SDH原理培训(了解).ppt
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1、2008年6月SDH 原理与技术原理与技术2021/9/262006-00-001 SDH(Synchronous Digital Hierarchy)是是20世纪世纪80年代末崛起的一门传输技术,是为满足电信网朝着高年代末崛起的一门传输技术,是为满足电信网朝着高速化、数字化、综合化及智能化方向发展的必然结果速化、数字化、综合化及智能化方向发展的必然结果.第第1章章 主要介绍主要介绍SDH的基本概念和特点;的基本概念和特点;第第2章章 重点介绍重点介绍SDH的速率、帧结构及段开销功能;的速率、帧结构及段开销功能;第第3章章 详细介绍详细介绍SDH的复用结构、映射方法及指针调的复用结构、映射方法
2、及指针调 整技术;整技术;第第4章章 全面介绍全面介绍SDH的网络结构及保护与恢复技术;的网络结构及保护与恢复技术;第第6章章 侧重介绍侧重介绍SDH网同步结构、规划及定时系统;网同步结构、规划及定时系统;第第7章章 主要介绍光线路系统及光接口技术。主要介绍光线路系统及光接口技术。内容提要内容提要2021/9/262 通信网的通信网的 基本结构基本结构 光光端端机机 光光端端机机 电电端端机机 电电端端机机微微波波收收发发信信机机微微波波收收发发信信机机程控程控交换机交换机程控程控交换机交换机移动移动交换机交换机移动移动交换机交换机分组分组交换机交换机分组分组交换机交换机传输设备传输设备交换设
3、备交换设备交换设备交换设备 用户用户终端设备终端设备基站卫星卫星模拟用户线中继线模拟用户线中继线2Mb/s3003400Hz3003400Hz基站微波微波光纤光纤PCM 用户用户终端设备终端设备2Mb/s交换网传输网接入网接入网 交换网PCM SDHWDM SDHWDM2021/9/263第第1章章 概概 述述P1 SDH是一个将复接、线路传输及交叉功能结合在是一个将复接、线路传输及交叉功能结合在一起并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络一起并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络技术。技术。B 局局SDH设备设备34Mbit/s140Mbit/s2Mbit/sA 局局SDH设备设备34
4、Mbit/s140Mbit/s网管系统网管系统复接复接 交叉交叉 线路传输线路传输 交叉交叉 分接分接2Mbit/s2021/9/264 1.1 SDH产生的技术背景产生的技术背景 传输系统是现代通信网的主要组成部分,而传统的准同步传输系统是现代通信网的主要组成部分,而传统的准同步数字体系数字体系(PDH)已不适应现代通信网发展的要求:已不适应现代通信网发展的要求:1.只有地区性的电接口规范,造成国际互通困难;只有地区性的电接口规范,造成国际互通困难;2.048Mbit/s1.544Mbit/s34.368Mbit/s44.736Mbit/s32.064Mbit/s8.448Mbit/s6.3
5、12Mbit/s6.312Mbit/s139.264Mbit/s274.176Mbit/s97.728Mbit/s43010-63644574日本系列日本系列 北美系列北美系列 欧洲系列欧洲系列42010-61510-65010-6三次群三次群二次群二次群基基 群群四次群四次群图图1.1 准同步数字系列准同步数字系列2021/9/265 2.没有标准的光接口规范,由各厂家自行开发线路码型,没有标准的光接口规范,由各厂家自行开发线路码型,因此无法实现横向兼容;因此无法实现横向兼容;3.只有只有1.5Mbit/s 和和 2Mbit/s 是同步复用的,其他从低次群是同步复用的,其他从低次群到高次群采
6、用异步复接,需要通过码速调整来达到速率的匹配到高次群采用异步复接,需要通过码速调整来达到速率的匹配和容纳时钟频率的偏差,而且每提高一个次群,都要经历复杂和容纳时钟频率的偏差,而且每提高一个次群,都要经历复杂的码变换、码速调整、定时、复接的码变换、码速调整、定时、复接/分接过程;分接过程;电电/光光光光/电电分分 接接分分 接接复复 接接分分 接接复复 接接复复 接接光信号光信号光信号光信号2/8Mb/s8/2Mb/s8/34Mb/s34/140Mb/s34/8Mb/s140/34Mb/s2Mb/s逐级调整复用逐级调整复用逐级分解还原逐级分解还原图图1.2 PDH分插支路信号的过程分插支路信号的
7、过程2021/9/266 4.开销少,无法对传输网实现分层管理和对通道的传输性开销少,无法对传输网实现分层管理和对通道的传输性能实现端对端的监控;能实现端对端的监控;5.网络运行和管理主要靠人工对数字信号交叉连接,无法网络运行和管理主要靠人工对数字信号交叉连接,无法经济地对网络组织、电路带宽和业务提供在线实时控制。经济地对网络组织、电路带宽和业务提供在线实时控制。为了解决上述问题,美国贝尔通信研究所首先提出了用一为了解决上述问题,美国贝尔通信研究所首先提出了用一整套分等级的准数字传递结构组成同步光网络整套分等级的准数字传递结构组成同步光网络(SONET),后来,后来CCITT于于1988年重新
8、命名为同步数字体系年重新命名为同步数字体系(简称简称SDH)。2021/9/2671.2 SDH 基本概念和特点基本概念和特点P3 SDH SDH网是由终端复用器网是由终端复用器(TM)(TM)、分插复用器、分插复用器(ADM)(ADM)、再生中继、再生中继器器(REG)(REG)和同步数字交叉连接设备和同步数字交叉连接设备(SDXC)(SDXC)基本网元组成基本网元组成,在光纤在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。TM终端复用器终端复用器 ADM(DXC)分插复用器分插复用器TM终端复用器终端复用器REG再生器再生器支支路路信信
9、号号支路信号支路信号支支路路信信号号 1.对网络节点接口进行了统一的规范对网络节点接口进行了统一的规范(速率等级、帧结构、速率等级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等复接方法、线路接口、监控管理等),使各厂家设备横向兼容使各厂家设备横向兼容;2.可容纳北美、日本和欧洲准同步数字系列可容纳北美、日本和欧洲准同步数字系列(1.5M、2M、6.3M、34M、45M和和140M),便于便于PDH向向SDH过渡过渡;2021/9/268 3.采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构,因而只需因而只需利用软件即可从高速信号中直接分插出低速信号,利用软件即可从高速信号
10、中直接分插出低速信号,使上下业务使上下业务十分容易十分容易;4.SDH的网同步和灵活的复用方式,的网同步和灵活的复用方式,大大简化了数字交叉大大简化了数字交叉连接功能的实现,连接功能的实现,便于根据用户的需要进行动态组网和新业务便于根据用户的需要进行动态组网和新业务接入接入;5.帧结构中安排了丰富的开销比特帧结构中安排了丰富的开销比特(段开销段开销 和通道开销和通道开销),提高了网络的运行、管理和维护能力提高了网络的运行、管理和维护能力;6.SDH是智能化的设备,是智能化的设备,兼有终结、分插复用和交叉连接兼有终结、分插复用和交叉连接功能,可通过远控灵活组网和管理;功能,可通过远控灵活组网和管
11、理;7.采用级联技术采用级联技术,实现了实现了IP over SDH。2021/9/269SDH 的核心的核心1.同步复用:同步复用:便于上下业务;便于上下业务;2.标准光接口:标准光接口:便于横向兼容;便于横向兼容;3.强大的网管能力:强大的网管能力:便于维护管理。便于维护管理。P42021/9/26101.频带利用率不如频带利用率不如 PDH 系统;系统;SDH 的缺点的缺点3.强大的软件控制能力潜在重大故障隐患(病毒、操作失误强大的软件控制能力潜在重大故障隐患(病毒、操作失误 或死机等)。或死机等)。2.技术和功能上的复杂性大大增加;技术和功能上的复杂性大大增加;SDH155M2M2M1
12、40M2M34/14034MSDH155M2/88/348M2M2M2M2M64个个2MPDH140M140M63个个2M64个个2MSDH155M34M48个个2M34M34M2021/9/2611思考题:思考题:1.SDH是一个什么技术?是一个什么技术?2.SDH有哪些基本网元,其核心是什么?有哪些基本网元,其核心是什么?3.SDH存在哪些缺点?存在哪些缺点?2021/9/2612第第2章章 速率与帧结构速率与帧结构P10速速 率:率:每秒钟传输的比特数。如基群设备为每秒钟传输的比特数。如基群设备为2048kbit/s.帧结构:帧结构:包含用户信息和定时维护管理设备的一组数据块。包含用户信
13、息和定时维护管理设备的一组数据块。TRTRTRTRSMEASMSMSMSMSMTRNNINNINNINNIDXCTRLineRadioLineRadio支路信号支路信号同步复用器同步复用器有线有线支路信号支路信号无线无线有线有线无线无线同步复用器同步复用器DAX:数字交叉连接设备:数字交叉连接设备EA:外部接入设备外部接入设备 一个电信传输网原则上包含两种基本设备:一个电信传输网原则上包含两种基本设备:传输设备和传输设备和网络节点设备。网络节点设备。网络节点接口网络节点接口(NNI)(NNI)是网络节点互连的接口是网络节点互连的接口。图图2.1 NNI 的位置示意图的位置示意图2021/9/2
14、613 在电信网中,规范一个统一的在电信网中,规范一个统一的NNINNI标准的基本出发点是:标准的基本出发点是:1.1.不受限于特定的传输媒质;不受限于特定的传输媒质;2.2.不受限于网络节点所完成的功能;不受限于网络节点所完成的功能;3.3.不受限于对局间或局内通信的应用场合。不受限于对局间或局内通信的应用场合。因此因此NNINNI的标准化不仅可以使的标准化不仅可以使3 3种地区性的种地区性的PDHPDH系列在系列在SDHSDH网中实现统一,而且在建设网中实现统一,而且在建设SDHSDH网和开发应用新设备时,可使网和开发应用新设备时,可使网络节点设备功能模块化、系列化,并能根据电信网络中心网
15、络节点设备功能模块化、系列化,并能根据电信网络中心规模和功能要求灵活地进行网络配置,从而使规模和功能要求灵活地进行网络配置,从而使SDHSDH网络结构更网络结构更加简单、高效和灵活,并在将来需要扩展时具有很强的适应加简单、高效和灵活,并在将来需要扩展时具有很强的适应能力。能力。同步数字系列的同步数字系列的NNINNI的基本特征:具有国际标准化的接口的基本特征:具有国际标准化的接口速率和信号的帧结构。速率和信号的帧结构。2021/9/26142.1 同步数字系列的速率同步数字系列的速率 SDH具有统一规范的速率,信号以同步传送模块(具有统一规范的速率,信号以同步传送模块(STM)的形式传输。)的
16、形式传输。基本模块是基本模块是STM-1,高等级速率以字节交错间插方式同步复用。,高等级速率以字节交错间插方式同步复用。简称简称 SDH 等级等级 标称速率标称速率 51M STM-0 51.840Mb/s155M STM-1(1920CH)155.520Mb/s622M STM-4(7680CH)622.080Mb/s 2.5G STM-16(30720CH)2488.320Mb/s 10G STM-64(122880CH)9953.280Mb/s 40G STM-256(491520CH)39813.120Mb/s2021/9/26152.2 帧结构帧结构 帧结构是一种按规律有序排列的重复
17、性图案。为了便于实现支路信号帧结构是一种按规律有序排列的重复性图案。为了便于实现支路信号的同步复用、交叉连接和上下电路,的同步复用、交叉连接和上下电路,SDH帧结构以帧结构以125s的同步帧周期、的同步帧周期、以以64kbit/s的帧同步信道为基础,以网络同步的速率逐行串行传输。的帧同步信道为基础,以网络同步的速率逐行串行传输。123456789 261 N列(字节)列(字节)12STM-N净荷净荷(含(含POH)9N 列列RSOHAU-PTRMSOH容量容量=9 270 N 字节字节8000帧帧/秒秒125P112021/9/2616 1.1.段开销段开销是为保证信息净荷正常灵活传送所必须附
18、加的,是为保证信息净荷正常灵活传送所必须附加的,供网络运行、管理和维护供网络运行、管理和维护(OMA)(OMA)使用的字节。使用的字节。再生段开销用于帧定位、再生段的监控和维护管理;再生段开销用于帧定位、再生段的监控和维护管理;复用段开销用于传送复用段的监控和维护管理。复用段开销用于传送复用段的监控和维护管理。2.2.管理单元指针管理单元指针是用来指示信息净荷第是用来指示信息净荷第1 1个字节在个字节在STM-NSTM-N帧帧内的准确位置,以便在收信端正确分离信息净荷。内的准确位置,以便在收信端正确分离信息净荷。3.3.信息净荷信息净荷是存放用户信息的地方,也存放少量用于通道是存放用户信息的地
19、方,也存放少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销字节。性能监视、管理和控制的通道开销字节。各区域的作用:各区域的作用:SDH-N SDH-N帧是由帧是由9 9行、行、270N270N列列(N=1(N=1、4 4、1616、6464,256)256)的的8bit8bit字节组成的码块,故字节组成的码块,故:帧长帧长=9=9270N270N8=19440N bit19440N bit。帧结构由帧结构由段开销段开销(SOH)(SOH)、管理单元指针管理单元指针(AU-PTR)(AU-PTR)和信息净荷和信息净荷(payload)(payload)3 3个主要区域组成。个主要区域组成。2021/9
20、/2617P122.3.1 SDH的复用段与再生段的复用段与再生段 SDH TM终端复用器终端复用器SDH ADM(DXC)分插复用器分插复用器SDH TM终端复用器终端复用器REG再生器再生器通道通道支支路路信信号号再生段再生段支支路路信信号号支路信号支路信号复用段复用段 复用段复用段 再生段再生段再生段再生段再生段再生段通道通道通道通道2.3 段开销段开销 在在SDH分层概念中,通常将终端复用器与交叉连接设备或分插复用器分层概念中,通常将终端复用器与交叉连接设备或分插复用器之间的全部物理实体定义为复用段之间的全部物理实体定义为复用段(MS);将终端复用器或分插复用器与再;将终端复用器或分插
21、复用器与再生器之间、再生器与再生器之间的全部物理实体定义为再生段生器之间、再生器与再生器之间的全部物理实体定义为再生段(RS)。不同。不同再生段开销互不相关再生段开销互不相关,不同复用段开销也互不相关。不同复用段开销也互不相关。2021/9/26182.3.2 段开销的字节安排段开销的字节安排 E1F1D2D3A1A1A2A2A2J0B2B2K1K2D5D6D8D9D11D12A1B1D1B2D4D7D10S1M1E2RSOHMSOH管理单元指针管理单元指针9 字节字节图图2.4 STM-1 SOH 字节安排字节安排9 行行P132021/9/2619 1、定帧字节:、定帧字节:A1和和A2
22、用于识别帧的起始位置用于识别帧的起始位置(A1=F6H、A2=28H)。)。收信正常时,再生器收信正常时,再生器直接转发直接转发A1A1、A2A2字节;收信故障时,再生器产生字节;收信故障时,再生器产生A1A1、A2A2字节。字节。(全透明传送全透明传送)设备搜索不到设备搜索不到A1、A2超过超过625s就出现帧失步就出现帧失步(OOF)告警,告警,OOF持续持续3ms以上将出现帧丢失以上将出现帧丢失(LOF)告警。告警。STM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-N连续信号流搜索A1、A2连续5帧搜索不到产生R-OOF持续3msR-LOF下插全“1”定帧持续1ms以上R-LOF
23、告警消失P152.3.3 SOH字节功能字节功能 2021/9/2620 用来重复地发送段接入点标识符,以便使接收机能确认其与指定的发射用来重复地发送段接入点标识符,以便使接收机能确认其与指定的发射机处于持续连接的状态。以机处于持续连接的状态。以确认再生段两端的连接是否正确。确认再生段两端的连接是否正确。如果下游检测到如果下游检测到J0J0字节与预定值不匹配,则会产生字节与预定值不匹配,则会产生RS_TIM告警信号。告警信号。有的公司对此告警只上报,不下插有的公司对此告警只上报,不下插AISAIS,因此不影响业务因此不影响业务(如烽火、华为如烽火、华为);有的公司除上报此告警外,还下插有的公司
24、除上报此告警外,还下插AISAIS,因此影响业务。因此影响业务。出现出现RS_TIM告警的原因:告警的原因:可能是由于再生段跟踪标识J0出现了错误。J0字节可用于判断光纤是否正确接续:字节可用于判断光纤是否正确接续:如果在单盘上没有配置J0字节,出现此告警可以屏蔽;若光路盘上配置了J0,就不能屏蔽此告警;若在某站曾用光功率计测试过光功率,或对光纤进行过维修,后出现此类告警时,可能是机盘上的光纤方向接错了,需检查接收光纤东西方向是否接反了。用此方法可验查光纤连接的正确性。2、再生段踪迹字节:、再生段踪迹字节:J02021/9/26213.比特间插奇偶检验比特间插奇偶检验8位码位码(BIP-8)字
25、节:字节:B1 用于再生段的误码监测。用于再生段的误码监测。告警信号是RS-BIP Error。图图2.9 BIP-8 奇偶校验运算方法奇偶校验运算方法128128128偶校验1偶校验8偶校验2128.0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 01-奇奇0-偶偶B1.2021/9/2622A1A1A1A2A2A2 J0B1A1A1A1A2A2A2 J0B1 发送端将扰码后的当前帧所有发送端将扰码后的当前帧所有比特进行比特进行 BIP-8 计算,结果置于下计算,结果置于下一帧一帧B1中。中。接收端同样对当前帧所有比特接收端同样对当前帧所有比特进行进行BIP-8 计算,并将结果与下一计算,并将结
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