光纖通信v4電子教案5章_SDH同步網

1、 SDH網有全世界統(tǒng)一的網絡節(jié)點接口NNI SDH網有一套標準化的信息結構等級，稱為同步傳遞模塊STM-NN=1，4，16，64，并具有一種塊狀幀結構 SDH網有一套特殊的復用結構 SDH網有大量采用軟件進行網絡配置和控制 SDH網有標準的光接口 SDH網的根本網絡單元有終端復用器TM、分插復用器ADM、再生中繼器REG和數(shù)字交叉連接設備等SDH網的概念中包含以下幾個要點：SDH的網絡節(jié)點接口、速率和幀結構1網絡節(jié)點接口圖5-1 NNI在網絡中的位置2同步數(shù)字體系的速率。SDH所使用的信息結構等級為STM-N同步傳輸模塊，最簡單的模塊信號是STM-1，其速率是155.520Mbit/s。其中N

2、是正整數(shù)，目前國際標準化N的取值為：N=1，4，16，64，256。相應各STM-N等級的速率為 STM-1 155.520Mbit/s STM-4 622.080Mbit/s STM-16 2488.320Mbit/s STM-64 9953.280Mbit/s STM-256 39813.12Mbit/s3幀結構 在STM-N幀結構中，共有9行，270N列，每個字節(jié)=8比特，幀周期為125s。圖5-2 STM-N的幀結構 由圖5.2可以看出，整個幀結構可以分為三個區(qū)域：段開銷SOH區(qū)、信息凈負荷區(qū)和管理單元指針。 段開銷SOH是指SDH幀結構中，為了保證信息正常傳送而供網絡運行、管理和維護

3、所使用的附加字節(jié)，它在STM-N幀結構中的位置是第1-9N列中的第1-3行和第5-9行。 信息凈負荷區(qū)域內存放的是有效傳輸信息，也稱為信息凈負荷，它是有效傳輸信息加上局部用于通道監(jiān)視、管理和控制的通道開銷POH組成。 管理單元指針實際上是一組數(shù)碼，用來指示凈負荷中信息起始字節(jié)的位置，這樣在接收端可以根據(jù)指針所指示的位置正確的分解出有效傳輸信息。SDH網的特點1SDH網絡是由一系列SDH網元組成的，它是一個可在光纖或微波、衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)上進行同步信息傳輸、復用和交叉連接的網絡。2它有全世界統(tǒng)一的網絡節(jié)點接口NNI3它有一套標準化的信息結構等級，被稱為同步傳輸模塊STM-N4它具有一種塊狀幀結構，在

4、幀結構中安排了豐富的管理比特，大大增加可網絡的維護管理能力5它有一套特殊的復用結構，可以兼容PDH的不同傳輸速率，而且還可以容納B-ISDN信號，因而具有廣泛的適應性5.2 SDH中的根本復用、映射結構 各種信號復用映射進STM-N幀的過程，都必須經過映射、定位和復用三大關鍵步驟。SDH復用結構 我國目前采用的復用結構是以2Mbit/s系列PDH信號為根底的，通常采用2Mbit/s 和140Mbit/s之路接口，有時也可根據(jù)需要采用34Mbit/s之路接口 1復用單元。SDH的復用結構是由一系列復用單元組成，各復用單元的信息結構和功能各部相同常用的有容器C、虛容器VC、管理單元AU、之路單元T

5、U等。 容器 容器C實際上是一種裝載各種速率業(yè)務信號的信息結構，主要完成PDH信號與VC之間的適配功能。 ITU-T規(guī)定了5種標準容器，我國的SDH復用結構中，僅用了裝載2.048Mbit/s、34.368Mbit/s和 139.264Mbit/s信號的3種容器，即C-12，C-3和C-4，其中C-4為高階容器，C-3和C-12為低階容器。 虛容器 虛容器VC是用來支持SDH通道層連接的信息結構，它是由標準容器C的信號加上用以對信號進行維護與管理的通道開銷POH構成的。虛容器又包括高階虛容器和低階虛容器。 無論是高階VC，還是低階VC，它們在SDH網絡中始終保持獨立的相互同步的傳輸狀態(tài)，即其幀

6、速度與網絡保持同步，并在同一網絡中的不同VC都是保持相互同步的 支路單元與支路單元組 VC出來的數(shù)字流進入管理單元AU或支路單元TU。TU是為低階通道層和高階通道層提供適配功能的一種信息結構，它是由虛容器和一個相應的支路單元指針構成。指針用來指示虛容器在高一階虛容器中的位置，這種凈負荷中對虛容器位置的安排稱為定位。一個或多個TU組成一個支路單元組TUG 支路單元與支路單元組 管理單元AU是一種在高階通道層和復用層提供適配功能的信息結構，由高階VC和一個相應的管理單元指針構成。一個或多個在STM-N幀中占固定位置的AU組成一個管理單元組AUG。管理單元指針的作用是用來指示該高階VC在STM-N中

7、的位置。同步傳輸模塊 同步傳輸模塊STM-N實在N個AUG的根底上，加上能夠起到運行、管理和維護作用的段開銷構成。關于通道、復用段、再生段的說明 在SDH傳輸系統(tǒng)中通道、復用段、再生段間的關系如圖5-5所示。其中PT指通道終端，MST指復用段終端，RST指再生段終端。2復用過程舉例圖5-6 STM-N的幀結構從圖中可以看出： 將139.264Mbit/s的支路信號送入高階容器C-4做適配處理，經碼速調整之后輸出149.760Mbit/s數(shù)字信號； 在C-4根底上每幀加9個字節(jié)的通道開銷POH，從而構成VC-4，起輸出的信號速率為150.336Mbit/s； 在VC-4內加上管理單元指針AU-P

8、TR，構成AU-4，那么信號速率為150.912Mbit/s； 當N=1時，由一個AUG加上段開銷后，那么STM-1信號的速率為155.520Mbit/s。映射方法映射：是指能夠在SDH網絡邊界與虛容器適 配的過程。5.3 SDH光傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)結構 DXC連接類型 通常有五種：單向、雙向、播送式、環(huán)回和別離接入 值得說明的是DXC4/1， DXC4/4/1均代表不同配置的DXC設置。通常在實際的設計中DXC的配置類型是用DXC X/Y來表示，其中X表示接口數(shù)據(jù)流的最高等級，Y表示參與交叉連接的最低級別。數(shù)字1-4分別表示PDH體系中的1-4次群速率，其中4也代表參與SDH體系中STM-1，數(shù)字

9、5和6那么分別代表SDH體系中的STM-4和STM-16傳送網的分層結構 通信網的分層結構： 圖5-11傳送網的分層結構分層結構： 最下層就是光傳送層。最上層是業(yè)務層。 業(yè)務層直接為電交換/復用層提供效勞內容，最后要通過光傳送/網絡層在光域上進行信號傳輸。 各層之間的關系是下層為上層提供支持手段，上層為下層提供效勞內容。 光傳送網又分為核心層、匯接層和接入層。 傳送網的節(jié)點和節(jié)點設備 傳送網是由網絡節(jié)點、傳輸通道、管理、控制和支撐設備構成。 傳送網中的節(jié)點通常具有以下特點： 網絡中的節(jié)點具有功率放大和數(shù)字信號再生功能。 網絡中的節(jié)點可以是業(yè)務的分插交匯點、交叉連接點，也可以是網絡管理系統(tǒng)、控制

10、系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)的切入點。 網絡升級以及新技術的使用都是通過節(jié)點配置來表達的，因而網絡技術性能同樣是通過網絡節(jié)點設備的性能來顯現(xiàn)的。傳送網中常使用的網絡節(jié)點設備根本分為兩大類： 1、基于電子技術的復用設備 2、基于光層面的光傳送技術的設備圖5-13 傳送網的分層模型 電路層網絡 電路層網絡是面向公用交換業(yè)務的網絡 通道層網絡 通道層網絡為電路層網絡節(jié)點提供透明的通道 傳輸媒質層的網絡 傳輸媒質層是指那些能夠支持一個或多個通道層網 絡，并能在通道層網絡節(jié)點處提供適當通道容量的網絡 段層網絡又可以進一步分為復用段層網絡和再生段層網絡 再生段層網絡是用于傳遞再生中繼器之間以及再生中繼器與復用終端之間信

11、息的網絡 物理媒質層網絡是那些能夠為通道層網絡提供效勞的、能夠以光電脈沖形式完成比特傳送功能的網絡 相鄰層網絡間的關系 2層網絡的分割 子網的分割 網絡連接和子網連接的分割5.5 SDH網絡中的平安性問題 保護與同步 網絡的保護 自愈功能是指當網絡出現(xiàn)故障時，能夠在無需人為干預的條件下，在極短時間內從失效狀態(tài)中自動恢復所攜帶的業(yè)務，使用戶感覺不到網絡已出現(xiàn)了故障。其根本原理就是使網絡具有備用路由和重新確立通行的能力 自愈保護可以分為線路線路保護倒換、環(huán)形網保護、網孔形DXC網絡恢復及混合保護方式等圖5-15 1+1線路保護倒換結構圖5-16 2保護倒換的實現(xiàn) K1和K2字節(jié) 操作過程 2幾種典

12、型的自愈結構 二纖單向復用段倒換環(huán)圖5-17 二纖單向復用段倒換環(huán) 四纖雙向復用段倒換環(huán)圖5-18 四纖雙向復用段倒換環(huán) 二纖雙向復用段倒換環(huán)圖5-19 二纖雙向復用段倒換環(huán) 二纖單向通道倒換環(huán)圖5-20 二纖單向通向倒換環(huán)SDH的網同步 所謂網同步是指網絡的所有設備的時鐘頻率和相位的偏差都控制在容許的范圍之內，這樣可以保證通信網內的數(shù)字信號的正常交換與傳輸.網同步方式 國際上所使用的同步方式有主從同步方式、相互同步方式和準同步方式，但大多數(shù)國家普遍采用主從同步方式 主從同步方式就是要在同步網中設立一個最高級別的基準主時鐘，而其他時鐘均逐級與上一級時鐘保持同步，以此實現(xiàn)與主時鐘同步的目的，及具

13、體結構如圖5-11所示圖5-22 我國同步時鐘等級 由圖5-22可知，主從同步網多采用樹型拓撲結構，基準時鐘通過同步鏈路逐級向下傳輸，在各交換節(jié)點上，通過鎖相環(huán)將本地時鐘與接收到的上一級時鐘進行相位鎖定，從而到達與基準時鐘同步的目的.我國同步網結構 我國同步網采用分級的主從同步方式，即同步網中的時鐘依據(jù)其在網中的位置和重要性被分為四個等級，其中基準時鐘為第一級時鐘，其他三級依次為轉接局、本地局和設備從時鐘。每一級從時鐘需要和上一級或同級保持同步. 同步時鐘的等級標準. 時鐘電路的工作模式光接口、電接口的界定光接口：電接口：圖5-23：誤碼性能 是以誤塊秒比ESR、嚴重誤塊秒比SESR及背景誤塊

14、比BBER為參數(shù)來表示的1.誤塊EB 由于SDH幀結構是采用塊狀結構，因而當同一塊內的任意比特發(fā)生過失時，那么認為該塊出現(xiàn)過失，通常稱該塊為過失塊或誤塊2.誤碼性能參數(shù) 誤塊秒比ESR：當某1秒具有1個或多個誤塊時，那么稱該秒為誤塊秒，那么在規(guī)定觀察時間間隔內出現(xiàn)的誤塊秒數(shù)與總的可用時間在測試時間內扣除其間的不可用時的時間之比便成為誤塊秒比 嚴重誤塊秒比SESR：某1秒內有不少于30%的誤塊，那么認為該秒為嚴重誤塊秒比 背景誤塊比BBER：如果連續(xù)10秒鐘誤碼率劣于10-3那么認為是故障 三個指標中，SESR指標最嚴重，BBER最送抖動性能 抖動是數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的重要指標之一，它對通信系統(tǒng)的質量有非常大的影響1.抖動與漂移的概念 在數(shù)字信號傳輸過程中，脈沖在時間間隔上不再是等間隔的，而是隨機的，這種變化關系可以用頻率來描述，當頻率10Hz時的隨機變化被稱為抖動，反之稱為漂移。抖動的程度原那么上可以用時間按、相位、數(shù)字周期來表