SDH原理培训

FIBERHOME&PPT2006 母板标题,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,2008年6月,SDH 原理与技术,SDH(Synchronous Digital Hierarchy),是20世纪80年代末崛起的一门传输技术，是为满足电信网朝着高,速化、数字化、综合化及智能化方向发展的必然结果.,第1章 主要介绍SDH的基本概念和特点；,第2章 重点介绍SDH的速率、帧结构及段开销功能；,第3章 详细介绍SDH的复用结构、映射方法及指针调,整技术；,第4章 全面介绍SDH的网络结构及保护与恢复技术；,第6章 侧重介绍SDH网同步结构、规划及定时系统；,第7章 主要介绍光线路系统及光接口技术。,内容提要,2,通信网的 基本结构,光端机,光端机,电端机,电端机,微波收,发信机,微波收,发信机,程控,交换机,程控,交换机,移动,交换机,移动,交换机,分组,交换机,分组,交换机,传输设备,交换设备,交换设备,用户,终端设备,基站,卫星,模拟用户线,中继线,模拟用户线,中继线,2Mb/s,3003400Hz,3003400Hz,基站,微波,光纤,PCM,用户,终端设备,2Mb/s,交换网,传输网,接入网,接入网,交换网,PCM,SDH,WDM,SDH,WDM,3,第1章 概 述,P1,SDH是一个将复接、线路传输及交叉功能结合在,一起并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络,技术。,B 局,SDH,设备,34Mbit/s,140Mbit/s,2Mbit/s,A 局,SDH,设备,34Mbit/s,140Mbit/s,网管系统,复接 交叉 线路传输 交叉 分接,2Mbit/s,4,1.1 SDH产生的技术背景,传输系统是现代通信网的主要组成部分，而传统的准同步,数字体系(PDH)已不适应现代通信网发展的要求：,1. 只有地区性的电接口规范，造成国际互通困难；,2.048Mbit/s,1.544Mbit/s,34.368Mbit/s,44.736Mbit/s,32.064Mbit/s,8.448Mbit/s,6.312Mbit/s,6.312Mbit/s,139.264Mbit/s,274.176Mbit/s,97.728Mbit/s,4,3010,-6,3,6,4,4,5,7,4,日本系列 北美系列 欧洲系列,4,2010,-6,1510,-6,5010,-6,三次群,二次群,基 群,四次群,图1.1 准同步数字系列,5,2. 没有标准的光接口规范，由各厂家自行开发线路码型，,因此无法实现横向兼容；,3. 只有1.5Mbit/s 和 2Mbit/s 是同步复用的，其他从低次群,到高次群采用异步复接，需要通过码速调整来达到速率的匹配,和容纳时钟频率的偏差，而且每提高一个次群，都要经历复杂,的码变换、码速调整、定时、复接/分接过程；,电,/,光,光,/,电,分 接,分 接,复 接,分 接,复 接,复 接,光信号,光信号,2/8Mb/s,8/2Mb/s,8/34Mb/s,34/140Mb/s,34/8Mb/s,140/34Mb/s,2Mb/s,逐级调整复用,逐级分解还原,图1.2 PDH分插支路信号的过程,6,4. 开销少，无法对传输网实现分层管理和对通道的传输性,能实现端对端的监控；,5. 网络运行和管理主要靠人工对数字信号交叉连接，无法,经济地对网络组织、电路带宽和业务提供在线实时控制。,为了解决上述问题，美国贝尔通信研究所首先提出了用一,整套分等级的准数字传递结构组成同步光网络(SONET)，后来,CCITT于1988年重新命名为同步数字体系(简称SDH)。,7,1.2 SDH 基本概念和特点,P3,SDH网是由终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生中继器(REG)和同步数字交叉连接设备(SDXC)基本网元组成,在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。,TM,终端复用器,ADM,（DXC）,分插复用器,TM,终端复用器,REG,再生器,支,路,信,号,支路信号,支,路,信,号,1. 对网络节点接口进行了统一的规范(,速率等级、帧结构、,复接方法、线路接口、监控管理等)，,使各厂家设备横向兼容,；,2. 可容纳北美、日本和欧洲准同步数字系列,(1.5M、2M、,6.3M、34M、45M和140M),，,便于PDH向SDH过渡,；,8,3. 采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构,，,因而只需,利用软件即可从高速信号中直接分插出低速信号，,使上下业务,十分容易,；,4. SDH的网同步和灵活的复用方式，,大大简化了数字交叉,连接功能的实现，,便于根据用户的需要进行动态组网和新业务,接入,；,5. 帧结构中安排了丰富的开销比特,(段开销 和通道开销),，,提高了网络的运行、管理和维护能力,；,6.,SDH是智能化的设备，,兼有终结、分插复用和交叉连接,功能，可通过远控灵活组网和管理；,7. 采用级联技术,，,实现了IP over SDH,。,9,SDH,的核心,同步复用：,便于上下业务；,标准光接口：,便于横向兼容；,强大的网管能力：,便于维护管理。,P4,10,1. 频带利用率不如 PDH 系统；,SDH,的缺点,3. 强大的软件控制能力潜在重大故障隐患（病毒、操作失误,或死机等）。,2. 技术和功能上的复杂性大大增加；,SDH,155M,2M,2M,140M,2M,34/140,34M,SDH,155M,2/8,8/34,8M,2M,2M,2M,2M,64个2M,PDH,140M,140M,63个2M,64个2M,SDH,155M,34M,48个2M,34M,34M,11,思考题：,1. SDH是一个什么技术？,2. SDH有哪些基本网元，其核心是什么？,3. SDH存在哪些缺点？,12,第2章 速率与帧结构,P10,速 率：,每秒钟传输的比特数。如基群设备为2048kbit/s.,帧结构：,包含用户信息和定时维护管理设备的一组数据块。,TR,TR,TR,TR,SM,EA,SM,SM,SM,SM,SM,TR,NNI,NNI,NNI,NNI,DXC,TR,Line,Radio,Line,Radio,支路信号,同步复用器,有线,支路信号,无线,有线,无线,同步复用器,DAX：数字交叉连接设备,EA:,外部接入设备,一个电信传输网原则上包含两种基本设备：,传输设备和网络节点设备。,网络节点接口(NNI)是网络节点互连的接口,。,图2.1 NNI 的位置示意图,13,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。,14,2.1 同步数字系列的速率,SDH具有统一规范的速率，信号以同步传送模块（STM）的形式传输。基本模块是STM-1，高等级速率以字节交错间插方式同步复用。,简称,SDH 等级 标称速率,51M STM-0 51.840Mb/s,155M STM-1,（1920CH）,155.520Mb/s,622M STM-4,（7680CH）,622.080Mb/s,2.5G STM-16,（30720CH）,2488.320Mb/s,10G STM-64,（122880CH）,9953.280Mb/s,40G STM-256,（491520CH）,39813.120Mb/s,15,2.2 帧结构,帧结构是一种按规律有序排列的重复性图案。为了便于实现支路信号,的同步复用、交叉连接和上下电路，SDH帧结构以125s的同步帧周期、,以64kbit/s的帧同步信道为基础，以网络同步的速率逐行串行传输。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,261,N,列（字节）,1,2,STM-N净荷,（含POH）,9,N,列,RSOH,AU-PTR,MSOH,容量 = 9 270 N 字节,8000帧/秒,125,P11,16,1.段开销,是为保证信息净荷正常灵活传送所必须附加的，供网络运行、管理和维护(OMA)使用的字节。,再生段开销用于帧定位、再生段的监控和维护管理；,复用段开销用于传送复用段的监控和维护管理。,2.管理单元指针,是用来指示信息净荷第1个字节在STM-N帧内的准确位置，以便在收信端正确分离信息净荷。,3.信息净荷,是存放用户信息的地方，也存放少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销字节。,各区域的作用：,SDH-N帧是由9行、270N列(N=1、4、16、64，256)的8bit字节组成的码块，故:帧长=9,270N,8=,19440N bit。,帧结构由,段开销(SOH),、,管理单元指针(AU-PTR)和信息净荷(payload),3个主要区域组成。,17,P12,2.3.1 SDH的复用段与再生段,SDH TM,终端复用器,SDH ADM,（DXC）,分插复用器,SDH TM,终端复用器,REG,再生器,通道,支,路,信,号,再生段,支,路,信,号,支路信号,复用段,复用段,再生段,再生段,再生段,通道,通道,2.3 段开销,在SDH分层概念中，通常将终端复用器与交叉连接设备或分插复用器,之间的全部物理实体定义为复用段(MS)；将终端复用器或分插复用器与再生器之间、再生器与再生器之间的全部物理实体定义为再生段(RS)。不同再生段开销互不相关,不同复用段开销也互不相关。,18,2.3.2 段开销的字节安排,E1,F1,D2,D3,A1,A1,A2,A2,A2,J0,B2,B2,K1,K2,D5,D6,D8,D9,D11,D12,A1,B1,D1,B2,D4,D7,D10,S1,M1,E2,RSOH,MSOH,管理单元指针,9 字节,图2.4 STM-1 SOH 字节安排,9 行,P13,19,1、定帧字节：A1和A2,用于识别帧的起始位置,（,A1=F6H、A2=28H）。,收信正常时，再生器,直接转发A1、A2字节；收信故障时，再生器产生A1、A2字节。(全透明传送),设备搜索不到A1、A2超过625s就出现帧失步(OOF)告警，,OOF持续3ms以上将出现帧丢失(LOF)告警。,STM-N,STM-N,STM-N,STM-N,STM-N,STM-N,连续信号流,搜索,A1、A2,连续5帧,搜索不到,产生,R-OOF,持续3ms,R-LOF,下插,全,“1”,定帧持,续1ms以上,R-LOF告警消失,P15,2.3.3 SOH字节功能,20,用来重复地发送段接入点标识符，以便使接收机能确认其与指定的发射机处于持续连接的状态。以,确认再生段两端的连接是否正确。,如果下游检测到,J0,字节与预定值不匹配，则会产生,RS_TIM,告警信号。,有的公司对此告警只上报，不下插,AIS,，,因此不影响业务,(,如烽火、华为,),；,有的公司除上报此告警外，还下插,AIS,，,因此影响业务。,出现RS_TIM告警的原因：,可能是由于再生段跟踪标识J0出现了错误。,J0字节可用于判断光纤是否正确接续：, 如果在单盘上没有配置J0字节，出现此告警可以屏蔽 ；, 若光路盘上配置了J0，就不能屏蔽此告警；若在某站曾用光功率计测,试过光功率，或对光纤进行过维修，后出现此类告警时，可能是机盘上的光,纤方向接错了，需检查接收光纤东西方向是否接反了。用此方法可验查光纤,连接的正确性。,2、再生段踪迹字节： J0,21,3. 比特间插奇偶检验8位码(BIP-8)字节：B1,用于再生段的误码监测。,告警信号是RS-BIP Error。,图2.9 BIP-8 奇偶校验运算方法,1,2,8,1,2,8,1,2,8,偶校验1,偶校验8,偶校验2,1,2,8,. . . . . .,. . .,. . .,. . .,. . .,0 1 1 1 1 0 0 1 1,1 1 0,1-奇,0-偶,B1,.,22,A1,A1,A1,A2,A2,A2,J0,B1,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。,接收端同样对当前帧所有比特进行BIP-8 计算，并将结果与下一帧B1比较，再用异或门输出。,n + 1 帧,n 帧,段开销,净荷,再生段误码监测方法,23,4. 比特间插奇偶检验N,24位码字节：B2,用于复用段的误码监测。,告警信号是MS-BIP Error。,A1,A1,A1,A2,A2,A2,J0,B1,E1,D1,D2,F1,D3,B2,B2,B2,A1,A1,A1,A2,A2,A2,J0,B1,E1,D1,D2,F1,D3,段开销,净荷,发送端对扰码前的当前帧(除SOH1至3行外)所有比特进行BIP-N24计算，结果置于下一帧B2。,接收端同样对当前帧进行BIP-N24计算，并将结果与下一帧B2比较，误块数置于M1中。,n 帧,n + 1 帧,M1,监测方法,24,网管中心,故障管理，性能管理，配置管理，安全管理,DCC,DCC,DCC,6. 公务联络字节：E1和E2,E1提供再生段公务联络,，,E2用于终端间直达公务联络。,7. 使用者通路字节：F1,可提供64kbit/s的数据/语声通路，用于特定维护目的。,5. 数字通信通路(DCC)字节：D1D12,提供所有SDH网元都可接入的通用数字通信通路，作为嵌,入控制通路的物理层，在网元之间传送操作、管理维护信息。,25,8. 自动保护倒换(APS)通路字节：K1，K2(b1b4),用于传送自动保护倒换协议(详见第4章)。,9. 复用段远端故障指示(MS-RDI)字节: K2(b6b8),用于向发信端回送一个指示信号，表示收信端检测到来话,故障(MS-RDI)或正接收复用段告警指示(MS-AIS)信号。,收,端,机,发,端,机,K2(b68)=110或111,收信端故障或告警,10. 同步状态字节：S1(b5b8),用作传送同步等级质量，将上游站的同步状态传送到下游,站(详见第6章)。,26,11. 复用段远端差错指示(MS-REI)字节：M1,用来传送复用段接收端由B2字节检测到的误码块数。,收,端,机,发,端,机,M1,收信端误块,STM-0/1的计数范围：024,（M1=0000000000011000）,STM-4的计数范围：096,（M1=0000000001100000）,STM-16的计数范围：0255,（M1=0000000011111111）,STM-64的计数范围：01536,（采用M0，M1计数）,STM-256的计数范围：06144,（采用M0，M1计数）,27,段开销与维护告警信号之间的关系,发生,检测,LOS/LOF,信/帧丢,BI-Errors,“1”,B1,B1,B2,MS-REI,MS-RDI,AU-AIS,AU-LOP,MS-AIS,B1-Error,MS-EXC,B2 error,MS-REI(M1),MS-RDI(K2),“1”,VC-3/4,再生段,RS-TIM,过量误码,J0失配,远端误码 M1,复用段误码 B2,远端缺陷 K2（6-8）110,高阶通道,复用段,再生段,LOS/LOF,28,A1,A1,A1,A1,A1,A1,A1,A1,A1,A1,A1,A2,D2,A2,A2,A2,A2,A2,A2,A2,A2,A2,J0,A2,A2,A1,K2,B2,F1,D5,D3,B1,B2,B2,B2,B2,B2,B2,B2,B2,B2,B2,B2,E1,K1,D1,D6,D7,D8,D9,D11,M1,D12,D10,D4,E2,S1,36 字节,STM-4 SOH,字节安排,以字节交错间插方式构成高阶段开销时，第一个STM-1的段开销被,完整保留，其余STM-1的段开销仅保留A1、A2和B2，其它均应略去。,管 理 单 元 指 针,P14,29,段开销在STM-N帧内的位置可用三维坐标 S (a, b, c)表示：其中a 表示行数；,b 表示复列数，取值 19；,c 表示在复列数内的间插层数，取值 1N。,故字节的行列坐标与三维坐标的关系为：,行数 = a,列数 = N(b-1)+c,例如在STM-4帧结构中的第3个STM-1的K2字节的三维坐标为,S (5, 7, 3)，即第5行第27列。,30,思考题：,在电信网中，规范一个统一的,NNI,标准的基本出发,点是什么？,STM-1,、,4,、,16,、,64,、,256,的帧长和速率如何计算？,帧结构中主要由哪些区域组成，各区域作用如何？,简述段开销中,A1,、,A2,、,J0,、,B1,、,B2,、,D1D12,、,K1,和,K2,的功能？,5.,复用段远端差错指示如何回传，并说明,STM-1,、,4,、,16,、,64,、,256,的差错范围？,6.,复用段远端故障指示如何回传？,31,SDH技术有一系列标准接口速率，并具有前向和后,向兼容性，即允许接入各种不同速率的PDH、Ethernet,和ATM信号。由于各种支路信号间存在一定的差异，为,了实现同步复用，在形成STM-1速率时，需要进行适配,(映射)；另外通过指针可以完成从STM-N帧中任意上下,一个支路信号。,因此各种业务信号复用进STM-N帧的过,程都要经历映射、定位和复用三个步骤。,P19,第3章 同步复用和映射方法,32,3.1 SDH的复用结构,C-4,AU-4,STM-N,AUG,TUG-3,VC-3,C-3,C-12,VC-2,VC-12,C-11,VC-11,TU-2,TU-12,TUG-2,指针处理,复接,定位调整,映射,139264kbit/s,44736kbit/s,34368kbit/s,2048kbit/s,1544kbit/s,TU-3,3,7,3,TU-11,4,VC-3,AU-3,7,C-2,6312kbit/s,3,1,1,N,VC-4,容器,虚容器,支路单元,管理单元,为了降低设备的复杂性，可以根据业务需求及网络应用环境省去某些接口和复用映射支路。因此一个国家或地区只能使用唯一的复用线路。,33,3.2 复用单元,用来装载各种速率业务信号的信息结构。 针对PDH 速率系列规范了,C-11、C-12、C-2、C-3、C-4,五种标准容器。,P21,3.2.1 容器,基帧结构 93-1-1/4 94-1-1,912-1-1 984 9260,容 器 C-11 C-12 C-2 C-3 C-4,速率(,k,bit/s) 1648 2176 6,784,48348 149760,基帧帧长(bit) 206 272 848 6048 18720,基帧频率(kHz) 8 8 8 8 8,C-2,9,12,1,1,125 s,C-4,9,260,1,1,125 s,C-3,9,84,1,1,125 s,C-11,9,3,1,1,125 s,C-12,9,4,1,1,125 s,34,用来支持 SDH 通道层连接的信息结构。由信息净荷和通道开销组成：,VC-n = C-n + VC-n POH,VC-n POH用于对相应通道的监控、管理和维护。,VC-4和VC-3 POH均占用 1 列共9个字节，VC-2、VC-12和,VC-11 POH每帧只能安排 1个字节，4个字节要4帧才能传完。,3.2.2 虚容器,结 构 2619 859,4(129-1) 4(49-1) 4(39-1),虚 容 器 VC-4 VC-3 VC-2 VC-12 VC-11,周期或复帧周期( s) 125 125 500 500 500,容 量(字节数) 2349 765 428 140 104,帧频或复帧频率(Hz) 8000 8000 2000 2000 2000,速 率(Mbit/s) 150.336 48.960 6.848 2.240 1.664,35,3.2.4 管理单元和管理单元组,提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构。由高阶,虚容器和管理单元指针组成：,AU-n = VC-n + AU-n PTR,AU-n PTR用来指示VC-n净荷起点相对于复用段帧起点间偏移.,3.2.3 支路单元和支路单元组,提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的信息结构。由低,阶虚容器和支路单元指针组成：,TU-n = VC-n + TU-n PTR,TU-nPTR用来指示VC-n净荷起点相对于高阶VC帧起点间偏移.,结 构 2619+9 859+3,4(129) 4(49) 4(39),支路单元和管理单元 AU-4 TU-3 TU-2 TU-12 TU-11,周期或复帧周期( s) 125 125 500 500 500,容 量(字节数) 2358 768 432 144 108,帧频或复帧频率(Hz) 8000 8000 2000 2000 2000,速 率(Mbit/s) 150.912 49.152 6.912 2.304 1.728,36,C-11,C-12,C-2,C-3,C-4,C-4-4C,C-4-16C,C-4-64C,C-4-256C,VC-12,VC-11,VC-2,VC-3,TU-11,TU-12,TU-2,TU-3,TUG-2,TUG-3,VC-3,VC-4,VC-4-4C,VC-4-16C,VC-4-64C,VC-4-256C,AU-3,AU-4,AU-4-4C,AU-4-16C,AU-4-64C,AU-4-256C,AUG-1,AUG-4,AUG-16,AUG-64,AUG-256,STM-0,STM-1,STM-4,STM-16,STM-64,STM-256,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,4,4,4,3,4,3,7,7,1,1,3,4,指针处理,复用,定位,映射,G.707新的复用结构,采用级联技术,支持数据业务,37,3.3 映 射,P24,在SDH网络边界处使各种支路信号适配进虚容器的过程，,其实质是使各种支路信号的速率与相应虚容器的速率同步，以,便使虚容器成为可独立地进行传送、复用和交叉连接的实体。,传统的方法有两种：,正码速调整法：,将被复接支路信号的速率均调高，通常采用“脉冲插入同步”方式。即在固定位置上随机插入一些伪信息脉冲，使得各支路信号的瞬时数码率达到一致，同时利用固定位置上的码速调整控制比特来显示插入的脉冲是否载有真实数据。,优点是允许频率有较大差异，缺点是不能直接上下信号。,固定位置映射法：,利用低速支路信号在高速信号中的特殊,固定位置携带低速同步信号。,优点是允许直接上下信号，缺点是不能保证相位对准。,38,3.3.1 映射方式,异步映射方式,对映射信号特性没有任何限制，无需网同步,仅利用净荷的指针调整即可将信号适配装入SDH帧结构。,同步映射方式,要求映射信号与SDH网络必须严格同步。为了实现同步，减少滑动损伤，需要配备125s缓存器。,当支路时钟与虚容器的时钟相互独立时通常采用异步映射.,异步映射适用各种支路信号, 同步调整(码速调整及解决相关时钟之间的频偏)是异步映射过程中的最重要的环节。,E-n装入C-n时都要经过码速调整。,通常把C-n的标准帧作为基帧，一个基帧的子集称为子帧,几个连续基帧的集合称为复帧。,3.3.2 异步映射,39,1. 140Mbit/s异步映射进VC-4,(1) 140Mbit/s异步装入C-4,采用正码速调整技术，C-4基帧的每一行为一个子帧，结,构为(9260)/9。每个子帧分成20个13字节码块，每个码块的,第1个字节分别为：,W,X, Y, Y, Y,X, Y, Y, Y,X, Y, Y, Y,X, Y, Y, Y,X, Y,Z,容 器 C-11 C-12 C-2 C-3 C-4,调整帧频(kHz) 2 2 2 24 72,调整帧结构 4(93-1)-1 4(94-,2,),4(912-1)-1 (984)/3 (9260)/9,调整帧非信息 28 64 236 584 146,调整帧帧长(bit) 824 1088 3392 2016 2080,调整帧信息(bit) 772 1024 3156 1432 1934,C-4子帧帧长=12608=2080bit，子帧周期=125/913.89,s,40,13个字节,C-4 净荷,2013 = 260字节,Y,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1 2 字节,X,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,X,X,X,W,X,Y,Z,I,信息比特： I=1934,固定塞入比特： R=130,开销比特： Q=10,调整控制比特： C=5,调整机会比特： S=1,W,X,Y,Z,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,I,R,C,R,R,R,O,R,O,R,R,R,R,R,R,R,R,R,S,P26,C-4 的子帧结构,41,正码速调整原理,在调整帧内设有5位调整控制比特和1位调整机会比特。,当被装入的信号速率较低时，需要采用正码速调整，则,发送设备将调整控制位置CCCCC置成“11111”以指示 S 位置,为调整比特（S=R），接收端忽略其值。,当被装入的信号速率较高时，不需要码速调整，则发送,设备将调整控制位置CCCCC置成“00000”以指示 S 位置为信,息比特（S=I），接收端应读出其值。,为了防范C 码中单比特和双比特误码的影响，提高可靠,性，接收端采用择多判决以做出码速还原的决定。,42,1,N1,B3,C2,G1,F2,H4,F3,K3,J1,261,VC-4 = C-4 + VC-4 POH,C-4,净荷,（260列）,高阶通道开销,9 行1列,(2) 加入VC-4 POH,信息比特： I=17406,固定塞入比特：R=1170,开销比特： Q=90,调整控制比特：C=45,调整机会比特： S=9,VC-4 POH比特： 72,设9个S全部用来装信息码，则VC-4可容纳17415比特，而PDH信号为139264kbit/s标称值15ppm, 按标称值在125s内装入17408bit，与最大信息量相差7bit，说明在VC-4帧中还需填充7bit伪信息才能使E-4与VC-4匹配。,VC-4速率=9(行)261(列)8bit/12510,-6,s=150336kbit/s,43,通道踪迹字节,J1,：,用于高阶通道,(VC-4),的识别。,是,VC,的第,1,个字节，其位置由相关的指针来指示。,通道误码监测字节,B3,：,用于高阶通道误码监测,(,方法同,B1),。,高阶通道开销的功能,STM,-16,设备,STM,-16,设备,信号标记字节,C2,：,指示,VC,帧的复接结构和净荷性质,(,是否,装载、所载业务种类、映射方式,),。,2,16,1,2,16,1,2,16,1,2,16,1,44,P28,C2字节的编码规定,1234 5678,码字,0000 0000,0000 0001,0000 0010,0000 0011,0000 0100,0001 0010,0001 0100,0001 0011,0001 0101,1111 1110,1111 1111,00,01,02,03,04,12,13,14,15,FE,FF,含 义,未装载或监控未装载,保留,TUG结构,锁定的TU,34.368Mbit/s和44.736Mbit/s信号异步映射进C-3,05,0000 0101,待开发映射,139.264Mbit/s信号异步映射进C-4,16,17,ATM 映射,MAN(DQDB) 映射,FDDI 映射,HDLC/PPP帧映射,18,19,1A,1B,CF,SDL带SDH自同步扰码映射,HDLC/LAPS帧映射,SDL带扰码映射,10Gbit/s以太网帧映射,可变拓扑数据链路映射,保留,E1,FC,1110 0001,1111 1100,0001 0011,0001 0111,0001 1000,0001 1001,0001 1011,1100 1111,0001 1010,保留国内应用,0.181测试信号规定的映射,VC-AIS（仅用于串联连接）,城域网,光纤分布式数据接口,45,远端差错指示（,REI）,远端缺陷（,RDI）,未用,通道状态字节,G1,：,用来将通道终结状态和性质情况回送给,高阶,VC,通道源设备，以对通道的状态和性能进行监视。,b1-b4,回传由,B3,检测的误码块数。发端在性能事件,HP-REI,中查询得到。,对告信息,HP-RDI,告警：使信源知道信宿当前的接收状态。,收端检测到,AU-AIS,、,J1,和,C2,失配、,C-4,未装载，则在相应的,VC-4,通道上回传发端,HP-RDI,告警,。,用于误码计数,0 0 0 0 0个误码,0 0 0 1 1个误码,。,0 1 1 1 7个误码,1XXX 0个误码,远端接收失效通道AIS，信号失效条件成立或通道追踪失配都发“1”，否则都发“0”。,1 2 3 4 5 6 7 8,46,通道使用者字节,F2,，,F3,：,提供通道间的公务通信。,TU,位置指示字节,H4,：,指示有效负荷的复帧类别和位置；,或,ATM,边界指示、序列指示、复帧指示及,LCAS,协议。,自动保护倒换通道字节,K3,：,传送,APS,信令。,网络营运者字节,N1,：,用于高阶通道串联连接监控。, 1 1 0 1 1 500s,1 2 3 4 5 6 7 8 帧 时 间, 1 1 1 0 2 TU复帧, 1 1 1 1 3, 1 1 0 0 0,H4字节的简化编码序列,47,I ；信息比特 R：非信息比特,C1,：负调整控制,S1,：负调整位置,C2,；正调整控制,S2,：正调整位置,Q,Y,P,I,I,I,I,I,I,R,I,R,R,R,R,R,R,R,R,R,R,C2,R,C1,R,R,R,R,R,R,R,S1,R,R,S2,N,I,I,I,I,I,I,I,I,W,421 = 84字节,1,2,3,4,5,6,7,8,9,121,A =,WWW,Y,WWW,Y,WWW,Y,WWW,Y（16字节）,Y A YWWW,Y A YWWW,Y A,Q,WWW,Y A,Q,WWW,Y A YWWW,Y A YWWW,Y A Y,P N,W,Y A,Q,WWW,Y A YWWW,Y A YWWW,Y A,Q,WWW,Y A,Q,WWW,C - 3,采用正/零/负码速调整技术，基帧规格为9 行,84列，分成 3 个子帧，,即3行为一个调整帧。在子帧中，每21字节称为一个码块。,2. 34Mbit/s异步装入VC-3,P30,(1) 34Mbit/s异步装入C-3,48,正/零/负码速调整原理,在调整帧内设有2套码速调整控制比特(5C1, 5C2)和2个调整机会比特(S1, S2)。,正码速调整：,当有效信息净荷的速率低于标称值时，需要,进行正码速调整，则：,C1C1C1C1C1=11111，S1=R,C2C2C2C2C2=11111，S2=R,负码速调整：,当有效信息净荷的速率高于标称值时，需要,进行负码速调整，则：,C1C1C1C1C1=00000，S1=I,C2C2C2C2C2=00000，S2=I,零码速调整：,当有效信息净荷的速率刚好与容器匹配时，,不进行码速调整，故：,C1C1C1C1C1=11111，S1=R,C2C2C2C2C2=00000，S2=I,为了提高可靠性，接收端仍然采用择多判决来确定调整与否。,49,1,N1,B3,C2,G1,F2,H4,F3,K3,J1,85,VC-3 = C-3 + VC-3 POH,C-3,净荷,（84列）,高阶通道开销,9 行1列,(2) 加入VC-3 POH,信息比特： I=4293,固定塞入比特：R=1719,调整控制比特：C=30,调整机会比特： S=6,VC-3 POH比特： 72,VC-3 POH各字节的名称和功能与VC-4 POH相同。VC-3的最大信息量是4299bit，同步时是4296bit。,VC-3速率=9(行)85(列)8bit/12510,-6,s=48.960Mbit/s,50,第3帧,复帧帧长4x(94-2)=434,字节=136字节,C12容器的速率136字节8比特2000帧/秒=2.176Mbit/s,C-12基帧结构为94-2，当有效信息净荷的速率正好为2048kbit/s标称值同步装入时，每个C-12平均装入256比特。,当有效信息净荷速率不等于2048kbit/s异步装入时，每个C-12平均装入的比特数就不是整数，,不得不采取将几个连续的C-12组成一个复合容器，并设置,正/零/负码速调整实现异步装入。,如：20460008000 =255.75（最大容差2kbit/s）,若取4帧为一个复帧，前3帧每个装入256bit，第4,帧装入255bit和一个正调整机会S2, 正好装入每秒,2046kbit，并能调整到2048kbit/s。,对于2050kbit/s净荷，采用此复帧和一个负调,整机会可实现异步装入。,P31,3. 2M信号异步映射进 VC-12,(1) 2Mbit/s异步装入C-12,C-12,第4帧,第2帧,第1帧,4(94-2),51,第四个,C-12基,帧结构,94 -2,31W,Y M N,W,W,W,W,M,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,第一个,C-12基,帧结构,94 -2,32 W,2 Y,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,第二个,C-12基,帧结构,94 -2,32 W,1Y 1G,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,第三个,C-12基,帧结构,94 -2,32 W,1Y 1G,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,W,500 VC-12 复帧 4（ 94 -2）,G = C1C2OOOORR M = C1C2RRRRRS1 N = S2 I I I I I I I,负调整：,C1C1C1 = 000，S1 = I；C2C2C2 = 000，S2 = I。,正调整：,C1C1C1 = 111，S1 = R；C2C2C2 = 111，S2 = R。,V5、J2、N2、K4为 VC-12 POH。,N,G,Y,G,Y,Y,Y,W,V5,W,J2,N2,K4,Y,P33,W,W,W,W,(2) 加入VC-12 POH,52,BIP-2,远端接收失效,指示,RDI,信号标记,远端误块,指示,REI,误码监测,2,3,4,5,6,7,8,1,K4,自动保护倒换通路字节：,传送,APS,指令。,000：未装载VC 通道,001：已装载 -非特定,010：异步,011：比特同步,100：字节同步,101：保留,110：测试信号,111：VC - AIS,通道二位,计算结果,成功则发0,接收失效发1,V5,通道状态和信号标记字节,J2VC12,踪迹通道字节：,接入点标识符。,N2,网络操作者字节：,串接监视。,无误码发0,有误码发1,低阶通道开销功能,53,B3,HP-RDI,HP-REI,AU-AIS,AU-LOP,HP-TIM,HP-PLM,HP-RDI,B3 Error,HP-REI,AIS,VC-3/4,“1”,VC-1/2/3,LP-BIP,LP-RDI,LP-REI,LP-TIM,LP-PLM,LP-RDI,LP-BIP-Error,LP-REI,AIS,VC-1/2/3,高阶通道层,低阶通道层,V5（5-7）失配,远端缺陷 G1（5）,远端误码 V5（3）,J2失配,远端缺陷 V5（8）,远端误码 G1（1-4）,低阶通道误码 V5（1-2）,高阶通道误码 B3,C2失配,J1失配,通道开销与维护告警信号之间的关系,发生,检测,54,3.3.4 各种映射方式的比较,P34,通常采用字节同步映射方式, 要求映射信号具有块状帧结构并与网同步，无需进行任何速率调整即可将信息装入VC内指定位置。,特别适用于VC-11和VC-12，无需组帧和解帧就能直接上下64kbitk/s或N64bit/s信号。,3.3.3 同步映射,特 点,异步映射,同步映射,要求2Mbit/s信号按G.704组,帧，需要网同步和125s,缓存器，可直接接入,N64,kbit/s信号，无需解帧，接,口最复杂。,映射方式,通用方式，对信号无要求，无,需网同步和缓存器，故引入的,延时最小(约10s)，不能直接,接入,N64kbit/s信号，需解帧,接口最简单。,55,2. 锁定TU模式,信息净荷与网同步并处于TU帧内固定位置，因而无需TU PTR的工作模式。采用该模式时，VC内不能安排VC POH。,1. 浮动VC模式,VC净荷在TU内的位置不固定，并由TU PTR指示其起点位置的一种工作模式。采用该模式时，帧内安排有VC POH。,PDH信号进入SDH的映射方式,VC-4,同步映射,映射方式,异步映射,E-4,VC-3,E-31,VC-12,E-12,VC-n,E-n,浮动模式,浮动模式,无,浮动模式,浮动/锁定,浮动模式,56,3.3.5 STM-0的映射结构,主要用于传送小容量微波系统和卫星系统。,A1,A2,C1,B1,E1,F1,D1,D2,D3,H1,H2,H3,B2,K1,K2,D4,D5,D6,D7,D8,D9,D,10,D,11,D,12,S1,M1,E2,SOH,87列,3列,30 列 固定填充,59 列,填充的第30列和59列,不属于VC-3,85列,VC-3,J1,B3,C2,G1,F2,H4,F3,K3,N1,P36,9行,57,思考题：,1. 各种速率的业务信号复用进STM-N帧的过程都要,经历哪几个步骤？,2. G.707针对PDH的速率系列， 规范了哪几种标准,容器，各种容器的速率如何计算？,3. 什么是映射, 传统的映射方法有哪两种？,4. C-4的调整帧长和调整帧频如何计算，分别简述高,阶通道开销J1、B3、C2、G1和K3字节的功能？,5. C-12的调整帧长和调整帧频如何计算，并简述低,阶通道开销V5、J2、K4字节的功能？,6. 什么浮动VC模式，什么是锁定TU模式？,58,3.3.6 ATM 信元的映射,ATM是B-ISDN的转移模式，用户可通过多媒体终端要求电话、高清晰度电视和数据的服务，他们速率相差十分悬殊，故只能采用异步时分制。,P37,同步,时分,复用,2,4,1,3,2,3,4,1,统计,时分,复用,2,4,1,3,1,4,2,3,信息,信头,STM,ATM,按时隙位置,识别信息,按信头地址,识别信息,若某路无信息则空传,若某路无信息可传其他路,1. ATM的基本概念,59,N1,B3,C2,G1,F2,H4,F3,K3,J1,ATM信元（53个字节）,ATM 信元映射进VC-12,J2,N2,K4,V5,34 字节,34 字节,34 字节,34 字节,140 字节,ATM 信元映射进VC-3/4,信头 信息域,5字节 48字节,承载,信息,地址,类型,控制,ATM信元的映射是利用每个信元的字节结构与所用虚容器字节结构(包括级联结构VC-X 或VC-X-mc)进行定位对准的方法来完成的。,由于VC-X或VC-X-mc的容量不一定是ATM,信元的整数倍，因此允许信元可跨越边界。,2. ATM信元的映射原理,P38,60,SDH,还能走多久?,随着数据业务逐渐成为全网的主要业务，传统的电路交换网将逐渐向分组网特别是,IP,网演进。作为支持电路交换方式的,SDH,的,TD,M,结构将越来越不适应未来业务的发展，独立的,SDH,设备的长远命运正在受到严重挑战。,但是,SDH,作为一项代表性的技术仍在不断发展，以寻求更大的生存空间。这种挑战在中国这样的环境下，,SDH,在中近期仍将继续发展,:,考虑我国的电路交换网在,3,年左右的时间内仍将继续发展；,SDH,本身高低端的发展潜力（高于,40Gb,s,，,低于,155Mb,s,）；,未来的超大容量的核心光传送网需要更多的,SDH,接入设备；,近期仍然是可靠性和生存性最高的传送网技术；,SDH,的级联功能增强了支持,ATM/IP,的能力；,SDH,正在融合路由功能，支持以太网透明,/,交换传输。,61,思考与结论,不能纯粹强调技术，而是关注用户的实际需要。,SDH,毕竟是当前最主要的传输手段，已经从核心层延展到了接入层。,韦乐平建议：对于多数运营公司而言，近期稳妥的策略是选择以,SDH,为基础的多业务平台方案为主，以,ATM,为基础的多业务平台方案为辅；而中长期，则可过渡到边缘以基于第,2,层交换和第,3,层路由的方案为主，而核心网以,WDM/OTN,方案为主，并在适当时机引入,ASON,，,进一步实现动态分配、部署波长通路，以适应,IP,业务量的需要。,ASON：自动交换光网络。赋予传送网智能特性：可快速高,效地建立和拆除连接，支持永久连接、软永久连接和交换连接，,对已有连接进行修改和重新配置也十分便利，还能实现快速的,网络恢复。,62,SDH,技术的新发展,三个发展方向：,向高端产品发展,:10G,、,40G,（,重点是克服电子瓶颈、提高性价比）,在