光传输技术SDH-05光传输系统结构.ppt

1、第五章 SDH传送网络结构和自愈网,第一节 SDH传送网 第二节 自 愈 网,第一节 SDH传送网,一、 传送网的基本概念 1.传送网 通常网络是指能够提供通信服务的所有实体及其逻辑配置。可见从信息传递的角度来分析，传送网是完成信息传送功能的手段，它是网络逻辑功能的集合。它与传输网的概念存在着一定的区别。,所谓传输网是以信息信号通过具体物理媒质传输的物理过程来描述，它是由具体设备组成的网络。在某种意义下，传输网（或传送网）又都可泛指全部实体网和逻辑网。 2.关于通道、复用段、再生段的说明 在SDH传输系统中，通道、复用段、再生段间的关系如图5-1所示。,图5-1 SDH传输系统中通道、复用段、

2、再生段间的关系,图中，PT指通道终端，它是虚容器的组合分解点，完成对净负荷的复用和解复用，并完成对通道开销的处理。 MST指复用段终端、完成复用段的功能，其中如产生和终结复用段开销（MSOH）。相应的设备有：光缆线路终端、高阶复用器、宽带交叉连接器等。,RST指再生段终端。它的功能块在构成SDH帧结构过程中产生再生段开销(RSOH)，在相反方向则终结再生段开销。 由图5-1还可以看出，通道、复用段、再生段的定义和分界。,二、 分层与分割的概念 从垂直方向看，传送网是由两个相互独立的传送网络层（即层网络）构成，即通道层和传输媒质层。下一层为上一层提供服务。通道层又是为电路层提供服务的，而每一层网

3、络可以在水平方向上按照其内部结构分割为若干部分，因而分层与分割的关系是相互正交的。,1. SDH传送网分层模型 SDH传送网共分为通道层和传输媒质层。网络关系如图5-4所示。 下层为上层提供透明服务，上层为下层提供服务内容。,图5-4 传送网的分层模型,（1） 电路层网络 电路层网络是面向公用交换业务的网络。 （2） 通道层网络 通道层网络为电路层网络节点（如交换机）提供透明的通道（即电路群）。,（3） 传输媒质层网络 所谓传输媒质层网络是指那些能够支持一个或多个通道层网络，并能在通道层网络节点处提供适当通道容量的网络。, 段层网络 段层网络又可以进一步分为复用段层网络和再生段层网络。 复用段

4、层网络是用于传送复用段终端之间信息的网络。例如负责向通道层提供同步信息，同时完成有关复用段开销的处理和传递等项工作。再生段层网络是用于传递再生中继器之间以及再生中继器与复用终端之间信息的网络。, 物理媒质层 物理媒质层网络是指那些能够为通道层网络提供服务的、能够以光电脉冲形式完成比特传送功能的网络，它与段开销无关。实际上物理媒质层是传送层的最底层，无需服务层的支持，因而网络连接可以由传输媒质支持。, 光通信系统中的再生段、复用段和通道 按照分层的概念，不同层的网络有不同的开销和传递功能。为了便于对上述信息进行管理控制，因而在SDH传送网中的开销和传递功能也是分层的。图5-1给出了再生段、复用段

5、和通道在系统组成中的定义和分界。其中再生段终端（RST）主要完成再生段功能，即再生段开销（RSOH）的产生和终结。,复用段终端（MST）主要完成复用段功能，即复用段开销（MSOH）的产生和终结，其功能可以包含在光线路终端、宽带DXC和高阶复用器等设备中。 通道终端（PT）主要完成对净负荷的复用和解复用以及通道开销（POH）的产生和终结，其功能可以包含在低阶复用器、DXC和用户环路系统等设备中。,图5-5 层网络间联系示意图,（4） 相邻层网络间的关系 从图5-5可以清楚地看出，电路层网络中的链路连接又是由传输媒质层网络来完成的。,三、 SDH网络拓扑结构 1. SDH网络的基本拓扑结构 在SD

6、H网络中，通常采用点对点链状、星形、树形、环形等网络结构，下面分别进行介绍。,(1) 点到点链状网络结构 点到点链状拓扑即为线形拓扑，它将各网络节点串联起来，同时保持首尾两个网络节点呈开放状态的网络结构。图5-6(a)就是一个最为典型的点到点链状SDH网络。,图5-6基本物理拓扑类型,这种网络结构简单，便于采用线路保护方式进行业务保护，但当光缆完全中断时，此种保护功能失效。另外这种网络的一次性投资小，容量大，具有良好的经济效益，因此很多地区采用此种结构来建立SDH网络。,(2) 星形网络结构 所谓星形网络拓扑结构是指图5-6（b）所示的网络结构，即其中一个特殊网络节点（即枢纽点）与其他的互不相

7、连的网络节点直接相连，这样除枢纽点之外的任意两个网络节点之间的通信，都必须通过此枢纽点才能完成连接，因而一般在特殊点配置交叉连接器（DXC）以提供多方向的互连，而在其他节点上配置终端复用器（TM）。,这种网络结构简单，它可以将多个光纤终端统一成一个终端，从而提高带宽的利用率，同时又可以节约成本，但在枢纽节点上业务过分集中，并且只允许采用线路保护方式，因此系统的可靠性能不高，故仅在初期的SDH网络建设中出现。目前多使用在业务集中的接入网中。,(3) 树形网络结构 一般树形网络是由星形结构和线形结构组合而成的网络结构，因而所谓树形网络结构是指将点到点拓扑单元的末端点连接到几个枢纽点时的网络结构，如

8、图5-6（c）所示。通常在这种网络结构中，连接三个以上方向的节点应设置DXC，其他节点可设置TM或ADM。,这种网络结构适合于广播式业务，而不利于提供双向通信业务，同时也存在枢纽点可靠性不高和光功率预算问题，但这种网络结构仍在长途网中使用。,(4) 环形网络结构 所谓环形网络是指那些将所有网络节点串联起来，并且使之首尾相连，而构成的一个封闭环路的网络结构，如图5-6（d）所示。 这种网络结构的一次性投资要比线形网络大，但其结构简单，而且在系统出现故障时，具有自愈功能，即系统可以自动地进行环回倒换处理，排除故障网元，而无需人为的干涉就可恢复业务的功能。,(5) 网孔形结构 所谓网孔形结构是指若干

9、个网络节点直接相互连接时的网络结构，如图5-6（e）所示。 这种网络结构的可靠性高，但由于目前DXC设备价格昂贵，如果网络中采用此设备进行高度互联，则会使光缆线路的投资成本增大，从而一次性投资大大增加，故这种网络结构一般在SDH技术相对成熟、设备成本进一步降低、业务量大且密度相对集中时采用。,2. SDH网络规划原则 （1） SDH的组网原则 （2） 网络拓扑的选择,3.我国SDH网络结构 第一级干线：它是最上一层网络，主要用于省会、城市间的长途通信，由于其间业务量较大，因而一般在各城市的汇接节点之间采用STM-64、STM-16高速光链路，而在各汇接节点城市装备DXC设备，例如DXC4/4，

10、从而形成一个以网孔形结构为主，其它结构为辅的大容量、高可靠性的骨干网。由于使用了DXC4/4设备，这样可以直接通过DXC4/4中的PDH体系140Mbit/s接口，将原有的140Mbit/s和565Mbit/s系统纳入到长途一级干线之中。,第二级干线：这是第二层网络，主要用于省内的长途通信。考虑其具体业务量的需求，通常采用网孔形或环形骨干网结构，有时也辅以少量线形网络，因而在主要城市装备DXC设备，其间用STM-4或STM-16高速光纤链路相连接，形成省内SDH网络结构。同样由于在其中的汇接点采用DXC4/4或DXC4/1设备，因而通过DXC4/1上的2Mbit/s、34Mbit/s和140M

11、bit/s接口，从而使原有的PDH系统也能纳入二级干线进行统一管理。,第三级干线:这是第三层网络，主要由用于长途端局与市话之间以及市话局之间通信的中继网构成。根据区域划分法，可分为若干个由ADM组成的STM-4或STM-16高速环路，也可以是用路由备用方式组成的两节点环，而这些环是通过DXC4/1设备来沟通，既具有很高的可靠性，又具有业务量的疏导功能。,第四级是网络的最低层面，既称为用户网，也可称为接入网。由于业务量较低，而且大部分业务量汇聚于一个节点（交换局）上，因而可以采用环形网络结构，也可以采用星形网络结构，其中是以高速光纤线路作为主干链路来实现光纤用户环路系统（OLC）的互通，或者经由

12、ADM或TM来实现与中继网的互通。速率为STM-1或STM-4，接口可以为STM-1光/电接口、PDH体系的2Mbit/s、34Mbit/s和140Mbit/s接口、普通电话用户接口、小交换机接口、2B+D或30B+D接口以及城域网接口等。,第二节 自 愈 网,一、 自愈网的概念 所谓自愈网就是无需人为干预网络就能在极短时间内从失效状态中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出现了故障。其基本原理就是使网络具有备用路由，并重新确立通信能力。,二、 自动线路保护倒换 自动线路保护倒换是最简单的自愈形式，其结构有两种；即1+1和1n结构方式。,1. 1+1结构 在图5-8 中给出了1+1线路保

13、护倒换结构，从图中可以看出，由于发送端是永久地与主用、备用信道相连接，因而STM-N信号可以同时在主用信道和备用信道中传输，在接收端其MSP(复用段保护功能)同时对所接收到的来自主、备用信道的STM-N信号进行监视，正常工作情况下，选择来自主用信道的信号作为输出信号。一旦主用信道出现故障，则MSP会自动从备用信道中选取信号作为接收信号。,图5-8 1+1线路保护倒换结构,2. 1n结构 在图5-9中给出1n线路保护倒换结构。从图中可以看出，在1n结构中，备用信道由多个主用信道共享，一般n值范围为114。,图5-9 1n线路保护倒换结构,三、 环路保护 1.自愈环结构方式的划分 （1） 按照自愈

14、环结构来划分，可分为通道倒换环和复用段倒换环。前者是指业务量的保护，它是以通道为基础的保护，它是利用通道AIS信号决定是否应进行倒换；后者是指业务量的保护，它是以复用段为基础的保护，当复用段出故障时，复用段的业务信号都转向保护环。,（2） 按照进入环的支路信号和由分路节点返回的支路信号方向是否相同来划分，可分为单向环和双向环两种。所谓单向环是指所有的业务信号在环中按同一方向传输；而双向环是指进入环的支路信号和由此支路信号分路节点返回的支路信号的传输方向相反。,（3） 按照一对节点之间所用光纤的最小数量来划分，可分为二纤环和四纤环。显而易见，前者是指节点间是由两根光纤实现，而后者则是四根光纤。,

15、2.几种典型的自愈结构 （1） 二纤单向复用段倒换环 图5-10(a)给出了二纤单向复用段倒换环的工作原理图。以节点A和C之间的信息传递为例，说明其工作原理。 正常工作情况下 当BC节点间的光缆出现断线故障时,图5-10二纤单向复用段倒换环,（2） 四纤双向复用段倒换环 四纤双向复用段倒换环的工作原理如图5-11(a)所示。以A、C节点间的信息传输为例，说明其工作原理。 正常工作情况下 当B、C节点之间四根光纤同时出现断纤故障时,图5-11四纤双向复用段倒换环,（3） 二纤双向复用段倒换环 从图5-11(a)可见。具体结构如图5-12所示。以A、C节点间的信息传递为例，说明其工作原理。 正常工

16、作情况下 当B、C节点间出现断纤故障时,图5-12二纤双向复用段倒换环,（4） 二纤单向通道倒换环 二纤单向通道倒换环的结构如图5-13(a)所示，可见它采用1+1保护方式。当信息由A节点插入时，一路由主用光纤S1携带，经B节点到达C节点，另一路由备用光纤P1携带，经D节点到达C节点，这样在C节点同时从主用光纤S和备用光纤P1中分离出所传送的信息，再按分路通道信号的优劣决定选哪一路信号作为接收信号。同样当信息由C节点插入后，分别由主用光纤S1和备用光纤P1所携带，前者经B节点，后者经D节点，到达A节点，这样根据接收的两路信号的优劣，优者作为接收信号。,图5-13 二纤单向通道倒换环,当B、C节点间出现断线故障时，如图5-13（b）所示。,(5) 二纤双向通道倒换环 在二纤双向通道倒换环上既可以采用1+1保护方式，也可以采用11保护方式。下面分别进行讨论。 1+1方式的二纤双向通道倒换环 a.正常工作情况下 b.当B、C节点之间的两根光纤同时出现断纤故障时, 11方式