû cuøng vôùi hieäu chænh +/-/0 luaân phieân töøng byte (cid:132) Coù theå truy suaát vaøo VC caáp cao hôn ngay sau khi

xaùc ñònh AU-PTR

(cid:132) Cho pheùp gheùp xen/reû 1 luoàng tín hieäu baát kyø maø

khoâng phaûi phaân keânh hoaøn toaøn nhö PDH

CÁC LOẠI CON TRỎ

(cid:132) Coù ba loaïi con troû:

(cid:132) Con troû cuûa AU-x (x=3,4)

+ Ñoàng boä pha vaø taàn soá cuûa VC-x vôùi khung AU-x + Neáu gheùp 1×140Mbit/s: 1 con troû AU-4 + Neáu gheùp 3×34Mbit/s: 3 con troû AU-3

(cid:132) Con troû cuûa TU-3 (cid:132) Con troû cuûa TU-1x/TU-2

+ Ñoàng boä pha vaø taàn soá cuûa VC-1x/VC-2 vôùi

khung caáp cao hôn (VC-3 hay VC-4)

CON TRỎ AU4

(cid:132) AU-4 = VC-4 +PTR_AU-4

270 byte

9 byte 261 byte

H1 Y Y H2 “1” “1” H3 H3 H3

PTR_AU-4

J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1

CON TRỎ AU4 (tt)

270 byte ×N

9 byte×N 261 byte ×N

SOH PTR

3 1

PAYLOAD

SOH

(cid:132) Sô ñoà ñòa chæ con troû:

− Payload: 261 coät × 9 haøng (cid:198) 2349 byte − 3 byte taïo thaønh 1 nhoùm − 783 nhoùm: 0-782

(cid:198) ñòa chæ xaùc ñònh ñieåm baét ñaàu cuûa VC-4

125 μs

CON TROÛ (POINTER)

270

261

9

522

523

608 SOH

609

610

695

696

697

782

0

1

86 AU-4 PTR

9

87

88 SOH

521 125 μs

522

523

608 SOH

609

610

695

696

697

782

0

1

86 AU-4 PTR

87

88 SOH

521

Offset numbering of AU-4

CON TROÛ (POINTER)

(cid:132) Caáu truùc con troû AU-4

STM-1

1 × AU-4 pointer Pointer value range: 0-782 decimal. Pointer value in bits 7-16 of H1 and H2

VC-4

SOH SOH

P O H

H1

Y

H2

“1”

H3

Y

: 1 0 0 1 S S 1 1

“1”

: 1 1 1 1 1 1 1 1

CON TROÛ (POINTER)

270

261

9 SOH

J1

AU-4 PTR

9 B3

C2

SOH

G1

F2

H4

125 μs

Z3

SOH

Z4

Z5

J1

AU-4 PTR

B3

SOH

521 H1

H2

H3

N N N N S S I D I D I D I D I D

10 bit pointer value

Negative justification opputinity

(cid:131) NNNN (new data flag): Côø döõ lieäu môùi

− Thoâng baùo cho maùy thu bieát giaù trò cuûa pointer ñaõ

thay ñoåi (coù hieäu chænh)

− Giaù trò pointer môùi seõ ñöôïc chaáp nhaän neáu ñöôïc phaùt

hieän trong 3 khung keá lieân tieáp

− NNNN = 1001: active status − NNNN = 0110: passive status

(cid:131) SS: xaùc ñònh loaïi AU-4

− SS = 01: AU-4

H1

H2

H3

N N N N S S I D I D I D I D I D

10 bit pointer value

Negative justification opputinity

(cid:131) Giaù trò con troû (ñòa chæ POH cuûa container):

− 10 bit: bit 7,8 (H1) + 8 bit (H2) − 0-782 (decimal)

(cid:131) D/ I : decrement / Increment bit (cid:131) Bit phuïc vuï hieäu chænh (justification service

digits): 5 bit I hoaëc 5 bit D seõ ñaûo daáu khi xaûy ra cheøn − Hieäu chænh döông: ñaûo daáu 5 bit I − Hieäu chænh aâm: ñaûo daáu 5 bit D − Giaù trò pointer ñöôïc truyeàn toái thieåu trong 3 khung keá

tieáp

H1

H2

H3

N N N N S S I D I D I D I D I D

10 bit pointer value

Negative justification opputinity

(cid:131) VC chaïy cuøng toác ñoä vôùi STM-1

− Giaù trò pointer khoâng thay ñoåi khi ñoàng boä − Xaûy ra khi taàn soá xung clock cuûa caùc thieát bò gioáng

nhau

− Ví duï: VC4-POH baét ñaàu ôû vò trí 2 trong Payload, giaù

trò cuûa pointer seõ ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: 0110 01 0000000010

CON TROÛ (POINTER)

(cid:131) VC-4 chaïy chaäm hôn toác ñoä cuûa STM-1 − Hieäu chænh döông (positive justification) − Giaù trò cuûa pointer taêng leân − Kích thöôùc döõ lieäu trong payload giaûm, phuï thuoäc

vaøo ñoä cheânh leäch giöõa hai ñoàng hoà

− Nguyeân taéc thöïc hieän

+ Quaù trình cheøn xaûy ra caùch 4 khung 1 laàn + Cheøn bit (bit stuffing) xaûy ra taïi vò trí pointer ZERO

vaø caùc byte lieân quan

+ Cheøn bit xaûy ra tröôùc khi pointer thay ñoåi giaù trò + 5 bit I trong pointer bi ñaûo daáu tröôùc khi cheøn bit ñeå xaùc ñònh bit cheøn (stuffed bit) taïi vò trí ZERO

CON TROÛ (POINTER)

− Quaù trình cheøn döông coù theå ñöôïc minh hoaï nhö

trong 2 baûng ví duï sau. Trong ñoù:

+ Kích thöôùc khung Payload ñöôïc giaûm xuoáng coøn 4 thay vì

783

+ Vò trí baét ñaàu cuûa Data 1 chính laø ñieåm baét ñaàu cuûa VC4-

POH

H1

H2

Pointer

0

1

0

1

0 Frame 1

0

1

0

1

0 Frame 2

0

1

0

1

0

1

0

1

0 Frame 3

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0 Frame 4

0

1 CON TROÛ (POINTER)

Pointer Locations

Pointer Values

Payload Number

0

1

2

3 = 0

Data 1

Data 2

Data 3

Data 4

1 invert I bits

Bit Stuff

2 Data 1

Data 2

Data 3

= 1

3 Data 4

Data 1

Data 2

Data 3

4 Data 4

Data 1

Data 2

Data 3

5 Data 4

Data 1

Data 2

Data 3

invert I bits

6 Bit Stuff

Data 4

Data 1

Data 2

= 2

7 Data 3

Data 4

Data 1

Data 2

8 Data 3

Data 4

Data 1

Data 2

9 Data 3

Data 4

Data 1

Data 2

invert I bits

10 Bit Stuff

Data 3

Data 4

Data 1

= 3

11 Data 2

Data 3

Data 4

Data 1

12 Data 2

Data 3

Data 4

Data 1

13 Data 2

Data 3

Data 4

Data 1

14 invert I bits

Bit Stuff

Data 2

Data 3

Data 4

15 = 0

Data 1

Data 2

Data 3

Data 4

CON TROÛ (POINTER)

(cid:132) VC4 chaïy nhanh hôn toác ñoä cuûa STM-1:

− Hieäu chænh aâm (negative justification) − Giaù trò cuûa pointer giaûm xuoáng. − Ngyeân taéc cheøn aâm:

+ Quaù trình cheøn xaûy ra caùch 4 khung 1 laàn + Söû duïng 3 byte H3 ñeå chöùa thoâng tin + Cheøn bit xaûy ra tröôùc khi pointer thay ñoåi giaù trò + 5 bit D trong pointer ñaûo daáu tröôùc khi cheøn bit ñeå xaùc ñònh bit thoâng tin chöùa trong byte H3

CON TROÛ (POINTER)

Pointer Locations

Pointer Values

H3 Bytes

Payload Number

0

1

2

3 = 3

Not Used

Data 2

Data 3

Data 4

Data 1

1 invert D bits

2 Data 3

Data 4

Data 1

Data 2

= 2

3 Not Used

Data 3

Data 4

Data 1

Data 2

4 Not Used

Data 3

Data 4

Data 1

Data 2

5 Not Used

Data 3

Data 4

Data 1

Data 2

invert D bits

6 Data 3

Data 4

Data 1

Data 2

Data 3

= 1

7 Not Used

Data 4

Data 1

Data 2

Data 3

8 Not Used

Data 4

Data 1

Data 2

Data 3

9 Not Used

Data 4

Data 1

Data 2

Data 3

invert D bits

10 Data 4

Data 1

Data 2

Data 3

Data 4

= 0

11 Not Used

Data 1

Data 2

Data 3

Data 4

12 Not Used

Data 1

Data 2

Data 3

Data 4

13 Not Used

Data 1

Data 2

Data 3

Data 4

14 invert D bits

Data 1

Data 2

Data 3

Data 4

Data 1

15 = 0

Not Used

Data 2

Data 3

Data 4

Data 1

VÍ DỤ CON TRỎ AU4: (1)

Giả sử hai byte H1H2 của con trỏ AU4 của khung STM-1#n có giá trị như sau: 0110010010000100. Hãy xác định:

a) Giá trị nhị phân và thập phân của con trỏ AU4 trên. b) Tọa độ (cột, hàng) của byte J1 (byte đầu tiên của VC4)

trong khung STM-1#n trên.

c)Nếu có yêu cầu chèn dương, hãy mô tả trạng thái của con

trỏ AU4 trong quá trình chèn dương.

VÍ DỤ CON TRỎ AU4: (2)

Giả sử giá trị thập phân của con trỏ AU4 là 315. Hãy xác

định:

a) 10 bit giá trị của con trỏ AU4 trên. Từ đó viết đầy đủ 16

bit trong 2 byte H1H2 của con trỏ AU4.

b) Tọa độ (cột, hàng) của byte J1 (byte đầu tiên của VC4)

trong khung STM-1#n trên.

c)Nếu có yêu cầu chèn âm, hãy mô tả trạng thái của con trỏ

AU4 trong quá trình chèn âm.

MỘT SỐ CÂU HỎI LIÊN QUAN ĐẾN C0N TRỎ AU4

1) Hãy cho biết chức năng của con trỏ trong SDH. 2) Hãy trình bày cách đánh địa chỉ con trỏ AU4

trong vùng Payload của khung STM-1.

3) Hãy mô tả cấu trúc con trỏ AU4, và trình bày hoạt động của con trỏ khi có yêu cầu chèn dương/âm. Áp dụng: (như ví dụ)

GHEÙP KEÂNH ÑOÀNG BOÄ SDH

MÀO ĐẦU ĐOẠN VÀ MÀO ĐẦU TUYẾN

(cid:132) Mào đầu đoạn: SOH (cid:132) Mào đầu tuyến: POH

STM-1 = AU4 + SOH (Section OverHead)

A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0

RSOH

AU4-PTR

PTR

B2 B2 B2 K1

MSOH

D10

D11

D12

S1 Z1 Z1 Z2 Z2 M1 E2

SOH: A1 và A2

(cid:132) A1,A2: byte đồng bộ khung (Framing bytes)

cho biết bắt đầu khung STM.

(cid:132) A1 = 11110110 (cid:132) A2 = 00101000

SOH: B1 và B2

(cid:132) Giám sát lỗi đoạn lặp. (cid:132) Cộng modulo-2 tất cả các byte của khung thứ n (trước khi ngẫu nhiên hoá) để tạo ra byte B1 và sẽ được ghép vào khung thứ (n+1). (cid:132) Qua mỗi đoạn lặp, đầu thu sẽ tiến hành tính lại B1 và so sánh với B1 của khung thu được kế tiếp. Nếu giá 2 trị này khác nhau thì có lỗi xảy ra (cid:198) Lỗi khối

B1 (BIP-8)

(cid:132) Giám sát lỗi đoạn ghép (cid:132) Cộng modulo-2 tất cả các nhóm 3byte của khung thứ n (trừ các byte trong RSOH, trước khi ngẫu nhiên hoá) để tạo ra 3 byte B2 và sẽ được ghép vào khung thứ (n+1). (cid:132) Qua mỗi đoạn ghép, đầu thu sẽ tiến hành tính lại B2 và so sánh với B2 của khung thu được kế tiếp. Nếu giá 2 trị này khác nhau thì có lỗi xảy ra (cid:198) Lỗi khối.

B2 (BIP-24)

SOH: E1 và E2

(cid:132) E1,E2: byte nghiệp vụ (Oderwire) cung cấp

kênh thoại PCM 64Kbit/s. (cid:132) E1: kênh nghiệp vụ đoạn lặp. (cid:132) E2: kênh nghiệp vụ đoạn ghép.

SOH: D1-D3 và D4-D12

Đây là kênh truyền dữ liệu DCC (Data Channel Communications), được sử dụng cho phần mềm quản lý mạng để truyền dữ liệu giữa các phần tử mạng.

D1-D3 (DCC-R)

(cid:132) Kênh dữ liệu đoạn lặp. (cid:132) Các byte này tạo thành kênh DCC-R có tốc độ 3×64Kbit/s = 192Kbit/s

D4-D12 (DCC-M)

(cid:132) Kênh dữ liệu đoạn ghép. (cid:132) Các byte này tạo thành kênh DCC-M có tốc độ 9×64Kbit/s = 576Kbit/s

SOH: F1 (User channel)

(cid:132) F1: Kênh người sử dụng (người điều hành

mạng)

SOH: J0 (Regenerator Section Trace)

(cid:132) J0: định vị STM-1 trong STM-N.

SOH: M1 (Remote Error Indication)

(cid:132) M1 (MS-REI): Chỉ thị lỗi đầu xa trên đoạn

ghép. M1 cho biết số lỗi khối (từ 1 đến N) mà nó phát hiện được thông qua kiểm tra BIP- 24.

SOH: S1 (Synchronization Status byte)

(cid:132) S1: Byte chỉ thị mức chất lượng đồng hồ.

SOH: K1, K2 (APS bytes)

(cid:132) K1, K2: các byte chuyển mạch bảo vệ tự

động, và thông báo lỗi.

SOH: Z1, Z2 (Spare bytes)

(cid:132) Z1, Z2: các byte dự trữ.

VC4 = C4 + POH (Path OverHead)

1 byte 260 byte 261 byte

=

+

J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1

J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 POH

C-4

VC-4

POH: VC4

J1 (Path trace) byte nhận dạng tuyến bậc cao, VC4

B3 BIP-8 Kiểm tra lỗi trong VC4

C2 (Signal label) Nhãn tín hiệu

G1 (Path Status byte) Gởi thông tin trạng thái từ đầu thu về trạm gốc

F2 Kênh điều hành mạng

Số thứ tự VC4

H4 (VC4 Multiframe Pointer)

F3 Kênh điều hành mạng

K3 Kênh APS choVC4

N1 Kênh giám sát choVC4

VC-12 = C-12 + POH (Path OverHead)

VC-12_POH: V5, J2, N2, K4

BIP-2

REI RFI Signal Label

RDI

REI = Remote Error Indication RFI = Remote Failure Indication RDI = Remote Defect Indication

J2 (Path Trace) Nhận dạng điểm truy cập VC-12

N2 Giám sát điểm chuyển tiếp VC-12

K4 APS cho VC-12

KHÁI NIỆM ĐOẠN VÀ TUYẾN

(cid:132) ĐOẠN (Section): RS và MS (cid:132) TUYẾN (Path)

CÂU HỎI

1) Trong SDH, người ta thực hiện kiểm tra lỗi như thế

nào? Hãy trình bày cách kiểm tra lỗi trên đoạn lặp và đoạn ghép.

2) Nêu chức năng các byte B1, B2, K1, K2, E1, E2, S1

trong SOH.

3) Hãy cho biết kênh nghiệp vụ đoạn lặp có tốc độ là

bao nhiêu?

4) Hãy cho biết kênh truyền dữ liệu đoạn lặp (DCC-R)

có tốc độ là bao nhiêu?

5) Hãy cho biết kênh truyền dữ liệu đoạn ghép (DCC-M)

có tốc độ là bao nhiêu?

GHEÙP KEÂNH ÑOÀNG BOÄ SDH

CÁC PHẦN TỬ TRÊN MẠNG SDH (CẤU HÌNH PHẦN TỬ MẠNG)

(cid:132) TRM (Terminal Multiplexer): Thiết bị ghép kênh đầu cuối. (cid:132) ADM (Add/Drop Multiplexer): thiết bị xen / rớt luồng (cid:132) DXC (Cross Connect): thiết bị kết nối chéo. (cid:132) REG (REGenerator): thiết bị lặp

(các phần tử trên gọi chung là phần tử mạng NE = Network Element)

CẤU HÌNH TRM

Chức năng: Ghép các luồng nhánh thành luồng tổng hoặc tách luồng tổng thành các luồng nhánh

TRM

(cid:198) Trib.: E1, E3, E4

Line: STM-1 Line: STM-N (N>1) (cid:198) Trib.: E1, E3, E4, STM-1

Luồng nhánh (Tributary interface) Luồng tổng STM-N (Line interface)

CẤU HÌNH ADM

Chức năng: lấy hoặc chèn luồng nhánh vào luồng tổng

ADM

Luồng tổng STM-N (West Line interface) Luồng tổng STM-N ( East Line interface)

(cid:198) Trib.: E1, E3, E4

Line: STM-1 Line: STM-N (N>1) (cid:198) Trib.: E1, E3, E4, STM-1

Luồng nhánh (Tributary interface)

CẤU HÌNH REG

Chức năng: khuếch đại tín hiệu bị suy yếu trên đường truyền.

REG

Luồng tổng STM-N (West Line interface) Luồng tổng STM-N ( East Line interface)

CẤU HÌNH DXC

Chức năng: hoán đổi địa chỉ của VC.

Luồng tổng STM-N ( East Line interface) Luồng tổng STM-N (West Line interface)

DXC

Kết nối chéo ở mức VC-n (ở VC cùng cấp)

Luồng nhánh (Tributary interface)

MẠNG SDH (CẤU HÌNH MẠNG)

(cid:132) Điểm - Điểm (Point-to-Point Network) (cid:132) Chuỗi (Linear Network) (cid:132) Vòng (Ring Network) (cid:132) Sao (Star Network) (cid:132) Hỗn Hợp (Hybrid Network)

MẠNG SDH ĐIỂM - ĐIỂM

(cid:132) Đặc điểm: đơn giản.

Tx

Rx

A

B

Rx

Tx

W=working section (đường làm việc) P= protection section (đường bảo vệ)

CƠ CHẾ BẢO VỆ 1+1

T R

Bridge Selector

R T

CƠ CHẾ BẢO VỆ 1:N

1 1

w1 (Tx) w1 (Rx)

w2 (Tx) w2 (Rx)

2 ... N 2 ... N

wN (Tx) wN (Rx)

A

B

p (Tx)

p (Rx)

PSC

CƠ CHẾ BẢO VỆ 1:N

Switch

T R

…

W ² …

W n T R

APS signaling

P T R

CƠ CHẾ BẢO VỆ 1:1

w (Tx)

w (Rx)

1 1

p (Tx)

p (Rx)

A

B

PSC

CƠ CHẾ BẢO VỆ 1:1

Switch

W R T

APS signaling

T R

CÁC DẠNG MẠNG VÒNG

(cid:132) Mạng vòng 2 sợi và mạng vòng 4 sợi. (cid:132) Mạng vòng đơn hướng và mạng vòng song

hướng.

MẠNG VÒNG 2 SỢI MẠNG VÒNG 4 SỢI

(cid:132) Mạng vòng 2 sợi

(cid:132) Mạng vòng 4 sợi

4 2

ADM

STM-N

ADM

MẠNG VÒNG ĐƠN HƯỚNG MẠNG VÒNG SONG HƯỚNG

(cid:132) Mạng vòng song hướng

(cid:132) Mạng vòng đơn hướng

1 NE1

NE2

NE1

NE2

5

STM-N

2

4

8

6

4

8

6

7 NE4

NE3

NE4

NE3

3

NE1 (cid:198) NE2: sợi 1 NE2 (cid:198) NE1: sợi 2, 3, 4 NE1 (cid:198) NE2: sợi 1 NE2 (cid:198) NE1: sợi 5

CÁC KIỂU CHUYỂN MẠCH BẢO VỆ TRONG MẠNG VÒNG

(cid:132) Bảo vệ tuyến (path protection) và bảo vệ

đường (Line protection)

2F-UPSR Two-Fiber Unidirectional Path Switched Ring

(cid:132) Mạng vòng 2 sợi đơn hướng chuyển mạch bảo vệ

tuyến.

(cid:132) Đường làm việc đi theo chiều quay kim đồng hồ. (cid:132) Đường bảo vệ đi theo ngược chiều quay kim đồng

hồ.

(cid:132) Giống như 1+1

2F-UPSR

W

1 W

NE1

NE2

P

5 P

2

4

8

6

7 NE4

NE3

3 2F-UPSR

1 W

Trạng thái bình thường

NE1

NE2

5 P

2

4

8

6

7 NE4

NE3

3 2F-UPSR

1 W

Giả sử sự cố trên sợi 1

Fail

NE1

NE2

5 P

4

8

6

2

7 NE4

NE3

3 2F-UPSR NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

(cid:132) Giả sử chúng ta xét lưu lượng

1 W

NE1

NE2

truyền từ NE1 đến NE3. (cid:132) Ở trạng thái bình thường:

5

(cid:132) Hướng phát: lưu lượng gởi từ NE1

P

2

4

8

6

được phát trên cả hai vòng: vòng làm việc (trên sợi 1,2) và vòng bảo vệ (trên sợi 8, 7).

7 NE4

NE3

(cid:132) Hướng thu: NE3 chỉ chọn tín hiệu trên vòng làm việc (hoặc trên hướng có chất lượng tín hiệu tốt nhất).

3 2F-UPSR NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

1 W

Fail

NE1

NE2

5

(cid:132) Giả sử có sự cố đứt sợi quang số 1. Bây giờ mạng sẽ làm việc qua các bước sau: (cid:132) Trên mạng, NE2 sẽ phát hiện ra sự

P

4

8

6

2

cố này đầu tiên, và NE2 sẽ tạo ra tín hiệu cảnh báo gởi thông tin này đến tất cả các phần tử khác trên mạng biết.

7

(cid:132) Khi các phần tử mạng khác nhận

NE4

NE3

3

được thông tin cảnh báo từ NE2 gởi tới, hướng thu của chúng sẽ chuyển sang hướng bảo vệ để nhận lưu lượng tới, trong đó có NE3.

2F-UPSR

1 W

Trạng thái bình thường:

NE1

NE2

5 P

NE1 (cid:198) NE3: 1, 2 NE1 (cid:198) NE4: 1,2,3

2

4

8

6

7 NE4

NE3

3 2F-UPSR

LOS

1 W

Đứt sợi 1:

Fail

NE1

NE2

5 P

NE1 (cid:198) NE3: 8,7 NE1 (cid:198) NE4: 8

2

4

8

6

AIS

7 NE4

NE3

3

AIS

ĐẶC TÍNH CỦA UPSR

(cid:132) Độ phức tạp thấp. (cid:132) Bảo vệ tuyến nhanh. (cid:132) Có 2Tx, 2Rx. (cid:132) Không sử lại không gian trống. (cid:132) Phù hợpcho mạng truy nhập tốc độ thấp.

2F-BLSR Two-Fiber Bidirectional Line Switched Ring

W

Xét lưu lượng truyền giữa NE1 và NE4: (cid:132) Hướng làm việc (W):

P

1 NE1

NE2

NE1 (cid:198)NE4: 8 NE4 (cid:198)NE1: 4 (cid:132) Hướng bảo vệ (P):

5

NE1 (cid:198)NE4: 1, 2 , 3 NE4 (cid:198)NE1: 7, 6, 5

STM-N

2

4

8

6

7 NE4

NE3

W

3 P

2F-BLSR

1

Xét lưu lượng truyền giữa NE1 và NE4: (cid:132) Trạng thái bình thường: NE1 (cid:198)NE4: 8 NE4 (cid:198)NE1: 4

NE1

NE2

5

STM-N

2

4

8

6

7 NE4

NE3

3 2F-BLSR NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

Xét lưu lượng truyền giữa NE1 và NE4: (cid:132) Giả sử đứt sợi 8: mạng sẽ làm việc

1 NE1

NE2

5

như sau: (cid:132) Trên mạng NE4 sẽ phát hiện sự cố này trước tiên, NE4 sẽ phát tín hiệu cảnh báo cho các phần tử khác trên mạng biết.

Fail

STM-N

2

4

6

(cid:132) NE4 sẽ thực hiện đấu vòng (hướng sợi bị sự cố) chuyển lưu lượng đến NE1 qua đường dự phòng.

8 Loopback

7 NE4

NE3

(cid:132) Khi NE1 nhận được tín hiệu cảnh báo cũng sẽ thực hiện đấu vòng (hướng sợi bị sự cố) chuyển lưu lượng đến NE4 qua đường dự phòng.

3

(cid:132) Vòng mới được thiết lập: NE1 (cid:198)NE4: 1, 2, 3 NE4 (cid:198)NE1: 7, 6, 5

ĐẶC TÍNH CỦA 2F-BLSR

(cid:132) Độ phức tạp cao. (cid:132) Thực hiện chuyển mạch bảo vệ trên đoạn ghép. (cid:132) Có 2Tx, 2Rx. (cid:132) Sử dụng 50% dung lượng mạng (50% còn lại

để bảo vệ). (cid:132) Giống 1:1.

VÍ DỤ MẠNG VÒNG 2F-BLSR: (1)

Xét lưu lượng truyền giữa NE1 và NE3: (cid:132) Trạng thái bình thường:

1

NE1 (cid:198)NE3: 8, 7 NE3 (cid:198)NE1: 3, 4

NE1

NE2

5

STM-N

2

4

6

8

7 NE4

NE3

3 VÍ DỤ MẠNG VÒNG 2F-BLSR: (1)

Xét lưu lượng truyền giữa NE1 và NE3: (cid:132) Giả sử đứt sợi 8, hãy mô tả hoạt

1

động của mạng và vẽ lại đường đi lưu lượng giữa hai phần tử mạng NE1 và NE3?

NE1

NE2

5 Fail

STM-N

2

4

6

8

7 NE4

NE3

3 VÍ DỤ MẠNG VÒNG 2F-BLSR: (1)

1 1

NE2 NE2

NE1 NE1

Tiến trình như sau: (cid:132) NE4 sẽ phát hiện trước tiên và thông báo cho các phần tử mạng khác biết. (cid:132) NE4 sẽ loopback (hướng giữa NE4 và NE1) chuyển lưu lượng tới NE1 qua đường dự phòng.

5 5

(cid:132) NE1 nhận được cảnh báo và thực

Fail

STM-N STM-N

2 2

6 6

4 4

hiện loopback (hướng giữa NE1 và NE4) chuyển lưu lượng tới NE3 qua đường dự phòng.

8 7 7

(cid:132) Vòng mới được thiết lập: NE1(cid:198)NE3: 1, 2, 3, 7 NE3(cid:198)NE1: 3, 7, 6, 5

NE3 NE3

NE4 NE4

3 3

VÍ DỤ MẠNG VÒNG 2F-BLSR: (2)

Xét lưu lượng truyền giữa ADM1 và ADM2: (cid:132) Trạng thái bình thường: ADM1(cid:198)ADM2: 1, 2 ADM2(cid:198)ADM1: 7,6

1

2 ADM1

REG

ADM2

6

7

3

5

8

STM-N

0

9 ADM4

ADM3

4 VÍ DỤ MẠNG VÒNG 2F-BLSR: (2)

Xét lưu lượng truyền giữa ADM1 và ADM2: (cid:132) Giả sử sự cố trên sợi 2. Hãy mô tả hoạt động của mạng để thiết lập vòng mới.

1

2 Fail

ADM1

REG

ADM2

6

7

3

5

8

STM-N

0

9 ADM4

ADM3

4 VÍ DỤ MẠNG VÒNG 2F-BLSR: (2)

Mạng hoạt động như sau:

1

2 Fail

ADM1

REG

ADM2

6

7

3

5

8

STM-N

0

9 ADM4

ADM3

4 CÂU HỎI MẠNG SDH

1) Các phần tử trên mạng SDH và chức năng của phần

tử.

2) Nêu nguyên tắc làm việc của kiểu chuyển mạch 1+1 và 1:1. Hai kiểu chuyển mạch này khác nhau cơ bản ở điểm nào?

3) Mạng vòng 2F-UPSR. 4) mạng vòng 2F-BLSR.