Đồ án Kỹ thuật đồng bộ trong mạng quang SDH và ứng dụng trong thực tế

Mạng quang SDH ra đời là sự kết hợp của kỹ thuật ghép kênh đồng bộ số SDH và băng thông rộng của sợi quang. Mạng quang SDH tận dụng được ưu điểm mềm dẻo của kỹ thuật ghép kênh đồng bộ số và băng thông rộng của sợi quang nên được xem là kỹ thuật ghép kênh đồng bộ số băng rộng. Tốc độ truyền dẫn có thể lên đến hàng chục, hàng trăm Gb/s vì thế yêu cầu về tốc độ xử lý của các thiết bị trên mạng và vấn đề đồng bộ càng phải được quan tâm. Đồng bộ là phương thức giữ cho các thiết bị số trên mạng hoạt động theo cùng một tốc độ trung bình trên tất cả các giao diện. Nếu tốc độ ngõ vào và tốc độ ngõ ra không bằng nhau thì một phần thông tin sẽ bị mất, do đó vấn đề đồng bộ là chìa khoá quan trọng để đạt được chất lượng dịch vụ như mong muốn. Hầu hết các thiết bị số trên mạng như bộ ghép/tách kênh, bộ ghép xen/rớt, bộ kết nối chéo số đều cần phải được đồng bộ. Một đồng hồ mạng tại nút phát sẽ điều khiển các bit, khe thời gian và khung truyền đi từ nút đó. Một đồng hồ mạng tại nút thu sẽ điều khiển tốc độ đọc thông tin từ tín hiệu thu được. Mục tiêu của việc đồng bộ mạng là giữ cho các đồng hồ này được đồng nhịp để phía thu khôi phục đúng tín hiệu số. Vậy làm thế nào để các thiết bị trên mạng hoạt động cùng một tốc độ trung bình và duy trì được tốc độ này? Mục đích của đề tài là tìm hiểu về mô hình phân cấp đồng bộ, các cách để truyền tín hiệu đồng bộ trong mạng và duy trì được đồng bộ kể cả trong trường hợp mạng có sự cố. Đề tài còn giới thiệu khái quát về thiết bị truyền dẫn quang FLX 150/600 được sử dụng trong mạng quang SDH. Nội dung đồ án này trình bày chi tiết về kỹ thuật đồng bộ trong mạng quang SDH và ứng dụng trong thực tế. Nội dung đồ án chia làm 4 chương: Chương 1: Kỹ thuật ghép kênh đồng bộ SDH Chương 2: Mạng quang đồng bộ SDH Chương 3: Đồng bộ trong mạng quang SDH Chương 4: Giới thiệu thiết bị truyền dẫn quang FLX 150/600

doc108 trang | Chia sẻ: tuandn | Ngày: 30/04/2013 | Lượt xem: 2265 | Lượt tải: 11download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Kỹ thuật đồng bộ trong mạng quang SDH và ứng dụng trong thực tế, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: KỸ THUẬT ĐỒNG BỘ TRONG MẠNG QUANG SDH VÀ ỨNG DỤNG TRONG THỰC TẾ Giáo viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Đình Luyện Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quốc Cường Lớp : ĐTVT – K28-B Quy Nhơn, 6/2010   BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: KỸ THUẬT ĐỒNG BỘ TRONG MẠNG QUANG SDH VÀ ỨNG DỤNG TRONG THỰC TẾ Giáo viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Đình Luyện Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quốc Cường Lớp : ĐTVT – K28-B Quy Nhơn, 6/2010   MỤC LỤC Trang THUẬT NGỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1 3 KỸ THUẬT GHÉP KÊNH ĐỒNG BỘ SDH 3 1.1. Sự ra đời của SDH 3 1.2. Vai trò của SDH 4 1.3. Phân cấp SDH 4 1.4. Đặc điểm của SDH 5 1.5. Cấu trúc khung SDH 6 1.6. Các khối chức năng của bộ ghép kênh 6 1.6.1. Các gói Container ảo VC-n 7 1.6.2. Cấu trúc các VC 7 1.6.3. Đơn vị nhánh TU-n 9 1.6.4. Nhóm đơn vị nhánh TUG 11 1.6.5. Đơn vị quản lý AU-N 13 1.6.6. Nhóm đơn vị quản lý AUG 14 1.7. Cấu trúc khung STM-1 14 1.7.1. Khối tải dữ liệu chính payload 15 1.7.2. Khối con trỏ PTR 15 1.7.3. Khối từ mào vùng SOH 17 1.8. Cấu trúc khung STM-N 20 1.9. Phân vùng trong SDH 20 1.9.1. Vùng ghép 21 1.9.2. Vùng lặp 21 1.10. Kết luận chương 21 CHƯƠNG 2 22 MẠNG QUANG ĐỒNG BỘ SDH 22 2.1. Các thành phần trong mạng SDH 22 2.1.1. Bộ ghép kênh 22 2.1.2. Bộ ghép xen/rớt 22 2.1.3. Bộ kết nối chéo số 23 2.1.4. Quản lý thành phần mạng 23 2.2. Các cấu hình mạng SDH 23 2.2.1. Mạng điểm-điểm 23 2.2.2. Mạng tuyến tính 24 2.2.3. Mạng Hub tập trung lưu lượng 24 2.2.4. Mạng vòng 24 2.2.5. Cấu hình bảo vệ mạng 26 2.2.5.1. Cấu hình bảo vệ 1+1 và N+1 của mạng tuyến tính 26 2.2.5.2. Các cấu hình bảo vệ của mạng vòng 28 2.3. Kết luận chương 31 CHƯƠNG 3 32 ĐỒNG BỘ TRONG MẠNG QUANG SDH 32 3.1. Tín Hiệu Đồng Bộ 32 3.1.1. Vai trò của đồng bộ 32 3.1.2. Các phương thức đồng bộ trong viễn thông 32 3.2. Các Loại Đồng Hồ 36 3.2.1. PRC 37 3.2.2. SSU 37 3.2.3. Đồng hồ của thiết bị SDH 37 3.2.4. Bộ tạo định thời trong thiết bị đồng bộ SETS (Synchronous Equipment Timing Supply) 38 3.3. Các chế độ hoạt động của Đồng Hồ 40 3.3.1. Khóa đồng bộ 40 3.3.2. Lưu giữ 40 3.3.3. Chạy tự do 40 3.4. Các tín hiệu định thời 40 3.4.1. Chế độ định thời ngoài (external timing) 40 3.4.2. Chế độ định thời đường dây (line timing) 41 3.4.3. Chế độ lưu giữ (Holdover mode) 42 3.4.4. Chế độ tự do (free-running) 42 3.4.5. Chế độ định thời trong suốt 42 3.5. Phân bố đồng bộ mạng 42 3.5.1. Mô hình phân bố 42 3.5.2. Phân bố đồng bộ trong mạng 44 3.5.2.1. BITS 44 3.5.2.2. Phân bố đồng hồ giữa các văn phòng 45 3.6. Bản tin đồng bộ 47 3.6.1. Các trạng thái đồng bộ 49 3.6.1.1. Bản tin đồng bộ không có giá trị 49 3.6.1.2. Đồng bộ ngoài với sync out 49 3.6.1.3. Bản tin không biết dấu đồng bộ STU 49 3.6.1.4. SETS chạy tự do và lưu giữ 50 3.6.1.5. Định thời đường dây 50 3.6.1.6. Tự động cấu hình lại đồng bộ 50 3.6.2. Ví dụ 50 3.6.2.1. Mạng vòng 51 3.6.2.2. Mạng tuyến tính 54 3.7. Kết luận chương 55 CHƯƠNG 4 56 GIỚI THIỆU VỀ THIẾT BỊ TRUYỀN DẪN QUANG FLX 150/600 56 4.1. Mô tả hệ thống 58 4.1.1. Đặc điểm của hệ thống 58 4.1.2. Giới thiệu sơ đồ khối tổng thể thiết bị FLX 150/600 58 4.1.2.1. Nhóm chung 58 4.1.2.2. Phần giao diện tổng hợp. 59 4.1.2.3. Phần giao diện nhánh. 60 4.1.2.4 Vị trí và chức năng các card trong hệ thống FLX 150/600. 60 4.1.3. Chỉ tiêu kỹ thuật thiết bị FLX 150/600 62 4.1.4. Các cấu hình mạng sử dụng thiết bị FLX150/600 63 4.1.4.1. Mạng điểm nối điểm 63 4.1.4.2. Mạng chuỗi 64 4.1.4.3. Mạng vòng 64 4.1.4.4. Mạng phân nhánh HUB 64 4.1.5. Các cấu hình hệ thống FLX150/600 65 4.1.5.1. Thiết bị đầu cuối 65 4.1.5.2. Thiết bị xen rẽ ADM 66 4.1.5.3. Cấu hình lặp REG 67 4.2. Các chức năng của hệ thống FLX 150/600 67 4.2.1. Chức năng đồng bộ mạng 67 4.2.1.1. Nguồn đồng bộ 67 4.2.1.2. Lựa chọn nguồn đồng bộ 68 4.2.1.3. Chuyển đổi nguồn đồng bộ 69 4.2.2. Chức năng dự phòng 69 4.2.2.1. Dự phòng phân đoạn ghép kênh MSP 69 4.2.2.2. Dự phòng luồng VC(PPS) 70 4.2.2.3. Dự phòng card 70 4.2.3. Chức năng giám sát chất lượng thông tin 70 4.2.4. Chức năng nâng cấp hệ thống khi hệ thống đang trong trạng thái làm việc 70 4.2.5. Chức năng đấu nối chéo, xen rẽ 71 4.2.6. Các chức năng dịch vụ tiện ích 71 4.2.7. Chức năng tự động ngắt nguồn LASER(ALS) 71 4.2.8. Chức năng quản lý luồng 71 4.3. Giới thiệu các card trong Plug-in của thiết bị FLX 150/600 72 4.3.1. Card nguồn PWRL-1 72 4.3.2. Card cảnh báo nghiệp vụ 73 4.3.3. Card quản lý mạng NML-1 76 4.3.4. Card vi xử lý MPL-1 79 4.3.5. Card chuyển mạch luồng và đồng bộ 81 4.3.6. Card giao diện 2,048Mb/s CHPD-D12C 85 4.3.7. Card giao diện quang CHSD-1L1C 87 4.4. Kết luận chương 91 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt  Tiếng Anh  Tiếng Việt   AU-LOP  Loss Of AU Pointer  Mất con trỏ AU   AU-NDF  New Data Flat AU Pointer  Cờ dữ liệu con trỏ   AU-AIS  Administration Unit AIS  Quản lý con trỏ   AU-PJE  AU Pointer Justification Event  Cân chỉnh con trỏ   ADM  Add Drop Multiplexer  Bộ ghép xen rớt   APS  Automatic Protection Switching  Tự động chuyển mạch bảo vệ   BITS  Building Integrated Timing Supply  Nguồn cung cấp định thời tích hợp văn phòng   DPRING  Dedicated Protection Ring  Mạng vòng bảo vệ toàn phần   DXC  Digital Cross Connection  Bộ kết nối chéo số   DCC  Data Communication Channel  Kênh thông tin dữ liệu   DUS  Don’t Use Synchronous  Không dùng cho đồng bộ   ITU-T  International Telecom Union-Transmission  Tổ chức viễn thông Thế Giới – Phần truyền dẫn   LOF  Loss Of Frame  Mất khung   MS-AIS  Multiplexer Section – Alarm Indication Signal  Chỉ dẫn cảnh báo vùng ghép   MS-RDI  Multiplexer Section – Remote Detect Indication  Chỉ dẫn phát hiện đầu xa vùng ghép   MS-REI  Multiplexer Section – Remote Error Indication  Chỉ dẫn phát hiện lỗi đầu xa vùng ghép   MUX  Multiplexer  Bộ ghép kênh   MSP  Multiplex Section Protection  Bảo vệ vùng ghép   MTIE  Max Time Interval Error  Giá trị lớn nhất của hàm lỗi trong thời gian   NE  Network Element  Thành phần mạng   PLL  Phase-Locked Loop  Mạch khóa pha   PDH  Pleisynchronous Digital Hierachical  Hệ phân cấp ghép kênh số cận đồng bộ   PRC  Primary Reference Clock  Đồng hồ tham chiếu sơ cấp   OAM&P  Operation Administration Maintainment & Protecti  Vận hành, quản lý, bảo dưỡng và dự phòng   OOF  Out Of Frame  Ngoài khung   RS-TIM  Regeneration Section - Trace Identified Match  Mất dấu nhận dạng vùng lặp   REG  Regenerator  Bộ khuếch đại   SDH  Synchronous Digital Hierachical  Hệ phân cấp ghép kênh số đồng bộ   SOH  Section OverHead  Mào đầu   SPRING  Shared Protection Ring  Mạng vòng bảo vệ chia sẻ   SONET  Synchronous Optical Network  Mạng quang đồng bộ   SSU  Synchronous Supply Unit  Đơn vị cung cấp đồng bộ   SEC  SDH Equipment Clock  Đồng hồ thiết bị SDH   SETS  Synchronous Equipment Timing Supply  Nguồn cung cấp định thời thiết bị đồng bộ   SSM  Synchonization Status Message  Bản tin trạng thái đồng bộ   STU  Synchronization Trace Unkown  Không biết dấu đồng bộ   TIE  Time Interval Error  Hàm lỗi trong thời gian   TDEV  Time Deviration  Sai khác pha được đo trong một khoảng thời gian   TMN  Telecommunication Management Network  Thành phần quản lý mạng viễn thông   UI  Unit Interval  Thời bit, khoảng thời gian truyền một bit   VC  Virtual Container  Khung chứa ảo.   DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu  Tên hình vẽ  Trang   1.1  Truy nhập của SDH  3   1.2  Cấu trúc ghép kênh SDH  6   1.3  Cấu trúc VC-11 và VC-12  8   1.4  Cấu trúc VC-2  8   1.5  Cấu trúc VC-3  8   1.6  Cấu trúc VC-4  9   1.7  Cấu trúc TU-11 và TU-12  9   1.8  Cấu trúc TU-2  10   1.9  Cấu trúc TU-3  10   1.10  TUG-2 tạo thành từ 4 x TU-11  11   1.11  TUG-2 tạo thành từ 3 x TU-12  12   1.12  TUG-2 tạo thành từ TU2  12   1.13  TU-12 qua TUG-2 vào TUG-3  13   1.14  TU-3 ghép thành TUG-3  13   1.15  Cấu trúc khung STM-1  14   1.16  Cấu trúc con trỏ AU4  16   1.17  Từ mào vùng SOH  17   1.18  Cấu trúc khung truyền STM-N  20   1.19  Các vùng mạng của SDH  21   2.1  Mô hình bộ ghép kênh  22   2.2  Cấu hình ADM  23   2.3  Thiết bị kết nối chéo DXC  23   2.4  Cấu hình mạng điểm - điểm  23   2.5  Mô hình mạng truyền dẫn chuyển tiếp có ghép xen rớt kênh  24   2.6  Cấu hình mạng tập trung lưu lượng  24   2.7  Mô hình mạng SPRing  25   2.8  Mô hình mạng DPRing  25   2.9  Mạng vòng đơn hướng  29   2.10  Mạng vòng song hướng  29   3.1  Các trường hợp khác nhau về pha  33   3.2  Độ chênh lệch pha theo một hướng  34   3.3  Độ chênh lệch pha trên một hướng và hướng ngược lại  34   3.4  Độ tích lũy pha bị ảnh hưởng bởi độ chính xác và độ ổn định  34   3.5  Đo độ chính xác tần số  35   3.6  Giá trị MTIE theo khoảng thời gian quan sát  35   3.7  Chuyển tiếp pha  36   3.8  Độ tích lũy pha của các đồng hồ  38   3.9  Cấu trúc của SETS  39   3.10  Thành phần mạng dùng định thời ngoài  41   3.11  Thành phần mạng dùng định thời dường dây  41   3.12  Mô hình phân cấp đồng hồ mạng  42   3.13  Giới hạn phân bố đồng hồ trong chuỗi phân cấp  44   3.14  Phân bố định thời giữa các văn phòng  45   3.15  Truyền tín hiệu định thời và dữ liệu  46   3.16  Xảy ra nối vòng đồng bộ khi đứt cáp ở giữa nút 3 và 4  46   3.17  Vị trí của các byte S1 trong mào đầu  47   3.18  Cách truyền bản tin định thời trong mạng vòng  52   3.19  Cách truyền bản tin định thời trong mạng vòng khi có sự cố  53   3.20  Cách truyền bản tin đồng bộ trên mạng tuyến tính  54   3.21  Cách truyền bản tin đồng bộ trên mạng tuyến tính khi có sự cố  54   4.1  Tổ chức hệ thống FLX 150/600  57   4.2  Khuyến nghị ITU-T  57   4.3  Sơ đồ khối hệ thống FLX 150/600  59   4.4  Cấu hình mạng chuỗi  64   4.5  Sơ đồ mạng phân nhánh HUB  65   4.6  Sơ đồ khối TRM  66   4.7  Sơ đồ khối ADM  66   4.8  Cấu hình thiết bị REG  67   4.9  Sơ đồ khối của hệ thống đồng bộ chế độ 1  68   4.10  Sơ đồ khối của hệ thống đồng bộ chế độ 2  68   4.11  Cấu trúc ghép kênh đồng bộ  85   DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu  Tên bảng  Trang   1.1  Phân cấp trong đồng bộ SDH  4   1.2  Nhóm đơn vị nhánh  11   1.3  Chức năng của các byte mào đầu  19   2.1  Thứ tự ưu tiên chuyển mạch (4 bit đầu của byte K1)  27   2.2  Yêu cầu kênh chuyển mạch (bốn bit cuối của byte K1)  27   2.3  Chức năng của byte K2  28   2.4  Thứ tự ưu tiên chuyển mạch (bốn bit đầu của byte K1)  30   2.5  Chức năng của các bit trong byte K2  31   3.1  Độ chính xác và ổn định của các đồng hồ  38   3.2  Các trạng thái của bản tin đồng bộ  47   4.1  Ý nghĩa các LED mặt trước card PWRL-1  73   4.2  Ý nghĩa các LED mặt trước card SACL-1  75   4.3  Ý nghĩa các LED mặt trước card NML-1  78   4.4  Ý nghĩa các LED mặt trước card MPL-1  81   4.5  Ý nghĩa các LED mặt trước card TSCL-1  83   4.6  Ý nghĩa các LED mặt trước card CHPH-D12C  87   4.7  Ý nghĩa mặt trước card CHSD-1L1C  90   LỜI MỞ ĐẦU Mạng quang SDH ra đời là sự kết hợp của kỹ thuật ghép kênh đồng bộ số SDH và băng thông rộng của sợi quang. Mạng quang SDH tận dụng được ưu điểm mềm dẻo của kỹ thuật ghép kênh đồng bộ số và băng thông rộng của sợi quang nên được xem là kỹ thuật ghép kênh đồng bộ số băng rộng. Tốc độ truyền dẫn có thể lên đến hàng chục, hàng trăm Gb/s vì thế yêu cầu về tốc độ xử lý của các thiết bị trên mạng và vấn đề đồng bộ càng phải được quan tâm. Đồng bộ là phương thức giữ cho các thiết bị số trên mạng hoạt động theo cùng một tốc độ trung bình trên tất cả các giao diện. Nếu tốc độ ngõ vào và tốc độ ngõ ra không bằng nhau thì một phần thông tin sẽ bị mất, do đó vấn đề đồng bộ là chìa khoá quan trọng để đạt được chất lượng dịch vụ như mong muốn. Hầu hết các thiết bị số trên mạng như bộ ghép/tách kênh, bộ ghép xen/rớt, bộ kết nối chéo số đều cần phải được đồng bộ. Một đồng hồ mạng tại nút phát sẽ điều khiển các bit, khe thời gian và khung truyền đi từ nút đó. Một đồng hồ mạng tại nút thu sẽ điều khiển tốc độ đọc thông tin từ tín hiệu thu được. Mục tiêu của việc đồng bộ mạng là giữ cho các đồng hồ này được đồng nhịp để phía thu khôi phục đúng tín hiệu số. Vậy làm thế nào để các thiết bị trên mạng hoạt động cùng một tốc độ trung bình và duy trì được tốc độ này? Mục đích của đề tài là tìm hiểu về mô hình phân cấp đồng bộ, các cách để truyền tín hiệu đồng bộ trong mạng và duy trì được đồng bộ kể cả trong trường hợp mạng có sự cố. Đề tài còn giới thiệu khái quát về thiết bị truyền dẫn quang FLX 150/600 được sử dụng trong mạng quang SDH. Nội dung đồ án này trình bày chi tiết về kỹ thuật đồng bộ trong mạng quang SDH và ứng dụng trong thực tế. Nội dung đồ án chia làm 4 chương: Chương 1: Kỹ thuật ghép kênh đồng bộ SDH Chương 2: Mạng quang đồng bộ SDH Chương 3: Đồng bộ trong mạng quang SDH Chương 4: Giới thiệu thiết bị truyền dẫn quang FLX 150/600 Đồ án đã đi sâu phân tích từng thành phần của các kỹ thuật, tổng hợp các lý thuyết và các bài báo cáo khoa học về đề tài liên quan. Trong quá trình làm đồ án không thể tranh khỏi sai sót, em mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN đã giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Em xin cảm ơn các thầy cô trong khoa đã hỗ trợ em hoàn thành đồ án này. Xin cảm ơn các anh chị, các bạn đã giúp đỡ động viên cổ vũ để hoàn thành đồ án này. Sinh viên thực hiện Nguyễn Quốc Cường CHƯƠNG 1 KỸ THUẬT GHÉP KÊNH ĐỒNG BỘ SDH 1.1. Sự ra đời của SDH Trong những năm 1980 do hệ thống chuyển mạch số ngày càng tăng nhiều, thiết bị truyền dẫn số được dùng nhiều và nhu cầu thiết lập ISDN ngày càng lớn,việc đồng bộ hóa mạng lưới đã trở nên quan trọng. Mặc khác, nhờ vào tiến bộ công nghệ tin học trong các thiết bị truyền dẫn, các bộ nối chéo thực hiện hoàn toàn bằng điện tử. Tại đây tốc độ thấp có thể nối lẫn với tín hiệu tốc độ cao. Công nghệ truyền dẫn theo phân cấp đồng bộ SDH (Sychronous Digital Hierachy) ra đời dựa vào kỹ thuật SONET (Synchronous Optical Network) mạng quang đồng bộ, nguyên lý ghép kênh SDH xen kẽ từng byte. Dữ liệu được bố trí vào các container và được gắn các từ mào đặt trưng và đưa tới một tiêu chuẩn quốc tế chung. Như vậy có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự ra đời của kỹ thuật truyền dẫn SDH. Trước hết cần phải có thiết bị truyền dẫn với các kênh dung lượng lớn, đáp ứng được yêu cầu đòi hỏi của khách hàng. Trong kỹ thuật PDH, các luồng số cơ sở ở các tốc độ thấp sẽ được ghép để tạo nên các luồng có tốc độ cao hơn, các tốc độ chưa có giao tiếp tương thích sẽ bị mất trong quá trình xử lý. Chi phí cho biến đổi giữa các bậc khác nhau rất lớn và hệ thống không tương thích là điều không thể chấp nhận được. Hình 1.1: Truy nhập của SDH Do đó kỹ thuật truyền dẫn SDH được xem là một hệ thống tạo bởi sự kết hợp được nhiều tín hiệu nhánh có tốc độ khác nhau (1,544Mbit/s; 2,048Mbit/s; 6,312Mbit/s; 34Mbit/s; 45Mbit/s; 140Mbit/s) trong một tín hiệu đơn có tốc độ cao, có phân cấp tiêu chuẩn hoá quốc tế bởi sự nhân kênh số có đồng bộ trực tiếp. 1.2. Vai trò của SDH Kỹ thuật ghép kênh cấp đồng bộ số ra đời để nâng cao tốc độ truyền dẫn cũng như chất lượng của thông tin được truyền đi. So với kỹ thuật ghép kênh số cấp cận đồng bộ do hoạt động dựa trên cận đồng bộ về tín hiệu đồng hồ nên bị giới hạn về tốc độ truyền dẫn, kỹ thuật ghép kênh số đồng bộ ra đời đã giải quyết được một phần bài toán về tốc độ và chất lượng thông tin truyền đi. Kỹ thuật ghép kênh đồng bộ số SDH (Synchronous Digital Hierachical) cho phép ghép được các luồng số tốc độ thấp cận đồng bộ. Cấu trúc khung được thiết kế vừa tích hợp lưu lượng và thông tin quản lý nên người quản lý và vận hành mạng có thể dựa vào các byte trong khung để giám sát và vận hành hiệu quả. SDH cho phép hoạt động ở nhiều tốc độ khác nhau, từ tốc độ cơ bản là 155,52 Mb/s đến hàng chục Gb/s. Để đạt được tốc độ cao như vậy thì kênh truyền dẫn cần phải có một băng thông rất lớn mới có thể đáp ứng được. Do đó, SDH đã ra đời cùng với ứng dụng truyền dẫn trên sợi quang tạo thành mạng quang SDH. 1.3. Phân cấp SDH Bảng 1.1: Phân cấp trong đồng bộ SDH Các cấp truyền dẫn  Tốc độ truyền dẫn  Các luồng PDH tạo thành  Giao diện   STM-1  155,520Mbit/s (155Mbit/s)  63 luồng 2Mbit/s hoặc 3 luồng 34Mbit/s hoặc 3 luồng 45Mbit/s hoặc 1 luồng 140Mbit/s  Điện-Quang (Electric-Optical)   STM-4  622,080Mbit/s (622Mbit/s)  252 luồng 2Mbit/s hoặc 12 luồng 34Mbit/s hoặc 12 luồng 45Mbit/s hoặc 4 luồng 140Mbit/s  Quang (Optical)   STM-16  288.320Mbit/s (2,5Gbit/s)  1008 luồng 2Mbit/s hoặc 48 luồng 34Mbit/s hoặc 48 luồng 45Mbit/s hoặc 16 luồng 140Mbit/s  Quang (Optical)   STM-64  9.953.280Mbit/s (10Gbit/s)  4032 luồng 2Mbit/s hoặc 192 luồng 34Mbit/s hoặc 192 luồng 45Mbit/s hoặc 64 luồng 140Mbit/s  Quang (Optical)   1.4. Đặc điểm của SDH Kỹ thuật phân kênh đơn giản do nhân kênh theo kiểu đồng bộ, theo kiểu xen byte lần lượt, điều này dẫn đến độ tin cậy của hệ thống được nâng cao. Có thể truy xuất được trực tiếp các luồng nhánh tốc độ thấp mà không cần phải qua bước xử lý các tín hiệu trung gian. Do đó, thiết bị xen rẽ đơn giản hơn, dẫn đến chi phí giảm, hệ thống có tính linh hoạt cao. Khả năng OAM (Operation Administration Maintenance) được nâng cao SDH đảm bảo khả năng quản lý vận hành trong mạng linh hoạt một cách hiệu quả do hệ thống đã dành sẵn gần 5% băng thông cho quản lý vận hành và bảo trì. SDH có thể chuyển tải tất cả các loại tín hiệu nhánh trên các mạng hiện hành tức là nó có thể bao phủ tất cả các mạng cung cấp dịch vụ. Dễ dàng từng bước chuyển tiếp lên tốc độ bit cao hơn trong tương lai để đáp ứng nhu cầu truyền dẫn của các mạng viễn thông trọng điểm: mạng trục chính quốc gia, mạng nội hạt và đường dây thuê bao đối với dịch vụ băng thông. Đồng hồ của các thiết bị được khống chế trong phương thức đồng bộ hoá trên toàn mạng. Nhân kênh các tín hiệu nhánh theo kiểu đồng bộ. Có cấu trúc khung đồng nhất thay đổi linh hoạt, phù hợp với tín hiệu nhánh vào. Nhân kênh theo nguyên lý xen byte lần lượt. Đồng bộ theo nguyên lý xen byte. Truy xuất trực tiếp từ tín hiệu bậc cao. 1.5. Cấu trúc khung SDH Ghép kênh đồng bộ số SDH có thể được ghép từ các luồng số cận đồng bộ. Trong quá trình ghép để điều chỉnh sự tương thích về tốc độ các luồng số vào và các đơn vị chứa thì một số bit và byte chèn cố định và cơ hội sẽ được dùng. Đơn vị luồng số cơ bản của SDH là khung STM-1 tốc độ 155,52 Mb/s. Từ STM-1 có thể ghép thành các khung STM-N có tốc độ cao hơn.  Hình 1.2: Cấu trúc ghép kênh SDH 1.6. Các khối chức năng của bộ ghép kênh Các ngăn chứa container ký hiệu là C-n chứa các byte thuộc một trong các tín hiệu PDH. C-n (n = 1,2,…) là các container để đưa tín hiệu vào, đây là phần tử cơ bản có kích thước đủ để chứa