Phân cấp số đồng bộ (SDH) là gì?
Phân cấp số đồng bộ (SDH) là một nhóm các tốc độ truyền dẫn qua cáp quang để vận chuyển các tín hiệu số với dung lượng khác nhau. Công nghệ SDH cho phép kết hợp các luồng dữ liệu có tốc độ thấp với các luồng dữ liệu có tốc độ cao. Ngoài ra, do toàn bộ mạng hoạt động đồng bộ nên người dùng có thể dễ dàng nhúng và trích xuất các luồng bit riêng lẻ từ các luồng dữ liệu tốc độ cao.
SDH là phiên bản của Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU-T) đối với tiêu chuẩn SONET (Synchronous Optical Network). Cả hai công nghệ này đều cung cấp khả năng kết nối mạng nhanh hơn và tiết kiệm chi phí hơn so với thiết bị Phân cấp số cận đồng bộ (PDH) truyền thống.
SDH được sử dụng trong các hệ thống truyền dẫn của Mạng số dịch vụ tích hợp băng thông rộng (B-ISDN), vận chuyển các ATM (Asynchronous Transfer Mode), tín hiệu Ethernet, tín hiệu PDH, tín hiệu mạng lưu trữ (SAN) và các tín hiệu truyền thông khác.
Công nghệ SDH được phát triển vào cuối những năm 1980 và đầu những năm 1990 để thay thế công nghệ PDH. Mục tiêu chính là loại bỏ các vấn đề tiềm ẩn về đồng bộ hóa trong truyền dẫn dữ liệu lớn và trao đổi thoại. Ngoài ra, tốc độ truyền dữ liệu cũng tăng lên với cơ sở hạ tầng mạng cáp quang đơn giản và linh hoạt hơn.
Trong truyền dẫn thoại kỹ thuật số:
Đồng bộ (Synchronous) nghĩa là các bit từ một cuộc gọi được truyền trong một khung truyền dẫn duy nhất.
Cận đồng bộ (Plesiochronous) nghĩa là gần như đồng bộ, tức là một cuộc gọi được trích xuất từ nhiều khung truyền dẫn khác nhau.
Sự khác biệt giữa công nghệ PDH và truyền dẫn SDH là gì?
Công nghệ PDH có kỹ thuật ghép kênh phức tạp như bit stuffing (chèn bit thừa để đồng bộ hóa) hoặc interleaving (xen kẽ tín hiệu). Hơn nữa, chi phí băng thông truyền dẫn cao là một hạn chế lớn của PDH.
Công nghệ SDH không sử dụng bit stuffing. Thay vào đó, hệ thống SDH dựa trên xen kẽ theo byte (byte interleaving), đảm bảo độ chính xác về thời gian và cung cấp tính linh hoạt cao hơn.
Các mô-đun truyền tải đồng bộ (STM) và tốc độ của SDH bao gồm:
Dữ liệu được truyền qua mạng SDH trong các container (vùng chứa). Khoảng 5% tốc độ dữ liệu thô được dành riêng cho các mục đích vận hành, quản lý và bảo trì.
SDH hoạt động chủ yếu dựa vào phần mềm. Nó thường sử dụng giao thức Transaction Language 1/Q3 để vận chuyển dữ liệu quản lý mạng giữa các thiết bị đầu cuối và thiết bị SDH. Ngoài ra, SDH truyền dữ liệu quản lý mạng giữa các hệ thống SDH thông qua các kênh truyền thông nhúng chuyên dụng.
SDH sử dụng các kết nối dựa trên: Cáp quang – Dây đồng – Vệ tinh và sóng vô tuyến định hướng
Bộ lặp (Regenerator) giúp làm mới tín hiệu bị suy hao hoặc méo dạng, trong khi bộ ghép kênh (Multiplexer) kết hợp các tín hiệu thành các luồng dữ liệu tốc độ cao. Người dùng cũng có thể sử dụng container ảo để vận chuyển các container dữ liệu riêng lẻ.
Những ưu điểm chính của công nghệ SDH
Công nghệ SDH có nhiều ưu điểm so với PDH truyền thống, bao gồm:
- Kỹ thuật ghép kênh và tách kênh đơn giản hơn.
- Băng thông cáp quang có thể mở rộng không giới hạn.
- Cải thiện giao thức bảo trì, dễ dàng mở rộng lên tốc độ bit cao hơn.
- Vòng lặp (rings) cung cấp khả năng bảo vệ chuyển mạch cho lưu lượng dữ liệu.
- Kết nối nhanh chóng với nhiều loại mạng khác nhau.
- Hệ thống quản lý mạng toàn diện.
- Mạng tự phục hồi linh hoạt.
- Hỗ trợ vận chuyển các tín hiệu PDH, băng thông rộng và tín hiệu phát sóng.
- Phục hồi nhanh chóng sau sự cố.
- Cung cấp dịch vụ truyền tải trên mạng cục bộ (LAN) cho các ứng dụng đa phương tiện tương tác như hội nghị truyền hình.
- Hỗ trợ nhiều nhà khai thác hoặc nhà cung cấp khác nhau.
- Hỗ trợ mạng đa điểm (multipoint networking).
Những nhược điểm chính của công nghệ SDH
Mặc dù có nhiều ưu điểm, SDH vẫn tồn tại một số nhược điểm như:
- Tăng độ phức tạp khi thêm và tách trực tiếp các tín hiệu tốc độ thấp hơn bằng cách sử dụng con trỏ.
- Yêu cầu thiết bị SDH phức tạp để quản lý các loại lưu lượng và tùy chọn khác nhau.
- Tỷ lệ sử dụng băng thông thấp hơn so với các công nghệ mới.
- Không hỗ trợ truyền dẫn E2 do không có container thích hợp.
- Phụ thuộc vào phần mềm, dễ bị tấn công mạng (cyber attacks).