SDH传输基础培训

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,传输基本知识,1,SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一个将复接、线路传输、交叉连接及交换功能融为一体的，并由统一的网管系统进行管理的综合业务传送网络,SDH的定义,2,SDH的发展背景,（1）80年代光纤通信在电信网中获得了大规模的应用。,（2）1985年美国贝尔通信研究所提出了同步光纤网（SONET）的概念。,（3）1988年CCITT正式命名SDH-同步数字体系。,3,SDH的应用领域,涉及领域：长途通信、交换、接入、移动等等。,应用趋势：逐步从长途通信、市话局间中继通信转向用户网。,4,SDH,基本概念(一）,PDH,缺点, 没有国际统一的速率标准,2M系列：2M、8M、34M、140M、565M；,1.5M系列：北美：1.5M、6.3M、45M、274M；,日本：1.5M、6.3M、32M、100M；, 没有国际统一的光接口规范（多种码型变换方案）, 上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高：,需要用硬件进行逐级复用与解复用（背靠背）；, 网络的,OAM,能力差：无足够的开销字节,。,5,准同步数字系列(PDH),400Mb/s,100Mb/s,32Mb/s,6.3Mb/s,日本系列,274Mb/s,45Mb/s,6.3Mb/s,565Mb/s,139Mb/s,34Mb/s,8Mb/s,2 Mb/s,1.5Mb/s,北美系列,欧洲系列,4,4,4,4,4,4,3,5,6,7,4,1.5Mb/s,6,分插信号流程的比较,7,SDH,基本概念(二）,SDH,特点,优点：,速率统一：155M、622M、2.5G、10G；, 光接口与帧结构统一：STM-N（N=1、4、16、64）；, 一步复用特性：可从高速信号中直接提取/接入低速信号, 强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化：,丰富的开销（码流量的5%）、强大的软件技术；, 组网灵活、网络的生存性强：,可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级；, 前、后向兼容。,缺点：, 带宽利用率稍低，如155M仅包括63个2M,或3个34M。,8,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，并具有页状矩形帧结构,。,9,SDH,基本概念(四）, .,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。,PDH支路信号 SDH支路信号,OAM,线路信号,STM-N,TM,10,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,。,STM-N,STM-N,西侧线路信号,PDH支路信号 SDH支路信号,OAM,东侧线路信号,ADM,11,SDH,基本概念(六）, .,再生器,REG,设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。,OAM,东侧线路信号,西侧线路信号,STM-N,STM-N,REG,12,SDH,基本概念(七）, .,数字交叉连接设备,DXC,兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动,恢复与保护等多项功能的SDH 设备。,STM-N,STM-N,PDH支路信号,SDH支路信号,DXC,13,SDH,基本概念(八）,SDH网络拓扑,.,线形网,TM,ADM,ADM,TM,REG,.,树形网,TM,ADM,ADM,TM,REG,ADM,TM,14,SDH,基本概念(九）,.,环形网,ADM,ADM,ADM,ADM,15,STM-N帧结构,MSOH,RSOH,传输方向,9,270N字节,13459,9 N,261 N,传输方向,270 N,RSOH,MSOH,STM-N信息净负荷,（含少量POH）,STM-N信息净负荷,（含少量POH）,AU PTR,AU PTR,RSOH,MSOH,STM-1,帧由,9,行、,270,列共,2430,个字节组成。传送时按由左到右、由上至下的顺序进行，直到整个帧传送完毕。每秒传送,8000,帧。因此其传输速率为：,270,988000=155.520,Mbit,/s,信息净负荷区域是帧结构中存放各种信息容量的地方。,净负荷中包含通道开销（,POH,）。,复用段开销,MSOH,负责管理复用段。,MSOH,透明地通过每个再生段，只能在管理单元组,AUG,进行组合或分解的地方才能接入或终结。,管理指针AU PTR是一种指示符，用来指示信息净负荷的第1个字节在STM-N帧内的准确位置，以便在接收端正确地分解。,再生段开销,RSOH,负责管理再生段。,RSOH,可在再生段接入，也可在终端设备接入,。,段开销SOH是指STM帧结构中为保证信息净负荷正常灵活传送所附加的字节，主要供网络运行、管理和维护使用。由再生段开销RSOH和复用段开销MSOH组成。,16,自动保护倒换（APS）与K1、K2字节,STEP1,：B站检测出工作通路故障后，利用上行保护光纤发出K1字节，K1字节中包含故障通路编号数。,STEP2,：A站收到K1字节后，完成下行工作光纤到保护光纤的桥接，并利用下行保护光纤送出K1、K2字节，其中K1字节作为倒换要求，K2字节作为证实。,STEP3,：B站收到K2字节后，经过对通道编号的确认后进行下行工作光纤到下行保护光纤的桥接，同时根据K1字节的要求进行上行工作光纤和保护光纤的桥接。之后，利用上行保护光纤送出K2字节。,STEP4,：A站收到K2字节后，完成上行工作光纤和保护光纤的桥接。APS完成。,A站,B站,下行工作光纤,下行保护光纤,上行保护光纤,上行工作光纤,17,电 路 层 网 络,VC_12,VC_4,VC_3,电路层,低阶通道层,通道层,高阶通道层,段层,复用段层网络,再生段层网络,物理层网络,传输媒质层,SDH,传送网的分层模型,18,1.设备的设计和实现更加简单,2.使规范在一个长久的时期内保持稳定,3.便于维护,分层的好处,19,SDH G.709复用映射结构,虚容器,STM-N, N, 1,140Mb/s,45Mb/s,34Mb/s,6.3Mb/s,2Mb/s,1.5Mb/s,3,C-11,C-12,C-2,C-3,C-4,VC-11,VC-2,VC-3,VC-3,VC-4,TU-11,TU-12,TU-2,TU-3,TUG-2,TUG-3,AUG,AU-3,AU-4,VC-12,3,4,1,容器,支路单元,管理单元,支路单元组,管理单元组,同步传送模块,定位校准,复 用,映 射,20,我国采用的复用映射结构,虚容器,STM-N, N, 1,140Mb/s,34Mb/s,C-12,C-3,C-4,VC-12,VC-3,VC-4,TU-12,TU-3,TUG-2,TUG-3,AUG,AU-4,3,容器,支路单元,管理单元,支路单元组,管理单元组,同步传送模式,定位校准,复用,2Mb/s,映射,欧洲电信标准协会采用的复用映射结构是G.709建议的一部分，即高阶虚容器中没有VC-3，我国选用的是,欧洲复用映射结构。,21,容器,容器是一种信息结构，主要完成适配功能（速率调整），让那些最常使用的准同步数字体系信号能够进入有限数目的标准容器。,ITU-T规定了5种标准容器：C-11、C-12、C-2、C-3和C-4。我国仅用到了C-12、C-3和C-4。,22,虚容器,由标准容器出来的数字流加上通道开销后就构成了虚容器（VC），这是SDH中最重要的一种信息结构，主要支持通道层连接,。,23,支路单元和管理单元,支路单元（TU）,是一种为低阶通道层与高阶通道层提供适配功能的信息结构，它由低阶VC和支路指针（TU PTR）组成。,管理单元（AU）,是一种为高阶通道层与复用段层提供适配功能的信息结构，它由高阶VC和管理指针（AU PTR）组成。,指针PTR,用来指明浮动的VC在高阶VC或 STM-N帧内的起始位置，但PTR本身在高阶VC或 STM-N帧内位置是固定的。,24,支路单元组和管理单元组,同次一致的TU-11或TU-12组合成支路单元组TUG-2，同次的TUG-2或TU-3组合成支路单元组TUG-3。,一个或多个在STM-N帧中占有固定位置的AU组成管理单元组（AUG），单个AU-4可组成一个管理单元组AUG。,AUG对于AU-3的复用是有其意义的，对于AU-4的复用意义不大。,25,映射,将各种支路信号适配装入相应的虚容器VC的过程称为映射。,它的实质就是使各种支路信号与相应VC容量同步，以便使VC成为可以独立进行传送、复用和交叉连接的实体。,26,定位调整,指明低阶VC/高阶VC帧在TU/AU帧中的起始位置。,设置指针可以为VC在单元（TU或AU）帧内的定位提供一种灵活和动态的方法，因而指针能够容纳VC在频率和相位上的偏差。,27,复用,将多个支路单元（TU-12和TU-3）适配到高阶VC-4或把多个管理单元适配进同步传送模式（STM-N）的过程称为复用。,这里的复用是同步复用。,28,映射复用过程,STM-N, N, 1,C-12,VC-12,VC-4,TUG-2,AUG-4,AU-4,TU-12,2Mb/s,码速调整,LD POH,TU PTR,AU PTR,复用,7复用,HD POH,复用,N复用,TUG-3,29,STM-N信号容量,STM-1,（155M）,STM-4,（622M）,1个 VC-4（1140M）,3个VC-3（334M）,63个VC-12（632M）,4个VC-4（4140M）,12个VC-3（12 34M）,252个VC-12（252 2M）,30,开销,：为保证信息净负荷正常灵活传送所必 须附加的额外的消费字节。,复用段,：MSOH插入点和分解点之间的路由途径称为复用段。,再生段,：RSOH插入点和分解点之间的路由途径称为再生段。,通道,：高/低阶通道开销的插入点和分解点之间的路由途径称为通道。,开销、复用段、再生段、及通道的定义,31,开销的分类,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）,段开销（SOH）,通道开销（POH）,开销,32,STM-1,段开销字节安排,A1 A1 A1 A2 A2 A2,B1,B2,B2 B2,E1,E2,F1,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9,D10,D11,D12,J0,K1,K2,M1,1 2 3 4 5 6 7 8 9,123456789,AU PTR,s1,帧定位字节A1和A2：用于识别帧的起始位置。,再生段误码监视字节B1（BIP-8）：用于再生段误码监视。,复用段误码监视字节B2（BIP-24）：用于复用段误码监视。,公务字节E1和E2：,用来提供公务联络语声通路。,使用者通路F1：为特定维护目的而提供临时数据/语声通路,。,再生段踪迹字节：该字节重复发送“段接入点识别符”，以便让接收机确认它与预定的发送端是否处于持续的连接状态,。,自动保护倒换（APS）通路K1和K2：用作复用段APS指令，K1作倒换请求，K2作倒换证实。,复用段远端误码指示（MS-REI）字节M1：该字节用来传送由B2所检出的复用段远端的误码指示。,与传输媒质有关的特定字节,：,S1,字节的第5至第8比特表示同步消息，可以表示16种不同的同步时钟质量等级。用于时钟自动倒换，防止时钟成环,数据通信通路（DCC）：用来构成SDH管理网的传送链路,。,数据通信通路（DCC）：用来构成SDH管理网的传送链路,。,33,STM-1 POH 字 节 安 排,VC- 4 / VC-3,J,1,B,3,C,2,G,1,F,2,H,4,F,3,K,3,N,1,高阶通道开销,VC-4 / VC-3 POH,1.位置与结构,34,通道开销,2、,开销字节功能,J1,：,通道跟踪字节，使收、发正确对接；,B3,：,通道奇偶校验字节,(,BIP-8,),；,C2,：,信号标记字节,指示,VC-4,的结构；,VC-4,可能包含,1140M,、,334/45M,、,632M,；,G1,：,通道状态字节：远端差错指示,REI,（,误码计数）、,远端缺陷指示,FDI,；,F2,、,F3,：,使用者通道；,H4,：,位置指示字节：,指示,TU,子帧在复帧中的位置；,K3,：,通道自动保护倒换字节,(,APS,),；,N1,：,网络操作者字节。,35,低阶通道开销,VC-12 POH,1、,位置与结构,V5,VC-12,J2,VC-12,500s 复帧,VC-12,N2,K4,VC-12,36,低阶通道开销,VC-12 POH,V5字节提供通道的误码检查、信号标记和通道状态的功能。各比特分配如下：,BIP-2,1 2,REI,3,RFI,4,信 号 标 记,5 6 7,RDI,8,误码监视,远端误码指示,远端失效指示,远端缺陷指示,V5字节,37,低阶通道开销,VC-12 POH,*通道踪迹字节：J2,J2字节重复地发送低阶通道接入点识别符，以便使通道接收端能确认其与指定发送机是否处于持续的连接状态。,*网络操作者字节：N2,N2字节用来提供低阶通道的串联监视功能。,*自动保护倒换（APS）通路：K4（b1-b4 ）,K4的前4个比特用来提供低阶通道保护的APS指令；后4个比特备用。,38,通道1+1保护是以通道为基础的，倒换与,否按分出的每一通道信号质量的优劣而定。,通常利用简单的通道PATHAIS信号作为倒换依,据，而不需APS协议，倒换时间不超过10ms。,通道1+1保护使用并发优收原则。插入时,，通道业务信号同时馈入工作通路和保护通,路；分出时，同时收到工作通路和保护通路,两个通道信号，按其信号的优劣来选择一路,作为分路信号。,W,P,并发,优收,通道 1+1保护,39,OL,OL,复用段保护是以复用段为基础的，倒换与否按每两站间的复用段信号质量,的优劣而定。当复用段出故障时，整个站间的业务信号都转到保护通路，从而,达到保护的目的。,复用段1+1保护方式，业务信号发送时同时跨接在工作通路和保护通路。正,常时从工作通路接收业务信号，复用段故障时，自动切换到保护通路接收业务,信号。系统的复用段1+1保护为单向或双向切换复原模式。,TR,CS,OL,OL,TR,CS,复用段1+1保护,40,复用段1:1保护，业务信号并不总是同时跨接在工作通路和保护通路上的所以,还可以在保护通路上开通额外业务信号。当工作通路发生故障时，保护通路将甩,掉额外业务，根据APS协议，通过跨接和切换操作，完成业务信号的保护。系统的,复用段1:1保护为双向切换复原模式。,OL,OL,主业务,CS,OL,OL,主业务,CS,额外业务,额外业务,复用段1：1保护,41,CA AC,CA AC,W,P,P,W,A,B,C,D,CA AC,CA AC,W,P,P,W,A,B,C,D,倒换,二纤单向通道倒换环的保护方式与通道1+1保护相同，也是基于并发优,收的原则，以PATHAIS为倒换的依据，不需要APS协议。,a. 正常工作时,b. 出现故障时,二 纤 单 向 通 道 倒 换 环,42,CA AC,CA AC,W,P,P,W,A,B,C,D,CA AC,CA AC,W,P,P,W,A,B,C,D,倒换,每一节点在支路信号分插功能前的每一高速线路上都有一倒换开关当BC节点,间的光缆故障时，节点B和C的保护倒换开关将利用APS协议执行环回功能。该环回,倒换功能能保证在故障情况下仍维持环的连续性，使业务信号不产生中断。,a. 正常工作时,b. 出现故障时,二 纤 单 向 复 用 段 倒 换 环,43,CA AC,CA AC,A,C,D,B,CA AC,CA AC,A,C,D,B,倒换,有两根业务光纤(一收一发)和两根保护光纤(一收一发)。当BC节点间的,光缆被切断时，利用APS协议，B和C节点中两根倒换开关执行环回功能，维,持环回功能。,a. 正常工作时,b. 出现故障时,四 纤 双 向 复 用 段 倒 换 环,W1,P1,W2,P2,P2,W2,P1,W1,W1,P1,W2,P2,P2,W2,P1,W1,44,CA AC,CA AC,W1/P2W2/P1,W2/P1W1/P2,A,B,C,D,CA AC,CA AC,A,B,C,D,倒换,只有两根光纤，运载的信号分别沿顺时针和逆时针方向传送。,每根光纤上通路时隙的一半为工作通路，用于传送业务信号，另一半时隙留给保护信号。,当切断BC间光缆时，B和C节点中的倒换开关将W1/P2光纤与W2/P1光纤相连，将W1/P2和,W2/P1光纤上的业务信号时隙移到另一根光纤上的保护信号时隙，从而完成保护倒换功能。,a. 正常工作时,b. 出现故障时,二 纤 双 向 复 用 段 倒 换 环,W1/P2W2/P1,W2/P1W1/P2,45,谢谢！,46,