SDH基础完整版本

传输专业_陈英SDH基础理论1引言：通信网、传输、SDH1.通信网的结构2.SDH在通信网中的位置3.其他传输技术：微波、卫星、裸光纤、电缆等2内容提要1.1SDH基本概念1.2帧结构与开销1.3映射、指针与复用第一部分：SDH的基本概念和原理32.2SDH传送网

2.1同步与定时第二部分：SDH传送网

4SDH的基本概念是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。SDH产生的社会背景通信网传输、交换、处理大量信息，向数字化、综合化、智能化、个人化发展。作为通信网的承载体传输网要求：宽带化——信息高速公路规范化——世界性统一的标准接口SDH......?5PDH缺点

—没有国际统一的速率标准

2M系列：2M、8M、34M、140M、565M；

1.5M系列：北美：1.5M、6.3M、45M、274M；

日本：1.5M、6.3M、32M、100M；

—没有国际统一的光接口规范（多种码型变换方案）

—上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高：需要用硬件进行逐级复用与解复用（背靠背）；

—网络的OAM能力差：无足够的开销字节。6接口方面——与设备互连有关电接口——地区性的电接口规范，无世界标准。光接口——无光接口规范，各厂家独自开发。565Mb/s139Mb/s34Mb/s8Mb/s2Mb/s1.6Gb/s400Mb/s100Mb/s32Mb/s6.3Mb/s1.5Mb/s274Mb/s45Mb/s6.3Mb/s×4×4×4×4×4×4×4×4×6×7×3欧洲系列日本系列北美系列×5PDH的固有缺陷7PDH采用异步复用方式通过码速调整（塞入bit）匹配和容纳信号时钟的偏差低速信号在高速信号中的位置无规律性从高速信号插/分低速信号要一级一级进行复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输PDH的固有缺陷复用方式140Mb/s34Mb/s34Mb/s8Mb/s8Mb/s2Mb/s解解解复复复用用用复复复用用140Mb/s用8运行维护功能(OAM)——决定设备维护成本与信号帧中开销(冗余)字节的数量有关PCM30/32仅TS0、TS16用于OAM开销，OAM功能弱线路编码时要加nB冗余码进行性能监控无统一的网管接口无法形成统一的TMNPDH的固有缺陷因此，PDH体制不适应大容量传输网的组建，SDH体制应运而升。9电接口STM-1是SDH的第一个等级，又叫基本同步传送模块，比特率为155.520Mb/s。STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块，比特率是STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，---)。光接口仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZ码，采用世界统一的7级扰码。接口方面SDH的优势10

PDH电接口：标准的信息结构等级（速率等级）

SDH接口：同步传输块STM-N：

SDH信号比特率（Mb/s）STM-1155.520简称155MSTM-4622.080简称622MSTM-162488.320简称2.5GSTM-649953.280简称10G11复用方式——同步复用和灵活的映射结构低阶SDH→高阶SDH。例如：STM-1→STM-4。采用字节间插复用方式。SDH的优势12PDH→SDH——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。SDH的优势13OAM功能用于OAM的开销多OAM功能强——这也是线路编码不用加冗余的原因兼容性——决定成本老体制设备是否还可发挥作用对新体制能否接入SDH的优势14SDH的优势15SDH的优势SDH的优势：一接口的统一规范；信号的同步复用；灵活的分插功能，简化了网络结构，节省了成本；强大的网络管理能力；很强的兼容性。

16频带利用率不如PDH系统指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动软件的大量应用，使系统易受病毒或误操作的危害SDH的缺点17SDH基本概况1、等级与速率等级STM-1STM-4STM-16STM-64

速率（Mb/s）

155.520

622.080

2488.320

9953.28063

252

1008

4032含2M数量182、SDH设备

.终端复用器TM

在线形网的端站，把PDH/SDH支路信号复用成SDH线路信号，或反之。PDH支路信号SDH支路信号OAM线路信号STM-NTM19

.分插复用器ADM

设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。STM-NSTM-N西侧线路信号PDH支路信号SDH支路信号OAM东侧线路信号ADM20

.再生器REG

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。OAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NREG21

.数字交叉连接设备DXC

兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复与保护等多项功能的SDH设备。STM-NSTM-NPDH支路信号

SDH支路信号DXC22SOH：段开销AUPTR：管理单元指针POH：通道开销9×270×N字节13459SOHSTM-N净负荷

(含POH)传输方向9×N261×N270×N列SOHAUPTRT=125μs帧结构与段开销(一）以字节为单位的块状帧结构帧频8000帧/秒，帧周期125µs23

一、STM-1SOH

字节安排

9列

A1

A1

A1

A2

A2

A2

J0

B1

E1

F1

D1

D2

D3

AU-PTR(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

传输方向T=125μs

国内使用字节

传输媒质指示字节空格：国际使用字节帧结构与段开销(二）24一、SDH复用特点

1、字节间插复用

各支路信号按字节顺序进行间插排列以形成更高速率的信号；各支路信号在帧中的位置固定，可直接提取/接入。

2、净负荷指针技术

用软件指针指示净负荷在帧中的位置；允许支路信号速率有差异（可进行速率调整）。复用与映射(一）25映射何谓映射

映射就是在SDH网络边界把各种业务信号适配进相应的虚容器。如：把2Mb/s信号适配进VC-12；

把34（或45）Mb/s信号适配进VC-3；

把140Mb/s信号适配进VC-4。

复用与映射(二）26我国规范的SDH复用与映射结构

C4校准AUGTUG-2VC-3C-3TU-12VC-12C-12（140M）（34M/45M）（2M）指针处理映射复用×N×7×3×3TUG3STM-NAU-4VC-4TU-3×1×1C-4复用与映射(三）27SDH网同步同步的重要性

同步是SDH网的神经系统。若同一个网络中的各网元相互不同步，则会导致时隙不对准、收与发不能正确连接。若网络之间彼此不同步，则网络之间无法正常通信，业务不能互通。

28SDH网同步——主从同步方式中从时钟的3种工作模式·正常工作模式——跟踪锁定上级时钟模式此时从站跟踪锁定的时钟基准是从上一级站传来的，可能是网中的主时钟，也可能是上一级网元内置时钟源下发的时钟，也可是本地区的GPS时钟。与从时钟工作的其它两种模式相比较，此种从时钟的工作模式精度最高。29·保持模式当所有定时基准丢失后，从时钟进入保持模式，此时从站时钟源利用定时基准信号丢失前所存储的最后频率信息作为其定时基准而工作。也就是说从时钟有“记忆”功能，通过“记忆”功能提供与原定时基准较相符的定时信号，以保证从时钟频率在长时间内与基准时钟频只有很小的频率偏差。但是由于振荡器的固有振荡频率会慢慢地漂移，故此种工作方式提供的较高精度时钟不能持续很久。此种工作模式的时钟精度仅次于正常工作模式时的时钟精度。30·自由运行模式——自由振荡模式当从时钟丢失所有外部基准定时，也失去了定时基准记忆或处于保持模式太长，从时钟内部振荡器就会工作于自由振荡方式。此种模式的时钟精度最低，实属万不得已而为之。31SDH传送网(一）一、传送网结构

1、分层结构

.电路层

直接为用户提供通信业务，其节点设备是交换机等。

.通道层支持一个或多个电路层网络，为电路层节点设备提供电路群（通道），如VC-12、VC-4等。

.传输媒质层支持一个或多个通道层网络，如光缆等。32SDH传送网(二）

非SDH客户VC-12VC-12

VC-4复用段再生段

物理层低阶高阶段层通道层传输媒质层电路层分层模型：33SDH传送网(三）2、拓扑结构

.线形网

网络中的所有节点一一相连，并且首尾开放，又称链型网。结构简单、经济。

.星型网网络中的某一点（枢纽）与其它个节点直接相连，而其它各点之间不再直接相连。优点是除枢纽点外，所有节点都可配成终端；缺点是安全问题是瓶颈。

.树形网可视为线形网与星型网的结合。34SDH传送网(四）

.环形网

所谓环形网，就是把线形网的首尾相接,从而使任何一点都不对外开放。环形网结构在SDH传送网中应用非常广泛，因它具有自愈能力，使网络具有很强的生存性。

.网孔型网网络中的任何二个节点都能直接相连。它能为二点间的通信提供多种路由可选，因而网络的可靠性高；但结构复杂、成本较高。35SDH传送网(五）线形：星形：树形：36SDH传送网(六）环形：网孔形：37SDH传送网(七）二、网络的保护

利用预先安排好的备用容量去保护主用容量。

SDH网的保护可分为二大类：路径保护与子网连接保护。

.路径保护

对业务信号的传送路径进行保护，它既可以在复用段层进行，也可以在通道层进行。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），它可以分为二种方式：1+1与1

N。38SDH传送网(八）

1+1：STM-N信号永久性地被连接在工作通路与保护通路上，二个通路皆传送业务信号；收端择优选用。

1

N：N个工作通路共用一个保护通路，保护通路可传额外业务（N

14）。

线路系统的复用段保护倒换要使用APS协议，倒换要在

50ms时间内完成。

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：环网由二根光纤组成，根据业务传送方向又可分单向保护环与双向保护环。39SDH传送网(九）

四纤环：环网由四根光纤组成，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。通道环一般由二纤组成，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，倒换时间小于30ms。40SDH传送网(十）

.子网连接保护SNCP

对某一子网预先安排专用的保护路由。子网连接保护通常采用1+1工作方式。

A站B站子网1子网241

SDH传送网(十一）三、自愈环

自愈：当网络发生故障时，不需要人为的干预，网络本身能在极短的时间内自动恢复传送业务。1、自愈环的类型与工作原理

单向：环上二节点间的往来业务，如从节点A

C的业务AC和从节点C

A节点的业务CA，沿着环的同一方向（同为顺时针或同为逆时针）传送。

双向：环上二节点间的往来业务，沿着环的不同方向

（一为顺时针，另为逆时针）传送。

42

.单向通道保护环（二纤）工作原理：双发选收。二根光纤：S光纤，P光纤。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：S：ABC，P：ADC。

收端选收，一般选S：ABC同理，信号CA：S：CDA

；P：CBA。收端选用S：CDA。

SDH传送网(十二）DAC发CA收AC收CA发ACBSP43

SDH传送网(十三）故障时：如B、C间的光缆被切断。AC业务：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。AC发CA收AC收CA发ACBDSP倒换44

SDH传送网(十四）单向通道保护环的特点：优点：实现简单，不需使用APS协议，倒换速度最快（<30ms）。缺点：不能重复使用节点间的时隙，环传输容量较小；不能传送额外业务。环传输容量：STM-N。注：单向通道保护环获得非常广泛的应用；它适用于集中型业务。45

SDH传送网(十五）

.双向复用段保护环（二纤）

二纤双向复用段保护环是目前SDH应用最广泛的一种保护方式。它由二根光纤组成：S1/P2光纤与S2/P1光纤。每根光纤传输容量的一半为工作通道（S）；一半为保护通道（P），且为另一根光纤的工作通道提供反方向保护。如S1/P2光纤的工作通道为S1，保护通道为P2，P2为第二根光纤的工作通道S2提供反方向保护。另一根光纤S2/P1的含义与之类似。

46

SDH传送网(十六）正常时：利用S1与S2工作通道传送业务业务信号AC在发端A馈入SI/P2光纤的工作通道S1，沿顺时针方向到达C站：ABC。同理，业务信号CA在发端C馈入S2/P1光纤的工作通道S2，沿逆时针方向到达A站：CBA。P1与P2通道可传送额外业务。AC发CA收AC收CA发ACBDS1/P2S2/P147SDH传送网(十七）故障时：如B、C间光缆被切断在B、C点执行交叉连接。B节点：把AC业务从S1通道交叉到P1通道，并使其沿逆时针方向传输：ABADC。C节点：把CA业务从S2通道交叉到P2通道，并使其沿顺时针方向传输：CDA。AC发CA收AC收CA发ACB