第六章 同步數(shù)字體系

1、 王立王立湖南文理學(xué)院電氣系湖南文理學(xué)院電氣系 v6.1 兩種傳輸體制 v6.2 SDH6.1 兩種傳輸體制一. PDH(準(zhǔn)同步數(shù)字系列)v1976年實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化v有兩種基礎(chǔ)速率:1.544Mbit/s和2.048Mbit/sv主要應(yīng)用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸v采用正碼速調(diào)整方法實(shí)現(xiàn)復(fù)用PDH系列的缺點(diǎn)有：系列的缺點(diǎn)有：(1) PDH有兩種系列，即以有兩種系列，即以2.048Mb/s為基群及為基群及以以1.544Mb/s為基群的體系，相互間難以互通為基群的體系，相互間難以互通和兼容。和兼容。(2) 由于沒有統(tǒng)一規(guī)范的光接口，不同廠家的由于沒有統(tǒng)一規(guī)范的光接口，不同廠家的設(shè)備在光路上不能互通，必須轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電

2、接設(shè)備在光路上不能互通，必須轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電接口才能互通，限制了聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用?？诓拍芑ネ?，限制了聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。(3) PDH高次群信號(hào)中的低次群信號(hào)位置沒有指示，高次群信號(hào)中的低次群信號(hào)位置沒有指示，因此要從中取出因此要從中取出/插入一個(gè)低次群信號(hào)插入一個(gè)低次群信號(hào)(俗稱上俗稱上/下電路下電路)很不方便，必須逐級(jí)分接、復(fù)接才能實(shí)現(xiàn)，需要設(shè)備很不方便，必須逐級(jí)分接、復(fù)接才能實(shí)現(xiàn)，需要設(shè)備多，上下業(yè)務(wù)費(fèi)用高。多，上下業(yè)務(wù)費(fèi)用高。 (4) PDH各等級(jí)的幀結(jié)構(gòu)中預(yù)留的插入比特各等級(jí)的幀結(jié)構(gòu)中預(yù)留的插入比特(開銷開銷)很很少，使網(wǎng)絡(luò)無法適應(yīng)不斷演變的管理要求，更難以支少，使網(wǎng)絡(luò)無法適應(yīng)不斷演變的管理要求，更難以支

3、持新一代的網(wǎng)絡(luò)。持新一代的網(wǎng)絡(luò)。為此，為此，CCITT根據(jù)世界各國(guó)間通信聯(lián)網(wǎng)的需要，制根據(jù)世界各國(guó)間通信聯(lián)網(wǎng)的需要，制定了同步數(shù)字系列定了同步數(shù)字系列SDH(Synchronous Digital Hierarchy)的建議。在用光纖來構(gòu)成基于的建議。在用光纖來構(gòu)成基于SDH的傳輸?shù)膫鬏斁W(wǎng)時(shí)，也稱為同步光網(wǎng)網(wǎng)時(shí)，也稱為同步光網(wǎng)SONET(Synchronous Optical Network)，是一種新一代的理想傳輸體制。是一種新一代的理想傳輸體制。(1) 使使24路制和路制和30路制兩種路制兩種PDH數(shù)字系列在數(shù)字系列在STM-1等級(jí)上等級(jí)上實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一，使之成為數(shù)字傳輸體制上的世界標(biāo)準(zhǔn)；實(shí)現(xiàn)

4、了統(tǒng)一，使之成為數(shù)字傳輸體制上的世界標(biāo)準(zhǔn)；(2) 由于采用了同步復(fù)用和復(fù)用映射方法，各種不同等級(jí)由于采用了同步復(fù)用和復(fù)用映射方法，各種不同等級(jí)的碼流在幀結(jié)構(gòu)凈負(fù)荷內(nèi)的排列是有規(guī)律的，而凈負(fù)荷的碼流在幀結(jié)構(gòu)凈負(fù)荷內(nèi)的排列是有規(guī)律的，而凈負(fù)荷與網(wǎng)絡(luò)同步。因此可以方便地從高速信號(hào)中一次分出低與網(wǎng)絡(luò)同步。因此可以方便地從高速信號(hào)中一次分出低速支路信號(hào)，這不僅使上下業(yè)務(wù)變得非常容易，而且便速支路信號(hào)，這不僅使上下業(yè)務(wù)變得非常容易，而且便于業(yè)務(wù)的管理及改善網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)透明性；于業(yè)務(wù)的管理及改善網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)透明性；(3) 在幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特，因而使網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)在幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特，因而使網(wǎng)絡(luò)的

5、運(yùn)行、管理和維護(hù)行、管理和維護(hù)(OAM)能力大大加強(qiáng)，而且便于將部分能力大大加強(qiáng)，而且便于將部分網(wǎng)絡(luò)管理能力分配到網(wǎng)絡(luò)單元，實(shí)現(xiàn)分布式管理以及實(shí)網(wǎng)絡(luò)管理能力分配到網(wǎng)絡(luò)單元，實(shí)現(xiàn)分布式管理以及實(shí)現(xiàn)高可靠性的自現(xiàn)高可靠性的自愈環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)；愈環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)； 二 SDH(4) 確定了世界統(tǒng)一的光纖網(wǎng)絡(luò)接口，可以在光路上確定了世界統(tǒng)一的光纖網(wǎng)絡(luò)接口，可以在光路上實(shí)現(xiàn)橫向兼容，便于網(wǎng)絡(luò)的組織和調(diào)度，使網(wǎng)絡(luò)投資實(shí)現(xiàn)橫向兼容，便于網(wǎng)絡(luò)的組織和調(diào)度，使網(wǎng)絡(luò)投資成本節(jié)約成本節(jié)約1020%以上；以上；(5) SDH網(wǎng)具有信息凈負(fù)荷和定時(shí)的透明性。所謂信網(wǎng)具有信息凈負(fù)荷和定時(shí)的透明性。所謂信息凈負(fù)荷的透明性指的是網(wǎng)絡(luò)可以傳

6、送各種凈負(fù)荷及息凈負(fù)荷的透明性指的是網(wǎng)絡(luò)可以傳送各種凈負(fù)荷及其它們的組合，而與信息的具體結(jié)構(gòu)無關(guān)；其它們的組合，而與信息的具體結(jié)構(gòu)無關(guān)；(6) SDH網(wǎng)具有后向和前向兼容性。它與傳統(tǒng)的網(wǎng)具有后向和前向兼容性。它與傳統(tǒng)的PDH網(wǎng)完全兼容。另外它還能容納新的業(yè)務(wù)信號(hào)，如網(wǎng)完全兼容。另外它還能容納新的業(yè)務(wù)信號(hào)，如B-ISDN中的中的ATM信元、高速局域網(wǎng)的光纖分布式數(shù)據(jù)信元、高速局域網(wǎng)的光纖分布式數(shù)據(jù)接口接口(FDDI)信號(hào)和分布排隊(duì)雙總線信號(hào)和分布排隊(duì)雙總線(DQDB)信號(hào)等。信號(hào)等。6.2 SDHvSDH網(wǎng)絡(luò)是由一些SDH網(wǎng)元組成的，可以在光纖、微波以及衛(wèi)星上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連

7、接的網(wǎng)絡(luò)，它有世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI），同時(shí)它具有標(biāo)準(zhǔn)的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，被稱為同步傳輸模塊（STMN），（N=1，4，16，64）.其中最基本的傳輸模塊為STM1 圖 5.3傳輸通道的結(jié)構(gòu) (a) 傳輸通道連接模型； (b) 分層結(jié)構(gòu) 通道終接設(shè)備線路終接設(shè)備TMADM/DXC再生段Section再生段再生段線路終接設(shè)備通道終接設(shè)備E1E3E1E3ADM/DXCTM復(fù)接段(Line)傳輸通道(Path)(a)PathLineSectionPhotonicSectionPhotonicPathLineSectionPhotonic再生中繼器(b)再生中繼器 SDH的幀結(jié)構(gòu)一幀一幀(9270

8、 N字節(jié))一幀RSOHAU PTRMSOHSTM-N凈負(fù)荷(含POH)9N261N列94321行傳輸方向 SDH基幀速率v由于基本幀結(jié)構(gòu)是由9行，每行270列構(gòu)成，每幀的傳送周期為125s,故其傳輸9270字節(jié)，傳輸速率為155.520Mbit/s. SDH功能區(qū)v整個(gè)幀結(jié)構(gòu)分為三個(gè)功能區(qū)v一、段開銷區(qū)（SOH），是指STM結(jié)構(gòu)中為了保證信息正常運(yùn)轉(zhuǎn)而供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)所使用的附加字節(jié)。這些段開銷包括再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH）二、凈負(fù)荷區(qū)：凈負(fù)荷區(qū)內(nèi)存放的是有效傳輸?shù)男畔ⅲ怯捎行鬏數(shù)男畔⒓由喜糠钟糜谕ǖ辣O(jiān)視、管理和控制的通道開銷（POH），POH被視為凈負(fù)荷的一部

9、分。并與之一起傳輸，直到接收端該凈負(fù)荷被分接。三、管理指針（AUPTR）實(shí)際上是一組數(shù)碼，其值代表凈負(fù)荷中信息的起始字節(jié)的位置，這樣在接收端可以根據(jù)指針?biāo)傅奈恢谜_分解出有效傳輸信息。SDH的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)TU-11VC-11TU-12VC-12TU-2VC-4C-11C-12C-26312 kb /s2048 kb/s1544 kb/sC-344 736 kb/s34 368 kb/sTUG-2134TUG-3TU-3VC-3C-4139 264 kb /s17VC-37VC-43AU-4AU-3AUGSTM-N13N指針處理復(fù)用定位校準(zhǔn)映射STM-NAUGVC-4TUG-3TUG-2AU-

10、4TU-3TU-12N13713VC-3VC-12C-3C-1C-4139 264 kb / s34 368 kb / s2 048 kb / s指針處復(fù)用定位校準(zhǔn)映射我國(guó)采用的復(fù)用結(jié)構(gòu) 1終端復(fù)用器（TM）終端復(fù)用器是將PDH支路信號(hào)或者將低速率的SDH信號(hào)復(fù)用進(jìn)高速率的SDH設(shè)備，主要應(yīng)用在PDH和SDH的邊界，將各類低速信號(hào)進(jìn)入高速線路的傳輸場(chǎng)合上。2分插復(fù)用器（ADM）分插復(fù)用器是SDH中的重要設(shè)備，也是應(yīng)用最廣泛的設(shè)備。它實(shí)現(xiàn)了低速率信號(hào)靈活插入到高速率信號(hào)之中或者從高速率信號(hào)中分出的功能。ADM利用內(nèi)部的時(shí)隙分配，可以將支路信息指定到STM-N/OC-N中的任何位置。如圖，作為OC

11、-48信道的一部分，一個(gè)OC-12和兩個(gè)OC-3進(jìn)入ADM1，OC-12直通過去，兩個(gè)OC-3卻被分接下來；然后，另外兩個(gè)OC-12和一個(gè)OC-3連同直通的OC-12一起復(fù)接成一個(gè)OC-48，送到ADM2中。 SDH 設(shè)備ADM功能3數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC）DXC是一種具有一個(gè)、多個(gè)準(zhǔn)同步數(shù)字體系（G.703）或同步數(shù)字體系（G.707）的信號(hào)端口，可對(duì)任何速率信號(hào)端口（和/或其子速率信號(hào)端口）與其他速率信號(hào)端口（和/或其子速率信號(hào)端口）間進(jìn)行可控連接和再連接的設(shè)備。DXC的核心是交叉連接功能，交叉連接速率與接入速率之間的轉(zhuǎn)換由復(fù)用和解復(fù)用功能來完成。首先每個(gè)輸入信號(hào)被解復(fù)用成m個(gè)并行交叉連

12、接信號(hào)，然后，內(nèi)部的交叉連接網(wǎng)采用時(shí)隙交換技術(shù)，按照預(yù)先存放的交叉連接圖或動(dòng)態(tài)計(jì)算的交叉連接圖對(duì)這些交叉連接通道進(jìn)行重新排列，最后再利用復(fù)用功能將這些重新安排后的信號(hào)復(fù)用成高速信號(hào)輸出。 SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)單元(a) 終端復(fù)用器TM； (b) 分插復(fù)用設(shè)備ADM(Add/Drop Multiplexer); (c) 數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC MUXE1E1STM- N同 步 復(fù) 接DMXE1E1STM-N同 步 分 接(a)DMXMUX中 繼 線STM- N中 繼 線STM- NDropSTM- nAddSTM- n分 接復(fù) 接本 地(b)1:m1:mm:1m:1復(fù) 接交 叉 連 接 矩 陣分 接1n1n(c)配 置 管 理圖 5.1 SDH傳輸網(wǎng)的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)TMADMSTM- nDXCSTM- NADMTMTMSTM- NTMADMSTM- nDXCADMTMSTM- NSTM- NSTM- nSTM- NSTM- NSTM- NSTM- n低速信號(hào)低速信號(hào)低速信號(hào)低速信號(hào)(n N)SDH的應(yīng)用的應(yīng)用 SDH可用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、 鏈形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)。 SDH環(huán)形網(wǎng)的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是具有“自愈”能力。 當(dāng)某節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障或光纜中斷時(shí)，仍能維