SDH基本原理介绍一.ppt
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1、SDH基本原理介绍(一)12/6/20221目目目目 录录录录SDHSDHSDHSDH产生的技术背景产生的技术背景产生的技术背景产生的技术背景SDHSDHSDHSDH帧结构帧结构帧结构帧结构SDHSDHSDHSDH开销字节开销字节开销字节开销字节SDHSDHSDHSDH指针指针指针指针SDHSDHSDHSDH映射与复用步骤映射与复用步骤映射与复用步骤映射与复用步骤12/6/20222概念介绍概念介绍概念介绍概念介绍 PDHPDH 准同步数字系列(准同步数字系列(Plesiochronous Digital HierarchyPlesiochronous Digital Hierarchy)SD
2、HSDH 同步数字系列(同步数字系列(Synchronous Digital HierarchySynchronous Digital Hierarchy)同步同步 数字通信网中,数字信号流在数字交换设备之间传输时,速率必须完全保持一数字通信网中,数字信号流在数字交换设备之间传输时,速率必须完全保持一致致准同步准同步 数字通信网中,每个节点上都分别设置高精度时钟,这些时钟之间允许有一定数字通信网中,每个节点上都分别设置高精度时钟,这些时钟之间允许有一定范围的频偏范围的频偏12/6/20223数字通信网的发展过程数字通信网的发展过程模模拟拟传传输输方方式式 19481948年,年,晶体管发明晶体
3、管发明19651965年,日本年,日本PCM-24PCM-2419621962年,美国年,美国PCM-24PCM-2419681968年,欧洲年,欧洲PCM-30PCM-30形成三大形成三大PDHPDH体系体系 PCMPCM方式方式电子管构成的系统非常电子管构成的系统非常复杂、庞大,无法实用复杂、庞大,无法实用各国电信网先各国电信网先后开始了从模后开始了从模拟向数字的过拟向数字的过渡。短距离小渡。短距离小容量向长距离容量向长距离大容量发展大容量发展 传输和交换传输和交换数字化的成熟数字化的成熟七、八十年代形成七、八十年代形成完整的完整的PDHPDH建议体系建议体系12/6/20224数字通信网
4、的发展过程数字通信网的发展过程激光器和光纤激光器和光纤的发明和实用化的发明和实用化数字光通信技术数字光通信技术的发展的发展19851985,ANSIANSI,同步光网络同步光网络(SONETSONET)建议逐步完善(设备功能、光接口、建议逐步完善(设备功能、光接口、组网方式、网络管理等),形成完整组网方式、网络管理等),形成完整的的SDHSDH通信标准通信标准19841984年,贝尔年,贝尔通信研究所,通信研究所,全同步网构想全同步网构想(SYSTRANSYSTRAN)超出最初建立标超出最初建立标准光接口目标准光接口目标引出传送网的概念引出传送网的概念19881988,ANSIANSI,SON
5、ETSONET标准,增加标准,增加2M2M、34M34M接口;接口;CCITTCCITT第一批第一批SDHSDH建议(速率建议(速率 系列、系列、信号格式、复用结构)信号格式、复用结构)技技术术的的发发展展PDH12/6/20225PDHPDHPDHPDH的局限性的局限性的局限性的局限性1 1、只有地区性的数字信号速率和帧结构标准,而不存在世界性标准。、只有地区性的数字信号速率和帧结构标准,而不存在世界性标准。分为欧洲、日本和北美三种不同的速率标准:分为欧洲、日本和北美三种不同的速率标准:12/6/20226PDHPDH的局限性的局限性2 2、上、上/下支路困难,无法从高速信号中识别和直接提取
6、低速支路信号。下支路困难,无法从高速信号中识别和直接提取低速支路信号。1 1)、将低速数据信号复合成高速数据流称为群。)、将低速数据信号复合成高速数据流称为群。2 2)、)、64Kb/s64Kb/s速率的复接数字信号为速率的复接数字信号为PCMPCM零次群零次群;一次群速率为一次群速率为2.048Mbps2.048Mbps,帧长,帧长125us125us;二次群速率为二次群速率为8.448Mbps8.448Mbps,帧长,帧长100.379us100.379us;三次群速率为三次群速率为34.368Mbps34.368Mbps,帧长,帧长44.693us44.693us 四次群速率为四次群速率
7、为139.264Mbps139.264Mbps,帧长,帧长21.025us21.025us;PDHPDH各速率等级帧长不同,复接时高次群的一帧中容不下低次群的一帧信号,因各速率等级帧长不同,复接时高次群的一帧中容不下低次群的一帧信号,因而使得低次群的起始点在高次群帧中没有固定的位置,也无规律可循。而使得低次群的起始点在高次群帧中没有固定的位置,也无规律可循。12/6/20227(接上)这种情况导致上(接上)这种情况导致上/下支路必须采用背靠背设备,逐级分接出要下下支路必须采用背靠背设备,逐级分接出要下的支路,将不下的支路再逐级复接上去,造成设备的极大浪费,如下图:的支路,将不下的支路再逐级复接
8、上去,造成设备的极大浪费,如下图:从140Mbit/s信号分/插出2Mbit/s信号示意图PDHPDH的局限性的局限性12/6/202283 3、没有世界性的标准光接口规范,限制了联网应用的互通性、没有世界性的标准光接口规范,限制了联网应用的互通性 不同厂家的设备,甚至同一厂家不同型号的设备光接口各不相同,不能互连,横向不兼容4 4、网络运行、管理和维护(网络运行、管理和维护(OAMOAM)功能不足)功能不足 开销比特很少,不利于传输网的分层管理、性能监控、业务的实时调度、传输带宽的控制、告警的分析定位5 5、没有统一的网管接口、没有统一的网管接口 各厂家的网管系统不同,无法进行统一网管PDH
9、PDH的局限性的局限性12/6/20229SDHSDH的产生的产生SDHSDH的产生有其必然性的产生有其必然性u1 1)信息社会要求:)信息社会要求:通信网传输、交换、处理大量信息,向数字化、综通信网传输、交换、处理大量信息,向数字化、综 合化、智能化、个人化发展。合化、智能化、个人化发展。u2 2)作为通信网的承载体传输网要求:)作为通信网的承载体传输网要求:宽带化宽带化信息高速公路信息高速公路 规范化规范化世界性统一的标准接口世界性统一的标准接口12/6/202210SDHSDH的产生的产生 在原有的技术体制中队在原有的技术体制中队PDHPDH网进行修补已经得不偿失。网进行修补已经得不偿失
10、。只有从根本的改革才是出路,于是就出现了光传输网。只有从根本的改革才是出路,于是就出现了光传输网。美国贝尔公司首先提出了同步光网络(美国贝尔公司首先提出了同步光网络(SONETSONET),美国),美国国家标准协会(国家标准协会(ANSIANSI)于)于2020世纪世纪8080年代制定了有关年代制定了有关SONETSONET的国家标准。的国家标准。当时当时ITUITU(国际电信联盟)采纳了(国际电信联盟)采纳了SONETSONET的概念,进行的概念,进行了一些修改和扩充,重命名为同步数字体系(了一些修改和扩充,重命名为同步数字体系(SDHSDH),并),并制定了一系列国际标准。制定了一系列国际
11、标准。12/6/2022111 1、SDHSDH是世界性的统一标准。是世界性的统一标准。由ITU-T制定,不仅适用于光纤,也适用于微波和卫星传输。统一的接口规程特性,包括速率等级、信号结构、复用和映射等2 2、能从高速、能从高速SDHSDH信号中直接插信号中直接插/分出低速支路信号。分出低速支路信号。同步复用方式和灵活映射,使低速支路信号在STM-N帧中的位置可预见 3 3、强大的(、强大的(OAMOAM)功能,使网络的监控功能大大加强。)功能,使网络的监控功能大大加强。PDH开销为TS0/16中的部分bit,而SDH中OAM开销占到整个帧的1/204 4、SDHSDH有很强的兼容性,当组建有
12、很强的兼容性,当组建SDHSDH传输网时,原有的传输网时,原有的PDHPDH传输网不会作废,传输网不会作废,两种传输网可以共同存在。两种传输网可以共同存在。SDH引入了“虚容器”和“传送模块”的概念。SDHSDHSDHSDH的特点的特点的特点的特点12/6/202212目目目目 录录录录SDHSDHSDHSDH产生的技术背景产生的技术背景产生的技术背景产生的技术背景SDHSDHSDHSDH帧结构帧结构帧结构帧结构SDHSDHSDHSDH开销字节开销字节开销字节开销字节SDHSDHSDHSDH指针指针指针指针SDHSDHSDHSDH映射与复用步骤映射与复用步骤映射与复用步骤映射与复用步骤12/6
13、/202213SDHSDH速率等级速率等级SDHSDH等级等级比特率(比特率(kbpskbps)STM-1155520STM-4622080STM-162488320STM-649953280STM-2563981312012/6/202214核心层核心层汇聚层汇聚层接入层接入层10G10G2.5G2.5G622/155M某局总机房某局总机房银行银行公安公安配线层配线层银行银行STM1STM1STM1STM1业务承载业务承载业务承载业务承载GE12/6/202215SDHSDH信号信号STMSTMN N的帧结构的帧结构SDHSDHSDHSDH的帧结构的帧结构的帧结构的帧结构12/6/20221
14、6lC4C4容器的作用容器的作用-码速调整码速调整l通道开销通道开销POHPOH的作用的作用-对通道的性能检测、管理和控制对通道的性能检测、管理和控制净负荷净负荷净负荷净负荷P PO OH HRSOHRSOHMSOHMSOHC4C4AU-PTRAU-PTR虚线区域为净负荷(虚线区域为净负荷(92619261)12/6/202217l段开销的作用段开销的作用再生段开销再生段开销(RSOH)(RSOH)对对STM-NSTM-N整体信号进行监控整体信号进行监控复复用用段段开开销销(MSOH)(MSOH)对对STM-NSTM-N中中的的某某一一个个STM-1STM-1信信号号(除去再生段部分)进行监控
15、(除去再生段部分)进行监控二者区别:宏观(二者区别:宏观(RSOHRSOH)和微观(和微观(MSOHMSOH)段开销段开销P PO OH HRSOHRSOHMSOHMSOHC4C4AU-PTRAU-PTR虚线区域为段开销虚线区域为段开销12/6/202218管理单元指针管理单元指针P PO OH HRSOHRSOHMSOHMSOHC4C4AU-PTRAU-PTR虚线区域为管理单元指针(虚线区域为管理单元指针(1919)l管理单元指针的作用管理单元指针的作用定定位位低低速速信信号号在在STM-NSTM-N帧帧中中(净净负负荷荷)的的位位置置,使使低低速速信信号在高速信号中的位置可预知号在高速信号
16、中的位置可预知由由于于“车车厢厢”中中的的“货货物物包包”是是以以一一定定的的规规律律摆摆放放的的字字节节间间插插复复用用方方式式;所所以以对对货货物物包包的的定定位位仅仅需需定定位位“车厢车厢”中第一个中第一个“货物包货物包”即可即可12/6/202219目目目目 录录录录SDHSDHSDHSDH产生的技术背景产生的技术背景产生的技术背景产生的技术背景SDHSDHSDHSDH帧结构帧结构帧结构帧结构SDHSDHSDHSDH开销字节开销字节开销字节开销字节SDHSDHSDHSDH指针指针指针指针SDHSDHSDHSDH映射与复用步骤映射与复用步骤映射与复用步骤映射与复用步骤12/6/20222
17、0lRSOHRSOH、MSOHMSOH、HPOHHPOH、LPOHLPOH完成层层细化的监控功能。完成层层细化的监控功能。开销开销段开销段开销通道开销通道开销再生段开销再生段开销复用段开销复用段开销高阶通高阶通道开销道开销低阶通低阶通道开销道开销开销开销12/6/202221段开销段开销9 9列列A1A1A1A2A2A2J0*B1E1F1D1D2D3B2B2B2K1K2AU PTRD4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E29 行行RSOHMSOH不扰码,因此应注意其内容不扰码,因此应注意其内容*国内使用字节国内使用字节传输媒质指示字节传输媒质指示字节12/6/202222l定帧字节
18、:定帧字节:A1A1、A2A2寻找连续信号流的帧头寻找连续信号流的帧头A1=f6HA1=f6H、A2=28HA2=28H段开销段开销-A1A1、A2A212/6/202223段开销段开销-J0J0l再生段踪迹字节:再生段踪迹字节:J0J0发发端端持持续续的的发发一一个个代代表表接接入入点点的的标标识识符符,从从而而使使收收端端能能确确认是否与预定的发送端处于持续的连接状态。认是否与预定的发送端处于持续的连接状态。J0J0字字节节设设置置要要求求:收收发发相相匹匹配配。即即设设备备实实际际收收的的=设设备备应应收的值收的值收端检测到收端检测到J0J0失配,会产生失配,会产生RS-TIMRS-TI
19、M告警。告警。12/6/202224l数字通信通路数字通信通路(DCC)(DCC)字节:字节:D1D12D1D12网元网管之间、网元和网元之间网元网管之间、网元和网元之间OAMOAM信息通路信息通路D1-D3D1-D3用于再生段用于再生段(DCCR)(DCCR),带宽带宽364kb/s364kb/sD4-D12D4-D12用于复用段用于复用段(DCCM)(DCCM),带宽带宽964kb/s964kb/s段开销段开销-D1D12D1D1212/6/202225l公务联络字节:公务联络字节:E1E1、E2E2光纤连通业务未通或业务已通时各站间的公务联络光纤连通业务未通或业务已通时各站间的公务联络分
20、别提供分别提供1 1个个64kb/s64kb/s数字电话通路数字电话通路E1E1用于再生段公务联络用于再生段公务联络E2E2用于复用段公务联络用于复用段公务联络l使用者通路字节:使用者通路字节:F1F1提供速率为提供速率为64kbit/s64kbit/s数据数据/语音通路,语音通路,保保留留给给使使用用者者(通通常常指指网网络络提提供供者者)用用于于特特定定维维护护目目的的的临时公务联络。的临时公务联络。段开销段开销-E1E1、E2E2、F1F112/6/202226段开销-B1l再生段误码监测再生段误码监测B1B1字节字节对再生段信号流进行监控对再生段信号流进行监控方式为方式为BIP-8BI
21、P-8偶校验偶校验BIP-8BIP-8偶校验工作机理:偶校验工作机理:以以8bit8bit为单位为单位(一个字节为单位一个字节为单位)校验相应校验相应bitbit列(列(bitbit块)块)使相应列使相应列1 1的个数为偶的个数为偶12/6/202227lB1B1字节工作机理字节工作机理发发端端对对上上一一个个已已扰扰码码帧帧(1#STM-N)(1#STM-N)进进行行BIP8BIP8偶偶校校验验,所所得得值值放放于于本帧本帧(2#STM-N)(2#STM-N)的的B1B1字节处字节处收收端端对对所所收收当当前前未未解解扰扰帧帧(1#STM-N)(1#STM-N)进进行行BIP8BIP8偶偶校
22、校验验,所所得得值值B1B1与所收下一帧解扰后与所收下一帧解扰后(2#STM-N)(2#STM-N)的的B1B1字节相异或字节相异或异异或或的的值值为为零零则则表表示示传传输输无无误误码码块块,有有多多少少个个1 1则则表表示示出出现现多多少少个误码块个误码块若收端检测到若收端检测到B1B1误码块,在收端误码块,在收端RS-BBERS-BBE性能事件中反映出来性能事件中反映出来A1 00110011A2 11001100A3 10101010A4 00001111B 01011010BIP-8例:某信号一帧有例:某信号一帧有4 4个字节,对其进行个字节,对其进行BIP8BIP8偶校验如图:偶校
23、验如图:段开销段开销-B1B112/6/202228段开销段开销-B1B112/6/202229l复用段误码监测复用段误码监测B2B2字节字节对复用段信号流进行监控对复用段信号流进行监控方式为方式为BIP24BIP24偶校验偶校验BIP24BIP24偶校验工作机理:偶校验工作机理:以以24bit24bit为为单单位位(3 3个个字字节节为为单单位位,STM-1STM-1帧帧有有3 3个个 B2B2字节)字节)校验相应校验相应bitbit列(列(bitbit块)块)段开销段开销-B-B2 212/6/202230lB2B2字节工作机理字节工作机理发发端端对对上上一一个个未未扰扰码码帧帧除除去去R
24、SOHRSOH外外的的所所有有字字节节进进行行BIP24BIP24偶偶校校验验,所所得值放于本帧的得值放于本帧的3 3个个B2B2字节处字节处收收端端对对所所收收当当前前已已解解扰扰帧帧且且除除去去RSOHRSOH外外的的所所有有字字节节进进行行BIP24BIP24偶偶校校验验,所得值所得值B2B2与所收下一帧解扰后的与所收下一帧解扰后的B2B2字节相异或字节相异或异或的值为零则表示传输可能无误码块异或的值为零则表示传输可能无误码块异或的值不为零则,异或的值不为零则,1 1的数目表示出现多少个误码块的数目表示出现多少个误码块若收端检测到若收端检测到B2B2误码块,在收端误码块,在收端MS-BB
25、EMS-BBE性能事件中反映出来性能事件中反映出来11001100 11001100 1100110001011101 01011101 0101110111110000 11110000 11110000BIP2401100001 01100001 01100001例:某信号一例:某信号一帧有帧有9 9个字节,个字节,对其进行对其进行BIP24BIP24偶校验如图:偶校验如图:段开销段开销-B2B212/6/202231l复用段远端误块指示字节复用段远端误块指示字节M1M1对告信息,由信宿回传到信源对告信息,由信宿回传到信源告知发端:收端当前收到的告知发端:收端当前收到的B2B2检测的误块数
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