《传输专业讲义》PPT课件.ppt

《《传输专业讲义》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《传输专业讲义》PPT课件.ppt（206页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、2023/7/9,1,传输专业讲义,2023/7/9,2,传输专家组成员,公司本部：杨岩峰 赵亮粤西分公司：庞金舟（副组长）惠州分公司：苗臣冠 佛山分公司：李志东莞分公司：卓晓锋珠海分公司：童本锋粤东分公司：陈伟鑫,2023/7/9,3,大 纲,第一章、传输技术概述第二章、SDH传输原理第三章、DWDM传输原理第四章、传输网管第五章、传输设备介绍第六章、设备安装工艺检查第七章、传输测试指标第八章、传输监理知识,2023/7/9,4,第一章 传输技术概述,1、传输基本知识2、几种传输技术的介绍3、传输介质,2023/7/9,5,传输基本知识,传输网又称为传送网。传送是从信息传递的功能过程来描述的

2、；传输是从信息信号通过具体物理媒介传输的物理过程来描述。传送网指逻辑功能网络，是完成传送功能的手段；传输网具体指定实际设备组成的网络。实际上，传输网络就是由传输系统设备和具有全部或部分信道终结、复用、交叉连接和交换等功能的节点组成。,2023/7/9,6,传输基本知识,模拟信号与数字信号信号波形的特征可用时间、幅度两个物理量来表示。在幅度上连续的信号是模拟信号，在幅度上不连续的信号为数字信号。模拟信号数字化的三个步骤：抽样、量化、编码。,2023/7/9,7,传输基本知识,数字通信系统模型,调制,2023/7/9,8,传输基本知识,传输系统分类：传输介质：有线（电缆、光缆）、无线（微波、卫星）

3、信号的波形：模拟、数字 信道的传输特性：基带、频带 复用形式：频分、时分,2023/7/9,9,传输基本知识,数字传输的指标（有效性指标）信道传输速率：信道的传输速率通常以每秒所传输的信息量多少来衡量。单位为比特/秒（bit/s）。符号传输速率：指每秒传输的码元数目，单位为比特。由于码元 可以是多进制的。R=Nlog2MN为符号传输速率，R为信道传输速率，M为进制数。,2023/7/9,10,传输基本知识,误码 由于传输过程中难免有噪声和干扰，所以在收端恢复的时候，对接收的信号误判（收端将1误判成0）。这样的误判就称为误码。误码率 误码率=误码数/总码数网络的物理拓扑 网络节点和传输线路的集合

4、排列，也就是将维护和实际连接抽象为物理上连接性。基本物理拓扑类型 线型、星型、树型、环型、网孔型。,2023/7/9,11,几种传输技术的介绍,现在主要的传输技术 一、PDH 二、SDH 三、WDM前沿的传输技术 四、MSTP 五、ASON 六、DON,2023/7/9,12,几种传输技术的介绍,PDH:Plesiochronous Digital Hierarchy 准同步数字系列 在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列。这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步”。采用准同步数字系列（PDH）的系统，是在数字通信网的

5、每个节点上都分别设置高精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。为了保证通信的质量，要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。因此，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”。PDH作为传统的数字传输体制，存在接口无统一标准、采用异步复用方式（低速信号在高速信号中的位置无规律性和预知性，即不能从高速信号中直接分离低速信号）的缺陷。目前已被逐步淘汰。,2023/7/9,13,几种传输技术的介绍,SDH:Synchronous Digital Hierarchy同步数字体系 SDH是基于PDH进化的同步数字传输体制，其核心特性是以字

6、节间插的同步复用方式和灵活的映射结构。可以前向兼容PDH数字信号系列，后向兼容其它的各种体制的数字信号系列ATM、FDDI等，这种复用方式使数字交叉连接（DXC）功能更易于实现，使网络具有了很强的自愈功能，便于用户按需动态组网，实时灵活的业务调配。另外丰富的用于运行维护（OAM）功能的开销字节，使网络的监控功能大大加强（也就是说维护的自动化程度大大加强）。,2023/7/9,14,几种传输技术的介绍,DWDM:Dense Wavelength Division Multiplex,密集型波分复用 把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送(如每个波承载一种TDM 电信号）的方式统称为波分复用。

7、DWDM技术是利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性，采用多个波长作为载波，允许各载波信道在光纤内同时传输。与通用的单信道系统相比，密集WDM（DWDM）不仅极大地提高了网络系统的通信容量，充分利用了光纤的带宽，而且它具有扩容简单和性能可靠等诸多优点。其核心特性是高容量传输带宽、可以直接接入多种业务。DWDM 是当今一种至关重要的光网络，并广泛配置于服务供应商的主干网络中。,2023/7/9,15,几种传输技术的介绍,MSTP:Multi-Services Transport Platform 多业务传送平台 多业务传送平台（MSTP）是指基于SDH、同时实现TDM、ATM、IP等业务接入、处理和

8、传送，提供统一网管的多业务传送平台。作为传送网解决方案，MSTP伴随着电信网络的发展和技术进步，经历了从支持以太网透传的第一代MSTP到支持二层交换的第二代MSTP再到当前支持以太网业务QoS的第三代MSTP的发展历程。其核心特性是用于2.5层（第三层网络层和第二层链路层之间）的多协议标记交换（MPLS）的网络技术。MSTP最适合作为网络边缘的融合节点，支持混合型业务量，特别是以TDM业务量为主的混合型业务量。它不仅适合缺乏网络基础设施的新运营商应用于局间或POP间，还适合于大企业用户驻地。即便是那些已经敷设了大量SDH网的运营公司，以SDH为基础的多业务平台也可以更有效地支持分组数据业务，有

9、助于实现从电路交换网向分组网的过渡。但由于它没脱离TDM时分复用，并且在组网上还存在一些不可逾越的问题，因此在应用上还存在着一定的局限性。,2023/7/9,16,几种传输技术的介绍,ASON：Automatically Switched Optical Network，自动交换光网络。是指在选路和信令控制之下完成自动交换功能的新一代光网络，也可以看做是一种标准化的智能光传送网,被广泛认为是下一代光网络的主流技术。数据业务的迅猛发展在两个方面给传输网络带来了巨大影响：一是业务量的增长对传输网络的影响，二是动态的数据业务特性对传输网络带来的影响。前者推动了波分复用(WDM)技术的进步和应用，而后

10、者则成为催生智能光网络(ION)的主要动力。随着密集波分复用(DWDM)技术的发展，带宽需求已经不是主要的问题，对带宽资源灵活、高效的配置已经成为普遍关注的焦点。在这一背景下，通信网络面临的挑战不再仅仅是如何创造更大的带宽神话，而是如何将网络中的资源转化为可用的、经济的、能进行带宽管理的新业务。当前，通信业正在经历从“技术驱动”向“业务驱动”的转变，因此，具备灵活带宽调配能力和新业务接入能力的自动交换光网络(ASON)理所应当地受到了高度的重视，并迅速进入实用阶段。,2023/7/9,17,几种传输技术的介绍,ASON：Automatically Switched Optical Networ

11、k，自动交换光网络。ASON是解决IP over ATM over SDH over WDM四层数据业务传输结构“瓶颈”效应的可指配带宽，具有提供动态连接能力的，具有强大网络生存能力的新型网络体系。（ASON控制平面的核心是利用信令功能实现端到端自动连接的建立，其智能化实现的前提是传送平面的网元设备具备全自动时隙交换的功能(包括SDH时隙和波长时隙)，即时隙信号可以从网元设备的任意入时隙位置交叉到出时隙位置。）其核心特性是可应用于光层（物理层）的通用多协议标签交换技术GMPLS协议。,2023/7/9,18,几种传输技术的介绍,DON:Digital Optical Network 数字光网络

12、 数字光网络（DON）结合了WDM的容量优势和数字传输系统的管理灵活和结构简单的优势。同时，它通过采用大规模光子集成技术大大节约了成本。在DON中为完成上/下路、带宽管理、性能监控等操作可以在任意节点访问底层数字信号。通过低成本数字访问节点，DON减少了光网络的模拟部分，实现了即插即用，DON结构简单、传输稳定、可以进行带宽管理、能灵活上/下路、提供端对端的服务管理，使得网络的创收潜力最大化。目前DON在中国还没有实现商用。,2023/7/9,19,传输介质,1、同轴电缆 2、光纤,2023/7/9,20,传输介质,1、同轴电缆同轴电缆的结构:射频同轴电缆由内导体、绝缘介质、外导体（屏蔽层）和

13、护套4部分组成。,2023/7/9,21,传输介质,1、同轴电缆 同轴电缆的命名通常由4部分组成：第一部分用英文字母，分别代表电缆的代号、芯线绝缘材料、护套材料和派生特性,第二、三、四部分均用数字表示，分别代表电缆的特性阻抗（）、芯线绝缘外径（mm）和结构序号，例如“SYV-75-2-1”的含义是：该电缆为同轴射频电缆，芯线绝缘材料为聚乙烯，护套材料为聚氯乙烯，电缆的特性阻抗为75，芯线绝缘外径为2 mm，结构序号为1,2023/7/9,22,传输介质,2、光纤：光纤通信是七十年代发展起来的一门新兴技术。光纤是光导纤维的简称。它是由玻璃材料(SiO2)抽丝而成的一种光传输媒体。以光波传送信息，

14、以光纤为传输介质的通信方式称为光纤通信。特点：传输容量很大：2.5G10G/波长；每光纤采用波分复用技术，可容纳几十至上百个波长；每根光缆可含几十至上百根光纤。传输质量很高，误码率很低（小于109）；中继距离很长（50150km）抗电磁干扰性能好泄漏小，保密性能好；应用广泛：大容量骨干网、计算机局域网与广域网、光纤接入网、有线电视网等（1）工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光（0.85m、1.3m、1.55m）（2）折射率分布：阶跃（SI）型、近阶跃型、渐变（GI）型、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。（3）传输模式：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）、多模光纤。,2023

15、/7/9,23,传输介质,构成光纤的材料是石英纤维（SiO2）;光纤由内芯和包层组成，芯的折射率略大于包层，利用光在内芯的折射或在芯与包层界面上的全反射实现光的传播。,n1,n1,SIF,GIF,2023/7/9,24,传输介质,渐变折射率型多模光纤（GIF）：纤芯直径50m，光线以曲线形状沿纤芯轴线方向传播，各条路径时延差较小，因而信号畸变较小。单模光纤（SMF）：纤芯很细，直径约10 m，光线以直线形状沿纤芯轴线方向传播，只有一种传播模式，信号畸变很小。光信号在光纤中传输的距离要受到色散和损耗的双重影响。色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽，引起码间干扰降低信号质量。当码间干扰使传输性能劣化

16、到一定程度（例10-3）时，则传输系统就不能工作了；损耗使在光纤中传输的光信号随着传输距离的增加而功率下降，当光功率下降到一定程度时，传输系统就无法工作了。,2023/7/9,25,传输介质,为了延长系统的传输距离，人们主要在减小色散和损耗方面入手。1310nm光传输窗口称之为0色散窗口，光信号在此窗口传输色散最小，1550nm窗口称之为最小损耗窗口，光信号在此窗口传输的衰减最小。ITU-T规范了三种常用光纤：符合G.652规范的光纤、符合G.653规范的光纤、符合规范G.655的光纤。其中G.652光纤指在1310nm波长窗口色散性能最佳，又称之为色散未移位的光纤（也就是0色散窗口在1310

17、nm波长处），它可应用于1310nm和1550nm两个波长区；G.653光纤指1550nm波长窗口色散性能最佳的单模光纤，又称之为色散移位的单模光纤，它通过改变光纤内部的折射率分布，将零色散点从1310nm迁移到1550nm波长处，使1550nm波长窗口色散和损耗都较低，它主要应用于1550nm工作波长区；G.654光纤称之为1550nm波长窗口损耗最小光纤，它的0色散点仍在1310nm波长处，它主要工作于1550nm窗口，主要应用于需要很长再生段传输距离的海底光纤通信。G.655：非零色散光纤，是新一代的SMF，适用于波分复用系统，提供更大的传输容量。G.655光纤的零色散点不在1550nm

18、附近，而是向长波长或短波长方向位移,可大大减轻四波混合的影响，有利于密集波分复用系统的传输。,2023/7/9,26,传输介质：各种光纤的色散系数,色散系数(ps/nmkm),正色散系数G.655光纤,波长(nm)负色散系数G.655光纤,1550,1310,17,1.1550nm波长区具有最小色散和衰减，适合DWDM系统、高速信号传输2.应用：TrueWave真波光纤(正色散区的SPM效应有利于传输)；LEAF-大有效面积光纤（克服非线性效应）,G.652光纤:大量铺设，传高速信号需色散补偿,G.653光纤:1550nm波长区混频严重，不适合DWDM,2023/7/9,27,第二章 SDH传

19、输原理,SDH概述帧结构复用结构SDH传输网,2023/7/9,28,PDH固有缺陷,SDH存在缺点,SDH产生背景,SDH具有优点,第一节SDH概述,内容设置,2023/7/9,29,1.1 SDH产生的技术背景 SDH是什么同步数字传输体制。类似于PDH，均为数字信号传输体制。产生的社会背景：1）信息社会要求：通信网传输、交换、处理大量信息，向数字化、综合化、智能化、个人化发展。2）作为通信网的承载体传输网要求：宽带化信息高速公路 规范化世界性统一的标准接口,2023/7/9,30,1.2 PDH的固有缺陷：作为传统的数字传输体制，PDH具有以 下固有的缺陷：1、接口方面 电接口只有地区性

20、的电接口规范，无世界标准。PDH有3种速率等级：欧洲和中国(2Mb/s）、日本、北美（1.5Mb/s）。光接口无光接口规范，各厂家独自 开发。,设备间互连困难,2023/7/9,31,2、复用方式：复用/解复用的方式，决定高速信号上/下低速 信号的方便性。PDH采用异步复用方式：低速信号在高速信号中的位置无规律性，即无 预知性，即不能从高速信号中直接分离低速信号。,东西放在哪儿了？,2023/7/9,32,140Mb/s,34Mb/s,34Mb/s,8Mb/s,8Mb/s,2Mb/s,解,解,解,复,复,复,用,用,用,复,复,复,用,用,用,140Mb/s,从高速信号插/分低速信号要一级一级

21、进行，层层的复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输。,2023/7/9,33,3、运行维护功能（OAM）：OAM决定设备维护成本，与信号帧中开销（冗余）字节的数量有关；PDH信号帧中用于OAM的开销少，OAM功能弱，系统安全性差 4、无统一的网管接口，无法形成统一的TMN 因此，PDH体制不适应大容量传输网的组建，SDH体制应运而升。,2023/7/9,34,1.3 SDH体制的优点：与PDH相对比SDH体制的优势：1、接口方面 电接口：标准的信息结构等级（速率等级）同步传输块STM-N：,2023/7/9,35,光接口是同步光缆数字线路系统最具特色的部分，由于它实现了标准化，使得不同

22、网元可以经光路直接相连，节约了不必要的光/电转换，避免了信号因此而带来的损伤（例如脉冲变形等），节约了网络运行成本。按照应用场合的不同，可将光接口分为三类：局内通信光接口、短距离局间通信光接口和长距离局间通信光接口。不同的应用场合用不同的代码表示。光接口代码一览表,2023/7/9,36,光接口代码一览表 代码的第一位字母表示应用场合：I表示局内通信；S表示短距离局间通信；L表示长距离局间通信。字母横杠后的第一位表示STM的速率等级：例如1表示STM-1；16表示STM-16。第二个数字（小数点后的第一个数字）表示工作的波长窗口和所有光纤类型：1和空白表示工作窗口为1310nm，所用光纤为G.

23、652光纤；2表示工作窗口为1550 nm，所用光纤为G.652或G.654光纤；3表示工作窗口为1550nm，所用光纤为G.653光纤。,2023/7/9,37,STM-1,155Mb/s,STM-4,622Mb/s,STM-16,2.5Gb/s,STM-64,10Gb/s,10Gb/s,4,SDH：4STM-1=STM-4；4STM-4=STM-16,4,4,4,2023/7/9,38,其他体制信号SDH：通过指针定位预见低速信号在帧中位置，使收端可直接下低速信号。例：,PDH,打包,信息包,装箱定位,信息 A包,信息 B包,STM-1,2023/7/9,39,STM-N,STM-N,PD

24、H、ATMFDDI等信号,打包,信息包,信息包,打包,传输,传输,SDH传输 网络,卸货,拆包,PDH、ATMFDDI等信号,SDH网络兼容性示意图,2023/7/9,40,一定要弄懂SDH帧中各 部分的作用！,2023/7/9,41,2.1 STM-N帧结构及组成,9270 N字节,RSOH,MSOH,AU-PTR,1,3,4,5,9,STM-N净负荷（含POH）,传输顺序,9N,261N,270N列,（先行后列）,传输方向,2023/7/9,42,帧结构,9270 N字节,RSOH,AUPTR,MSOH,STMN净负荷（含POH）,A1,A1,A1,B1,A2,A2,A2,J0,E1,F1

25、,D3,D1,D2,K2,K1,B2,B2,B2,D6,D5,D4,E2,M1,S1,D9,D8,D7,D12,D11,D10,270字节,9字节,1,2,3,4,5,6,7,8,9,F,F,H3,H3,H3,H1,Y,Y,H2,2023/7/9,43,1、SDH信号帧特点：以字节为单位（8bit）的块状帧，传输方式从左到右、从上到下，帧频固定为8000帧/s，帧周期125us。2、SDH信号帧的构成：1）信息净负荷：STM-N帧中放置各种负荷的地方。各种 有效信息，例如2M、34M、140M打包 成信息包后，放于其中。然后由STM-N 信号承载，在SDH网上传输。,2023/7/9,44,若

26、将STM-N信号帧比做一辆货车，其净负荷区即为该货车的车厢。在将低速信号打包装箱时，在每一个信息包中加入POH，以完成对每一个“货物包”在“运输”中的监视。,2023/7/9,45,2）段开销：完成对STM-N整体信号流进行监控。即对 STM-N“车厢”中所有“货物包”进行整体上 的性能监控。再生段开销（RSOH）：对STM-N整体信 号进行监控。复用段开销（MSOH）：对STM-N中的某 一个STM-1信号进行监控。RSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化 的监控体制。,2023/7/9,46,3）管理单元指针（AU-PTR）：定位低速信号在STM-N帧中（净负荷）的 位置，使低速信号在

27、高速信号中的位置可 预知。在将信号包装入STM-N净负荷时，加入 AU-PTR，指示信号包在净负荷中的位置，即将装入“车厢”的“货物包”，赋予一个位 置坐标值。,2023/7/9,47,收端根据AU指针值，从STM-N帧净负荷中 直接拆分出所需的低速支路信号；即依据“货物包”位置坐标，从“车厢”中直接提取 所需要的那一个“货包”。由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律 摆放的，对“货物包”的定位仅需定位“车厢”中第一个“货物包”即可。,2023/7/9,48,发端：AU-PTR定位车厢中第一个信息包,收端：根据收到的AU-PTR值找到此信息包；通过字节间插的规律性，定位出其他信息包,（SDH

28、网络传输）,2023/7/9,49,2M,34M,TU-PTR一级定位,AU-PTR二级定位,若复用的低速信号速率较低，例：2M、34M。需进行两级指针定位。先将小信息包打包成中信息包，通过支路单元 指针（TU-PTR）定位其在中信息包中的位置。然后将若干中信息包打包成大信息包，通过 AU-PTR指示相应中信息包的位置。,2023/7/9,50,1、我国采用的SDH信号复用结构,STM-N,VC-4,TUG-2,VC-12,C-12,VC-3,C-4,C-3,139264kbit/s,34368kbit/s,2048kbit/s,N,3,7,3,映射,指针处理,定位校准,复用,TUG-3,AU

29、G,SDH信号,PDH信号,2023/7/9,51,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。,2023/7/9,52,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。,2023/7/9,53,TUG31,TUG32,TUG33,TUG

30、21,TUG22,TUG23,TUG24,TUG25,TUG26,TUG27,1,2,3,22,23,24,43,44,45,4,5,6,25,26,27,46,47,48,7,8,9,28,29,30,49,50,51,10,11,12,31,32,33,52,53,54,13,14,15,34,35,36,55,56,57,16,17,18,37,38,39,58,59,60,19,20,21,40,41,42,61,62,63,华为：VC12序号TUG3编号（TUG2编号1）3（TU12编号1）21,西门子：VC12序号（TUG3编号1）21（TUG2编号1）3 TU12编号,2023/

31、7/9,54,SDH传输网,传输网在通信网中占有重要位置，他的描述对象是信号在具体物理媒质传输的物理过程，它是由具体设备所形成的网络。下面我们从以下三方面讲述传输网的概念。一、传输网的网络拓扑结构 二、网络保护及自愈环 三、网络的定时与同步,2023/7/9,55,SDH传输网,一、传输网的网络拓扑结构 1、线形 将通信网络中的所有点一一串联，而使首尾两点开放，这就形成了线性拓扑，有时也称为链形。这种拓扑的特点是其间所有点都应具有完成连接的功能。这也是SDH早期应用的比较经济的网络拓扑形式。,2023/7/9,56,2、星形 这一种拓扑既是通信网络中某一特殊点与其他各点直接相连，而其他各点间不

32、能直接相连接，既星形拓扑。在这种拓扑结构中，特殊点之外两点通信多应通过特殊点进行。这种网络拓扑形式的优点是可以将多个光纤终端统一成一个终端，并利于分配带宽，以节约成本。但也存在着特殊点的安全保障问题和潜在的瓶颈问题。,SDH传输网,2023/7/9,57,3、树形 树形拓扑可以看作线性拓扑和星形拓扑的结合。既将通信网络的末端点连接到几个特殊点。这种拓扑形式可用于广播式业务，但它不利于提供双向通信业务。同时，还存在瓶颈问题和光功率限制问题。,SDH传输网,2023/7/9,58,SDH传输网,四、环形 环形拓扑实际上就是将线性拓扑的首尾之间再相互连接，从而任何一点都不对外开放，既为环形拓扑。这种

33、环形网在SDH网中应用比较普遍，主要是因为它具有一个很大的优点，即很强的生存性，这在当今网络设计、维护中尤为重要。,2023/7/9,59,SDH传输网,五、网孔形 当涉及通信的许多点直接互相连接时就形成了网孔拓扑，若所有的点都彼此连接既称为理想的网孔形拓扑。这种拓扑形式为两点间通讯提供多种路由可选、可靠性高、生存性强且不存在瓶颈问题和失效问题的好处。但结构复杂，成本也高。,2023/7/9,60,SDH传输网,以上五种网络拓扑结构模型见下 图表示：线形：星形：,2023/7/9,61,SDH传输网,树形：环形：,2023/7/9,62,SDH传输网,网孔形：,2023/7/9,63,下面我们

34、来讲述一个具体例子，该例子用155/622H、155/622M和Optix2500灵活的配置了接入层、汇聚层、骨干层三层传输网络。该网络拓扑结构如下图所示。,D,E,B,C,A,F,I,H,接入网A环,接入网B环,K,J,骨干环,汇聚环,图例 光缆：基站：交换机房：,G,汇聚环,汇聚环,2023/7/9,64,SDH传输网,二、网络保护及自愈环 所谓自愈（self-healing）,是指网络 具有对某些局部失效，无需人为干预就 能自动选择替代路由，重新配置业务并 建立通信的能力。自愈是生存性网络最 突出的特点。,2023/7/9,65,SDH传输网,自愈环是具有自愈功能的一种环形网 络结构，其

35、结构种类很多，按环中每个节 点插入支路信号在环中流动的方向来分，可以分为单向环和双向环；按保护倒换的 层次来分，可以分为通道倒换环和复用段 倒换环；按环中每一对节点间所用光纤的 最小数量来分，可以划分为二纤环和四纤 环。目前人们研究最多的是以下几种自愈环。,2023/7/9,66,SDH传输网,SNC/N-保护服务层+客户层,2023/7/9,67,SDH传输网,一、二纤单向通道保护环,A,B,C,D,P1,S1,S1,P1,CA,AC,CA,AC,A,B,C,D,P1,S1,S1,P1,CA,AC,CA,AC,2023/7/9,68,一、二纤单向通道倒换保护环保护机理 二纤通道保护环由两根光

36、纤组成两个环，其中一个为主环S1；一个为备环P1。两环的业务流向一定要相反，通道保护环的保护功能是通过网元支路板的“并发选收”功能来实现的，也就是支路板将支路上环业务“并发”到主环S1、备环P1上，两环上业务完全一样且流向相反，平时网元支路板“选收”主环下支路的业务。若环网中网元A与C互通业务，网元A和C都将上环的支路业务“并发”到环S1和P1上，S1和P1上的所传业务相同且流向相反S1逆时针，P1为顺时针。在网络正常时，网元A和C都选收主环S1上的业务。那么A与C业务互通的方式是A到C的业务经过网元D穿通，由S1光纤传到C（主环业务）；由P1光纤经过网元B穿通传到C（备环业务）。在网元C支路

37、板“选收”主环S1上的AC业务，完成网元A到网元C的业务传输。网元C到网元A的业务传输与此类似。当BC光缆段的光纤同时被切断，注意此时网元支路板的并发功能没有改变，也就是此时S1环和P1环上的业务还是一样的。,一、二纤单向通道保护环,2023/7/9,69,一、二纤单向通道倒换保护环保护机理 网元A与网元C之间的业务如何被保护。网元A到网元C的业务由网元A的支路板并发到S1和P1光纤上，其中S1业务经光纤由网元D穿通传至网元C，P1光纤的业务经网元B穿通，由于BC间光缆断，所以光纤P1上的业务无法传到网元C，不过由于网元C默认选收主环S1上的业务，这时网元A到网C的业务并未中断，网元C的支路板

38、不进行保护倒换。网元C的支路板将到网元A的业务并发到S1环和P1环上，其中P1环上的C到A业务经网元D穿通传到网元A，S1环上的C到A业务，由于BC间光纤断所。以无法传到网元A，网元A默认是选收主环S1上的业务，此时由于S1环上的CA的业务传不过来，A网元线路w侧产生R-LOS告警，所以往下插全“1”AIS，这时网元A的支路板就会收到S1环上TU-AIS告警信号。网元A的支板收到S1光纤上的TU-AIS告警后，立即切换到选收备环P1光纤上的C到A的业务，于是CA的业务得以恢复，完成环上业务的通道保护，此时网元A的支路板处于通道保护倒换状态切换到选收备环方式。二纤单向通道 保护倒换环由于上环业务

39、是并发选收，所以通道业务的保护实际上是11保护。倒换速度快（华为公司设备倒换速度15ms），业务流向简捷明了，便于配置维护。缺点是网络的业务容量不大。二纤单向保护环的业务容量恒定是STM-N，与环上的节点数和网元间业务分布无关。,一、二纤单向通道保护环,2023/7/9,70,SDH传输网,二、二纤双向复用段保护环,S1/P2,S2/P1,CA,AC,CA,AC,A,B,C,D,S1/P2,S2/P1,CA,AC,CA,AC,A,B,C,D,倒换,断纤,2023/7/9,71,二、二纤双向复用段保护环 光纤S1和P2，S2和P1上的业务流向相同，那么我们可以使用时分技术将这两对光纤合成为两根光

40、纤S1/P2、S2/P1。这时将每根光纤的前半个时隙（例如STM-16系统为1#8#STM-1）传送主用业务，后半个时隙（例如STM-16系统的9#16#STM-1）传送额外业务，也就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。例如，S1/P2光纤上的P2时隙用来保护S2/P1光纤上的S2业务，为什么？因为在四纤环上S2和P2本身就是一对主备用光纤。因此在二纤双向复用段保护环上无专门的主、备用光纤，每一条光纤的前半个时隙是主用信道，后半个时隙是备信道，两根光纤上业务流向相反。在网络正常情况下，网元A到网元C的主用业务放在S1/P2光纤的S1时隙（对于STM-16 系统，主用业务只能放

41、在STM-N 的前8 个时隙1#8#STM-1VC4中），备用业务放于P2时隙（对于STM-16系统只能放于9#16#STM-1VC4中），沿光纤S1/P2由网元B穿通传到网元C，网元C从S1/P2光纤上的S1、P2时隙分别提取出主用、额外业务。网元C到网元A的主用业务放于S2/P1光纤的S2时隙，额外业务放于S2/P1光纤的P1时隙，经网元B穿通传到网元A，网元A从S2/P1光纤上提取相应的业务。,二、二纤双向复用段保护环,2023/7/9,72,二、二纤双向复用段保护环 在环网BC间光缆段被切断时，网元A到网元C的主用业务沿S1/P2光纤传到网元B，在网元B处进行环回（故障端点处环回），环

42、回是将S1/P2光纤上S1时隙的业务全部环到S2/P1光纤上的P1时隙上去（例如STM-16系统是将S1/P2 光纤上的1#8#STM-1VC4 全部环到S2/P1 光纤上的9#16#STM-1VC4），此时S2/P1光纤P1时隙上的额外业务被中断。然后沿S2/P1光纤经网元A、网元D穿通传到网元C，在网元C执行环回功能（故障端点站），即将S2/P1光纤上的P1时隙所载的网元A到网元C的主用业务环回到S1/P2的S1时隙，网元C提取该时隙的业务，完成接收网元A到网元C的主用业务。网元C到网元A的业务先由网元C将网元C到网元A的主用业务S2，环回S1/P2光纤的P2时隙上，这时P2时隙上的额外业

43、务中断。然后沿S1/P2光纤经网元D、网元A穿通到达网元B，在网元B处执行环回功能将S1/P2光纤的P2时隙业务环到S2/P1光纤的S2时隙上去，经S2/P1光纤传到网元A落地。双纤双向复用段保护环的业务容量为M/2(STM-N)或MSTM-N（包括额外业务），其中M是节点数。,二、二纤双向复用段保护环,2023/7/9,73,业务容量（仅考虑主用业务）单向通道保护环的最大业务容量是STM-N，双纤双向复用段保护环的业务容量为M/2 STM-N（M是环上节点数）。复杂性 二纤单向通道保护环无论从控制协议的复杂性，还是操作的复杂性来说，都是各种倒换环中最简单的，由于不涉及APS的协议处理过程，因

44、而业务倒换时间也最短。二纤双向复用段保护环的控制逻辑则是各种倒换环中最复杂的。兼容性 二纤单向通道保护环仅使用已经完全规定好了的通道AIS信号来决定是否需要倒换，与现行SDH标准完全相容，因而也容易满足多厂家产品兼容性要求。二纤双向复用段保护环使用APS协议决定倒换，而APS协议尚未标准化，所以复用段倒换环目前都不能满足多厂家产品兼容性的要求。,二纤单向通道保护环与二纤双向复用段保护环的比较,2023/7/9,74,1,2,3,4,6,5,7,8,9,10,11,12,ID：15 扩展ID:9,PQ1,PQ1,XCS,XCS,S16,S16,PQ1,SCC,1,2,3,4,6,5,7,8,9,

45、10,11,12,ID：17 扩展ID:9,PQ1,PQ1,XCS,XCS,S16,S16,PQ1,SCC,1,2,3,4,6,5,7,8,9,10,11,12,ID：16 扩展ID:9,PQ1,PQ1,XCS,XCS,S16,S16,PQ1,SCC,1,2,3,4,6,5,7,8,9,10,11,12,ID：18 扩展ID:9,PQ1,PQ1,XCS,XCS,S16,S16,PQ1,SCC,江北,下角,东晖苑,惠阳,2023/7/9,75,业务分配需求表,SDH传输网,2023/7/9,76,站名,时隙号,NEA,NEB,NEC,NED,NEA,E,W E,W E,W E,W,1:VC4,2

46、:VC4,316,VC4,空闲,148 VC12,4963 VC12,163 VC12,163 VC12,148 VC12,163 VC4,表示本站上/下支路业务,表示连接符,网 络 时 隙 业 务 分 配 图,2023/7/9,77,SDH传输网,三、四纤双向复用段保护环四纤环由于要求系统有较高的冗余度4纤，双ADM；成本较高，故用得并不多。,CA,AC,CA,AC,S1,P2,S2,P1,CA,AC,CA,AC,S1,P2,S2,P1,倒换,断纤,2023/7/9,78,SDH传输网,三、定时与同步 数字网中要解决的首要问题是网同步问题，因为要保证发端在发送数字脉冲信号时将脉冲放在特定时间

47、位置上（即特定的时隙中），而收端要能在特定的时间位置处将该脉冲提取解读以保证收发两端的正常通信，而这种保证收/发两端能正确的在某一特定时间位置上提取/发送信息的功能则是由收/发两端的定时时钟来实现的。因此，网同步的目的是使网中各节点的时钟频率和相位都限制在预先确定的容差范围内，以免由于数字传输系统中收/发定位的不准确导致传输性能的劣化（误码、抖动）。,2023/7/9,79,定时与同步,三、定时与同步 解决数字网同步有两种方法：伪同步和主从同步。伪同步是指数字交换网中各数字交换局在时钟上相互独立，毫无关联，而各数字交换局的时钟都具有极高的精度和稳定度，一般用铯原子钟。由于时钟精度高，网内各局的

48、时钟虽不完全相同（频率和相位），但误差很小，接近同步，于是称之为伪同步。一般伪同步方式用于国际数字网中。主从同步指网内设一时钟主局，配有高精度时钟，网内各局均受控于该全局（即跟踪主局时钟，以主局时钟为定时基准），并且逐级下控，直到网络中的末端网元终端局。主从同步方式一般用于一个国家、地区内部的数字网。,2023/7/9,80,定时与同步,主从同步的数字网中，从站（下级站）的时钟通常有三种工作模式：1、正常工作模式跟踪锁定上级时钟模式 2、保持模式 3、自由运行模式自由振荡模式 SDH网的主从同步时钟可按精度分为四个类型（级别），分别对应不同的使用范围：作为全网定时基准的主时钟；作为转接局的从时

49、钟；作为端局（本地局）的从时钟；作为SDH设备的时钟（即SDH设备的内置时钟）。,2023/7/9,81,定时与同步,在数字网中传送时钟基准应注意几个问题：1、在同步时钟传送时不应存在环路。2、尽量减少定时传递链路的长度，避免由于链路太长影响传输的时钟信号的质量。3、从站时钟要从高一级设备或同一级设备获得基准。4、应从分散路由获得主、备用时钟基准，以防止当主用时钟传递链路中断后，导致时钟基准丢失的情况。5、选择可用性高的传输系统来传递时钟基准。,2023/7/9,82,定时与同步,SDH网元时钟源的种类：1、外部时钟源由SETPI功能块提供输入接口。2、线路时钟源由SPI功能块从STM-N线路

50、信号中提取。3、支路时钟源由PPI功能块从PDH支路信号中提取，不过 该时钟一般不用，因为SDH/PDH网边界处的指针调整会影响时钟质量。4、设备内置时钟源由SETS功能块提供。,2023/7/9,83,10G SDH设备,主用定时信号传送方向,备用定时信号传送方向,BITS,主用BITS设备,BITS,备用BITS设备,BITS,BITS,BITS,第一优先级,第二优先级,例子,2023/7/9,84,第三章 DWDM传输原理,一、WDM 原理概述二、DWDM 的优点三、DWDM技术发展背景及产品演进四、DWDM系统的分类五、DWDM系统组成六、DWDM的中心频率和波长七、DWDM的光接口分