51CTO下載-SDH基礎原理講解

1、SDH基礎原理講解胡 亮1疑問？什么是SDH？什么是通道？什么是時隙？什么是電路？什么是373結(jié)構(gòu)？什么是光纜段？什么是復用段？什么是再生段？2 內(nèi)容提要SDH概念SDH的產(chǎn)生背景SDH幀結(jié)構(gòu)SDH復用步驟SDH設備SDH網(wǎng)絡拓撲3SDH概念 英文名：Synchronous Digital Hierarchy 中文名：同步數(shù)字體系（或者同步數(shù)字體制） SDH這種傳輸體制規(guī)范了一下內(nèi)容: 數(shù)字信號的幀結(jié)構(gòu) 復用方式 傳輸速率等級 接口碼型等特性。4SDH背景1984年，貝爾通信研究所，全同步網(wǎng)構(gòu)想（SYSTRAN）1985年ANSI，同步光網(wǎng)絡（SONET）1989年CCITT（現(xiàn)ITU-T）同

2、步數(shù)字體系SDH圖1 SDH體系產(chǎn)生背景5SDH的產(chǎn)生背景 SDH技術的誕生是隨著通信的快速發(fā)展離不開的。現(xiàn)代通信的發(fā)展，要求傳送的信息不僅是話音，而且還有文字、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等。 在數(shù)字通信和計算機技術的迅速發(fā)展下，在70至80年代，陸續(xù)出現(xiàn)了T1(DS1)E1載波系統(tǒng)(1.5442.048Mbps)、X.25幀中繼、ISDN(綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)) 和FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)等多種網(wǎng)絡技術，而上述網(wǎng)絡技術由于其業(yè)務的單調(diào)性，擴展的復雜性，帶寬的局限性，僅在原有PDH體系框架內(nèi)修改或完善已無濟于事。在這種情況下，SDH技術的出現(xiàn)就使現(xiàn)代信息傳輸網(wǎng)絡可以快速、經(jīng)濟、有效地提供各種電路和業(yè)務。

3、6SDH信號的幀結(jié)構(gòu)關于幀的概念： 幀：數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡上是以很小的稱為幀（Frame）的單位傳輸，幀由幾部分組成，不同的部分執(zhí)行不同的功能。幀通過特定的稱為網(wǎng)絡驅(qū)動程序的軟件進行成型，然后通過網(wǎng)卡發(fā)送到網(wǎng)線上，通過網(wǎng)線到達它們的目的機器，在目的機器的一端執(zhí)行相反的過程。接收端機器的以太網(wǎng)卡捕獲到這些幀，并告訴操作系統(tǒng)幀已到達，然后對其進行存儲。就是在這個傳輸和接收的過程中，嗅探器會帶來安全方面的問題 。 7SDH信號的幀結(jié)構(gòu) STM-N 信號幀結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)數(shù)字同步時分復用、保證網(wǎng)絡可靠有效運行的關鍵。 圖2 STM-N 幀結(jié)構(gòu)圖8SDH信號的幀結(jié)構(gòu)SMT-N幀結(jié)構(gòu)包括：1 PAYLOAD 信息凈負荷

4、2 AU-PTR 管理單元指針 3 SOH 段開銷9SDH信號的幀結(jié)構(gòu)信息凈負荷 在STM-N幀結(jié)構(gòu)中存放將由STM-N傳送的各種信息碼塊的地方。 信息凈負荷中加入POH（通道開銷），實現(xiàn)對低速信號進行通道性能監(jiān)視管理和控制。 10SDH信號的幀結(jié)構(gòu)管理單元指針（AU-PTR）： 管理單元指針是用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準確位置的指示符，以便收端能根據(jù)這個位置指示符的指針值正確分離信息凈負荷。注意?。褐羔樣懈叩碗A的分類，高階指針類是AU-PTR， 低階指針類是TU-PTR。TU-PTR（支路單元指針）的作用類似于AU-PTR ，只不過所指向的是凈負荷區(qū)的低階速率的單元。1

5、1SDH信號的幀結(jié)構(gòu)段開銷（SOH:Section Overhead ）： 段開銷包括：復用段開銷(MSOH:Multiplex Section ) 和再生段開銷(RSOH:Regenerator section )。功能：主要完成對保證信息凈負荷正常靈活傳送所必須附加的，供網(wǎng)絡運行、管理和維護OAM 使用的字節(jié)。 小提示：OAM 是（Operation Administration and Maintenance） 意為： 操作（Operation）管理（Administration）、維護（Maintenance） ITU-T對OAM功能進行了定義： 1）性能監(jiān)控并產(chǎn)生維護信息，根據(jù)這些信

6、息評估網(wǎng)絡的穩(wěn)定性； 2）通過定期查詢的方式檢測網(wǎng)絡故障，產(chǎn)生各種維護和告警信息； 3）通過調(diào)度或者切換到其它的實體，旁路失效實體，保證網(wǎng)絡的正常運行； 4）將故障信息傳遞給管理實體。12SDH信號的幀結(jié)構(gòu) SDH信號的幀結(jié)構(gòu)的傳送方式： STM-N信號的傳輸也遵循按比特的傳輸方式，SDH信號幀傳輸?shù)脑瓌t是： 幀結(jié)構(gòu)中的字節(jié)（8bit）從左到右，從上到下一個字節(jié)一個字節(jié)，一個比特一個比特的傳輸，傳完一行再傳下一行，傳完一幀再傳下一幀。 STM-N信號的幀頻： 8000幀/秒，即幀周期為：125s 。幀周期的恒定是SDH信號的一大特點。 13SDH信號的幀結(jié)構(gòu) SDH信號標準速率等級: 等 級S

7、TM-1STM-4STM-16STM-64 速率（Mb/s） 155.520 622.080 2488.320 9953.28063 252 1008 4032 含2M數(shù)量表1 SDH標準速率等級14SDH復用步驟復用的概念： 將低階通道層信號適配進高階通道，或?qū)⒍鄠€高階通道層信號適配進復用段的過程。 字節(jié)間插復用（BIDM）字節(jié)間插復用（BIDM，Byte Intertexture Division Multiplexing），是各支路信號按字節(jié)順序進行間插排列以形成更高速率的信號，是SDH中低級別的同步傳送模塊向高級別同步傳送模塊復用的一種方式，高級別的STM是低級別STM的4倍。15SD

8、H復用步驟2b12313123cacbaTU-12 aTU-12 bTU-12 cTUG-2444圖3 字節(jié)間插復用 16SDH復用步驟SDH復用的兩種情況：第一種：低階的SDH信號復用成高階SDH信號。 此種情況主要通過字節(jié)間插復用方式來完成，復用的個數(shù)是4合一即4STM-1 STM-4 ，4 STM-4STM-16。 第二種：低速支路信號（例如2Mbit/s ，34Mbit/s，140Mbit/s ）復用成SDH信號STM-N 。 此種情況用得最多的就是將PDH信號復用進STM-N信號中去。 17SDH復用步驟傳統(tǒng)的將低速信號復用成高速信號的方法有兩種：比特塞入法，又叫做碼速調(diào)整法。（異步

9、復用） 這種方法利用固定位置的比特塞入指示來顯示塞入的比特是否載有信號數(shù)據(jù)，允許被復用的凈負荷有較大的頻率差異（異步復用）。因為存在一個比特塞入和去塞入的過程（碼速調(diào)整），而不能將支路信號直接接入高速復用信號，或從高速信號中分出低速支路信號，即不能直接從高速信號中上/下低速支路信號，要一級一級的進行這也就是PDH的復用方式。 18SDH復用步驟固定位置映射法 （同步復用） 這種方法利用低速信號在高速信號中的特殊位置來攜帶低速同步信號，要求低速信號與高速信號同步，即幀頻相一致，可方便的從高速信號中直接上/下低速支路信號，但當高速信號和低速信號間出現(xiàn)頻差和相差，不同步時，要用125 s（ 8000

10、幀/秒）緩存器來進行頻率校正和相位對準，導致信號較大延時和滑動損傷。19SDH復用步驟SDH網(wǎng)的兼容性要求 ：滿足異步復用滿足同步復用能方便地由高速STM-N信號分/插出低速信號不造成較大的信號時延和滑動損傷 20各種業(yè)務信號復用進STM-N幀的過程 ：第一步：映射（相當于信號打包） 第二步：定位（相當于指針調(diào)整） 第三步：復用（相當于字節(jié)間插復用） SDH復用步驟21SDH復用步驟AUGTUG-3TUG-2C-4C-3C-2C-12C-11N173713134TU-3TU-2TU-12TU-11AU-4AU-3VC-3VC-2VC-12VC-11VC-4VC-3指針處理映射定位、校準復用圖4

11、 ITU-T規(guī)定的復用路線圖 22SDH復用步驟復用結(jié)構(gòu)包括以下幾種基本單元：信息容器 C 用于裝載各種速率業(yè)務信號的信息結(jié)構(gòu)。國際規(guī)范了5種信息容器，我國使用其中的三種：種類C-12 C-3 C-4裝載信號種類 2 Mb/s 34 / 45 Mb/s 140 Mb/s 結(jié) 構(gòu) 9行*4列2 9行*84列 9行*260列速率（Mb/s）2.176 48.384149.760表2 我國使用的3種信息容器23SDH復用步驟虛容器 VC 是用來支持SDH通道層連接的信息結(jié)構(gòu)。 VC 是由信息容器C加上通道開銷POH構(gòu)成。 國際規(guī)范了5種虛容器，我國使用其中的三種：種類VC-12 VC- 3 VC-

12、4裝載信號種類 2 Mb/s 34 / 45 Mb/s 2/34/45/140 Mb/s 結(jié) 構(gòu)9行*4列19行*85列9行*261列速率（Mb/s）2.240 48.960150.336表3 我國使用的3種虛容器24SDH復用步驟 VC-12 VC-3POHC-3 ( 34/45Mb/s )85列POHC-12 ( 2Mb/s )4列9行圖5 容器C與虛容器VC的關系25SDH復用步驟 C-4 ( 140 Mb/s )POH261列9行 3TUG-3 ( 2/34/45 M )POH261列9行 VC-4 (a) VC-4 (b)R2R1注：TUG3 = 7TUG -2= 21 TU-12（

13、21 VC12 ） TUG3 = TU - 3（ VC-3 ）圖6 容器C與虛容器VC的關系26SDH復用步驟支路單元 T U 是在高階VC與低階VC之間進行適配的信息結(jié)構(gòu)。 TU是由低階VC加上支路單元指針TU PTR構(gòu)成。種類TU-12TU- 3構(gòu)成VC12+ TU PTRVC3+ TU PTR 結(jié) 構(gòu) 9行*4列 9行*85列+3速率（Mb/s）2.304 49.152表4 我國使用的2種支路單元27SDH復用步驟H1H2H3TU PTRVC-12 VC-39行 TU-12 TU-34列85列9行圖7 虛容器VC與支路單元TU的關系28SDH復用步驟支路單元組 T UG 由幾個TU或TU

14、G進行字節(jié)間插復用組成。種類TUG- 3構(gòu)成3TU-12 7TUG-12 結(jié) 構(gòu) 9行*12列 9行*86列速率（Mb/s）6.912 49.536TUG- 2表5 我國使用的2種支路單元組29SDH復用步驟3TU - 12 7TUG-2 （1TU- 3）9行 TUG-2 TUG-3 R 為填充字節(jié)12列86列9行RR圖8 支路單元TU與支路單元組TUG的關系30SDH復用步驟管理單元 AU - 4是在高階VC與復用段之間進行適配的信息結(jié)構(gòu)。AU是由高階VC加上管理單元指針AU PTR構(gòu)成。AU-PTRVC - 49行261列9列圖9 AU-4的結(jié)構(gòu)31SDH復用步驟通道開銷POH分為兩類：

15、高階通道開銷和低階通道開銷。 高階通道開銷HPOH： VC-4 / VC-3 POH 低階通道開銷LPOH： VC-12 POH凈負荷指針作用 種類 管理單元指針：AU-PTR 支路單元指針：TU3-PTR TU-12PTR32SDH復用步驟AUGTUG-3TUG-2C-4C-3C-12117313139264kb/s44736kb/s34368kb/s2048kb/sTU-3TU-12AU-4VC-3VC-12VC-4指針處理映射定位、校準復用AUGSTM-1+LPOH+TU PTR+AU PTR+RSOH MSOH+HPOH圖10 我國的SDH基本復用結(jié)構(gòu)STM-133SDH復用步驟 由上

16、圖可看出所謂的3-7-3結(jié)構(gòu)就是2M（VC12）信號復用為155M(VC4)信號的一個過程所呈現(xiàn)的邏輯結(jié)構(gòu)。即 3個TU-12復用為一個TUG-27個TUG-2復用為一個TUG-33個TUG-3復用為一個VC434SDH復用步驟 SDH信號標準速率等級: 等 級STM-1STM-4STM-16STM-64 速率（Mb/s） 155.520 622.080 2488.320 9953.28063 252 1008 4032 含2M數(shù)量表6 SDH標準速率等級35SDH設備 終端復用器 TM 在線形網(wǎng)的端站，把PDH / SDH 支路信號復用成SDH線路信號，或反之。 分叉復用器ADM 設在網(wǎng)絡的

17、中間局站，完成直接上、下電路功能 再生器REG 設在網(wǎng)絡的中間局站，目的是延長傳輸距離，但不能上、下電路。 數(shù)字交叉連接設備DXC 兼有同步復用、分插、交叉連接、網(wǎng)絡的自動恢復與保護等多項功能的SDH 設備。36SDH網(wǎng)絡拓撲. 線形網(wǎng)TMADMADMTMREG . 樹形網(wǎng)TMADMADMTMREGADMTM37SDH網(wǎng)絡拓撲ADMADMADMADM . 環(huán)形網(wǎng)38SDH網(wǎng)絡拓撲. 樞紐網(wǎng)TMDXCADMTMREGADMTMTMADMTMTM39SDH網(wǎng)絡拓撲. 網(wǎng)狀網(wǎng)ADMADMADMADM40個人理解什么是SDH？什么是通道？什么是時隙？什么是電路？什么是373結(jié)構(gòu)？什么是復用段、再生段？41個人理解什么是SDH？ SDH 就是一套運行在SDH光纖網(wǎng)絡的一組協(xié)議或者規(guī)范。什么是通道？ 通道是低階信號復用為高階信號的過程中低于STM-1速率的信道。什么是時隙？ 時隙是光纖傳輸過程中的一個邏輯時間片段。42個人理解什么是電路？ 電路即在網(wǎng)絡傳輸過程中，一個源信號到宿信號的一整條鏈路。什么是3-7-3結(jié)構(gòu)？ 就是2M（VC