Nhiều địa điểm nằm dọc theo một con đường, đường hầm hoặc đường ống và đều cần truyền dịch vụ về trung tâm: mỗi địa điểm nên sử dụng một liên kết quang độc lập, hay nên dùng thiết bị trung gian để lần lượt bổ sung các địa điểm và dùng chung một tuyến trục? Đây là vấn đề cốt lõi khi lựa chọn giữa bộ ghép kênh quang dạng nút và điểm-điểm. Giải pháp điểm-điểm thường giúp định vị sự cố dễ hơn nhờ tách biệt các liên kết; giải pháp dạng nút phù hợp để tập trung lưu lượng dọc tuyến, nhưng đồng thời phải kiểm tra dung lượng dùng chung, nguồn điện cho thiết bị trung gian và phạm vi ảnh hưởng của sự cố. Không có cấu trúc liên kết nào vừa tiết kiệm sợi quang hơn vừa đáng tin cậy hơn tại mọi địa điểm.
1. Trước hết, cần hiểu “dạng nút” mô tả điều gì
Bộ ghép kênh quang chuyển đổi dịch vụ trên các giao diện điện thành tín hiệu phù hợp để truyền qua sợi quang, rồi khôi phục các giao diện tương ứng ở đầu kia. Giải pháp điểm-điểm kết nối một cặp đầu cuối; giải pháp dạng nút bố trí thiết bị truy nhập dọc tuyến để dịch vụ tại chỗ có thể được ghép vào tuyến trục, hoặc các dịch vụ chỉ định có thể được tách khỏi tuyến trục. Những thuật ngữ như “dạng bus” và “dạng chuỗi” trong tài liệu cũ thường mô tả phương thức truy nhập lần lượt theo từng địa điểm này, chứ không có nghĩa thiết bị chỉ có một cách triển khai bên trong.
Cũng cần hỏi rõ đối tượng dịch vụ là gì. Thiết bị nút video analog, bộ ghép kênh quang mạng vòng nối tiếp và thiết bị Ethernet nối tầng đều có thể được gọi là “nút” trong cách nói thông thường, nhưng chúng xử lý các tín hiệu khác nhau; thiết bị trung tâm, kênh dịch vụ và phương thức quản lý cũng khác nhau. Không thể cho rằng chúng có thể kết nối với nhau chỉ vì đều có hai cổng quang; càng không thể trực tiếp coi thiết bị video dạng nút là thiết bị mạng quang dùng cho truy nhập băng rộng. Việc thiết bị có thuộc hệ thống phân cấp số đồng bộ hay không phải được kiểm tra theo các tiêu chuẩn và giao diện mà model hỗ trợ, chứ không chỉ dựa vào từ “nút”. ITU-T G.707 Nội dung được đề cập là giao diện nút mạng SDH, và không thể dựa vào đó để gọi mọi bộ ghép kênh quang dạng chuỗi là SDH.
2. Điểm-điểm và tập trung lưu lượng dạng chuỗi khác nhau về tuyến truyền và tài nguyên dùng chung
Trong giải pháp điểm-điểm, mỗi đầu xa có một liên kết tương ứng về trung tâm. Sự cố trên một liên kết thường chỉ ảnh hưởng đến cặp đầu cuối đó, với điều kiện chúng không cùng phụ thuộc vào một nguồn điện, khung thiết bị hoặc cáp quang bị hỏng. Trong giải pháp dạng chuỗi, dịch vụ từ các địa điểm ở xa hơn đi qua các nút trung gian để tới trung tâm; đoạn trục gần trung tâm hơn mang dịch vụ của nhiều địa điểm, và sự cố tuyến truyền hoặc thiết bị có thể đồng thời ảnh hưởng đến các địa điểm phía sau.
Khi các địa điểm phân bố dọc cùng một con đường và có thể cấp điện cho nút trung gian tại chỗ, dùng chung tuyến có thể giảm số lõi sợi quang và giao diện cần thiết so với việc đưa từng tuyến độc lập về trung tâm. Nhưng khi các địa điểm nằm rải rác, đã có đủ lõi sợi quang hoặc nhân viên bảo trì muốn kiểm tra độc lập từng liên kết, giải pháp điểm-điểm không nhất thiết là lãng phí tài nguyên. Cần so sánh chiều dài tuyến thực tế, số lõi sợi quang sử dụng, số cổng trung tâm, nguồn điện tại chỗ và chi phí bảo trì, chứ không chỉ số lượng thiết bị. Các mũi tên trong hình chỉ biểu thị hướng tập trung dịch vụ về trung tâm; truyền thông hai chiều thực tế còn đòi hỏi các cổng quang và cách bố trí kênh phải tương thích.
3. Cách dịch vụ tại chỗ được ghép vào luồng dữ liệu trong sợi quang
Lấy thiết bị truyền dẫn quang số sử dụng ghép kênh phân chia theo thời gian làm ví dụ: nhiều dịch vụ không cùng chen vào một vị trí thời gian tại cùng một thời điểm, mà chiếm các khoảng thời gian khác nhau theo quy ước; các vị trí này được gọi là khe thời gian. Chỉ sau khi xác định được ranh giới khung và vị trí khe thời gian, đầu thu mới có thể tách các luồng dữ liệu khác nhau. Một nút nhận dữ liệu từ phía trước, chèn dữ liệu tại chỗ vào vị trí chỉ định và tiếp tục truyền các kênh khác; khi cần đầu ra tại chỗ, nút sẽ tách dịch vụ được gán cho địa điểm đó. Quá trình ghép và tách này thường được gọi là add/drop.
Hình 2 thay một vị trí trống dành sẵn bằng dịch vụ B tại chỗ, trong khi vị trí ban đầu của A và C không thay đổi. Hình thể hiện việc phân bổ kênh, không có nghĩa thiết bị có thể tự tạo thêm băng thông tuyến trục. Sản phẩm thực tế có thể sử dụng định dạng khung khác hoặc cơ chế chuyển tiếp khác, vì vậy cần kiểm tra tài liệu hướng dẫn. Cách ly giao diện điện giải quyết các vấn đề điện như vòng lặp đất; phân tách khe thời gian giải quyết việc nhận diện dịch vụ; cả hai đều không có nghĩa mỗi dịch vụ có sợi quang và tuyến chịu sự cố hoàn toàn độc lập.
Khi truyền video analog, thiết bị số thường cũng cần lấy mẫu và lượng tử hóa tín hiệu điện liên tục, sau đó đầu thu khôi phục tín hiệu đầu ra. Có sử dụng nén hay không phụ thuộc vào phương pháp mã hóa. “Không nén” không có nghĩa là không có độ trễ; lấy mẫu, xử lý khung, mạch điện tử và truyền qua sợi quang vẫn cần thời gian. Các xung trong hình chỉ minh họa tín hiệu điện số, không phải dạng sóng đo được và không thể dùng để suy ra tần số lấy mẫu hoặc chất lượng hình ảnh của một model cụ thể.
4. Phải tính đồng thời số nút, số kênh và khoảng cách
Trước hết, liệt kê loại giao diện, số lượng, chiều truyền và tốc độ của từng địa điểm, sau đó kiểm tra xem trung tâm có thể nhận và xuất tất cả dịch vụ hay không. Số kênh video, số kênh nối tiếp và số cổng Ethernet không phải cùng một đơn vị dung lượng. Đoạn dùng chung gần trung tâm phải chứa được mọi dịch vụ đi qua, đồng thời phải tính đến phần thông tin phụ trợ của khung và cách bố trí bảo vệ. Tốc độ danh định của cổng quang cũng không bằng tổng dung lượng dịch vụ khả dụng, và không thể trực tiếp tính số kênh video từ tốc độ đó.
Những con số như “hỗ trợ mười kênh video” và “tối đa mười sáu nút” chỉ có ý nghĩa với nền tảng và cấu hình tương ứng, không phải giới hạn chung của thiết bị dạng nút. Việc mở rộng cũng có thể đòi hỏi bo mạch trung tâm, phiên bản nút và cấu hình kênh phù hợp. Nếu nút mới chiếm vị trí của dịch vụ hiện có, thì dù liên kết quang đã báo sáng, vẫn không thể coi là mở rộng thành công. Trước khi lắp đặt, cần lập bảng kênh đầy đủ, ghi rõ mỗi địa điểm ghép dịch vụ vào đâu và xuất ra ở đâu.
Về khoảng cách, cần kiểm tra từng đoạn về loại sợi quang, công suất phát, độ nhạy thu, mức công suất thu quá tải tối đa và suy hao đầu nối. Nút thu và phát lại có cấp nguồn có thể chia quỹ công suất quang thành nhiều đoạn, nhưng vẫn tồn tại độ trễ tích lũy và giới hạn cấp hệ thống. Nếu thiết bị chuyển sang chế độ nối tắt quang khi mất điện, hai đoạn có thể trở thành một đoạn thông suốt dài hơn và phải tính lại dự phòng suy hao. Cấu hình một sợi, hai sợi và ghép cặp bước sóng cũng được quyết định bởi cấu hình cổng quang, không thể chỉ dựa vào số ổ cắm trên vỏ thiết bị.
5. Nối tắt khi mất điện và bảo vệ vòng không phải là một
Nếu một nút tích cực thông thường trong chuỗi mất điện, mạch thu và phát có thể ngừng hoạt động, khiến dịch vụ ở đầu xa bị gián đoạn. Một số thiết bị có tùy chọn nối tắt quang, cho phép tín hiệu quang đi vòng qua thiết bị mất điện và tiếp tục truyền; chức năng này không thể khôi phục dịch vụ của chính nút mất điện, cũng không thể khắc phục sợi quang bị đứt. Cần xác minh riêng việc có hỗ trợ nối tắt hay không, suy hao ở trạng thái nối tắt và phương thức kết nối áp dụng.
Bảo vệ vòng đòi hỏi một tuyến khác khả dụng và cơ chế điều khiển tương ứng. Việc dịch vụ có thể được thiết lập lại sau sự cố hay không, thời gian khôi phục và có mất dữ liệu trong khoảng thời gian đó hay không phải được xác minh theo model và ứng dụng. Hai lõi sợi quang nằm trong cùng một cáp quang dễ bị hư hỏng vẫn có thể đồng thời gặp sự cố; hai đầu nối nguồn cùng nối vào một nguồn cấp phía trên không thể loại bỏ rủi ro do dùng chung nguồn. Việc các nút phân bố ở nhiều vị trí không tự động tạo ra dự phòng.
6. Dùng sản phẩm mạng vòng nối tiếp của Feichang Technology để kiểm tra khả năng thực tế
Feichang Technology Danh mục bộ ghép kênh quang nối tiếp cho mạng vòng cáp quang tự phục hồi , trong trang sản phẩm SRing2004 , có liệt kê các khả năng như kênh nối tiếp độc lập, hai tuyến quang, cấu trúc liên kết chuỗi và vòng, cách ly giao diện và nguồn điện dự phòng. Đối với thu thập dữ liệu nối tiếp dọc tuyến, liên kết quang và cách ly điện có thể giúp xử lý vấn đề khoảng cách và vòng lặp đất, còn tuyến dự phòng phục vụ việc khôi phục sau sự cố liên kết.
Nhưng đây là ví dụ về sản phẩm dịch vụ nối tiếp, không phải bằng chứng cho thông số của thiết bị nút video. Khi lựa chọn vẫn phải xác nhận chuẩn giao diện, ánh xạ kênh, quan hệ tương thích giữa các thiết bị và điều kiện bảo vệ; không thể vì thế mà gán thêm khả năng video, điện thoại hoặc Ethernet cho model này. Thông số nguồn điện phải được kiểm tra theo nhãn máy và tài liệu hướng dẫn của model được giao; không nên đưa số nút, chức năng quản lý và cam kết chuyển mạch không mất dữ liệu thiếu căn cứ rõ ràng vào tiêu chí nghiệm thu.
7. Cách nghiệm thu dự án dọc tuyến
Giả sử ba trạm hiện trường đều có dịch vụ thu thập dữ liệu cần truyền về cùng một trung tâm. Trước hết xác định dịch vụ là video hay nối tiếp, rồi chọn hệ thống thiết bị tương ứng; cùng một sơ đồ cấu trúc liên kết không thể thay thế việc xác nhận giao diện. Ghi lại toàn bộ vị trí nút, số hiệu lõi sợi quang, kênh và nguồn cấp điện. Kết nối lần lượt từng địa điểm, kiểm tra xem dịch vụ mới bổ sung có đến đúng trung tâm hay không và xác nhận các kênh ban đầu không bị ghi đè.
Sau đó kiểm tra lỗi, độ trễ và tính liên tục khi mọi dịch vụ cùng hoạt động, không chỉ với một kênh hoặc ở trạng thái không tải. Ghi lại mức tham chiếu bình thường dựa trên các cảnh báo và giao diện kiểm thử mà thiết bị có thể cung cấp. Trong khoảng thời gian bảo trì đã được phê duyệt, thử nghiệm sự cố một liên kết hoặc một nguồn điện, quan sát những địa điểm bị ảnh hưởng, cơ chế bảo vệ có hoạt động hay không và sự tương ứng của các dịch vụ sau khi khôi phục; không tùy tiện rút cáp trong hệ thống đang vận hành để thử nghiệm.
Khắc phục sự cố bắt đầu từ phạm vi ảnh hưởng: nếu một giao diện điện riêng lẻ bất thường, trước hết kiểm tra đấu dây và cấu hình kênh; nếu một nút cùng toàn bộ các nút phía sau đồng thời ngoại tuyến, trước hết kiểm tra đoạn quang dùng chung và nguồn điện của nút trung gian; nếu một số dịch vụ bị lệch kênh sau khi cơ chế bảo vệ hoạt động, hãy kiểm tra lại ánh xạ. Khi vệ sinh và kiểm tra đầu nối quang, không nhìn trực tiếp vào cổng quang; thao tác với nguồn điện và nối đất theo quy định an toàn. Hồ sơ bàn giao cuối cùng không chỉ là ảnh chụp màn hình cho thấy “đã kết nối”, mà còn gồm bảng kênh, quỹ công suất đường truyền, biên bản thử nghiệm sự cố và kết quả xác minh dịch vụ sau khôi phục.
Ghi chú tài liệu: Nội dung chính đã được đối chiếu với danh mục sản phẩm, chi tiết model của Feichang Technology nêu trên và phạm vi tiêu chuẩn ITU. Hai sơ đồ là hình minh họa giảng dạy tổng quát, không phải ảnh sản phẩm thực tế, trường hợp khách hàng hay kết quả đo hiệu năng. Các thiết bị được giản lược trong hình không thể hiện hình dáng cụ thể và cách triển khai bên trong của SRing2004.
Được dịch từ bài viết kỹ thuật tiếng Trung. Nguồn được xuất bản lần đầu: 2019-08-28. Nguồn được sửa đổi lần cuối: 2026-10-13. Đọc nguồn tiếng Trung
