Tài liệu Công nghệ truyền tải quang đề tài next generation sdh

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG II BÀI BÁO CÁO MÔN: CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI QUANG ĐỀ TÀI: NEXT GENERATION SDH GIẢNG VIÊN: LÊ QUỐC CƯỜNG NĂM 2021 0 MỤC LỤC I. Giới thiệu sơ lược về PDH và SDH................................................................ 4 1. Giới thiệu về PDH.......................................................................................4 2. Giới thiệu về SDH.......................................................................................4 a) Ưu điểm của SDH.......................................................................................... 5 b) Nhược điểm.................................................................................................... 5 3. Kỹ thuật ghép kênh SDH...........................................................................5 II. Công nghệ SDH thế hệ sau (NG-SDH)......................................................... 8 1.Giới thiệu......................................................................................................8 2.NG-SDH và sự kế thừa..............................................................................10 3. Các giao thức............................................................................................. 11 a) Giao thức đóng khung chung GFP (Generic framing procedure).............11 b) Ghép chuỗi ảo VCAT (virtual concatenation)..........................................12 c) Giao thức điều chỉnh dung lượng tuyến (LCAS)......................................19 4.Các loại thiết bị của NG-SDH...................................................................23 5. Các tiêu chuẩn...........................................................................................24 a) Tiêu chuẩn ITU-T.....................................................................................24 b) Tiêu chuẩn ETSI....................................................................................... 27 CHÚ THÍCH: PDH : Plesiochronous Digital Hierarchy – Phân cấp số cận đồng bộ SDH : Synchronyzation Digital Hierachy - Phân cấp số đồng bộ TDM : Time Divison Mutilplex- Đa phân chia theo thời gian STM: Synchronos Transfer Modul.- Modul truyền dẫn C : Container – Thùng chứa VC : Virtual Container - Thùng chứa ảo TU : Tributary Unit – Đơn vị luông nhánh TUG : Tributary Unit Group – Nhóm đơn vị luồng nhánh. AU: Administrative Unit – Đơn vị Khối quản lí 1 AUG : Administrative Unit Group- nhóm đơn vị khối quản lí QoS :Quality Of Service – Yêu cầu dịch vụ GFP : Generic framing procedure – Giao thức đóng khung chung VCAT : Virtual Concatenation – Ghép chuổi ảo LCAS : Link-capability-adjustment scheme – Điều chỉnh lưu lượng tuyến PDU : Protocol Data Units – Đơn vị dữ liệu gói PPP: Point-to-Point Protocol – Điểm đến Điểm MAC: Medium Access Control – Điều khiển truy cập phương tiện LO-VCAT : Lower Oder Virtual Contanation – Ghép chuỗi ảo bậc thấp HO-VACT : Higher Oder Virtual Contanation – Ghép chuỗi ảo bậc cao EB : Errored Block – Lỗi khối ES : Errored Second – lỗi giây SES :Severely Errored Second – Lỗi giây nghiêm trọng MFI: Multi Frame Indicator. – Chỉ thị đa khung. HDB3: High Densiti Biotholar of oder 3 code – Mã lưỡng cực độ cao bậc 3 . AMI: Alternate Mark Inversion – Mã đảo dấu. B8ZS: Bipolar 8-Zero Replace – Mã thay thế CÁC HÌNH , BẢNG VÀ NGUỒN : Hình 1:Sơ đồ ghép kênh của SDH (tự vẽ) Hình 2:Sơ đồ rút gọn ghép kênh SDH (tự vẽ) Hình 3 : Tốc độ bit ứng các tiêu chuẩn STM.(tự vẽ) Hình 4:Mô hình giao thức trong NG-SDH. (https://imbooz.com/technical-articles/nextgeneration-sdh/?fbclid=IwAR0SuapwpED3JJn87bMsG9qMFbkQHO5kjzTZ7e8-wYoMD8H0SCjlBnX1i4) Hình 5 : Khả năng linh hoạt, mềm dẽo và hiệu quả của SDH thế hệ sau. (https://tailieu.vn/doc/tong-quan-ve-cong-nghe-ng-sdh177335.html). Hình 6 : Cấu trúc khung VC-3/4-Xv (kết nối ảo bậc cao-HO VCAT).(Trang 349 ở sách THE CABLE AND TELECOMMUNICATIONS PROFESSIONAL’ REFERENCE) Hình 7: Cấu trúc đa khung tổng VC-3/4-Xv.(Tự vẽ) Hình 8: Cấu trúc đa khung VC-11/12-Xv (kết nối ảo bậc thấp-LO VCAT.(Trang 350 trong sách THE CABLE AND TELECOMMUNICATIONS PROFESSIONAL’ REFERENCE) Hình 9: Chỉ thị thứ tự và đa khung trong chuỗi 32 bit (bit thứ 2 của byte K4) (Tự vẽ ) Hình 10: Cấu trúc đa khung tổng VC-2/11/12-Xv.(Trang 351 trong sách THE CABLE AND TELECOMMUNICATIONS PROFESSIONAL’ REFERENCE) Hình11: Chức năng thêm hai thành viên (Tự vẽ) Hình12 : Chức năng xóa hai thành viên(Tự vẽ) Hình13 :Sơ đồ bản mạch của thiết bị(Trang 6 trong XÂY DỰNG TIÊU CHUẨN CHO GIAO DIỆN MẠNG STM-N (N = 1, 4, 16, 64) THEO PH N CẤP SỐ ĐỒNG BỘ SDH.) Bảng 1: Các thùng chứa tải trọng bậc thấp và bậc cao và dung lượng của chúng Bảng 2: Trình bày dung lượng tải trọng của các VC-3/4-Xv (kết nối ảo bậc cao-HO VCAT). Bảng 3: Chỉ thị thứ tự và đa khung trong byte(phần II trong bài báo Performance Comparison of Traditional SDH and NG-SDH Networks for IP Traffic Transportation). Bảng 4: Trình bày dung lượng tải trọng của VC-2/11/12Xv (kết nối ảo bậc thấp -LO VCAT). Bảng 5 : So sánh hiệu suất hai phương thức(phần II trong bài báo Performance Comparison of Traditional SDH and NG-SDH Networks for IP Traffic Transportation) TÀI LIỆU THAM THẢO : [1] : Phần II của bài báo A review of Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH) and Synchronous Digital Hierarchy (SDH). [2]:http://techtarget.com/searchnetworking/definition/SDH?fbclid=IwAR0EfOLQK C4uml7la3LmdEiC_3hE-6hDrQF0ymoY6mldcNqRFj2saQnKGCc [3] : GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ Biên soạn : TS. CAO PHÁN , THS. CAO HỒNG SƠN [4] : https://imbooz.com/technical-articles/next-generation- sdh/? fbclid=IwAR1IqLPLZ7QF4XGUNtDRYy5EmhafXw5mLxA1dDRi7h0Qt3uyst mWjd5SXQI. [5] : https://fr.scribd.com/document/75990385/CONG-NGH%E1%BB%86-NGSDH [6] : Phần I trong bài báo Performance Comparison of Traditional SDH and NG- SDH Networks for IP Traffic Transportation [7]: Trang số 7 của bài ITU-T G.7041/Y.1303 (08/2005) [8]: Trang 11 và 12 của bài ITU-T G.7041/Y.1303 (08/2005) [9]: Phần I trong bài báo ITU-T G.7041/Y.1303 (08/2005) [10]:Trang 348-350 ở https://books.google.com.vn/books?id=LJrcAwAAQBAJ&lpg=PA350&ots=D_MxdBa2M&dq=LO%20VCAT%20v%C3%A0%20HOVCAT&hl=vi&pg=PA349 &fbclid=IwAR1TozlYEzpFbu5e1OvtkJ4qp8Z6ngKLD64yFuGGLP9R7_PAgdBkss_ y70w#v=onepage&q&f=true (sách THE CABLE AND TELECOMMUNICATIONS PROFESSIONAL’ REFERENCE) Và phần II trong Performance Comparison of Traditional SDH and NG-SDH Networks for IP Traffic Transportation . [11]: Phần III của bài báo Performance Comparison of Traditional SDH and NGSDH Networks for IP Traffic Transportation [12]: Trang 352-355 ở https://books.google.com.vn/books?id=LJrcAwAAQBAJ&lpg=PA350&ots=D_MxdBa2M&dq=LO%20VCAT%20v%C3%A0%20HOVCAT&hl=vi&pg=PA349 &fbclid=IwAR1TozlYEzpFbu5e1OvtkJ4qp8Z6ngKLD64yFuGGLP9R7_PAgdBkss_ y70w#v=onepage&q&f=true [13]: XÂY DỰNG TIÊU CHUẨN CHO GIAO DIỆN MẠNG STM-N (N = 1, 4, 16, 64) THEO PH N CẤP SỐ ĐỒNG BỘ SDH. I. Giới thiệu sơ lược về PDH và SDH. 1. Giới thiệu về PDH [1] [Phần II của bài báo A review of Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH) and Synchronous Digital Hierarchy (SDH).] Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH) là tiêu chuẩn ban đầu cho mạng điện thoại. PDH sử dụng ghép kênh phân chia theo thời gian Hạn chế của PDH  PDH không linh hoạt trong việc truy xuất cũng như ghép các luồng số trong quá trình liên lạc  Chưa có tiêu chuẩn chung cho thiết bị đường dây, các nhà sản xuất mới chỉ có tiêu chuẩn đặc trưng cho riêng thiết bị của họ.  Hệ thống PDH thiếu các phương tiện giám sát, đo thử từ xa mà chỉ tiến hành ngay tại chỗ.  Không hiệu quả trong các kết nối băng thông cao  PDH được thiết kế chủ yếu cho các loại dịch vụ thoại, do đó khó đáp ứng cho các loại dịch vụ mới. 2. Giới thiệu về SDH [2] [:http://techtarget.com/searchnetworking/definition/SDH?fbclid=IwAR0EfOLQKC 4uml7la3LmdEiC_3hE-6hDrQF0ymoY6mldcNqRFj2saQnKGCc ] Do PDH có những hạn chế nên SDH ra đời nhằm giải quyết những vấn đề đó. Hệ thống SDH được phát triển vào cuối những năm 1980 và đầu những năm 1990 để thay thế công nghệ PDH SDH là tên gọi tắt của hệ thống phân cấp đồng bộ (Synchronous Digital Hierachy) là hệ thống truyền dẫn mà tín hiệu ở tất cả các cấp đều được đồng bộ ở đồng hồ trung tâm. Hệ thống phân cấp đồng bộ số SDH là một mạng truyền dẫn có khả năng kết hợp được tất cả các thiết bị truyền dẫn có tốc độ khác nhau trong hệ thống PDH như là 1,5; 2; 6; 34; 45 và 140Mb/s . a) Ưu điểm của SDH. Chất lượng truyền tải thông tin trên kết nối cao, trễ truyền tải nhỏ. Độ tin cậy kết nối cao. Công nghệ đã được chuẩn hóa. Thuận tiện sử dụng cho mô hình kết nối điểm-điểm. Thiết bị được triển khai rộng rãi trên mạng, tương thích với nhiều chủng loại thiết bị mạng  Quản lý dễ dàng.  Sử dụng các kỹ thuật ghép kênh và phân kênh đơn giản hơn.  Băng thông cáp quang có thể tăng lên không có giới hạn.      b) Nhược điểm: Do SDH được thiết kế tối ưu cho phương thức truyền tải TDM, do vậy có những nhược điểm khi triển khai SDH cho mạng truyền tải dữ liệu gói:  Kết nối cứng, lãng phí tài nguyên băng thông khi kết nối truyền tải lưu lượng gói.  Không tối ưu và lãng phí tài nguyên băng thông khi truyền tải lưu lượng gói trên cấu trúc tô-pô ring.  Tài nguyên mạng dành cho phục hồi và bảo vệ mạng lớn.  Không tối ưu cho việc triển khai các dịch vụ quảng bá(multicast).  Hiệu quả sử dụng băng thông thấp khi ghép dữ liệu gói vào tải tin SDH.  Cấu trúc ghép kênh qua nhiều cấp, số lượng thiết bị mạng lớn khi phải phân chia nhiều loại giao diện khách hàng.  Các giao diện mạng không tương thích với các giao diện của thiết bị Ethernet.  Chi phí nâng cấp mở rộng tốn kém.  Thời gian cung ứng dịch vụ cho khách hàng lâu. 3. Kỹ thuật ghép kênh SDH.[3] [GHÉP KÊNH TÍN HIỆU SỐ Biên soạn : TS. CAO PHÁN , THS. CAO HỒNG SƠN] Hình 1:Sơ đồ ghép kênh của SDH Nguyên lý cơ sở của ghép kênh SDH: Ta thấy khung truyền dẫn cấp thấp nhất là STM-1 có tốc độ chuẩn là 155, 52 Mb/s . Qúa trình tạo ra khung truyền dẫn STM-1 được bắt đầu từ việc ghép các luồng tín hiệu cấp thấp như PDH,tín hiệu hình hoặc dữ liệu,… Và sẽ được ghép từ phải qua trái qua các cấp độ như hình vẽ. Hình 2:Sơ đồ rút gọn ghép kênh SDH Chức năng của các khối :  C-n(Container) : Chứa luồng bit dữ liệu/ luồng nhánh PDH được ánh xạ.Có chức năng sắp xếp luồng tương ứng, độn thêm các byte không mang tin cho đủ số byte định mức của khung chuẩn C-n.  VC-n(n= 12 ,11 ,2 ) : Giai đoạn tiếp theo của quá trình ghép kênh là chuyển đổi vùng chứa C-n thành Vùng chứa ảo (VC). Thêm màu đầu đường truyền POH (Path Overhead) vào phía trước của VC.  TU-n(n=11,12,2): Bổ sung con thêm con trỏ (pointer) ở giai đoạn này. Để đồng chỉnh tốc độ bit và tốc độ khung tín hiệu ghép VC n mức thấp cho phù hợp với tốc độ bit cũng như tốc độ khung của tín hiệu VC-n mức cao hơn.  TUG: Nhóm các TU-n lại thành 1 group. Và các TUG sẽ ghép thành VC-n mức cáo hơn.  AU-n : Thêm vào các con trỏ khối quản lý mức n (n = 3, 4). Đồng chỉnh tốc độ bit và tốc độ khung của tín hiệu ghép VC-3 hoặc VC-4 cho phù hợp với tốc độ bit và tốc độ khung của tín hiệu AUG.  STM-n(Synchrounous transport modul) : môđun truyền dẫn đồng bộ mức N (N = 1,4, 16, 64 và 256). STM-n ghép xen byte N tín hiệu AUG, mào đầu đoạn và con trỏ khối quản lý AU-n thành khung STM-n. Hình 3 : Tốc độ bit ứng các tiêu chuẩn STM. VD: Ghép kênh STM1. Các luồng 2 mb/s được ánh xạ vào các container , sau đó các Container được ghép thêm màu đầu đường dẫn để tạo ra các VC. Các VC này được cộng thêm con trỏ thành các TU (đơn vị luồng nhánh) và các TU đc ghép thành các TUG( nhóm đơn vị luồng nhánh) . Các TUG sẽ đc ghép thành các VC mức cao hơn . Và các VC mức cao hơn này tiếp tục được ghép thêm con trỏ quản lý thành các AU. Nhóm các khối AU này thành AUG. Và các AUG lại được ghép thành STM-1. Màu đầu: là những byte bổ sung phục vụ cho việc giám sát tín hiệu của khách hàng từ đầu cuối đến đầu cuối.(path overhead) VC4 ghép với con trỏ để chỉ vị trí .Ghép nhiều VC4 thành 1 AU-4 . Rồi AU4 được ghép với màu đầu. Mà màu đầu này có chức năng giám sát theo từng chặn( chặn ghép kênh và chặn trạm lặp). II. Công nghệ SDH thế hệ sau (NG-SDH): 1. Giới thiệu.[4] [ https://imbooz.com/technical-articles/next-generation- sdh/? fbclid=IwAR1IqLPLZ7QF4XGUNtDRYy5EmhafXw5mLxA1dDRi7h0Qt3u ystmWjd5SXQI.] Công nghệ SDH được thiết kế tối ưu cho mục đích truyền tải các tín hiệu ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) Mỗi khe thời gian với 1 lượng băng thông bằng nhau cho mỗi user .Với khuynh hướng truyền tải dữ liệu ngày càng tăng, hệ thống SDH truyền thống không thể đáp ứng được nhu cầu gia tăng của các dịch vụ số liệu nữa. Xu hướng phát triển của dịch vụ viễn thông là: - Sự bùng nổ của các dịch vụ trên Internet - Sự tích hợp dịch vụ - Khả năng di động và chuyển vùng Yêu cầu QoS (Quality of service) theo nhiều mức độ khác nhau. Có thể phân chia thành bốn loại dịch vụ ứng dụng với các mức QoS khác nhau: - Nhạy cảm với trễ và tổn thất (video tương tác, game...). - Nhạy cảm với trễ nhưng tổn thất vừa phải (thoại). - Nhạy cảm về tổn thất nhưng yêu cầu trễ vừa phải (dữ liệu tương tác). - Yêu cầu đối với trễ và tổn hao đều không cao (truyền tệp). - Độ an toàn cao. - Tính linh hoạt, tiện dụng. - Giá thành mang tính cạnh tranh cao. Từ sự dẫn nhập ở trên có thể thấy xu hướng sử dụng dịch vụ theo hướng tăng tính giải trí, tăng tính di động, tăng khả năng thích nghi giữa các mạng, tăng tính bảo mật, tăng tính tương tác nhóm, giảm chi phí... Chính xu hướng phát triển dịch vụ đó đã thúc đẩy sự phát triển các mạng viễn thông theo hướng: công nghệ hiện đại, dung lượng lớn, chất lượng cao, khai thác đơn giản, thuận tiện và mang lại hiệu quả kinh tế cao. SDH thế hệ sau (NGSDH) được phát triển dựa trên nền mạng SDH hiện tại, là một cơ chế truyền tải cho phép truyền dữ liệu ở tốc độ cao, băng thông rộng và tồn tại đồng thời các dịch vụ truyền thống và các dịch vụ mới trên cùng một mạng mà không làm ảnh hưởng lẫn nhau. Điều quan trọng nhất là NG-SDH có thể thực hiện việc phân bố băng thông mà không làm ảnh hưởng tới lưu lượng hiện tại. Ngoài ra, NG-SDH còn có khả năng cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) thích hợp cho các dịch vụ mới và khả năng truyền tải đồng thời nhiều loại dịch vụ khác nhau trong cùng một môi trường, cho phép các nhà khai thác cung cấp nhiều dịch vụ chuyển tải dữ liệu để tăng hiệu quả của các trạm SDH đã lắp đặt bằng cách thêm vào các nút biên MSSP. Nghĩa là không cần lắp đặt một mạng chồng lấp hoặc thay đổi tất cả các nút hay sợi quang. Cắt giảm được chi phí trên 1 bit lưu chuyển, thu hút nhiều khách hàng mới và giữ được những dịch vụ kế thừa. Hình 4: Mô hình giao thức trong NG-SDH. 2. NG-SDH và sự kế thừa [5] [https://fr.scribd.com/document/75990385/CONG-NGH%E1%BB%86-NG-SDH] Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sẵn sàng chuyển các dịch vụ Ethernet/IP trong kinh doanh sang các mạng đô thị. Mặt khác, sự kết hợp Ethernet/IP có thể làm tăng lợi thế truyền tải đường dài của SDH bao gồm sự mềm dẻo, tin cậy, khả năng chuyển đổi, bảo vệ tích hợp, quản lý và định tuyến lại. NGSDH đã làm được nhiều hơn thế. Các node mới của nó được gọi là "Nền tảng cung cấp đa dịch vụ” MSSP cho phép kết hợp các giao tiếp dữ liệu như Ethernet, 8B/10B, MPLS hoặc RPR mà không cần bỏ các giao tiếp SDH/PDH. Ngoài ra, để dữ liệu chuyển tải hiệu quả hơn, SDH đã chấp nhận một tập các giao thức mới đã được cài đặt trong các nút MSSP. Các nút này được kết nối với các thiết bị cũ đang chạy trên mạng. Hình 5 : Khả năng linh hoạt, mềm dẽo và hiệu quả của SDH thế hệ sau. Phần lớn các nhà vận hành, khai thác đã sử dụng SDH trong vài thập niên trở lại đây,chủ yếu để chuyển tải thoại và các giao thức dữ liệu định hướng kết nối. Do đó, truyền tải dữ liệu không hướng kết nối là một thách thức. Mặc dù nhiều kiến trúc được phát triển theo hướng này (PoS, ATM, ...) nhưng chúng không được chấp nhận rộng rãi trong thương mại vì chi phí, sự phức tạp hoặc hiệu quả thấp. Hướng đến sự phát triển của NG-SDH, trước hết là mong muốn tìm ra một phương thức đơn giản có khả năng thích ứng với bất kỳ giao thức dữ liệu gói nào và thứ hai là cách sử dụng băng thông hiệu quả. Nghĩa là cần một lớp giao thức thích ứng và một cơ chế sắp xếp mới để điều khiển việc sử dụng băng thông. Cơ chế phải thực hiện được tất cả những điều này và giữ được việc truyền tải SDH tin cậy và sự quản lý tập trung. 3. Các giao thức . Các hệ thống truyền dẫn đang ngắm vào SDH trong việc định tuyến các khối lưu lượng SDH tốc độ cao cho mục đích truyền tải đường dài. Để làm được việc này, SDH cần một số giao thức sau: a) Giao thức đóng khung chung GFP (Generic framing procedure)[6]: [Phần I trong bài báo Performance Comparison of Traditional SDH and NG-SDH Networks for IP Traffic Transportation] +Khái niêm: GPF là một giao thức được sử dụng để đóng gói dữ liệu máy khách qua khung SDH. +Quy trình đóng khung: [7] [Trang số 7 của bài ITU-T G.7041/Y.1303 (08/2005) ] Quy trình tạo khung chung (GFP) cung cấp một cơ chế chung để điều chỉnh lưu lượng truy cập từ lớp cao hơn của tín hiệu máy khách hàng qua mạng truyền tải. Tín hiệu máy khách có thể là đơn vị dữ liệu gói (PDU (protocol data units)) được định hướng (chẳng hạn dưới dạng giao thức IP / điểm-điểm (PPP(Point-toPoint Protocol)) hoặc điều khiển truy cập phương tiện Ethernet (MAC(Medium Access Control))) hoặc theo hướng mã khối luồng tốc độ bit không đổi (chẳng hạn như kênh cáp quang hoặc kết nối hệ thống doanh nghiệp). +Phân loại [8] [Trang 11 và 12 của bài ITU-T G.7041/Y.1303 (08/2005) ] ● Chế độ thích ứng hướng PDU (protocol data units), được gọi là GFP ánh xạ khung (GFP-F (frame-mapped GFP)). ● Chế độ thích ứng theo hướng mã khối, được gọi là GFP trong suốt (GFP-T (transparent GFP)). GFP được ánh xạ khung (GFP-F(frame-mapped GFP)) : Một loại ánh xạ GFP trong đó nhận được khung tín hiệu máy khách và được ánh xạ toàn bộ vào một khung GFP. GFP trong suốt (GFP-T(transparent GFP)) : Một loại ánh xạ GFP trong đó các ký tự máy khách được mã hóa khối hoặc giải mã và sau đó ánh xạ vào khung GFP có độ dài cố định và có thể được truyền ngay lập tức mà không cần đợi nhận toàn bộ khung dữ liệu máy khách. b) Ghép chuỗi ảo VCAT (virtual concatenation): Khái niệm [9] [Phần I trong bài báo ITU-T G.7041/Y.1303 (08/2005) ] + VCAT là thủ tục tạo ra một “ống ảo” với kích thước phù hợp cho lưu lượng, độ linh hoạt và khả năng tương thích cao với các kỹ thuật SDH hiện có. + Giao thức nối ảo để giải quyết các vấn đề quan sát được trong kỹ thuật nối liên tục, VCAT cung cấp độ chi tiết tốt hơn để đáp ứng lưu lượng EoS, cho phép nhiều vùng chứa tỷ lệ nhỏ hơn được kết hợp để tạo ra tỷ lệ cao, nhiều tỷ lệ nhỏ này được gọi là nhóm nối ảo (VCG (virtual concatenation group)). + VCG (virtual concatenation group) thường được xác định là VC-n (m)-Xv, mô tả một mạch được nối hầu như bao gồm X lần đơn vị VC-n (m), trong đó mỗi VC-n (m) được gọi là thành viên VCG. Trong VC-n (m) -Cấu trúc Xv, n đề cập đến vùng chứa ảo thứ tự cao-HO (Higher order), trong khi m tham chiếu đến vùng chứa ảo thứ tự thấp-LO (Lower order). Vì vậy, là chỉ định hai loại VCAT: LO VCAT và HO VCAT. +Các thành viên VCG (virtual concatenation group) được phép không tiếp giáp khe thời gian, nó cũng tránh được vấn đề phân mảnh, lợi ích quan trọng của VCAT là mỗi thành viên VCG ( container ảo ) có thể được định tuyến độc lập, các lợi ích khác và các vấn đề do VCAT. Bảng 1 trình bày tăng cường tính linh hoạt của việc phân công dung lượng cho khách hàng SDH bằng cách sử dụng VCAT cho cấp thấp và cấp cao. SDH Dung lượng riêng VC-11 1.600 Kbit/s 1÷ 64 1.600 ÷ 102.400 Kbit/s VC-12 2.176 Kbit/s 1÷ 64 2.176 ÷ 139.264 Kbit/s VC-2 6.784 Kbit/s 1÷ 64 6.784 ÷ 434.176 Kbit/s Lower order X Dung lượng ảo VC-3 48.384 Kbit/s 1÷ 256 48.384 ÷ 12.386 Kbit/s VC-4 149.760 Kbit/s 1÷ 256 149.760 ÷ 38.338.560 Kbit/s Higher order Bảng 1: Các thùng chứa tải trọng bậc thấp và bậc cao và dung lượng của chúng Chú thích: Lower order: kết nối ảo bậc thấp -LO VCAT Higher order: kết nối ảo bậc cao-HO VCAT Phận loại[10]: [Trang 348-350 ở https://books.google.com.vn/books? id=LJrcAwAAQBAJ&lpg=PA350&ots=- D_MxdBa2M&dq=LO%20VCAT%20v %C3%A0%20HOVCAT&hl=vi&pg=PA349 &fbclid=IwAR1TozlYEzpFbu5e1OvtkJ4qp8Z6ngKLD64yFuGGLP9R7_PAgdBkss_ y70w#v=onepage&q&f=true và phần II trong Performance Comparison of Traditional SDH and NG-SDH Networks for IP Traffic Transportation .] Kết nối ảo bậc cao (HO VCAT): HO VCAT cung cấp băng thông cho các liên kết yêu cầu tốc độ lớn hơn 51,84 Mb / giây. VC-n-Xv VC-n (X = 1…256) VC-4-Xv VC-3-Xv VC-4 VC-3 VC-n p 260 84 Bảng 2: Trình bày dung lượng tải trọng của các VC-3/4-Xv (kết nối ảo bậc cao-HO VCAT). X*149.760 Kbit/s X*48.384 Kbit/s 125µs 125µs 125µs Hình 6 : Cấu trúc khung VC-3/4-Xv (kết nối ảo bậc cao-HO VCAT). Container bao gồm 9 hàng và P+1 cột , trong đó P là 260 hoặc 84 cho VC-4 và VC-3 tải trọng tương ứng. Mỗi VC-n có một đường quản lý và chi phí quản lý đường dẫn riêng, trong khi các cột còn lại chứa tải trọng. Để phục vụ cho việc bù trễ ở trạm đích, phía nguồn sắp xếp các VC-3/4 lại thành đa khung. Một đa khung tổng VCAT tốc độ 512 ms được sử dụng để bù trễ trong khoảng từ 125µs đến 256 ms. Đa khung tổng gồm 256 đa khung và mỗ đa khung gồm 16 khung. Chỉ thị đa khung gồm hai phần. phần thứ nhất sử dụng bit [5…8] của byte H4 để chỉ thị đa khung (MFI-1). MFI-1 này tăng một đơn vị sau mỗi khung và có giá trị từ 0 tới 15. Phần thứ hai là chỉ thị đa khung 8 bit (MFI-2) sử dụng các bit [1…4] của byte H4 thuộc khung 0 (MFI-1=0) sẽ là các bit [1…4] của MFI-2 và thuộc khung 1 (MFI-1=1) sẽ là các bit [5…8] của MFI-2 (bảng 3). MFI-2 tăng lên 1 đơn vị sau mỗi 16 khung (1 đa khung) và có giá trị từ 0 tới 255 . Chỉ thị số thứ tự SQ (Sequence Number) nhận biết thứ tự các VC-3/4 riêng lẻ của VC-3/4-Xv. Mỗi VC-3/4 riêng lẻ của VC-3/4-Xv có một số thứ tự cố định duy nhất trong khoảng từ 0 tới (X-1) (hình 7).VC-3/4 truyền trong các khe thời gian X, 2X, 3X….của VC-3/4-Xc sẽ có số thứ tự là (X-1). Giá trị của SQ phải do NMS thiết lập. Số thứ tự SQ 8-bit (cho giá trị của X lên tới 256) sử dụng các bit [1… 4] của byte H4 thuộc khung 14 (MFI-1 = 14) sẽ là các bit [1…4] của SQ và thuộc khung 15 (MFI-1 = 15) sẽ là các bit [5…8] của SQ (bảng 3). Hình 7: Cấu trúc đa khung tổng VC-3/4-Xv. Bảng 3: Chỉ thị thứ tự và đa khung trong byte Kết nối ảo bậc thấp (LO VCAT): LO VCAT cung cấp băng thông cho các liên kết yêu cầu tốc độ lớn hơn 1,6 Mb / s, nhưng nhỏ hơn 51,84Mb/s. Hình 8 minh họa quy trình cho một vùng chứa C-m-Xc bậc cao được chia thành X các vùng chứa C-m riêng lẻ của cấu trúc VC-m-Xv. Cấu trúc khung của ảo bậc thấp 500µs 500µs Hình 8: Cấu trúc đa khung VC-11/12-Xv (kết nối ảo bậc thấp-LO VCAT. VC-m-Xv (X = 1…64) VC-m Dung lượng tải trọng q VC-12-Xv VC-12 X*2.176 Kbit/s 34 VC-11-Xv VC-11 X*1.600 Kbit/s 25 VC-2-XV VC-2 X*6.784 kbit/s 106 (Giá trị của X bị giới hạn từ 1 tới 64 bởi vì không thể sắp xếp nhiều hơn 63VC-2 hoặc VC-11 hoặc VC-12 vào một VC-4 và do đó trường SQ bị giới hạn). Bảng 4: Trình bày dung lượng tải trọng của VC-2/11/12Xv (kết nối ảo bậc thấp LO VCAT). Nối ảo bậc thấp sử dụng một cơ chế tương tự để định tuyến ảo bậc thấp container qua cơ sở hạ tầng SDH và tập hợp lại các đường dẫn thứ tự thấp ở đầu xa. Cấu trúc khung VC-m-Xv bao gồm 4 hàng và (q+1) cột và được lặp lại cứ sau 500us. 4 cột đầu tiên chứa 4 byte POH (Path Overhead ). Giá trị của q là phụ thuộc về loại thùng chứa, như thể hiện trong hình 6. Bit thứ 2 của byte K4 trong VC-2/11/12 POH được sử dụng để mang thông tin về chỉ thị thứ tự SQ của VC-2/11/12 và chỉ thị đa khung MFI. Các bit thứ 2 thuộc byte K4 của một đa khung (gồm 32 khung) sẽ hình thành một chuỗi 32 bit được sắp xếp như trong Hình 9. MFI là một bộ đếm khung, tăng lên một sau mỗi khung. Chỉ thị số thứ tự SQ nhận biết thứ tự các VC-2/11/12 riêng lẻ của VC-2/11/12-Xv. Mỗi VC-2/11/12 riêng lẻ của VC-2/11/12-Xv có một số thứ tự cố định duy nhất trong khoảng từ 0 tới (X-1) (Hình 10). R : bit dự trữ được thiết lập bằng ‘0’. 1 2 3 MFI 4 5 6 7 8 9 SQ 10 11 12 13 R R 31 32 ……….. R R Hình 9: Chỉ thị thứ tự và đa khung trong chuỗi 32 bit (bit thứ 2 của byte K4) Hình 10: Cấu trúc đa khung tổng VC-2/11/12-Xv. Dịch vụ Tốc độ bit Ghép chuỗi liền kề (không có VCAT) Ghép chuỗi ảo (có VCAT) Ethernet 10 Mbit/s VC-3 (20%) VC-11-7v (89%) Fast Ethernet 100 Mbit/s VC-4 (67%) VC-3-2v (99%) Gigabit Ethernet 1000 Mbit/s VC-4-16c (42%) VC-4-7v (95%) Fiber Channel 1700 Mbit/s VC-4-16c (42%) VC-4-12v (90%) ATM 25 Mbit/s VC-3 (50%) VC-11-16v (98%) DVB 270 Mbit/s VC-4-4c (37%) VC-3-6v (93%) ESCON 160 Mbit/s VC-4-4c (26%) VC-3-4v (83%) Bảng 5 : So sánh hiệu suất hai phương thức (vậy sử dụng ghép chuỗi ảo (có VCAT) cho hiệu quả truyền cao hơn là ghép chuỗi liền kề (không có VCAT)