SDH傳輸基礎(chǔ)培訓(xùn)

1、傳輸基本知識(shí)1 SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一個(gè)將復(fù)接、線路傳輸、交叉連接及交換功能融為一體的，并由統(tǒng)一的網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行管理的綜合業(yè)務(wù)傳送網(wǎng)絡(luò)SDH的定義2SDH的發(fā)展背景（1）80年代光纖通信在電信網(wǎng)中獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。（2）1985年美國(guó)貝爾通信研究所提出了同步光纖網(wǎng)（SONET）的概念。（3）1988年CCITT正式命名SDH-同步數(shù)字體系。3SDH的應(yīng)用領(lǐng)域涉及領(lǐng)域：長(zhǎng)途通信、交換、接入、移動(dòng)等等。應(yīng)用趨勢(shì)：逐步從長(zhǎng)途通信、市話局間中繼通信轉(zhuǎn)向用戶網(wǎng)。4SDH基本概念(一）PDH缺點(diǎn) 沒有國(guó)際統(tǒng)一的速率標(biāo)準(zhǔn) 2M系列：2M、8M、34M、140

2、M、565M； 1.5M系列：北美：1.5M、6.3M、45M、274M； 日本：1.5M、6.3M、32M、100M； 沒有國(guó)際統(tǒng)一的光接口規(guī)范（多種碼型變換方案） 上下電路需大量硬件、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高： 需要用硬件進(jìn)行逐級(jí)復(fù)用與解復(fù)用（背靠背）； 網(wǎng)絡(luò)的OAM能力差：無足夠的開銷字節(jié)。5準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH)400Mb/s100Mb/s32Mb/s6.3Mb/s日本系列274Mb/s45Mb/s6.3Mb/s565Mb/s139Mb/s34Mb/s8Mb/s2 Mb/s1.5Mb/s北美系列歐洲系列444444356741.5Mb/s6分插信號(hào)流程的比較7SDH基本概念(二）SDH特點(diǎn)

3、優(yōu)點(diǎn)： 速率統(tǒng)一：155M、622M、2.5G、10G； 光接口與幀結(jié)構(gòu)統(tǒng)一：STM-N（N=1、4、16、64）； 一步復(fù)用特性：可從高速信號(hào)中直接提取/接入低速信號(hào) 強(qiáng)大的OAM&P能力實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)管理的智能化： 豐富的開銷（碼流量的5%）、強(qiáng)大的軟件技術(shù)； 組網(wǎng)靈活、網(wǎng)絡(luò)的生存性強(qiáng)： 可組多種類型網(wǎng)絡(luò)、具有自愈能力、可在線升級(jí)； 前、后向兼容。 缺點(diǎn)： 帶寬利用率稍低，如155M僅包括63個(gè)2M或3個(gè)34M。8SDH的速率等級(jí)SDH具有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，稱為同步傳送模塊STM-1、STM-4和STM-16，并具有頁狀矩形幀結(jié)構(gòu)。9SDH基本概念(四） . 終端復(fù)用器 TM 在線形網(wǎng)

4、的端站，把PDH / SDH 支路信號(hào)復(fù)用成SDH線路信號(hào)，或反之。PDH支路信號(hào) SDH支路信號(hào)OAM線路信號(hào)STM-NTM10SDH基本概念(五） . 分插復(fù)用器 ADM 設(shè)在網(wǎng)絡(luò)的中間局站，完成直接上、下電路功能。STM-NSTM-N西側(cè)線路信號(hào)PDH支路信號(hào) SDH支路信號(hào)OAM東側(cè)線路信號(hào)ADM11SDH基本概念(六） . 再生器 REG 設(shè)在網(wǎng)絡(luò)的中間局站，目的是延長(zhǎng)傳輸距離，但不能上、下電路。 OAM東側(cè)線路信號(hào)西側(cè)線路信號(hào)STM-NSTM-NREG12SDH基本概念(七） . 數(shù)字交叉連接設(shè)備 DXC 兼有同步復(fù)用、分插、交叉連接、網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)恢復(fù)與保護(hù)等多項(xiàng)功能的SDH 設(shè)備。

5、STM-NSTM-NPDH支路信號(hào) SDH支路信號(hào)DXC13SDH基本概念(八）SDH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)? 線形網(wǎng)TMADMADMTMREG . 樹形網(wǎng)TMADMADMTMREGADMTM14SDH基本概念(九）. 環(huán)形網(wǎng)ADMADMADMADM15STM-N幀結(jié)構(gòu)MSOHRSOH傳輸方向9270N字節(jié)134599 N261 N傳輸方向270 NRSOHMSOHSTM-N信息凈負(fù)荷（含少量POH）STM-N信息凈負(fù)荷（含少量POH）AU PTRAU PTRRSOHMSOHSTM-1幀由9行、270列共2430個(gè)字節(jié)組成。傳送時(shí)按由左到右、由上至下的順序進(jìn)行，直到整個(gè)幀傳送完畢。每秒傳送8000幀。因此其

6、傳輸速率為： 270988000=155.520Mbit/s信息凈負(fù)荷區(qū)域是幀結(jié)構(gòu)中存放各種信息容量的地方。凈負(fù)荷中包含通道開銷（POH）。復(fù)用段開銷MSOH負(fù)責(zé)管理復(fù)用段。MSOH透明地通過每個(gè)再生段，只能在管理單元組AUG進(jìn)行組合或分解的地方才能接入或終結(jié)。管理指針AU PTR是一種指示符，用來指示信息凈負(fù)荷的第1個(gè)字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置，以便在接收端正確地分解。再生段開銷RSOH負(fù)責(zé)管理再生段。RSOH可在再生段接入，也可在終端設(shè)備接入。段開銷SOH是指STM幀結(jié)構(gòu)中為保證信息凈負(fù)荷正常靈活傳送所附加的字節(jié)，主要供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)使用。由再生段開銷RSOH和復(fù)用段開銷MSOH

7、組成。16自動(dòng)保護(hù)倒換（APS）與K1、K2字節(jié)STEP1：B站檢測(cè)出工作通路故障后，利用上行保護(hù)光纖發(fā)出K1字節(jié)，K1字節(jié)中包含故障通路編號(hào)數(shù)。STEP2：A站收到K1字節(jié)后，完成下行工作光纖到保護(hù)光纖的橋接，并利用下行保護(hù)光纖送出K1、K2字節(jié)，其中K1字節(jié)作為倒換要求，K2字節(jié)作為證實(shí)。STEP3：B站收到K2字節(jié)后，經(jīng)過對(duì)通道編號(hào)的確認(rèn)后進(jìn)行下行工作光纖到下行保護(hù)光纖的橋接，同時(shí)根據(jù)K1字節(jié)的要求進(jìn)行上行工作光纖和保護(hù)光纖的橋接。之后，利用上行保護(hù)光纖送出K2字節(jié)。STEP4：A站收到K2字節(jié)后，完成上行工作光纖和保護(hù)光纖的橋接。APS完成。A站B站下行工作光纖下行保護(hù)光纖上行保護(hù)光纖

8、上行工作光纖17電 路 層 網(wǎng) 絡(luò)VC_12VC_4VC_3電路層低階通道層通道層高階通道層段層復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)再生段層網(wǎng)絡(luò)物理層網(wǎng)絡(luò)傳輸媒質(zhì)層SDH傳送網(wǎng)的分層模型181.設(shè)備的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)更加簡(jiǎn)單2.使規(guī)范在一個(gè)長(zhǎng)久的時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定3.便于維護(hù)分層的好處19SDH G.709復(fù)用映射結(jié)構(gòu)虛容器STM-N N 1140Mb/s45Mb/s34Mb/s6.3Mb/s2Mb/s1.5Mb/s3C-11C-12C-2C-3C-4VC-11VC-2VC-3VC-3VC-4TU-11TU-12TU-2TU-3TUG-2TUG-3AUGAU-3AU-4VC-12341容器支路單元管理單元支路單元組管理單元組同

9、步傳送模塊定位校準(zhǔn)復(fù) 用映 射20我國(guó)采用的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)虛容器STM-N N 1140Mb/s34Mb/sC-12C-3C-4VC-12VC-3VC-4TU-12TU-3TUG-2TUG-3AUGAU-43容器支路單元管理單元支路單元組管理單元組同步傳送模式定位校準(zhǔn)復(fù)用2Mb/s映射歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)采用的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)是G.709建議的一部分，即高階虛容器中沒有VC-3，我國(guó)選用的是歐洲復(fù)用映射結(jié)構(gòu)。21容器容器是一種信息結(jié)構(gòu)，主要完成適配功能（速率調(diào)整），讓那些最常使用的準(zhǔn)同步數(shù)字體系信號(hào)能夠進(jìn)入有限數(shù)目的標(biāo)準(zhǔn)容器。ITU-T規(guī)定了5種標(biāo)準(zhǔn)容器：C-11、C-12、C-2、C-3和C-4。我國(guó)

10、僅用到了C-12、C-3和C-4。22虛容器由標(biāo)準(zhǔn)容器出來的數(shù)字流加上通道開銷后就構(gòu)成了虛容器（VC），這是SDH中最重要的一種信息結(jié)構(gòu)，主要支持通道層連接。23支路單元和管理單元支路單元（TU）是一種為低階通道層與高階通道層提供適配功能的信息結(jié)構(gòu)，它由低階VC和支路指針（TU PTR）組成。管理單元（AU）是一種為高階通道層與復(fù)用段層提供適配功能的信息結(jié)構(gòu)，它由高階VC和管理指針（AU PTR）組成。指針PTR用來指明浮動(dòng)的VC在高階VC或 STM-N幀內(nèi)的起始位置，但PTR本身在高階VC或 STM-N幀內(nèi)位置是固定的。24支路單元組和管理單元組同次一致的TU-11或TU-12組合成支路單元

11、組TUG-2，同次的TUG-2或TU-3組合成支路單元組TUG-3。一個(gè)或多個(gè)在STM-N幀中占有固定位置的AU組成管理單元組（AUG），單個(gè)AU-4可組成一個(gè)管理單元組AUG。AUG對(duì)于AU-3的復(fù)用是有其意義的，對(duì)于AU-4的復(fù)用意義不大。25映射將各種支路信號(hào)適配裝入相應(yīng)的虛容器VC的過程稱為映射。它的實(shí)質(zhì)就是使各種支路信號(hào)與相應(yīng)VC容量同步，以便使VC成為可以獨(dú)立進(jìn)行傳送、復(fù)用和交叉連接的實(shí)體。26定位調(diào)整指明低階VC/高階VC幀在TU/AU幀中的起始位置。設(shè)置指針可以為VC在單元（TU或AU）幀內(nèi)的定位提供一種靈活和動(dòng)態(tài)的方法，因而指針能夠容納VC在頻率和相位上的偏差。27復(fù)用將多個(gè)

12、支路單元（TU-12和TU-3）適配到高階VC-4或把多個(gè)管理單元適配進(jìn)同步傳送模式（STM-N）的過程稱為復(fù)用。這里的復(fù)用是同步復(fù)用。28映射復(fù)用過程STM-N N 1C-12VC-12VC-4TUG-2AUG-4AU-4TU-122Mb/s碼速調(diào)整LD POHTU PTRAU PTR復(fù)用7復(fù)用HD POH復(fù)用N復(fù)用TUG-329STM-N信號(hào)容量STM-1（155M）STM-4（622M） 1個(gè) VC-4（1140M） 3個(gè)VC-3（334M）63個(gè)VC-12（632M） 4個(gè)VC-4（4140M）12個(gè)VC-3（12 34M）252個(gè)VC-12（252 2M）30開銷：為保證信息凈負(fù)荷正

13、常靈活傳送所必 須附加的額外的消費(fèi)字節(jié)。復(fù)用段：MSOH插入點(diǎn)和分解點(diǎn)之間的路由途徑稱為復(fù)用段。再生段：RSOH插入點(diǎn)和分解點(diǎn)之間的路由途徑稱為再生段。通道：高/低階通道開銷的插入點(diǎn)和分解點(diǎn)之間的路由途徑稱為通道。 開銷、復(fù)用段、再生段、及通道的定義31開銷的分類再生段開銷（RSOH）復(fù)用段開銷（MSOH）高階通道開銷（HD POH）低階通道開銷（LD POH）段開銷（SOH）通道開銷（POH）開銷32STM-1段開銷字節(jié)安排 A1 A1 A1 A2 A2 A2 B1 B2 B2 B2E1E2 F1 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7D8 D9 D10 D11 D12 J0 K1 K2

14、M1 1 2 3 4 5 6 7 8 9123456789AU PTR s1幀定位字節(jié)A1和A2：用于識(shí)別幀的起始位置。再生段誤碼監(jiān)視字節(jié)B1（BIP-8）：用于再生段誤碼監(jiān)視。復(fù)用段誤碼監(jiān)視字節(jié)B2（BIP-24）：用于復(fù)用段誤碼監(jiān)視。公務(wù)字節(jié)E1和E2：用來提供公務(wù)聯(lián)絡(luò)語聲通路。使用者通路F1：為特定維護(hù)目的而提供臨時(shí)數(shù)據(jù)/語聲通路。再生段蹤跡字節(jié)：該字節(jié)重復(fù)發(fā)送“段接入點(diǎn)識(shí)別符”，以便讓接收機(jī)確認(rèn)它與預(yù)定的發(fā)送端是否處于持續(xù)的連接狀態(tài)。自動(dòng)保護(hù)倒換（APS）通路K1和K2：用作復(fù)用段APS指令，K1作倒換請(qǐng)求，K2作倒換證實(shí)。復(fù)用段遠(yuǎn)端誤碼指示（MS-REI）字節(jié)M1：該字節(jié)用來傳送由B

15、2所檢出的復(fù)用段遠(yuǎn)端的誤碼指示。與傳輸媒質(zhì)有關(guān)的特定字節(jié)：S1字節(jié)的第5至第8比特表示同步消息，可以表示16種不同的同步時(shí)鐘質(zhì)量等級(jí)。用于時(shí)鐘自動(dòng)倒換，防止時(shí)鐘成環(huán)數(shù)據(jù)通信通路（DCC）：用來構(gòu)成SDH管理網(wǎng)的傳送鏈路。數(shù)據(jù)通信通路（DCC）：用來構(gòu)成SDH管理網(wǎng)的傳送鏈路。33STM-1 POH 字 節(jié) 安 排VC- 4 / VC-3 J1B3C2G1F2H4F3K3N1高階通道開銷 VC-4 / VC-3 POH1.位置與結(jié)構(gòu) 34通道開銷 2、開銷字節(jié)功能 J1： 通道跟蹤字節(jié)，使收、發(fā)正確對(duì)接； B3：通道奇偶校驗(yàn)字節(jié)(BIP-8)； C2： 信號(hào)標(biāo)記字節(jié),指示VC-4的結(jié)構(gòu)； VC-

16、4可能包含1140M、334/45M、632M； G1：通道狀態(tài)字節(jié)：遠(yuǎn)端差錯(cuò)指示REI（誤碼計(jì)數(shù)）、 遠(yuǎn)端缺陷指示 FDI； F2、F3：使用者通道； H4：位置指示字節(jié)：指示TU子幀在復(fù)幀中的位置； K3：通道自動(dòng)保護(hù)倒換字節(jié)(APS)； N1：網(wǎng)絡(luò)操作者字節(jié)。 35低階通道開銷 VC-12 POH1、位置與結(jié)構(gòu)V5VC-12J2VC-12 500s 復(fù)幀VC-12N2K4VC-1236低階通道開銷 VC-12 POHV5字節(jié)提供通道的誤碼檢查、信號(hào)標(biāo)記和通道狀態(tài)的功能。各比特分配如下：BIP-21 2REI3RFI4信 號(hào) 標(biāo) 記5 6 7RDI8誤碼監(jiān)視遠(yuǎn)端誤碼指示遠(yuǎn)端失效指示遠(yuǎn)端缺陷

17、指示V5字節(jié)37低階通道開銷 VC-12 POH*通道蹤跡字節(jié)：J2 J2字節(jié)重復(fù)地發(fā)送低階通道接入點(diǎn)識(shí)別符，以便使通道接收端能確認(rèn)其與指定發(fā)送機(jī)是否處于持續(xù)的連接狀態(tài)。*網(wǎng)絡(luò)操作者字節(jié)：N2 N2字節(jié)用來提供低階通道的串聯(lián)監(jiān)視功能。*自動(dòng)保護(hù)倒換（APS）通路：K4（b1-b4 ） K4的前4個(gè)比特用來提供低階通道保護(hù)的APS指令；后4個(gè)比特備用。38通道1+1保護(hù)是以通道為基礎(chǔ)的，倒換與否按分出的每一通道信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣而定。通常利用簡(jiǎn)單的通道PATHAIS信號(hào)作為倒換依據(jù)，而不需APS協(xié)議，倒換時(shí)間不超過10ms。通道1+1保護(hù)使用并發(fā)優(yōu)收原則。插入時(shí)，通道業(yè)務(wù)信號(hào)同時(shí)饋入工作通路和保護(hù)通

18、路；分出時(shí)，同時(shí)收到工作通路和保護(hù)通路兩個(gè)通道信號(hào)，按其信號(hào)的優(yōu)劣來選擇一路作為分路信號(hào)。WP并發(fā)優(yōu)收通道 1+1保護(hù)39OLOL復(fù)用段保護(hù)是以復(fù)用段為基礎(chǔ)的，倒換與否按每?jī)烧鹃g的復(fù)用段信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣而定。當(dāng)復(fù)用段出故障時(shí)，整個(gè)站間的業(yè)務(wù)信號(hào)都轉(zhuǎn)到保護(hù)通路，從而達(dá)到保護(hù)的目的。復(fù)用段1+1保護(hù)方式，業(yè)務(wù)信號(hào)發(fā)送時(shí)同時(shí)跨接在工作通路和保護(hù)通路。正常時(shí)從工作通路接收業(yè)務(wù)信號(hào)，復(fù)用段故障時(shí)，自動(dòng)切換到保護(hù)通路接收業(yè)務(wù)信號(hào)。系統(tǒng)的復(fù)用段1+1保護(hù)為單向或雙向切換復(fù)原模式。 TRCSOLOLTRCS復(fù)用段1+1保護(hù)40復(fù)用段1:1保護(hù)，業(yè)務(wù)信號(hào)并不總是同時(shí)跨接在工作通路和保護(hù)通路上的所以還可以在保護(hù)通路上開通額外業(yè)務(wù)信號(hào)。當(dāng)工作通路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)通路將甩掉額外業(yè)務(wù)，根據(jù)APS協(xié)議，通過跨接和切換操作，完成業(yè)務(wù)信號(hào)的保護(hù)。系統(tǒng)的復(fù)用段1:1保護(hù)為雙向切換復(fù)原模式。OLOL主業(yè)務(wù)CSOLOL主業(yè)務(wù)CS額外業(yè)務(wù)額外業(yè)務(wù)復(fù)用段1：1保護(hù)41CA ACCA ACW PPWABCDCA ACCA ACW PPWABCD倒換 二纖單向通道倒換環(huán)的保護(hù)方式與通道1+1保護(hù)相同，也是基于并發(fā)優(yōu)收的原則，以PATHAIS為倒換的依據(jù)，不需要APS協(xié)議。a. 正常工作時(shí) b. 出現(xiàn)故障時(shí)二 纖 單 向 通 道 倒 換