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1、第八章同步光纤网/同步数字层次结构,8.1 SONET/SDH的用途,SONET/SDH是一种基于光纤的传输网络,它利用了网络各元素之间的同步操作.SONET/SDH是:一种高可用性的传输技术,具有自愈的拓扑结构;一种同步操作网络,具有很强的多路复用能力;一种可为网络用户和管理者提供大量的OAM一个多供应商,不需要转换便可实现不同供应商的系统之间的连接.,表8.1中体现了SONET/SDH的一些优点:,同步网络,早期的网络以异步方式工作,每个网络设备按照自己的时钟运行.如44.736Mbit/s运行的DS3信号可出现达1789bit/s的 偏差.网络中各信号的复用技术采用正码速调整技术,上下路
2、十分不便.SONET/SDH基于同步传输,各个网络元素的时钟都跟踪到网络的主时钟.美国实现SONET时采用了一个中央时钟源,叫做Stratum 3.Stratum时钟要求的准确度为,8.2 有关的标准,有关的标准来自ANSI,ITU-T,Bellcore.,8.3 典型的SONET/SDH拓扑,图8.1给出了一个SONET/SDH的典型拓扑.图8.2给出了SONET/SDH拓扑结构和多路复用的另一个例子.STS:synchronous transmission signal STS-1=51.84Mbit/sOC:optical carrierSTM:synchronous transmiss
3、ion module STM-1=155.520Mbit/s,图8.3是SONET/SDH配置的一个简化图.SONET/SDH网络中有三类接点设备,分别对应不同层的设备.,SONET/SDH的层SONET/SDH在通信中相当于物理层,如ATM被指定运行在SONET/SDH之上,图8.4.,在物理层的各个子层中,有明显不同的意义.路径端接设备是一个终端或复用器,它负责将用户有效负载映射成标准格式;线路端接设备并不是一个集线器,它为路径端接设备提供如端接、同步、自动保护倒换这样的服务，它并不扩展到CPE，而只运行于网络单元之间。段端接设备是一种再生器，它也执行类似于HDLC类协议的功能：帧校准、加
4、密、差错监控等，并负责信号的再生和接收。段端接设备也可以是线路端接设备的一部分。,在图8.5中表示了SONET/SDH与ATM层之间的关系.,8.4.1 自动保护倒换(APS),SONET/SDH的一个非常强大的功能为提供APS,这一功能使网络能够对光纤线路或接口的故障产生响应,切换到替换设备,图8.6.可以以1:1或1:n的方式提供APS.在1:1的情况下,可以有1:1或1+1 两种不同的处理方式.,8.4.2 SDH多路复用结构,图8.7给出了ITU-T的SDH多路复用结构的一个例子.在最低的一级,容器(C)被输入到虚容器(VC),这一功能的用途是产生统一的VC有效负载包络.VC和网络的时
5、钟是同步的,从而可以对有效负载通过指针进行准确定位.,8.4.3 有效负载和包络,SONET/SDH可以支持各种各样的有效负载,在表8.4中总结了一些典型有效负载.表8.5中给出了OC,STS和SDH各级之间的关系.,SONET的基本传输单元是STS-1,而SDH是从STS-3或STM-1级开始.,有效负载被描绘为一个2维图形,图8.8.,在图8.9中给出了SONET STS-1的包络.SDH的STM-1包络类似.,8.4.4 有效负载指针,SONET/SDH采用一个指针的新概念来解决网络中的计时偏差问题.指针的用途是使有效负载在包络内“浮动”,图8.11.如图所示，一个SPE可占用不止一个帧
6、.指针是一个偏移值,它指示有效负载第一个字节的相对位置.在网络上传输期间,如果出现了计时偏差,则只需将指针增加或减少,就可以补偿这一偏差.,8.4.5 有效负载映射实例,SONET/SDH支持虚支路（VT）或虚容器（VC）的概念,前者用于SONET后者用于SDH,图8.12给出了51.84Mbit/s的OC-1有效负载可支持的主要VT类型.,通过使用指针和偏移值,象DS1,DS3,E1这样的VT/VC可以在SONET/SDH包络中载送.VT/VC用来支持速率较低的子STS-1信号,为了能支持各种各样的VT/VC混频,STS-1 SPE可分为7个组,如图8.13.,一个VT组可包含1个VT6,2
7、个VT3,3个VT2或4个VT1.5.图8.14说明了虚支路和虚容器的概念.,在图8.15中给出了VT1.5的包络.可以采用两种方法将VT有效负载映射到帧中,一种称为浮动模式,另一种称为锁定模式.,8.4.6 映射和多路复用操作,这里将进一步讨论SONET/SDH映射和多路复用.图8.16给出了多路复用4个DS1到VT1.5组.,图8.17中将3个E1复接成6.912Mbit/s(TUG-2).,在图8.18中,说明了(a)如何将28个DS1信号映射到STS-1有效负载;(b)如何将一个DS3传输映射成一个STS-1负载.,8.4.7 差错检验、诊断和恢复,SONET/SDH的一个主要优点在于
8、其强大的网络管理属性.图8.19中将SONET/SDH和PDH在下面5个方面做了比较:故障识别、路由选择、路由实现、连续性测试、许可和传输.,8.4.8 控制头部和字段,在图8.20中总结了SONET/SDH的开销.,在图8.21中,表示了段开销;,A1A2字节用于帧同步,以16进制表示为F628.C1字节用于识别STS-1.B1字节为位交叉奇偶(BIP-8)码.E1字节为一个语音通道,用于维护终端、集线器和再生器之间的通信.F1字节专供网络经营商使用.D1D2D3字节为数据通信信道,用于信令控制、管理告警以及其它OAM操作.,在图8.22中,表示了线路开销;,线路开销的第一行为指针处理.头两
9、个字节(H1,H2)为指针,表示SPE第一个字节与指针间以字节为单位的偏移量.指针动作(H3)字节用于调整SPE频率.B2字节为位交叉奇偶(BIP-8)码.K1K2为自动保护倒换字节.D4-12为数据通信信道.,在图8.23中,表示了路径开销.路径开销一直保留在有效负载中,直到有效负载最终在终端处被多路分解.,8.5 SONET/SDH设备,图8.24中展示了SONET/SDH网络的主要设备.,终端复用器(TM)将输入的T1,E1以及其它信号包封成供网络使用的STS有效负载,它由控制器,转发器,时隙交换器等组成.ADM取代了DS1交叉连接中使用的传统的背靠背M13设备.ADM能够端接OC-N信
10、号和传统的电信号.随着技术的成熟,ADM将成为协议转换器.,ADM环有不同的结构,图8.24给出了一种最简单的情况,称为单向自愈环(USHR).图8.25表示了ADM环的操作.,在图8.26中表示了故障恢复操作.,数字交叉连接系统(DCS)对VT/VC进行交叉连接,主要工作是处理某些传输和路径开销,并把各种支路映射到其它支路.DCS的其它工作是:故障隔离、环回测试、诊断请求等.DCS的分类为:DCS0/1,DCS1/4,DCS4/4等等.,在图8.27中,两个环通过DCS互连;,图8.28是另外一种通过ADM互连方式.,图8.29中解释了SONET/SDH是如何被应用的.,8.6 SONET/SDH其它需要注意的方面,8.6.1 运行、管理和维护(OAM)操作 运行、管理和维护(OAM)操作同SONET/SDH的分级、层次性设计有关.图8.30给出了相应的OAM操作的5级.,8.6.2 SONET/SDH的发展前景,SONET/SDH当然取代PDH系统,并且是目前主要的传输体统体系.未来可能有WDM+IP的模式.,8.7 SONET/SDH工作表,
