第3章SDH网络.ppt

第第3 3章章SDHSDH网络网络【本章内容简介本章内容简介】本章介绍了本章介绍了SDH网网络的拓扑结构、特点、层次及我国传输网络的拓扑结构、特点、层次及我国传输网络的构成，同时详细说明了络的构成，同时详细说明了SDH网络的保网络的保护机制，包括线性网络护机制，包括线性网络1+1和和1 N保护方式，保护方式，通道保护环和复用段保护环以及复杂网络通道保护环和复用段保护环以及复杂网络的保护。的保护。针对针对SDH单向环和双向环给出了业务单向环和双向环给出了业务时隙配置的方法。时隙配置的方法。【本章重点难点本章重点难点】重点掌握网络自愈重点掌握网络自愈原理，以及不同类型自愈环的特点、容量原理，以及不同类型自愈环的特点、容量和适用范围；和适用范围；SDH环形网业务时隙的配置。环形网业务时隙的配置。难点是掌握复杂网络拓扑结构与子网连接难点是掌握复杂网络拓扑结构与子网连接保护。保护。3.1 SDH3.1 SDH网络结构网络结构3.2 SDH3.2 SDH网络保护网络保护3.3 SDH3.3 SDH网业务时隙配置网业务时隙配置小结小结3.1 SDH3.1 SDH网络结构网络结构3.1.1SDH网络拓扑结构网络拓扑结构网络拓扑结构是指网络的物理形状，网络拓扑结构是指网络的物理形状，即指网络节点与传输线路组成的几何排列，即指网络节点与传输线路组成的几何排列，反映了实际的网元连接状况。反映了实际的网元连接状况。网络的拓扑结构与网络的有效性（信网络的拓扑结构与网络的有效性（信道的利用率）、可靠性和经济性密切相关，道的利用率）、可靠性和经济性密切相关，因此组网时应根据通信容量和地理条件选因此组网时应根据通信容量和地理条件选用合适的物理拓扑结构。用合适的物理拓扑结构。SDH网络由网络由SDH网元设备通过光缆互网元设备通过光缆互连而成，其拓扑基本结构有链形、星形、连而成，其拓扑基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形。树形、环形和网孔形。1点到点链形网点到点链形网图图3-1 SDH链形网链形网2星形网星形网3树形网树形网图图3-2 SDH星形网星形网 图图3-3 SDH树形网树形网4环形网环形网5网孔形网网孔形网图图3-4 SDH环形网环形网 图图3-5 SDH网孔形网网孔形网3.1.2复杂网络的拓扑结构复杂网络的拓扑结构当前用得最多的网络拓扑是链形和环当前用得最多的网络拓扑是链形和环形，通过它们的灵活组合，可构成更加复形，通过它们的灵活组合，可构成更加复杂的网络。杂的网络。本节将介绍几种在组网中常用的拓扑本节将介绍几种在组网中常用的拓扑结构，以结构，以2.5G系统为例讲述各种网络的特系统为例讲述各种网络的特点。点。1T形网形网T形网络拓扑实际上属树形网。如图形网络拓扑实际上属树形网。如图3-6所示，干线速率为所示，干线速率为STM-16，支路速率，支路速率为为STM-4。网元网元A成为支路系统与干线系统的汇成为支路系统与干线系统的汇接节点，支路的业务作为网元接节点，支路的业务作为网元A的一路低的一路低速支路信号接入干线系统；而干线系统可速支路信号接入干线系统；而干线系统可通过网元通过网元A分出低速信号到支路系统。分出低速信号到支路系统。图图3-6 T形网拓扑图形网拓扑图2环带链网环带链网图图3-7 环带链网环带链网3环形子网的支路跨接网络环形子网的支路跨接网络图图3-8 环形子网的支路跨接网络环形子网的支路跨接网络4相切环网相切环网图图3-9 相切环网相切环网5相交环网相交环网图图3-10 相交环网相交环网3.1.3SDH网络的分层和分割网络的分层和分割为了便于网络的设计和管理，简化网为了便于网络的设计和管理，简化网络接口的功能，特别是为了适应多运营商络接口的功能，特别是为了适应多运营商网络的开发和互联互通，用现代网络的概网络的开发和互联互通，用现代网络的概念将念将SDH网络进行分层和分割。网络进行分层和分割。1网络分割网络分割从地理上将网络细分为国际网、国内从地理上将网络细分为国际网、国内网、地区网、本地网和接入网。网、地区网、本地网和接入网。（1）由于每一层网络可能覆盖很大）由于每一层网络可能覆盖很大范围，采用分割使范围缩小便于管理。范围，采用分割使范围缩小便于管理。（2）引入分割，可以规定管理界限。）引入分割，可以规定管理界限。例如，当例如，当n个网络运营商联合提供端个网络运营商联合提供端对端的通信，使用分割概念就可以规对端的通信，使用分割概念就可以规定管理界限。定管理界限。（3）可以对独立的选择区域规定边）可以对独立的选择区域规定边界。界。2网络分层网络分层从垂直方向将网络分成电路层、通道从垂直方向将网络分成电路层、通道层和传输层。层和传输层。网络分层与分割是相互垂直的关系。网络分层与分割是相互垂直的关系。分层的优点在于。分层的优点在于。（1）可以将实现同样功能的元件归）可以将实现同样功能的元件归于同一层网络；单独设计和运行于每于同一层网络；单独设计和运行于每一层网络要比将整个网络作为单个实一层网络要比将整个网络作为单个实体设计和运行简单得多；体设计和运行简单得多；（2）可简化确定电信管理网）可简化确定电信管理网TMN的的管理目标；管理目标；（3）每一层网络相对独立，减少了）每一层网络相对独立，减少了因为维护某一层对其他层的影响；因为维护某一层对其他层的影响；（4）每一层网络的定义与规范都相）每一层网络的定义与规范都相互独立，所以不会随技术更新而轻易互独立，所以不会随技术更新而轻易更换。更换。3SDH传送网分层模型传送网分层模型图图3-11 传送网的分层概念模型示例传送网的分层概念模型示例（1）电路层网络）电路层网络（2）通道层网络）通道层网络（3）传输介质层网络）传输介质层网络图图3-12 SDH传送网完整的分层模型传送网完整的分层模型3.1.4我国的我国的SDH传送网络结传送网络结构构同同PDH相比，相比，SDH具有巨大的优越性，具有巨大的优越性，但这种优越性只有在组成但这种优越性只有在组成SDH网时才能完网时才能完全发挥出来。全发挥出来。传统的组网概念中，提高传输设备利传统的组网概念中，提高传输设备利用率是第一位的。用率是第一位的。为了增加线路的占空系数，在每个节为了增加线路的占空系数，在每个节点都建立了许多直接通道，致使网络结构点都建立了许多直接通道，致使网络结构非常复杂。非常复杂。而随着现代通信的发展，最重要的任而随着现代通信的发展，最重要的任务是简化网络结构，建立强大的运营、维务是简化网络结构，建立强大的运营、维护和管理（护和管理（OAM）功能，降低传输费用并）功能，降低传输费用并支持新业务的发展。支持新业务的发展。按照上述思想，根据传送网的分层、按照上述思想，根据传送网的分层、分割模型，我国的分割模型，我国的SDH网络结构分为网络结构分为4个层个层面，如图面，如图3-13所示。所示。图图3-13 我国的我国的SDH传送网传送网3.2 SDH3.2 SDH网络保护网络保护3.2.1网络保护和恢复网络保护和恢复为提高网络传输的可靠性和为提高网络传输的可靠性和SDH网络网络的生存能力，的生存能力，SDH网络通常采用一定保护网络通常采用一定保护机制，包括设备保护、路径保护和网络恢机制，包括设备保护、路径保护和网络恢复。复。设备保护针对的是网络节点的保护，设备保护针对的是网络节点的保护，可以通过提供额外的硬件设备来实现。可以通过提供额外的硬件设备来实现。当工作单板出现故障时，备用单板可当工作单板出现故障时，备用单板可以迅速取代工作单板继续工作。以迅速取代工作单板继续工作。对于网络的关键节点，设备保护显得对于网络的关键节点，设备保护显得尤为重要。尤为重要。路径保护主要是对传输线路以及网元路径保护主要是对传输线路以及网元节点的线路终端接口的保护，而不保护网节点的线路终端接口的保护，而不保护网元节点本身的故障。元节点本身的故障。当工作系统的性能劣化到一定程度时当工作系统的性能劣化到一定程度时或者线路传输中断时，路径保护利用节点或者线路传输中断时，路径保护利用节点之间预先分配好的容量提供一条额外的路之间预先分配好的容量提供一条额外的路径传输信号。径传输信号。由于事先安排好了保护路径，其倒换由于事先安排好了保护路径，其倒换速度非常快，在速度非常快，在50ms以内完成。以内完成。一定的主用容量需要一定的备用容量一定的主用容量需要一定的备用容量来保护，因此备用容量无法在网络上实现来保护，因此备用容量无法在网络上实现共享。共享。当网络容量有限、结构复杂时，就需当网络容量有限、结构复杂时，就需要网络恢复措施了。要网络恢复措施了。当链路或节点失效时，网络恢复利用当链路或节点失效时，网络恢复利用节点之间任意可用的容量，重新配置一条节点之间任意可用的容量，重新配置一条路径恢复业务，其中包括节点的快速交换、路径恢复业务，其中包括节点的快速交换、路由的重新分配等，一般由网络中的交叉路由的重新分配等，一般由网络中的交叉连接设备完成。连接设备完成。如图如图3-14所示，站所示，站A与站与站B开通了开通了10个个2M业务，通过线路业务，通过线路1直接通信。直接通信。图图3-14 网络的恢复网络的恢复当线路当线路1发生故障时，站点发生故障时，站点A的的DXC立立即根据站点即根据站点C和站点和站点D当前可用的冗余容量，当前可用的冗余容量，将这将这10个个2M业务重新进行分配：将业务重新进行分配：将3个个2M业务通过业务通过ACB路由传送，将剩下路由传送，将剩下7个个2M业务通过业务通过ADB路由传送，从而路由传送，从而完成网络恢复。完成网络恢复。网络恢复提高了网络容量的利用率，网络恢复提高了网络容量的利用率，节约了网络资源，但由于复杂的倒换控制，节约了网络资源，但由于复杂的倒换控制，业务的恢复较保护所需的时间更长，保护业务的恢复较保护所需的时间更长，保护动作的完成一般需要数秒到数动作的完成一般需要数秒到数10秒。秒。3.2.2SDH线形网络保护线形网络保护11+1保护保护21 n保护保护图图3-15 1+1保护保护 图图3-16 1 1保护保护3.2.3SDH环形网络保护环形网络保护随着人们对带宽需求的不断增长，网随着人们对带宽需求的不断增长，网络容量不断扩充，网络的生存能力和安全络容量不断扩充，网络的生存能力和安全性能愈加重要。性能愈加重要。SDH环网最大的优点之一是具有网络环网最大的优点之一是具有网络自愈性，因此自愈性，因此SDH环形拓扑结构常常应用环形拓扑结构常常应用在重要的中继网和长途骨干网中。在重要的中继网和长途骨干网中。1自愈环自愈环所谓自愈是指在网络出现故障（如光所谓自愈是指在网络出现故障（如光纤断）时，无须人为干预，网络能自动地纤断）时，无须人为干预，网络能自动地在极短的时间内（在极短的时间内（ITU-T规定为规定为50ms以内）以内）恢复业务，使用户几乎感觉不到网络出了恢复业务，使用户几乎感觉不到网络出了故障。故障。SDH环形网就具备自愈的特点，被称环形网就具备自愈的特点，被称为自愈环。为自愈环。实现自愈的前提条件包括网络的冗余实现自愈的前提条件包括网络的冗余路由、网元节点的交叉连接功能等。路由、网元节点的交叉连接功能等。需要注意的一点是，自愈针对的是短需要注意的一点是，自愈针对的是短时间内的业务恢复，而非网络设备或线路时间内的业务恢复，而非网络设备或线路等实际故障的恢复，这些具体故障还需人等实际故障的恢复，这些具体故障还需人员到位才能解决，如断了的光纤还需人工员到位才能解决，如断了的光纤还需人工熔接。熔接。2自愈环的分类自愈环的分类根据保护业务的级别，自愈环可以分根据保护业务的级别，自愈环可以分为通道倒换环和复用段倒换环。为通道倒换环和复用段倒换环。对于通道倒换环，业务量的保护以通对于通道倒换环，业务量的保护以通道为基础，倒换与否由环中某一通道信号道为基础，倒换与否由环中某一通道信号质量的优劣而定，通常可根据是否收到质量的优劣而定，通常可根据是否收到TU-AIS来决定该通道是否倒换。来决定该通道是否倒换。而对于复用段倒换环，业务量的保护而对于复用段倒换环，业务量的保护以复用段为基础，倒换与否由每一对节点以复用段为基础，倒换与否由每一对节点之间的复用段信号质量的优劣来决定，当之间的复用段信号质量的优劣来决定，当复用段有故障时，故障范围内整个复用段有故障时，故障范围内整个STM-N或或1/2STM-N的业务信号将切换到保护回的业务信号将切换到保护回路。路。复用段保护倒换的条件包括复用段保护倒换的条件包括LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC告警信号。告警信号。3二纤单向通道保护环二纤单向通道保护环此环在任意两节点之间由两根光纤连此环在任意两节点之间由两根光纤连接，构成两个环，其中一个为主环（接，构成两个环，其中一个为主环（S），），另外一个为保护环（另外一个为保护环（P）。）。网元节点通过支路板将业务同时发送网元节点通过支路板将业务同时发送到主环到主环S和保护环和保护环P，两环的业务相同但传，两环的业务相同但传输方向相反。输方向相反。正常情况下，目的节点的支路板将选正常情况下，目的节点的支路板将选收主环收主环S下支路业务。下支路业务。对同一节点来说，正常时发送出的信对同一节点来说，正常时发送出的信号和接收回的信号均是在号和接收回的信号均是在S上沿同一方向传上沿同一方向传送的，故称为单向环。送的，故称为单向环。图图3-17 二纤单向通道保护环二纤单向通道保护环4二纤单向复用段倒换环二纤单向复用段倒换环如图如图3-18（a）所示，正常情况下，主）所示，正常情况下，主环环S传输主用业务，保护环传输主用业务，保护环P传输额外业务，传输额外业务，与通道环的与通道环的1+1专用保护相比这里实施的是专用保护相比这里实施的是1 1保护。保护。例如网元例如网元A与与C之间互通业务，之间互通业务，A点的点的主用业务通过主用业务通过S环传输至环传输至C点，点，A点的额外点的额外业务通过业务通过P环传输至环传输至C点；点；C点选择从点选择从S环收环收主用业务，从主用业务，从P环收额外业务。环收额外业务。图中只标明了收发主用业务的情况。图中只标明了收发主用业务的情况。图图3-18 二纤单向复用段保护环二纤单向复用段保护环5四纤双向复用段保护环四纤双向复用段保护环四纤双向复用段保护环有四纤双向复用段保护环有4个环，包个环，包括两个主环括两个主环S1、S2和两个保护环和两个保护环P1、P2。其中主环其中主环S1与与S2的业务传输方向相反的业务传输方向相反（双向环），而（双向环），而P1和和P2分别形成与分别形成与S1和和S2反方向的两个保护环。反方向的两个保护环。图图3-19 四纤双向复用段保护环四纤双向复用段保护环6双纤双向复用段保护环双纤双向复用段保护环图图3-20 双纤双向复用段共享保护环双纤双向复用段共享保护环3.2.4子网连接保护子网连接保护随着网络结构的日趋复杂，对于单一随着网络结构的日趋复杂，对于单一网络拓扑结构的保护方式不再适用，而子网络拓扑结构的保护方式不再适用，而子网连接保护（网连接保护（SNCP）便成为可适用各种网）便成为可适用各种网络拓扑结构且倒换速度快的一种业务保护络拓扑结构且倒换速度快的一种业务保护方式。方式。1子网连接保护原理子网连接保护原理与通道环保护类似，子网连接保护采与通道环保护类似，子网连接保护采用用“并发优收并发优收”。如图如图3-21所示，业务在工作和保护子所示，业务在工作和保护子网连接上同时传送，当工作子网连接失效网连接上同时传送，当工作子网连接失效或性能劣化到某一规定的水平时，在子网或性能劣化到某一规定的水平时，在子网连接的接收端根据优选准则选择保护子网连接的接收端根据优选准则选择保护子网连接上的信号。连接上的信号。图图3-21 子网连接保护子网连接保护2子网连接保护举例子网连接保护举例（1）环带链）环带链（2）相切环）相切环图图3-22 环带链环带链图图3-23 SNCP相切环相切环3.3 SDH3.3 SDH网业务时隙配置网业务时隙配置选择好网络结构之后，需要根据实际选择好网络结构之后，需要根据实际情况确定各站之间的业务量，并用业务矩情况确定各站之间的业务量，并用业务矩阵作简单直观的表示。阵作简单直观的表示。当业务矩阵确定后，每个网元就需要当业务矩阵确定后，每个网元就需要进行业务时隙的分配，这可以通过时隙配进行业务时隙的分配，这可以通过时隙配置图来完成。置图来完成。业务时隙分配是业务时隙分配是SDH网络非常重要的网络非常重要的一个环节，只有对每个网元正确地配置时一个环节，只有对每个网元正确地配置时隙，每一个业务才能够在相应的通道上流隙，每一个业务才能够在相应的通道上流畅地运行，从一个网元到另外一个网元，畅地运行，从一个网元到另外一个网元，最终到达目的地。最终到达目的地。3.3.1线形网的时隙配置线形网的时隙配置一般一般SDH网元的时隙配置主要是对网元的时隙配置主要是对2Mbit/s支路的配置，分成支路板和线路板支路的配置，分成支路板和线路板两部分来进行。两部分来进行。在支路板上，需要分配在支路板上，需要分配2Mbit/s业务业务所占据的支路端口，包括发送端口和接收所占据的支路端口，包括发送端口和接收端口。端口。在线路板上，需要分配的是在线路板上，需要分配的是VC-12在在VC-4中的位置。中的位置。值得注意的是，在实际组网时，线路值得注意的是，在实际组网时，线路板有西向和东向之分，网元之间的也是东板有西向和东向之分，网元之间的也是东向与西向连接进行的。向与西向连接进行的。因此，线路板的时隙分配需要区分东、因此，线路板的时隙分配需要区分东、西向。西向。此外，对于直通的网元由于没有上、此外，对于直通的网元由于没有上、下支路业务，仅需要配置线路板的时隙。下支路业务，仅需要配置线路板的时隙。下面以支路下面以支路2Mbit/s信号、线路信号、线路STM-1信号为例进行配置说明，每个支路板有信号为例进行配置说明，每个支路板有16对对2Mbit/s端口。端口。线形网络拓扑如图线形网络拓扑如图3-24所示，其业务所示，其业务矩阵如表矩阵如表3-3所示。所示。图图3-24 线性网络拓扑线性网络拓扑图图3-25 SDH线性网业务时隙配置线性网业务时隙配置3.3.2环形网的时隙配置环形网的时隙配置（1）单向环）单向环图图3-26 单向环网单向环网图图3-27 SDH单向环网业务时隙配置单向环网业务时隙配置图图3-28 双向环网双向环网（2）双向环）双向环图图3-29 SDH双向环网业务时隙配置双向环网业务时隙配置小结小结随着传输网络结构的不断发展，为了随着传输网络结构的不断发展，为了确保系统的可靠性，网络的保护机制也在确保系统的可靠性，网络的保护机制也在随之改进。随之改进。网络拓扑是指网络节点与传输线路组网络拓扑是指网络节点与传输线路组成的几何排列。成的几何排列。基本拓扑结构有链形网、树形网、环基本拓扑结构有链形网、树形网、环形网、星形网和网孔形。形网、星形网和网孔形。环形因其良好的自愈性使其成为传输环形因其良好的自愈性使其成为传输系统中最常见的组网方式。系统中最常见的组网方式。通过环形网和链形网的灵活组合，可通过环形网和链形网的灵活组合，可以构成更加复杂的网络拓扑结构，如环带以构成更加复杂的网络拓扑结构，如环带链、相切环等。链、相切环等。SDH传送网在垂直方向上可分为电路传送网在垂直方向上可分为电路层、通道层和传输介质层。层、通道层和传输介质层。我国的我国的SDH传送网由用户网、中继网、传送网由用户网、中继网、省内干线网和省际干线网省内干线网和省际干线网4层构成。层构成。自愈是在网络出现故障时，无须人为自愈是在网络出现故障时，无须人为干预，网络能自动地在极短的时间内恢复干预，网络能自动地在极短的时间内恢复业务，使用户几乎感觉不到网络出了故障。业务，使用户几乎感觉不到网络出了故障。链形网的保护方式有链形网的保护方式有1+1和和1 n。环形网又称为自愈环，按照不同的划环形网又称为自愈环，按照不同的划分方式，有通道保护环和复用段保护环，分方式，有通道保护环和复用段保护环，单向环和双向环，二纤环和四纤环。单向环和双向环，二纤环和四纤环。常见的自愈环有二纤单向通道保护环、常见的自愈环有二纤单向通道保护环、二纤单向复用段保护环、四纤双向复用段二纤单向复用段保护环、四纤双向复用段保护环和二纤双向复用段共享环。保护环和二纤双向复用段共享环。不同的自愈环的特点、容量和适用范不同的自愈环的特点、容量和适用范围也不同。围也不同。复杂网络之间的业务保护可通过子网复杂网络之间的业务保护可通过子网连接保护来实现。连接保护来实现。网络拓扑结构的选择应根据当地的具网络拓扑结构的选择应根据当地的具体情况来决定。体情况来决定。此外，环形网络的保护方式也需要根此外，环形网络的保护方式也需要根据实际需求来决定。据实际需求来决定。当选定环形网络的自愈形式之后，就当选定环形网络的自愈形式之后，就应根据业务流向对每个网元的业务时隙进应根据业务流向对每个网元的业务时隙进行分配，这是进行网络配置的一个重要环行分配，这是进行网络配置的一个重要环节。节。