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光传输技术光传输系统结构光传输技术光传输系统结构第1页，此课件共54页哦第一节第一节 SDH传送网传送网一、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。传输网的概念存在着一定的区别。第2页，此课件共54页哦所谓传输网是以信息信号通过具体物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网（或传送网）又都可泛指全部实体网和逻辑网。逻辑网。2.关于通道、复用段、再生段的说明在在SDH传输系统中，通道、复用段、传输系统中，通道、复用段、再生段间的关系如图再生段间的关系如图5-1所示。所示。第3页，此课件共54页哦图图5-1 SDH传输系统中通道、复用段、再生段间的关系传输系统中通道、复用段、再生段间的关系第4页，此课件共54页哦图中，图中，PT指通道终端，它是虚容器的指通道终端，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。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）。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。端、高阶复用器、宽带交叉连接器等。第5页，此课件共54页哦RST指再生段终端。它的功能块在构指再生段终端。它的功能块在构成成SDH帧结构过程中产生再生段开销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。，在相反方向则终结再生段开销。由图由图5-1还可以看出，通道、复用段、还可以看出，通道、复用段、再生段的定义和分界。再生段的定义和分界。第6页，此课件共54页哦二、分层与分割的概念从垂直方向看，传送网是由两个相互从垂直方向看，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，供服务。通道层又是为电路层提供服务的，而每一层网络可以在水平方向上按照其内而每一层网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。的关系是相互正交的。第7页，此课件共54页哦1.SDH传送网分层模型SDH传送网共分为通道层和传输媒质传送网共分为通道层和传输媒质层。网络关系如图层。网络关系如图5-4所示。所示。下层为上层提供透明服务，上层为下下层为上层提供透明服务，上层为下层提供服务内容。层提供服务内容。第8页，此课件共54页哦图5-4 传送网的分层模型第9页，此课件共54页哦（1）电路层网络电路层网络是面向公用交换业务的网电路层网络是面向公用交换业务的网络。络。（2）通道层网络通道层网络为电路层网络节点（如交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）。换机）提供透明的通道（即电路群）。第10页，此课件共54页哦（3）传输媒质层网络所谓传输媒质层网络是指那些能够支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。网络节点处提供适当通道容量的网络。第11页，此课件共54页哦 段层网络段层网络又可以进一步分为复用段层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。网络和再生段层网络。复用段层网络是用于传送复用段终端复用段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。用终端之间信息的网络。第12页，此课件共54页哦 物理媒质层物理媒质层网络是指那些能够为通道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，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无需服务层的支持，因而网络连接可以由传输媒质支持。传输媒质支持。第13页，此课件共54页哦 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，因而在息进行管理控制，因而在SDH传送网中的传送网中的开销和传递功能也是分层的。图开销和传递功能也是分层的。图5-1给出了给出了再生段、复用段和通道在系统组成中的定再生段、复用段和通道在系统组成中的定义和分界。其中再生段终端（义和分界。其中再生段终端（RST）主要）主要完成再生段功能，即再生段开销完成再生段功能，即再生段开销（RSOH）的产生和终结。）的产生和终结。第14页，此课件共54页哦复用段终端（复用段终端（MST）主要完成复用段）主要完成复用段功能，即复用段开销（功能，即复用段开销（MSOH）的产生和）的产生和终结，其功能可以包含在光线路终端、宽终结，其功能可以包含在光线路终端、宽带带DXC和高阶复用器等设备中。和高阶复用器等设备中。通道终端（通道终端（PT）主要完成对净负荷的）主要完成对净负荷的复用和解复用以及通道开销（复用和解复用以及通道开销（POH）的产）的产生和终结，其功能可以包含在低阶复用器、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。和用户环路系统等设备中。第15页，此课件共54页哦图5-5 层网络间联系示意图第16页，此课件共54页哦（4）相邻层网络间的关系从图从图5-5可以清楚地看出，电路层网可以清楚地看出，电路层网络中的链路连接又是由传输媒质层网络络中的链路连接又是由传输媒质层网络来完成的。来完成的。第17页，此课件共54页哦三、SDH网络拓扑结构1.SDH网络的基本拓扑结构在在SDH网络中，通常采用点对点链状、网络中，通常采用点对点链状、星形、树形、环形等网络结构，下面分别星形、树形、环形等网络结构，下面分别进行介绍。进行介绍。第18页，此课件共54页哦(1)点到点链状网络结构点到点链状拓扑即为线形拓扑，它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尾两个网络节点呈开放状态的网络结构。图构。图5-6(a)就是一个最为典型的点到就是一个最为典型的点到点链状点链状SDH网络。网络。第19页，此课件共54页哦图5-6基本物理拓扑类型第20页，此课件共54页哦这种网络结构简单，便于采用线路保这种网络结构简单，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效益，因此很多地区采用此种结构来建立SDH网络。网络。第21页，此课件共54页哦(2)星形网络结构所谓星形网络拓扑结构是指图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）所示的网络结构，即其中一个特殊网络节点（即枢纽点）与其他的互不相连网络节点（即枢纽点）与其他的互不相连的网络节点直接相连，这样除枢纽点之外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（特殊点配置交叉连接器（DXC）以提供多）以提供多方向的互连，而在其他节点上配置终端复方向的互连，而在其他节点上配置终端复用器（用器（TM）。）。第22页，此课件共54页哦这种网络结构简单，它可以将多个光这种网络结构简单，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，路保护方式，因此系统的可靠性能不高，故仅在初期的故仅在初期的SDH网络建设中出现。目前网络建设中出现。目前多使用在业务集中的接入网中。多使用在业务集中的接入网中。第23页，此课件共54页哦(3)树形网络结构一般树形网络是由星形结构和线形结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，如图接到几个枢纽点时的网络结构，如图5-6（c）所示。通常在这种网络结构中，连）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接三个以上方向的节点应设置DXC，其他，其他节点可设置节点可设置TM或或ADM。第24页，此课件共54页哦这种网络结构适合于广播式业务，而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。种网络结构仍在长途网中使用。第25页，此课件共54页哦(4)环形网络结构所谓环形网络是指那些将所有网络节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，如图的一个封闭环路的网络结构，如图5-6（d）所示。）所示。这种网络结构的一次性投资要比线形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。无需人为的干涉就可恢复业务的功能。第26页，此课件共54页哦(5)网孔形结构所谓网孔形结构是指若干个网络节点所谓网孔形结构是指若干个网络节点直接相互连接时的网络结构，如图直接相互连接时的网络结构，如图5-6（e）所示。）所示。这种网络结构的可靠性高，但由于目这种网络结构的可靠性高，但由于目前前DXC设备价格昂贵，如果网络中采用此设备价格昂贵，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，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故这种网络结构一般在SDH技术相对成熟、技术相对成熟、设备成本进一步降低、业务量大且密度相设备成本进一步降低、业务量大且密度相对集中时采用。对集中时采用。第27页，此课件共54页哦2.SDH网络规划原则（1）SDH的组网原则（2）网络拓扑的选择第28页，此课件共54页哦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高速光链路，而在各汇接节点城市装备DXC设备，例如设备，例如DXC4/4，从而形成一个以网孔形结构为，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。主，其它结构为辅的大容量、高可靠性的骨干网。由于使用了由于使用了DXC4/4设备，这样可以直接通过设备，这样可以直接通过DXC4/4中的中的PDH体系体系140Mbit/s接口，将原有的接口，将原有的140Mbit/s和和565Mbit/s系统纳入到长途一级干线之中。系统纳入到长途一级干线之中。第29页，此课件共54页哦第二级干线：这是第二层网络，主要第二级干线：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，因而在主构，有时也辅以少量线形网络，因而在主要城市装备要城市装备DXC设备，其间用设备，其间用STM-4或或STM-16高速光纤链路相连接，形成省内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网络结构。同样由于在其中的汇接点采用采用DXC4/4或或DXC4/1设备，因而通过设备，因而通过DXC4/1上的上的2Mbit/s、34Mbit/s和和140Mbit/s接口，从而使原有的接口，从而使原有的PDH系统也系统也能纳入二级干线进行统一管理。能纳入二级干线进行统一管理。第30页，此课件共54页哦第三级干线第三级干线:这是第三层网络，主要由这是第三层网络，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，可通信的中继网构成。根据区域划分法，可分为若干个由分为若干个由ADM组成的组成的STM-4或或STM-16高速环路，也可以是用路由备用方式组高速环路，也可以是用路由备用方式组成的两节点环，而这些环是通过成的两节点环，而这些环是通过DXC4/1设设备来沟通，既具有很高的可靠性，又具有备来沟通，既具有很高的可靠性，又具有业务量的疏导功能。业务量的疏导功能。第31页，此课件共54页哦第四级是网络的最低层面，既称为用户网，也可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，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（主干链路来实现光纤用户环路系统（OLC）的互通，）的互通，或者经由或者经由ADM或或TM来实现与中继网的互通。速率为来实现与中继网的互通。速率为STM-1或或STM-4，接口可以为，接口可以为STM-1光光/电接口、电接口、PDH体系的体系的2Mbit/s、34Mbit/s和和140Mbit/s接口、普通电接口、普通电话用户接口、小交换机接口、话用户接口、小交换机接口、2B+D或或30B+D接口以接口以及城域网接口等。及城域网接口等。第32页，此课件共54页哦第二节第二节 自自 愈愈 网网一、自愈网的概念所谓自愈网就是无需人为干预网络就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。路由，并重新确立通信能力。第33页，此课件共54页哦二、自动线路保护倒换自动线路保护倒换是最简单的自动线路保护倒换是最简单的自愈形式，其结构有两种；即自愈形式，其结构有两种；即1+1和和1 n结构方式。结构方式。第34页，此课件共54页哦1.1+1结构在图在图5-8 中给出了中给出了1+1线路保护倒换结线路保护倒换结构，从图中可以看出，由于发送端是永久构，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号可以同时在主用信道和备用信道中传输，在接收端其信道中传输，在接收端其MSP(复用段保护复用段保护功能功能)同时对所接收到的来自主、备用信道同时对所接收到的来自主、备用信道的的STM-N信号进行监视，正常工作信号进行监视，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会自动从备用信道中选取信号作为接收信号。号。第35页，此课件共54页哦图图5-8 1+1线路保护倒换结构线路保护倒换结构第36页，此课件共54页哦2.1n结构在图在图5-9中给出中给出1 n线路保护倒换结构。线路保护倒换结构。从图中可以看出，在从图中可以看出，在1 n结构中，备用信结构中，备用信道由多个主用信道共享，一般道由多个主用信道共享，一般n值范围为值范围为114。第37页，此课件共54页哦图图5-9 1 n线路保护倒换结构线路保护倒换结构第38页，此课件共54页哦三、环路保护1.自愈环结构方式的划分（1）按照自愈环结构来划分，可分按照自愈环结构来划分，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，业务量的保护，它是以通道为基础的保护，它是利用通道它是利用通道AIS信号决定是否应进行倒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。用段的业务信号都转向保护环。第39页，此课件共54页哦（2）按照进入环的支路信号和由分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。的传输方向相反。第40页，此课件共54页哦（3）按照一对节点之间所用光纤的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。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。实现，而后者则是四根光纤。第41页，此课件共54页哦2.几种典型的自愈结构（1）二纤单向复用段倒换环图图5-10(a)给出了二纤单向复用段倒换给出了二纤单向复用段倒换环的工作原理图。以节点环的工作原理图。以节点A和和C之间的信息之间的信息传递为例，说明其工作原理。传递为例，说明其工作原理。正常工作情况下正常工作情况下当当BC节点间的光缆出现断线故障时节点间的光缆出现断线故障时第42页，此课件共54页哦图图5-10二二纤纤单单向向复复用用段段倒倒换换环环第43页，此课件共54页哦（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四纤双向复用段倒换环的工作原理如图图5-11(a)所示。以所示。以A、C节点间的信息传输节点间的信息传输为例，说明其工作原理。为例，说明其工作原理。正常工作情况下正常工作情况下当当B、C节节点点之之间间四四根根光光纤纤同同时时出出现现断纤故障时断纤故障时第44页，此课件共54页哦图图5-11四四纤纤双双向向复复用用段段倒倒换换环环第45页，此课件共54页哦（3）二纤双向复用段倒换环从图从图5-11(a)可见。具体结构如图可见。具体结构如图5-12所示。以所示。以A、C节点间的信息传递为例，说节点间的信息传递为例，说明其工作原理。明其工作原理。正常工作情况下正常工作情况下 当当B、C节点间出现断纤故障时节点间出现断纤故障时第46页，此课件共54页哦图5-12二纤双向复用段倒换环第47页，此课件共54页哦（4）二纤单向通道倒换环二纤单向通道倒换环的结构如图二纤单向通道倒换环的结构如图5-13(a)所示，所示，可见它采用可见它采用1+1保护方式。当信息由保护方式。当信息由A节点插入时，节点插入时，一路由主用光纤一路由主用光纤S1携带，经携带，经B节点到达节点到达C节点，另一节点，另一路由备用光纤路由备用光纤P1携带，经携带，经D节点到达节点到达C节点，这样在节点，这样在C节点同时从主用光纤节点同时从主用光纤S和备用光纤和备用光纤P1中分离出所传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。同样当信息由路信号作为接收信号。同样当信息由C节点插入后，节点插入后，分别由主用光纤分别由主用光纤S1和备用光纤和备用光纤P1所携带，前者经所携带，前者经B节节点，后者经点，后者经D节点，到达节点，到达A节点，这样根据接收的节点，这样根据接收的两路信号的优劣，优者作为接收信号。两路信号的优劣，优者作为接收信号。第48页，此课件共54页哦图图5-13 二纤单向通道倒换环二纤单向通道倒换环第49页，此课件共54页哦当当B、C节点间出现断线故障时，如节点间出现断线故障时，如图图5-13（b）所示。）所示。第50页，此课件共54页哦(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，也可以采用保护方式，也可以采用1 1保护方式。保护方式。下面分别进行讨论。下面分别进行讨论。1+1方式的二纤双向通道倒换环方式的二纤双向通道倒换环a.正常工作情况下正常工作情况下b.当当B、C节节点点之之间间的的两两根根光光纤纤同同时时出出现断纤故障时现断纤故障时第51页，此课件共54页哦 1 1方式的二纤双向通道倒换环方式的二纤双向通道倒换环1 1方式的二纤双向通道倒换环的结构方式的二纤双向通道倒换环的结构与图与图5-14（a）相似，只是插入的信息仅在）相似，只是插入的信息仅在主用光纤中传输。正常工作情况下，可利主用光纤中传输。正常工作情况下，可利用保护通道传输一些额外的保护级别较低用保护通道传输一些额外的保护级别较低的业务量，从而提高了系统利用率。但在的业务量，从而提高了系统利用率。但在出现故障时，则启动倒换开关从主用通道出现故障时，则启动倒换开关从主用通道转向保护通道，这样信号可以通过保护通转向保护通道，这样信号可以通过保护通道进行传输。道进行传输。第52页，此课件共54页哦四、DXC保护DXC保护主要是指利用保护主要是指利用DXC设备在网设备在网孔形网络中进行保护的方式。孔形网络中进行保护的方式。五、混合保护所谓混合保护是采用环形网保护和所谓混合保护是采用环形网保护和DXC保护相结合的方式，这样可以取长补保护相结合的方式，这样可以取长补短，大大增加网络的保护能力。混合保护短，大大增加网络的保护能力。混合保护结构如图结构如图5-17所示。所示。第53页，此课件共54页哦第54页，此课件共54页哦