传输原理基本知识(精品).ppt

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1、2/6/202311.传输网概念传输网概念1.1 概念与结构模型概念与结构模型1.2 演进过程演进过程1.3 数字传输与复用数字传输与复用1.4 帧结构帧结构2.传输网特性传输网特性2.1 SDH传输网的保护技术传输网的保护技术2.2 SDH传输网的同步定时传输网的同步定时2.3 SDH传输网的网络管理传输网的网络管理3.网络举例网络举例4.传输网性能传输网性能3.1 误码误码3.2 抖动抖动3.3 漂移漂移3.4 延时延时5.传输网建设全过程传输网建设全过程6.传输网发展方向传输网发展方向目录实用举例2/6/20232长途电话全程传输模式用户市话局长话局长话局市话局用户1.传输网概念传输网概

2、念1.1 概念与结构模型概念与结构模型2/6/20233中继网接入网DXC4/4DXC4/4DXC4/4DXC4/4DXC4/4DXC4/4ADMADMDXC4/4DXC4/4ADMADMADMADMDXC4/1ADMADMADMADMADMADMOLCOLCOLCADMADMADMADMOLCOLC一级干线网二级干线网国家SDH传输网络结构图省际长途网省内长途网1.传输网概念传输网概念中继网2/6/20234(a)线形(b)星形(c)树形(d)环形(e)网格形1.传输网概念传输网概念2/6/20235PDH(1)只有地区性的数字信号速率和帧结构表准,而不存在世界标准。欧洲和中国的速率标准为2

3、Mb/s-8Mb/s-34Mb/s-140Mb/s北美的速率标准为 1.5Mb/s-6.3Mb/s-45Mb/s-Nx45Mb/s日本的速率标准为 1.5Mb/s-6.3Mb/s-32Mb/s-100Mb/s-400Mb/s(2)没有世界性的标准光接口规范,各厂家自行开发专用光接口,限制了互连互通(3)除低速率等级的信号采用同步复用外,多数等级的信号采用异步复用,复用结构复杂且缺乏灵活性(4)复用结构中无安排很多用于网络运行、管理和维护的比特,网络的OAM能力差。(5)由于建立在点对点的传输基础上的复用结构缺乏灵活性,使得数字通道设备的利用率很低。1.传输网概念传输网概念1.2 演进过程演进过

4、程2/6/20236SDH(1)使1.5Mb/s和2Mb/s两大数字体系(3个地区性标准)在STM-1等级上获得统一。(2)采用同步复用方式和灵活的复用映射。(3)SDH帧结构中安排了丰富的开销比特,使网络的OAM能力大大加强。(4)由于将标准光接口综合进各种不同的网元,减少了将传输和复用分开的需要,简化设备和系统。(5)SDH网具有信息净负荷的透明性。(6)SDH网还具有定时透明性。(7)SDH网能与现有PDH网络完全兼容。(8)SDH信号结构的设计已经考虑网络传输和交换应用的最佳性,因而在电信网的各个部分中都能提供简单、经济和灵活的信号互连及管理。1.传输网概念传输网概念2/6/20237

5、SDH设备实现的要点设备实现的要点:同步复用同步复用处理简单处理简单块状帧结构块状帧结构信息模块化信息模块化字节间插字节间插电路上下方便电路上下方便映射复用映射复用灵活互通灵活互通交叉连接交叉连接网路调度灵活网路调度灵活指针调整指针调整相位差吸收相位差吸收分层概念分层概念高效处理高效处理开销字节开销字节网管能力强网管能力强分插复用分插复用环网保护环网保护,拓扑灵活拓扑灵活横向兼容横向兼容互连互通互连互通同步与定时同步与定时组网的关键组网的关键1.传输网概念传输网概念2/6/20238*国际上最初的数字通信标准是用于电话数字传输系统的。*数字传输系统两个最基本的参数，125s/帧及64Kb/s一

6、个话路，为所有复用系列（PDH和SDH）所共用。PDH与SDH的标准速率等级PDH等级速率(Kb/s)基群二次群三次群四次群2048139264844834368SDH等级速率(Mb/s)STM-1STM-4STM-16STM-64155.5209953.2802488.320622.0801.传输网概念传输网概念1.3 数字传输与复用数字传输与复用2/6/20239E1复帧ts0 ts1 ts2 ts3ts16ts29 ts30 ts31R0011011R1PPPPPY1000PY2PP0a1b1d1a16 b16 c16 d16c1a15b15d15 a30 b30 c30 d30c15D

7、0D1D3D4D5D6D7D2F0F1F3F4F5F6F7F2F8F9F11 F12 F13 F14 F15F10帧同步码 (偶帧)帧同步码 (奇帧)复帧同步备用第0帧第15帧其余各帧的数据位(PDH)E1复帧的格式E1的速率为2048Kb/s，一条E1中包含32个8比特宽的时隙，共256比特，可承载32条64Kb/s的话路。在每个E1帧中，采用第0时隙来传递帧同步信息，用第16时隙来承载信令信息。16个E1帧可构成一个E1复帧。1.传输网概念传输网概念1.4 帧结构帧结构2/6/2023109x270 xN字节AU PTRSOHSOHSTM-N 净负荷 (含POH)13459传输方向9xN2

8、61xN270 xN列(SDH)STM-N 帧结构STM-N 帧由270 xN列和9行8比特字节组成。对于STM-1而言，帧长度为2430个字节，相当于19940比特，用时间表示是125s。1.传输网概念传输网概念2/6/2023112.传输网特性传输网特性网络保护路径段层子网连接(另一种通道层保护)(SNC)(任何网络结构)通道层HO/LO线形VC复用段环线性专用共享(MS-SPRing)专用(1+1)共享(1:n)2纤4纤专用1+11:n单向双向回复非回复SNC/ISNC/N专用1+1(单)1:n(双)回复非回复网络保护的分类网络保护的分类网络保护的分类网络保护的分类2.1 SDH传输网的

9、保护技术传输网的保护技术G.841建议内容建议内容SNC/N-保护服务层+客户层2/6/2023122.传输网特性传输网特性*同步同步-模拟网不需要模拟网不需要,数字网需要数字网需要,防止滑码。防止滑码。交换机与复用器同步于一个公共定时源。交换机与复用器同步于一个公共定时源。*PDH 高次群（高次群（8M，34M和和140Mb/s)是分别定时的，但又是分别定时的，但又保持在几乎同步（即准同步）状态，也就是保持在几乎同步（即准同步）状态，也就是PDH中采用的中采用的比特塞入式的定时调整，不影响比特塞入式的定时调整，不影响2Mb/s数据载送的定时质量，数据载送的定时质量，即即PDH对对2Mb/s定

10、时透明。定时透明。*SDH采用完全同步的复用机制以及随之而用的指针处理采用完全同步的复用机制以及随之而用的指针处理技术，要求每个技术，要求每个SDH网元都同步起来，即多个时钟串接同网元都同步起来，即多个时钟串接同步，避开指针处理给支路信号造成定时不透明的影响。步，避开指针处理给支路信号造成定时不透明的影响。2.2 SDH传输网的同步定时传输网的同步定时2/6/202313时钟STM-NSTM-N定时基准(e)内部定时时钟时钟STM-NSTM-N(a)外同步输入定时(b)环路定时时钟时钟(c)通过定时时钟STM-N支路口(d)线路定时时钟STM-N支路口2.传输网特性传输网特性2/6/20231

11、4高层功能低层功能单元管理者B单元管理者A专用监视系统D单元管理者CNENENENENENENENENENENE准同步系统网络单元网络管理层网元管理层网络单元层网络管理系统分层结构2.传输网特性传输网特性2.3 SDH传输网的网络管理传输网的网络管理2/6/202315SDHSDH网络结构图网络结构图网络结构图网络结构图2/6/202316SDH SDH 网网网网 络设备配置图络设备配置图络设备配置图络设备配置图枢纽琴亭九一江头江头杏西东海东海九一 南环南环_ _ 西西/3 南环南环_ _ 东东/6漳州3莆田东海琴亭 南环南环2/2/7 南环南环1/1/5三明东海莆田东东 环环 6福安福安宁德

12、宁德建阳建阳南平南平枢纽枢纽琴亭枢纽枢纽南平南平 中环中环/4江头东海龙岩漳州2三明 西西 环环/6 北环北环/1N_R Level 1N_R Level 1S_R LevelS_R LevelDXC LevelDXC Level江头江头枢纽枢纽枢纽枢纽三明三明南平南平南平南平东海东海龙岩漳州2江头莆田琴亭枢纽枢纽东海三明南平南平建阳建阳福安福安宁德宁德莆田2九一杏西漳州3DWDM LevelDWDM LevelITM/NM网管中心网管中心ITM-SC 1ITM-SC 2ITM-SC 3龙岩漳州2枢纽枢纽琴亭莆田江头 西西 中中 环环/2枢纽枢纽琴亭莆田东海建阳建阳福安福安宁德宁德东东 中中

13、环环/3N_R Level 2N_R Level 22/6/202317光缆线路图光缆线路图2/6/202318通路组织图通路组织图通路组织图通路组织图单位:155Mb/s2/6/202319 南环南环2/2/7枢纽九一江头江头杏西 南环南环_ _ 西西/3 南环南环_ _ 东东/6漳州3莆田东海琴亭 南环南环1/1/5LADM16/1LADM16/1LADM16/1EADM16/1LADM16/1LADM16/1LEADM16/1ADM16/1LLADM16/1LADM16/1ADM16/1LADM16/1LLADM16/1EADM16/1ADM16/1LLADM16/1LBITSBITSP

14、RCDUSPRCPRCPRCPRC21PRCDUSPRCDUSPRCDUSPRCDUSPRCDUSPRCDUS2112112121223PRCPRC21PRCDUSPRCDUSPRCDUSPRCPRC211232PRCDUSPRCDUS123DUSPRC3232111PRCDUSPRCPRC2123SSU-T1SSU-TSSU-T21DUSPRCPRCBITSSSU-T1LWS-ADM4/1 MUXEADM16/1PRC31112同步定时图同步定时图同步定时图同步定时图网管中心网管中心ITM-NM ITM-NM K460H Hub1ub1 NMNMB132LRJ45RJ45ITM-SC1 IT

15、M-SC1 D230SC1SC1B132LRJ45RJ45ITM-SC2 ITM-SC2 D230SCSC2 2B132LRJ45RJ45ITM-SC3 ITM-SC3 D230SC3SC3B132LRJ45RJ45PrinterRJ45RJ45H Hub2ub2RJ45RJ45DWDM level:29 OLS80G点到点TM环西小环、中环、东环共计：176个逻辑网元西中环东中环、北环共计：118个逻辑网元南环_西、南环_东南环_1、南环_2共计：128个逻辑网元WaveStar DACSManagementQ-LANQ-LANQ-LANBNCH Hub3ub3H Hub4ub4网络管理图网

16、络管理图网络管理图网络管理图2/6/2023214.1 误码误码概念：概念：误码误码经传输后，数字流的某些比特发生差错，使传输信息的质量经传输后，数字流的某些比特发生差错，使传输信息的质量发生损伤。发生损伤。影响：影响：话音通信中表现为听筒中的喀呖声；数据通信中表现为数据块的报废；话音通信中表现为听筒中的喀呖声；数据通信中表现为数据块的报废；图象通信中表现为画面的雪花干扰，多个线条干扰，画面滚动等。图象通信中表现为画面的雪花干扰，多个线条干扰，画面滚动等。4.传输网性能传输网性能2/6/202322指标：指标：误码率误码率错误比特数错误比特数/传输比特总数传输比特总数 （特定时间段）。（特定时

17、间段）。误块秒比（误块秒比（ESR）当某当某1S具有具有1个或多个差错块或至少一个缺陷（信号丢失，个或多个差错块或至少一个缺陷（信号丢失，帧定位丢失，指针丢失，各级告警指示和信号标记失配等）时，称为帧定位丢失，指针丢失，各级告警指示和信号标记失配等）时，称为误块秒误块秒（ES）。ES数数/总的可用时间（特定时间段）。总的可用时间（特定时间段）。严重误块秒比（严重误块秒比（SESR）当某当某1S内包含有不少于内包含有不少于30%的差错块个或多个差的差错块个或多个差错块或至少一个缺陷时，称为错块或至少一个缺陷时，称为严重误块秒严重误块秒（ES）。SES数数/总的可用时间（特定总的可用时间（特定时间

18、段）。时间段）。背景块差错比（背景块差错比（BBER）扣除不可用时间和扣除不可用时间和SES期间出现的差错块以后所剩期间出现的差错块以后所剩下的差错块，称下的差错块，称背景块差错背景块差错（BBE）。）。BBE数数/扣除不可用时间和扣除不可用时间和SES期间所有块期间所有块以后的总块数之比。以后的总块数之比。4.传输网性能传输网性能2/6/202323 64kb/s数字连接的误码性能参数方面有数字连接的误码性能参数方面有ITU-T建议建议G.821；高比特高比特率通道误码性能参数方面有率通道误码性能参数方面有ITU-T建议建议G.826/828。G.821规范是建立在规范是建立在BER基础上的

19、以秒为基本度量间隔的指标体系，基础上的以秒为基本度量间隔的指标体系，基于服务用户，适用于基于服务用户，适用于Nx64 64kb/s数字数字通道。通道。G.826/828规范是建立规范是建立在块基础上并以块为基本度量间隔的指标体系，基于网络提供者，适在块基础上并以块为基本度量间隔的指标体系，基于网络提供者，适用于一次群及以上速率的数字通道。用于一次群及以上速率的数字通道。总的来看，总的来看，G.826/828误码性能指标严于误码性能指标严于G.821误码性能指标误码性能指标。误误码统计越是随机分布，越是严格。码统计越是随机分布，越是严格。4.传输网性能传输网性能2/6/202324终端国终端国中

20、间国（最多4个）国间部分（例海缆）国际部分国内部分国内部分 27500 KMPEPPEPIGIG IG 高比特率通道全程指标分配高比特率通道全程指标分配PEP IG通道终端点国际接口局4.传输网性能传输网性能2/6/202325用户本地节点长途节点长途节点本地节点用户 6900 KMTT（PEP）（PEP）100 KM100 KM100 KM100 KM6500 KM用户网中继网 长途网中继网用户网我国国内标准最长假设参考通道我国国内标准最长假设参考通道4.传输网性能传输网性能2/6/202326指标的分配策略-采用了按区段分配结合按距离分配（1）两端国家不论大小各得一固定的区段容限，其值为1

21、7.5%的端到端指标。然后再按距离每500KM再分配给1%的端到端指标。（2）国内标准最长的假设参考通道为6900KM，从国际接口局到通道终端点PEP之间为3450KM。按要求的指标的分配策略，我国国内部分共分得24.5的的端到端指标。(3)国内网分成两部分,即用户网和核心网。用户网环境恶劣，按区段分给6%的端到端指标；核心网按距离成比例分配直至再生段为止，相当每公里可分得0.0055的端到端指标。全程端到端通道误码性能要求全程端到端通道误码性能要求ESR-误块秒比SESR-严重误块秒比BBER-背景误块比4.传输网性能传输网性能2/6/2023274.2 抖动抖动概念：概念：抖动抖动数字信号

22、的特定时刻相对其理想参考时间位置的短时间偏离数字信号的特定时刻相对其理想参考时间位置的短时间偏离（指变化频率高于（指变化频率高于10Hz的相位变化）。的相位变化）。影响：影响：对数字编码的模拟信号，抖动造成信号失真，形成抖动噪声。在再生对数字编码的模拟信号，抖动造成信号失真，形成抖动噪声。在再生器中，降低其信噪比余度，直至发生误码。对配有缓存器的网元，会器中，降低其信噪比余度，直至发生误码。对配有缓存器的网元，会产生滑动损伤。语声信号比图象信号更能忍受抖动影响。产生滑动损伤。语声信号比图象信号更能忍受抖动影响。规范：规范：G.823将高于将高于10Hz的相位变化称为抖动指标的相位变化称为抖动指

23、标,低于的情况称为漂移指标低于的情况称为漂移指标,然后按业务量接口和同步接口分别给出指标。然后按业务量接口和同步接口分别给出指标。4.传输网性能传输网性能2/6/2023284.3 漂移漂移概念：概念：抖动抖动数字信号的特定时刻相对其理想参考时间位置的长时间偏离数字信号的特定时刻相对其理想参考时间位置的长时间偏离（指变化频率低于（指变化频率低于10Hz的相位变化）。最普遍的原因是环境温度变化。的相位变化）。最普遍的原因是环境温度变化。影响：影响：电话业务受漂移的影响类似于误码产生的脉冲噪声；传真业务的清晰度电话业务受漂移的影响类似于误码产生的脉冲噪声；传真业务的清晰度下降或质量严重恶化；图象业

24、务会有图象冻结现象。下降或质量严重恶化；图象业务会有图象冻结现象。规范：规范：G.823将高于将高于10Hz的相位变化称为抖动指标的相位变化称为抖动指标,低于的情况称为漂移指标低于的情况称为漂移指标,然后按业务量接口和同步接口分别给出指标。然后按业务量接口和同步接口分别给出指标。4.传输网性能传输网性能2/6/2023294.4 延时延时概念概念延时延时信号传输需要时间发生延时。信号传输需要时间发生延时。影响影响对电话业务，使收话方等待的时间过长，回波干扰使受话清晰度下降；对电话业务，使收话方等待的时间过长，回波干扰使受话清晰度下降；对数据业务，延时越大，传输效率越低；对电视业务，产生画面和声

25、对数据业务，延时越大，传输效率越低；对电视业务，产生画面和声音相脱节现象等。音相脱节现象等。规范规范ITU-T规定有网络性能的规范，另外还有电路性能的规范。规定有网络性能的规范，另外还有电路性能的规范。4.传输网性能传输网性能2/6/202330规划规划/计划计划可行性研究可行性研究/方案设计方案设计依规范书谈判依规范书谈判/签约签约初步设计初步设计/施工图设计施工图设计督导安装与调测督导安装与调测初步验收初步验收试运行试运行最终验收最终验收开通运行开通运行/保修期保修期5.传输网建设全过程传输网建设全过程2/6/2023314容量要足够大4随着数据业务量特别是IP业务量的飞速增长，对于以电话

26、业务为主的传统电信网络形成越来越大的压力，网络变化将向着宽带化、光纤化、智能化、网络接入的无线化及三网融合的大趋势发展，4我国近期电信体制正在加大改革的力度，竞争在全方位展开，除了广电、联通外、随着移动从电信网中剥离，对于传输电路的建设使用产生影响。6.传输网发展方向传输网发展方向2/6/2023324 加速加大光缆网的投入4根据当前的电信发展趋势及竞争方面的因素，不论从安全性、使用期限考虑(光缆的使用期限为20年)，还是从出租光纤和波导等因素的考虑，我们都必须在加强规划的指导下，加大和完善光缆网络的投入，对光缆芯数进行合理的布置，使之适应技术业务发展的需要。4G.655 非零色散位移光纤适合

27、传输TDM、WDM的2.5Gb/s、10Gb/s及更高速率的光纤通信系统。今后新建的光缆通信线路,尤其是业务量较大的光缆干线,为了能适应高速率、多信道系统的传输要求,宜采用G.655 非零色散位移光纤。6.传输网发展方向传输网发展方向2/6/2023334完善网络安全性方面的保护与恢复功能4每个节点出局应有两个以上的路由，各个网络必须有双节点互通，4在长途网建设方面，从安全性考虑，应积极考虑各本地网设传输双节点，而不论TS2是否建设。4在环形网建设的基础上引入格形网结构，这样不仅可以提高网络的安全性，也可以提高通道的使用效率。6.传输网发展方向传输网发展方向2/6/2023344提高网络的可重

28、塑性和提供各种接口4其业务增长有相当大的随机性，在时间或地域上都会变化，而传输网络的建设和扩容一般都需要较长的时间。对传输系统上的设备进行满容量的配置，这样就在容量所许可的范围内灵活地改变业务的流量、流向。格形网方面进行考虑4在传输网络上应提供各种业务的接入平台，以使各种业务能够方便地、及时地接入，这样也为网络应急条件下电路的调度带来好处。6.传输网发展方向传输网发展方向2/6/2023354DXC设备的使用DXC可以起到业务量疏导，网络恢复保护，代替背对背复用器和配线架，传输检测中心等多种作用，但初期引入DXC时首先考虑的是其一两种功能。鉴于DXC设备尚在不断的演进过程中，特别是恢复算法和网

29、管方面离标准化较远，多厂家互连困难较大。对DXC的引用应抱着积极稳妥的态度，逐步推广使用。配置DXC的节点一般在网路结构中处于重要的位置，要根据网路的总体规划要求分步配置。当以DXC组网时，必须考虑具有一定的网路冗余度。本地网中当环间电路调度困难时，可根据具体情况设置DXC设备。考虑到本地网与干线网的密切关系，在网关局配置DXC时要统一考虑，合理配置，避免几个同类的DXC背对背运行，等等。6.传输网发展方向传输网发展方向2/6/2023364同步4SDH设备接受同步网提供定时基准,同时还担负着传递定时的重要任务。4对于SDH传输网，应统一规定其同步性能、功能，为定时基准的可靠传递奠定良好的基础

30、和环境。要求SDH设备时钟SEC的标准化，应该统一规定符合ITU-T G.813要求。SDH设备的外同步输入、输出接口的统一规定。例如，外同步输出口输出的同步信号必须由STM-N直接倒出，以确保同步信号正常地往下传递。同步状态信息SSM是使光纤网络恢复正常定时工作的主要方法。但目前SDH网元对SSM的一系列算法，ITU-T并未规定,采用SDH传定时的安全可靠性还需进一步研究。4推广使用SSM是保障定时链路畅通的主要手段6.传输网发展方向传输网发展方向2/6/2023374网络管理4由于网管系统的接口标准仍未完全统一，还在不断发展变化，功能仍不完善，各厂家网络管理上的互通仍属空中阁楼。4使用不够

31、熟练，二次开发少，而且硬件、软件技术正不断升级，给应用者带来困难，网管的有效性没有想现中那么好。6.传输网发展方向传输网发展方向2/6/2023384SDH横向兼容性4需要在物理层和管理层上都满足才行。4物理层目前物理层上的信号速率、帧结构、复用结构和光接口都有了统一的规范。尚有不少字节尚未标准化，或标准化不彻底；再有，DCC的互通不仅涉及物理层，而且涉及7层协议互通问题，尽管协议可以一致，但信息模型难以统一。4管理层要在管理层上实现互连互通、互操作很复杂,它要求不同设备和管理系统的协议和信息模型都一致。MD-NE接口(Qx)涉及到具体SDH设备的管理,要实现不同厂家的设备和网管的横向兼容性十

32、分困难。OS-MD接口（Q3），只需知道业务点细节，无须了解设备细节，管理信息量大大减少，实现互通相对难度小一些。6.传输网发展方向传输网发展方向2/6/2023394DWDM全光网络4由于DWDM光传输系统的大量推广使用，将产生电传送层网络节点DXC的电子瓶颈，有必要在DXC上再加一层OXC和OADM。4OXC及OADM网络节点是DWDM全光网的核心技术，能够对多波长的光信号进行交叉连接，具有透明的传输代码格式和比特率，交叉连接容量大，交叉连接速率和接入速率范围宽，无需进行时钟同步和开销处理，监控维护参数少，没有光电转换，避免电信号造成的瓶颈。4全光网络分三层，分别是光网层：以DWDM为基础的结构可变的网络。电子层：各种电子交换，从程控交换、ATM交换到未来的某种交换。应用层：包括数据、话音到图像等各种业务之用。6.传输网发展方向传输网发展方向2/6/202340ATM/SDH其它交 换ATM/SDH未来格 式话音图像数据多媒体应用层电子交换层X-CX-CX-C光网络层X-COXCOADM4DWDM全光网络6.传输网发展方向传输网发展方向2/6/202341