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1、jjyang 2006秋冬,1,第七章 光同步数字传输网,7.1 传送网技术基础7.2 同步数字传送网技术SDH PDH的缺陷 SDH的基本概念与特征 SDH的速率 SDH帧结构 SDH的复用原理 SDH的传输设备 SDH的拓扑结构 SDH的应用,jjyang 2006秋冬,2,7.1 传送网技术基础,传送网包括：传输媒体、传输系统和传输节点设备传输媒体 提供传递信号的通道，包括：有线：电缆、光纤无线：微波、通信卫星 传输系统 传输系统主要包括发送、接收设备 实现将基带信号转换成线路码，信号的复/分解 常用的复用有：FDM、TDM和CDM传输节点设备，包括:配线架 电分插复用器（ADM)、电交
2、叉连接设备(DXC)光分插复用器（OADM)、光交叉连接设备(OXC),jjyang 2006秋冬,3,7.2 同步数字传送网技术SDH,SDH：Synchronous Digital Hierarchy一种当今世界电信网普遍采用的传送网技术由于PDH的缺陷，促使了SDH的产生与发展,jjyang 2006秋冬,4,PDH的缺陷,标准不统一，彼此互不兼容，不能互通 北美标准：1.5Mbit/s6.3Mbit/s45Mbit/sN*45Mbit/s 日本标准：1.5Mbit/s6.3Mbit/s32Mbit/s100Mbit/s400Mbit/s 欧洲标准：2Mbit/s8Mbit/s34Mbi
3、t/s140Mbit/s没有世界性的标准光接口规范 互通必须转换成标准G.703接口，无法在光路上直接通信。,jjyang 2006秋冬,5,PDH的缺陷,同步复杂，上下电路困难低速信号（一次群）采用同步复用，高速信号（高次群）采用异步复用（插入比特）。此方式造成上下电路必须一步一步复用或解复用，硬件设备多，费用高。OAM比特缺乏，主要依靠人工完成难以支持新一代网络。点对点通信，不灵活使数字通道设备利用率低。无法提供最佳路由选择。,jjyang 2006秋冬,6,SDH的基本概念,SDH是一套可以进行同步信息传输、复用分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级体系SDH网由复用器、数字交叉连接设
4、备等组成。SDH主要功能是对PDH信号（2Mbps，34Mbps，140Mbps）进行同步数字传输、复用、交叉连接和交换,jjyang 2006秋冬,7,SDH的信息结构等级与速率,信息结构等级也称之为同步传送模块STM-N(N1，4，16，64）不同的结构等级对应不同的速率STM-1：155.520Mbit/sSTM-4：622.080Mbit/sSTM-16：2488.320Mbit/s（2.5Gbit/s）STM-64：9953Mbit/s（10Gbit/s）,jjyang 2006秋冬,8,SDH的特点与优势,标准统一提供全球统一的信息等级体系STM-N与PDH兼容（不同等级的PDH可
5、接入SDH)统一的光接口，能在光路上实现互通一步复用功能（不同PDH等级可直接一次复用）支持组网，灵活SDH具有定时透明性相同业务提供者（网元）是同步的不同业务提供者之间是伪同步采用指针调整技术使得净负荷在不同业务之间传送不影响业务质量帧结构中有丰富的OAM（占5%），网管功能强大,jjyang 2006秋冬,9,SDH与PDH信号分、插比较,PDH信号的分插分离：逐级解复用插入：逐级复用,光/电,电/光,jjyang 2006秋冬,10,SDH与PDH信号分、插比较,SDH信号的分插分、插一步完成,SDH分插复用器（ADM）,2Mbit/s,155Mbit/s,155Mbit/s,线路,支路
6、,jjyang 2006秋冬,11,SDH帧格式,SDH的帧格式由ITU-T建议G.709规定是一种矩形块状 STM-N帧结构帧组成：270n列和9行字节帧时长：125us，8000帧/sSTM-1一帧位数：270198=19440STM-1的速率：194408000155.52（Mbps）,SOH,AU PTR,SOH,STM-N净负荷（含POH）,1,4,5,9,传输方向,9*N,261*N,270*N,9*270*N字节,jjyang 2006秋冬,12,SDH帧格式,段开销（SOHSection OverHead）属附加字节，起维护和管理作用主要有误码监视、帧定位、数据通信、公务通信和
7、自动保护倒换字节等功能开销为89=72字节=576bit。信息净负荷（Payload）区域用于电信业务的部分。共2619=2349字节包括各支路信息及少量通道监视、管理等信息管理单元指针（AU PTRAdministration Unit Pointer）区域指示符，表示净负荷的第一字节在STM-N帧中的位置完成复用同步和帧定位功能，便于提取各支路信息对STM-1来说有9个字节。,jjyang 2006秋冬,13,SDH基本复用原理基本概念,标准容器C用于传递同步信号的一种信息结构主要完成速率调整等适配功能需要传送的电路层信号在容器中经过码速调整后变换为同步信号经过容器后信号的速率将会变化G.
8、707建议中定入了5种标准容器,jjyang 2006秋冬,14,SDH基本复用原理基本概念,虚容器VC支持通道层连接的一种信息结构由C+POH组成VC在SDH传送中保持完整不变（独立的信息单元）VC可以在通道的任何一点取（分）或插入，以便同步复用、交叉连接处理支路单元TU（Tributary Unit）一种为低阶通道层和高阶通道层提供适配功能的信息结构由低阶VC加TU指针组成一个或多个TU经直接复用组成TUG（支路群）,jjyang 2006秋冬,15,SDH基本复用原理基本概念,管理单元AU（Administration Unit）和管理单元组AUG（Administration Unit
9、）AU对高阶VC和复接段层进行适配由高阶VC加上AU指针构成AU经AUG复接后成 为STM-1帧结构的组成部分AUG本身又可以复接成高阶同步传递模块。,jjyang 2006秋冬,16,SDH基本复用原理映射结构,STM-N,AUG,VC-4,AU-4,AU-3,VC-3,TUG-3,TUG-2,TU-2,TU-12,VC-2,VC-12,C-2,C-12,C-4,C-3,C-11,TU-11,VC-11,3,TU-3,VC-3,139264Kbit/s,44736Kbit/s,6312Kbit/s,34368Kbit/s,2048Kbit/s,1544Kbit/s,指针处理,复用,定位校准,
10、映射,N,1,3,1,7,7,1,3,4,低阶通道层,电路层,149760Kbit/s,高阶通道层,复接层,为了最大限度兼容欧标和美标的PDH SDH牺牲了对欧标二次群8Mb/s的兼容,jjyang 2006秋冬,17,美国SDH复用与映射结构,STM-N,TUG-2,VC-11,C-11,VC-2,C-3,C-2,44736kbit/s,6312kbit/s,1544kbit/s,N,3,7,4,映射,指针处理,定位校准,复用,VC3,AUG,SDH信号,PDH信号,美国标准：47 3 结构,jjyang 2006秋冬,18,欧标SDH复用与映射结构,STM-N,VC-4,TUG-2,VC-
11、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,AUG,SDH信号,PDH信号,中国的SDH采用欧洲标准：3 7 3结构,jjyang 2006秋冬,19,SDH的映射与复用过程描述,将各支路PDH码流送入标准容器C将C适配成VC对于高阶VC直接进入AU（高阶VC：VC-3，VC-4）对于低阶VC:先进入TU（VCTUOTR指针）一个或多个TU组合成TUG（支路单元群）TUG+POH形成高阶VC高阶VC再进入AU（管理单元）一个或多个相同的AU组成AUG（管理单元群）A
12、UG+SOH形成最后的STM-N帧结构,jjyang 2006秋冬,20,SDH的映射与复用进一步讨论,以欧标SDH的STM-1为例（155Mb/s）最多容纳63个2Mb/s，（占用63个VC12，编号163）或3个34Mb/s，（占用3个VC3，编号13）或1个140Mb/s，（占用1个VC4，编号1）实际应用中一个2M只占用一个VC12，如无其他2M的插入，该2M也会占用一个TUG3，此时：最多还可承载2个C3（34M）信号，而不能承载C4信号有20个VC12被浪费掉！可知：SDH的静态映射必然造成资源浪费,jjyang 2006秋冬,21,SDH的映射与复用示例一,C-4,C-4,C-4
13、,VC-4 POH,VC-4,149.760Mbit/s,139.264Mbit/s,VC-4,AU-4 PTR,AU-4,VC-4,VC POH,AUG,AUG,AUG,SOH,STM-N,150.336Mbit/s,150.912Mbit/s,150.912Mbit/s,N*155.520Mbit/s,jjyang 2006秋冬,22,SDH的映射与复用示例二由63个PCM一次群复用为STM-1,2.048Mbps,C-12,VC-12,TU-12,TUG-2,TUG-3,VC-4,AU-4,AUG,STM-1,调速,POH,PTR,复接,复接,复接POH,PTR,SOH,3,7,3,1,
14、2.224Mbps,2.240Mbps,2.304Mbps,6.912Mbps,48.384Mbps,150.3Mbps,150.9Mbps,150.9Mbps,155.52Mbps,jjyang 2006秋冬,23,SDH传输设备,传输设备分为：SDH终端复用设备（TM，Terminal Multiplexing）SDH分插复用设备（ADM)数字交叉设备（DXC)SDH再生设备（REG，Regenerator）,jjyang 2006秋冬,24,SDH终端复用设备TM,用于SDH链路的终端部分具有复用、解复用和保护功能，提供网管接口在线路侧，将STM-N光信号转换成电信号在支路侧，将PDH各
15、级速率支路信号映射复用进入STM帧中，也可将SDH低次群复用进入高次群，或完成相逆功能,STM-1终端复用器,电源,公务,告警,TMN接口,1.5,Mbit/s,155 Mbit/s,34,45,140,155,6,2,jjyang 2006秋冬,25,SDH终端复用设备TM,STM-1TM,632Mbps 或,140Mbps,STM-1 TM设备,155.52Mbps,STM-4TM,n2Mbps,140Mbps,STM-4 TM设备,622Mbps,155Mbps,STM-16TM,n2Mbps,140Mbps,STM-16 TM设备,2.5Gbps,155Mbps,622Mbps,jjy
16、ang 2006秋冬,26,SDH分插复用设备（ADM）,SDH的ADM设备串接在SDH链路中从过路的SDH信号中，分插沿途局所需支路信号复用、解复用、保护、网管，还有DXC功能ADM有两个线路侧和支路侧每个线路侧接一对光纤，用于传输主干复用信号支路侧用于沿途上下PDH或SDH支路信号,STM-1分插复用器,电源,公务,告警,TMN接口,1.5,Mbit/s,155 Mbit/s,34,45,140,155,6,2,155 Mbit/s,jjyang 2006秋冬,27,SDH分插复用设备(ADM),STM-1TM,STM-1 ADM设备,155Mbps,155.Mbps,140Mbps,2M
17、bps,STM-4TM,STM-4 ADM设备,622Mbps,140Mbps,2Mbps,622Mbps,155Mbps,STM-16TM,STM-16 ADM设备,2.5Gbps,140Mbps,2Mbps,2.5Gbps,155Mbps,622Mbps,jjyang 2006秋冬,28,数字交叉连接设备（DXC）,DXC可看成计算机软件（网管软件）控制的数字配线架复用、解复用对SDH信号进行调度和中转类似铁路上的货车中转站可对整列货车货物进行中转也可将来自各自方向的货物分解重组，再按需方向转发,jjyang 2006秋冬,29,数字交叉连接设备（DXC）,DXC分类与表示方法按最高进出线
18、速率和最低交叉速率分类表示为：DXC 最高进出线速率/最低交叉速率为表示方便，用数字表示速率0：表示64kbps1：表示2Mbps2：表示34Mbps4：表示155Mbps5：表示622Mbps6：表示2.5Gbps例如DXC 1/0表示：最高进出线速率2Mbps，最低交叉速率64kbps,jjyang 2006秋冬,30,数字交叉连接设备（DXC）,DXC1/0最高进出线速率2Mbps，最低交叉速率64kbps即对2Mbps数据流中的各64kps时隙进行调配线DXC4/1最高进出线速率155Mbps，最低交叉速率2Mbps即对STM-1数据帧中的各VC-12通道进行调配线,DXC1/0,n2
19、Mbps,n2Mbps,进出线速率2Mbps交叉速率64kbps,DXC4/1,n155Mbps,n155Mbps,进出线速率155Mbps交叉速率2Mbps,jjyang 2006秋冬,31,SDH的组网,组网设备包括：SDH终端复用设备TMSDH分插复用设备ADM数字交叉连接设备DXC拓扑结构：点到点链形星形（枢纽形）环型（最重要的结构，用得最多）,jjyang 2006秋冬,32,SDH的组网拓扑结构,点到点的结构,STM-1终端复用器,STM-1终端复用器,点到点,155,Mbit/s,支路信号,支路信号,jjyang 2006秋冬,33,SDH的组网拓扑结构,链形结构,STM-1终端
20、复用器,STM-1终端复用器,155,Mbit/s,支路信号,STM-1分插复用器,支路信号,155,Mbit/s,jjyang 2006秋冬,34,SDH的组网拓扑结构,星形（枢纽形）结构,STM-1终端复用器,155,Mbit/s,支路信号,155,Mbit/s,STM-1终端复用器,STM-1终端复用器,STM-1终端复用器,155,Mbit/s,155,Mbit/s,枢纽点,STM-1终端复用器,jjyang 2006秋冬,35,SDH的组网拓扑结构,环型结构,155,Mbit/s,支路信号,155,Mbit/s,STM-1分插复用器,155,Mbit/s,155,Mbit/s,支路信
21、号,STM-1分插复用器,STM-1分插复用器,STM-1分插复用器,DXC,jjyang 2006秋冬,36,SDH的组网拓扑结构,环相切结构,ADM,ADM,ADM,ADM,ADM,ADM,ADM,ADM,ADM,ADM,ADM,MADM,ADM,ADM,ADM,环2,环2,环1,环1,情况1,情况2,jjyang 2006秋冬,37,SDH的组网拓扑结构,环相切结构的特点两环的速率可以相同也可不同环互连情况1通过两环的ADM支路跨接情况2相切点由一台多系统ADM实现，直接通过内部的交叉矩阵实现互连跨环业务速率最大不超过速率较低的环速率以欧标为例，最小不低于2Mbps,jjyang 200
22、6秋冬,38,SDH自愈环形网,自愈网概念：无需人工干预，故障时网络自动恢复自愈环形网：SDH网络节点（ADM或DXC）连接成一个环型双向光纤环自愈环形网的自动倒换功能自愈环分为两种结构：通道倒换环复用段倒换环（也称线路倒换环）倒换的目的是自动保护和快速恢复承载业务能力,jjyang 2006秋冬,39,典型SDH自愈环结构,二纤单向通道倒换环两个方向相反的单向环（顺时针S1，逆时针P1)S1光纤环传送业务P1光纤环用作保护（但与S1同时收发相同数据）收发原理发端（图中A）将支路信号同时送入S1和P1光纤环收端（图中C）同时收到两个支路信号收端根据通道质量优劣决定选择哪个通道信号通常选择主业务
23、通道S1光纤环信号,CA,jjyang 2006秋冬,40,典型SDH自愈环结构,二纤单向通道倒换环倒换原理假设BC之间的两根光纤同时被切断则S1上AC信号丢失根据通道优先原则，C节点将接收开关倒换到P1光纤上当故障排除后，倒换开关恢复到原位,AC,jjyang 2006秋冬,41,典型SDH自愈环结构,二纤单向复用段倒换环两个方向相反的单向环（顺时针S1，逆时针P1)S1光纤环传送业务P1光纤环用作备份（正常情况下空闲）每个节点在支路信号分插前有一个保护开关正常情况下，信号只从S1光纤上传送S1故障时，自动倒换到P1上,jjyang 2006秋冬,42,典型SDH自愈环结构,二纤单向复用段倒换环两个方向相反的单向环（顺时针S1，逆时针P1)假设BC之间的两根光纤同时被切断则S1上AC信号丢失B和C节点的保护开关自动执行环回AC信号在B点从S1环回到P1，最后到达C节点,CA,P1,S1,AC,CA,AC,A,B,C,D,环回倒换,jjyang 2006秋冬,43,SDH自愈环优缺点,优势双环结构，主备搭配故障自动恢复，不需人工干预服务质量具有保证缺陷虽是双环，但只有一个环能够有效利用资源浪费大，利用率较低,
