光同步传输网络

1、同步数字体系同步数字体系SDH概论概论一、SDH的产生1、PDH的缺点（1）没有国际统一的数字速率标准（2）没有国际统一的光接口规范1同步数字体系同步数字体系SDH概论概论一、SDH的产生1、PDH的缺点（3）上下电缆成本高，结构复杂（4）网络的运行、管理、维护能力差光/电光信号解复用140/34 Mb/s34/8 Mb/s8/2 Mb/s复用复用复用电/光光信号2/8 Mb/s8/34 Mb/s34/140 Mb/s2 Mb/s(电信号)PDH解复用解复用2同步数字体系同步数字体系SDH概论概论一、SDH的产生2、SDH的产生 上述PDH的缺点要想在原有的技术体制和框架内予以解决，几乎是不可

2、能的。 19881990年，ITU-T通过了关于SDH的9个标准，19921996年又相继通过了5个，至此在国际范围内就SDH的硬件与软件达成了一致协议。3同步数字体系同步数字体系SDH概论概论二、SDH的特点（1）速率统一 在SDH帧结构中既可以包含2Mb/s数字体系的各种子速率信号，如2Mb/s，34Mb/s和140Mb/s；也可以包含1.5Mb/s数字体系的各种子速率信号，如1.5Mb/s，6.3Mb/s ，45Mb/s和100Mb/s等。 目前SDH有5个标准化的STM等级，即STM-1/4/16/64/256（2）光接口规范（3）灵活的分插复用（4）具有强大的运行、管理、维护与指配能

3、力（5）组网较灵活、网络的安全性与生存性强（6）兼容性好 SDH不仅可以向前兼容已有的PDH各种速率信号，而且还可以向后兼容未来的许多新业务信号，如ATM信元、FDDI信元等。4同步数字体系同步数字体系SDH概论概论三、SDH概况（1）SDH的等级等级速率（Mb/s）含2M电路数量语音话路容量STM-1155.52631890STM-4622.082527560STM-162488.32100830240STM-649953.284032120960STM-2563981312161284838405同步数字体系同步数字体系帧结构帧结构一、帧结构的组成 STM-N的帧结构由3部分组成：段开销，

4、包括再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）；管理单元指针（AU-PTR）；信息净负荷（payload）。13459RSOHSTM-N 净负荷 (含POH)9N261N270N列MSOHAU PTR6同步数字体系同步数字体系帧结构帧结构一、帧结构的组成（1）信息净负荷（payload）： 在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方。信息净负荷区相当于STM-N这辆运货车的车箱，车箱内装载的货物就是经过打包的低速信号待运输的货物。为了实时监测货物（打包的低速信号）在传输过程中是否有损坏，在将低速信号打包的过程中加入了监控开销字节通道开销（POH）字节。7同步数字体系同步

5、数字体系帧结构帧结构一、帧结构的组成（2）段开销（SOH）： 为了保证信息净负荷正常、灵活传送所必须附加的供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。例如段开销可进行对STM-N这辆运货车中的所有货物在运输中是否有损坏进行监控，而POH的作用是当车上有货物损坏时，通过它来判定具体是哪一件货物出现损坏。 当然，SOH和POH还有一些管理功能。 段开销又分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH），分别对相应的段层进行监控。 通道开销又分为高阶通道开销（HP-POH）和低阶通道开销（LP-POH） 。8同步数字体系同步数字体系帧结构帧结构一、帧结构的组成（3）管理单元指针（AU-PTR）：

6、AU-PTR是用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置的指示符，以便收端能根据这个位置指示符的值（指针值）正确分离信息净负荷。9同步数字体系同步数字体系帧结构帧结构二、SDH信号的传输 SDH帧结构虽然是块状，但是在传输时依然是以串行码流形式，即按从左到右，由上而下的顺序进行。 ITU-T规定对于任何级别的STM-N帧，帧频是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为恒定的125s。9 270 N个字节RSOHAU-PTRMSOH9 N1349payload261 N510同步数字体系同步数字体系段开销段开销一、段开销 下图是一个STM-1的段开销9 列 A1 A1 A1 A2 A2

7、 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* * *RSOHMSOH9行 * * 国内使用字节 传输媒质指示字节 # # 不扰码字节 空格：国际使用字节11同步数字体系同步数字体系段开销段开销一、段开销1. A1、A2： 帧定位字节帧定位字节 （F6 28 H）；）； 2. J0： 再生段跟踪字节，使收、发能正确对接；再生段跟踪字节，使收、发能正确对接； 3. B1：再生段比特间插奇偶校验字节再生段比特间插奇偶校验字节(

8、BIP-8)； 4. D1 D3：再生段数据通信通道，可传送再生段运行数据；再生段数据通信通道，可传送再生段运行数据； 5. D4 D12：复用段数据通信通道，可传送复用段运行数据；复用段数据通信通道，可传送复用段运行数据；6. E1、E2：公务联络字节；公务联络字节；7. F1：使用者通道字节，用于维护的数据使用者通道字节，用于维护的数据/ /音频通道；音频通道；8. B2：复用段比特间插奇偶校验字节复用段比特间插奇偶校验字节(BIP-N(BIP-N24)24)；12同步数字体系同步数字体系段开销段开销一、段开销 9. K1、K2：自动保护倒换字节，执行自动保护倒换字节，执行APS协议；协议

9、； 其中：其中： K1的的b5 b8为请求保护倒换的局站编号，为请求保护倒换的局站编号， K2的的b1 b4为倒换到保护通路上的局站编号为倒换到保护通路上的局站编号。S1：同步状态字节，指示同步状态、时钟级别等；同步状态字节，指示同步状态、时钟级别等； 其中其中b1 b4暂不使用，暂不使用， b5 b8表示时钟质量级别，表示时钟质量级别， b5-b8的值越小，表示相应的时钟质量级别越高。的值越小，表示相应的时钟质量级别越高。11. M1：复用段远端差错指示，指示复用段远端差错指示，指示B2的的误块检测结果。误块检测结果。 其中其中b1暂不使用；暂不使用； b2 b8：用二进制编码方式，对：用二

10、进制编码方式，对B2的的误块检测结果误块检测结果进行误块计数进行误块计数 13同步数字体系同步数字体系段开销段开销二、段开销的复用 字节间插复用时各STM-1帧的AU-PTR和payload的所有字节原封不动的按字节间插复用方式复用，而段开销的复用方式就有所区别。下图为STM-4帧的段开销结构图注： 为国内使用保留字节；RSOHMSOH36字节9行A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A2 A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2J0B1E1F1D1D2D3K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E2B2 B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2管理单元指针

11、 所有未标记字节待将来国际标准确定（与媒质有关的应用，附加国内使用和其他用途）。 C1Z0Z0Z0C1*Z0待将来国际标准确定。*C1C1 * 为不扰码字节；14同步数字体系同步数字体系复用与映射复用与映射一、 SDH的复用结构和步骤STM-NAUGAU-4VC-4AU-3VC-3TUG-3TUG-2TU-3TU-2TU-12TU-11VC-3VC-2VC-12VC-11C-4C-3C-2C-12C-11 N 1 1 1 3 3 3 4 7 7139264kbit/s44736kbit/s34368kbit/s6312kbit/s2048kbit/s1544kbit/s指针处理复用定位校准映射

12、15同步数字体系同步数字体系复用与映射复用与映射二、我国规范的SDH复用与映射结构STM-NAUGAU-4VC-4TUG-3TUG-2TU-3TU-12VC-3VC-12C-4C-3C-12 N 1 1 3 3 7139264kbit/s34368kbit/s2048kbit/s指针处理复用定位校准映射16同步数字体系同步数字体系复用与映射复用与映射三、SDH复用原理容器（C） 容器的主要作用就是进行速率调整。标准容器尺寸种类C-12 C-3 C-4装载信号种类 2 Mb/s 34 / 45 Mb/s 140 Mb/s速率（Mb/s）2.176 48.384149.76017同步数字体系同步数

13、字体系复用与映射复用与映射三、SDH复用原理虚容器（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。POHC-3 ( 34/45Mb/s ) C-4 ( 140 Mb/s )POH VC-12POHC-12 ( 2Mb/s ) VC-4 12261912859 VC-3124918同步数字体系同步数字体系复用与映射复用与映射三、SDH复用原理支路单元（TU）： 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。 H1H2H3TU PTRVC-12 VC-3 TU-12 TU-312491286919同步

14、数字体系同步数字体系复用与映射复用与映射三、SDH复用原理支路单元组（TUG）： 由几个TU或TUG进行字节间插复用组成2b12313123cacbaTU-12 aTU-12 bTU-12 cTUG-2444TU-12 a20同步数字体系同步数字体系复用与映射复用与映射三、SDH复用原理支路单元组（TUG）： 由几个TU或TUG进行字节间插复用组成3TU - 12 7TUG-2 TUG-2 TUG-3 R 为填充字节RR112913869221同步数字体系同步数字体系复用与映射复用与映射三、SDH复用原理管理单元（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

15、管理单元指针AU PTR构成。 VC - 4AU-PTR22同步数字体系同步数字体系复用与映射复用与映射四、总结 一个STM-1帧中可以复用几路2M信号？几路34M信号？几路140M信号？AUGTUG-2VC-3C-3 C 4TU-12VC-12C-12140M34M / 45M2M指针处理映射复用校准N733TUG3STM-NAU-4VC-4TU- 31123同步数字体系同步数字体系SDH概论概论一、SDH设备（1）SDH基本网络单元设备的种类 SDH设备可以分为4种：终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生器(REG)和数字交叉连接设备(DXC)。REGDXCDXCADMTMADMS

16、TM- NDXCDXCTMSTM- NSTM- NSTM-NSTM- NSTM- NSTM- NSTM- NSTM- N24TMSTM- N同步数字体系同步数字体系SDH概论概论三、SDH概况（2）SDH设备的种类终端复用器（TM） 终端复用器用在网络的终端站点上，例如一条链的两个端点上，它是一个双端口器件。TMWSTM-NSTM-M140Mbit/s 2Mbit/s34Mbit/s注：MN25同步数字体系同步数字体系SDH概论概论三、SDH概况（2）SDH设备的种类分插复用器（ADM） 分/插复用器用于SDH传输网络的转接站点处，例如链的中间结点或环上结点，是SDH网上使用最多、最重要的一种

17、网元，它是一个三端口的器件。STM-NSTM-NSTM-M注：MNwe34Mbit/s140Mbit/sADM2Mbit/s26同步数字体系同步数字体系SDH概论概论三、SDH概况（2）SDH设备的种类再生中继器（REG） 再生中继器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，REG是双端口器件，只有两个线路端口。STM-NSTM-NweREG27同步数字体系同步数字体系SDH概论概论三、SDH概况（2）SDH设备的种类数字交叉连接设备（DXC） 数字交叉连接设备完成的主要是STM-N信号的交叉连接功能，它是一个多端口器件，它实际上相当于一个交叉矩阵，完成各个信号间的交叉连接，D

18、XCmn等效为入线：m出线：n28同步数字体系同步数字体系组网与保护组网与保护一、基本的网络拓扑结构 SDH网是由SDH网元设备通过光缆互连而成的，网络节点（网元）和传输线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构。网络的有效性（信道的利用率）、可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关。 网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形。(a) 链形 (b) 星形 (c) 树形 (d) 环形 (e) 网孔形 TM TM TM TM TM TM TM TM TM TM ADM ADM ADM ADM ADM ADM ADM ADM DXC/ADM DXC/ADM DXC/ADM DXC/ADM DX

19、C/ADM DXC/ADM 29同步数字体系同步数字体系组网与保护组网与保护二、环网的分类 按传输环上业务的方向可将自愈环分为单向环和双向环两大类； 按网元节点间的光纤数可将自愈环划分为双纤环（一对收/发光纤）和四纤环（两对收发光纤）； 按保护的业务级别可将自愈环划分为通道保护环和复用段保护环两大类。ABCD30同步数字体系同步数字体系组网与保护组网与保护二、环网的分类 对于通道保护环，业务的保护是以通道为基础的，也就是保护的是STM-N信号中的某个VC（某一路PDH信号），倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的。 复用段倒换环是以复用段为基础的，倒换与否是根据环上传输的复用段信号

20、的质量决定的。倒换是由K1、K2（b1b5）字节所携带的APS协议来启动的，当复用段出现问题时，环上整个STM-N或1/2STM-N的业务信号都切换到备用信道上。31同步数字体系同步数字体系组网与保护组网与保护二纤单向通道保护环二纤单向通道保护环工作原理：双发选收双发选收正常时：正常时：信号AC在发端A同时馈入S与P光纤（双发），沿二条路径到达C：工作：A-B-C保护：A-D-C。 收端选收，一般选 工作：A-B-C同理，信号CA： 工作：C-D-A ； 保护：C-B-A。收端选用 工作：C-D-A。32同步数字体系同步数字体系组网与保护组网与保护故障时：故障时：如B、C间的光缆被切断。AC业

21、务：在C节点由于来自S光纤的AC信号 ABC丢失，所以接收倒换开关转向来自P光纤，即接收信号：ADCCA业务信号仍按原路径传送。33同步数字体系同步数字体系组网与保护组网与保护二纤双向通道保护环二纤双向通道保护环正常时：正常时：信号AC在发端同时馈入S1与P1光纤（双发），沿二条路径到达C站S1：ABC P1：ADC收端选收，一般选S1：ABC同理，业务信号CA： S2：CB A P2：C D A收端择优选用，一般选 S2：CBA。34同步数字体系同步数字体系组网与保护组网与保护故障时：故障时：如B、C间的光缆被切断。AC业务：在C节点由于来自S1光纤的AC信号：ABC丢失，所以倒换开关转向P1光纤，接收信号：ADC同理，在节点A接收从P2光纤来的CA业务信号： CDA 。双向通道保护环与单向通道保护环无多大区别。35同步数字体系同步数字体系组网与保护组网与保护二纤单向复用段保护环二纤