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1-SDH基础理论

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1SDH原理与技术-201页PPT精品文档

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图2.9 BIP-8 奇偶校验运算方法
24
再生段误码监测方法
n帧
A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0 B1
发送端将扰码后的当前帧所有 比特进行 BIP-8 计算，结果置于下 一帧B1中。
SM
TR
同步复用器
图2.1 NNI 的位置示意图
15
在电信网中，规范一个统一的NNI标准的基本出发点是： 1.不受限于特定的传输媒质； 2.不受限于网络节点所完成的功能； 3.不受限于对局间或局内通信的应用场合。 因此NNI的标准化不仅可以使3种地区性的PDH系列在SDH 网中实现统一，而且在建设SDH网和开发应用新设备时，可使 网络节点设备功能模块化、系列化，并能根据电信网络中心 规模和功能要求灵活地进行网络配置，从而使SDH网络结构更 加简单、高效和灵活，并在将来需要扩展时具有很强的适应 能力。 同步数字系列的NNI的基本特征：具有国际标准化的接口 速率和信号的帧结构。
抽样
量化
64kbit/s 编码 数字信号 时分
抽样 量化 编码
用户电路
同步
PCM 30/32 时隙 复用
2M入1 2M入n 2M出1
抽样 量化 编码
交换 信令
2M出n
︷8 bit
32 时隙（ 125μ s）
2M
︸ ︸ 帧结构 TS0 TS1 TS2
TS15 TS16 TS17
TS31
同步码
1~15个话路
12
SDH 的缺点
1. 频带利用率不如 PDH 系统；
2M
2M 2M
8M
34M
140M
2/8
8/34
34/140
PDH 64个2M 140M
2M
光网络基础理论题库

光网络基础理论题库

43. TU-AIS 的含义：
A. VC-12 和 TU-12 指针全部为“1” B. 整个 STM-N 帧内除 STM-N RSOH 外全部为“1” C. 整个 STM-N 帧内除 STM-N RSOH 和 MSOH 外全部为“1” D. TU 指针为全 1 正确答案：A 答案解析：无
44. MS-AIS 的含义：
A. MS-REI B. MS-RDI C. HP-REI D. HP-RDI 正确答案：D 答案解析：无
36. 设备能根据 S1 字节来判断时钟信号的质量。S1 的值越（ ），表示相应的时钟质量越高。
A. 大 B. 小 正确答案：B 答案解析：无
37. V5 字节，其头两位用作误码监测，若监测出有误码块，则在本端性能事件中显示相应的误 块数，同时由 V5 的第三位回传发送端，发送端在相应低阶通道的性能事件（ 应的误块数。 ）中显示相
光网络基础理论题库
第 1页
/ 共 71页
光网络基础理论题库
说明： 1、试题的形式包括：单选、多选、判断与简答题，对于每道的分数与答 案将一并给出。 2、本题库属于一级题库。 3、分数标准：单选与判断每题 1 分；多选每题 2 分；简述 3-5 分；论述 题：10-25 分。
第1部分 SDH 原理
1.1 单项选择（每题 1 分）
光网络基础理论题库
第 9页
/ 共 71页
）个误码块。（1 分）
30. 对于 STM-N 信号，B2 一次最多可以监测到（
A. 1X24 B. 4X24 C. NX24 D. 12 正确答案：C 答案解析：无
31. V5 为通道状态和信号标记字节，其头两位 BIT 用作（ ）误码监测。（1 分）
A. BIP-24 B. BIP-16 C. BIP-8 D. BIP-2 正确答案：D 答案解析：无
1SDH原理

1SDH原理

1SDH原理一、填空1、 PDH采用的种复用技术是：正码速调整；SDH采用的复用技术是指针调整技术。

2、请写出PDH一次群到四次群的速率2M，8M，34M，140M，；分别可收容2M信号的个数是1X2M，4X2M，16X2M，64X2M 。

3、为了将各种PDH信号装入SDH帧结构净负荷中，需要经过映射、定位、和复用等三个步骤。

4、按功能分，SDH的四种网络单元是TM 、ADM 、DXC 和REG 。

5、SDH帧结构分为段开销、管理单元指针和净荷三部分。

3 个TU-12构成一TUG-2，7 个TUG-2构成一个TUG-3， 3 个TUG-3构成一个VC-4。

6、622M信号可以收容个64K PCM话路。

7、在VC4中的第40个VC12时隙，对应第#1 TUG3，第#7 TUG2，第#2 TU12。

8、SDH帧结构段开销和通道开销中有丰富的字节用作误码监视，其中 B1 用作再生段误码监视， B2 用作复用段误码监视， B3 用作高阶通道误码监视，V5字节的1、2比特用作低阶通道误码监视。

J1、J2字节用于：。

9、在SDH的SOH结构，E1、E2字节用于：；K1、K2字节用于：。

10、DCC的意思是，为再生段DCC，为复用段DCC。

11、写出中英文含义：PPI：；MST：；SEMF：；VC：；TIM：；AU-AIS：；FERF：；REI：；LOF：；TU-LOP：；SLM：；TU-LOM：；HPA：；OHA：；MSP：；12、在同步光通信中，目前最常用的光的波长有nm和nm两种。

13、在传输系统中，光接口线路码型为；电口2M口信号的码型是；34M口信号的码型是，负载阻抗是；140M电口信号的码型是，负载阻抗是；155M电口信号的码型是，负载阻抗是。

49、DXC4/1表示其接入速率最高等级是，交叉连接的最低速率等级是。

52、ES的含义是：当某1秒钟时间内出现1个或1个以上的误码时，就叫做一个误码秒。

53、SES的含义是，当某1秒钟时间内出现64个或64个以上的误码时，就叫做一个严重误码秒。

SDH基本原理9691368课件

SDH基本原理9691368课件


SDH框架ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ构和帧结构
框架结构
SDH框架由多个时隙组成，每个 时隙包含了用于传输和管理数据 的信息。
STM帧结构
STM帧由多个时隙组成，每个 STM帧包含了用于传输数据的信 息。
虚拟容器结构
SDH采用虚拟容器对不同速率的 数据进行封装和传输。
SDH帧同步和相关概念
1
帧同步
帧同步是保证SDH帧的传输和接收同步的关键技术，确保数据的准确性和顺序 性。
SDH网络中的设备通过时钟源之间的同步机制，实现整个网络的钟间同步。
SDH业务接口及映射方式
双向业务接口
SDH提供双向业务接口，支 持同时发送和接收数据，提 供高效的双向通信能力。
业务映射
SDH网络将不同类型的业务 映射到不同的时隙中，实现 资源的灵活分配和管理。
SDH映射规则
SDH遵循特定的映射规则， 将不同速率的业务映射到标 准的SDH容器中。
SDH基本原理
本课件将介绍SDH的基本概念、网络结构、帧结构、通道化、传输机制以及 应用领域等方面的内容。
SDH基本概念和定义
什么是SDH
SDH是同步数字层次的传输 技术，用于在光纤传输系统 中高效地传输数据、语音和 视频等信息。
SDH的优势
SDH具有高带宽、可靠性强、 传输距离远、灵活性好等优 点，被广泛应用于通信网络 中。
2
同步路径
同步路径是指用于传输和接收时钟信号的路径，保持帧同步和时钟稳定。
3
时钟漂移
时钟漂移是指由于各个设备时钟的差异而导致的帧同步偏差，需要进行同步校正。
SDH通道化及相应的信令层次
通道化技术
SDH通过通道化技术将不同类型的信号进行分开传输，提高信号的可靠性和传输效率。
SDH基本原理技术交流(培训教材)

SDH基本原理技术交流(培训教材)

155.52Mbit/s STM-1 STM-1 STM-1
2010年 23日 2010年7月23日
物理链路(光纤)
F
第1行 第2行 第3行
F :帧标志 :代表字节
注:SDH信号帧的传输原则 SDH信号帧的传输原则 帧结构中的字节(8比特) 帧结构中的字节(8比特)从左 到右,从上到下地传送,传完一 行再传下一行,传完一帧再传下
同步传 输模块
X N STMSTM-N AUG
2010年 23日 2010年7月23日
管理 单元组
X 1
管理 单元
AUAU-4
高阶 虚容器
VCVC-4 X 3
支路 单元组
支路 单元
低阶 虚容器
容器
139.264Mbit/s
C-4 X 1 TUGTUG-3 X 7 TUGTUG-2 TUTU-3 VCVC-3 C-3
管理 单元
AUAU-4
高阶 虚容器
VCVC-4 X 3
支路 单元组
支路 单元
低阶 虚容器
容器
139.264Mbit/s
C-4 X 1 TUGTUG-3 X 7 TUTU-3 VCVC-3 C-3
44.736Mbit/s 34.368Mbit/s 6.312Mbit/s
X 3
AUAU-3
VCVC-3
X 7
含2M数量 2M数量 63 252 1008 4032
电路容量(CH) 电路容量(CH) 1890 7560 30240 120960
2, STM-N的帧结构 STM-
SDH 速率与帧结构
9*270*N列(字节)
2010年 23日 2010年7月23日
270*N列(字节)
1-SDH基本原理解析

1-SDH基本原理解析


28
2M复用步骤
1 125us 基帧 4 1 2M 速率 适配 加POH 监控 9 POH 1 4 1 一级指 针定位 9 1 4 1
C-12
VC-12
TU-12
接下页 9
• C-12——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。 • VC-12——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。 • TU-12——支路单元12；与VC-12相对应的标准信息结构 ，完成对VC-12的一级指针定位。
3
第1章 SDH概述
第2章 SDH信号帧结构和复用步骤 第3章 设备的逻辑功能块构成
4
SDH概述
• 内容
– SDH的定义
– 光传送网络的发展 – SDH的工作方式 – SDH的特点
• 目标
– 掌握SDH体制的整体概念
5
SDH的定义



SDH的基本概念
SDH：Synchronous Digital Hierarchy

SDH的定义
光传送网络的发展 SDH的工作方式



SDH的特点
13
第1章 SDH概述
第2章 SDH信号帧结构和复用步骤
第3章 设备的逻辑功能块构成
14
帧结构和复用步骤
• 内容：
–STM-N的帧结构和帧各部 分的作用 –PDH信号复用进STM-N帧 的方式
• 140M复用进STM-N帧 • 34M复用进STM-N帧 • 2M复用进STM-N帧
9 260 1 125us
P O H
1
1
VC-4
125us 261
转下页
SDH原理基础

SDH原理基础


SDH的速率等级
SDH具有一套标准化的信息结构等级， 称为同步传送模块STM-1、STM-4和STM-16， 并具有页（块）状帧结构。 STM:Synchronous Transport Module
STM-1 等级 速率（Mbit/s） 155.520 STM-4
622.080
STM-16
2488.320
网元类型
1、TM：Terminal Multiplexer
Multiplexer
终端复用器
2、ADM: 3、REG: Add Drop
分插复用器
Regenerator
再生中继器
4、DXC：Digital Cross Connect
数字交叉连接设备
TM终端复用器
OL CS
– 光接口
• 仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZ码， 采用世界统一的标准扰码。
STM-N帧结构
STM-N帧结构由三部分组成： 信息净负荷（Payload），含POH 管理单元指针（AU PTR） 段开销（SOH）---RSOH和MSOH
段开销（SOH）
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）
SDH的基本概念
SDH是一套数字传送结构； 通过物理传输网络传送经适配的业务信息（净负荷）； 被设计成多用途，允许传送各种类型的信号（包括 G.702规定的PDH信号在内）。 一种具有标准光接口的高速光纤系统 。 一种同步复用设备 。 一种由基本网元组成,可进行同步信息传输,复用,分插 和交叉连接的传送网 。
数字系列---异步数字系列PDH
主要特点： 由PCM发展而来，主要为话音设计不具备带宽及信息 的多样化服务能力。 点对点的连接，缺乏网络拓扑的灵活性 逐级复用/分用，上下电路困难，设备复杂而不灵活。 网管能力差。 PDH系统实际上是先有设备后有国际国际标准，即成 事实的两大体系三种标准造成不同设备之间的接口困难。 PDH体制只定义了标准的电接口无标准的光接口，使 得PDH光传输系统的兼容性差。
SDH基础理论讲义

SDH基础理论讲义


• C-3 • 34 / 45
• 9行 84列
• C-4 M• b/1s40 Mb/s • 9行 260列
•48.384 •149.760
•复用与映射(三）
•2、虚容器 VC
• 是用来支持SDH通道层连接的信息结构。
• VC 是由信息容器C加上通道开销POH构成。
• 国际规范了5种虚容器，我国使用其中的三种：
•SDH基本概念(四）
•2、SDH设备
• . 终端复用器 TM
• 在线形网的端站，把PDH / SDH 支路信号复用 成
•SDH线路信号，或反之。
•OAM
•线路信号
•TM
•STM-N
•PDH支路信号 SDH支路信 号
•SDH基本概念(五 ）
• . 分插复用器 ADM
• 设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。
)
• VC-4 (b)
•注：TUG3 = 7 TUG -2= 21 TU-12（21
）
• TUG3 = TU - 3（ VC-3 ）
VC12
•复用与映射(六）
•3、支路单元 T U
• 是在高阶VC与低阶VC之间进行适配的信息结构 。
• TU是由低阶VC加上支路单元指针TU PTR构成。
•种类
•构成
•ADM
•帧结构与段开销(一）
•9×270×N字节
•1
•SO
•3 H •4 •AU
•5 PTR
•STM-N 净负荷 • (含POH)
•SO
H
•9 •9×N
•261×N •270×N列
•SOH：段开销
•AU PTR：管理单元指针
•POH：通道开销
•传输方向
1_SDH原理

1_SDH原理

SDH原理分册目录出版说明 (1)读者对象 (1)如何阅读本课程 (1)课程说明 (3)课程简介 (3)课程结构 (3)课程目标 (4)参考资料 (4)SDH概述 (5)1.1 SDH产生的技术背景——为什么会产生SDH传输体制 (5)1.2 与PDH相比SDH有哪些优势 (8)1.3 SDH的缺陷所在 (11)小结 (12)习题 (13)SDH信号的帧结构和复用步骤 (14)2.1 SDH信号—STM-N的帧结构 (14)2.2 SDH的复用结构和步骤 (17)2.2.1 140Mbit/s复用进STM-N信号 (20)2.2.2 34Mbit/s复用进STM-N信号 (23)2.2.3 2Mbit/s复用进STM-N信号 (25)2.3 映射、定位和复用的概念 (29)小结 (33)习题 (33)开销和指针 (34)3.1开销 (34)3.1.1 段开销 (34)3.1.2 通道开销 (41)3.2指针 (45)3.2.1 管理单元指针（AU-PTR） (46)3.2.2 支路单元指针（TU-PTR） (49)小结 (50)习题 (50)SDH设备的逻辑组成 (51)4.1 SDH网络的常见网元 (51)4.2 SDH设备的逻辑功能块 (53)小结 (70)习题 (70)SDH网络结构和网络保护机理 (71)5.1 基本的网络拓扑结构 (71)5.2 链网和自愈环 (73)5.2.1 链形网 (73)5.2.2环网——自愈环 (75)5.3 复杂网络的拓扑结构及特点 (86)5.4 SDH网络的整体层次结构 (90)5.5 PDH向SDH过渡的策略 (91)小结 (92)习题 (92)光接口类型和参数 (93)6.1 光纤的种类 (93)6.2 光接口类型 (94)6.3 光接口参数 (94)6.3.1 光线路码型 (95)6.3.2 S点参数——光发送机参数 (95)6.3.3 R点参数——光接收机参数 (96)小结 (97)习题 (97)定时与同步 (98)7.1 同步方式 (98)7.2 主从同步网中从时钟的工作模式 (99)7.3 SDH的引入对网同步的要求 (100)7.4 SDH网的同步方式 (101)7.4.1 SDH网同步原则 (101)7.4.2 SDH网元时钟源的种类 (102)7.4.3 SDH网络常见的定时方式 (102)7.5 S1字节和SDH网络时钟保护倒换原理 (105)小结 (109)习题 (109)传输性能 (110)8.1 误码性能 (110)8.1.1 误码的产生和分布 (110)8.1.2 误码性能的度量 (111)8.1.3 数字段相关的误码指标 (112)8.1.4误码减少策略 (112)8.2 可用性参数 (113)8.3 抖动漂移性能 (113)8.3.1 抖动和漂移的产生机理 (113)8.3.2抖动性能规范 (114)8.3.3 抖动减少的策略 (115)小结 (116)习题 (116)附1-习题答案 (117)附2-专用词汇及缩略语 (119)出版说明您好，欢迎阅读本课程！随着华为技术有限公司的不断发展，其通信产品的应用也越来越广泛。

sdh的基本原理(一)

sdh的基本原理(一)

sdh的基本原理(一)sdh的基本原理分析1. 什么是sdh？SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一种以同步传输为基础的数字通信传输体系结构。

它利用光纤或微波链路传输数字信号，具有高带宽、低时延和强容错性等特点，被广泛应用于电信运营商的光纤传输网中。

2. sdh的结构以及工作原理SDH的结构SDH采用了一种分层的结构，根据传输需求将信号划分为不同的层次。

常用的层次有STM-1、STM-4、STM-16等，其中STM-1为最基本的层次。

SDH的基本结构如下所示：•首部：用于传输控制信息，包括传输路径标识、错误校验等。

•负载：承载传输的数据信息，可以是电话、数据或视频等。

•长度信息：用于标识数据帧的长度。

SDH的工作原理SDH基于同步传输的原理，其中有两个重要的概念：主时钟和从时钟。

主时钟是网络中的时间源，提供精确的时间参考信号。

所有设备都以主时钟为基准进行同步，保证数据的传输速率和时序一致。

从时钟是依赖于主时钟的设备，通过接收主时钟信号进行同步。

每个设备都有一个时钟恢复单元，用于接收、恢复和传播时钟信号。

SDH的传输过程如下所示：1.信号接收：将外部信号转换为电信号，并进行放大和滤波。

2.时钟恢复：利用时钟恢复单元接收主时钟信号，恢复时钟同步。

3.信号分析：对接收到的信号进行解析，提取出控制信息和数据负载。

4.错误校验和纠错：通过错误检测和纠错技术，确保数据的完整性和正确性。

5.信号调整：根据网络需求对信号进行调整，如增加虚拟通道和虚拟路径。

6.信号传输：将调整后的信号通过光纤或微波链路传输到目标设备。

7.信号恢复：在目标设备上，通过接收和恢复信号，还原原始数据。

8.数据处理：对还原的数据进行处理，如解码、解密等。

3. sdh的优势和应用SDH的优势•高可靠性：采用冗余传输和差错校验技术，保证数据传输的可靠性。

•高带宽：SDH提供高带宽的传输能力，满足大容量数据的传输需求。

SDH基础知识

SDH基础知识

SDH基础知识第⼀章SDH基础知识1、PDH的主要缺陷（1）国际上现有的PDH技术存在三⼤地区标准，这种局⾯造成了国际互通的困难（2）没有世界性标准的光接⼝规范（3）上/下⽀路困难（4）只能采⽤异步复接⽅式（5）⽹络管理能⼒不强2、SDH的特点（1）灵活的分插功能（2）SDH有强⼤的⽹络管理能⼒（3）强⼤的⾃愈能⼒（4）SDH有标准的光接⼝规范（5）SDH具有良好的兼容性3、SDH的速率等级SDH按⼀定的规律组成块状帧结构，称为同步传送模块（STM），它以与⽹络同步的速率串⾏传输。

同步数字体系中最基本的、也是最重要的模块信号是STM-1,其速率为155.520Mbit/s，更⾼等级的模块STM-N是N个基本模块信号STM-1按同步复⽤，经字节间插后形成的，其速率是STM-1的N倍，N取正整数1、4、16、64。

4、SDH帧结构STM-N帧结构由9⾏270N列（字节）组成，每字节8⽐特，每个字节速率为64kbit/s。

⼀帧的周期为125ūs，帧频为8kHz。

SDH帧由净负荷、管理单元指针、段开销3部分组成。

5、SDH段开销SDH段开销分为再⽣段开销（RSOH）和复⽤段开销（MSOH）。

其中再⽣段开销包括帧定位字节A1、A2、再⽣段踪迹字节J0、STM-1识别符C1、再⽣段误码监视字节B1、再⽣段公务通信字节E1、使⽤者通路字节F1、再⽣段数据通信通道字节D1、D2、D3。

复⽤段开销包括复⽤段误码监视字节B2、数据通信通道字节D4~D12、复⽤段公务通信字节E2、⾃动保护倒换（APS）通路字节K1、K2（b1~b5）、复⽤段远端缺陷指⽰（MS-RDI）字节K2（b6~b8）、同步状态：S1（b5~b8）、复⽤段远端差错指⽰（MS~REI）字节M1等字节。

SDH的SOH功能是⼗分完备的，根据实际情况对接⼝进⾏简化，省略⼀些⾮必须的⾃⼰可以降低设备的成本。

6、映射和复⽤过程将PDH信号和各种新业务装⼊SDH信号空间。

SDH基础理论(cl)

27
通道开销 (三）
二、低阶通道开销 VC-12 POH
1、位置与结构 、
V5 J2 N2 K4 VC-12 VC-12 VC-12 VC-12
500µs 复帧
28
通道开销 (四）
2、开销字节功能 、开销字节功能
• V5： 通道状态与信号标记， ： 通道状态与信号标记， b1b2：奇偶校验 BIP-2； ： ； b3：指示误码检测结果； ：指示误码检测结果； b4：远端失效指示； b4：远端失效指示； b5b6b7：信号标记，映射方式； ：信号标记，映射方式； b8：远端接收失效指示。 ：远端接收失效指示。 J2： 通道跟踪字节：使收、发正确对接； ： 通道跟踪字节：使收、发正确对接； N2：网络操作者字节； ：网络操作者字节； K4：通道自动保护倒换字节。 ：通道自动保护倒换字节。
传输方向
A U - P T R (管理单元指针)
T=125µs
9 列
֠ 国内使用字节
节 传输媒质指示字节 空格：国际使用字
21
帧结构与段开销( 帧结构与段开销(三）
开销字节功能 二、 SOH开销字节功能 开销
1. A1、A2： 帧定位字节 （F6 28 H）； 、 ）； 2. J0： 再生段跟踪字节，使收、发能正确对接； 再生段跟踪字节，使收、发能正确对接； 3. B1：再生段比特间插奇偶校验字节 再生段比特间插奇偶校验字节(BIP-8)； 再生段比特间插奇偶校验字节 ； 校验矩阵
SDH基础理论 SDH基础理论
1
引言：通信网、传输、SDH 引言：通信网、传输、
1.通信网的结构 1.通信网的结构 2.SDH在通信网中的位置 2.SDH在通信网中的位置 3.其他传输技术：微波、卫星、裸光纤、电缆等 3.其他传输技术：微波、卫星、裸光纤、 其他传输技术

SDH基本原理和概念


TM
ADM
REG
DXC
1、终端复用器——TM 具有交叉复用功能
w
STM-N
TM
2M
（光接口）
STM-M 注：（M<N）
（支路接口）
34M
140M
TM
ADM
TM
TM在链形网中的应用
2、分插复用器——ADM 具有交叉复用ห้องสมุดไป่ตู้能
STM-N
w
（光接口）
2M
ADM
（支路接口）
34M 140M STM-M
e
STM-N
STM-1
例如：STM-1→STM-4。采用字节间插复用方式， 4xSTM-1→STM-4。
A1 A2 A3
B1 B2 B3
C1 C2 C3
D1 D2 D3
A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2 A3 B3 C3 D3
Page 10
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：
140 OLT
34 8 140 34 8 2 2 8 8 34
140 34
140 OLT
2Mb/s
从高速信号插/分低速信号要一级一级进行， 层层的复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输。
欧 洲 系 列
日 本 系 列 1.6Gbit/s × 4 400Mbit/s × 4 100Mbit/s × 3 32Mbit/s × 5 6.3Mbit/s × 4 1.5Mbit/s
打包 打包 传输
信息包
STM-N
SDH传输 网络
传输
STM-N
卸货
信息包 拆包
PDH、ATM FDDI等信号

SDH基本原理

第1章SDH基本原理1.1 通信网简介1.1.1 通信网的概念与分类通信网的划分方法很多按照所能实现的业务种类不同通信网可以划分为电话通信网计算机通信网数据通信网广播电视网以及综合业务数字网按照网络所服务的范围不同通信网可以划分为本地网长途网及国际网按照传输介质不同通信网可以划分为微波通信网光纤通信网及无线通信网等按照拓扑结构形式不同通信网可以划分为线形环形星形网形和复合形五种基本结构形式1.1.2 通信网的基本要素通信网的基本构成要素是终端设备传输链路转接交换设备及接入部分1.1.3 通信网的发展方向现代通信网正在加速采用以计算机为基础的各种智能终端技术和数据库技术向着数字化综合化宽带化智能化和个人化方向发展1.2 PCM30/32系统介绍1.2.1 多路复用技术多路复用技术作为提高线路利用率的主要手段目前主要包括频分复用FDM时分复用TDM和码分复用CDM频分复用系统中每路终端信号占用不同的频率段时分复用系统中每路终端信号占用不同的时间段码分复用系统中每路终端信号使用不同的随机码序列1.2.2 语音信号的数字化对于时间上连续的模拟语音信号要实现时分复用就要先将模拟信号转换为时间上离散的信号即模拟信号数字化PCM Pulse Code Modulation脉冲编码调制是一种常用的模拟信号数字化技术如图1-1所示接收端数模转换发送端(模数转换信 道模拟信号图1-1 PCM 系统的方框图 如图1-1所示PCM通信系统由三部分组成1发送端包括低通滤波抽样量化和编码即模数变换2信道部分包括传输线路和再生中继3接收端包括信号再生和数模变换而数模变换又包括解码和低通滤波PCM 基本单元完成的信号处理过程如下 1抽样所谓抽样就是每隔一定的时间间隔T抽取模拟信号的一个瞬时浮动值抽样值抽样后所得的一系列在时间上离散的抽样值称为抽样值序列根据奈奎斯特抽样定理只要抽样脉冲的时间间隔T 1/2f m 即抽样频率f s 2f m f m 是模拟信号的最高频率则抽样后的样值序列可以不失真地还原成原来的模拟信号2量化量化是将幅度连续的抽样值通过相应的办法变换为幅度离散的样值序列这样就能用有限位的二进制数字来表示信号的幅度 3编码和解码编码是将抽样并量化后的信号幅度值变换成一组二进制码元解码是将一组二进制码元还原成相应信号幅度的量化值1.2.3 P CM30/32系统 根据ITU-T 建议话音信号300Hz 3400Hz 的抽样频率为8kHz 抽样值量化级数为256抽样值编码位数为8所以单路话音PCM 信号的传输速率为88k=64kbit/s对于PCM 基群一次群目前国际上有两种复用制式30/32路帧结构和24路帧结构我国采用的是30/32路帧结构即每一帧占125µs 分为32个时隙但只传送30路话音信息一次复用后的基群复用速率为3264kbit/s=2048kbit/s=2.048Mbit/s 也就是我们常说的E1用它可组成高次群也可独立使用 1.3 光纤通信概述光纤即光导纤维的简称光纤通信是以光信号为载体光导纤维为传输介质的一种通信方式由于光纤通信具有传输频带宽通信容量大损耗低不受电磁干扰等一系列优点光纤通信技术近年来得到飞速发展1.3.1 光纤通信的三个低损耗窗口光波是人类最熟悉的电磁波其波长在微米级频率为1014Hz 1015Hz 数量级目前光纤通信使用的波长范围在近红外区即波长为0.8µm 1.8µm目前光纤通信所采用的三个实用的波长为0.8µm 1.31µm 和1.55µm 而0.8µm 1.31µm和1.55µm左右则是光纤通信中常用的三个低损耗窗口0.8µm短波长窗口是最早发现的因为首先研制成功的半导体激光器GaAlAs的发射波长刚好在这一区域随着对光纤损耗机理的深入研究人们发现在长波长1.31µm和1.55µm处光纤的传输损耗更小因此长波长光纤通信受到重视并得到非常迅速的发展1.3.2 光纤的结构目前通信用的光纤是用石英玻璃SiO 2制成的横截面很小的双层同心圆柱体未经涂覆和套塑时称为裸光纤如图1-3所示裸光纤由纤芯和包层组成折射率高的中心部分叫做纤芯其折射率为n1直径为2a折射率低的中心部分叫做包层其折射率为n2直径为2b根据在光纤中传输的光信号的波长和模式的不同a与b具有不同的值图1-3 裸光纤剖面结构示意图1.3.3 光纤的分类光纤可以根据构成光纤的材料成分制造方法传输模数横截面上的折射率分布以及工作波长进行分类对目前通信上所采用的石英系光纤常从以下两方面来分类1按照折射率分布不同来分1均匀光纤光纤纤芯的折射率n 1和包层的折射率n2都为常数且n1>n2在纤芯和包层的交界处折射率呈阶梯型变化这种光纤称为均匀光纤2非均匀光纤光纤纤芯的折射率n 1随着半径的增加而按一定规律减小到纤芯与包层交界处为包层的折射率n2这种光纤称为非均匀光纤2按照传输模式数量来分所谓模式实质上是电磁场的一种分布形式模式不同其电磁场的分布形式也不同根据光纤中传输模式数量来分可分为单模光纤和多模光纤1单模光纤SM单模光纤的纤芯直径很小约为4µm10µm理论上只传输一种模式由于单模光纤只传输主模从而完全避免了模式色散使得这种光纤的传输频带很宽传输容量很大适用于大容量长距离的光纤通信2多模光纤MM在一定的工作波长下当有多个模式在光纤中传输时则这种光纤称为多模光纤多模光纤的纤芯直径一般为50µm75µm包层直径为100µm200µm 这种光纤的传输性能较差带宽比较窄传输容量也比较小由于单模光纤具有带宽大易于升级扩容和成本低的优点国际上已一致认为同步光缆数字传输系统只使用单模光纤作为传输媒质在3个光传输窗口中850nm窗口只用于多模传输1310nm和1550nm两个窗口用于单模传输光信号在光纤中的传输距离要受到色散和损耗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从而降低信号质量当码间干扰使传输性能劣化到一定程度时传输系统将不能工作损耗使在光纤中传输的光信号强度随着传输距离的增加而逐渐下降当光功率下降到一定程度时传输系统也无法正常工作为了延长系统的传输距离人们主要在减小色散和损耗两方面入手1310nm光传输窗口称为零色散窗口光信号在此窗口的传输色散最小1550nm窗口称为最小损耗窗口光信号在此窗口的传输衰减最小ITU-T规定了三种常用光纤规范G.652G.653和G.654G.652光纤又称标准光纤其零色散波长在1310nm在波长为1550nm处衰减最小所以G.652光纤可以工作于1310nm和1550nm两个窗口G.653光纤又称色散位移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处位移至1550nm处成功实现了在1550nm处的低衰减和零色散这种光纤主要工作于1550nm窗口G.654光纤又称1550nm波长最低衰减光纤这种光纤的优点是在1550nm处的最低衰减为0.15Db/km其主要工作于1550nm窗口这种光纤因其制造困难价格昂贵主要应用于需要很长再生段传输距离的海底光纤通信1.4 同步数字体系SDH1.4.1 S DH简介SDH全称同步数字体系Synchronous Digital Hierarchy SDH规范了数字信号的帧结构复用方式传输速率等级等特性这种传输网易于扩展适于新电信业务的开展并且使不同厂家生产的设备互通成为可能这正是网络建设者长期以来追求的目标1.4.2 P DH的缺点和SDH的产生在SDH应用之前传输系统采用准同步数字体系PDH PDH采用比特填充和码位交织的方法将低速率等级的信号复合成高速信号它能够独立传送国内长途和市话网业务当网络需要扩容时只需增加新的PDH设备就行但是随着电信网的发展和用户要求的提高PDH逐渐暴露出其本身固有的缺点1只有地区性的数字信号速率和帧结构而不存在世界性的标准现在国际上通行的有三种信号速率等级即欧洲系列北美系列和日本系列欧洲使用2M体制北美和日本使用1.5M体制我国采用的是欧洲体制欧洲体制的速率标准是2Mbit/s E18Mbit/s E234Mbit/s E3140Mbit/s ET4北美体制的速率标准是1.5Mbit/s T1 6.3Mbit/s T245Mbit/s T3日本体制的速率标准是1.5Mbit/s 6.3Mbit/s32Mbit/s这三种通行的信号速率等级互不兼容造成了国际互通的困难2没有世界性的标准光接口规范各个厂家自行开发的专用光接口互不兼容限制了联网的灵活性也增加了网络的复杂性和运营成本3PDH是建立在点对点传输基础上的复用结构它只支持点对点传输组成一段一段PDH网络拓扑缺乏灵活性数字设备的利用率较低不能提供最佳的路由选择4传统PDH的运行管理和维护主要靠人工的数字信号交叉连接和停业务测试因PDH信号帧结构中未安排用于网络运行管理和维护的开销比特这种开销比特的缺乏使得难以建立集中式的传输网管难以满足用户对网络动态组网和新业务接入的要求5PDH的复用结构中除了像欧洲的2Mbit/s北美的1.5Mbit/s以及日本的1.5Mbit/s和6.3Mbit/s这几个低速率等级的信号采用同步复用外其他多数等级的信号采用的是异步复用也就是说靠塞入一些额外的比特使各支路信号和复用设备同步并复用成高速信号这种方式难以从高速信号中识别和提取低速支路信号为上下话路唯一的办法就是将整个高速线路信号一步步地解复用到所要取出的低速线路信号上下话路后再一步步地复用到高速线路信号进行传输例如从140Mbit/s码流中分出一个2Mbit/s的低速支路信号采用PDH 时光信号经光/电转换成电信号后需要经过140Mbit/s34Mbit/s140M解复用到34M34Mbit/s8Mbit/s和8Mbit/s2Mbit/s这三次解复用到2Mbit/s下话路再经过2Mbit/s 8Mbit/s2M复用到8M8Mbit/s34Mbit/s和34Mbit/s140Mbit/s三次复用到140Mbit/s 来进行传输参见图1-5可见PDH系统不仅复用结构复杂也缺乏灵活性硬件数量大上下业务费用高数字交叉连接功能的实现也十分复杂要想满足现代电信网络的发展需要和用户的业务需求在原有体制和技术框架内解决上述问题是事倍功半的最佳的解决途径就是从技术体制上进行根本的改革SDH作为一种结合高速大容量光传输技术和智能网络技术的新体制就在这种情况下诞生了1.4.3 S DH的优越性由于SDH是为克服PDH的缺点而产生的因此它是先有目标再定规范然后研制设备这个过程与PDH正好相反显然这就可能最大限度地以最理想的方式来定义符合未来电信网要求的系统和设备下列的SDH主要特点反映了这些要求1使北美日本和欧洲三个地区性的标准在STM-1及其以上等级获得了统一2统一的标准光接口能够在基本光缆段上实现横向兼容即允许不同厂家的设备在光路上互通满足多厂家环境的要求3SDH采用同步复用方式和灵活的复用映射结构各种不同等级的码流在帧结构净负荷内的排列是有规律的而净负荷与网络是同步的因而只需利用软件即可使高速信号一次直接分插出低速支路信号也就是所谓的一步解复用特性参照图1-5比较SDH和PDH 系统中分插信号的过程要从155Mbit/s码流中分出一个2Mbit/s的低速支路信号采用了SDH的分插复用器ADM后可以利用软件直接一次分出2Mbit/s的支路信号避免了对全部高速信号进行逐级分解后再重新复用的过程省去了全套背靠背的复用设备所以SDH 的上下业务十分容易网络结构和设备都大大简化而且数字交叉连接的实现也比较容易SDH 140/34Mbit/2Mbit/s(电信号34/140Mbit/s图1-5 SDH 与PDH 分插信号的比较 4SDH 采用大量的软件进行网络配置和控制使得配置更为灵活调度也更为方便 5SDH 帧结构中安排了丰富的开销比特这些开销比特大约占了整个信号的5%可利用软件对开销比特进行处理因而使网络的运行管理和维护能力都大大加强6SDH 网与现有网络能够完全兼容即SDH 兼容现有PDH 的各种速率使SDH 可以支持已经建起来的PDH 网络同时也有利于PDH 向SDH 顺利过渡同时SDH 网还能容纳像ATM 信元等各种新业务信号也就是说SDH 具有完全的后向兼容性和前向兼容性1.4.4 S DH 速率SDH 信号的速率等级表示为STM-N 其中N 是正整数目前SDH 只能支持一定的N 值即N 只能为1416和64其中最基本也是最重要的模块信号是STM-1其速率是155.520Mbit/s 更高等级的STM-N 信号是将基本模块信号STM-1经过字节间插后得出STM-4等级的速率为622.080Mbit/s STM-16等级的速率为2488.320Mbit/s STM-64等级的速率为9953.280Mbit/s1.4.5 S DH 帧结构SDH 帧结构如图1-6所示再生段开销RSOH管理单元指针AU PTR复用段开销MSOH270N 列行传输方向s13594图1-6 SDH帧结构SDH 以字节为单位进行传输它的帧结构是一种以字节结构为基础的矩形块状帧结构它由270N列和9行8bit字节组成SDH的矩形帧在光纤上传输时是逐行传输的在光发送端经并/串转换后逐行进行传输而在光接收端经串/并转换后还原成矩形块状进行处理在SDH 帧中字节的传输是从左到右按行进行的首先由图中左上角第一个字节开始从左向右按顺序传送传完一行再传下一行直至整个9270N 个字节都传送完再转入下一帧如此一帧一帧地传送每秒可传8000帧帧长恒定为125µs SDH的帧频为8000帧/秒这就是说信号帧中某一特定字节每秒被传送8000次那么该字节的比特速率是8000 8bit 64kbit/s也即是一路数字电话的传输速率以STM-1等级为例其速率为270每帧270列9共9行64kbit/s每个字节64kbit=155520kbit/s=155.520Mbit/s 从图1-6中看出STM-N 的帧结构由三部分组成段开销包括再生段开销RSOH 复用段开销MSOH 信息净负荷Payload和管理单元指针AU-PTR 1段开销SOH区域段开销是指STM-N帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传送所必需的附加字节主要用于网络的运行管理和维护SDH帧中的第1至第9N 列中第1至第3行和第5行至第9行分配给段开销段开销还可以进一步划分为再生段开销RSOH和复用段开销MSOH第1行至第3行分给RSOH 而第5行至第9行分给MSOH RSOH既可在再生器接入又可在终端设备接入而MSOH将透明地通过再生器只能在终端设备处终结2信息净负荷Payload区域信息净负荷区域是SDH帧结构中用于存放各种业务信息的地方横向第10N列至第270N列纵向第1至第9行都属于信息净负荷区域在这里面还含有通道开销字节POH 也作为净负荷的一部分并与之一齐在网络中传送主要用于通道性能的监视管理和控制3管理单元指针AU PTR区域AU PTR是一种指示符主要用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N内的准确位置以便在接收端正确地进行信息分解它位于STM-N帧结构中1至第9N列中的第四行采用指针方式是SDH的重要创新可使之在准同步环境中完成复用同步和STM-N信号的帧定位1.4.6 S DH 复用映射结构和复用映射过程ITU-T 规定了一套完整的复用结构如图1-7通过这些路线可将PDH 的3个系列的数字信号以多种方法复用成STM-N 信号我国为了使每种净负荷只有一条复用映射途径规定了一个较为简单的复用映射结构如图1-8它是标准复用映射结构的一个子集139264kbit/s 1544kbit/s 131343图1-7 ITU-T 规定的SDH 复用结构 1定位校准映射图1-8 我国规定的SDH 复用结构各种信号装入SDH 帧结构的净负荷区都需经过映射定位校准和复用三个步骤映射相当于一个对信号打包的过程它使不同的支路信号和相应的n 阶虚容器VC-n 同步定位校准即加入调整指针用来校正支路信号频差和实现相位对准复用即字节间插复用用于将多个低阶通道层信号适配进高阶通道或将多个高阶通道层信号适配进复用段层首先各种速率等级的数字流先进入相应的接口容器C 这些容器C 是一种用来装载各种速率业务信号的信息结构主要完成适配功能例如速率调整让那些最常使用的准同步数字体系信号能进入有限数目的标准容器完成象速率调整这样的适配功能例如对于各路来的2M 信号由于各路的时钟精度不同所以有的可能是2.0481Mbit/s 有的可能是2.0482Mbit/s 都将在C 里做容差调整适配成速率一致的标准信号目前有5种标准容器C-11C-12C-2C-3和C-4我国定义C-12对应速率是2.048Mbit/s C-3对应速率是34.368Mbit/s C-4对应速率是139.264Mbit/s由标准容器出来的数字流加上通道开销POH 后就构成了虚容器VC这一过程就是映射VC是SDH中最重要的一种信息结构主要支持通道层连接VC的包封速率是与网络同步的因而不同VC的包封是互相同步的而包封内部却允许装载各种不同容量的准同步支路信号除在VC的组合点和分解点即PDH网和SDH网的边界处外VC在SDH中传输时总是保持完整不变的所以VC可作为一个独立的实体在通道中任一点取出或插入可以进行同步复用和交叉连接处理十分灵活和方便VC可分为低阶虚容器和高阶虚容器两类这里VC-12和VC-3为低阶虚容器VC-4为高阶虚容器AU-3中的VC-3为高阶虚容器若通过TU-3把VC-3复用进VC-4则VC-3属于低阶虚容器由VC出来的数字流再按规定的路线进入管理单元AU或支路单元TU在SDH帧中VC-n是一个独立的整体传送过程中不能分割因此VC-n到TU-n和VC-n到AU-n的转换是一个速率适配的过程也就是复用结构中的定位校准过程AU是由高阶VC和AU-PTR组成其中AU-PTR用来指明高阶VC在STM-N帧内的位置因而允许高阶VC在STM-N帧内的位置是浮动的但AU-PTR本身在STM-N帧内位置是固定的一个或多个在STM-N帧内占有固定位置的AU组成管理单元组AUG它由3个AU-3或单个AU-4按字节间插方式组成TU是由低阶VC和TU PTR组成TU PTR用于指明低阶VC在帧结构中的位置一个或多个在高阶VC净负荷中占有固定位置的TU组成支路单元组TUG最后在N个AUG 的基础上再附加上段开销SOH便形成了最终的STM-N帧结构下面以2M支路信号的复用映射过程为例来详细说明标称速率为2.048Mbit/s的信号先进入C-12进行适配处理C-12加上POH映射后构成VC-12经过定位校准TU-12中PTR就指明VC-12相对TU-12的相位3个TU-12经过均匀的字节间插后复用成TUG-27个TUG-2同样经字节间插后复用成TUG-33个TUG-3再经字节间插并加上高阶POH后构成VC-4净负荷定位校准后加上PTR组成AU-4单个AU-4直接置入AUG最后N 个AUG通过字节间插附加上SOH就得到了STM-N信号1.5 SDH开销功能1.5.1 开销类型SDH帧结构中安排有两种不同的开销即段开销SOH和通道开销POH分别用于段层和通道层的维护即SDH系统的开销是分层使用的1SOHSOH包含有定帧信息用于维护和性能监视的信息以及其它操作功能SOH可以进一步划分为再生段开销RSOH和复用段开销MSOH其中RSOH既可以在再生器接入又可以在终端设备接入MSOH透明通过再生器只能终结在AUG的组合和分解点即终端设备处在SOH中第1至第3行分配给RSOH而第5至第9行分配给MSOH 2POHPOH可以分为两类低阶VC POH和高阶VC POH1低阶VC POH将低阶VC POH附加给C-1/C-2即可形成VC-1/VC-2其主要功能有VC通道功能监视传送维护信号以及告警状态指示等2高阶VC POH将VC-3 POH附加给C-3或者多个TUG-2的组合体便形成了VC-3而将VC-4 POH附加给C-4或者多个TUG-3的组合体便形成了VC-4高阶VC POH的主要功能是VC通道功能监视传送维护信号告警状态指示以及复用结构指示等1.5.2 段开销安排1段开销字节的位置各个SOH字节在STM-1帧中的安排如图1-9所示A1 A1 A1 A2 A2 A2 JOF1D3管理单元指针E2为与传输媒质有关的特征字节暂用为国内使用保留字节为不扰码国内使用字节所有未标记字节待将来国际标准确定与媒质有关的应用附加国内使用和其他用途图1-9 STM-1 SOH字节安排在SDH中STM-N帧的SOH字节也是由N个STM-1帧的SOH交错间插排列构成但构成时仅完整保留第一个STM-1的段开销其余N-1个STM-1帧的段开销仅保留帧定位字节A1A2和B2字节其它字节均略去一个段开销字节在STM-N帧中的位置可以用坐标矢量S a,b,c来表示其中a表示行数取值为1到3或5到9b表示复列数取值为1到9c表示复列数内的间插层数取值可为1到64该字节在STM-N帧中的实际行数列数与a b c间的关系如下行数= a列数= N b-1+ c2段开销功能1帧定位字节A1和A2SOH中的A1和A2字节可用来识别帧的起始位置A1和A2具有固定的二进制数值即A1为11110110A2为00101000当连续5帧以上收不到正确的A1A2字节即连续5帧以上无法区分出不同的帧那么接收端进入帧失步状态产生帧失步告警OOF若OOF持续了3ms则进入帧丢失状态设备产生帧丢失告警LOF插入告警指示信号AIS 整个业务中断在LOF状态下若收端又连续1ms以上处于定帧状态那么设备恢复到正常状态2再生段踪迹字节J0该字节用来重复发送段接入点标识符以便使段接收端能据此确认其与指定的发送端处于持续连接状态在同一个运营者的网络内该字节可为任意字符而在两个不同运营者的网络边界处要使设备收发两端的J0字节相互匹配通过J0字节可使运营者提前发现和解决故障缩短网络恢复时间J0字节还有一个用法在STM-N帧中每一个STM-1帧的J0字节定义为STM的标识符C1用来指示每个STM-1在STM-N中的位置即指示该STM-1是STM-N中的第几个STM-1间插层数和该C1在该STM-1帧中的第几列复列数3数据通信通路DCC D1D12SOH中的DCC用来构成SDH管理网SMN的传送链路在传统的准同步系统中尽管也有控制通路但都是专用的外界无法接入而DCC则是通用的嵌入在段开销中所有网络单元都具备便于构成统一的管理网也避免了为每个设备都配备专用的数据通讯链路其中D1D3字节称为再生段DCC用于再生段终端之间的OAM操作维护管理信息的传送速率为192kbit/s364kbit/s D4D12字节称为复用段DCC用于复用段终端之间的OAM信息的传送速率为576kbit/s964kbit/s上述总共768kbit/s数据通路为SDH网的管理和控制提供了强大的通讯基础结构例如SDH网络管理控制的一个重要目标是实现快速的分布式控制有了DCC通路后网络管理系统所算得的最佳路由表可以随时经DCC通路迅速传给网络单元4公务字节E1和E2这两个字节用来提供公务联络语音通路E1属于RSOH用于本地公务通路可以在再生器接入E2属于MSOH用于直达公务通路可以在复用段终端接入公务通路的速率为64kbit/s5使用者通路F1该字节保留为使用者通常指网络提供者专用主要为特定维护目的而提供临时的数据/语音通道连接6比特间插奇偶校验8位码BIP-8码B1B1字节8个比特用作再生段误码监视是使用偶校验的比特间插奇偶校验码BIP-8码对扰码后的前一个STM-N帧的所有比特进行计算结果置于扰码前的B1字节位置这种误码监视方式是SDH的特点之一它以比较简单的方式实现对再生段的误码自动监视但是对于在同一监视码组内恰好发生偶数个误码的情况这种方法无法检出但这种情况出现的概率很小因而总的误码检出概率还是很高的7比特间插奇偶校验N24位码BIP-N24位码B2B2字节用于复用段误码监视段开销中安排有3个B2字节共24比特作此用途B2字节是使用偶校验的比特间插奇偶校验N24位码其产生方式与BIP-8类似BIP-N 24码对前一个STM-N帧除SOH中的第1到第3行以外的所有字节进行计算结果置于扰码前的B2字节位置STM-N帧中有N3个B2字节每3个B2对应于一个STM-1帧的奇偶校验码SDH除在再生段和复用段中安排B1字节和B2字节用于误码监视外还在VC-3/VC-4高阶通道层POH中安排了1个B3字节做误码监视在VC-1/VC-2低阶通道层POH中安排了第1和第2比特做误码监视可以看出SDH在误码性能监视上是十分周到的每一层网络都有性能监视共分4个不同层次可以对小至一个再生段大至任意一个VC-1/VC-2通道进行误码监视8自动保护倒换APS通路K1和K2b1b5。

第一部分 SDH基础知识


×N
STM-N AUG
×1
AU-4 VC-4 C-4
140Mb/s
×３ ×3
AU-3 VC-3 TUG-3
×１ ×７
TU-3
VC-3 C-3
×７
TUG-2
45Mb/s 34Mb/s 6.3Mb/s 2Mb/s 1.5Mb/s
×1
TU-2 TU-12
VC-2 VC-12 VC-11
C-2
C-12 C-11
光纤损耗主要因素：
光纤质量 传输使用波长 光纤接头损耗 色散代价 光连接器损耗 线路自然损耗
W— y.z W： I - 代表局内通信(2km)； S - 代表短距离通信(20km)； L - 代表长距离通信(80km)；
例：
L-16.2：工作在G.652光纤的 1550nm波长区，传输速率为 2.5G的长距离光接口。 S-16.1：工作在G.652光纤的 1310nm波长区，传输速率为 2.5G的短距离光接口。
上等级获得了统一。数字信号在跨越国界通信时不再 需要转换成另一种标准，因而第一次真正实现了数字 传输体制上的世界性标准。 高度标准化的光接口：允许不同厂家设备在光路上对 接，满足多厂家环境 标准化网管功能：系统管理、配臵管理、故障管理、 性能管理、(维护管理)和安全管理六种功能 SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，这些开销比特大 约占了整个信号的5%，可利用软件对开销比特进行处 理，因而使网络的运行、管理和维护能力都大大加强 了。
输一种模式。由于单模光纤只传输主模，从而避免了模式色散， 使得这种光纤的传输频带很宽，传输容量很大，适用于大容量、 长距离的光纤通信。
标准常规光纤（G.652）：1310nm、1550nm 色散位移光纤（G.653）:1550nm 非零色散位移光纤（G.655）： 1550nm
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SDH与PDH的差异
名称
同步复 用方式 标准统 一性 监控维 护单元 兼容性
SDH
采用同步复用方式，可以在高速 率信号上直接分/插低速信号。 电、光接口采用世界性统一的标 准规范。 帧结构中安排了丰富的用于运行 维护功能的开销字节，使网络监 控大大加强。 很强的兼容性，SDH网络可以传 送PDH业务和ATM，FDDI等其他 体制的业务信号。
字节间插复用

字节间插复用：我们以一个例子来说明。有三个信号： 帧结构各为每帧3个字节，若将这三个信号通过字节间 插复用方式复用成信号D，那D就应该是这样一种帧结 构：帧中有9个字节，且这9个字节的排放次序如下图：
A A1 A2 A3 B B1 B2 B3 C C1 C2 C3
D A1 B1 C1 A2 B2 C2 A3 B3 C3
SDH的映射


在SDH中，映射的实质就是使支路信号与相应的虚容 器VC容量同步，以便使VC成为可独立进行传送、复用 和交叉连接的实体。 目前有3种5类不同的映射方式： 1.异步映射 2.字节同步映射 浮动模式字节同步映射 锁定模式字节同步映射 3.比特同步映射 浮动模式比特同步映射 锁定模式比特同步映射
SDH速率等级



SDH网络之中，从网元收集到需传送业 务之后，需要进行把多路信息源压缩成 一路信息的复用过程，此过程成为复用 过程。线路速率有： STM-1：155.520M STM-4：622.080M=4* STM-1 STM-16：2488.320M=4* STM-16 以及更高速率；
各段开销的功能

数据通信通路（DCC）字节：D1-D12

SDH的一大特点就是OAM功能的自动化程度很高，可通过网管终 端对网元进行命令的下发、数据的查询，完成PDH系统所无法完 成的业务实时调配、告警故障定位、性能在线测试等功能。其中 用于OAM功能的数据信息——下发的命令，查询上来的告警性能 数据等，是通过STM-N帧中的D1-D12字节传送的，由STM-N信 号在SDH网络上传输的。D1-D12字节提供了所有SDH网元都可 接入的通用数据通信通路，在网元之间传输操作、管理、维护 （OAM）信息，构成SDH管理网（SMN）的传送通路。 其中D1-D3为再生段DCC，用于再生段与终端之间的OAM信息交流， D4-D12为复用段DCC，用于复用段与终端交流OAM信息，速率为 9*64Kbit/s=576Kbit/s。
△ 为与传输媒质有关的特征字节（暂用）； × 为国内使用保留字节； * 为不扰码字节； 所有未标记字节待将来国际标准确定（与媒质有关的应用，附加国内使用和其他用途）。
SDH段开销

开销字节分类： 再生段开销：A1、A2、B1、E1、F1、D1---D3、J0；
复用段开销：B2、M1、E2、K1、K2、S1、D4---D12 高阶通道开销：J1、C2、B3、G1、H4、F2、F3、K3、 N1 低阶通道开销：V5、J2、N2、K4
RSOH AU-PTR MSOH payload
9 9× N 261× N
STM-N的速率计算

由上所得： STM-N的速率=帧频*帧块大小*N *8bit/s =8000*270*9*N*8bit/s
SDH（STM-N）帧结构
1、段开销（SOH)：包括RSOH（再生段开销）和MSOH（复 用段开销），是STM帧结构中为了保证净负荷正常灵活传 送的附加字节，在前图中的第1～9列的第1～3行为再生段 开销，第5～9列为复用段开销，总共4.608Mbps用于OAM。 2、管理单元指针(AU-PTR)：第4行的9×N列，共9×N个字节， 用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内位置的指 示符，收端能根据这个位置指示符的值（指针值）正确分 离信息净负荷。 3、净负荷(payload)：在STM-N帧结构中存放将要传送的各种 信息码和通道开销（POH）字节。它负责对打包的货物 （低速信号）进行通道性能监视、管理和控制。
各段开销的功能

比特间插奇偶校验N×24位的（BIP-N 24）字节:B2 B2的工作机理与B1类似，只不过它检测的是复用段层 的误码情况。B1字节是对整个STM-N帧信号进行传输误 码检测的，一个STM-N帧中只有一个B1字节，而B2字节 是对STM-N帧中的每一个STM-1帧的传输误码情况进行 监测，STM-N帧中有N *3个B2字节，每三个B2对应一个 STM-1帧。 总之，B1和B2均称比特间插奇偶校验码，分别用于再 生段和复用段。这种监控方式简单且易于实现，但该 方式对于在同一监视码内恰好出现偶数个误码时无法 检出误码。注：此情况出现的概率较小。
SDH的复用


在PDH复用进SDH和SDH线路复用更高速 率的线路时， 需要进行间插复用，过程如下：
A1 A2 B1 B2 C1 C2 C2
A1 B1 C1 A2 B2

以上分插复用过程均在网元内完成；
SDH的复用

第一种情况复用的方法主要通过字节间插复 用方式来完成的，复用的个数是4合一，即 4×STM-1→STM-4，4×STM-4→STM-16。在 复用过程中保持帧频不变（8000帧/秒）， 这就意味着高一级的STM-N信号是低一级的 STM-N信号速率的4倍。
SDH的复用

SDH的复用包括两种情况：一种是低阶SDH 信号复用成高阶SDH信号；另一种是低速支 路信号（例如2Mbit/s、34Mbit/s、 140Mbit/s）复用成SDH信号STM-N。采取 了特定的复用结构，通过指针调整定位技术 来校正支路信号频差和实现相位对准，各种 业务信号复用进STM-N帧的过程都要经历映 射（信号打包）、定位（指针调整）、复用 （字节间插复用）三个步骤。
PDH
采用异步复用方式，无法从高速 信号上直接分/插低速信号。 电接口全球无统一的接口标准， 分北美、欧洲和日本三种制式， 光接口也无统一标准。 帧结构中用于运行维护的字节不 多。没有统一的网管接口。 兼容性差，因各大厂商的设备接 口标准不一。
同步与异步复用


同步复用方式：利用低速率信号在高速 信号中的特殊位置来携带低速同步信号， 要求两信号同步。 异步复用方式：利用固定位置的比特塞 入指示塞入的比特是否载有信号数据， 允许被复用的净负荷有较大的速率差异。
SDH的复用路径

ITU-T给第二种情况规定了的复用路径，这个路线中一个信号复 用成SDH的STM-N信号的线路有多种，但是对于一个地区或国家必 须使复用线路唯一化，我国的光同步传输网技术体制规定了以 2Mbit/s信号为基础的PDH系列作为SDH的有效负荷，并选用AU-4的 复用路线，其结构如下图：



各段开销的功能


定帧字节A1和A2
定帧字节的作用有点类似于指针，起定位的作用。我们知道SDH 可从高速信号中直接分/插出低速支路信号，为什么能这样呢？原 因就是收端能通过指针——AU-PTR、TU-PTR在高速信号中定位 低速信号的位置。但这个过程的第一步是收端必须在收到的信号 流 中 正 确 地选 择 分 离 出各 个 STM-N帧 ， 也 就 是先 要 定 位每个 STM-N帧的起始位置在哪里，然后再在各帧中定位相应的低速信 号的位置，就象在长长的队列中定位一个人时，要先定位到某一 个方队，然后在本方队中再通过这个人的所处行列数定位到他。 A1、A2字节就是起到定位一个方队的作用，通过它，收端可从信 息流中定位、分离出STM-N帧，再通过指针定位到帧中的某一个 低速信号。
SDH原理

SDH：Synchronous-同步的，Digital -数字的， Hierarchy -体系，SDH这种传输体制规范了数 字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级， 接口码型等特性。
载波通信中的模拟信号
mBnH为PDH通信的帧结构 块状帧结构为SDH的特点
SDH概念

SDH概念的核心是从统一的国家电信网 和国际互通的高度来组建数字通信网， 是构成ISDN和B-ISDN的重要组成部分。
各段开销的功能

同步状态字节：S1（b5-b8）

不同的比特图案表示ITU-T的不同时钟质量级别，使设 备能据此判定接收的时钟信号的质量，以此决定是否 切换时钟源，即切换到较高质量的时钟源上。 S1（b5-b8）的值越小，表示相应的时钟质量级别越 高。


复用段远端误码块指示（MS-REI）字节： M1

各段开销的功能


比特间插奇偶校验8位码BIP-8：B1
这个字节就是用于再生段层误码监测的（B1位于再生段开销中）。 A1 00110011 A2 11001100 A3 10101010 BIP-8 A4 00001111
B
01011010
B1字节的工作机理是：发送端对本帧（第N帧）加扰后的所有字节进 行BIP-8偶校验，将结果放在下一个待扰码帧（第N+1帧）中的B1字 节；接收端将当前待解扰帧（第N-1帧）的所有比特进行BIP-8校验， 所得的结果与下一帧（第N帧）解扰后的B1字节的值相异或比较，若 这两个值不一致则异或有1出现，根据出现多少个1，则可监测出第N 帧在传输中出现了多少个误码块。
SDH段开销

SDH的帧结构开销字节：
9列 A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0 × * × * F1 × × B1 △ △ E1 △ D1 △ △ D2 △ D3
管理单元指针
RSOH
9行 B2 B2 B2 K1 D4 D7
D10
K2 D6 D9
D12
D5 D8
D11
MSOH
S1
M1 E2 × 送端。M1字节用 来传送接收端由BIP-N×24（B2）所检出的误块数， 以便发送端据此了解接收端的收信误码情况。
各段开销的功能