《SDH传送网》PPT课件.ppt

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1、第七章 SDH传送网,内容提要SDH网络的常见网元SDH网络结构和网络保护机理SDH的物理接口SDH的定时与同步SDH的传输性能,7.1 SDH网元,SDH传输网由各种网元构成，网元的基本类型有终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、同步数字交叉连接设备（SDXC）等。TM、ADM和SDXC的主要功能框图如图7-1所示。,图7-1 SDH网元功能示意图,设备的逻辑功能块构成,SDH网络常见网元形式SDH设备逻辑功能块告警流,TM,W,STM-N,STM-M,E4,E3/T3,E1/T1,注：MN,终端复用器TM,终端复用器TM双端口器件，用于端点站。线路端口默认为w交叉复用功能作用TULU,

2、1终端复用器（TM）TM的作用是将准同步电信号（2 Mbit/s、34 Mbit/s或140Mbit/s）复接成STM-N信号，并完成电/光转换；也可将准同步支路信号和同步支路信号（电的或光的）或将若干个同步支路信号（电的或光的）复接成STM-N信号，并完成电/光转换。在收端则完成相反的功能。,STM-M,注：MN,w,e,2Mb/s,34Mb/s,140Mb/s,ADM,STM-N,STM-N,分/插复用器ADM,插/分复用器ADM三端口器件，用于节点站。线路端口默认为：左w、右e交叉复用功能作用LU(w)TULU(e)、LU(w)LU(e)最常用网元，可等效其他网元,7.1 SDH网元,2

3、分插复用器（ADM）（1）概念及作用 ADM是一个三端口设备，有两个线路（也称群路）口，和一个支路口，支路信号可以是各种准同步信号，也可以是同步信号。ADM作用是从主流信号中分出一些信号并接入另外一些信号。（2）连接能力 ADM设备应具有支路群路（上/下支路信号）和群路群路（直通）的连接能力。一个ADM等效于两个TM。（3）应用：常用于线性网和环形网。,DXC,m,n,数字交叉连接设备DXC,数字交叉连接设备DXC多端口器件，用于重要节点站，提供强大的交叉能力。以m/n表征其特点,7.1 SDH网元,3数字交叉连接设备（DXC）（1）基本概念 DXC是一种具有一个或多个准同步数字体系（G.70

4、3）或同步数字体系（G.707）信号的端口，可以在任何端口信号速率（及其子速率）间进行可控连接和再连接的设备。适用于SDH的DXC称为SDXC，SDXC能进一步在端口间提供可控的VC透明连接和再连接。这些端口信号可以是SDH速率，也可以是PDH速率。,7.1 SDH网元,图7-2 DXC简化结构,（2）基本结构 DXC由复用/解复用器和交叉连接矩阵组成。DXC的简化结构，如图7-2所示。DXC的核心部分是交叉连接矩阵，参与交叉连接的速率一般等于或低于接入速率。而交叉连接速率与接入速率之间的转换需要由复用和解复用功能来完成。,7.1 SDH网元,（3）基本功能 分离本地交换业务和非本地交换业务；

5、为非本地交换业务（如专用电路）迅速提供可用路由；为临时性重要事件（如政治事件、重要会议和运动会）迅速提供电路；网络出现故障时，迅速提供网络的重新配置；按业务流量的季节性变化使网络最佳化；网络运营者可以自由地在网中使用不同的数字体系（PDH或SDH）。,7.1 SDH网元,（4）DXC的分类 DXC配置类型通常用DXC X/Y表示，其中X表示接入端口数据流的最高等级，Y表示参与交叉连接的最低级别。X和Y可以是数字0，1，2，3，4，5，6，其中0表示64kbit/s的电路速率；1，2，3，4分别表示PDH中的一至四次群速率，其中4也代表SDH中的STM-1等级；5和6分别表示SDH中的STM-4

6、和STM-16等级。常用的有：DXC1/0，主要提供64kbit/s电路的数字交叉连接功能；DXC4/1，允许所有PDH的14次群电信号和STM-1信号接入和进行交叉连接，主要用于局间中继网；DXC4/4，允许PDH的140Mbit/s和SDH的155Mbit/sPDH接入和进行交叉连接，一般用于长途网。,w,e,REG,STM-N,STM-N,再生中继器REG,再生中继器REG（电）双端口器件，用于节点站。群路端口默认为：左w、右e不需交叉复用功能功能：O/E、抽样、判决、再生整形、E/O；使线路噪声不积累,7.1 SDH网元,4再生中继器（REG）再生中继器的功能是对经传输衰减后的信号进行

7、放大、整形和判决再生，以延长传输距离。首先将线路口接收到的光信号变换成电信号，然后对电信号进行放大、整形和判决再生，最后再把电信号转换为光信号送到线路上。,TM设备的典型功能块的组成,SPI同步设备物理接口,收方向,AB,O/E,提取线路定时,失效,R-LOS,发方向,BA,E/O变换,同步设备物理接口功能块SPI,收方向,BC,R-LOS,C点信号全“1”,定帧,A1、A2,失败,R-OOF、R-LOF,C点信号“1”,正常,解扰,处理E1、D1D3,校验B1,RS-BBE,再生段终端功能块RST,再生段终端功能块RST,再生段终端功能块RST,A、B、C点信号帧结构,收方向,CD,提取AP

8、S信令,K1、K2（b1b5）,检测K2（b6b8）,110,MS-RDI,111,MS-AIS,D点信号“1”,检测B2,不符,MS-BBE,越限,MS-EXC（B2-OVER）,D点信号“1”,复用段终端功能块MST,发方向,DC,写MSOH,M1MS-REI,收端有MS-BBE时,K2110,MS-RDI,收端有MS-AIS时,复用段终端功能块MST,复用段终端功能块MST,D点信号帧结构再生段和复用段的区别,复用段保护功能块MSP,MSP：复用段保护功能块进行复用段保护倒换启动条件：R-LOS、R-LOF、MS-AIS不倒换时，信号透明传输1+1、1:N（1:1),收方向,EF,消间插

9、,AUG-N,NAU-4,解读指针,AU-PTR,H1H2H3全“1”,AU-AIS,F点信号全“1”,无效指针,8个NDF,AU-LOPF“1”,复用段适配功能块MSA,复用段适配功能块MSA,SPI、RST、MST、MSP、MSA组成复合功能块TTFSTM-N光信号NVC-4,发方向,写指针,AU-PTR,字节间插,1AU-4AUG-1 AUG-N,N,基本逻辑功能块,HPC：高阶通道连接功能块对VC-4的交叉矩阵仅选择路由，不处理信号HPT：高阶通道终端HPOH源和宿对高阶VC-4进行实时监控,收方向,GH,检测B3,不符,HP-BBE,检测J1,失配HP-TIM,G点全“1”,检测C2

10、,失配HP-SLM,C2=00HHP-UNEQ,G点全“1”,H4传给,HPA,高阶通道终端功能块HPT,发方向,HG,写HPOH,G1HP-REIHPFEBBE,收端有HP-BBE时,G1HP-RDI,收端有HP-TIM、HP-SLM,HP-UNEQ时,高阶通道终端功能块HPT,高阶通道终端功能块HPT,H点信号帧结构,F，G点信号帧结构,基本逻辑功能块,LPA：低阶通道适配功能块包封/拆包封：PDHCPPI：PDH物理接口功能块设备与PDH线路接口提取PDH支路定时信号码型变换：NRZHDB3、NRZCMI,PPI,收方向,LM,OP,码型变换,发方向,ML,PO,码型变换,提取定时,无输

11、入信号,T-ALOS、P-LOS,EX-TLOS,PDH物理接口功能块PPI,收方向,HI,消间插,C-4TU-12,处理指针,TU-PTR、TU-12VC-12,V1V2V3“1”,TU-AIS,H点全“1”,无效指针,TU-LOP,H点全“1”,高阶通道适配功能块HPA,发方向,IH,写指针,TU-PTR、VC-12TU-12,字节间插,TU-12C-4,高阶通道适配功能块HPA,基本逻辑功能块,HOI：高阶接口功能块(HPT、LPA、PPI)140MVC-4HOA：高阶组装器(HPT、HPA)VC-12VC-4LPC：低阶通道连接功能块对VC-12、VC-3的交叉矩阵仅选择路由，不处理信

12、号LPT：低阶通道终端LPOH源和宿对低阶VC-12进行实时监控,LPT,收方向,JK,检测V5,LP-BBE,LP-TIM、LP-SLM、LP-UNEQ,发方向,KJ,写LPOH,收端有LP-BBELP-REI,收端有LP-TIM、SLMLP-RDI,低阶通道终端功能块LPT,LPT、LPA、PPI组成LOI，功能2M、34MVC-12、VC-3,低阶通道终端功能块LPT,K点信号帧结构,J，I点信号帧结构,辅助功能块,SEMF：同步设备管理功能块本设备各功能块的监控其他设备间OAM信息互通MCF：消息通信功能块提供网管f&Q接口提供D1-D3、D4-D12接口(P、N)SETS：同步设备定

13、时源提供本地时钟输出本地时钟OHA：开销接入功能块公务开销的接入：E1、E2、F1,N,P,OHA,OHA接口,SEMF,MCF,Q接口,F接口,D4D12,D1D3,外同步,SETS,SETPI,告警流程图,SDH各功能块告警流程图,问 题,MS-AIS告警的引发机理是什么？引发HP-RDI的可能告警有哪些？DXC4/1的含义是什么？,7.2 SDH传送网(讲,简化),传送网主要指逻辑功能意义上的网络，即网络的逻辑功能集合。传输网是指实际信息传递设备（如光缆）组成的物理网络。传送是从信息传递的功能过程来描述，而传输是从信号在具体物理媒质中传输的物理过程来描述。传送网可以有基于SDH的传送网、

14、基于PDH的传送网和基于ATM的传送网等。,7.2.1 SDH传送网的分层与分割,1分层与分割的概念 传送网可从垂直方向分解为3个独立的层网，即电路层、通道层和传输媒质层。分割往往是从地理上将层网络再细分为国际网、国内网和地区网等，并独立地对每一部分行使管理。分层和分割是正交的，图7-3所示。对网络进行分层的好处是：对每一层网络比对整个网络作为单个实体设计简单；简化了TMN管理目标的规定；使网络规范与具体实施方法无关，保持较长时间的稳定；某一层网络的更新与改变不会影响其他层。对网络进行分割的好处是：便于管理；便于改变网络组成，使之最佳化等。,7.2.1 SDH传送网的分层与分割,图7-3 分层

15、和分割视图,7.2.1 SDH传送网的分层与分割,2SDH传送网的分层 SDH传送网分为电路层、通道层和传输媒质层。,图7-4 SDH传送网的分层模型,7.2.1 SDH传送网的分层与分割,（1）电路层网络 电路层网络直接为用户提供通信业务，例如：电路交换业务、分组交换业务、IP业务和租用线业务等。根据提供的业务不同可以区分不同的电路层网络。电路层网络的主要节点设备包括用于交换各种业务的交换机，用于租用线业务的交叉连接设备以及IP路由器等。（2）通道层网络 通道层网络支持一个或多个电路层网络，为电路层网络节点（如交换机）提供透明的传送通道（即电路群）。通道层网络又可进一步划分为低阶通道层（VC

16、-11、VC-12、VC-2和VC-3）和高阶通道层（VC-4、VC-4-Xc和VC-3）。,7.2.1 SDH传送网的分层与分割,（3）传输媒质层网络 传输媒质层网络与传输媒质（光缆或微波）有关，它支持一个或多个通道层网络，为通道层网络节点（例如DXC、ADM等）间提供合适的通道容量。传输媒质层又分为段层和物理媒质层（简称物理层）。段层网络可分为复用段层网络和再生段层网络。复用段层网络为通道层提供同步和复用功能，并完成有关MSOH的处理和传送等功能；再生段层网络提供定帧、扰码、再生段误码监视以及RSOH的处理和传送等功能。物理层网络涉及到支持段层网络的光纤、金属线对或无线信道等传输媒质，主要

17、完成光/电脉冲形式的比特传送任务。,7.2SDH网络结构与网络保护机理传送网的物理拓扑,网络的物理拓扑泛指网络的形状，它反映了物理上的连接性。网络的基本物理拓扑有5种类型，如图7-5所示。,图7-5 网络基本物理拓扑类型,.线形网概念：涉及通信的所有点串联起来，并使首末两个点开放。优缺点：经济，生存性较差。应用：市话局间中继网和本地网中使用较多。,.树形网概念：将点到点拓扑单元的末端点连接到几个特殊点时就形成了树形拓扑。树形拓扑可以看成是线形拓扑和星形拓扑的结合。应用：适合于广播式业务，不适于提供双向通信业务。有线电视网多采用这种网络。,.环形网概念：当涉及通信的所有点串联起来，且首尾相连，没

18、有任何点开放时，就形成了环形网。应用：用于长途干线网和市话局间中继网及本地网。,.枢纽网（星形）概念：当涉及通信的所有节点中有一个特殊节点与其余所有节点直接相连，而其余节点间不能直接相连，便形成星形拓扑。优缺点：成本较低，生存性较差。应用：星形拓扑通常用于用户接入网。,.网状网当涉及通信的许多节点直接互连时就形成了网孔形拓扑，如果所有的点都直接互连时则称为网状形。优缺点：可靠性很高，但结构复杂，成本较高。应用：一级长途干线。,注：由SDH网元组成的SDH传输网有多种形式，一般来说，本地网中，适于用环形和星形，有时也可用线形拓扑。而长途网可能需要网孔形拓扑和环形拓扑。,子网,子网在实际网络应用中

19、的作用，有利于简化复杂网络的拓扑，进行级别控制管理。,7.2.2 SDH传送网的物理拓扑,图7-6 SDH传输网络结构举例,7.2 链网和自愈环,链状网两纤链不提供保护倒换四纤链提供1:1或1+1的保护倒换,引入,所谓自愈，指不需要人为干预下，网络能够在极短时间内从失效的故障中自动恢复自身所携带的业务，使用户感觉不到网络已经出现了故障的能力。具备这种自愈能力的网络就是自愈网络。,什么是自愈网络？,备用路由强大的交叉连接能力网络节点的智能性,为什么要引入自愈网络？,为了提高网络的安全性，使网络具有较高的生存能力。,自愈网络前提条件：,?,自愈网络概念,2，SDH自愈网环网,自愈网能在网络出现意外

20、故障情况时自动恢复业务，其基本原理是使网络具备发现替代传输路由，并在一定时限（ITU-T规定50ms）内重新建立通信。,业务恢复时间要求,时限是自动的，不需人工干预只对业务进行保护，光纤故障的问题还需人工修护,业务恢复的时间要求,业务中断时间的两个重要门限值：（1）50ms：中断时间小于50ms，可以满足绝大多数业务质量要求；可认为其对多数电路交换网的话带业务和中低速数据业务是透明的。（2）2s：中断时间小于2s，可保证中继传输和信令网的稳定性，电话、数据、图象等多数用户可忍受。作为网络恢复的目标值（连接丢失门限CDT）,自愈网：指通信网络发生故障时，无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效

21、故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。自愈网技术可分为“保护”型和“恢复”型两类。保护型自愈要求在节点之间预先提供固定数量的用于保护的容量配置，以构成备用路由。当工作路由失效时，业务将从工作路由迅速倒换到备用路由。保护倒换的时间很短（小于50ms）。恢复型自愈所需的备用容量较小，网络中并不预先建立备用路由。当发生故障时，利用网络中仍能正常运转的空闲信道建立迂回路由，恢复受影响的业务，恢复时间较长。,图7-7 再生段、复用段和通道示意图,有3种自愈技术：线路保护倒换、ADM自愈环和DXC网状自愈网。前两种是保护型策略，后一种是恢复型策略。要理解自愈技术，首先要明确界定再生段、

22、复用段和通道。如图6-37。,1）线路保护倒换,基本原理：当出现故障时，业务由工作通道倒换到保护通道。类型：线路保护倒换有1+1，1:1,1N 两种方式。（1）1+1方式1+1方式采用并发优收，单端倒换。主、备两天信道上发送同样的业务信号（并发）收端正常情况下手主用信道的业务（主备信道上的业务是一样的）主用信道损坏时，收端切换到备用信道上（只需要收端进行切换）倒换速度快信道利用率低,（2）1:1 方式双端倒换正常情况主业务在主信道上发送，备用业务（低级别业务）在备用信道上发送；收端在主用信道上收主用业务，在备用信道上收备用业务如果主用信道损坏，发端将主用业务被发送到备用信道上，收端切换从备用信

23、道上收主用业务备用业务终结双端都有进行倒换切换速率慢，但是信道利用率高,1+1方式与11方式的不同 1+1方式，正常情况下保护段传送业务信号，所以不能提供无保护的额外业务；11的保护方式，在正常情况下，保护段不传业务信号，因而可以在保护段传送一些级别较低的额外业务信号，也可不传。,1N 方式保护段（1个）由N（N=114）个工作段共用，当其中任意一个出现故障时，均可倒至保护段。信道利用率提高，但是可靠性降低,倒换类型与倒换模式 双向倒换：两个方向的信道都倒换到保护段；单向倒换：故障信道倒换到保护信道时便完成了倒换。恢复模式：工作段故障被恢复，工作通道由保护段倒回工作段。非恢复模式：即使故障恢复

24、后倒换仍保持。线路保护倒换可以采用双向倒换也可采用单向倒换，这两种倒换方式都可使用恢复模式或非恢复模式。线路保护倒换的特点：业务恢复时间短（小于50ms），易配置和管理，可靠性高，但成本较高。,2，ADM自愈环保护,ADM自愈环保护：是指采用分插复用器（ADM）组成环形网实现自愈的一种保护方式，,分类：根据自愈环的结构，可分为通道保护环和复用段保护环。通道保护环，保护的单位是通道（如VC-12，VC-3或VC-4），倒换与否以离开环的每一个通道信号质量的优劣而定，一般利用告警指示信号（AIS）来决定是否应该进行倒换。这种环属于专用保护，保护时隙为整个环专用，在正常情况下保护段往往也传业务信号。

25、复用段保护环，业务量的保护以复用段为基础，倒换与否按每一对节点间复用段信号质量的优劣而定。复用段保护环采用K1和K2（b1b5）携带的自动保护倒换（APS）协议启动，多属于共享保护，即保护时隙由每一个复用段共享，正常情况下保护段往往是空闲的。,根据环中节点间信息的传送方向，自愈环可分为单向环和双向环。单向环中收发业务信息的传送线路是一个方向。双向环中收发业务信息的传送线路是两个方向。通常，双向环工作于复用段倒换方式，单向环工作于通道倒换方式或复用段倒换方式。根据环中每一对节点间所用光纤的最小数量来分，自愈环有二纤环和四纤环。对于双向复用段倒换环既可用二纤方式也可用四纤方式，而对于通道倒换环只可

26、用二纤方式。,工作原理：双发选收。二根光纤：S光纤，P光纤。正常时：信号AC在发端A同时馈入S与P光纤（双发），沿二条路径到达C：S：A-B-C，P：A-D-C。收端选收，一般选 S：A-B-C同理，信号CA：S：C-D-A；P：C-B-A。收端选用 S：C-D-A。,D,二纤单向通道保护环,故障时：如B、C间的光缆被切断。AC业务：在C节点由于来自S光纤的AC信号 A-B-C丢失，所以接收倒换开关转向来自P光纤，即接收信号：A-D-CCA业务信号仍按原路径传送。,单向通道保护环的特点：优点：实现简单，不需使用APS协议，倒换速度最 快（30ms）。缺点：不能重复使用节点间的时隙，环传输容量较

27、 小；不能传送额外业务。环传输容量：STM-N。注：单向通道保护环获得非常广泛的应用；它适用 于集中型业务。,二纤单向通道保护环 二纤单向通道保护环：两根光纤，一根传业务信号，称W1光纤，另一根保护，称P1光纤（如图7-10）。采用1+1保护方式。,7-10 二纤单向通道保护环,并发选收功能,自愈环保护,二纤单向通道倒换环总结1、保护机理：并发优收（双馈机制），PATH-AIS信号；2、少一个单纤环也能正常工作，以牺牲资源（另一个单纤环）为代价获取保护功能。优点：1、通道保护，实现简单，不需使用APS协议，倒换时间快（30ms）。2、环上的节点数无限制。缺点：时隙不可重复利用，环传输容量较小；

28、不能传送额外业务；业务量为STM-N。注：适应的业务类型：1）集中型：适用；2）分散型：不适用。,二纤单向通道保护环倒换条件：当出现“TU-LOP”或“TU-AIS”告警事件时。最大业务量：等于单个ADM网元可上下的最大业务量。可保护的最小业务单位：VC-12级别的通道保护。,正常时：信号AC在发端同时馈入S1与P1光纤（双发），沿二条路径到达C站：S1：A-B-C，P1：A-D-C。收端选收，一般选S1：A-B-C同理，业务信号CA：S2：C-B-A；P2：C-D-A。收端择优选用，一般选 S2：C-B-A。,2，二纤双向通道保护环,故障时：如B、C间的光缆被切断。AC业务：在C节点由于来自

29、S1光纤的AC信号：A-B-C丢失，所以倒换开关转向P1光纤，接收信号：A-D-C同理，在节点A接收从P2光纤来的CA业务信号：C-D-A。双向通道保护环与单向通道保护环无多大区别。,2二纤双向通道保护环 二纤双向通道保护环：采用两根光纤，可分为1+1和11两种方式。图7-11所示为1+1方式的二纤双向通道保护环的结构。,7-11 二纤双向通道保护环,W2,W2,并发选收功能,二纤双向通道保护环网上业务为双向，保护机理也是网元支路板的并发选收，业务容量与二纤单向通道保护环相同，但结构更复杂。故一般不采用这种自愈方式。,二根光纤：S（业务）光纤，P（保护）光纤。正常时：业务信号AC在发端A只馈入

30、S光纤，沿顺时针方向到达C站：A-B-C。同理，业务信号CA在发端C只馈入S光纤，沿顺时针方向到达C站：C-D-A。,3，二纤单向复用段保护环,故障时：如B、C间光缆被切断在B节点执行环回功能：即把AC业务环回到P光纤上，沿路径A-B-A-D-C到达目的地C。在节点C：把接收点切换到P光纤上。CA业务仍按原路径传送。优点：倒换速度快（用APS）；P光纤可传送额外业务。缺点：不能重复使用节点间时隙环传输容量：STM-N,它由四根光纤组成：二根业务光纤：S1与S2（一发一收），传送正常业务。二根保护光纤：P1与P2（一发一收），分别为二根业务光纤提 供反方向保护：P1为S1提供反向保护；P2为S2

31、提供反向保护。,4，四纤双向复用段保护环,正常时：利用S1与S2光纤传送业务。业务信号AC在发端A馈入S1光纤，沿顺时针方向到达C站：A-B-C。同理，业务信号CA在发端C馈入S2光纤，沿逆时针方向到达A站：C-B-A。P1与P2光纤可传送额外业务。,故障时：如B、C间光缆被切断在B、C点执行环回功能。B节点：把AC业务从S1光纤环回到P1光纤，并沿逆时针方向传输：A-B-A-D-C（在B又执行一次环回：S2-P2）。C节点：把CA业务从S2光纤环回到P2光纤，并沿顺时针方向传输：C-D-A-B-A（在B又执行一次环回：S2-P2）。,四纤双向复用段保护环：优点：能重复使用节点间时隙，大大增加

32、整个环的 传输容量。备用光纤PI、P2可传送额外业务。缺点：倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行 交叉连接功能；对设备要求较高。环传输容量：k*STM-N(k为网络中的节点数)。注：四纤环对ADM设备提出了很高的要求，如系统容量、交叉容量、软件功能等；它适用于分散型业务。,在每个区段（节点间）采用两根工作光纤（一发一收，Wl和W2）和两根保护光纤（一发一收，P1和P2），如图7-13所示。,7-13 四纤双向复用段共享保护环,A-C:ABC,W1,W1,C-A:CBA,W2,W2,P1/P2备纤，备用，可传输额外业务,故障邻近点的网元执行环回,四纤双向复用段保护环,优点：网上业务容量大，业

33、务分布越分散，网元节点数越多，它的容量也越大。备用光纤PI、P2可传送额外业务。缺点：倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行 交叉连接功能；对设备要求高。需要系统有较高的冗余度4纤，每个节点要求是双ADM系统（东/西向各有两个线路端口）。成本较高。环传输容量：kSTM-N(k为网络中的节点数)。备注：适用于分散型业务,二纤双向复用段保护环是目前SDH应用最广泛的一种保护方式。它由二根光纤组成：S1/P2光纤与S2/P1光纤。每根光纤传输容量的一半为工作通道（S）；一半为保护通道（P），且为另一根光纤的工作通道提供反方向保护。如S1/P2光纤的工作通道为S1，保护通道为P2，P2为第二根光纤的

34、工作通道S2提供反方向保护。另一根光纤S2/P1的含义与之类似。,5，二纤双向复用段保护环,正常时：利用S1与S2工作通道传送业务业务信号AC在发端A馈入SI/P2光纤的工作通道S1，沿顺时针方向到达C站：A-B-C。同理，业务信号CA在发端C馈入S2/P1光纤的工作通道S2，沿逆时针方向到达A站：C-B-A。P1与P2通道可传送额外业务。,故障时：如B、C间光缆被切断在B、C点执行交叉连接。B节点：把AC业务从S1通道交叉到P1通道，并使其沿逆时针方向传输：A-B-A-D-C。C节点：把CA业务从S2通道交叉到P2通道，并使其沿顺时针方向传输：C-D-A。,AC发,CA收,AC收,CA发,A

35、,C,B,D,S1/P2,S2/P1,S1/P2,交叉连接,二纤双向复用段保护环优点：能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的 传输容量。备用通道PI、P2可传送额外业务。缺点：倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行 交叉连接功能。环传输容量：k/2*STM-N(k为网络中的节点数)。注：双向复用段保护环获得非常广泛的应用；它适 用于分散型业务。,关于二纤双向复用段保护环的传输容量：因二节点间业务仅由这二节点的光纤传送，环上其它区段是空闲的，所以时隙可重复使用作为极限情况-没有跨节点业务。AB：1/2 STM-N；BC：1/2 STM-N；CD：1/2 STM-N；DA：1/2 STM-N；总

36、容量：4/2 STM-N,二纤双向复用段保护环 采用了时隙交换技术，如图所示。在一根光纤中同时载有工作通路W1和保护通路P2，在另一根光纤中同时载有工作通路W2和保护通路P1。每条光纤上的一半通路规定作为工作通路（W），另一半通路作为保护通路（P），一条光纤的工作通路（W1），由沿环的相反方向的另一条光纤上的保护通路（P1）来保护；反之亦然。对于传送STM-N的二纤双向复用段共享保护环，实现时是利用W1/P2光纤中的前一半时隙（例如STM-16系统为1#-8#STM-1）传送业务信号，而后一半时隙（例如STM-16系统为9#-16#STM-1）留给保护信号。另一根光纤W2/P1也同样处理。也就

37、是说，一根光纤的保护时隙用来保护另一根光纤上的主用业务。,7-12 二纤双向复用段共享保护环,正常时：A-B-C:W1/P2光纤的前一半时隙（例如：STM-16系统的1#-8#STM-1）C-B-A:W2/P1光纤的前一半时隙（例如：STM-16系统的1#-8#STM-1）,二纤双向复用段保护环,传输容量：因二节点间业务仅由这二节点的光纤传送，环上其它区段是空闲的，所以时隙可重复使用作为极限情况-没有跨节点业务。A-B：1/2 STM-N；B-C：1/2 STM-N；C-D：1/2 STM-N；D-A：1/2 STM-N；总容量：4/2 STM-N,二纤双向复用段环的特点：优点：时隙保护，能重

38、复使用节点间时隙，大大增加整个环的传输容量。备用通道PI、P2可传送额外业务。缺点：倒换时间稍长；因用APS协议，而且需执行交叉连接功能。环上的节点数受限制，不超过16个节点。环传输容量：k/2*STM-N(k为网络中的节点数)。可保护的最小业务单位：VC-4级别注：特别适用分散型业务。,二纤双向复用段保护环,三种自愈环的特性比较与应用,项目,节点数,线路速率,环传输容量,APS协议,倒换时间,节点成本,系统复杂性,主 要 应 用 场合,当环网距离小于1500km，时间小于50ms,自愈环保护,项目,二纤单向通道,二纤单向复用段,二纤双向复用段,四纤双向复用段,节点数,线路速率,环传输容量,A

39、PS协议,倒换时间,节点成本,系统复杂性,k,k,k,k,STM-N,STM-N,STM-N,STM-N,STM-N,STM-N,k/2STM-N,kSTM-N,不用,用,用,用,30ms,30ms,50-200ms,50-200ms,低,低,中,高,简单,简单,复杂,复杂,接入网、中继网（集中型业务）,接 入 网、中 继 网,中继网、长途网（分散型业务）,中继网、长途网（分散型业务）,主 要 应 用 场合,7.3.4 DXC网形网保护,（1）DXC的工作方式 DXC的工作方式按路由表的计算方式不同，可分为静态方式、动态方式和即时方式3种。即时方式需要最少的保护容量，动态方式次之，静态方式需要

40、的保护容量最大。然而，即时方式的业务恢复时间最长，静态方式的业务恢复时间最短。按DXC自愈网控制方式，有集中式控制和分布式控制。集中控制方式的业务恢复时间很长；在分布式结构中业务恢复时间较短。可根据实际情况选用不同方式。,7.3.4 DXC网形网保护,图7-15 混合保护结构,图7-14 利用DXC的保护结构,（2）举例 图7-14给出了一种自愈网结构。图7-15给出了环形网和DXC保护混合的示例。,线性复用段保护,环形网络保护,子网连接保护（SNCP）,1+1 线性复用段保护,1:N 线性复用段保护,通道保护环（PP）,复用段保护环（MSP）,二纤单向通道保护环,二纤双向通道保护环,二纤单向

41、复用段专用保护环,二纤双向复用段共享保护环,四纤双向复用段保护环,自愈网络分类,7.3.5 各种自愈保护比较,线路保护倒换方式配置容易，网管简单，恢复时间很短（50ms），但成本较高，一般用于保护较重要的光缆连接（1+1方式）或两点间有较稳定的大业务量情况。自愈环具有很高的生存性，网络恢复时间较短（50ms），并具有良好的业务量疏导能力，但它的网络规划较难实现，适用于接入网、中继网和长途网。在接入网部分，适于采用通道保护环；而在中继网和长途网中，则一般采用双向复用段保护环；至于二纤或四纤方式取决于容量和经济性的综合比较。DXC的保护方式也具有很高的生存性，于规划和设计，但网络恢复时间较长。DX

42、C保护最适合于高度互连的网孔形拓扑，在长途网中应用较多。利用DXC将多个环形网互连应用也较多。,7.4 SDH网同步(略讲),网同步的目标是使网中所有交换节点的时钟频率和相位都控制在预先确定的容差范围内，以便使网内各交换节点的全部数字流实现正确、有效的交换。否则会在数字交换机的缓冲器中产生信息比特的溢出和取空，导致数字流的滑动损伤，造成数据出错。,7.4.1 网同步的工作方式,两种基本的网同步方式，即主从同步方式和相互同步方式。1主从同步方式 主从同步方式使用一系列分级的时钟，每一级时钟都与其上一级时钟同步，在网中的最高一级时钟称为基准主时钟或基准时钟（PRC）。如图7-16所示。ITU-T将

43、各级时钟分为以下4类：基准主时钟（PRC），精度达11011，G.811建议规范；转接局从时钟，精度达5109，G.812（T）建议规范；端局从时钟，精度达1107，由G.812（L）建议规范；SDH网元时钟（SEC），精度达4.6106，G.813建议规范。,7.4.1 网同步的工作方式,图7-16 主从同步方式,优点：网络稳定性较好；组网灵活；对从节点时钟的频率精度要求较低；控制简单；网络的滑动性能也较好。缺点：一旦基准主时钟发生故障会造成全网的问题。基准主时钟应采用多重备份。同步分配链路也尽可能有备用。,7.4.1 网同步的工作方式,2相互同步方式 这种同步方式在网中不设主时钟，由网内各

44、交换节点的时钟相互控制，最后都调整到一个稳定的、统一的系统频率上，从而实现全网的同步工作。网频率为各交换节点时钟频率的加权平均值。图7-17所示为相互同步方式。,图7-17 相互同步方式,特点：网频率的稳定性高；对同步分配链路的失效不甚敏感，适于网孔形结构，对节点时钟要求较低，设备便宜。网络稳定性不如主从方式，系统稳态频率不确定且易受外界因素影响。,7.4.1 网同步的工作方式,3我国数字同步网的网络结构“多基准钟，分区等级主从同步”方式，如图7-18所示。,图7-18 我国数字同步网的网络结构,7.4.1 网同步的工作方式,我国数字同步网的网络结构特点如下。（1）在北京、武汉各建了一个以铯（

45、CS）钟为主的、包括了GPS接收机的高精度基准钟，称为PRC。（2）在其他29个省中心以上城市（北京、武汉除外）各建立了一个以GPS接收机为主加铷（Rb）钟构成的高精度区域基准钟，称为LPR。（3）LPR以GPS信号为主用，当GPS信号发生故障或降质时，该LPR转为经地面数字电路跟踪于北京或武汉的PRC。（4）各省以本省中心的LPR为基准钟组建数字同步网。（5）地面传输同步信号一般采用PDH 2Mbit/s（2Mbit/s专线或局间中继），在缺乏PDH链路而SDH已具备传输定时的条件下，可采用STM-N线路码流传输定时信号。,7.4.1 网同步的工作方式,4时钟类型和工作模式（1）时钟类型 铯

46、（Cs）原子钟：长期频偏优于11011，可以作为全网同步的最高等级的基准主时钟。可靠性较差。石英晶体振荡器：可靠性高，寿命长，价格低，频率稳定度范围很宽，缺点是长期频率稳定度不好。一般，作为长途交换局和端局的从时钟。铷原子钟：性能（稳定度和精确度）和成本介于上述两种时钟之间。适于作为同步区的基准时钟。全球定位系统（GPS）：GPS是由美国国防部组织建立并控制的利用多颗低轨道卫星进行全球定位的导航系统。民用的时钟精度可达11013。,7.4.1 网同步的工作方式,大楼综合定时供给系统（BITS）：其结构如图6-49所示。BITS的优点如下。可以滤出传输过程中的瞬断、抖动和漂移，隔离链路中断和故障

47、，将高精度的同步信号提供给楼内所需同步的各种设备。网络维护相对简单，不需要给每个业务设备专门提供同步分配链路和维护同步链路。新业务增加不受同步的限制。可以提供完善的监视和信息提供功能。性能稳定，可靠精度可达二级钟或三级钟水平。具有SSM功能和其他一些避免定时环路的功能。具有方便在线升级改造的能力。,7.4.1 网同步的工作方式,图7-19 大楼综合定时供给系统结构图,7.4.1 网同步的工作方式,（2）从时钟的工作模式 在主从同步方式中，节点从时钟通常有3种工作（运行）模式。正常工作模式 在实际业务条件下的工作模式，此时从时钟同步于输入的基准时钟信号。保持模式 当所有定时基准丢失后，从时钟进入

48、所谓的保持模式。转接局时钟、端局时钟和一些重要的网元时钟都具备此功能（如TM、ADM和DXC），简单的小网元时钟可不具备此功能（如REG）。自由运行模式 当时钟丢失所有外部定时基准，且失去了定时基准记忆或者根本没有保持模式时，从时钟内部振荡器工作于自由振荡方式。,7.4.2 SDH网同步结构和同步方式,1SDH网同步结构（1）局内应用 局内同步分配通常采用逻辑上的星形拓扑，即所有网元时钟都直接从本局内最高质量的大楼综合定时源（BITS）获取定时，只有BITS是从来自别的交换节点的同步分配链路中提取定时并能一直跟踪至全网的基准主时钟。局内时钟间的关系如图7-20所示。（2）局间应用 局间同步分配

49、一般采用类树形拓扑，使SDH网内的所有节点都能同步。局间各级时钟间的关系如图7-21所示。,7.4.2 SDH网同步结构和同步方式,图7-20 局内分配的同步网结构,图7-21 局间分配的同步网结构,7.4.2 SDH网同步结构和同步方式,2SDH网同步方式 有4种同步方式，即同步方式、伪同步方式，准同步方式和异步方式。（1）同步方式 网中所有时钟都能最终跟踪到网络惟一的基准主时钟。在单一网络运行者所管辖的范围内，该方式是正常工作方式。（2）伪同步方式 当网中有两个以上都遵守ITU-T的G.811建议要求的基准时钟时，为伪同步方式。通常在国际网络之间、分布式多个基准时钟控制的全同步网之间以及不

50、同的经营者网络之间，该方式是正常工作方式。,7.4.2 SDH网同步结构和同步方式,（3）准同步方式 当网同步中有一个节点或多个节点时钟的同步路径和替代路径都不能使用时，时钟将进入保持模式或自由运行模式。这时的同步方式为准同步方式。（4）异步方式 当网络节点时钟出现大的频率偏差时，则网络工作于异步方式。如果节点时钟频率准确度低于G.813要求时，SDH网络不再维持正常业务，而将发送AIS信号。发送AIS所需的时钟精度只要求有20106即可。,7.4.3 SDH网元的定时,1网元定时方式 SDH网元从取得定时信号的来源可以分成3种定时方式，如表7-5所示。表7-5SDH网元定时方式,7.4.3