光傳輸技術(shù)光傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

光傳輸技術(shù)光傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第一頁，共五十四頁，2022年，8月28日第一節(jié)SDH傳送網(wǎng)一、傳送網(wǎng)的基本概念1.傳送網(wǎng)通常網(wǎng)絡(luò)是指能夠提供通信服務(wù)的所有實(shí)體及其邏輯配置?？梢姀男畔鬟f的角度來分析，傳送網(wǎng)是完成信息傳送功能的手段，它是網(wǎng)絡(luò)邏輯功能的集合。它與傳輸網(wǎng)的概念存在著一定的區(qū)別。第二頁，共五十四頁，2022年，8月28日 所謂傳輸網(wǎng)是以信息信號(hào)通過具體物理媒質(zhì)傳輸?shù)奈锢磉^程來描述，它是由具體設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)。在某種意義下，傳輸網(wǎng)（或傳送網(wǎng)）又都可泛指全部實(shí)體網(wǎng)和邏輯網(wǎng)。2.關(guān)于通道、復(fù)用段、再生段的說明 在SDH傳輸系統(tǒng)中，通道、復(fù)用段、再生段間的關(guān)系如圖5-1所示。第三頁，共五十四頁，2022年，8月28日?qǐng)D5-1SDH傳輸系統(tǒng)中通道、復(fù)用段、再生段間的關(guān)系第四頁，共五十四頁，2022年，8月28日?qǐng)D中，PT指通道終端，它是虛容器的組合分解點(diǎn)，完成對(duì)凈負(fù)荷的復(fù)用和解復(fù)用，并完成對(duì)通道開銷的處理。MST指復(fù)用段終端、完成復(fù)用段的功能，其中如產(chǎn)生和終結(jié)復(fù)用段開銷（MSOH）。相應(yīng)的設(shè)備有：光纜線路終端、高階復(fù)用器、寬帶交叉連接器等。第五頁，共五十四頁，2022年，8月28日RST指再生段終端。它的功能塊在構(gòu)成SDH幀結(jié)構(gòu)過程中產(chǎn)生再生段開銷(RSOH)，在相反方向則終結(jié)再生段開銷。由圖5-1還可以看出，通道、復(fù)用段、再生段的定義和分界。第六頁，共五十四頁，2022年，8月28日二、分層與分割的概念從垂直方向看，傳送網(wǎng)是由兩個(gè)相互獨(dú)立的傳送網(wǎng)絡(luò)層（即層網(wǎng)絡(luò)）構(gòu)成，即通道層和傳輸媒質(zhì)層。下一層為上一層提供服務(wù)。通道層又是為電路層提供服務(wù)的，而每一層網(wǎng)絡(luò)可以在水平方向上按照其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分割為若干部分，因而分層與分割的關(guān)系是相互正交的。第七頁，共五十四頁，2022年，8月28日1.SDH傳送網(wǎng)分層模型SDH傳送網(wǎng)共分為通道層和傳輸媒質(zhì)層。網(wǎng)絡(luò)關(guān)系如圖5-4所示。下層為上層提供透明服務(wù)，上層為下層提供服務(wù)內(nèi)容。第八頁，共五十四頁，2022年，8月28日?qǐng)D5-4傳送網(wǎng)的分層模型第九頁，共五十四頁，2022年，8月28日（1）電路層網(wǎng)絡(luò)電路層網(wǎng)絡(luò)是面向公用交換業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。（2）通道層網(wǎng)絡(luò)通道層網(wǎng)絡(luò)為電路層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（如交換機(jī)）提供透明的通道（即電路群）。第十頁，共五十四頁，2022年，8月28日（3）傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò) 所謂傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)是指那些能夠支持一個(gè)或多個(gè)通道層網(wǎng)絡(luò)，并能在通道層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處提供適當(dāng)通道容量的網(wǎng)絡(luò)。第十一頁，共五十四頁，2022年，8月28日①段層網(wǎng)絡(luò)段層網(wǎng)絡(luò)又可以進(jìn)一步分為復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)和再生段層網(wǎng)絡(luò)。復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)是用于傳送復(fù)用段終端之間信息的網(wǎng)絡(luò)。例如負(fù)責(zé)向通道層提供同步信息，同時(shí)完成有關(guān)復(fù)用段開銷的處理和傳遞等項(xiàng)工作。再生段層網(wǎng)絡(luò)是用于傳遞再生中繼器之間以及再生中繼器與復(fù)用終端之間信息的網(wǎng)絡(luò)。第十二頁，共五十四頁，2022年，8月28日②物理媒質(zhì)層物理媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)是指那些能夠?yàn)橥ǖ缹泳W(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)的、能夠以光電脈沖形式完成比特傳送功能的網(wǎng)絡(luò)，它與段開銷無關(guān)。實(shí)際上物理媒質(zhì)層是傳送層的最底層，無需服務(wù)層的支持，因而網(wǎng)絡(luò)連接可以由傳輸媒質(zhì)支持。第十三頁，共五十四頁，2022年，8月28日③光通信系統(tǒng)中的再生段、復(fù)用段和通道 按照分層的概念，不同層的網(wǎng)絡(luò)有不同的開銷和傳遞功能。為了便于對(duì)上述信息進(jìn)行管理控制，因而在SDH傳送網(wǎng)中的開銷和傳遞功能也是分層的。圖5-1給出了再生段、復(fù)用段和通道在系統(tǒng)組成中的定義和分界。其中再生段終端（RST）主要完成再生段功能，即再生段開銷（RSOH）的產(chǎn)生和終結(jié)。第十四頁，共五十四頁，2022年，8月28日復(fù)用段終端（MST）主要完成復(fù)用段功能，即復(fù)用段開銷（MSOH）的產(chǎn)生和終結(jié)，其功能可以包含在光線路終端、寬帶DXC和高階復(fù)用器等設(shè)備中。通道終端（PT）主要完成對(duì)凈負(fù)荷的復(fù)用和解復(fù)用以及通道開銷（POH）的產(chǎn)生和終結(jié)，其功能可以包含在低階復(fù)用器、DXC和用戶環(huán)路系統(tǒng)等設(shè)備中。第十五頁，共五十四頁，2022年，8月28日?qǐng)D5-5層網(wǎng)絡(luò)間聯(lián)系示意圖第十六頁，共五十四頁，2022年，8月28日（4）相鄰層網(wǎng)絡(luò)間的關(guān)系 從圖5-5可以清楚地看出，電路層網(wǎng)絡(luò)中的鏈路連接又是由傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)來完成的。第十七頁，共五十四頁，2022年，8月28日三、SDH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.SDH網(wǎng)絡(luò)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在SDH網(wǎng)絡(luò)中，通常采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈狀、星形、樹形、環(huán)形等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，下面分別進(jìn)行介紹。第十八頁，共五十四頁，2022年，8月28日(1)點(diǎn)到點(diǎn)鏈狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)點(diǎn)到點(diǎn)鏈狀拓?fù)浼礊榫€形拓?fù)?，它將各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)串聯(lián)起來，同時(shí)保持首尾兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)呈開放狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。圖5-6(a)就是一個(gè)最為典型的點(diǎn)到點(diǎn)鏈狀SDH網(wǎng)絡(luò)。第十九頁，共五十四頁，2022年，8月28日?qǐng)D5-6基本物理拓?fù)漕愋偷诙摚参迨捻摚?022年，8月28日這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，便于采用線路保護(hù)方式進(jìn)行業(yè)務(wù)保護(hù)，但當(dāng)光纜完全中斷時(shí)，此種保護(hù)功能失效。另外這種網(wǎng)絡(luò)的一次性投資小，容量大，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，因此很多地區(qū)采用此種結(jié)構(gòu)來建立SDH網(wǎng)絡(luò)。第二十一頁，共五十四頁，2022年，8月28日(2)星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所謂星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指圖5-6（b）所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即其中一個(gè)特殊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（即樞紐點(diǎn)）與其他的互不相連的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接相連，這樣除樞紐點(diǎn)之外的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信，都必須通過此樞紐點(diǎn)才能完成連接，因而一般在特殊點(diǎn)配置交叉連接器（DXC）以提供多方向的互連，而在其他節(jié)點(diǎn)上配置終端復(fù)用器（TM）。第二十二頁，共五十四頁，2022年，8月28日這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，它可以將多個(gè)光纖終端統(tǒng)一成一個(gè)終端，從而提高帶寬的利用率，同時(shí)又可以節(jié)約成本，但在樞紐節(jié)點(diǎn)上業(yè)務(wù)過分集中，并且只允許采用線路保護(hù)方式，因此系統(tǒng)的可靠性能不高，故僅在初期的SDH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中出現(xiàn)。目前多使用在業(yè)務(wù)集中的接入網(wǎng)中。第二十三頁，共五十四頁，2022年，8月28日(3)樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般樹形網(wǎng)絡(luò)是由星形結(jié)構(gòu)和線形結(jié)構(gòu)組合而成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因而所謂樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是指將點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)鋯卧哪┒它c(diǎn)連接到幾個(gè)樞紐點(diǎn)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖5-6（c）所示。通常在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，連接三個(gè)以上方向的節(jié)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置DXC，其他節(jié)點(diǎn)可設(shè)置TM或ADM。第二十四頁，共五十四頁，2022年，8月28日這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適合于廣播式業(yè)務(wù)，而不利于提供雙向通信業(yè)務(wù)，同時(shí)也存在樞紐點(diǎn)可靠性不高和光功率預(yù)算問題，但這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仍在長途網(wǎng)中使用。第二十五頁，共五十四頁，2022年，8月28日(4)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所謂環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是指那些將所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)串聯(lián)起來，并且使之首尾相連，而構(gòu)成的一個(gè)封閉環(huán)路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖5-6（d）所示。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一次性投資要比線形網(wǎng)絡(luò)大，但其結(jié)構(gòu)簡單，而且在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，具有自愈功能，即系統(tǒng)可以自動(dòng)地進(jìn)行環(huán)回倒換處理，排除故障網(wǎng)元，而無需人為的干涉就可恢復(fù)業(yè)務(wù)的功能。第二十六頁，共五十四頁，2022年，8月28日(5)網(wǎng)孔形結(jié)構(gòu)所謂網(wǎng)孔形結(jié)構(gòu)是指若干個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接相互連接時(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖5-6（e）所示。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可靠性高，但由于目前DXC設(shè)備價(jià)格昂貴，如果網(wǎng)絡(luò)中采用此設(shè)備進(jìn)行高度互聯(lián)，則會(huì)使光纜線路的投資成本增大，從而一次性投資大大增加，故這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般在SDH技術(shù)相對(duì)成熟、設(shè)備成本進(jìn)一步降低、業(yè)務(wù)量大且密度相對(duì)集中時(shí)采用。第二十七頁，共五十四頁，2022年，8月28日2.SDH網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃原則（1）SDH的組網(wǎng)原則（2）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇第二十八頁，共五十四頁，2022年，8月28日3.我國SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第一級(jí)干線：它是最上一層網(wǎng)絡(luò)，主要用于省會(huì)、城市間的長途通信，由于其間業(yè)務(wù)量較大，因而一般在各城市的匯接節(jié)點(diǎn)之間采用STM-64、STM-16高速光鏈路，而在各匯接節(jié)點(diǎn)城市裝備DXC設(shè)備，例如DXC4/4，從而形成一個(gè)以網(wǎng)孔形結(jié)構(gòu)為主，其它結(jié)構(gòu)為輔的大容量、高可靠性的骨干網(wǎng)。由于使用了DXC4/4設(shè)備，這樣可以直接通過DXC4/4中的PDH體系140Mbit/s接口，將原有的140Mbit/s和565Mbit/s系統(tǒng)納入到長途一級(jí)干線之中。第二十九頁，共五十四頁，2022年，8月28日第二級(jí)干線：這是第二層網(wǎng)絡(luò)，主要用于省內(nèi)的長途通信?？紤]其具體業(yè)務(wù)量的需求，通常采用網(wǎng)孔形或環(huán)形骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)，有時(shí)也輔以少量線形網(wǎng)絡(luò)，因而在主要城市裝備DXC設(shè)備，其間用STM-4或STM-16高速光纖鏈路相連接，形成省內(nèi)SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同樣由于在其中的匯接點(diǎn)采用DXC4/4或DXC4/1設(shè)備，因而通過DXC4/1上的2Mbit/s、34Mbit/s和140Mbit/s接口，從而使原有的PDH系統(tǒng)也能納入二級(jí)干線進(jìn)行統(tǒng)一管理。第三十頁，共五十四頁，2022年，8月28日第三級(jí)干線:這是第三層網(wǎng)絡(luò)，主要由用于長途端局與市話之間以及市話局之間通信的中繼網(wǎng)構(gòu)成。根據(jù)區(qū)域劃分法，可分為若干個(gè)由ADM組成的STM-4或STM-16高速環(huán)路，也可以是用路由備用方式組成的兩節(jié)點(diǎn)環(huán)，而這些環(huán)是通過DXC4/1設(shè)備來溝通，既具有很高的可靠性，又具有業(yè)務(wù)量的疏導(dǎo)功能。第三十一頁，共五十四頁，2022年，8月28日第四級(jí)是網(wǎng)絡(luò)的最低層面，既稱為用戶網(wǎng)，也可稱為接入網(wǎng)。由于業(yè)務(wù)量較低，而且大部分業(yè)務(wù)量匯聚于一個(gè)節(jié)點(diǎn)（交換局）上，因而可以采用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也可以采用星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中是以高速光纖線路作為主干鏈路來實(shí)現(xiàn)光纖用戶環(huán)路系統(tǒng)（OLC）的互通，或者經(jīng)由ADM或TM來實(shí)現(xiàn)與中繼網(wǎng)的互通。速率為STM-1或STM-4，接口可以為STM-1光/電接口、PDH體系的2Mbit/s、34Mbit/s和140Mbit/s接口、普通電話用戶接口、小交換機(jī)接口、2B+D或30B+D接口以及城域網(wǎng)接口等。第三十二頁，共五十四頁，2022年，8月28日第二節(jié)自愈網(wǎng)一、自愈網(wǎng)的概念所謂自愈網(wǎng)就是無需人為干預(yù)網(wǎng)絡(luò)就能在極短時(shí)間內(nèi)從失效狀態(tài)中自動(dòng)恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)，使用戶感覺不到網(wǎng)絡(luò)已出現(xiàn)了故障。其基本原理就是使網(wǎng)絡(luò)具有備用路由，并重新確立通信能力。第三十三頁，共五十四頁，2022年，8月28日二、自動(dòng)線路保護(hù)倒換自動(dòng)線路保護(hù)倒換是最簡單的自愈形式，其結(jié)構(gòu)有兩種；即1+1和1∶n結(jié)構(gòu)方式。第三十四頁，共五十四頁，2022年，8月28日1.1+1結(jié)構(gòu)在圖5-8中給出了1+1線路保護(hù)倒換結(jié)構(gòu)，從圖中可以看出，由于發(fā)送端是永久地與主用、備用信道相連接，因而STM-N信號(hào)可以同時(shí)在主用信道和備用信道中傳輸，在接收端其MSP(復(fù)用段保護(hù)功能)同時(shí)對(duì)所接收到的來自主、備用信道的STM-N信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視，正常工作情況下，選擇來自主用信道的信號(hào)作為輸出信號(hào)。一旦主用信道出現(xiàn)故障，則MSP會(huì)自動(dòng)從備用信道中選取信號(hào)作為接收信號(hào)。第三十五頁，共五十四頁，2022年，8月28日?qǐng)D5-81+1線路保護(hù)倒換結(jié)構(gòu)第三十六頁，共五十四頁，2022年，8月28日2.1∶n結(jié)構(gòu)在圖5-9中給出1∶n線路保護(hù)倒換結(jié)構(gòu)。從圖中可以看出，在1∶n結(jié)構(gòu)中，備用信道由多個(gè)主用信道共享，一般n值范圍為1～14。第三十七頁，共五十四頁，2022年，8月28日?qǐng)D5-91∶n線路保護(hù)倒換結(jié)構(gòu)第三十八頁，共五十四頁，2022年，8月28日三、環(huán)路保護(hù)1.自愈環(huán)結(jié)構(gòu)方式的劃分（1）按照自愈環(huán)結(jié)構(gòu)來劃分，可分為通道倒換環(huán)和復(fù)用段倒換環(huán)。前者是指業(yè)務(wù)量的保護(hù)，它是以通道為基礎(chǔ)的保護(hù)，它是利用通道AIS信號(hào)決定是否應(yīng)進(jìn)行倒換；后者是指業(yè)務(wù)量的保護(hù)，它是以復(fù)用段為基礎(chǔ)的保護(hù)，當(dāng)復(fù)用段出故障時(shí)，復(fù)用段的業(yè)務(wù)信號(hào)都轉(zhuǎn)向保護(hù)環(huán)。第三十九頁，共五十四頁，2022年，8月28日（2）按照進(jìn)入環(huán)的支路信號(hào)和由分路節(jié)點(diǎn)返回的支路信號(hào)方向是否相同來劃分，可分為單向環(huán)和雙向環(huán)兩種。所謂單向環(huán)是指所有的業(yè)務(wù)信號(hào)在環(huán)中按同一方向傳輸；而雙向環(huán)是指進(jìn)入環(huán)的支路信號(hào)和由此支路信號(hào)分路節(jié)點(diǎn)返回的支路信號(hào)的傳輸方向相反。第四十頁，共五十四頁，2022年，8月28日（3）按照一對(duì)節(jié)點(diǎn)之間所用光纖的最小數(shù)量來劃分，可分為二纖環(huán)和四纖環(huán)。顯而易見，前者是指節(jié)點(diǎn)間是由兩根光纖實(shí)現(xiàn)，而后者則是四根光纖。第四十一頁，共五十四頁，2022年，8月28日2.幾種典型的自愈結(jié)構(gòu)（1）二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)圖5-10(a)給出了二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)的工作原理圖。以節(jié)點(diǎn)A和C之間的信息傳遞為例，說明其工作原理。①正常工作情況下②當(dāng)BC節(jié)點(diǎn)間的光纜出現(xiàn)斷線故障時(shí)第四十二頁，共五十四頁，2022年，8月28日?qǐng)D5-10二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)第四十三頁，共五十四頁，2022年，8月28日（2）四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)的工作原理如圖5-11(a)所示。以A、C節(jié)點(diǎn)間的信息傳輸為例，說明其工作原理。①正常工作情況下②當(dāng)B、C節(jié)點(diǎn)之間四根光纖同時(shí)出現(xiàn)斷纖故障時(shí)第四十四頁，共五十四頁，2022年，8月28日?qǐng)D5-11四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)第四十五頁，共五十四頁，2022年，8月28日（3）二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán) 從圖5-11(a)可見。具體結(jié)構(gòu)如圖5-12所示。以A、C節(jié)點(diǎn)間的信息傳遞為例，說明其工作原理。 ①正常工作情況下 ②當(dāng)B、C節(jié)點(diǎn)間出現(xiàn)斷纖故障時(shí)第四十六頁，共五十四頁，2022年，8月28日?qǐng)D5-12二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)第四十七頁，共五十四頁，2022年，8月28日（4）二纖單向通道倒換環(huán) 二纖單向通道倒換環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖5-13(a)所示，可見它采用1+1保護(hù)方式。當(dāng)信息由A節(jié)點(diǎn)插入時(shí)，一路由主用光纖S1攜帶，經(jīng)B節(jié)點(diǎn)到達(dá)C節(jié)點(diǎn)，另一路由備用光纖P1攜帶，經(jīng)D節(jié)點(diǎn)到達(dá)C節(jié)點(diǎn)，這樣在C節(jié)點(diǎn)同時(shí)從主用光纖S１和備用光纖P1中分離出所傳送的信息，再按分路通道信號(hào)的優(yōu)劣決定選哪一路信號(hào)作為接收信號(hào)。同樣當(dāng)信息由C節(jié)點(diǎn)插入后，分別由主用光纖S1和備用光纖