SDH理论基础.ppt

sdh理论基础,深圳市华为技术有限公司,1、sdh基本概念 7、同步光缆 2、帧结构与段开销 8、sdh网同步 3、复用与映射 9、网络性能 4、指针与通道开销 10、sdh传送网 5、同步复用设备 11、网络管理系统 6、数字交叉连接设备,内 容 提 要,一、pdh缺点 没有国际统一的速率标准（1.5m与2m系列） 没有国际统一的光接口规范 上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高 网络的oam能力差,sdh基本概念 (一),sdh基本概念 (二),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) 一步复用特性：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 组网灵活、网络的生存性强 前后向兼容 缺点： 带宽利用率稍低,sdh基本概念 (三),三、sdh基本概况 1. 等级与速率,等 级,stm-1,stm-4,stm-16,stm-64,速率（mb/s）,155.520,622.080,2488.320,9953.280,含2m数量,63,252,1008,4032,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。,pdh支路信号 sdh支路信号,oam,线路信号,stm-n,tm,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。,pdh支路信号 sdh支路信号,oam,东侧线路信号,西侧线路信号,stm-n,stm-n,adm,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,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。,pdh支路信号,stm-n,stm-n,sdh支路信号,dxc,sdh基本概念 (八),3. sdh网络拓扑 . 线形网,tm,adm,adm,tm,reg,. 树形网,tm,adm,adm,tm,reg,adm,tm,sdh基本概念 (九),. 环形网,adm,adm,adm,adm,sdh基本概念 (十),. 枢纽网,tm,dxc,adm,tm,reg,adm,tm,tm,adm,tm,tm,sdh基本概念 (十一),. 网状网,adm,adm,adm,adm,帧结构与段开销 (一),9270n字节,1,3,4,5,9,soh,stm-n 净负荷 (含poh),传输方向,9n,261n,270n列,soh,soh：段开销 au ptr：管理单元指针 poh：通道开销,au ptr,t=125s,帧结构与段开销 (二),一、stm-1 soh 字节安排,a1,a1,a1,a2,a2,a2,j0,b1,e1,f1,d1,d2,d3,a u - p t r (管理单元指针),b2,b2,b2,k1,k2,d4,d5,d6,d7,d8,d9,d10,d11,d12,s1,m1,e2,rsoh,msoh,9 行,传输方向,t=125 s, 国内使用字节 传输媒质指示字节 空格：国际使用字节,9 列,帧结构与段开销 (三),二、 soh开销字节功能 a1、a2： 帧定位字节 （f6 28 h） j0： 再生段跟踪：收、发是否正确对接 b1： 再生段比特间插奇偶校验字节(bip-8) d1 d3： 再生段数据通信通道：可传送网管数据 d4d12：复用段数据通信通道：可传送网管数据 e1、e2： 公务联络 f1： 使用者通道：为维护目的提供数据/音频通道 b2： 复用段比特间插奇偶校验字节(bip-n24) k1、k2：自动保护倒换字节aps s1： 同步状态字节：指示同步状态、时钟级别等 m1： 复用段远端差错指示：误码检测结果,复用与映射 (一),一、sdh复用特点 字节间插复用： 各支路信号按字节顺序进行间插排列以形成更高速 率的信号； 各支路信号的位置固定，可直接提取/接入。 净负荷指针技术： 用软件指针来指示净负荷在帧中的位置； 允许支路信号速率有差异（可进行速率调整）； 不使用125 s缓存器，避免滑动损伤。,复用与映射(二),二、参与复用与映射的单元 1. 信息容器 c 用于装载各种速率业务信号的信息结构。 我国使用其中的三种（共5种）：,种类,c-12,c-3,c-4,装载信号种类,2 mb/s,34 / 45 mb/s,140 mb/s,结 构,9行4列2,9行84列,9行260列,速率（mb/s）,2.176,48.384,149.760,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。,种类,vc-12,vc- 3,vc- 4,装载信号种类,2 mb/s,34 / 45 mb/s,2/34/45/140 mb/s,结 构,9行4列1,9行85列,9行261列,速率（mb/s）,2.240,48.960,150.336,复用与映射(四),poh,c-3 ( 34/45mb/s ),c-4 ( 140 mb/s ),poh,vc-12 vc-3,85列,261列,9行,poh,c-12 ( 2mb/s ),4列,3tug-3 ( 2/34/45 m ),poh,261列,9行,vc-4 (a),vc-4 (b),r 2,r 1,9行,复用与映射(五),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,tu-12,tu- 3,构成,vc12+ tu ptr,vc3+ tu ptr,结 构,9行4列,9行85列+3,速率（mb/s）,2.304,49.152,h1h2h3,复用与映射(六),tu ptr,vc-12,vc-3,9行,tu-12 tu-3,4列,85列,9行,复用与映射(七),4. 支路单元组 t ug 由几个tu或tug进行字节间插复用组成。,种类,tug- 3,构成,3tu-12,7tug-2,结 构,9行12列,9行86列,速率（mb/s）,6.912,49.536,tug- 2,复用与映射(八),3tu - 12,7tug-2,9行,tug-2 tug-3 r 为填充字节,12列,86列,9行,r,r,复用与映射(九),5. 管理单元 au - 4 是在高阶vc与复用段之间进行适配的信息结构。 au是由高阶vc加上管理单元指针au ptr构成。,vc - 4,9行,261列,au-ptr,9列,复用与映射(十),aug,tug-2,tu-12,vc-12,c-12,140m,34m / 45m,2m,指针处理,映射,复用,校准,n,7,3,3,tug3,stm-n,au-4,vc-4,tu- 3,1,三、我国规范的sdh复用与映射结构,1,2,b,复用与映射(十一),四、字节间插复用 各支路信号按字节顺序进行间插排列，形成更高速率信号。,1,2,3,1,3,1,2,3,c,a,c,b,a,tu-12 a,tu-12 b,tu-12 c,tug-2,4,4,4,复用与映射(十二),五、映射 1. 何谓映射 映射就是在sdh网络边界把各种业务信号适配进相 应的虚容器。 如：把2mb/s信号适配进vc-12； 把34（或45）mb/s信号适配进vc-3； 把140mb/s信号适配进vc-4。,复用与映射(十三),2. sdh映射种类 . 异步映射 用码速率调整的方法把与网络同步或不同步的支 路信号映射进相应的虚容器。 优点： 对映射信号无任何限制性要求：如信 号速率的高低、是否具有帧结构等； 接口简单、应用灵活。 缺点：不能直接提取/接入支路信号。,. 字节同步映射 无需进行速率调整，直接把支路信号适配进虚容器。 对映射信号要求：速率必须与网络同步（仅含n64 kb/s）, 必须具有块状帧结构。 优点：可直接提取/接入低速支路信号。 缺点：对映射信号有限制性要求； 硬件接口较复杂。 . 毕特同步映射 要求映射信号速率必须与网络同步，但可不具有一定 的帧结构。与pdh相比，无明显优势；尚无人采用。,复用与映射(十四),复用与映射(十五),3. 2mb/s信号异步 映射进vc-12,w = dddddddd d： 数据比特 r： 填充比特 o： 开销比特 c： 调整控制比特 s： 调整机会比特,vc-12（子帧）的速率为 2.240 mb/s； 映射信号的速率为2.048 mb/s； 进行速率调整后（加入填充毕 特r），适配进虚容器vc-12。,p o h,r r r r r r r r,3 2 w,r r r r r r r r,p o h,c1 c2 o o o o r r,3 2 w,r r r r r r r r,p o h,c1 c2 o o o o r r,3 2 w,r r r r r r r r,p o h,c1 c2 r r r r r s1,s2 d d d d d d d,3 1 w,r r r r r r r r,1子帧,2子帧,3子帧,4子帧,t = 500s,净负荷指针 (一),一、净负荷指针概念 1. 作用 指示净负荷的位置：净负荷的第一个字节相对 于指针最后一个字节的偏移量 进行速率调整：容纳净负荷速率偏差 2. 种类 管理单元指针 au ptr 支路单元指针 tu-3 ptr、tu-12 ptr,净负荷指针 (二),二、管理单元指针 au ptr 1. 位置与结构,vc - 4,9行,261列,au-ptr,9列,h1,y,y,h2,1*,1*,h3,h3,h3,y= 1001ss11（s未规定） 1*=11111111,净负荷指针 (三),2. h1、h2、h3 字节安排,n,n,n,n,s,s,i,d,i,d,i,d,i,d,i,d,h1,h2,h3,h3,h3,ndf,10毕特指针,负调整字节,au 类别,ndf：新数据标识 ss：au类别，ss=11：au-4 i： 增加毕特 d：减少毕特,净负荷指针 (四),3. h1、h2、h3 字节功能 . 净负荷位置指示 10毕特指针指示净负荷的第一个字节相对于第三个h3字节的偏移量。 . 对净负荷vc- 4进行速率调整 正调整: 5个i毕特反转；在净负荷前面加3个填充字节；指针值加1。 负调整: 5个d毕特反转；在净负荷前面3个字节移到3个h3字节中； 指针值减1。 . 新数据标识 ndf 指示净负荷中的新数据变化。正常时：ndf = 0110 有新数据时：ndf = 1001,净负荷指针 (五),三、支路单元指针 tu-3 ptr 1. 位置与结构,h1h2h3,vc-3,9行,85列,tu-3,净负荷指针 (六),2. h1、h2、h3 字节安排,n,n,n,n,s,s,i,d,i,d,i,d,i,d,i,d,h1,h2,h3,ndf,10毕特指针,负调整字节,au 类别,ndf：新数据标识 ss：tu类别，ss=10：tu-3 i： 增加毕特 d：减少毕特,净负荷指针 (七),3. h1、h2、h3 字节功能 . 净负荷位置指示 10毕特指针指示净负荷的第一个字节相对于h3字节的偏移量。 . 对净负荷vc-3进行速率调整 正调整: 5个i毕特反转；在净负荷前面加1个填充字节；指针值加1。 负调整: 5个d毕特反转；在净负荷前面1个字节移到h3字节中； 指针值减1。 . 新数据标识 ndf 指示净负荷中的新数据变化。正常时：ndf = 0110 有新数据时：ndf = 1001,净负荷指针 (八),四、支路单元指针 tu-12 ptr 1. 位置与结构,v1,vc-12,v2,vc-12,v3,vc-12,v4,vc-12,500s 复帧,净负荷指针 (九),2. v1、v2、v3 字节安排,n,n,n,n,s,s,i,d,i,d,i,d,i,d,i,d,v1,v2,v3,ndf,10毕特指针,负调整字节,au 类别,ndf：新数据标识 ss：tu类别，ss=10：tu-12 i： 增加毕特 d：减少毕特,净负荷指针 (十),3. v1、v2、v3 字节功能 . 净负荷位置指示 10毕特指针指示净负荷的第一个字节相对于v2字节的偏移量。 . 对净负荷vc-3进行速率调整 正调整: 5个i毕特反转；在v3字节后面加1个填充字节；指针值加1。 负调整: 5个d毕特反转；在净负荷前面1个字节移到v3字节中； 指针值减1。 . 新数据标识 ndf 指示净负荷中的数据变化。正常时：ndf = 0110 有新数据时：ndf = 1001,通道开销 (一),一、高阶通道开销 vc-4 / vc-3 poh 1. 位置与结构,vc- 4 / vc-3,j1,b3,c2,g1,f2,h4,k3,n1,通道开销 (二),2. 开销字节功能 j1： 通道跟踪字节：收、发是否正确对接 b3：通道奇偶校验字节(bip-8) c2： 信号标记字节：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：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,通道开销 (三),二、低阶通道开销 vc-12 poh 1. 位置与结构,v5,vc-12,j2,vc-12,n2,vc-12,k4,vc-12,500s 复帧,通道开销 (四),2. 开销字节功能 v5： 通道状态与信号标记。 b1b2：奇偶校验 bip-2 b3：误码检测结果 b4：远端失效指示 b5b6b7：信号标记，映射方式 b8：远端接收失效指示 j2： 通道跟踪字节：收、发是否正 确对接 n2：网络操作者字节。 k4：通道自动保护倒换字节。,同步复用设备(一),一、特点 1. 一步复用特性 采用字节间插复用与净负荷指针技术； 可直接提取/接入低速支路信号（如从2.5g提取2m）。 2. 一定的交叉连接能力 对线路信号中的支路信号进行交叉连接。 3. 强大的oam能力 利用丰富的开销字节，具有对网络、设备的运行、 管理与维护能力。,同步复用设备(二),二、设备性能要求 1. 误码性能 在设计所考虑的工作条件范围内,应无误码运行。 2. 同步性能（同步方式） . 外同步定时 设备的工作时钟严格跟踪(锁定)从外部输入的定时 基准信号。,同步复用设备(四),定时发生器,外定时基准,东侧 stm-n,西侧 stm-n,外同步定时方式,同步复用设备(五),. 提取定时 设备从含有定时基准信息的外来信号中提取定时信号。 a). 线路定时： 所有的发送时钟，皆从某一特定的stm-n接收信号中提取 定时信号。,定时发生器,西侧 stm-n,东侧 stm-n,同步复用设备(六),b). 通过定时： stm-n发送时钟，从其同方向终结的stm-n接收信号中提取定时信号。,定时发生器,西侧 stm-n,东侧 stm-n,同步复用设备(七),c). 环路定时： stm-n发送时钟，从其同侧的stm-n接收信号中提 取定时信号。,定时发生器,西侧 stm-n,东侧 stm-n,同步复用设备(七),. 内部定时 当外同步定时与提取定时不能正常工作时，设备转入 内部定时工作方式。 a). 保持模式 设备模拟它在24小时以前存储的同步记忆信息来维持 设备的同步状态；其精度要求为：0.37ppm。 b). 自由运行模式 超过24小时以后，设备内部存储的同步记忆信息 已经用完，此时利用其内部的振荡器产生的信号 作为同步信号；其精度要求为：4.6ppm。,同步复用设备(八),2. 定时性能 抖动与漂移 . 抖动与漂移含义 抖动：数字信号的特定时刻（如最佳抽样时刻）与理 想时刻位置的短时间偏差。 噪声、码间干扰、时钟的不稳定；映射、指针 调整等是产生抖动的主要原因。 漂移：数字信号的特定时刻（如最佳抽样时刻）与理 想时刻位置的长时间（10hz以下）偏差。 温度的变化是产生漂移的主要原因。,0.2ui,同步复用设备(九),. 输入抖动与漂移容限 a）. stm-n光接口输入抖动与漂移容限 在stm-n 输入信号上使光设备产生1db光功率 代价的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。 b）. stm-n电接口输入抖动与漂移容限 在stm-n 输入信号上使设备刚刚不产生误码的 最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。 c）. pdh接口输入抖动与漂移容限 在pdh 支路输入信号上使设备刚刚不产生误码 的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。,同步复用设备(十),. 抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下，设备在其输出端所产生 的最大正弦抖动（漂移）峰-峰值。 a）. stm-n光接口抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下，用12khz高通滤波器在 设备的光接口输出端测得的抖动根均方值（rms）。 b）. stm-n电接口抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下，用规定滤波器在设备的 光接口输出端测得的抖动根均方值。,c）. 映射抖动与漂移 又称因支路信号映射产生的抖动与漂移。 是指在无指针调整的条件下，因进行映射、去映射 处理所产生的输出抖动与漂移值。 d）. 指针调整抖动与漂移 因进行指针调整而产生的抖动与漂移值。 e）. 结合抖动 是考虑支路映射与指针调整同时发生时所产 生的抖动值。,同步复用设备(十一),同步复用设备(十二),. 抖动与漂移传递函数 输出stm-n信号的抖动值与加在输入stm-n信 号上的抖动值之比，随频率而变化的关系。 目前，该参数仅适用于再生器。,同步复用设备(十三),三、同步复用设备的种类 1. 终端复用设备tm 从pdh / sdh 支路信号到sdh线路信号的复用； 或反之。,tm,pdh支路信号 sdh支路信号,oam,线路信号,stm-n,同步复用设备(十四),2. 分插复用设备 adm 在不分接和终结线路信号的条件下，可将任何支路 信号接入或解出。,adm,pdh支路信号 sdh支路信号,oam,东侧线路信号,西侧线路信号,stm-n,stm-n,同步复用设备(十五),3. 再生设备 reg 在无须上下电路的局站，对因长距离传输而衰减 的sdh线路信号进行整形、定时、数据再生。,reg,oam,东侧线路信号,西侧线路信号,stm-n,stm-n,同步复用设备(十五),四、同步复用设备的系统结构,定 时,通信与控制,公 务,pdh & sdh 支路接口,线路接口,线路接口,交叉矩阵,数字交叉连接设备(一),一、dxc概念 1. 定义 拥有一个或多个准同步或同步数字端口，并可以 对其任意端口的速率信号（和/或子速率信号）和其它 端口的速率信号（和/或子速率信号）进行可控透明的 连接与再连接。,数字交叉连接设备(二),2. 规范化表示：dxc x/y x、y 为16的数字。 x： dxc 端口的速率最高等级； y：可进行交叉连接的最低速率等级； 1：vc-12、2m信号； 2：vc-3、34/45m信号； 4：vc-4、140m、155m信号； 5：stm-4（622m）信号； 6：stm-16（2.5g）信号。,数字交叉连接设备(三),二、dxc的基本技术特点 1. 与常规数字交换机spc区别 . 交换对象不同 dxc交换对象是宽带信号；spc的交换对象是 窄带信号即64kb/s话音信号。 . 状态持续时间不同 dxc的状态持续时间是半永久性的，其持续时 间最少为几十天；spc的接续状态是动态的，其持 续时间一般仅为几分钟。,数字交叉连接设备(四),. 阻塞性设计不同 dxc设计是无阻塞的；spc设计是允许有阻塞的。 . 透明度不同 dxc的交叉连接是透明的；spc的交换接续是不 透明的。 . 控制交叉（交换）的主体不同 dxc的交叉连接是由操作系统控制；spc的交 换接续是由用户控制，即按信令进行。,数字交叉连接设备(五),2. 交叉连接方式 . 单向连接 被交叉连接的端口只能作为输出。 . 双向交叉连接 交叉连接的端口既可接入输出信号，也可以接入输入 信号。 . 广播方式 输入的vc信号可以和一个以上的vc信号（可 属于不同端口）相连接。,数字交叉连接设备(六),. 环回方式 输出信号和本端口的输入信号相连接。 . 分离接入方式 把端口的输入信号就地终结,把某些辅助信号插入 进去,然后再利用单向连接功能把它们交叉连接到其它 端口。 三、dxc的规范方法 与同步复用设备相同。,数字交叉连接设备(七),四、dxc的系统结构,定 时,通信与控制,公 务,接口板,交叉矩阵,接口板,接口板,接口板,接口板,接口板,数字交叉连接设备(八),五、dxc的应用 1. 多种网络的网关 可作sdh网与pdh网的网关,长途网与中继网的网关,中继网与用户网的网关等。 2. 电路调度 在多个网络的汇接点，用dxc实现网络之间的业 务流动或电路调度。,数字交叉连接设备(九),3. 网络的保护与恢复 . 集中控制法 网络的保护与恢复由中心系统控制。 庞大的数据库中存有网络各节点的全部信息（节 点的业务流量、交叉状态、空闲路由等）；一旦网络 的某链路发生故障，中心系统会根据数据库中各节点 存放的信息，计算和模拟出多个替代路由；最后选择 一条最佳替代路由，并据此发布执行命令让各节点进 行相应的操作，建立起新的替代路由。,数字交叉连接设备(十),. 分布控制法 网络的保护与恢复由各个节点分散控制。 当网络中的某链路发生故障时，故障的源节点会 向网络中的所有节点发出要求提供空闲信道的信息， 直至故障链路的另一端（终节点）。各节点都会提供 与其相邻节点的空闲信道，直到搜寻出一条从源节点 到终节点（故障链路）的最佳替代路由。最后，各节 点执行相应的操作，建立起新的替代路由。,同步光缆系统(一),一、光纤 1. 主要特性参数 . 衰减系数 f 每公里光纤对光信号的衰减值（db/km）,g.653,g.652,波长 nm,1310nm波段,1550nm波段,衰耗,s,c,l,同步光缆系统(二),. 色度色散系数 d（） 单位光源谱宽经1公里光纤传输后所产生的脉冲展宽值（ ps/nmkm ）。,g.653,g.652,波长 nm,c波段色散量 g.652 1720 ps/nm*km g.653 0 3.5 ps/nm*km,s,c,l,同步光缆系统(三),. 零色散波长 0 在某波长0 处，光纤的材料色散与波导色散相互抵消，使光纤的总色度色散为零。 . 零色散斜率 s0 在零色散波长处，光纤的色度色散系数随波长变化曲线的斜率。其值越小，说明光纤的色散系数随波长的变化越缓慢。 .模场直径 d 是度量光在单模光纤中传输时，基模的场强 在空间分布的集中程度（m）。,同步光缆系统(四),2. 种类 . g.652光纤 1310nm性能最佳光纤（色散未移位光纤）。 它有二个波长工作区： 1310nm与1550 nm。 在1310nm波长：色散最小（未移位），小于3.5 ps/nmkm；但损耗较大，为0.3 0.4db/km。 在1550nm波长：色散较大，为20 ps/nmkm；但 损耗很小，为0.15 0.25db/km。,同步光缆系统(五),. g.653光纤 1550nm性能最佳光纤（色散移位光纤）。 它主要用于1550 nm波长工作区。 在1550nm波长，色散较小（色散移位），为3.5 ps/nmkm；损耗也很小，为0.15 0.25db/km。 但它不能用于wdm方式，因会出现四波混频效 应（fwm）。,同步光缆系统(六),. g.654光纤 1550nm损耗最小光纤。它主要用于1550 nm波长工作区，其损耗为0.15 0.19db/km；主要用于海缆通信。 . g.655光纤 它是为克服g.653光纤的fwm效应而设计的新型光纤。其性能与g.653光纤类似，但既能用于wdm，又 能传输tdm方式的10g。 理想情况： a）、低色散： 210 ps/nm.km； b）、色散斜率小于0.05 ps/nm2*km，便于色散补偿； c）、大的有效面积，减少非线性效应的影响；,同步光缆系统(七),波长 nm,衰耗:,色散:,理想g.655g光纤特性,s,c,l,同步光缆系统(八),3. 各类光纤应用状况 . g.652光纤 在我国占95%以上。虽称1310nm性能最佳光纤，但 绝大部分却用于1550 nm，其原因是在1310nm无 实用化光放大器。 它可传输2.5g或以2.5g 为基群的wdm系统；但传 输tdm的10g，面临色散受限的难题（色度色散 与pmd）。 . g.653光纤 因fwm效应而被冷落。,. g.655光纤 因既可传输tdm的10g，又可传以2.5g或10g为基群的wdm系统；所以近年倍受欢迎，但理想的g.655光纤无法实现，因在光纤的有效横截面积与色散斜率方面难以统一。 目前g.655光纤尚无国际统一规范。 大的有效横截面积，会有效地降低非线性效应，但将导致色散斜率的增加。 小的色散斜率将会便于色散的补偿；但其有效横截面积却减小。,同步光缆系统(九),同步光缆系统(十),二、光接口标准与参数 1. 光接口类型与代码 . 第一类光接口 不含光放大器以及线路速率低于10g/s的接口。 . 第二类光接口 含光放大器以及线路速率达到10g/s的接口。,同步光缆系统(十一),. 光接口代码： w y.z w：i - 代表局内通信； s - 代表短距离通信； l - 代长距离通信；v - 代表甚长距离通信； u - 代表超长距离通信。 y ：代表stm等级，y=1、4、16、64。,同步光缆系统(十二),z：代表使用光纤类型； 1 - g.652光纤，工作波长为1310nm； 2 - g.652光纤，工作波长为1550nm； 3 - g.653光纤，工作波长为1550nm； 5 - g.655光纤，工作波长为1550nm。 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。,同步光缆系统(十三),2. 第一类光接口参数,发送机,接收机,s,r,连接器,连接器,第一类系统的光接口位置,同步光缆系统(十四),. 光发送机 a）：发送光功率 ps 在规定伪随机码序列的调制下，光发送机在参考 点s的平均发光功率（dbm）。 b）：光谱特性 a)：根均方谱宽 rms 光源的峰值光功率跌落到其最大值的0.607倍时 所对应的谱线宽度。 该参数适用于多纵模激光器mlm。,同步光缆系统(十五),b)： -20db谱宽 -20db 光源的峰值光功率跌落20db时 所对应的谱线全宽度。 该参数适用于单纵模激光器slm。,c)：消光比ex 在最坏反射条件下，全调制时的 “1”码光脉冲的平均光功率与“0” 码光脉冲的平均光功率之比。,1.0,0.01,-20db,同步光缆系统(十六),. 光接收机 a）：接收灵敏度 pr 在规定误码率要求的条件下（110 -10），光 接收机在参考点r所需要的最小光功率值（dbm）。 b）：过载光功率 在规定误码率要求的条件下（110 -10）， 光 接收机在参考点r所能承受的最大光功率值（dbm）。 c）：老化余度 在寿命开始时的灵敏度与在寿命结束时的 灵敏度之差。一般规定为3db。,同步光缆系统(十七),3. 第二类光接口参数,光发送机,光接收机,第二类系统的光接口位置,光放大器,光放大器,mpi-s,mpi-r,同步光缆系统(十八),. 光发送机 除了与第一类光接口相同的参数之外，还有几项 特殊的参数。 a）：光源的啁啾声系数 采用直接调制方式时，高速率变化的电脉冲流使 slm的工作电流也高速变化，导致slm的谐振腔光通 路发生变化，最后使振荡波长动态偏移 啁啾。 slm的啁啾现象使光传输距离大大减小（色散 受限）。克服啁啾的方法是采用外调制方式。,同步光缆系统(十九),b）：最大光功率谱密度 在被调制信号谱内，每10mhz间隔的最大平均光 功率电平。 规范此参数的目的，是为了防止光在光纤中传输 时出现非线形效应，如布里渊散射等。 其具体规范值尚待研究。,同步光缆系统(二十),. 光通道 偏振模色散 pmd 是指因光纤的随机性双折射现象，所引起的对不同相位的光呈现不同的群速度特性。 机理： 由于制造工艺的原因，光纤的芯径、包层之几何尺寸会存在着差异；施工时，光缆中的光纤会受侧压力、扭曲力、弯曲力等外部应力的作用。最后导致光纤产生随机性双折射。 对于10g系统，pmd影响较大。 目前对pmd尚无精确计算方法，需现场测量。,同步光缆系统(二十一),. 光接收机 光信噪比 osnr 在主通道接收端mpi-r的光信号功率与光噪声功率之比。一般规定： 20db 或22db（对于10g系统： 26db ）。 osnr = pout l+ 58 nf 10 n 其中：pout：在发送端的入纤光功率（dbm）； l： 二个光放大器间的损耗（db）； n f： 光放大器的噪声系数（db）； n： 收、发间的光放大器个数。,同步光缆系统(二十二),三、光传输设计 1. 损耗受限 最坏值设计法 所谓最坏值设计法，就是在设计光传输距离时，所有 的相关参数都采用寿命期中允许的最坏值。如发送光 功率、接收灵敏度。 优点：为设计者、厂家提供简单的元器件指标，且不 存在先期失效的问题。 缺点：系统余度过大、成本较高。,同步光缆系统(二十三),l = （ps pr 2ac pp mc）/ （f + s） 其中： ps：光发送机在s参考点的发送光功率（dbm）； pr： 光接收机在r参考点的接收灵敏度（dbm）； ac：每个连接器的损耗，一般取0.5db； pp： 光通道代价，一般取1db，但对l16.2取2db； mc：光缆富余度，取3db； f ：光纤衰减系数（ db/km ）； s ：光纤每公里接续损耗，一般取0.025 db/km 。,同步光缆系统(二十四),例1：某2.5g系统的相关参数为:s点发送光功率 ps=-2+3 dbm，r点接收灵敏度 pr= - 31 -28 dbm，光纤衰减系数 f = 0.22 db/km ，求其最大传输距离。 其它参数取值为：因是l16.2接口，故光通道代价为pp=2 db，光缆富余度mc=3db，每个连接器损耗为ac =0.5 db，每公里光纤平均接续损耗为s = 0.05 /2 = 0.025 db/km 。 把以上数据代入公式： l = （ps pr 2ac pp mc）/ （f + s） = -2 （-28） 20.5 2 3 / （ 0.22 + 0.025 ） = 20 / 0.245 = 82 km,同步光缆系统(二十五),2. 色散受限 . 一般公式 对于2.5g以下的系统，有以下公式： l =（ 10-6 ）/（ b d） 其中： ：光脉冲相对展宽值；对于mlm，取0.115；对 于led与slm，取0.306；对于l16.2，取0.491； ：光源的根均方谱宽（nm），且： = -20db/6.07； b：系统的传输速率（mb/s）； d：光纤的色散系数(ps/nmkm)。,同步光缆系统(二十六),. 色散容限值 dl 对于2.5g以上的超高速系统，色散限制主要表现在光 源的啁啾声现象上，不能再使用上述的一般公式。 从光谱分析仪上看，啁啾声使光源的谱宽从“静态值”变 为“动态”变化，因此原参数-谱宽已无多大实用价值。 为克服啁啾声对再生距离的制约，应采用低啁啾的光 源器件，或者采用外调制方式（详见wdm部分）。 此时衡量光源光谱特性的参数是色散容限dl（ps/nm）： l = 色散容限 / 色散系数,例2：与例1相同的2.5g系统，其它相关参数为: slm的谱宽-20db 1nm，光纤的色散系数 d 18ps/nmkm，求其最大传输距离。 因是l16.2接口，且使用slm，故取相对脉冲展宽值为=0.491，此外还要把slm的-20 db谱宽换算成根均方谱宽，即= -20db /6.07。 把以上数据代入公式： l =（ 10-6 ）/（ b d） =（ 0.49110-6 ）/ （1 / 6.07 ）2488.3218 = 67 km 通过以上计算可知,该系统的最大传输距离为67 km。,同步光缆系统(二十七),sdh 网同步(一),一、数字同步网 1. 结构与同步方式 数字同步网是为各种业务网提供同步信号的支 撑网。 它一般采用等级主从同步方式：网络中设一最高级主时钟和一系列分级从时钟，每一级从时钟皆与上一级时钟同步，从而使网中所有时钟都和最高级时钟 基准主时钟（prc）同步。,sdh 网同步(二),2. 我国的数字同步网 我国的数字同步网采用等级主从同步与伪同步相结合的方式，又称分布定时方式。 一者，用设在北京的符合g.811的prc分级下控，直到最低一级的从时钟，符合等级主从同步方式。 二者，把全国划分为几个同步区，每个区设一个区域基准时钟（lpr）- 铷原子钟；lpr既可以接收prc信号，又可以接收gps（全球定位系统）信号。因各同步区的lpr有微小差异，但误差极小而接近于同步，故又称伪同步方式。 如图所示。其中武汉为副时钟，主时钟（北京）发生故障时，它取而代之。,sdh 网同步(三),主时钟（北京）,从时钟（武汉）,区域基准时钟,区域基准时钟,省会局,省会局,市 局,市 局,县 局,县 局,gps,gps,同步区 1,同步区 2,sdh 网同步(四),二、sdh网的同步 1. 同步方式 sdh网的同步方式大致有四种：全同步、伪同 步、准同步、异步。 、全同步方式：全网皆同步于唯一的基准主 时钟（prc），同步精度高， 但实施困难。一般考虑分级控 制的方案；即可用等级主从同 步方式代替。,sdh 网同步(五),、伪同步方式：全网划分为几个分网，各分网的主时 钟符合g.811规定；分网中的从时钟 分别同步于分网的主时钟；因此各 分网时钟相互独立，但误差极小而 接近于同步。 、准同步方式：当外定时基准丢失后，节点时钟进 入保持模式；网络同步质量不高。 、异步方式：各节点时钟出现较大偏差，不能维持正 常业务，将发送告警信号。 目前，sdh网广泛采用等级主从同步方式。,sdh 网同步(六),2. sdh同步网结构 - 同步参考链,g.811,g.812,g.812,g.812,第一个转接局,第二个转接局,第k个转接局, n个g.813 sdh设备时钟, n个g.813 sdh设备时钟, n个g.813 sdh设备时钟,注: k=10; n=10; 网元时钟总数 60,sdh 网同步(七),三、同步方案设计 1. 一般原则 . 尽量减少定时基准传输的长度； . 受控时钟尽量从高等级时钟获取定时； . 一个同步参考链上的节点时钟总数不超过60个； . 尽量配置一个以上的外定时基准； . 防止出现定时环路-充分利用s1字节； . 定时信息传送：- 从stm-n信号中提取定时；,sdh 网同步(八),2. 关于定时环路,外定时源,setg,setg,setg,setg,a站,b站,c站,d站,s1=0010,s1=0010,s1=0010,*s1=0010,*正常状态,sdh 网同步(九),外定时源,setg,setg,setg,setg,a站,b站,c站,d站,s1=0010,s1=0010,s1=0010,*s1=0010,*故障状态,sdh 网同步(十),3. 仅一个外定时源的方案设计,外定时源,setg,setg,setg,setg,a站,b站,c站,d站,s1=0010,s1=0010,s1=0010,*s1=1111,*s1=1111,s1=0010,s1=0010,s1=0010,*正常状态,sdh 网同步(十一),外定时源,setg,setg,setg,setg,a站,b站,c站,d站,s1=0010,s1=0010,*s1=1111,s1=1111,s1=1111,s1=0010,s1=0010,s1=0010,*故障状态,sdh 网同步(十二),4. 二个外定时源的方案设计,外定时源1,setg,setg,setg,setg,a站,b站,c站,d站,s1=0010,s1=0010,s1=0010,s1=1111,s1=1111,s1=0010,s1=0010,s1=0010,*正常状态,外定时源2,sdh 网同步(十三),外定时源1,setg,setg,setg,setg,a站,b站,c站,d站,s1=010011110100,s1=1111,s1=0100,s1=1111 0100,s1=0100,s1=0100,s1=1111,s1=0100,*故障状态,外定时源2,网络性能 (一),一、误码性能 1. 误码性能事件 . 误块（eb）- 出现一个或多个毕特差错的数据块。 . 误块秒（es）- 含有一个以上误块的秒。 . 严重误块秒（ses）- 含有30%以上误块的秒。 . 背景误块（bbe）- 在严重误块秒之外发生的误块。 注：sdh系统的误块与pdh系统误码不同；发生一个误块可能 出现几个或几十个毕特错误（由b1、b2、b3检测）。,网络性能 (二),2. 误码性能参数 . 误块秒比（esr） 在一个确定的测试时间内（如24小时），可用时间内的误块秒es与总秒数之比。 . 严重误块秒比（sesr） 在一个确定的测试时间内（如24小时），可用时间内的严重误块秒ses与总秒数之比。 . 背景误块比（bber） 在一个确定的测试时间内（如24小时），可用时间内 的背景误块数，与总块数中扣除严重误块秒中的所有块数后剩余块数之比。,网络性能 (三),3. 误码性能规范 . 假设参考数字段hrds 在相邻的一对stm-n支路接口之间，对规定 数字速率信号的数字信号进行传输的全部手 段。 我国规定有三种：420km、280km、50km .误码性能规范要求 见下表。,网络性能 (四),420km hrds的误码性能指标,2mb/s,155mb/s,622mb/s,esr,2.3110-4,9.2410-4,待定,4.6210-5,4.6210-5,4.6210-5,1.1610-6,1.1610-6,1.7310-6,sesr,bber,速率,注：实际工程中，指标按实际长度与420km 的比例进行分配,网络性能 (五),二、抖动性能 规范网络的抖动性能，是为了保证二个网络互连时不影响传输质量。 1. sdh网的抖动性能 、网络入口的输入抖动容限 与sdh设备的输入抖动容限相同，因sdh设备位于网络的边界。 、网络出口的最大允许输出抖动 因sdh设备互连后，抖动有积累效应，所以其值与设备的输出抖动不同，见下表。,网络性能 (六),sdh网络输出口的最大输出抖动容限,stm 等级,stm-1,stm-4,stm-16,1.5,1.5,1.5,b1,b2,0.15,最大抖动值 ui p-p,0.15,0.15,500,1000,5000,f1,f3,f4,滤波器特性 (hz),65 k,250 k,1000k,1.3 m,5.0 m,20 m,2. sdh/pdh网络边界的抖动性能 . pdh 输入口的输入抖动容限 与sdh设备的pdh支路输入抖动容限相 同，因sdh设备位于网络的边界。 . pdh 输出口的最大允许输出抖动 因sdh设备互连后，抖动有积累效应， 所以其值与设备的输出抖动不同，详见 下表。,网络性能 (七),网络性能 (八),sdh网络pdh输出口的最大输出抖动容限,2.028,34.368,1.5,1.5,1.5,b1,b2,0.2,最大抖动值(ui p-p),0.15,0.075,20,100,200,f1,f3,f4,滤波器特性 ( hz),18 k,10 k,10 k,100k,800k,3500k,速率 （m