《SDH原理与技术》课件

《SDH原理与技术》本课程将深入探讨同步数字体系(SDH)的基本原理和关键技术。涵盖SDH的架构、帧结构、传输机制、网络规划、维护和管理等方面。SDH概述11.高速传输SDH是一种高速数字传输技术，可以有效地提高数据传输速率。22.高可靠性SDH系统具有完善的保护机制，能够保障数据传输的可靠性。33.灵活扩展SDH网络可以根据实际需求灵活地扩展，适应各种应用场景。44.标准化SDH是一种国际标准化的技术，可以实现不同设备之间的互联互通。同步数字层次(SDH)同步数字层次(SDH)是一种用于高带宽数字信号的传输标准。它使用同步传输技术，能够有效地将各种数据信号整合到统一的帧结构中，并以高速率进行传输。SDH通过将数据信号复用到同步传输帧中，可以有效地提高传输效率，并提供更高的可靠性和安全性。SDH标准在全球范围内广泛应用于各种通信网络，包括电话、数据和视频传输。同步输传技术1时钟同步SDH网络中的所有设备必须同步，以确保数据传输的准确性和可靠性。时钟同步是实现网络同步的关键技术。2复用技术SDH采用同步复用技术，将不同速率的信号复用到同一帧结构中，实现高效的传输。3保护机制SDH采用多种保护机制，如1+1保护、1:N保护，提高网络的可靠性，保证数据传输的连续性。同步复用帧结构帧结构SDH帧结构包含若干字节，包含时钟、同步、控制和数据信息帧类型SDH帧结构分为STM-1、STM-4、STM-16等不同类型，以适应不同带宽需求帧同步每个SDH帧都包含同步信息，保证帧同步，实现高精度时钟同步SDH传输网络SDH网络架构SDH网络通常采用环状、星状或混合型拓扑结构，以提高网络的可靠性和灵活性。SDH设备SDH网络的核心设备包括数字交叉连接设备（DXC）、光传输设备（OTU）和光纤放大器等。网络管理SDH网络需要强大的网络管理系统来监控网络性能、维护设备、配置网络参数等。应用场景SDH传输网络广泛应用于电信、广播、互联网等领域，为各种数据、语音和视频业务提供高带宽、高质量的传输服务。SDH网络结构环形结构星型结构混合结构可靠性高灵活扩展兼顾可靠性和扩展冗余链路集中控制组合拓扑环路备份辐射型连接灵活配置SDH同步机制时间同步SDH网络中的所有设备都需要同步到同一个时间基准，以确保数据帧的准确传输。频率同步确保所有设备的时钟频率保持一致，以保证数据传输的稳定性和可靠性。网络同步通过同步机制将整个网络中的所有设备的时间和频率同步起来，确保数据传输的时序一致性。SDH保护机制1+1保护两条独立的传输线路并行传输同一信号。一条线路发生故障时，另一条线路自动接替，保证信号的连续传输。1:1保护一条主用线路传输信号，另一条备用线路处于待命状态。主用线路发生故障时，备用线路立即切换到工作状态，保证信号的连续传输。环网保护多个设备组成环形网络，每个设备连接到相邻两个设备。当某台设备发生故障时，环路自动闭合，信号绕过故障设备进行传输。混合保护将1+1保护、1:1保护和环网保护等多种保护方式结合起来，提高网络的可靠性。SDH管理机制性能监测实时监控SDH网络的运行状态，包括信号质量、设备状态、流量统计等。配置管理对SDH设备进行配置，包括线路参数、保护机制、性能指标等。安全管理确保SDH网络的安全运行，防范攻击和故障，保证数据的可靠性。故障处理及时发现和处理SDH网络故障，恢复网络正常运行。SDH性能监测SDH网络性能监测是保障网络稳定运行的关键。通过对网络关键指标进行实时监测，可以及时发现和解决网络问题。监测指标包括误码率、信噪比、光功率、时延、抖动等，这些指标能够反映网络的传输质量和稳定性。监测结果可以直观地显示在图形界面上，方便用户快速掌握网络运行状态。SDH接口功能物理接口SDH设备通过物理接口连接到其他设备，例如光纤传输网络。SDH物理接口类型包括光接口、电接口和混合接口。数据接口SDH数据接口用于传输SDH帧，包括信号速率和帧结构。SDH数据接口类型包括STM-1、STM-4、STM-16等。管理接口SDH管理接口用于管理和监控SDH设备，例如配置参数、监控运行状态和故障处理。SDH管理接口类型包括网络管理协议（SNMP）和命令行接口（CLI）。保护接口SDH保护接口用于实现SDH网络的故障保护，例如1+1保护和1:N保护。SDH保护接口通过备份路径提供信号冗余，以确保网络的可靠性。SDH光传输单元(OTU)OTU是SDH网络中的核心组件，负责光信号的传输和再生。OTU包含光发射器、光接收器、时钟恢复电路等，实现光信号的传输和再生。SDH负载映射映射类型SDH支持多种负载映射方式，例如VC-4、VC-3和VC-12等。映射过程将不同速率的信号映射到SDH帧结构中，实现多业务承载和传输。映射优势提高网络效率，减少带宽浪费，简化网络管理，增强网络灵活性。SDH交叉连接SDH交叉连接是指在SDH网络中，将来自不同线路或不同设备的信号进行重新组合或分配的操作。1信号汇聚来自不同线路或设备的信号被汇聚到同一个节点。2信号分配根据需要将汇聚的信号分配到不同的线路或设备。3信号路由根据需要将信号路由到指定的目的地。交叉连接技术在SDH网络中发挥着重要的作用，可以实现灵活的网络拓扑结构，并提高网络的利用率和可靠性。SDH多业务承载灵活性和可扩展性SDH可以承载多种业务类型，例如语音、数据、视频等。网络效率SDH技术通过复用和分组传输来提高网络效率，节省带宽和资源。可靠性和安全性SDH技术具有强大的保护机制，保证业务的连续性和可靠性，确保网络安全。管理便捷性SDH网络提供统一的管理平台，方便网络运营商管理和维护各种业务。SDH中继设备SDH中继设备是SDH网络的重要组成部分，用于连接不同节点，传输数据信号。中继设备可以是数字交叉连接设备（DXC）或数字复用设备（ADM），它们提供多种功能，例如信号复用、交叉连接和信号转换。SDH波分复用多路复用波分复用(WDM)技术将多个光信号复用在单个光纤中，显著提升传输容量。光谱效率WDM允许在单个光纤上传输更多数据，提高光谱效率，降低网络成本。网络灵活性WDM在SDH网络中提供更大的灵活性，支持灵活的带宽分配和服务提供。高容量传输WDM技术适用于高容量数据中心、运营商网络等，满足高速数据传输需求。SDH多业务集成数据业务包括各种数据传输服务，如以太网、帧中继、ATM等。语音业务支持传统的模拟语音和数字语音，如ISDN。视频业务可承载各种视频服务，如视频会议、远程教育等。SDH模块化设计1灵活扩展满足不同需求，方便扩容。2易于维护模块化设计，简化维护操作。3降低成本减少备件，提高性价比。SDH设备采用模块化设计，将整个系统划分为多个独立的功能模块，每个模块负责特定功能。模块之间通过标准接口连接，易于安装、配置和维护。SDH自动保护切换快速恢复连接当网络出现故障时，SDH自动保护切换机制能迅速识别故障并自动切换到备用路径，确保业务不中断。提高网络可靠性SDH自动保护切换机制为网络提供了更高的可靠性和安全性，确保网络在故障情况下能迅速恢复。增强网络稳定性SDH自动保护切换机制可有效防止网络故障导致的业务中断，提高网络的稳定性和可靠性。SDH环网结构SDH环网结构是一种常见的网络拓扑结构，它为网络提供了高可用性和可靠性。SDH环网结构通常采用双向环形结构，节点之间相互连接，形成闭环，数据可以在环路中双向传输。SDH环网结构还具有自愈功能，当环路上某一节点出现故障时，环路会自动切换到备用路径，保证数据传输的连续性。SDH星型结构SDH星型结构是一种常用的网络拓扑，中心节点连接多个边缘节点，每个边缘节点只连接中心节点。此结构适用于覆盖范围较小、集中管理的网络，中心节点负责数据转发和管理，边缘节点负责连接用户。星型结构具有简单易管理、扩展性好、可靠性高等优点，但中心节点故障会影响整个网络，因此需要做好中心节点的冗余备份。SDH混合网络灵活性和可靠性混合网络结合了星型和环型网络的优点。它可以实现灵活的网络拓扑结构，同时提供较高的可靠性。资源优化混合网络允许根据实际需要分配网络资源，提高网络资源的利用率，降低网络建设成本。SDH网络规划SDH网络规划是一个复杂的过程，需要考虑多个因素，例如网络拓扑、传输容量、可靠性、安全性以及成本效益。1业务需求确定网络承载的业务类型和带宽需求。2网络拓扑选择合适的网络拓扑结构，例如环状、星状或混合结构。3设备选择选择符合网络需求的SDH设备，包括容量、性能和价格。4网络配置配置网络设备，包括路由、保护、管理和监测功能。规划时需要进行充分的测试和仿真，确保网络的可靠性和安全性。同时，还需要制定详细的运营维护计划，保证网络的正常运行。SDH设备的组成11.控制单元负责管理和控制整个SDH设备，包括配置、监控和故障处理。22.传输单元负责数据信号的传输和处理，包含复用器、解复用器和交叉连接设备等。33.光接口单元负责将电信号转换为光信号或反之，连接到光纤网络。44.管理单元提供网络管理功能，包括性能监测、故障诊断和配置管理。SDH设备的光电接口光电接口SDH设备的光电接口用于连接光纤线路，实现光信号与电信号之间的转换。光电转换光电接口利用光电器件将光信号转换成电信号，反之亦然，实现光纤线路与设备之间的通信。接口类型常见的SDH光电接口类型包括STM-1、STM-4、STM-16和STM-64等，支持不同的传输速率和功能。SDH设备的硬件结构SDH设备的硬件结构通常包括以下几个主要部分：光电接口、时钟模块、复用器、交叉连接器、控制单元和电源系统。光电接口用于将光信号转换成电信号或反之。时钟模块用于产生和控制SDH设备的时钟信号。复用器用于将多个低速信号复用到一个高速信号上。交叉连接器用于实现SDH设备的灵活配置和网络连接。控制单元用于管理和控制SDH设备的操作。电源系统用于提供SDH设备所需的电源。SDH设备的软件架构操作系统提供基础运行环境，管理硬件资源，并支持应用程序的运行。网络管理软件负责配置、监控、维护SDH设备，提供网络管理功能。业务处理软件负责对不同类型业务进行处理，实现业务的传输和交换。安全管理软件确保SDH设备和网络的安全运行，防止非法访问和攻击。SDH设备的性能监测SDH设备的性能监测对于确保网络的稳定性和可靠性至关重要。通过监控关键指标，可以及时发现并解决潜在问题，提高网络服务质量。99.99%正常运行时间监控设备的正常运行时间，确保网络的可靠性和稳定性。10ms延迟监控数据传