技术传输培训-SDH原理(XXXX1112).ppt
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1、传输(SDH)技术培训通信技术培训材料甘肃智联信息科技有限责任公司2012.112021/9/271目录一、基本概念:(模拟信号,数字信号,数模转换,同步)二、信号数字化过程及原理:三、PCM信号。2021/9/272基本概念:1、模拟信号:模拟信号就是在振幅和相位上都是连续的信号(可以有无限多个划分)。如:语音信号,图像等。其特点是直观容易实现,但是其缺点是:保密性差;抗干扰能力弱。2、数字信号:数字信号则是指幅度的取值是离散的,幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小,易于有数字电路进行。其特点是:加强了通信的保密性;提高了抗干扰能力。3、模拟信号与
2、数字信号的关系:当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时,电磁波本身既是信号载体,同时作为传输介质;而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时,它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时,一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来,才能将信号从一个节点传到另一个节点。4、模拟信号和数字信号之间可以相互转换:模拟信号一般通过PCM脉码调制(PulseCodeModulation)方法量化为数字信号;数字信号一般通过对载波进行移相(PhaseShift)的方法转换为模拟信号。目前更具应用发展前景的是数字信号。5、同步:即双
3、方的时钟要调整到同一个频率(和同一相位)。2021/9/273量化编码其实调制的概念体现在抽样和编码过程中。我们虽然从概念上可以理解抽样的含义,但在电路中如何实现呢?在实际工程中,可控开关通常是用一个乘法器实现的,我们用图33脉冲编码调制模型说明这个问题。假设有一模拟电压信号v(t)通过乘法器与一个抽样窄脉冲序列p(t)相乘,就会得到一个幅度随v(t)的变化而变化的窄脉冲序列k(t)2021/9/274A率13折线量化法:图:A律13折线示意图 对于A律量化来说,量化级数为256,则一个码组的长度就是8位。目前常用的编码码型有自然二进制码(NBC,Natural Binary Code)、折叠
4、二进制码(FBC,Folded Binary Code)和格雷二进制码(RBC,Grayor Reflected Binary Code)三种2021/9/275PCM信号PCM的概念的概念最早是由法国工程师Alce Reeres于1937年提出来的。1946年第一台PCM数字电话终端机在美国Bell实验室问世。1962年后,采用晶体管的PCM终端机大量应用于市话网中,使市话电缆传输的路数扩大了二三十倍。20世纪70年代后期,随着超大规模集成电路PCM芯片的出现,PCM在光纤通信、数字微波通信和卫星通信中得到了更为广泛的应用;语音信号的数字化过程:我们知道语音信号的通信频率在20HZ-2000
5、0HZ,主要在30HZ-3400HZ附近,根据奶奎斯特原理(抽样定理),对于一个带限模拟信号f(t),假设其频带为(0,fH),若以抽样频率fs2fH对其进行抽样的话(抽样间隔Ts1/fs),则f(t)将被其样值信号ys(t)=(f(nTs)完全确定。或者说,可从样值信号 ys(t)=(f(n(Ts)中无失真地恢复出原信号f(t)。则语音信号的频率=6.8KHZ,一般取值为8KHZ.根据A率13折线量化方法,采用256位量化级,因此编码为8位量化码,则量化后的频率为88KHZ=64KHZ,2021/9/276E1的复用我们知道一路基带话音信号的最高频率为3.4kHz,一般取其为fH=4kHz,
6、那么,若对该信号进行PCM,则根据抽样定理取抽样频率fs=8kHz,所对应的抽样间隔Ts=1/fs=125s,如果每个样点的持续时间为25s,则样值信号的相邻两个样点之间就有100s的空闲时间。若一个信道只传输一路这样的PCM信号,则每一秒就有0.8s被白白浪费掉了,如果进行长途传输,其信道利用率之低,传输成本之高是人们难以容忍的。为此,人们提出了时分复用的概念。PCM的帧结构:CH0CH02.048 Mb/s传x线路CH0CH15CH16CH17CH15CH16CH17CH31CH31CH1CH1时分复用帧TCH0 xH1 CH2CH15CH16xH17CHx0CH318 bitt时分复用帧
7、时分复用帧x x 125 ms15 个x路15 个话路CH02.048 Mb/s传x线路CH0CH15CH16CH17CH15CH16CH17CH31CH31CH1CH1时分复用帧TCH0 xH1 CH2CH15CH16xH17CHx0CH318 bitt时分复用帧时分复用帧x x 125 ms15 个x路15 个话路2021/9/277PCM帧的含义CH0:在一个帧中,CH0主要用于传送帧。定位信号(FAS):CRC-4(循环冗余校验)和对端告警指示 CH1-15,CH17-CH31:CH1至CH15和CH17至CH31共30个时隙传送话音或数据等信息。称CH1至CH15和CH17至CH31
8、为净荷。CH16:,CH16主要传送随路信令(CAS)、复帧定位信号和复帧对端告警指示,CH0和CH16为开销。如果采用带外公共信道信令(CCS),CH16就失去了传送信令的用途,该时隙也可用来传送信息信号,这时帧结构的净荷为CH1至CH31,开销只有CH0。PCME1形式接口:形式接口:G.703非平衡的75ohm,平衡的120ohm2种接口使用使用PCME1形式有三种方法形式有三种方法1、将整个2M用作一条链路,如DDN2M;2、将2M用作若干个64k与组合,如128K,256K等,这就是CE1;3、在用作语音交换机的数字中继时,这也是E1最本来的用途,是把一条E1作为32个64K来用,但
9、是时隙0和时隙15是用作signaling即信令的,所以一条E1可以传30路话音。PRI就是其中的最常用的一种接入方式,标准叫PRA信令。用2611等的广域网接口卡,经V.35-G.703转换器接E1线。这样的成本比E1卡低,DDN的2M速率线路是经HDSL线路拉至用户侧。E1可由传输设备出的光纤拉至用户侧的光端机提供E1服务。PCME1形式使用注意事项形式使用注意事项PCME1形式接口对接时,双方的E1不能有信号丢失/帧失步/复帧失步/滑码告警,但是双方在E1接口参数上必须完全一致,因为个别特性参数的不一致,不会在指示灯或者告警台上有任何告警,但是会造成数据通道的不通/误码/滑码/失步等情况
10、。这些特性参数主要有;阻抗/帧结构/CRC4校验;PCME1形式帧结构有PCM31/PCM30/不成帧三种。2021/9/278传输技术发展与回顾传输技术发展回顾光网络发展历程:PDH:准同步数字传输系统;SDH:同步数字传输系统;MSTP:多业务传送平台DWDM:密集波分复用系统;ASON:自动交换光网络(智能光网络)SDHSDH的主要优势:的主要优势:接口规范,同步复用接口规范,同步复用 ,运行维护管理(,运行维护管理(OAMOAM)功能强大,互联)功能强大,互联互通兼容性好互通兼容性好DWDMDWDM主要优势:主要优势:超大容量,对数据率超大容量,对数据率“透明透明”按光波长复用和解复用
11、,平滑扩容,按光波长复用和解复用,平滑扩容,兼容光交换兼容光交换 容量增加容量增加/业务多样化业务多样化196619668080年代年代9494年年9999年年9090年代初年代初9898年年19761976DWDM 开始建设SDH标准完善PDH仍为主力实用化产品出现SDH逐步成为传输主力设备PDH产品开始规模使用高锟提出光传输理论DWDM规模建设,全光网试验MSTP/ASON0202年年OTN/PTN/RTN2121世世纪纪2021/9/279 电信网的基本结构电信网的基本结构基站 用用户户终端终端设备设备 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
12、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交换设备备交换设交换设备备 用户用户终端设终端设备备基站卫卫星星模拟用户线中继线模拟用户线中继线2Mb/s3003400Hz3003400Hz微微波波光光纤纤PCM2Mb/s交换网传输网接入网接入网 交换网PCM SDHWDM SDHWDM2021/9/271011速率等级速率等级 等等 级级STM-1STM-4STM-16STM-64 速率(速率(Mb/s)155.520 622.080 2488.320 9953.28063 252
13、 1008 4032 含含2M数量数量2021/9/2711传送网的结构分层 DXC4/4DXC4/4DXC4/4DXC4/4STM-16/64STM-16/64网状网环形网DXC4/1DXC4/4DXC4/1STM-16/64STM-16/64网状网环形网ADMSTM-16ADMADMADMSTM-16STM-16STM-4DXC4/1DXC4/1环形网星形环形线形ADMADMTMTMTMADMTMADMSTM-1/4STM-16STM-1STM-1STM-1第1层-省际干线第2层-省内干线第3层-中继网第4层-接入网我国光传送网结构分我国光传送网结构分4个层面:个层面:2021/9/271
14、2传输网结构622Mb/s光纤线622Mb/s光纤环路电话用户线宽带业务线ODFSTM-4TMMDFDDF电话交换机ATM交换机配线架配线架配线架传输设备 业务节点设备DDFSTM-4ADM622Mb/s622Mb/s155Mb/s155Mb/s分支电路155Mb/s转换电路155Mb/sN*2Mb/sDXC2021/9/2713SDH技术1、SDH基本概念;2、SDH的帧结构及速率;3、SDH的服用过程;4、开销与管理指针单元;5、开销字节与网络事件的关系;6、SDH的组网方式(SDH网络拓扑结构)2021/9/2714SDH的基本概念的基本概念 同步数字体系同步数字体系同步数字体系同步数字
15、体系 SDH SDH S Synchronous ynchronous D Digital igital H Hierarchy ierarchy 表示一整套可以进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准表示一整套可以进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字传送结构等级,用于在物理传输网上传送经适配的净化数字传送结构等级,用于在物理传输网上传送经适配的净负荷负荷SDH是一套数字传送结构;是一套数字传送结构;通过物理传输网络传送经适配的业务信息(净负荷);通过物理传输网络传送经适配的业务信息(净负荷);被设计成多用途,允许传送各种类型的信号(包括被设计成多用途,允许传送各种类型的信号(包括G.7
16、02规规定的定的PDH信号在内)。信号在内)。一种具有标准光接口的高速光纤系统一种具有标准光接口的高速光纤系统。一种同步复用设备一种同步复用设备。一种由基本网元组成一种由基本网元组成,可进行同步信息传输可进行同步信息传输,复用复用,分插和交叉分插和交叉连接的传送网连接的传送网。2021/9/2715SDH的基本概念的基本概念同步数字体系同步数字体系所包含的内容:所包含的内容:一套新的国际标准一套新的国际标准 一个组网原则一个组网原则 一种复用方法一种复用方法 SDH提供了一个在国际上得到支持的框架,从而在此框提供了一个在国际上得到支持的框架,从而在此框架基础上就可以发展并建成一种灵活、可靠以及
17、能进行遥控架基础上就可以发展并建成一种灵活、可靠以及能进行遥控管理的世界通信传输网。管理的世界通信传输网。SDH传输网非常容易地扩展,并且非常适于新的电信传输网非常容易地扩展,并且非常适于新的电信业务的开发。业务的开发。SDH标准使不同厂家生产的设备之间进行互通成为可能,标准使不同厂家生产的设备之间进行互通成为可能,这正是网络建设者长期以来一直期望的。这正是网络建设者长期以来一直期望的。对于用户和通信运营商来说,对于用户和通信运营商来说,SDH标准可以保证未来的信标准可以保证未来的信息技术的发展将会是有条不紊的,完全不必要担心出现不兼息技术的发展将会是有条不紊的,完全不必要担心出现不兼容性或网
18、络的过时问题。容性或网络的过时问题。2021/9/2716SDH的基本概念的基本概念网络节点接口网络节点接口 NNI:Network Node Interface NNI表示网络节点(实现终结、复用、交叉连接和交换功能表示网络节点(实现终结、复用、交叉连接和交换功能)之间的接口。)之间的接口。SMSMSM有线/无线系统DXC/EA有线/无线系统 SMSMSMTRTRTRNNINNINNINNITRTRTRSMSM:同步复用设备:同步复用设备 DXC:数字交叉连接设备数字交叉连接设备TR:支路支路 EAEA:外部接入设备:外部接入设备2021/9/27172、SDH的速率及帧结构的速率及帧结构
19、同步传送模块同步传送模块同步传送模块同步传送模块-STMSTM:S Synchronous ynchronous T Transport ransport MModuleodule STM是一种信息结构,它由信息净负荷、段开销是一种信息结构,它由信息净负荷、段开销(SOH)和)和AU指针构成,组织成一种信息结构,重复周期指针构成,组织成一种信息结构,重复周期为为125s。这种信息适宜在所选择的媒质上以与网络同步的这种信息适宜在所选择的媒质上以与网络同步的速率串行传输。基本模块速率串行传输。基本模块STM-1信号的速率为信号的速率为155520Kbit/s.更高阶的更高阶的STM-N模块信号由模
20、块信号由N个个STM-1信号按信号按同步复用方式形成。同步复用方式形成。SDH具有一套标准化的信息结构等级,称为同步传送模块具有一套标准化的信息结构等级,称为同步传送模块STM-1、STM-4和和STM-16,并具有页(块)状帧结构。,并具有页(块)状帧结构。2021/9/2718STM-N帧结构帧结构STM-N帧结构由三部分组成:帧结构由三部分组成:信息净负荷(信息净负荷(Payload),含),含POH 管理单元指针(管理单元指针(AU PTR)段开销(段开销(SOH)-RSOH和和MSOHSTM-1帧由帧由9行、行、270列共列共2430个字节组成。传送时按由左到个字节组成。传送时按由左
21、到右、由上至下的顺序进行,直到整个帧传送完毕。每秒传送右、由上至下的顺序进行,直到整个帧传送完毕。每秒传送8000帧。因此其传输速率为:帧。因此其传输速率为:270988000=155.520Mbit/sMSOHRSOH传输方向9270N字节134599 N261 N传输方向270 NRSOHMSOHSTM-N信息净负荷(含少量POH)AU PTRAU PTRRSOHMSOH2021/9/2719STM-256STM-64AUG-256AUG-64STM-16AUG-16STM-4AUG-4STM-1AUG-1STM-0AU-3AU-4AU-4-4cAU-4-16cAU-4-64cAU-4-2
22、56cVC-4-256cVC-4-64cVC-4-16cVC-4-4cVC-4VC-3TUG-3TUG-2TU-2VC-2C-2TU-12VC-12C-12TU-11VC-11C-11TU-3VC-3C-3C-4C-4-4cC-4-16cC-4-64cC-4-256cx1x1x4x4x1x3x7x7x3x4Pointer processingMultiplexingAligningMappingx4x4x1x1x1x1x1x1x1x1x1x1x3SDH复用路径图2021/9/2720开销开销开销段开销段开销SOH 通道开销通道开销POH再生段开销再生段开销RSOH复用段开销复用段开销MSOH高
23、阶通道开销高阶通道开销HPOH低阶通道开销低阶通道开销LPOHRSOH、MSOH、HPOH、LPOH完成层层细化的监控功能。2021/9/2721SDH开销功能的组织结构C-1C-3低接组装低接组装C-4C-1C-3C-4高接组装高接组装再生段 再生段再生段SOHSOHSOH复用段(SOH)高接通道开销(HPOH)低接通道开销(LPOH)STM-N复用STM-N复用2021/9/2722段开销(SOH)不扰码字节不扰码字节*国内使用保留字节国内使用保留字节传输媒质指示字节传输媒质指示字节 A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0*B1E1F1D1D2AU PTR9列列MSOHB2 B2 B2
24、K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1 E2 D39行行RSOH9 行RSOHAU pointerMSOH270Payload(含(含POH)2430199列270列以STM-1为例说明2021/9/2723SOH:段开销是指STM帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须的附加字节,主要是供网络运行、管理和维护使用的字节。SOH可进一步划分为再生段开销RSOH和复用段开销MSOH。AU PTR:管理单元指针是一种指示符,主要用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置,以便在接收端正确的分解。Payload:信息净负荷就是帧结构中用户所需要的真正的信息。其中
25、还包括少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销字节(POH)。帧结构的分区帧结构的分区2021/9/2724 9 列 A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0 B1 E1 F1 D1 D2 D3 A U-P T R (管理单元指针)B2 B2 B2 K1 K2 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 S1 M1 E2 RSOHMSOH9行 传输方向T=125s 国内使用字节 传输媒质指示字节 空格:国际使用字节段开销段开销2021/9/2725再生段开销再生段开销(1)帧定位:帧定位:A1,A2。用于。用于STM-1帧定位,规帧定位,规定为两种固定代码:定为两种固定代码:
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