传送网光网基础(2)

1、1第五章传送网 光网基础 (2)2传送网概述n传送与传输n所谓传送网，是指在不同地点的个点之间完成转移信息传递功能的一种网络，传送网也能传递各种网络控制信息。n传送与传输（Transmission）不一样，传送是从信息传递的功能过程来描述；而传输是从信息信号通过具体物理媒质传递的物理过程来描述。n传送网分层结构3TDM示意4同步数字传送网技术nSDH传送网产生背景PDH的特点与存在的主要问题nPDH主要面向话音技术，有两种基础速率（2.048Mbit/s和1.544Mbit/s），采用时分复用（TDM）技术实现多路话音信号的传送（表8.1）。PDH采用的是准同步复接，即每个复接点的时钟与复接进

2、入的时钟有较小的差别。其目的是复接时需要增加一些控制信息比特，从而使复接后的速率略高于复接前的各码流速率之和。nSDH -Synchronous Digital Hierarchy5nPDH存在的主要问题是：n面向话音业务n点对点传输连接n传输标准不统一n准同步复用方式1.接口标准不规范、系统管理能力弱6SDH的产生n所谓SDH，是指一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。而SDH网络则是由一些网络单元（NE）组成，在传输媒质上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络n它具有全世界统一的网络节点接口（NNI）lSDH是完全不同于PDH的新一代传输网体制，

3、主要有以下特点：（1）新型的复用映射方式，（2）兼容性好，（3）接口标准统一，（4）网络管理能力强，（5）先进的指针调整技术，（6）独立的虚容器设计，（7）组网与自愈能力强，（8）系列标准规范7SONET和和SDH北美8SONET和和SDHn美国贝尔公司首先提出了同步光网络美国贝尔公司首先提出了同步光网络(SONET).n美国国家标准协会美国国家标准协会(ANSI)于于20世纪世纪80年代制年代制 定了有关定了有关SONET的国家标准。当时的的国家标准。当时的CCITT采纳了采纳了SONET的概的概念，进行了一些修改和扩充，重新命名为同步数字体系念，进行了一些修改和扩充，重新命名为同步数字体系

4、(SDH)，并制定了一系列的国际标准。，并制定了一系列的国际标准。nSDH和和SONET的基本原理完全相同，标准也兼容，的基本原理完全相同，标准也兼容，但还是略有差别。但还是略有差别。9PDH 到到 SONET/SDH 的演变的演变: : 数字化：数字通信全面取代数字化：数字通信全面取代模拟通信。模拟通信。 数字通信技术的应用首先从市话中继开始数字通信技术的应用首先从市话中继开始 PDH Plesiochronous Digital Hierarchy n n 采用塞入脉冲技术将准同步的低速支路信号复接为高速数字流。n 根据国家/地区的技术和历史原因，形成了美、日、欧3种体制。80年代程控交换

5、大规模引入、光纤通信迅猛发展、点对点通信向网络后方向发展。n 高速、大容量光纤系统，节省带宽不再是主要出发点。n 主要考虑：网络运行的灵活性、可靠性、维护管理的方便性和有效性和对未来发展的适应性等。10复接的方式有两大类复接的方式有两大类 n n 同一时钟源同一时钟源进行数字复接为进行数字复接为同步复接同步复接， 要求各支路数字流和要求各支路数字流和群路数字流的时钟为同一来源，即其间具有稳定的相位关系。群路数字流的时钟为同一来源，即其间具有稳定的相位关系。同步复接没有速率调整问题。同步复接没有速率调整问题。n n 不同时钟源不同时钟源进行数字复接为进行数字复接为准同步复接，准同步复接，其各支路

6、数字流的其各支路数字流的时钟为不同来源，通常码速率在一定容差范围内时钟为不同来源，通常码速率在一定容差范围内“标称相标称相等等”，在复接时必须采用码速调整技术，可分为正码速调整，在复接时必须采用码速调整技术，可分为正码速调整，正正/ /负码速调整正负码速调整正/ /零零/ /负码速调整。负码速调整。11nSDH最为核心的三大特点：n同步复用n强大的网络管理能力n统一的光接口NNI及复用标准SDH应用的若干问题频带利用率抖动性能软件权限定时信息的传送1.IP业务对SDH传送网结构的影响12SDH帧结构与段开销n帧结构的分区(再生再生)(复用复用)(净荷，含净荷，含通道开销通道开销字节字节)管理单

7、元指针13如：上下路14n段开销字节的功能与应用n各种开销对应于相应的管理对象n（再生段、复用段、速率通道、速率容器、虚容器、管理单元组、管理字节、设备等）1516图8.5A1X3A1X3 X417SDH网络管理的基本问题n1、同步问题n帧定位与同步状态n2、通信问题n包括公务音频与数据通信(ECC & DCC)n3、性能监视问题n误码特性n国际与地区使用分区问题n段开销的接入问题（行业规范）1819段开销字节的STM-N帧内位置n段开销字节的STM-N帧内位置表示：n三维坐标矢量 S（a,b,c）na 行数nb复列数nc 复列数内的间插层数n列数：n列数N (b-1) + c例：例：

8、S（5,4,1）表STM-4中第一个STM-1中的K1字节，坐标 行数 5列数 4(4-1) + 11320STM- N21开销字节定义、功能及应用n定帧字节A1 & A2n公务联络字节E1 & E2n使用者通道字节F1nK1 & K2自动保护切换(APS)22nDCC(数据通信通路)共768 kbpsnD1D12为数据通信通路(DCC)，构成SDH管理网(SMN)的传送链路，其中：nD1D3：192kbps的数据通道，用于再生段。n D4D12：576kbps的数据通道，用于复接段。23同步状态字 S1 (b5b8)nSDH网络的同步状态描述n不同的同步等级n位数：4

9、位n网元的S1（b5b8）由它跟随的同步时钟信号等级来定义。n如转接、本地局之分，G.812 规范2425比特间插奇偶校验(BIP-8) B1nB1再生段误码监测n不间断业务前提下，随时监测SDH的传输性能。所有比特按8位为一组，分成若干码组“1”的个数为偶，置“0”“1”的个数为奇，置“1”26nK1 & K2自动保护切换(APS)n例如，下游端检测到故障时，nK1 作为倒换要求（请求）nK2 作为证实n复用端远端缺陷指示 (MS-RDI) K2（b6b8）27复用端远端差错指示(MS-REI) 字节M1n用途：n传送BIP-N X 24 (复用端误码检测,B2字节)所检出的差错块(

10、误块)个数。n在有些场合，可使用简化的功能，即只选用其中的某些开销字节。n如站内接口。28同步复用和映射原理同步复用和映射原理1、基本原理n现代电信传输的高速化：n实现方式：采用时分复用的形式，将多路低速信号复用成高速信号后再传输，称为数字复用。n复用器：n同步复用器：支路与本地定时信号同步，无需调整；n异步复用器：需频率、相位调整；29n频率与相位调整n码速调整法（比特塞入法）n固定位置映射法；nSDH的指针调整法n利用净荷指针来表示在STM-N帧内浮动的净负荷的准确位置。当出现净负荷的频率变化，只需增加或减小指针数值即可。n复用步骤：映射、定位校准、复用。30管理单元支路单元我国采用的复用

11、映射主要包括C-12/C-3/C-4，三种进入方式31n(映射结构)基本单元n图8.11中所涉及的个单元的名称如下：n容器（C）n虚容器（VC）n支路单元（TU）n支路单元组（TUG）n管理单元（AU）n管理单元组（AUG）n同步传送模块（STM-N）323、复用映射结构映射(Mapping)：在SDH网络边界，把支路信号装入容器C；定位(Alignment)：利用支路单元指针(TU PTR)或管理单元指针(AU PTR)的值，表示帧参考点的帧偏移。复用：低阶通道适配进高阶通道，或高阶通道进复用层。334、高阶通道开销字节的功能与应用n例子：VC-4 POH， VC-4通道开销C2 信号标记字

12、节34信号标签字节C2复用端远端差错指示(MS-REI)复用端远端缺陷指示 (MS-RDI)35指针调整的原理与实现AU-4 PTR36指针nAU-4 = VC-4 + AU-4 PTR37实例说明PDH四次群 到 STM-1PDH基群 到 STM-138SDH网络中的基本网元n1、分插复用器39n2、数字交叉连接设备40SDH自愈网原理nSDH自愈网的特点与分类n自愈是指通信网络发生故障时，无需人为干预，既可在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，是用户感觉不到网络已经出了故障。n其基本原理就是使网络具备发现故障并能找到替代传送路由的能力，在一定时限内重新建立通信。4142线路保护倒

13、换的原理与应用MST 复用段终端RST 再生段终端43nADM自愈环的原理与应用一根传输一根保护保护通道可传输业务只接收一路信号P 保护通道W 工作通道4445DXC自愈网的原理与应用46传送网主要性能指标n误码特性n差错块涉及的主要性能参数有：(1)误块秒比（ESR），(2)严重误块秒比（SESR），(3)背景误块比（BBER）。n抖动特性n抖动是数字信号传输过程中的一种瞬时不稳定现象，它的定义是：数字信号的各有效瞬间对于标准时间位置的偏差。偏差的时间范围称为抖动幅度；偏差的时间间隔对时间的变化率称为抖动频率。)()()BER(nm传输码流的总码元数出现差错码元数误码率47n可靠性与可用性n

14、可靠性n可靠性（R）是指产品在规定的条件下和时间内，完成规定功能的能力，常用故障率（）来表征，即：n可用性n可用性（A）是指产品在规定的条件下和时间内处于良好工作状态的概率，其表示式为1.在实际工程中，往往采用下式作为可用性的评价：etR可用时间不可用时间可用时间100AMTTRMTBFMTBFA平均故障间隔时间平均故障修复时间48ADM4950(再生再生)(复用复用)(净荷，含净荷，含通道开销通道开销字节字节)管理单元指针51SDH的传输复用段示意复用段传输段逻辑上“端对端”52n速率容器速率容器（等价含义）（等价含义）n等级见左表；等级见左表；nCCITTCCITT根据常用的根据常用的PD

15、HPDH信号速率，定信号速率，定义速率等级等价名义速率等级等价名称；称；nC C速率容器与速率容器与VCVC（虚（虚速率容器）及速率容器）及STM-NSTM-N的关系的关系53DXC原理n数字交叉连接(DXC)是一种全电子的数字化接线技术。nDXC是SDH网的重要网络单元(网元)；具有至少一个SDH或PDH信号端口，可对输入/输出端口间的端口信号速率进行可控连接及再连接。n能实现自动配线和监控、可靠的网络保护与恢复，以对传输网进行有效管理。54nDXC核心部件：具有交叉连接功能的交叉连接矩阵。基于“时隙交换技术(TSI, time-slot interchange)”。n工作过程：n预先存放交

16、叉连接图或动态计算交叉连接图；n对涉及的交叉连接通道(的低速输入信号)进行控制；n利用“复用”将上述信号重新处理，复用成高速信号55DXC参数n速率：输入端口速率 VI输入端口速率 VXn配置类型：设备的复用能力；用DXC x/y表示。nDXC x/ynx代表接入端口数据流的最高等级；y代表参与交叉连接的最低级别；常用十进制数表示数字流如 y为 064Kbit/s13 PDH速率4PDH4次群速率或STM-1等级速率5SDH STM-4等级速率6SDH STM-16等级速率565758多层网络结构59IP over SDHn以SDH 网络作为IP 数据网络的物理传输网络。nSDH 协议是物理层

17、协议,主要负责在物理层介质上传送字节数据。IP 协议是无连接的协议,属于网络层协议。数据链路层负责SDH 协议与IP 协议之间的接口, IETF 定义PPP 协议来执行此项功能。nIP over SDH 技术使用PPP 协议对IP 数据包进行封装,把IP 分组根据RFC1662 规范插入到PPP 帧中的信息段, 再将PPP 分组放入高级数据链路控制(HDLC) 的帧结构中,把封装后的IP 数据包映射到SDH 的SDH 帧结构净负荷区。60IP over SDHIP 数据包通过PPP 协议直接映射到SDH 帧结构上其他：简化的数据链路协议(SDL)、LAPS61n基于LAPS 协议的Ethernet over SDH 的数据帧的封装过程主要分为3 步:n(1) 将IP 数据包(报头与数据) 封装到以太网媒体接入控制(MAC) 帧中.n(2) 将以太网的MAC 帧通过RS(协调子层) 和MII(介质无关接口) 封装入LAPS 协议帧. 这种封装是完全一一对应的,即LAPS 协议帧的数据字段中包含MAC 帧从目的地址到CRC 校验的全部内容.n(3) 将LAPS 协议帧作为净负荷映射到SDH帧中. 在传送SDH 的开销的时间段内对LAPS 帧进行缓存和速率适配.EOS 接口接口芯片的芯片的具体设计具体设计626364【范例范例】广电网中广电网中IP over SD