NGN - Hệ thống phân cấp kỹ thuật số đơn lẻ

Các thuộc tính của PDH

Plesiochronous – “Gần như đồng bộ”
Ghép kênh tín hiệu 2 Mbit / s thành tín hiệu ghép kênh bậc cao.
Đặt cáp giữa các vị trí chuyển mạch là rất tốn kém.
Tăng dung lượng lưu lượng của cáp bằng cách tăng tốc độ bit.
4 tín hiệu thứ tự thấp hơn được ghép thành một tín hiệu thứ tự cao hơn ở mỗi mức.

Công nghệ PDH cho phép ghép kênh liên tiếp tín hiệu từ 2 M – 8 M, từ 8 M – 34 M, từ 34 M – 140 M và cuối cùng là hệ thống 140 M – 565 M.

Cũng tồn tại các muxes “nhảy” hoặc “bỏ qua” cho phép ghép 16 tín hiệu 2 M thành tín hiệu 34 M mà không cần mức 8 M trung gian.

Hạn chế của PDH

Đồng bộ hóa – Dữ liệu được truyền theo các khoảng thời gian đều đặn. Với thời gian bắt nguồn từ bộ dao động của máy phát, dữ liệu được lấy mẫu ở cùng tốc độ khi nó đang được truyền.

Dữ liệu được truyền theo các khoảng thời gian đều đặn. Với thời gian bắt nguồn từ bộ dao động của máy phát, dữ liệu được lấy mẫu với tốc độ chậm hơn máy phát. Một trong những nhược điểm của PDH là mỗi phần tử được đồng bộ hóa một cách độc lập. Để dữ liệu được nhận một cách chính xác, tốc độ lấy mẫu ở đầu thu phải giống với tốc độ truyền ở đầu phát.

Dữ liệu được truyền theo các khoảng thời gian đều đặn. Với thời gian bắt nguồn từ bộ dao động của máy phát, dữ liệu được lấy mẫu với tốc độ nhanh hơn máy phát. Nếu bộ dao động ở đầu thu chạy chậm hơn ở đầu phát thì máy thu sẽ bỏ lỡ một số bit của tín hiệu được truyền.

Hoặc, nếu đồng hồ của máy thu chạy nhanh hơn đồng hồ của máy phát, máy thu sẽ lấy mẫu một số bit hai lần.

Các bit biện minh được thêm vào các tín hiệu bậc thấp hơn để chúng có thể được ghép với một tốc độ duy nhất. Bộ tạo dao động thiết bị được sử dụng làm nguồn định thời cho quá trình điều chỉnh tốc độ bit ở bậc thấp hơn và cả quá trình ghép kênh. Các bit biện minh bị loại bỏ ở cuối nhận được khi các tín hiệu được khử ghép kênh.

Do các phương pháp đồng bộ hóa đã được sử dụng, không thể tách ghép từ tín hiệu bậc cao sang tín hiệu nhánh bậc thấp nhất trong một thiết bị. Cần phải khử ghép kênh ở tất cả các cấp độ để truy cập tín hiệu đang bị rơi tại một trang web và sau đó ghép kênh lại tất cả các kênh khác sao lưu với tỷ lệ cao hơn. Điều này có nghĩa là phải có rất nhiều thiết bị trên trang web để thực hiện điều này. Đây được gọi là Núi PDH Mux . Tất cả các thiết bị này chiếm rất nhiều không gian trên trang web và cũng làm tăng nhu cầu về phụ tùng được giữ trên trang web.

Thiếu khả năng phục hồi trong mạng PDH có nghĩa là nếu xảy ra đứt cáp quang, lưu lượng sẽ bị mất. Quản lý mạng PDH chỉ đơn giản là báo cáo các cảnh báo cho các nhà khai thác NOC. Nhân viên NOC không có công cụ chẩn đoán hoặc khắc phục. Một kỹ sư bảo trì cần được gửi đến trang web với một lượng thông tin tối thiểu. Mỗi phần tử mạng yêu cầu kết nối với mạng DCN vì không có phương tiện nào tồn tại để mang thông tin quản lý qua mạng PDH.

Thiếu tiêu chuẩn kết nối có nghĩa là không thể kết nối thiết bị từ nhiều nhà cung cấp. Thiết bị có thể hoạt động trên các bước sóng khác nhau, sử dụng các tốc độ bit khác nhau hoặc các giao diện quang học độc quyền.

NGN – Hệ thống phân cấp kỹ thuật số đồng bộ

SDH Networks đã thay thế PDH và có một số lợi thế chính.

Các khuyến nghị của ITU G.707, G.708 và G.709 cung cấp cơ sở cho mạng toàn cầu.
Mạng được hưởng lợi từ khả năng phục hồi lưu lượng để giảm thiểu tổn thất lưu lượng trong trường hợp đứt cáp quang do lỗi thiết bị.
Tích hợp công nghệ giám sát cho phép cấu hình và xử lý sự cố mạng từ xa.
Công nghệ linh hoạt cho phép tiếp cận sông nhánh ở bất kỳ cấp độ nào.
Công nghệ bằng chứng trong tương lai cho phép tốc độ bit nhanh hơn khi công nghệ tiến bộ.

Trong khi các mạng PDH của Châu Âu không thể giao tiếp với các mạng của Hoa Kỳ, các mạng SDH có thể mang cả hai loại. Trang trình bày này cho thấy các mạng PDH khác nhau so sánh như thế nào và tín hiệu nào có thể được truyền qua mạng SDH.

SDH – Cấu trúc liên kết mạng

Hệ thống đường dây

Một hệ thống đơn lẻ là hệ thống cấu trúc liên kết mạng PDH. Lưu lượng truy cập chỉ được thêm và giảm ở các điểm cuối của mạng. Các nút đầu cuối được sử dụng ở cuối mạng để thêm và giảm lưu lượng.

Trong bất kỳ mạng SDH nào, có thể sử dụng một nút được gọi là trình tái tạo. Nút này nhận tín hiệu SDH bậc cao và truyền lại nó. Không thể truy cập lưu lượng cấp thấp hơn từ bộ tái tạo và chúng chỉ được sử dụng để bao phủ khoảng cách xa giữa các vị trí mà khoảng cách đó có nghĩa là nguồn điện nhận được sẽ quá thấp để mang lưu lượng truy cập.

Hệ thống chuông

Một hệ thống vòng bao gồm một số hỗn hợp thêm / thả (ADM) được kết nối trong một cấu hình vòng. Lưu lượng có thể được truy cập tại bất kỳ ADM nào xung quanh vòng và cũng có thể bị giảm lưu lượng tại một số nút cho mục đích quảng bá.

Mạng vòng cũng có lợi ích là cung cấp khả năng phục hồi lưu lượng, nếu có sự cố đứt cáp quang, tôi không bị mất. Khả năng phục hồi của mạng được thảo luận chi tiết hơn ở phần sau.

Đồng bộ hóa mạng SDH

Trong khi mạng PDH không được đồng bộ hóa tập trung, thì mạng SDH (do đó có tên là phân cấp kỹ thuật số đồng bộ). Một nơi nào đó trên mạng của các nhà khai thác sẽ là một nguồn tham khảo chính. Nguồn này được phân phối xung quanh mạng qua mạng SDH hoặc qua mạng đồng bộ hóa riêng biệt.

Mỗi nút có thể chuyển sang nguồn dự phòng nếu nguồn chính không khả dụng. Các mức chất lượng khác nhau được xác định và nút sẽ chuyển sang nguồn chất lượng tốt nhất tiếp theo mà nó có thể tìm thấy. Trong trường hợp nút sử dụng định thời dòng đến, byte S1 trong chi phí MS được sử dụng để biểu thị chất lượng của nguồn.

Nguồn chất lượng thấp nhất có sẵn cho một nút thường là bộ dao động bên trong của nó, trong trường hợp một nút chuyển sang nguồn xung nhịp bên trong của chính nó, điều này phải được khắc phục càng sớm càng tốt vì nút có thể bắt đầu tạo ra lỗi theo thời gian.

Điều quan trọng là chiến lược đồng bộ hóa cho mạng phải được lên kế hoạch cẩn thận, nếu tất cả các nút trong mạng cố gắng đồng bộ hóa với hàng xóm của nó ở cùng một phía, bạn sẽ nhận được một hiệu ứng gọi là vòng lặp thời gian, như được hiển thị ở trên. Mạng này sẽ nhanh chóng bắt đầu tạo ra lỗi khi mỗi nút cố gắng đồng bộ hóa với nhau.

Hệ thống phân cấp SDH

Sơ đồ sau đây cho thấy cách cấu tạo của tải trọng và nó không đáng sợ như lúc đầu. Một vài trang trình bày tiếp theo sẽ giải thích cách tín hiệu SDH được xây dựng từ các tải trọng cấp thấp hơn.

Khung STM-1

Khung được tạo thành từ các hàng gồm 9 chi phí chung và 261 byte trọng tải.

Khung được truyền từng hàng như minh họa bên dưới. 9 byte trên đầu liên tiếp được truyền, tiếp theo là 261 byte trọng tải, hàng tiếp theo sau đó được truyền theo kiểu tương tự cho đến khi toàn bộ khung đã được truyền. Toàn bộ khung hình được truyền trong 125 micro giây.

STM-1 Chi phí

3 hàng đầu tiên của chi phí được gọi là chi phí chung của phần bộ lặp. Hàng thứ 4 tạo thành con trỏ AU và 5 hàng cuối cùng chứa chi phí chung của phần ghép kênh.

Để giải thích các loại chi phí khác nhau, hãy xem xét một hệ thống trong đó tải trọng được chuyển qua một số bộ tái tạo trung gian trước khi đến ADM mà nó đang được thêm vào / loại bỏ.

Chi phí chung của phần bộ lặp được sử dụng để liên lạc và giám sát giữa hai nút lân cận bất kỳ.

Các chi phí chung của phần ghép kênh được sử dụng để liên lạc và giám sát giữa hai nút có các tiện ích thêm / bớt như ADM.

Ở cấp độ thấp hơn, cũng có các chi phí đường dẫn được thêm vào ở cấp độ phụ lưu, chúng sẽ được thảo luận chi tiết hơn ở phần sau.

Việc giám sát các cảnh báo trên không khác nhau giúp xác định sự cố trên mạng dễ dàng hơn. Một cảnh báo RS cho biết sự cố ở phía HO SDH giữa hai nút, trong khi nếu điều tra một cảnh báo MS, bạn có thể loại trừ sự cố ở các nút của bộ tái tạo.

Theo dõi đường dẫn SDH

Dấu vết đường dẫn có thể rất hữu ích trong việc xác định các vấn đề liên kết giữa các nút. Có thể có nhiều kết nối vật lý khác nhau chẳng hạn như mối nối và bản vá trong khung quang học giữa hai nút. Mỗi nút được cấu hình bởi nhà khai thác mạng để gửi một chuỗi duy nhất xác định nó.

Mỗi nút cũng được cấu hình với chuỗi mà nó sẽ nhận được từ nút lân cận của nó.

Nếu dấu vết đường dẫn mà nút nhận được khớp với dấu vết mà họ đang mong đợi, thì mọi thứ đều ổn. Nếu dấu vết đường dẫn nhận được không khớp với dấu vết mà nút đang mong đợi, thì điều này cho thấy có sự cố với kết nối giữa các nút.

Quản lý SDH

Các kênh DCC có trong phần chi phí chung cho phép dễ dàng quản lý mạng SDH. Hệ thống quản lý mạng được kết nối với một nút trên mạng có thể giao tiếp với các nút khác trên mạng bằng các kênh DCC. Nút được kết nối với mạng DCN được gọi là nút cổng, vì mục đích phục hồi thường có nhiều hơn một nút cổng trên mạng.

Khả năng phục hồi mạng SDH

Trong một cấu hình vòng, lưu lượng truy cập được gửi cả hai tuyến xung quanh vòng từ ADM ban đầu (Bộ ghép kênh Thêm / Thả). Tại bất kỳ ADM nào mà tín hiệu không bị giảm, nó chỉ đơn giản đi qua. Mặc dù lưu lượng truy cập vòng qua cả hai tuyến đường, nhưng chỉ có một tuyến đường được sử dụng để trích xuất lưu lượng truy cập từ ADM nhận, tuyến đường này là tuyến đường hoặc đường dẫn hoạt động . Tuyến đường còn lại được gọi là tuyến đường dự phòng hoặc đường dẫn.

Nếu có sự cố đứt cáp quang trên đường dẫn hoạt động, ADM nhận sẽ chuyển đổi bằng cách sử dụng tín hiệu thay thế làm đường dẫn hoạt động. Điều này cho phép khôi phục nhanh chóng và tự động lưu lượng truy cập đến khách hàng. Khi sự cố đứt cáp quang được sửa chữa, vòng kết nối không tự động chuyển trở lại vì điều này sẽ gây ra một “cú đánh” lưu lượng truy cập khác, nhưng sẽ sử dụng nó làm đường dẫn dự phòng trong trường hợp hỏng hóc trong tương lai trên đường dẫn hoạt động mới. MUX bị mất lưu lượng sẽ sử dụng K byte để báo hiệu công tắc bảo vệ quay trở lại MUX ban đầu.