传输设备专业L1级传输系统SDH基本原理

1、传输网专业L1级SDH基本原理 * 课件简介 * 个人照片 基本资料基本资料 姓名：龚理 工作单位：中国移动通信集团辽宁有限公司 手机号码电子邮箱： 教育及培训经历教育及培训经历 毕业院校：东北大学 学历：大学本科 专业培训经历：2003年接受烽火SDH高培 专业特长专业特长 2003年开始从事通信工作，熟悉SDH、PTN相关原理，具有丰富的 SDH、PTN网络建设、运维经验。 授课人简介 * 第1章 SDH概述 第2章 SDH帧结构和复用步骤 第3章 开销和指针 第4章 SDH环网保护方式 目录 * SDH定义 SDH的基本概念 SDH全称为同步数字体系（Synch

2、ronous Digital Hierarchy）。 是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。 SDH的产生背景 社会背景：通信网传输、交换、处理的信息量增大，向数字化、综合化、智能化、 个人化发展。 l 宽带化信息高速公路 l 规范化世界性统一的标准接口 技术背景：传统的PDH传输系统已不能适应现代通信发展的要求。 光传送网的发展 DWDM 开始建设 SDH逐步成为 传输主力设备 WDM规模建 设，全光网试验 SDH标准完善， PDH仍为主力 PDH产品开始 规模使用 实用化 产品出现 高锟提出 光传输理论 196680年代94年99年 90年代初98年1976

3、 Metro城域网兴起、 OADM、OXC、ION 将会逐渐使用 2002年以后 PDH：准同步数字传输系统； SDH：同步数字传输系统； WDM：波分复用系统； OADM：光分插复用系统； OXC：光交叉连接系统； ION：智能光网络。 高锟提出 光传输理论 高锟提出 光传输理论 信息包STM-N复用传输打包 PDH/FDDI/ ATM/IP信号 信息包STM-N解复用传输打包 PDH/FDDI/ ATM/IP信号 SDH的工作方式 技术特点介绍 SDH特点 * 第1章 SDH概述 第2章 SDH帧结构和复用步骤 第3章 开销和指针 第4章 SDH环网保护方式 目录 SDH具有统一规范的速率

4、，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。 SDH速率 采用级联技术 支持数据业务 G.707新的SDH复用结构 将低速支路信号复用成STM-N信号时，要经过3个步骤：映射、定位、复用。 2M电路映射、复用步骤 STM-NSTM-NAUG-NAUG-N AUG-1AUG-1AU-4AU-4VC-4VC-4C-12C-12VC-12VC-12TU-12TU-12TUG-3TUG-3TUG-2TUG-2STM-1STM-1 映射 定位 复用 指针处理 2M电路基本映射、复用结构 2M复帧概念 为了便于速率匹配提出复帧概念； 4个C-12

5、基帧组成一个复帧； 基帧帧频8000帧/s，复帧帧频2000帧/s。 C12基帧 9行4列 复帧 9行16列 STM-1 1# STM-1 2# STM-1 3# STM-1 4# 加入POH 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。 SDH帧结构 lSTM-N帧中放置各种业务信息的地方。 l2M/34M/140M等PDH信号、ATM信号、IP信息包等打包成信息包后，放于其中。然 后由STM-N信号承载，在SDH网上传输。若将STM-N

6、信号帧比做一辆货车，其净负 荷区即为该货车的车厢。 l在将低速信号打包装箱时，在每一个信息包中加入通道开销（POH），以完成对每一 个“货物包”在“运输”中的监视。 信息包 装箱定位打包低速信号 信息包 装箱定位打包低速信号 POH POH SDH帧结构 - 信息净负荷 l定位低速信号在STM-N帧中(净负荷)的位置，使低速信号在高速信号中的位置可预知。 l发端在将信号包装入STM-N净负荷时，加入AU-PTR，指示信号包在净负荷中的位置， 即将装入“车厢”的“货物包”，赋予一个位置坐标值。 l收端根据AU指针值，从STM-N帧净负荷中直接拆分出所需的低速支路信号；即依据 “货物包”位置坐标，

7、从“车厢”中直接所需要的那一个“货包”。 l由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律摆放的字节间插复用方式；所以对 货物包的定位仅需定位“车厢”中第一个“货物包”即可。 SDH帧结构 - 管理单元指针（AU-PTR） l段开销完成对STM-N整体信号流进行监控。即对STM-N“车厢”中所有“货物 包”进行整体上的性能监控。 再生段开销(RSOH)完成对STM-N整体信息结构进行监控 复用段开销(MSOH)完成对STM-N中的复用段层信息结构进行监控 lRSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化的监控体制。 l二者区别：宏观（RSOH）和微观（MSOH）。 SDH帧结构 - 段开销 l若复用的

8、低速信号速率较低，即打包后信息包太小，例：2M、34M。 l需进行二级指针定位。先将小信息包打包成中信息包，通过支路单元指针TU-PTR定位 其在中信息包中的位置。然后将若干中信息包打包成大信息包，通过AU-PTR指示相应 中信息包的位置。 2M/34M TU-PTR 一级定位 SDH帧结构 - 二级指针定位 AU-PTR 二级定位 * 第1章 SDH概述 第2章 SDH帧结构和复用步骤 第3章 开销和指针 第4章 SDH环网保护方式 目录 l RSOH、MSOH、HPOH、LPOH完成层层细化的监控功能。 开销 段开销（SOH） 段开销（SOH） 段开销（SOH） 段开销（SOH） 段开销（

9、SOH） 段开销（SOH） 开销分层 STM-1段开销 段开销字节功能 l定帧字节：A1、A2 寻找连续信号流的帧头； A1=f6H、A2=28H。 STM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-N 搜索 A1A2 产生 持续 3ms 下插全 “1” 定帧持 续1ms 连续信号流 段开销字节功能 再生段踪迹字节：J0 发端持续的发此字节，使收端能据此确认与指定发端处于持续连接状态，以 确认两端的连接是否正确； 如果收端检测到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； 有的公司除上报此告警外，还下插AIS，因此影响业

10、务。 J0字节可用于判断光纤是否正确接续： 在网管上正确配置J0字节后，如未出现RS_TIM告警，则说明光纤连接正确； 如出现RS_TIM告警，则说明光纤连接错误，一般情况可能是由于新开站时东 西向光纤连错，或光缆割接时光缆接续错误。 数字通信通路(DCC)字节：D1D12 网元和网管之间、网元和网元之间OAM信息通路； D1D3用于再生段(DCCR)，带宽364kb/s； D4D12用于复用段(DCCM)，带宽964kb/s。 公务联络字节：E1、E2 光纤连通业务未通或业务已通时各站间的公务联络； 分别提供1个64kb/s数字电话通路； E1用于再生段公务联络； E2用于复用段公务联络。

11、段开销字节功能 再生段误码监测字节： B1 对再生段信号流进行监控，方式为BIP8偶校验； 收端检测到B1误码块，在RS-BBE性能事件中反映出来。 发送端将扰码后的当前帧所有比特进 行 BIP8 偶校验，结果置于下一帧B1中； 接收端对当前帧所有比特进行BIP8 偶校验，并将结果与下一帧B1比较，再用 异或门输出。 段开销字节功能 复用段误码监测字节： B2 对复用段信号流进行监控，方式为BIP24偶校验； 收端检测到B2误码块，在MS-BBE性能事件中反映出来； 工作原理与B1类似。 复用段远端误块指示字节：M1 对告信息：由信宿回传到信源； 告知发端：收端当前收到的B2检测的误块数；并在

12、发端上报MS-FEBBE性能 事件； 同时在发端有MS-REI（复用段远端误块指示）告警事件上报。 段开销字节功能 自动保护倒换（APS）通路字节：K1、K2（b1b5） 传送自动保护倒换信令，使网络具备自愈功能； 用于复用段保护倒换情况。 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。 同步状态字节：S1（b5b8） 传送同步状态信息（SSM），可用于时钟保护倒换功能； S1字节表示时钟同步源质量信息，该值越小则表示时钟质量越高。 段开销字节功能 高阶通道开销 信

13、息净负荷 1261 9 VC-4/VC-3 P O H J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 1 9 通道踪迹字节：J1 VC-4的首字节，即AU-PTR所指的字节； 发端持续的发此字节高阶通道接入点标识符，使收端能据此确认于指定 发端处于持续连接状态； J1字节设置要求：收发相匹配，即设备实际收的值设备应收的值； 收端检测到J1失配，相应通道（VC-4）产生HP-TIM告警。 高阶通道误码监测字节：B3 监测高阶VC的误码性能； 监测方式为BIP-8偶校验，工作原理类似于B1、B2； 本端监测到相应VC通道B3误码块，在相应通道的性能事件HP-BBE中反映出 来。 高阶通道开

14、销字节功能 信号标记字节：C2 指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质； C2字节设置要求：收发相匹配，失配则本端相应VC-4通道产生HP-SLM告 警，并可能往下级信息结构TUG3/C-4下插全“1”； C2=00H表示该VC-4未装载，本端产生HP-UNEQ告警，并可能往下级信息 结构C-4插全“1”。 通道状态字节：G1 对告信息：由信宿回传到信源； b1b4：回传由B3检测的误码块数，发端上报性能事件 HP-FEBBE及告警 HP-REI； b5：收端检测到AU-AIS、J1和C2失配、VC-4未装载，在相应VC-4通道上 由b5回传，在发端上报HP-RDI告警。 高阶通道开销字节功能

15、 TU位置指示字节：H4 指示有效负荷的复帧类别和净负荷的位置； PDH复用进SDH时，H4字节仅对2M信号有意义。指示当前帧是复帧的第几 个基帧，以便收端据此找到TU-PTR，拆分出2M信号； H4的范围00H03H； 若收端收到的H4字节超出此范围，或不是预期值，本端在相应通道产生HP- LOM(复帧丢失)告警，并在相应通道的下级信息结构插全“1”。 高阶通道开销字节功能 1 1 9 500us VC-12复帧 V5J2N2 VC-12 VC-12 VC-12 4 K4 VC-12 低阶通道开销 低阶通道开销字节功能 通道状态和信号标记字节：V5 BIP-2：低阶通道误码检测； REI：远

16、端误码指示； RFI：远端失效指示； Signal Label：信号标记； RDI：远端接收失效指示。 低阶通道踪迹字节：J2 J2字节重复的发送低阶通道接入点标识符，以便使低阶通道接收端能确认其 与指定发送端是否处于持续的连接状态。 V5字节 * 第1章 SDH概述 第2章 SDH帧结构和复用步骤 第3章 开销和指针 第4章 SDH环网保护方式 目录 SDH自愈环分类 单向环和双向环 单向环：来回业务信号均沿同一方向(顺时针或逆时针)在环中传输； 双向环：进入环的支路信号按一个方向传输，而返回的信号按相反的方向传输。 通道保护和复用段保护 通道保护环：业务量的保护是以通道为基础，倒换与否按每

17、一个通道的信 号质量而定，通常利用通道AIS信号来决定是否应倒换； 复用段保护环：业务量的保护是以复用段为基础，倒换与否按每一对节点 间的复用段信号（K1、K2字节）的质量而定， 复用段保护环实施保护倒换需要节点间多次交换APS信令，每个APS信令都 要准确指明信令产生节点和信令目的节点，为此对环上的每一个节点均应 指定一个节点标识（ID），其编号范围是015， SDH自愈环分类 二纤环和四环纤 按环中每一对节点间所用光纤的最小数量来分，可以划分为二纤环和四纤 环。 通道保护环原理 A B D C 并发 S1 P2 S2 P1 CA AC ACCA 并发 选收 选收 通道保护环使用 结构（首端

18、双发，末端选收）。 左图为一个双纤单向通道保护 环在正常情况下的工作情况， 由节点A进入环到节点C的信 号AC同时由两路路径到达节 点C，其中一路是经节点B到 达节点C（路径S1），另一路 经D到达节点C（路径P1）， 由节点C按照分路通道信号的 优劣决定选哪一路作为分路信 号。在这里，经过路径S1的信 号为主用信号。 A B D C 并发 S1 P2 S2 P1 CA AC ACCA 并发 选收 倒换 向下游插入AIS信号 通道保护环原理 当AB段光缆被切断时（如左 图），节点B检测到LOS和MS- AIS，于是在其所有以顺时针方 向穿过自身的支路信道中插入 通道AIS。对于业务信号A-B-C， 接受节点C检测到通道AIS后， 实行倒换，选择经路径A-D-C 的保护信道传至的信号作为下 话信号。 对于单个的线路失效，通道保 护环可以100的恢复受影响 的业务，而对于单个节点失效， 以失效节点为目的节点的业务 将不可避免的丢失，而通过失 效节点的业务将由于通道保护 环机制而得以完全恢复。 复用段保护环原理 ACCA A DC B 132 3364 CA AC 二纤复用段共享保护环的每对 相邻节点有两根反向传输的光 纤，每根光纤的带宽一分为二， 一半被定义为工作信道，另一