《SDH原理》PPT课件.ppt

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1、,SDH理论,SDH理论,第一节 SDH 概述 第二节 SDH基本理论 第三节 SDH复用映射结构 第四节 指针技术,第一节 SDH 概述,PDH的特点SDH基本概念SDH的特点SDH网元及网络拓扑结构,PDH的缺点：1、没有国际统一的速率标准，只有地区性的数字信号速率和帧结构标准 2M系列：欧洲：2M、8M、34M、140M、565M；1.5M系列：北美：1.5M、6.3M、45M、274M；1.5M系列：日本：1.5M、6.3M、32M、100M；2、没有国际统一的光接口规范，光路上无法实现互通互连；3、采用异步复用结构，信号上下支路不方便，需要用硬件进行逐级复用 与解复用（背靠背）设备，

2、上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高；4、为语音信号而设计,采用按位复接方式，不适于通信“四化”的要求；5、点对点的组网方式,网络灵活性差,设备利用率低；6、网络保护能力差,可靠性低；7、网管功能弱；PDH的优点：频带利用率高。,PDH的特性,SDH的定义：SDH是一个将复接、线路传输、交叉连接及交换功能融为一体的，并由统一的网管系统进行管理的综合业务传送网络。SDH的本质：SDH提出了一整套传送网的国际标准，它不光是规定了复用方法，还描述了组网原则。可以说SDH的本质是网络或连网同步传送网络。,SDH的基本概念,优点：有全世界统一的网络节点接口（NNI),简化了信号的互 通和处理过程 有一套

3、标准化的信息结构等级，称为同步传送模块 STM-N：(N=1、4、16、64）；有标准的光接口与帧结构：具有一步分插复用特性：可从高速信号中直接提取/接 入低速信号；强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化：丰富的开销（码流量的5%）、强大的软件技术；组网灵活、网络的生存性强：可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级；具有横向、纵向兼容性。,SDH 特点,SDH 特点,缺点：1、频带利用率低。（不如传统的PDH系统，如 155M仅包括63个2M或3个34M。）2、采用指针调整机理增加了设备的复杂性。3、指针调整产生的相位跃变在低频抖动和漂移 性能上信号损伤较重。4、网管权限大，出现在网管上

4、的错误可导致全 网瘫痪。,PDH和SDH的比较 1、PDH是逐级复接，SDH是一步到位；用SDH设备组网简单经济,2.PDH网络接口的电接口是标准的，光接口没有标准化；SDH的网络接口对光接口也制订了标准，使得不同厂家的设备在光纤上能够互通。,专用的PDH光信号,厂商A,厂商B,厂商B,标准电接口互通,2Mbit/s或34Mbit/s,PDH,厂商B,厂商A,SDH,标准光接口互通,统一的SDH-N光信号,3.PDH和SDH的帧结构 通常的PDH帧结构用一个绘成一行的图或列表的形式来描述，而SDH的帧结构是用一个二维的距阵来描述。,TS0,TS1,TS2,TS15,TS16,TS17,TS18

5、,TS31,（a)2048kbit/s帧结构,净 荷,再生段开销,复用段开销,指 针,（b)SDH的帧结构（STM-1帧概貌),4.PDH帧结构中开销比特较少，不能提供足够的运行、管理和维护（OAM）能力；SDH帧中有大量的开销比特，可以提很强的OAM能力。5.PDH体系有两大体系三个不同的标准；SDH体系是一个世界统一的标准，能兼容两大系列三个标准从而实现完全互通。,SDH设备,SDH网络的常见网元 分插复用设备ADM 终端复用设备TM 再生中继设备REG 交叉连接设备DXCSDH设备的逻辑功能块 基本功能块 复合功能快 辅助功能块,ADM,STM-N,STM-N,光接口,光接口,155Mb

6、it/s,1.5 2 6 34 45 140,电源,公务,告警,TMN接口,分插复用器接口,ADM,电接口,.分插复用器 ADM接口及功能 设在网络的中间局站，完成直通和上、下电路功能。,.终端复用器 TM接口及功能 设在网络的终端局站，完成业务的上、下电路功能。,.再生器 REG接口及功能,设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。,兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的 自动恢复与保护等多项功能的SDH 设备。,.交叉连接设备DXC接口及功能,同步复用设备的系统结构、功能模块,同步复用设备功能模块（1）,1、线路接口 完成线路信号STM-N的光-电转换；进行管理单 元的指针处

7、理；生成/终结段开销。2、交叉矩阵 按需求对线路信号或支路信号中的高阶VC或低 阶VC进行交叉连接，实现线路-线路、线路-支 路、支路-支路间的交叉连接；满足上、下电路 等功能。,、交叉矩阵容量 交叉矩阵的容量一般与线路信号的级别有关。如：XX 2.5G ADM的高阶交叉容量为 128 128VC-4；、交叉性能 一般应具有高阶交叉与低阶交叉能力。交叉连接还有时分与空分之别。,关于交叉矩阵,24,24,48,48,128,128,VC-4,252,252,504,504,1008,1008,VC-12,线,路,板,线,路,板,线,路,板,线,路,板,支,路,板,支,路,板,支,路,板,支,路,

8、板,交叉能力与业务容量,3、支路接口 在局站完成上、下业务信号。支路接口有2M、34M、45M、140M、155M等 种类；对于SDH支路接口还有光、电之分。4、定时单元 对内：向设备的各单元提供定时信号。对外：或跟踪外同步定时信号；或从线（支）路信号中提取定时；或以保持/自由运行方式提 供定时。,同步复用设备功能模块（2）,5、通信与控制单元 采集设备各单元的数据；通过DCC(Digital Communication Channel)通道传到网关，然后由网关提供给网管系统；另一方面，接收网管系统的命令并执行。6、公务单元 提供公务联络电话。,同步复用设备功能模块（3）,.线形网,SDH网络

9、拓扑结构图,.环形网,.网状网,.混和网,SDH网络拓扑结构分析,.线形网 网络中的所有节点一一相连，并且首尾开放，又称链 型网。结构简单、经济。.星型网 网络中的某一点（枢纽）与其它个节点直接相连，而 其它各点之间不再直接相连。优点是除枢纽点外，所 有节点都可配成终端；缺点是安全问题是瓶颈。.树形网 可视为线形网与星型网的结合。,.环形网 所谓环形网，就是把线形网的首尾相接,从而使任何一 点都不对外开放。环形网结构在SDH传送网中应用非常广泛，因它具有自 愈能力，使网络具有很强的生存性。.网孔型网 网络中的任何二个节点都能直接相连。它能为二点间的通信提供多种路由可选，因而网络的可 靠性高；但

10、结构复杂、成本较高。,SDH理论,第一节 SDH 概述 第二节 SDH基本理论 第三节 SDH复用映射结构 第四节 指针技术,第二节 SDH基本理论,网络节点接口（NNI)、SDH同步传送模块及速率等级SDH帧结构开销及开销字节,一、SDH网络节点接口,SDH网络节点接口概念：网络节点接口（NNI）表示网络节点之间的接口，也可以看成传输设备与网络节点之间的接点。SDH网络节点接口NNI的基本特征：1、具有国际标准化的接口速率和信号帧结构；2、具有复用、交叉连接和交换的多种功能；3、具有多种网络节点接口类型；4、不受限于特定的传输媒质；,二、SDH信息结构等级与标准速率,SOH：段开销AU PT

11、R：管理单元指针POH：通道开销,三、SDH 帧结构,四、开销及开销字节,再生段开销（RSOH）,复用段开销（MSOH）,高阶通道开销（HD POH）,低阶通道开销（LD POH）,段开销（SOH）,通道开销（POH）,开销,开销的分类,SDH的开销 再生段开销（RSOH）：用于各个REG之间的管理；高阶通道开销（HPOH）；用于各个高阶虚容器之间的管理；复用段开销（MSOH）：用于各个复用器之间的管理；低阶通道开销（LPOH）：用于各个低阶虚容器之间的管理。,复用段（MSOH）,再生段,再生段,再生段,（RSOH）,（RSOH）,（RSOH）,高阶通道（HPOH）,低阶通道（LPOH）,再生

12、器,低阶容器C-1C-3,高阶容器C-4,高阶容器C-4,低阶容器C-1C-3,低阶组装器,低阶组装器,高 阶 组 装 器,高 阶 组 装 器,STM-N复用,STM-N复用,STM-1 SOH 字节安排,9 列,段开销及开销字节,再生段开销 RSOH,（1）帧定位：A1，A2。用于STM-1帧定位，规定为两种固定代码：A1=11110110；A2=00101000，用16进制表示为：A1=F6；A2=28。（2）再生段踪迹：J0。它是再生段接入点的识别符，重复发送一个 代表某接入点的标志，从而使段的接收端能够确认自己与预定的段 的发送端是否是否处于持续的连接状态。它用连续16个STM-1帧内

13、 的J0字节组成16字节的帧来传送接入点识别符。（3）再生段误码监视：B1。用于再生段误码检测，使用8比特作奇 偶校验，称作比特间插奇偶（BIP）校验8比特。（4）公务通信：E1。用于再生段公务联络（EOW），可提供一个 64kbit/s通道。（5）使用者通路：F1。为网络营运者提供一个64kbit/s通路，为特 殊维护目的提供临时的数据/话音通道。（6）数据通信通路（DCC）：D1、D2、D3。用于再生段转送再生 器的运行、维护和管理信息，可提供速率为192kbit/s的DCC通道。,复用段开销 MSOH,（1）复用段误码监视：B2。用于复用段的误码检测，即用3个B2 字节的每1比特（共24

14、比特）各支持一个块（共24块）。（2）数据通信通路：D4D12。用于复用段传送运行、维护和管理 信息。可提供速率为576/kbit/s通道。（3）公务通信：E2。用于复用段公务联络线（EOW），可提供速 率为64/kbit/s通路。（4）自动保护倒换（APS）通路：K1，K2（b1b5)。用于复用段 保护倒换信令。K1(b1b4)指示倒换请求的原因，K1（b5 b8)指示提出倒换请求的工作系统续号，K2（b1b4)指示复用段 接受侧备用系统倒换开关所桥接到的工作系统序号。K1的b5 为“0”表示1+1APS，B5为“1”表示1:nAPS。（5）复用段远端缺陷指示（MS-RDI）：K2（b6 b

15、8)。用于向复用 段发送端回送接收端状态指示信号，告诉发送端接收端检测到 上游段故障或收到复用段告警指示信号（MS-RDI）。当b6 b8 为110时，表示MS-RDI。其他状态预留将来使用。,APS的基本原理,当某工作通路出现故障后，接收端会很快检测到故障，并利用上行方向的保护光纤送出K1字节，K1字节包含故障通路编号。发送端收到K1字节后，将本端下行方向的工作通路光纤桥接到下行方向的保护光纤，同时利用下行方向的保护光纤送出K1和K2字节b1b5比特，其中K1字节作为倒换请求，K2（b1b5）字节作为证实。在下游端，收到的K2（b1b5）字节对收到的通路编号进行确认并最后完成下行方向工作通路

16、光纤与下行方向保护光纤在本端的桥接。为了完成双向倒换的要求，下游端经上行方向的保护光线送出K2（b1b5）字节。当上游端收到K2（b1b5）字节后将执行上行方向工作通路光纤与保护光线在本端的桥接，从而将两根工作通路光纤几乎同时地倒换至两根保护光线完成APS过程。,STEP1：B站检测出工作通路故障后，利用上行保护光纤发出K1字节，K1字节中包含故障通路编号数。STEP2：A站收到K1字节后，完成下行工作光纤到保护光纤的桥接，并利用下行保护光纤送出K1、K2字节，其中K1字节作为倒换要求，K2字节作为证实。STEP3：B站收到K2字节后，经过对通道编号的确认后进行下行工作光纤到下行保护光纤的桥接

17、，同时根据K1字节的要求进行上行工作光纤和保护光纤的桥接。之后，利用上行保护光纤送出K2字节。STEP4：A站收到K2字节后，完成上行工作光纤和保护光纤的桥接。APS完成。,自动保护倒换（APS）与K1、K2字节,（6）同步状态：S1（b5b8)。用于传送同步状态信息。b1b4 字节保留，b5b8字节的含义见下表：,0000 质量未知（现有同步网）0010 G.811基准时钟0100 G.812转接局从时钟1000 G.812本地局从时钟1011 同步设备定时源1111 不可用时钟同步,SOH S1字节（b5b8)SDH同步质量等级种类,(7)复用段远端差错指示(MS-REI):M1。用于将复

18、用段远端检测 到的差错信息往回传送，远端差错信息由BIP-24N（B2）来获得。相应的M1字节以二进制计数表示有多少个差错，其 最大范围是0255。,高阶通道开销 VC-4/VC-3 POH位置与结构,高阶通道开销,低阶通道开销 VC-12 POH位置与结构,低阶通道开销,SDH理论,第一节 SDH 概述 第二节 SDH基本理论 第三节 SDH复用映射结构 第四节 指针技术,第三节 SDH复用映射结构 基本复用映射结构 复用映射结构单元 基本复用映射过程 2M信号到STM-1的映射和复用,虚容器,STM-N,N,1,140Mb/s,45Mb/s34Mb/s,6.3Mb/s,2Mb/s,1.5M

19、b/s,3,C-11,C-12,C-2,C-3,C-4,VC-11,VC-2,VC-3,VC-3,VC-4,TU-11,TU-12,TU-2,TU-3,TUG-2,TUG-3,AUG,AU-3,AU-4,VC-12,3,4,1,容器,支路单元,管理单元,支路单元组,管理单元组,同步传送模块,定位校准,复 用,映 射,基本复用映射结构,SDH G.709复用映射结构,我国采用的复用映射结构,虚容器,STM-N,N,1,140Mb/s,34Mb/s,C-12,C-3,C-4,VC-12,VC-3,VC-4,TU-12,TU-3,TUG-2,TUG-3,AUG,AU-4,3,容器,支路单元,管理单元

20、,支路单元组,管理单元组,同步传送模式,欧洲电信标准协会采用的复用映射结构是G.709建议的一部分，即高阶虚容器中没有VC-3，我国选用的是欧洲复用映射结构。,定位校准,复用,2Mb/s,映射,复用映射结构单元,容器 虚容器 支路单元 支路单元组 管理单元 管理单元组 同步传送模块,容器 C 容器C是一种用于装载各种速率业务信号的信息结构，主要完成适配功能（速率调整），让那些最常使用的准同步数字体系信号能够进入有限数目的标准容器。ITU-T规定了5种标准容器：C-11、C-12、C-2、C-3和C-4。我国使用其中的三种：,种类,C-12,C-3,C-4,装载信号种类,2 Mb/s,34/45

21、 Mb/s,140 Mb/s,结 构,9行4列2,9行84列,9行260列,速率（Mb/s）,2.176,48.384,149.760,低阶容器C-12、高阶容器C-3,C-3(34/45Mb/s),84列,C-12(2Mb/s),4列,9行,高阶容器C-4,C-4(140 Mb/s),260列,9行,3TUG-3(2/34/45 M),260列,9行,C-4(a),C-4(b),R2,R1,虚容器 VC 虚容器VC是由信息容器C加上通道开销POH构成，是用来支持SDH通道层连接的信息结构。国际规范了5种虚容器，我国使用其中的三种：,种类,VC-12,VC-3,VC-4,装载信号种类,2 Mb

22、/s,34/45 Mb/s,2/34/45/140 Mb/s,结 构,9行4列1,9行85列,9行261列,速率（Mb/s）,2.240,48.960,150.336,VC-12 VC-3,POH,C-3(34/45Mb/s),85列,POH,C-12(2Mb/s),4列,9行,DIJIE DIJDIJIE I,DIJI,低阶低阶虚容器VC-12、高阶虚容器VC-3,注：TUG3=7TUG-2=21 TU-12（21 VC12）TUG3=TU-3（VC-3）,高阶虚容器VC-4,支路单元 TU 支路单元（TU）是一种为低阶通道层与高阶通道层提供适配功能的信息结构，TU是由低阶VC加上支路单元指

23、针TU PTR构成。,支路单元 TU,支路单元组 TUG 由几个TU或TUG进行字节间插复用组成。同次一致的TU-11或TU-12组合成支路单元组TUG-2，同次的TUG-2或TU-3组合成支路单元组TUG-3。,3TU-12,7TUG-2,9行,TUG-2 TUG-3 R 为填充字节,12列,86列,9行,R,R,支路单元组 TUG,管理单元 AU-4,管理单元（AU）是一种为高阶通道层与复用段层提供适配功能的信息结构，它由高阶VC和管理指针（AU PTR）组成。,种类,AU-4,构成,VC-4+AU PTR,结 构,9行261列+9,速率（Mb/s）,150.912,管理单元 AU-4,A

24、U-4,管理单元组AUG,一个或多个在STM-N帧中占有固定位置的AU组成管理单元组（AUG），单个AU-4可组成一个管理单元组AUG。AUG对于AU-3的复用是有其意义的，对于AU-4的复用意义不大。,管理单元组 AUG,AUG,同步传送模块 STM-N,同步传送模块STM-N是将N个基本传送模块STM-1按字节间插同步复用而成，而STM-1是由AUG加上段开销后所构成的信息结构。,SOH：段开销 AU PTR：管理单元指针 POH：通道开销,9270N字节,1,3,4,5,9,SOH,STM-N 净负荷(含POH),传输方向,9N,261N,270N列,SOH,AU PTR,T=125s,

25、STM-N 同步传送模块,基本复用映射过程,映射定位校准复用,将各种支路信号适配装入相应的虚容器VC的过程称为映射。它的实质就是使各种支路信号与相应VC容量同步，以便使VC成为可以独立进行传送、复用和交叉连接的实体。,映射,2.048Mbit/s,34.368Mbit/s,VC-12,PDH,VC-n,映射方法,异步映射,比特同步映射,字节同步映射,139.264Mbit/s,浮动模式,浮动模式,浮动模式,浮动模式,浮动模式,无,无,浮动/锁定,浮动/锁定,VC-3,VC-4,PDH信号进入SDH的映射方式,定位是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程。指明低阶VC/高阶VC帧在TU/A

26、U帧中的起始位置。在发生相对帧相位偏差使VC帧起点浮动时，指针值也随之调整，从而始终保证指针值准确V帧的起点的位置。设置指针可以为VC在单元（TU或AU）帧内的定位提供一种灵活和动态的方法因 而指针能容纳VC在频率和相位上的偏差。,定位调整,复用是一种将多个低阶通道层的信号（TU-12和TU-3）适配到高阶通道层（VC-4）或把多个高阶通道层信号(AU)适配进同步传送模式（STM-N）的过程称为复用。,复用,*,SDH复用特点 1、字节间插复用 各支路信号按字节顺序进行间插排列以形成更高 速率的信号；各支路信号在帧中的位置固定，可直接提取/接入。2、净负荷指针技术 用软件指针指示净负荷在帧中的

27、位置；允许支路信号速率有差异（可进行速率调整）；,3#TU-12,1#TU-12,2#TU-12,1 2 3 4,1 2 3 4,1 2 3 4,1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4,TUG-2,从TU-12到TUG-2的复用过程,7个TUG-2经由TUG-3的复用,3个TUG-3复用进VC-4,POH,A,A,B,C,C,B,A,A,A,B,B,C,C,TUG-3（A）,TUG-3（B）,TUG-3（C）,1,86,1,86,1,86,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,261,固定塞入,VC-4,9行,N个AUG复用进STM-N帧,1 2 3 N 1 2 3 N,1 2 3

28、 N 1 2 3 N,1 2 3 N,RSOH,MSOH,N9,AUG,STM-N,N261,AUG,N#,1#,261,261,1,9,1,1,9,1,.,我国的SDH基本复用映射结构,C4容器4；虚140M相对应的标准信息结构，完成速率适配功能。VC4虚容器4；与C4相对应的标准信息结构，完成对装载的140M信号进行实时的性能监控。,140M 信号复用映射步骤,AU-4管理单元4，与VC4相对应的信息结构。复用路线140MVC4AU-4STM-1，所以STM-1仅能复用 进一路140M信号。,140M 信号复用映射步骤,C3容器3；与34M相对应的标准信息结构，完成速率适配功能。VC3虚容

29、器3；与C3相对应的标准信息结构，完成对装载的34M信号进行实时的性能监控。,34M信号复用映射步骤,TU3支路单元3；与VC3相对应的标准信息结构，完成一级指针定位。TUG3支路单元组3；与TU3相对应的标准信息结构。34MVC3TU3TUG3；3TUG3VC4STM-1；所以STM-1可以复用进3路34M。,34M信号复用映射步骤,C12容器12；与2M相对应的标准信息结构，完成2M信号速率适配，4个基帧组成一复帧。VC12虚容器12；与2M相对应的标准信息结构，完成对某路2M信号实时监控。TU12支路单元12；与VC12相对应的标准信息结构，完成对VC12的一级指针定位。,2M信号复用映

30、射步骤,TUG2支路单元组2；TUG3支路单元组3。2MC12VC12TU12；3TU12TUG2；7TUG2TUG3；3TUG3VC4STM1。STM-1可装入373=63个2M信号。2M复用结构是3-7-3结构。,2M信号复用映射步骤,2M 信号映射复用过程,STM-N,1,VC-4,TUG-2,AUG-4,AU-4,码速调整,LD POH,TU PTR,AU PTR,复用,7复用,HD POH,复用,N复用,TUG-3,STM-1速率变换过程,STM-N,1,VC-4,TUG-2,AUG-4,AU-4,2.048Mbit/s,34880002.176Mbit/s,+64Kbit/s=2.

31、240Mbit/s,+64Kbit/s=2.304Mbit/s,7+(2964)=49.536Mbit/s,150.336+(9964)=155.520Mbit/s,TUG-3,3+(3964)=150.336Mbit/s,3=6.912Mbit/s,150.336+(964)=150.912Mbit/s,STM-N信号容量,4个VC-4（4140M）12个VC-3（12 34M）252个VC-12（252 2M）,STM-1（155M）,1个 VC-4（1140M）3个VC-3（334M）63个VC-12（632M）,STM-4（622M）,STM-16（2.5G）,16个VC-4（4140

32、M）48个VC-3（48 34M）1008个VC-12（1008 2M）,SDH理论,第一节 SDH 概述 第二节 SDH基本理论 第三节 SDH复用映射结构 第四节 指针技术,第四节 指针技术,指针的作用 指针的分类,指针用来灵活动态地调整VC-n在AU或TU中的位置。指示信息净负荷的第一个字节相对于指针最后一个 字节的偏移量；当网络处于同步工作状态时，指针用来进行同步信 号间的相位校准；当网络处于失步状态时，指针用作频率和相位校准；对信息进行正/负码速率调整，可容纳净负荷速率偏差。,指针的作用,指针的种类,管理单元指针：AU PTR；支路单元指针：TU-3 PTR、TU-12 PTR。,谢谢！,