数字通信原理第六章(新).ppt

1 第6章数字信号复接 6 1准同步数字体系 PDH 6 1 1数字复接的基本概念1 准同步数字体系 PDH 根据不同的需要和不同的传输介质的传输能力 要有不同的话路数和不同速率复接 形成一个系列 由低到高逐级复接 这就是数字复接 国际上有两大系列的准同步数字体系 表6 1数字复接的优点 2 2 PCM复用和数字复接 1 PCM复用直接将多路信号编码复用 既将多路模拟话音信号按125微秒的周期分别进行抽样 然后合在一起统一编码形成多路数字信号 3 2 数字复接将几个低次群在时间的空隙上叠加合成高次群 图6 1 图中两个低次群的速率完全相同 为了达到数字复接的目的 首先将各低次群的脉冲缩窄 以便留出空隙进行复接 然后低次群 2 进行时间位移 最后将两个低次群合成高次群 4 5 6 3 数字复接的实现数字复接的实现方式有两种 按位复接和按字复接 1 按位复接 每次复接各低次群的一位码形成高次群 2 按字复接 每次复接各低次群的一个码字 7 8 4 数字复接的同步数字复接要解决的两个问题 同步和复接 5 数字复接的方法及系统构成 1 数字复接的方法分为同步复接和异步复接 2 数字复接系统的构成 图6 4 9 10 6 1 2同步复接与异步复接1 同步复接 1 码速变换与恢复 2 同步复接系统的构成 3 同步复接二次群帧结构 11 2 异步复接 1 码速调整与恢复码速调整是利用插入一些码元将各一次群的速率由2 048Mb s左右统一调整成2112kb s 接收端进行码速恢复 通过去掉插入的码元 将各一次群的速率由2112kb s还原成2048kb s左右 2 异步复接二次群的帧结构 图6 9 3 异步复接系统的构成 4 复接抖动的产生和抑制 12 13 6 1 3PCM零次群和PCM高次群1 PCM零次群2 PCM子群3 PCM高次群 14 6 1 4PDH网络结构 15 6 1 5PDH弱点只有地区性数字信号速率和帧结构标准而不存在世界性标准 没有世界性的光接口规范异步复用缺乏灵活性按位复接不利于以字节为单位的现代信息交换网络管理能力较差数字通道设备利用率低 16 17 6 2同步数字体系SDHSONET6 2 1SDH的基本概念 18 1 SDH的概念SDH网是由一些SDH的网络单元组成的 在光纤上进行同步信息传输 复用 分插和交叉连接的网络 19 包括以下几点 1 SDH网有全世界统一的网络节点接口 从而简化了信号的互通及信号的传输 复用 交叉连接的过程 2 具有一套标准化的信息结构等级 称为同步传递模块 并具有一种块状的帧结构 3 具有一套特殊的复用结构 具有兼容性和广泛的适应性 20 4 采用软件进行网络配置 适应不断发展的需要 5 具有标准的光接口 允许不同厂家的设备在光路互通 6 基本网络单元有终端复用器 分插复用器 再生中继器和数字交叉连接设备 21 2 SDH的有缺点 1 SDH优点a 有全世界统一的数字信号速率和帧结构标准 b 采用同步复用方式和灵活的复用结构 净负荷与网络是同步的 c SDH帧结构中安排了丰富的开销比特 因而使网络运行 管理 维护能力大大增强 d 将标准的光接口综合进各种不同的网络单元 减少了将传输和复用分开的需要 简化了硬件 缓解了布线拥挤 22 e SDH与现有的PDH网络完全兼容 既可兼容PDH的各种速率 同时还方便的容纳各种新业务 f SDH的信号结构的设计考虑了网络传输和交换的最佳性 最核心的三条 同步复用 标准光接口和强大的网络管理能力 2 SDH的缺点 23 6 2 2SDH的速率体系 表6 4 二 同步数字体系的速率同步数字体系最基本的模块信号是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同步复用 字节间插的结果 6 2 3SDH的基本网络单元终端复用器 分插复用器 再生中继器和数字交叉连接设备 24 终端复用器和分插复用器 电源 电源 公务 公务 告警 告警 TMN接口 TMN接口 1 5 2 6 34 45 140 155Mb s 1 5 2 6 34 45 140 155Mb s 图5 22STM 1终端复用器 图5 23STM 1分插复用器 STM 1终端复用器 STM 1分插复用器 155Mb s 155Mb s 155Mb s 25 图6 226 2 4SDH的帧结构1 网络节点接口2 SDH的帧结构采用以字节为单位的矩形块状的帧结构 270 N 9 由三部分组成 段开销 净负荷 管理单元指针 26 9 270 N字节 SOH SOH AU PTR STM N净负荷 含POH 9 N 261 N 270 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 传输方向 图5 27SDH帧结构 27 3 段开销 SOH 字节开销 段开销和通道开销 1 段开销字节的安排SOH中包括定帧信息 用于维护与性能监视的信息及其其他操作功能 分为再生段开销和复用段开销 28 STM N中的N不同 SOH字节在空间中的位置也不同 段开销字节在帧中的位置可用一个三坐标矢量S a b c 来表示 字节的行列坐标 行数 列数 与三坐标矢量S a b c 的关系是 行数 a列数 N b 1 c 29 A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0 B1 E1 F1 D1 D2 D3 B2 B2 B2 K1 K2 D4 D5 D D7 D8 D9 D10 D11 D12 S1 D11 E2 M1 9字节 9行 图5 28STM 1SOH字节安排 30 2 SOH字节的功能a 帧定位字节A1和A2A1 A2用来识别帧的起始位置 A1为11110110 A2为00101000 b 再生段踪迹字节J0用来重复发送 段接入点识别符 以便接收机能据此确认其是否与指定的发射机处于持续的连接状态 31 c 数据通信通路 DCC D1 D12 DCC用来构成SDH管理网的传送链路 D1 D3用于再生段终端之间交流OAM信息 D4 D12用于复用段交流OAM信息 d 公务字节E1和E2用来提供公务联络语声通路 32 e 使用者通路F1保留给使用者 网络提供者 专用 主要为特定维护而提供临时的数据 语声通路连接 f 比特间插奇偶校验8位码 BIP 8 B1用作再生段误码性能监测 g 比特间插奇偶校验24位码 BIP N 24 字节B2B2B2 33 h 自动保护倒换通路 APS 字节K1和K2 b1 b5 两个字节用作自动保护倒换 APS 信令 i 复用段远端失效指示 MS RDI 字节K2 b6 b8 MS RDI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或正接收复用段告警指示信号 MS AIS j 同步状态字节S1 b5 b8 34 k 复用段远端差错指使 MS REI M1该字节用作复用段差错指示 l 与传输媒质有关的字节 m 备用字节Z0 3 简化的SOH功能接口 35 6 2 5同步复用与映射方法1 SDH的一般复用结构是由一些基本复用单元组成的有若干中间复用步骤的复用结构 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 36 C 4 AU 3 STM N VC 3 139 264Mbit s 37 2 复用单元SDH基本的复用单元包括标准容器 C 虚容器 VC 支路单元 TU 支路单元组 TUG 管理单元 AU 和管理单元组 TUG 38 1 标准容器 C 是一种用来装载各种速率的业务信号的信息结构 主要完成适配功能 2 虚容器 VC 用来支持SDH的通道层连接的信息结构 它由容器输出的信息净负荷加上通道开销 POH 组成 即 VC n C n VC nPOHVC的包逢速率是与SDH网络同步的 因此不同的VC是互同步的 39 而VC内部却允许装载来自不同容器的异步净负荷 分为高阶虚容器和低阶虚容器 3 支路单元和支路单元组支路单元是提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的信息结构 TU n VC n TU nPTR 4 管理单元和管理单元组管理单元提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构 AU n VC n AU nPTR 40 我国的SDH复用映射结构规范可有三个PDH支路信号输入口 3 复用过程4 我国的SDH复用结构 41 三 我国的SDH复用结构 139 264Mbit s 34 368Mbit s 2 048Mbit s 42 由图可见 我国的SDH复用映射结构规范可有三个PDH支路信号输入口 一个139 264Mit s可被复用成一个STM 1 155 520Mbit s 63个2 048Mbit s可被复用成一个STM 1 3个34 368Mbit s也能复用成一个STM 1 43 为了对SDH的复用映射过程有一个较全面的认识 也为后面具体介绍映射 定位 复用作个铺垫 现以139 264Mbit s支路信号复用映射成STM N帧为例详细说明整个复用映射过程 1 首先将标称速率为139 264Mbit s的支路信号装进C 4 经适配处理后C 4的输出速率为149 760Mbit s 然后加上每帧9字节的POH 相当于576kbit s 后 便构成了VC 4 150 336Mbit s 以上过程称为映射 44 139 264Mbit s 45 小节 46 47 二 映射是一种在SDH边界处使支路信号适配进虚容器的过程 1 通道开销 POH 通道开销分为低阶通道开销和高阶通道开销 功能是VC通道性能监视 维护信号和告警状态指示 1 高阶通道开销 HPOH 位于帧结构的第一列的9个字节 J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 如图5 36 48 VC 4 HPOH的位置 49 通道踪迹字节 J1用来重复发送多阶通道接入点识别符 这样 通道接收端可以确认它与预定的发送端是否处于持续的连接状态 通道BIP 8码 B3高阶通道误码监视功能 信号标记字节 C2 用来指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质 50 通道状态字节 G1该字节用来将通道终端的状态和性能回传给VC 3 VC 4 通道使用者字节 F2 F3 TU位置指示字节 H4用来指示有效负荷的复帧类别和净负荷位置 自动保护倒换字节 K3 b1 b4 网络操作者字节 N1 备用比特 K3 b5 b8 51 2 低阶通道开销 VC 1 VC 2 由V5 J2 N2 K4组成 复帧的概念 为了适应不同容量的净负荷在网中的传送需要 SDH允许组成若干不同的复帧形式 例如 四个C 12基本帧组成一个500s的C 12复帧 C 12复帧加上低阶通道开销V5 J2 N2 K4字节便构成VC 12复帧 52 V5 J2 N2 K4 1 2 3 4 a C 12复帧结构 图5 37 b VC 12复帧结构 1 2 3 4 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 1 9 4 1 9 4 1 9 4 1 53 V5字节 为VC 1 VC 2通道提供误块检测 信号标记和通道状态功能 通道踪迹字节J2 用来重复发送低阶通道接入点识别符 网络操作者字节N2 提供低阶通道的串接监视功能 自动保护倒换字节K4 b1 b4 功能与高阶通道G1 b5 b7 类似 增强型远端缺陷指示K4 b5 b7 备用比特K4 b8 安排将来使用 54 2 映射过程 1 映射方式的分类 三种映射方法 异步映射 比特同步映射 字节同步映射 55 两种工作模式浮动VC模式 锁定TU模式 映射方式的比较 1 139 264Mbit s支路信号的映射采用异步映射 浮动模式 139 264Mbit s支路信号异步装入C 4 56 我们可以把C 4比喻成一个集装箱 其结构容量一定大于139 264Mbit s 只有这样才能进行正码速调整 C 4的子帧结构如下图 57 58 C 4基帧的每行为一个子帧 每个子帧为一个速率调整单元 并分成20个13字节块 每个13字节块的第一个字节依次分别为 W X Y Y Y X Y Y Y X Y Y Y X Y Y Y X Y Z 59 X字节内含1个调整控制比特 C码 5个固定塞入比特 R码 和2个开销比特 O码 由于每行有5个X字节 因此每行有5比特C码 Z字节内含6个信息比特 I码 1个调整机会比特 S码 和1个R码 Y字节为固定塞入字节 含8个R码 W字节为信息字节 含8个信息比特 每个13字节块的后12个字节均为信息字节W 共96个I码 60 C4子帧 C 4 9 241W 13Y 5X 1Z 260 字节 1934I S 5C 130R 10 2080 bit 一个C 4子帧总计有8 260 2080bit 其分配是 信息比特I 1934固定塞入比特R 130开销比特O 10调整控制比特C 5调整机会比特S 1C码主要用来控制相应的调整机会比特S 确定S应作为信息比特I还是调整比特 接收机对不予理睬 61 C 4装入VC 4在C 4的9个子帧前分别插入VC 4的通道开销字节J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 就构成了VC 4帧 J1B3C2G1F2H4F3K3N1 C 49 260 子帧 1 261 1 260 VC 49 261 139 264Mb s 140 760Mb s 150 336Mb s 图5 39139 264Mb s信号映射图解 62 3 2 048Mb s支路信号的映射可采用异步映射 也可采用比特同步映射或字节同步映射 首先将2 048Mb s的支路信号装入四个基帧构成的C 12复帧 63 3 2 048Mbit s支路信号 H 12 的映射对于2 048Mbit s支路信号不论是异步映射还是同步映射 均采用复帧形式 首先将2 048Mbit s的支路信号装入四个基帧组成的C 12复帧 C 12基帧的结构是9 4 2字节 C 12复帧的字节数为4 9 4 2 其结构参见图2 5 在C 12复帧中加上低阶通道开销 VC lPOH 字节V5 J2 N2 K4 便构成VC 12 复帧 64 V5字节 500 s R 32字节 R R J2 C1C2OOOORR S2IIIIIII N2 32字节 31字节 R K4 C1C2RRRRRS1 32字节 140字节 C1C2OOOORR 65 当C1C1C1 000时 表示S1是信息比特 而C1C1C1 111时 表示S1是调整比特 C2按同样的方式控制S2比特 三 定位定位是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程 66 由图可见 VC 12由VC 1POH加上1023 32 3 8 31 8 7 个信息比特 I 6个调整控制比特 C1 C2 2个调整机会比特 S1 S2 8个开销通信通路比特 O 以及49个固定塞入比特 R 组成 67 2套C1和C2比特可以分别控制2个调整机会比特S1 负调整机会 和S2 正调整机会 进行码速调整 当C1C1C1 000时 表示S1是信息比特 而C1C1C1 111时 表示S1是调整比特 C2按同样方式控制S2比特 68 2 指针的作用SDH中指针的作用可归结为三条 1 当网络处于同步工作方式时 指针用来进行同步信号间的相位校准 2 当网络失去同步时 即处于准同步工作方式 指针用作频率和相位校准 当网络处于异步工作方式时 指针用作频率跟踪校准 3 指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移 69 二 指针调整原理及指针调整过程下面以139 264Mbit s的PDH支路信号复用过程中在AU 4内的指针调整 34 368Mbit sPDH支路信号复用过程中在TU 3内的指针调整以及2 048Mbit s的支路信号复用过程中在TU 12内的指针调整为例说明指针调整原理及指针调整过程 70 1 VC 4在AU 4中的定位 AU 4指针调整 1 AU 4指针VC 4进入AU 4时应加上AU 4指针 即AU 4 VC 4 AU 4PIRAU 4PTR由位于AU 4帧第4行第1至9列的9个字节组成 具体为 AU 4PTR H1YYH2H3H3H3 71 VC 4在AU 4中的定位 指针调整 AU 4指针AU 4 VC 4 AU PTRAU 4PTR H1YYH21 1 H3H3H3用于指针的只有H1和H2字节 指针图案如下 H1 H2 H3 D N N N N S S I D I I I I D D D 新数据标识 指针类型 比特指针值 负调整机会 正调整机会 72 指针调整原理为便于说明问题 将VC 4的所有字节安排在本帧的第 行到下帧的第三行 正调整 负调整 73 12345678910 270字节 H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3 H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3 SOH SOH SOH 000 111 782782782 868686 12345678910111213141516bit N N N N S S I I I I I D D D D D 10bit指针值 图2 17AU 4指针位置和偏移编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 74 VC 12在TU 12的定位TU 12 VC 12 TU 12PTR 1 TU 12指针TU 12复帧结构如图 V1 V2字节表示指针值 V 字节做负调整用 随后的字节作正调整用 V4作为保留字节 75 TU 12指针调整原理调整原理与AU 4基本相同 唯一的区别是AU 4有 个调整字节 而TU 12只有一个调整字节 76 字节 字节 字节 字节 V2 V1 V3 V4 TU 12 125 V5 J2 N2 K4 250 375 500 字节 字节 字节 字节 图5 43TU 12复帧结构 77 四 复用复用是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道 或者把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程 TU 12复用进TUG 2再复用进TUG 3 TUG 3复用进VC 4个 AU 4复用进AUG N个AUG复用进STM N 78 TU 12 TU 12 TU 12 TUG 2 1 2 3 7 1 2 3 4 7 5 6 123456789 86 图2 21TU 12复用进TUG 2再复用进TUG 3 79 TUG 3 A TUG 3 B TUG 3 C 1 1 1 86 86 86 A A A A A B B B B C C C C 12345678910 261 POH 图2 233个TUG 3复用进VC 4 80 POH 1 1 261 VC 4 浮动相位 AU 4 AUG 固定相位 261 1 261 图2 24AU 4复用进AUG 81 1 2 N 12 N12 N AUG AUG AUG 1 1 1 9 9 9 1 1 1 261 261 261 12 N12 N STM N SOH SOH N 9 N 261 图2 25将N个AUG复用进STM N 82 2 048Mb s信号的复用 定位 映射过程总结 映射 定位 复用 定位 复用 83 VC 12POH C 12 VC 12 TU 12 图2 262 048Mb s支路信号映射 定位 复用过程 a TUG 2 TUG 3 2 048Mb s 2 176Mb s 2 240Mb s 2 304Mb s 6 912Mb s 49 536Mb s 3 7 84 TUG 3 TUG 3 3 VC 4 VC 4POH AU 4 AU 4PTR AUG SOH STM N 150 336Mb s 150 912Mb s 150 912Mb s N 155 520Mb s 图2 262 048Mb s支路信号映射 定位 复用过程 b 85 第七节SDH传送网一 传送网的基本概念从信息传递的角度来分析 传送网是完成信息传送功能的手段 它是网络逻辑功能的集合 所谓传输网是以信息信号通过具体物理媒质传输的物理过程来描述 它是由具体设备组成的网络 在SDH体制中使用传送网的概念 86 关于通道 复用段 再生段的说明在SDH传输系统中 通道 复用段 再生段间的关系可参看图 87 为了便于理解 将上述关于通道 复用段 再生段的划分与相应的设备联系起来 其示意如图所示 88 二 SDH传送网的物理拓扑 SDH基本网络单元SDH是由一些基本的网络单元构成的 目前实际应用的基本网络单元有四种 即终端复用器 TM 分插复用器 ADM 再生中继器 REG 和数字交叉连接设备 SDXC 89 1 终端复用器 TM 2 分插复器 ADM 再生中继器 REG 数字交叉连接设备 DXC 90 终端复用器 TM 1 在发送端将各个PDH支路信号复用进STM N的帧结构中 在接收端进行分解 2 在发送端将若干个STM N信号复用为一个STM M M N 信号 在接收端将一个STM M信号分解成若干个STM N信号 3 光电 电光转换 91 分插复用器 ADM 1 具有支路 群路 上 下支路 能力 2 具有群路 群路 直通 能力 3 可以具有数字交叉连接功能 即将DXC的功能融于ADM中 4 用于环形网中 92 终端复用器和分插复用器是SDH网中最为重要的网络单元 由这两个网络单元组成的典型网络应用有多种 如点到点传输 线形 枢纽网和环形网 如图所示 p171 93 再生中继器 REG 数字交叉连接设备 SDXC SDH网络中的DXC设备称为SDXC 它是一种具有一个或多个PDH或SDH信号端口并至少可以对任何端口速率与其它端口速率进行可控连接和再连接的设备 94 SDXC的配置类型通常用SDXCX Y来表示 其中X表示接入端口数据流的最高等级 Y表示参与交叉连接的最低级别 数字1 4分别表示PDH体系中的1 4次群信号 4也可表示SDH体系中的STM 1 数字5和6分别表示SDH体系中的STM 4和STM 16信号 95 目前实际应用的SDH设备主要有三种基本配置 类型 提供高阶Vc的交叉连接 类型 提供低阶Vc的交叉连接 类型 对2Mb s信号在64kb s速率等级上进行交叉连接 96 SDXC的功能 复用功能 将若干个2Mb s信号复用进155Mb s的信号中 业务汇集 将不同传输方向上传送的业务填充入同一传输方向的通道中 最大限度的利用传输通道资源 业务输导 将不同的业务加以分类 归入不同的传输通道中 保护倒换 当网络某通道发生故障后 迅速在全网范围内寻找替代路由 恢复被中断的业务 通道监视 通过SDXC的高阶通道开销监视功能 采用非介入方式对通道进行监视 并进行故障定位 测试接入 通过SDXC的测试接入口 将测试仪表接入到被测通道上进行测试 广播业务 可支持一些新的业务并以广播的形式输出 97 SDH传送网的基本物理拓扑网络的物理拓扑泛指网络的形状 即网络节点和传输线路的几何排列 它反映了物理上的连接 网络的效能 可靠性和经济性在很大程度上均与具体物理拓扑有关 98 SDH的网络拓扑结构有5种 线型 星型 树型 环型 网孔型 99 100 三 SDH的自愈网自愈网就是无需人为干预 网络就能在极短时间内从失效的故障中自动恢复所携带的业务 使用户感觉不到网络已出了故障 实现自愈网的手段多种多样 主要采用的是线路保护倒换 环形网保护 DXC保护及混合保护 101 线路保护倒换当出现故障时 由工作通道倒换到保护通道上 用户业务得以继续传送 线路保护倒换方式 1 1方式 1 n方式 线路保护倒换的特点 业务恢复时间很快 小于50毫秒 若工作段和保护段属于同缆复用 则会失去保护作用 102 环形网保护当把网络节点连成一个环形时 可以进一步改善网络的生存性和降低成本 这是SDH网络的一种典型应用 环形网的节点一般采用ADM 或DXC 而利用ADM的分插能力和智能构成的自愈环是SDH的特色之一 自愈环的种类较多 也可以有不同的分类 按环中每个节点插入支路信号在环中流动的方向 分为单向环和双向环 按保护倒换的层次来分 可分为通道倒换和复用段倒换环 按环中每一对节点间所采用光纤的最小数量来分 可分为二纤环和四纤环 103 下面是几种常用的自愈环 二纤单向通道倒换环 二纤双向通道倒换环 二纤单向复用段倒换环 四纤双向复用段倒换环 二纤双向复用段倒换环 104 A B C D P1 S1 P1 S1 CA AC AC CA 图5 10二纤单向复用段倒换环 a 105 A B C D P1 S1 P1 S1 CA AC AC CA 图5 10二纤单向复用段倒换环 b 倒换 106 S1 S2 P1 P2 P2 S2 P1 S1 A B C D AC CA AC CA 图5 11四纤双向复用段倒换环 a 107 S1 S2 P1 P2 P2 S2 P1 S1 A B C D AC CA AC CA 图5 11四纤双向复用段倒换环 b 倒换 108 A B C D CA AC AC CA 图5 12二纤双向复用段倒换环 a S1 P2 S2 P1 S2 P1 S1 P2 109 A B C D CA AC AC CA 图5 12二纤双向复用段倒换环 b S1 P2 S2 P1 S2 P1 S1 P2 倒换 110 S1 P1 P1 S1 AC CA AC CA 图5 13二纤单向通道倒换环 a 111 S1 P1 P1 S1 AC CA AC CA 图5 13二纤单向通道倒换环 b A B C D 112 S1 S2 AC CA AC CA 图5 14二纤双向通道倒换环 a A B C D P2 P1 113 S1 S2 AC CA AC CA 图5 14二纤双向通道倒换环 b A B C D P2 P1 114 3 DXC保护主要指利用DXC设备在网孔形网络中进行保护的方式 12单位业务量 DXC DXC DXC DXC DXC DXC A B E C F D 6单位 2单位 4单位 图5 59采用DXC为节点的保护 115 4 混合保护是采用环形网保护和DXC保护相结合 这样可以取长补短 大大增加网络的保护能力 DXC4 4 ADM ADM ADM ADM ADM ADM DXC4 1 长途网 局间中继网 图5 60混合保护结构 116 5 各种自愈网的比较线路保护倒换配置简单 网络管理简单 恢复时间很短 缺点是成本较高 环形网结构具有很高的生存性 故障恢复时间短 具有良好的业务输导能力 DXC保护具有很高的生存性 混和保护网的可靠性和生存性较高 117 四 SDH网络结构SDH是一种传送网 它为交换局间提供高速高质量的数字传送能力 我国的SDH网络结构分为四个层面 1 最高层面为长途一级干线网 2 第二层面为二级干线网 3 第三层面为中继网 4 最低层面为用户接入网 118 119 第一级干线 省会 城市间的长途通信 速率 STM 64 STM 16 汇接节点 DXC4 4设备网络结构 网孔形结构 可靠性高第二级干线 省内的长途通信速率 STM 4 或STM 16 汇接节点 主要城市采用DXC4 4或DXC4 1设备网络结构 网孔形 环形辅以少量线形结构 120 第三级干线 长途端局与市话之间以及市话局之间通信的中继网 速率 STM 1或STM 4汇接节点 ADM或DXC4 1网络结构 环形第四级网络 最低层 用户网或接入网 特点 业务量低速率 STM 1或STM 4 根据业务量需求而定 汇接节点 ADM或TM OLC 光纤用户环路系统 接口 STM 1光 电接口 PDH体系的2Mbit s 34Mbit s和140Mbit s接口 普通电话用户接口 小交换机接口 2B D或30B D接口以及城域网接口等 接入网要求 宽带化 多样化和智能化接入方式 光纤到路边 FTTC 和光纤到户 FTTM 121 我国SDH网络结构的特点 1 具有4个相对独立而又综合一体的层面 2 简化了网络的规划设计 3 适应现行的行政管理体制 4 各个层面可独立实现最佳化 5 具有体制和规划的统一性 完整性和先进性 122 五 SDH的网同步1 网同步的基本概念 1 网同步的概念所谓网同步是使网中所有的交换节点的时钟和相位保持一致 以便使网内各交换节点的全部数字流实现正确有效的交换 123 2 网同步的必要性以如图数字网为例 写入速率大于读出速率 将会造成存储器溢出 致使输入信息比特丢失 漏读 写入速率小于读出速率 可能会造成某些比特被读出两次 即重复读出 上述两种情况都会造成帧错位 使接收信息流出现滑动 124 数字交换网络 DNS 写入脉冲 读出脉冲 时钟 缓冲存储器 A B C 交换局 交换局 交换局 图6 1数字网示意图 125 3 网同步的方式主从同步方式 在网内某一主交换局设置高精度高稳定度的时钟源 基准主时钟 并以其为基准时钟通过树状结构的时钟分配网传送到网内其他各交换局 各交换局采用锁相技术将本局时钟频率和相位锁定在基准主时钟上 使全网各交换节点时钟都与基准主时钟同步 126 前ITU T将时钟划分为四级 一级时钟 基准主时钟 G 811来规范 二级时钟 转接局从时钟 G 812来规范 三级时钟 端局从时钟 G 812来规范 四级时钟 数字小交换机 远端模块或SDH网络单元从时钟 G 813来规范 127 4 时钟类型和工作模式 1 时钟类型 目前公用网中实际使用的时钟类型主要分为下面三类 铯原子钟特点 优点 长期频率稳定度和精确度很高 其长期频偏优于 缺点 可靠性较差 平均无故障工作时间仅5 8年 短期稳定度也不够理想 要求 采用多重备用和自动切换技术 用途 作为基准主时钟 128 石英晶体振荡器特点 优点 可靠性高 价格低 频率稳定度范围很宽 采用高质量恒温箱的石英晶振的老化率可达 天 缺点 长期频率稳定度不好应用 作为长途交换局和端局的从时钟 129 铷原子钟特点 性能和成本介于上述两种时钟之间 具有出色的短期稳定度 且成本较低 其寿命大约10年 频率可调范围大于铯原子钟 长期稳定度低一个量级左右 应用 铷原子钟适于作同步区的基准时钟 130 主时钟 从时钟 从时钟 从时钟 从时钟 从时钟 从时钟 从时钟 从时钟 从时钟 从时钟 图6 3主从同步方式 131 4 从时钟工作模式 正常工作模式 保持模式 自由运行模式 132 2 SDH网同步 1 SDH网同步结构 局间应用 局间同步时钟分配采用树型结构 使SDH网内所有节点都能同步 局内同步分配一般采用逻辑上的星型结构 所有网元都直接从本局内最高质量的时钟 BITS 获取 133 2 SDH网同步的工作方式 同步方式 网中的所有时钟都能最终跟踪到同一个网络的基准主时钟 伪同步方式 在网中有几个都遵守G 811建议要求的基准主时钟 他们有相同的标称频率 但实际频率略有差别 134 准同步方式 同步网中有各个或多个时钟的同步路径或替代路径出现故障时 失去所有外同步链路的节点时钟 进入保持模式或自由运行模式工作 异步方式 网络中出现很大的频率偏差 当时钟精度达不到ITU TG 81s所规定的数值时 SDH将不再维持业务而将发送AIS告警信号 135 根据我国标准GB12048 89 数字网内时钟和同步设备的进网要求 数字同步网采用主从同步方式 按照时钟的性能 我国的同步网划分为以下四级 第一级 数字网中最高质量的时钟 它是网内时钟的唯一基准 采用铯原子时钟组 136 第二级 具有保持功能的高稳定时钟 可以是受控铷钟或高稳定度晶体钟 一级和二级长途交换中心 C1和C2 用A类时钟 三级和四级长途交换中心 C3和C4 用B类时钟 B类时钟受A类时钟控制 第三级 具有保持功能的高稳定晶体时钟 设在汇接局和端局 第四级 一般晶体时钟 137 同步网内必须避免定时环路的发生 这是因为 a 定时信号发生环路后 环路内的时钟就脱离了本段基准时钟的同步控制 影响时钟输出信号的准确度 b 环内时钟形成自反馈 造成频率不稳 138 小节 139 140 141 142 143 144