MSTP基本原理解析

SDH/MSTP基本原理培训2023.11技术中心

基本概念帧构造、开销和指针

设备逻辑构成与性能指标复用的构造与环节提要1234

组网及保护5经典传播设备简介6基本概念光传播网—以光纤通信为基本传播手段的通信网络.传播网主要完毕业务网络节点间带宽的传送，为多种业务网提供服务，是一种统一的业务承载平台。终端接入设备交换设备传输设备传输设备交换设备终端接入设备NNINNINNINNINNIUNIUNI光传播网的基本概念传播损耗小。目前实用单模光纤在1550nm波长下的衰减系数已降到0.2dB/km如下。传播带宽非常宽，一对光纤的理论通信容量可达成40,000Gbit/s。传播距离长，能够实现超长距离的传播。抗电磁干扰能力强。建设成本低。SDH的基本概念定义：同步数字体系（SDH—SynchrounousDigitalHierarchy）是一整套能够进行同步数字传播、复用和交叉连接的原则化数字传送构造体系，用来经过物理传播网络传送经适配的业务信息。工作波长区：1310nm和1550nm波长区。传播比特率：传播的信号由不同等级的同步传送模块（STM-N）信号构成，N为1、4、16、64和256。MSTP的基本概念定义：MSTP是指基于SDH平台，同步实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务传送平台。MSTP可捆绑多种2M，带宽可相对自由调控。MSTP设备的接口类型较丰富，支持直接下以太接口、ATM接口、E1/IMAE1接口等。MSTP支持V-LAN功能，能够提升数据业务安全性。MSTP＝SDH＋以太功能模块基本概念提要

基本概念帧构造、开销和指针

设备逻辑构成与性能指标复用的构造与环节1234

组网及保护5帧构造SDH终端复用设备（TM）把多种业务信号码流按同步传送模块的构造规范构成STM-N成帧信号，即SDH信号码流。一种STM-N是SDH信号码流中由帧头字节组领头的9×270×N个连续字节。这段字节的连续时间，即STM-N以时间计量的帧长，不论N取何值都是125μs。帧构造信息净负荷(9行×261列)STM-N帧中放置多种业务信息的地方。2M、34M140M打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信号承载，在SDH网上传播。若将STM-N信号帧比做一辆货车，其净负荷区即为该货车的车厢。在将低速信号打包装箱时，在每一种信息包中加入通道开销POH，以完毕对每一种“货品包”在“运送”中的监视。

开销SDH监控的实现——开销段开销——RSOH、MSOH通道开销——HPOH、LPOHA1A1A1A2A2A2J0****B1E1F1D1D2D3B2B2B2K1K2AUPTRD4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E29行RSOHMSOH不扰码，因此应注意其内容*国内使用字节传输媒质指示字节9字节段开销（RSOH、MSOH）

开销段开销——为STM-N传送服务的操作、管理与维护（OAM）字节，它被AUPTR间隔成上部的再生段开销（RSOH）和下部的复用段开销（MSOH）两部分。段开销共有8×9×N个字节。相当丰富的段开销是光同步传播网的主要特点之一。再生段开销(RSOH)—3×9个字节，对STM-N整体信号进行监控复用段开销(MSOH)—5×9个字节，对STM-N中的某一种STM-1信号进行监控RSOH、MSOH、POH构成SDH层层细化的监控体制两者区别：宏观（RSOH）和微观（MSOH）

开销段开销（SOH）字节功能：a)A1、A2：定帧字节——A1=F6H;A2=28H

b)J0：再生段踪迹字节——拟定收端和发端保持连接

c)D1~D12：数据通信通路（DCC）——传送网管ECC信息。D1-D3在RSOH；D4-D12在MSOH。

d)E1、E2：公务联络字节——E1在RSOH；E2在MSOH。

e)F1：使用者通路字节——运营商专用

f)B1：BIP-8字节，用作再生段的误码监测

g)B2：BIP-N24字节，用于复用段误码监测

h)K1、K2(b1~b5)：自动保护倒换(APS)通路字节

i)K2(b6~b8)：复用段远端缺陷指示（MS-RDI）

j)S1(b5~b8)：同步状态字节

k)M1：复用段远端误块指示字节通道开销（POH）字节功能：

开销高阶通道开销——VC4J1通道踪迹字节B3通道BIP-8字节C2信号标识字节G1通道状态字节F2、F3通道使用者通路H4位置指示器K3(b1~b4)自动保护倒换(APS)通路N1网络运营者字节K3(b5~b8)备用比特J1B3C2G1F2H4F3K3N1VC4112619AU-PTR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。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“货品包”，赋予一种位置坐标值。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；即根据“货品包”位置坐标，从“车厢”中直接所需要的那一种“货包”。因为“车厢”中的“货品包”是以一定的规律摆放的——字节间插复用方式；所以对货品包的定位仅需定位“车厢”中第一种“货品包”即可。

指针TU-PTR指针若复用的低速信号速率较低，即打包后信息包太小，例：2M、34M。需进行二级指针定位。先将小信息包打包成中信息包，经过支路单元指针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，经过AU-PTR指示相应中信息包的位置。提要

基本概念帧构造、开销与指针

设备逻辑构成与性能指标复用的构造与环节1234

组网及保护5复用的构造与环节我国的SDH基本复用构造STM-NAUGAU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3×N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指针处理映射定位校准复用×7×3×3×1×1复用(Multiplexing)：指以字节交错间插的方式把若干个TU-n复用成TUG-n，多种AU-n复用成AUG-n，或N个STM-1复用成STM-N的过程。复用的构造与环节2M复用环节C12——容器12；与2M相相应的原则信息构造，完毕2M信号速率适配，4个基帧构成一复帧。VC12——虚容器12；与2M相相应的原则信息构造，完毕对某路2M信号实时监控。TU12——支路单元12；与VC12相相应的原则信息构造，完毕对VC12的一级指针定位。复用的构造与环节2M复用环节字节间插×3112TUG219字节间插×7RRTUG3186TUG2——支路单元组2；TUG3——支路单元组3。2M—C12—VC12—TU12；3TU12—TUG2；7TUG2—TUG3；接下页复用的构造与环节2M复用环节字节间插POH

R

RVC4911261×33TUG3—VC4—STM1。STM-1可装入3×7×3=63个2M信号。2M复用构造是3-7-3构造。复用的构造与环节STM-N的复用的环节低阶SDH→高阶SDH的复用构造：B1B2B3C1C2C3A1A2A3A3B2B3B1C1A2C2C3A1D1D2D3D3D2D1方式：字节间插复用注意：4合1。STM-1>STM-4>STM-16>STM-64>STM-256提要

基本概念帧构造、开销和指针

设备逻辑构成与性能指标复用的构造与环节1234

组网及保护5

设备逻辑构成与性能指标SDH设备逻辑构成定时通信与控制

公务

PDH&SDH&MSTP支路接口线路接口线路接口交叉矩阵

设备逻辑构成与性能指标TMSTM-N终端复用设备ADMSTM-NSTM-N支路侧

线路侧（群路侧）分插复用设备REGSTM-NSTM-N再生中继设备DXCSTM-NSTM-N交叉连接设备设备主要类别

设备逻辑构成与性能指标设备性能指标SDH/MSTP设备的性能指标主要涉及：1、误码性能；2、同步性能；3、定时性能—抖动与漂移4、交叉性能

设备逻辑构成与性能指标1、误码性能误码的产生是因为在信号传播中，衰变变化了信号的电压,致使信号在传播中遭到破坏，产生误码。噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传播设备故障及其他原因都会造成误码。误码率是最常用的数据通信传播质量指标。它表达数字系统传播质量的公式是“在多少位数据中出现一位差错”。举例来说，假如在一万位数据中出现一位差错，即误码率为万分之一，即10E-4。目前常用的SDH/MSTP设备对于误码性能的要求是非常高的。2、同步性能

设备逻辑构成与性能指标当两个或以上的设备一起工作并对时间有精确要求的时候，就需要在它们之间进行同步。同步是基于在两个设备之间要求一种共同的时间参照。当两台（或多台）设备进行同步的时候，其中一台称为主机（以其内部发送的时间码为准），而其他的则称为从机。在只有一台从机的时候，同步信号可直接由主机发送给从机，这时，从机的时钟方式要打到“外部时钟方式”（ExternalClockMode）。有多台从机时，则需一种专门产生同步信号的设备作为主机，以便多台从机进行同步。目前有如下几种同步方式：1、外同步定时方式，又称跟踪方式，即设备内部的时钟严格跟踪(锁定)从外部输入的定时基准信号。2、提取定时方式，设备从具有定时基准信息的外来信号中提取定时。主要有线路定时、经过定时、环路定时几种模式。3、内部定时方式，当外同步定时与提取定时不能正常工作时，设备还可转入内部定时工作方式。目前主要有保持和自由运营两种模式。3、定时性能—抖动与漂移

设备逻辑构成与性能指标抖动：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（0.1s以上）偏差。温度的变化是产生漂移的主要原因。SDH系统的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。

设备逻辑构成与性能指标4、交叉性能为确保对系统容量中的支路信号进行调度，以完毕按需求组网、上下电路、电路调度等，同步复用设备应具有较强的交叉连接功能。高阶交叉：是指对VC4级信号的交叉连接。交叉容量以VC-4为单位；一般写为n*nVC4，例如256*256VC4，即40G高阶交叉。低阶交叉：是指对VC12级信号的交叉连接,具有低阶交叉连接能力，才干直接从高速信号中上下2M电路；一般写为n*nVC12，例如4032*4032VC12，即10G低阶交叉。交叉容量视同步复用设备的STM-N级别不同而不同。提要

基本概念帧构造、开销和指针

设备逻辑构成与性能指标复用的构造与环节1234

组网及保护5SDH/MSTP系统常见网络构造ADMADMREGADM链型系统环型DXCDXCDXCDXC网型树型、星型组网及保护SDH/MSTP系统传播速率高，容量大，必须充分注重生存性问题。主要方式就是利用预先安排好的备用容量去保护主用容量。SDH/MSTP网的保护可分为二大类：途径保护与子网连接保护。1、途径保护对业务信号的传送途径进行保护，它既能够在复用段层进行，也能够在通道层进行。A）.线路系统的复用段保护（MSP）业务保护以复用段为基础（复用段信号质量），它能够分为1+1与1：N两种方式。线路系统的复用段保护倒换要使用开销字节以及APS协议，倒换要在50ms时间内完毕。此措施较简朴但成本较高。SDH/MSTP保护及自愈环组网及保护组网及保护B).环网的复用段保护复用段保护环可分为二纤环与四纤环。二纤环：环网由二根光纤构成，根据业务传送方向又可分单向保护环与双向保护环。四纤环：环网由四根光纤构成，二根主用光纤与二根备用光纤，备用光纤为主用光纤提供反方向保护；备用光纤可传送额外业务。C).通道保护环业务保护以通道为基础（通道信号质量优劣），通道保护一般采用1+1方式。通道环一般由二纤构成，根据业务传送方向又可分单向通道环与双向通道环。通道环的保护一般不使用APS协议，倒换时间不不小于30ms。SDH/MSTP保护及自愈环组网及保护SDH/MSTP保护及自愈环2、子网连接保护（SNCP）A站B站子网1子网2对某一子网预先安排专用的保护路由。子网连接保护一般采用1+1工作方式。组网及保护SDH/MSTP保护及自愈环3、SDH/MSTP自愈环定义：是指在网络出现故障时不必人为干预，网络就能在极短的时间内自动恢复业务的功能。自愈环境保护护的目的：提升网络的安全性、可靠性。最常见的保护方式二纤单向通道保护倒换环二纤双向通道保护倒换环二纤单向复用段保护倒换环二纤双向复用段保护倒换环四纤双向复用段保护倒换环二纤单向通道保护倒换环（双发选收）正常时：信号在外纤传故障时：A-C业务倒换到内纤传组网及保护AC发CA收AC收CA发ACBSPAC发CA收AC收CA发ACBDSP组网及保护二纤单向通道保护倒换环（双发选收）单向通道保护环的特点：优点：实现简朴，不需使用APS协议，倒换速度最快（<30ms）。缺陷：不能反复使用节点间的时隙，环传播容量较小；不能传送额外业务。环传播容量：STM-N。注：单向通道保护环取得非常广泛的应用；它合用于集中型业务。二纤双向通道保护倒换环（双发选收）P1AC发CA收AC收CA发ACBDS1S2P2正常时：信号在S1、S2纤传P1AC发CA收AC收CA发ACBDS1S2P2故障时：A-C业务倒换到P1、P2传组网及保护组网及保护二纤双向通道保护倒换环（双发选收）双向通道保护环的特点：与单向保护环不同的是每个单纤环按段分，既做工作光纤又做保护光纤。不是由单环，而是由双环同侧的两段光纤各支持一种方向的通信。确保双向业务的一致路由，这一点对于时延敏感的业务（如视频）很主要。二纤单向复用段保护环组网及保护AC发CA收AC收CA发ACBDSP正常时：信号在S纤传，P纤保护ASAC发CA收AC收CA发CBDP环回故障时：B、C节点业务环回到P纤，其他任在S纤运营组网及保护二纤单向复用段保护环优点：倒换速度快（用APS）；P光纤可传送额外业务。缺陷：不能反复使用节点间时隙环传播容量：STM-N二纤双向复用段保护倒换环正常时：信号都走A-B-C路由，S1与S2互为备用，每个纤上前半个时隙为主用业务，后半个时隙作为备用故障时：B、C桥接，将S1-P1与S2-P2连接，形成一种新的光纤环组网及保护AC发CA收AC收CA发ACBDS1/P2S2/P1AC发CA收AC收CA发ACBDS1/P2S2/P1S1/P2交叉连接组网及保护二纤双向复用段保护倒换环优点：能反复使用节点间时隙，大大增长整个环的传播容量。备用通道PI、P2可传送额外业务。缺陷：倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行交叉连接功能。环传播容量：k/2×STM-N(k为网络中的节点数)。注：双向复用段保护环取得非常广泛的应用；它合用于分散型业务。组网及保护四纤双向复用