2022年数字通信SDH教案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 数字通信原理及设备 SDH 5-1 SDH概述 一: PDH 的局限性: PDH 最初采纳电缆作为媒介传输 PDH信号,后改用作光缆作为媒介, 它是由 PDH数字复用设备、 光线路终端设备、 再生器和光纤光缆线路组成;在 PDH光缆传输系统中,电接口是标准化的,既是规律功能的分界点, 又是物理实体的分界点, 所以不同厂家的设备可以在电接口上互连互通;光接口是非标准化的, 不同厂家的设备在光接口上不能互通,这就导致了PDH光缆传输系统适合点对点的应用,而不适合独立联网应用;详细地说, PDH的局限性表现在: 1 、PDH有三种并存的地区性标准(北
2、美、日本和欧洲),没有统一的世界标准,从而给互连互通带来不便;电接口地区性的电接口规范,无世界标准;接口方面与设备互连有关 光接口无光接口规范,各厂家独自开发; 2、PDH采纳异步复用方式;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耗, 不利于大容量传输; 3 、运行爱护功能 OAM 打算设备爱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 4 、无统一的网管接口无法形成
3、统一的 TMN 二、SDH: 1 、光同步传输网的由来:光同步传输网的概念是美国贝尔通信研究所于 1984 年提出的,命名为“ 同步光网络 (SONET)” ;这个名称是比较精确的,它示明白这种新传输体系的主要特点;同步同步的目的是为了实现数字交换, 整个网络中的各种速率的信号必需是同步的,即网络中用统一的时钟名师归纳总结 驱动每个网元,每个网元用统一的时钟驱动各个部分工作;光以光第 1 页,共 19 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 纤为媒质, 可传送高速率的数字信号, 采纳标准化的光接口, 使不同厂家的设备可实现光路上互通;网络新传输体系具有高度
4、的组网敏捷性,能实现网络爱护和完善的网管; ITU-T 于 1988 年接受了 SONET的概念,并 重命名为同步数字体系 (SDH),SDH不仅适用于光纤, 也适合于微波和卫星传输; SONET和 SDH统称为光同步传送网,它们的基本概念和实质内容是一样的,但在少数细节上仍是有差别, 主要区分就是速率等级划分不同, SONET等级较细,SDH等级较粗; SDH与 SONET的接口速率标准 2 、什么是 SDH? SDH 是为了使正确适配的净荷在物理传输网(主要是光缆) 上传送而形成的一系列标准化的数字传送结构;“ 适配” 可懂得为信号性质和结构的转换操作;“ 净荷” 是信号结构中的不部分信号
5、的统称,任何一级 SDH信号都可分为两部分, 传递数据部分的称为“ 净荷”,为了保证正确传递数据而附加的部分称为“ 开销”,假如将书写的信函信号看成一级信号的话,信的内容就是“ 净荷”,信封上的信息(包括邮编、地址、收信人的姓名和邮票)就是“ 开销”,假如将邮局收集信件的邮袋看成另一级信号的话, 邮袋内的全部信件内容 (包括信的内容和信封上的信息)就是“ 净荷”,邮袋上的信息就是“ 开销”,可见,“ 净荷” 和“ 开销”都是相对的概念; SDH 的内涵可以用一套较为完整的技术标准来规定;这套标准是在没有制造出SDH设备之前规定的,到目前为止,已经有了30 多个 SDH的国际标准; 3 、 SD
6、H的优点: SDH是一种光同步数字传送网, 该网络由 SDH网元( NE)组成; SDH有全世界统一的网络节点接口,从而简化了信号的复用,名师归纳总结 传输,交换; SDH有标准化的信号结构等级,称为同步传送模块STM-N,有利于第 2 页,共 19 页互联互通; SDH有足够的开销比特,以实现完善的网管功能; SDH的设备是高度功能综合的设备,将复用、交换、光电转换融为一体,统称为网元; SDH 采- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 用标准的光接口,即答应各厂家设备互连互通; SDH 有很强的网络自愈功能;SDH不仅可承载现有电信业务,而且对将来业务有
7、很强的适应才能;上下业务才能较强;接口方面 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,采纳世界统一的 7 级扰码;复用方式同步复用和敏捷的映射结构 低阶 SDH高阶 SDH;例如: STM-1STM-4;采纳字节间插复用方式; PDHSDH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; OAM 功能 OAM功能强这也是线路编码不用加冗余的缘由 用
8、于 OAM的开销多 兼容性打算成本 老体制设备是否仍可发挥作用对新体制能否接入 缺点: SDH的频带利用率不如 PDH(140M的 PDH有 64 个2M,而 155M的 SDH有 63 个 2M); SDH采纳了指针,增加了抖动、漂移的可能性; 软件的大量应用,使系统易受病毒或误操作的危害; 5-2 STM-N的帧结构: 一、网络节点接口:传输网由网络节点和传输系统构成,网络节点和传输系统都是由具有规定功能的实体抽象而得到的概念,网络节点由单个或几个设备( DXC、EA、SM)组成,传输系统由传输媒质和设备构成,按媒质不同分为有线系统光缆线路系统、无线系统微波接力系统和卫星通信系统;P193
9、 图 6-2 二、 SDH的速率 三、 STM-N的帧结构: 1) 信息净负荷(payload ) 是在 STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方;信息净负荷区相当于 STM-N这辆运货车的车箱, 车箱内装载的货物就是经过打包的低速信号待运输的货物;为了实时监测货物 (打包的低速信号) 在传输过程中是否有损坏, 在将低速信号打包的过程中, 加入了监控开销字节通道开名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 销(POH) 字节 POH作为净负荷的一部分与信息码块一起装载在 STM-N这辆货车上在 SDH网中
10、传送, 它负责对打包的货物 (低速信号) 进行通道性能监视治理和掌握(有点儿类似于传感器) ; 2 )段开销( SOH) 是为了保证信息净负荷正常敏捷传送所必需附加的供网络运行、治理和爱护(OAM) 使用的字节;例如段开销可进行对 STM-N这辆运货车中的全部货物在运输中是否有损坏进行监控,而POH的作用是当车上有货物损坏时,通过它来判定详细是哪一件货物显现损坏;也就是说 SOH完成对货物整体的监控, POH是完成对某一件特定的货物进行监控,当然 SOH和 POH仍有一些治理功能;段开销又分为再生段开销RSOH 和复用段开销 MSOH ,分别对相应的段层进行监控;我们讲过段其实也相当于一条大的
11、传输通道, RSOH和 MSOH的作用也就是对这一条大的传输通道进行监控;举个简洁的例子,如光纤上传输的是2.5G 信号,那么 RSOH监控的是 STM-16整体的传输性能, 而 MSOH就是监控 STM-16信号中每一个 STM-1的性能情形; 3)治理单元指针( AU-PTR)治理单元指针位于 STM-N帧中第 4 行的 9 N列共 9 N 个字节,AU-PTR起什么作用呢?我们讲过SDH能够从高速信号中直接分 / 插出低速支路信号(例如 2Mbit/s ),为什么会这样呢?这是由于低速支路信号在高速 SDH信号帧中的位置有预见性, 也就是有规律性; 预见性的实现就在于 SDH帧结构中指针
12、开销字节功能; AU-PTR是用来指示信息净负荷的第一个字节在 STM-N帧内的精确位置的指示符, 以便收端能依据这个位置指示符的值指针值正确分别信息净负荷;定位低速信号在 STM-N帧中 净负荷 的位置,使低速信号在高速信号中的位置可预知;发端在将信号包装入 STM-N净负荷时,加入 AU-PTR,指示信号包在净负荷中的位置,即将装入“ 车厢” 的“ 货物包” ,给予一个位置坐标值;收端依据 AU指针值,从 STM-N帧净负荷中直接名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 拆分出所需的低速支路信号;即依据“ 货物包” 位
13、置坐标,从“ 车厢” 中直接所 需要的那一个 “ 货包” ; 由于“ 车厢” 中的“ 货物包” 是以肯定的规律摆放的字节间插复用方式;所以对货物包的定位仅需定位“ 车厢” 中第一个“ 货物包”即可;如复用的低速信号速率较低, 即打包后信息包太小, 例:2M、34M; 如 复用的低速信号速率较高, 需进行二级指针定位; 先将小信息包打包成中信息包,通过支路单元指针-TUPTR定位其在中信息包中的位置;然后将如干中信息包打包成大信息包,通过 AU-PTR指示相应中信息包的位置;四、开销比特 1 、什么是开销? SDH 的一个主要特点是它有标准化的OAM功能,这些功能是靠帧结构中支配的一些附加字节来
14、支持,即“ 开销”; 2 、开销的种类和作用: 再生段开销 RSOH :主要用于再生段层的 OAM;对 STM-N整体信号进行监控 复用段开销( MSOH):主要用于复用段层的OAM;对 STM-N中的某一个 STM-1信号进行监控 二者区分:宏观( RSOH)和微观( MSOH) 高阶通道开销( HPOH):主要用于高阶通道层的 OAM; 低阶通道开销( LPOH):主要用于低阶通道层的 OAM; STM-4 SOH 字节支配 STM-16 SOH字节安排 STM-64 SOH字节支配 定帧字节: A1、A2 查找连续信号流的帧头 用 16 进制表示为: A1 F6;A2 28 数字通信通路
15、 DCC 字节:D1D12 网元网管之间、网元和网元之间 OAM信息通路 D1-D3 用于再生段 DCCR ,带宽 3 64kb/s D4-D12用于复用段 DCCM ,带宽 9 64kb/s B1字节工作机理发端对对上一个已扰码帧 1#STM-N 进行 BIP8 偶校验,所得值放于本帧 2#STM-N 的 B1字节处 收端对所收当前未解扰帧 1#STM-N 进行 BIP8 偶校验,所得值B1与所收下一帧解扰后 2#STM-N 的 B1 字节相异或异或的值为零就表示传输无误码块,有多少名师归纳总结 个 1 就表示显现多少个误码块如收端检测到 B1 误码块,在收端 RS-BBE性能事第 5 页,
16、共 19 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 件中反映出来 B2字节工作机理发端对上一个未扰码帧除去RSOH外的全部字节进行 BIP24 偶校验,所得值放于本帧的3 个 B2 字节处 收端对所收当前已解扰帧且除去 RSOH外的全部字节进行BIP24 偶校验,所得值 B2与所收下一帧解扰后的 B2 字节相异或异或的值为零就表示传输无误码块, 有多少个 1 就表示显现多少个误码块 如收端检测到 B2 误码块,在收端 MS-BBE性能大事中反映出来 复用段远端误块指示字节M1 对告信息,由信宿回传到信源 告知发端:收端当前收到的 B2 检测的误块数 , 相应
17、的 M1字节以二进制计数表示有多少个差错,其最大范畴是 0255. 在发端 MS-REI(复用段远端误块指示) 性能大事中反映出来如系统发生 APS,怎产生爱护倒换告警; K1 字节的( b1-b4)用来描述 APS恳求的缘由和系统当前的状态,( b5-b8)表示恳求 APS的系统序号;K2字节的( b1-b4 )表示响应 APS的系统序号, 用来区分 APS的爱护方式,“ 0”表示“1+1” 爱护,“ 1” 表示“1:N” 爱护 . 再生段踪迹: J0;它是再生段接入点的识别符, 重复发送一个代表某接入点的标志,从而使段的接收端能够确认自己与预定的段的发送端是否是否处于连续的连接状态;它用连
18、续 16 个STM-1帧内的 J0 字节组成 16 字节的帧来传送接入点识别符;使用者通路: F1;为网络营运者供应一个 64kbit/s 通路,为特别爱护目的供应暂时的数据 / 话音通道; STM-1 段开销字节支配 通道开销 高阶通道开销 高阶通道开销 J1 通道踪迹字节 B3 通道 BIP-8 字节 C2 信号标识字节 G1 通道状态字节 F2 、F3 通道使用者通路 H4 位置指示器 K3 b1b4 自动爱护倒换 APS 通路N1 网络运营者字节 K3 b5b8 备用比特 高阶通道开销 J1 高阶通道开销 B3、C2 高阶通道开销 G1 高阶通道开销 H4 低阶通道开销 低阶通道开销
19、V5 指针 分类 AU-PTR定位VC4 在 AU-4 中的位置 TU-PTR定位名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - VC12在 TU12中的位置与定帧字节一起完成从高速信号STM-N中直接下低速信号 治理单元指针 AU-PTR 治理单元指针 AU-PTR 主要由 H1、H2、H3H3H3 组成 指针值 H1、H2后 10bit 指针范畴 0-782 H3H3H3为调整单位 3 个字节 VC4和 AU-4 无频差相差 ,AU-PTR的值为 522. 如收 H1H2H3H3H3为全“1” ,本端产生 AU-AIS 告警
20、 如收指针值超出答应范畴,或连续收到8 帧以上 NDF,就本端在相应通道上产生AU-LOP告警,下插全“1”指针调整间隔为3 帧治理单元指针 TU-PTR 支路单元指针 TU-PTR V1、V2、V3、V4 4 个字节 指针值 V1、V2后 10bit 指针范畴 0-139 V3为调整单位 1 字节 如收 V1、V2、V3为全“ 1” ,本端产生 TU-AIS 告警 如收指针值超出答应范畴,或连续收到 8 帧以上 NDF,就本端在相应通道上产生TU-LOP告警,下插全“ 1” VC12 和 TU-12 无频差相差 ,V5字节的位置是 70. 5-3 SDH的复用结构和步骤 在 SDH中各种业务
21、信号复用进STM-N帧的过程都要经受 映射 定位 复用三个步骤; SDH G.709 复用映射结构 我国的 SDH基本复用映射结构 在上图中, 它能保证每一种速率的信号只有唯独的一条复用线路可以到达 STM-N帧;由上图可看出: STM-1帧可以装载 63 个 PDH 基群信号、只能装载 3 个 PDH三次群信号和 1 个 PDH四次群信号; SDH的原理简述:容器传送:把 SDH的节点比作运输公司的终端站,把要传的信息比作“ 顾主” 实时供应的要发送的货物称为支路信号,把 SDH的复用过程比作运输公司将“ 顾主们” 实时供应的货物进行整理,最终送到终端站的过程;送来的货物被放入容器(Cont
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