情景2-认识SDH设备2

1、石家庄信息工程职业学院通信工程系通信技术教研室通信工程系通信技术教研室石家庄信息工程职业学院课程学习情境 光纤连接及性能测量 情境1SDH 设备认识 光传输系统组网 光的发射与接收测量 SDH 自愈环组建 光网络设备安装与维护 情境2情境3情境4情境5情境6石家庄信息工程职业学院1.1 SDH1.1 SDH的产生的产生1.2 SDH1.2 SDH的速率等级及帧结构的速率等级及帧结构1.3 SDH1.3 SDH段开销段开销1.4 1.4 映射和复用映射和复用1.5 1.5 指针技术指针技术1.6 ATM1.6 ATM、IPIP映射入映射入STM-STM-NN小结小结石家庄信息工程职业学院1.1

2、SDH的产生高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，通过通信网传输、交换处理的信息量将不断增大，这就要求现代通过通信网传输、交换处理的信息量将不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化、智能化和个人化方向发展。化的通信网向数字化、综合化、智能化和个人化方向发展。传输系统是通信网的重要组成部分，传输系统的好坏直接影传输系统是通信网的重要组成部分，传输系统的好坏直接影响着通信网的发展。响着通信网的发展。为了扩大传输容量、提高传输效率，在数字通信中，常常将为了扩大传输容量、提高传输效率，在数字通信中，常常将若干个若干个低次群低

3、速数字信号低次群低速数字信号以数字复用的方式合成为一路以数字复用的方式合成为一路高速数高速数字信号字信号。数字复用必须按照一定的标准进行。数字复用必须按照一定的标准进行。石家庄信息工程职业学院国际电信联盟电信标准部门（国际电信联盟电信标准部门（ITU-T）的前身，原国际电报电话咨询委员会的前身，原国际电报电话咨询委员会（CCITT）规定了两种基本复用标准，）规定了两种基本复用标准，即即 准同步数字系列（准同步数字系列（PDH） 同步数字系列（同步数字系列（SDH）。石家庄信息工程职业学院1.1.1 PDH的帧结构和主要缺陷的帧结构和主要缺陷 PDH技术将每路模拟话音信号进行抽样、技术将每路模拟

4、话音信号进行抽样、量化、编码，变为一路量化、编码，变为一路64 kbit/s的数的数字信号字信号，为了提高线路利用率和传输容，为了提高线路利用率和传输容量，采用时分复用技术，将多路量，采用时分复用技术，将多路64 kbit/s数字信号以字节为单位进行数字信号以字节为单位进行间间插复接插复接。石家庄信息工程职业学院在欧洲，将在欧洲，将30个个独立的独立的64 kbit/s话话音信道与两个信息控制信道一起形成一音信道与两个信息控制信道一起形成一个个32个个时隙的信号结构，其传输速率时隙的信号结构，其传输速率为2.048 Mbit/s；在北美和日本，则将；在北美和日本，则将24个个64 kbit/s

5、信道的信号间插复用在一起，信道的信号间插复用在一起，形成一个形成一个1.544 Mbit/s的信息流。的信息流。为进一步提高传输容量，可将若干个为进一步提高传输容量，可将若干个2.048 Mbit/s（或（或1.544 Mbit/s）的信息）的信息流复接成更高速率的信息流。流复接成更高速率的信息流。石家庄信息工程职业学院例如，欧洲将例如，欧洲将4个个2.048 Mbit/s信息信息流复接为一路流复接为一路8.448 Mbit/s的信息流；的信息流；4个个8.448 Mbit/s信息流复接为一路信息流复接为一路34.368 Mbit/s的信息流；的信息流；4个个34.368 Mbit/s信息流复

6、接为一路信息流复接为一路139.264 Mbit/s的信息流。的信息流。石家庄信息工程职业学院在在PDH中，各速率等级虽规定了标称速率，但支中，各速率等级虽规定了标称速率，但支路信号可来自不同的设备，这些设备有各自独立的时路信号可来自不同的设备，这些设备有各自独立的时钟源，因而来自不同设备的同一速率等级的支路信号钟源，因而来自不同设备的同一速率等级的支路信号其速率并不一定严格相等。其速率并不一定严格相等。 为了能将各支路信号复接成更高速率的信号，对于各为了能将各支路信号复接成更高速率的信号，对于各速率等级除规定标称速率外，还规定其允许的速率等级除规定标称速率外，还规定其允许的偏差范偏差范围围，

7、即容差。，即容差。 这种有相同的标称速率，但又允许有一定的偏差的信这种有相同的标称速率，但又允许有一定的偏差的信号称为号称为准同步信号准同步信号。 它们复接时只能靠插入调整比特，采用异步复接。它们复接时只能靠插入调整比特，采用异步复接。石家庄信息工程职业学院我国的我国的PDH技术采用欧洲制式，欧洲制式中各次群的速率、技术采用欧洲制式，欧洲制式中各次群的速率、偏差、帧周期、电路数如表偏差、帧周期、电路数如表1-1所示。所示。石家庄信息工程职业学院 （1）国际上现有的）国际上现有的PDH技术存在三大地区标准，如技术存在三大地区标准，如图图1-1所示，这种局面造成了国际互通的困难。所示，这种局面造成

8、了国际互通的困难。 （2）没有世界性标准的光接口规范。致使不同厂家）没有世界性标准的光接口规范。致使不同厂家的设备，甚至同一厂家不同型号的设备光接口各不相的设备，甚至同一厂家不同型号的设备光接口各不相同，不能互连，即横向不兼容同，不能互连，即横向不兼容。石家庄信息工程职业学院图图1-1 ITU-T建议的三大建议的三大PDH系列系列石家庄信息工程职业学院 （3）上）上/下支路困难。下支路困难。PDH各速率等级帧长不同，低次群帧的起始点在各速率等级帧长不同，低次群帧的起始点在高次群帧中没有固定位置，也无规律可循。高次群帧中没有固定位置，也无规律可循。这种情况导致上这种情况导致上/下支路必须采用背靠

9、背设备，逐下支路必须采用背靠背设备，逐级分接出要下的支路，将不下的支路再逐级复接上去，级分接出要下的支路，将不下的支路再逐级复接上去，如图如图1-2所示。所示。石家庄信息工程职业学院 （4）只能采用异步复接方式，即复接时需调整各支）只能采用异步复接方式，即复接时需调整各支路速率同步后才能复接。路速率同步后才能复接。 （5）网络管理能力不强。）网络管理能力不强。由于安排的开销比特很少，不能提供由于安排的开销比特很少，不能提供足够的运行、管理和维护（足够的运行、管理和维护（OAM）能力。）能力。网络的网络的OAM主要靠人工的数字交叉连主要靠人工的数字交叉连接和停业务检测，不能适应不断演变的接和停业

10、务检测，不能适应不断演变的电信网的要求。电信网的要求。石家庄信息工程职业学院1.1.2 SDH的产生及特点的产生及特点 （1）灵活的分插功能。）灵活的分插功能。 （2）强大的网络管理能力。）强大的网络管理能力。 （3）强大的自愈能力。）强大的自愈能力。 （4）SDH有标准的光接口规范，不同厂家的设备可有标准的光接口规范，不同厂家的设备可以在光路上互连，真正实现横向兼容。以在光路上互连，真正实现横向兼容。 （5）SDH具有兼容性。具有兼容性。石家庄信息工程职业学院1.2 SDH的速率等级及帧结构1.2.1 SDH的定义及设备基本类型的定义及设备基本类型同步数字系列（同步数字系列（SDH）是一种将

11、是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体，复接、线路传输及交换功能融为一体，并由统一网管系统操作的综合信息传送并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。网络。石家庄信息工程职业学院SDH实际上是网络节点接口的一个统实际上是网络节点接口的一个统一规范，这个规范中首先统一的就是接一规范，这个规范中首先统一的就是接口速率等级和帧结构安排。口速率等级和帧结构安排。另外，另外，SDH还统一了设备类型和设备还统一了设备类型和设备功能，使网络构成更加规范。功能，使网络构成更加规范。SDH设备（网元）类型有设备（网元）类型有4种。种。 （1）终端复用器（）终端复用器（TM） （2）分插复用器（）分插复用器（AD

12、M） （3）再生中继器（）再生中继器（REG） （4）数字交叉连接器（）数字交叉连接器（DXC）石家庄信息工程职业学院图图1-3 TM网元示意图网元示意图 （1）终端复用器（）终端复用器（TM）将各种低速信号复用映射入线路信号将各种低速信号复用映射入线路信号STM-N或作反作用处理。或作反作用处理。石家庄信息工程职业学院 图图1-4 DXC网元示意图网元示意图（2）分插复用器（）分插复用器（ADM）直接在直接在STM-N中分出或插入低速信号。中分出或插入低速信号。石家庄信息工程职业学院图图1-5 REG网元示意图网元示意图 （3）再生中继器（）再生中继器（REG）实现对实现对STM-N信号的放

13、大、再生，以便延长通信距离。信号的放大、再生，以便延长通信距离。石家庄信息工程职业学院 图图1-6 DXC网元示意图网元示意图（4）数字交叉连接器（）数字交叉连接器（DXC）实现不同端口、不同速率信号的交叉连接。实现不同端口、不同速率信号的交叉连接。石家庄信息工程职业学院 1.2.2 SDH速率等级速率等级SDH按一定的规律组成按一定的规律组成块状帧结构块状帧结构，称为称为同步传送模块（同步传送模块（STM），），它以与它以与网络同步的速率串行传输。网络同步的速率串行传输。石家庄信息工程职业学院SDH中最基本的，也是最重要的模块信中最基本的，也是最重要的模块信号是号是STM-1，其速率为，其速

14、率为155.520 Mbit/s，更高等级的模块更高等级的模块STM-N是是N个基本模块信个基本模块信号号STM-1按同步复用，经字节间插后形成按同步复用，经字节间插后形成的，其速率是的，其速率是STM-1的的N倍，倍，N取正整数取正整数1、4、16、64。石家庄信息工程职业学院例如：例如：STM-1STM-4，采用字节间插同步复用方式。，采用字节间插同步复用方式。4 STM-1STM-4。SDH的特点B1 B2 B3C1 C2 C3A1 A2 A3C2A2D2B1 C1 D1B2A3A1D1 D2 D3D3B3 C3 复用方式同步复用和灵活的映射结构低阶SDH高阶SDH。信号信号E石家庄信息

15、工程职业学院SDH的特点 PDHSDH通过指针定位预见低速信号在帧中位置，使收端可直接下低速信号。打包封装打包封装信息包信息包信息信息包包信息信息包包STM-1装箱定位装箱定位PDH石家庄信息工程职业学院SDH工作方式信息包信息包信息包信息包PDH/ATM/IP信号PDH/ATM/IP信号打包打包拆包拆包复用解复用SDH网络网络STM-NSTM-N石家庄信息工程职业学院 1.2.3 SDH帧结构帧结构STM-N帧结构由帧结构由9行行、270 N列列（byte）组成，每字节组成，每字节8 bit，每字节速，每字节速率为率为64 kbit/s。一帧的周期为一帧的周期为125 s，帧频为，帧频为8

16、kHz（每秒（每秒8 000帧）帧）。STM-1（N=1）是）是SDH最基本的结构。最基本的结构。石家庄信息工程职业学院每帧周期为每帧周期为125 s，含，含19 440（9 270 8） bit，传输速率为，传输速率为19 440 8 000=155 520 kbit/s。因为因为STM-N是由是由N个个STM-1经字节间经字节间插同步复接而成的，故其速率为插同步复接而成的，故其速率为STM-1的的N倍。倍。SDH帧由净负荷、管理单元指针帧由净负荷、管理单元指针（AU-PTR）、段开销（）、段开销（SOH）3部分组部分组成，如图成，如图1-7所示。所示。石家庄信息工程职业学院图图1-7 ST

17、M-N帧结构帧结构石家庄信息工程职业学院信息净负荷区&段开销RSOHAU pointerMSOH270STM-N净负荷区(含POH)243019RSOHMSOHAU-PTRPOH打包打包POH低速信号低速信号低速信号低速信号装箱定位装箱定位装箱定位装箱定位信息包信息包信息包信息包打包打包石家庄信息工程职业学院对于STM-1信号，段开销包括位于帧中13行19列的RSOH和59行19列的MSOH。STM-1段开销的安排如图1-9所示。RSOH和MSOH的区别在于监控范围的不同，RSOH对整个STM-N进行监控，MSOH对STM-N中的每一个STM-1进行监控。石家庄信息工程职业学院开销开销

18、开销段开销段开销SOH 通道开销通道开销POH再生段开销再生段开销RSOH复用段开销复用段开销MSOH高阶通道开销高阶通道开销HPOH低阶通道开销低阶通道开销LPOH RSOH、MSOH、HPOH、LPOH完成层层细化的监控功能。石家庄信息工程职业学院图图1-8 SDH开销功能的组织结构开销功能的组织结构石家庄信息工程职业学院Eg: 2.5G的系统，RSOH监控的是整个STM-16信号的传输状态；MSOH监控的是STM-16中每个STM-1的传输状态；POH监控的是每个STM-1中每个打了包的低速支路信号（2M）的传输状况。石家庄信息工程职业学院AU-PTR发端：发端：收端：收端：AU-PTR

19、 定位车厢定位车厢中第一个信息包中第一个信息包根据收到的根据收到的AU-PTR值值找到此信息包，通过字找到此信息包，通过字节间插的规律性，进而节间插的规律性，进而定位到其他信息包定位到其他信息包TU-PTR一级定位一级定位2M34MAU-PTR二级定位二级定位石家庄信息工程职业学院SDH复用结构和复用步骤 低阶SDH高阶SDH：字节间插同步复用方式 PDH信号STM-N：同步复用和灵活的映射 将PDH信号和各种新业务装入SDH信号空间，并构成SDH帧的过程称为映射和复用过程。140MSTM-N34MSTM-N2MSTM-N 复用是依复用路线图进行的，ITU-T规定的路线图有多种，但通常一个国家

20、或地区仅使用一种。石家庄信息工程职业学院图图1-10 ITU-T G.709建议的建议的SDH复用映射结构复用映射结构石家庄信息工程职业学院中国的SDH基本复用映射结构STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指针处理指针处理映射映射定位定位复用复用AUG-N13731石家庄信息工程职业学院1.4.2 SDH映射复用单元SDH的基本复用单元包括 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） 管

21、理单元组（AUG）。石家庄信息工程职业学院图图1-11 我国规定的我国规定的SDH复用映射结构复用映射结构石家庄信息工程职业学院 （1）标准容器容器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，即完成输入信号和输出信号间的码型、码速变换。原CCITT规定了5种标准容器：C-11、C-12、C-2、C-3和C-4，其标准输入速率分别为1.544、2.048、6.312、34.368、139.264 Mbit/s。我国常用的有C-12、C-3、C-4容器。 已装载的容器又可视为虚容器的信息净负荷。石家庄信息工程职业学院 （2）虚容器虚容器（VC）用于支持SDH通道层连接的信息结构。

22、它由容器输出的信息净负荷加上通道开销（POH）组成，即： VC=C+POHVC是SDH中可以用来传输、交换、处理的最小信息单元，VC在SDH传输网中传输的路径称为通道。由于我国取消了AU-3通道，所以VC-12、VC-3都是低阶通道。石家庄信息工程职业学院 （3）支路单元和支路单元组支路单元是一种提供低阶通道层和高阶通道层之间适配功能的信息结构，即负责将低阶虚容器经支路单元组装进高阶虚容器。它由低阶VC-n和相应的支路单元指针（TU-n-PTR）组成。 即：TU=低阶VC+TU-PTR 支路单元指针TU-n-PTR用来指示VC-n净负荷起点在TU帧内的位置。石家庄信息工程职业学院 （4）管理单

23、元和管理单元组管理单元是提供高阶通道层和复用段层之间适配功能的信息结构（即负责将高阶虚容器经管理单元组装进STM-N帧）。 它由高阶VC和相应的管理单元指针（AU-PTR）组成。 即：AU=高阶VC+AU-PTR管理单元指针AU-n-PTR指示高阶VC-n净负荷起点在AU帧内的位置。石家庄信息工程职业学院管理单元组是由一个或多个在STM-N净负荷中占据固定的、确定位置的管理单元组成。根据上述复用单元分析，任何信号进入SDH组成STM-N帧需经过3个步骤：映射、定位和复用。石家庄信息工程职业学院 （1）映射：是将各种速率的G.703支路信号先分别经过码速调整装入相应的标准容器，然后再装入虚容器的

24、过程。如图1-10中将2.048 Mbit/s信号装进VC-12，将34.368 Mbit/s信号装进VC-3，将139.264 Mbit/s信号装进VC-4等的过程。石家庄信息工程职业学院中国的SDH基本复用映射结构STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s映射映射AUG-N13731石家庄信息工程职业学院 （2）定位：是一种以附加于VC上的支路单元指针指示和确定低阶VC帧的起点在TU净负荷中位置（或管理单元指针指示和确定高阶VC帧的

25、起点在AU净负荷中的位置）的过程。石家庄信息工程职业学院中国的SDH基本复用映射结构STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s定位定位AUG-N13731石家庄信息工程职业学院如图1-10中用附加于VC-12上的TU-12-PTR指示和确定VC-12的起点在TU-12净负荷中位置的过程，用附加于VC-3上的TU-3-PTR指示和确定VC-3的起点在TU-3净负荷中位置的过程，用附加于VC-4上的AU-4-PTR指示和确定VC-4的起点在AU-4净负荷中位置的过程等。石家庄信息工程职业学院 （3）复用：是一种把TU组织进高阶VC或把AU组织进STM-N的过程。如图1-10中将TU-12经TUG-2再经TUG-3装进VC-4的过程，将TU-3经TUG-3装进VC-4的过程，将AU-4装进STM-N帧的过程等。石家庄信息工程职业学院中国的SDH基本复用映射结构STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-