第二部分(傳輸1)

1、光光 傳傳 送送 網(wǎng)網(wǎng)PDHPDH、SDHSDH概述概述 SDHSDH幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)SDHSDH基本的復用和映射結(jié)構(gòu)基本的復用和映射結(jié)構(gòu)SDHSDH中的指針中的指針SDHSDH網(wǎng)絡的主要設備網(wǎng)絡的主要設備SDHSDH網(wǎng)絡保護與恢復網(wǎng)絡保護與恢復IPIP overover SDHSDHDWDMDWDM技術技術PDH、SDH概述概述PDH、SDH概述概述PDH 數(shù)字技術的發(fā)展，特別是數(shù)字集成電路的出現(xiàn)，為在電信網(wǎng)中實現(xiàn)數(shù)字時分復用（TDM）技術創(chuàng)造了條件，它將每個模擬話路變換為64kb/s數(shù)字話路，為進一步提高鏈路容量，多個64kb/s信道又以字節(jié)為單位作進一步交錯復接，將30個獨立的64kb/s信

2、道與兩個用于信息控制的信道一起形成一個32個數(shù)字信道“幀結(jié)構(gòu)”，復接后比特率是2.048Mb/s。將4個2Mb/s復接為8Mb/s信號流，接著擴展到34Mb/s、140Mb/s及565Mb/s，形成一個完整比特速率系列。 在復接過程中，支路信息可來自不同設備，有各自的主時鐘。為復接方便規(guī)定各信道比特流之間的異步范圍，即規(guī)定了各主時鐘之間允許偏離標稱值范圍。這種對比特率偏差的約束，就是所稱的準同步工作，相應的比特系列稱為準同步數(shù)字體系（PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy)。 將基群信息流（速率為2Mb/s）進一步復接為高次群（25次群：對應為8Mb/s565

3、Mb/s）信息流的復接方法是逐次實現(xiàn)的。 例如：若將一路64kb/s數(shù)字信號復接到一個五次群高速碼流中，要經(jīng)過基群、25次群五次復接才能實現(xiàn)，這其中要四次加入輔助比特信息。高次群復接采用逐比特異步復接的方法。在異步復接中，規(guī)定各支路信息流速率有相同的標稱值，而實際值允許在一定容差范圍之內(nèi)變化。這是一種準同步復接，其復接過程要通過兩步實現(xiàn)：首先采用正碼速調(diào)整的辦法，將各支路信息變換為相互同步的數(shù)字信號碼流（其速率、相位達到確定值），然后將各支路信息以及相關輔助信息逐比特同步交錯復接，形成一個復接高速信息流。4個個2M復接成復接成8M 對二次群復接來說，基群和二次群的標稱值為2048kb/s和84

4、48kb/s，容差分別為50ppm和30ppm，即：速率分別為2048kb/s102.4b/s 和 8448kb/s253.44b/s。 為了能將4個基群復接，可首先將每個基群的速率調(diào)整到(8448kb/s253.44b/s) 的1/4，因調(diào)整后的速率高于調(diào)整前的速率，故稱之為正碼速調(diào)整。支路時鐘提取碼速調(diào)整支路1碼流復接支路時鐘提取碼速調(diào)整支路2碼流支路時鐘提取碼速調(diào)整支路3碼流支路時鐘提取碼速調(diào)整支路4碼流本地8M時鐘合路8M數(shù)據(jù)PDH存在的缺陷存在的缺陷有三種不同體制。分別是歐洲（中國）體制、日本體制、美國體制，不同體制之間的銜接比較麻煩。復接方式是異步復接體制。碼速調(diào)整后，逐比特同步交

5、錯復接。這一過程在每個復接群次中都要進行。例如：一個64kb/s的話路, 若通過五次群光纜通信系統(tǒng)傳輸，首先必須被復接進入基群（2Mb/s）的幀結(jié)構(gòu)中，然后此基群經(jīng)碼速調(diào)整進一步異步復接進入二次群（8Mb/s）的幀結(jié)構(gòu)中，接著要進行三、四、五次群異步復接。這樣要經(jīng)過四次碼速調(diào)整、五次復接才能實現(xiàn)一個64kb/s數(shù)字話路在五次群光纜通信系統(tǒng)的傳輸。這樣就無法用信道字節(jié)的位置或順序從一個高次群幀結(jié)構(gòu)中直接識別出其中一個信道。這使得上下話路的操作復雜，不靈活。用于管理的輔助信道容量小。 由于以上缺陷，使PDH傳輸體制越來越不適應傳輸網(wǎng)的發(fā)展。于是美國貝爾通信研究所首先提出了用一整套分等級的標準數(shù)字傳

6、遞結(jié)構(gòu)組成的同步網(wǎng)絡（SONET )體制。 CCITT于1988年接受了SONET概念并重命名為同步數(shù)字體系(SDH )，使其成為不僅適用于光纖傳輸也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g體制。PDH、SDH概述概述 SDH（1）統(tǒng)一了PDH的三大體系標準 SDH采用G.707、G.708、G.709世界性的統(tǒng)一網(wǎng)絡接口（NNI）和G.957光接口標準，使SDH能支持現(xiàn)有的PDH，便于順利地從PDH向SDH過渡，體現(xiàn)了后向兼容性。不同廠家的設備可以中途交會，實現(xiàn)橫向兼容。 ITUT規(guī)定的同步傳送模式第1級（STM1）的速率為155.52Mb/s，第N級（STMN）可按字節(jié)同步復接獲得（N=1、4、16

7、 ），目前采用下列四種： STM1：速率為155.52Mb/s STM4：速率為 622.08Mb/s STM16：速率為2488.32Mb/s STM64：速率為9953.28Mb/s（2）簡化了復接分接技術 采用了全網(wǎng)同步時鐘和指針處理以及靈活的復用映射結(jié)構(gòu)，因而只需利用軟件即可從高速信號中一次直接分插出低速信號，省去了全套背靠背復用設備，組網(wǎng)靈活，如下圖所示。光/電解復用解復用解復用復用復用復用光/電140/34 Mb/s34/8 Mb/s8/2 Mb/s2Mb/s電信號2Mb/s電信號2/8 Mb/s8/34 Mb/s34/140 Mb/sPDH光信號光信號分插復用器155Mb/s光信

8、號155Mb/s光信號2Mb/s電信號2Mb/s電信號SDHSDH與PDH復分接流程比較字節(jié)間插字節(jié)間插（3）網(wǎng)絡運行、管理和維護能力強 SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特增加了維護管理通道，加強了網(wǎng)管功能。SDH的不足之處在于： 頻帶利用率不如傳統(tǒng)的PDH。以2.048Mb/s為例，PDH的139.264Mb/s可以收容64個2.048Mb/s系統(tǒng)，而SDH的155.52Mb/s卻只能收容 63個 2.048Mb/s，頻帶利用率從PDH的94下降到83。SDHSDH幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) SDH采用塊狀幀結(jié)構(gòu)，以字節(jié)為單位。STM-1的幀結(jié)構(gòu)如下圖所示，由270列和9行8比特字節(jié)構(gòu)成，幀 長 度 為

9、2 7 0 9 = 2 4 3 0 個 字 節(jié) ， 相 當 干 27098=19440比特，用時間表示即為125s（幀周期），其比特速率155.52Mb/s。 幀結(jié)構(gòu)中字節(jié)的傳送是從左至右按行傳送的。STM1的幀結(jié)構(gòu)分為段開銷（SOH）、管理單元指針（AU-PTR）和信息凈負荷區(qū)三大部分。開銷開銷開銷的功能是完成對SDH信號提供層層細化的監(jiān)控管理功能。監(jiān)控的分類可分為段層監(jiān)控、通道層監(jiān)控。段層的監(jiān)控又分為再生段層和復用段層的監(jiān)控。通道層監(jiān)控分為高階通道層和低階通道層的監(jiān)控。由此實現(xiàn)了對由此實現(xiàn)了對STM-N層層細化的監(jiān)控。層層細化的監(jiān)控。例如：對2.5G系統(tǒng)的監(jiān)控 再生段開銷對整個STM-16

10、信號監(jiān)控。 復用段開銷細化到對16個STM-1中的任意一個進行監(jiān)控。 高階通道開銷再將其細化成對每個STM-1中VC4的監(jiān)控。 低階通道開銷又將對VC4的監(jiān)控細化為對63個VC12中的任意一個VC12進行監(jiān)控。由此實現(xiàn)了從由此實現(xiàn)了從2.5Gbit/s級別到級別到2Mbit/s級別的多級監(jiān)控手段。級別的多級監(jiān)控手段。段開銷（段開銷（SOH） 所謂段開銷是指STM幀結(jié)構(gòu)中為了保證信息凈負荷正常靈活傳送所必須的附加字節(jié)，主要是供網(wǎng)絡運行、管理、維護和性能監(jiān)視使用的字節(jié)。段開銷分為再生段開銷（RSOH）和復用段開銷（MSOH）。A1、A2：幀定位字節(jié)。J0：再生段跟蹤字節(jié)，使收、發(fā)能正確對接。B1：

11、再生段比特間插奇偶校驗字節(jié)。D1D3：再生段數(shù)據(jù)通信通道，可傳送再生段運行數(shù)據(jù)（192kb/s）。D4D12：復用段數(shù)據(jù)通信通道，可傳送復用段運行數(shù)據(jù)（576kb/s）。 數(shù)據(jù)通信通道（數(shù)據(jù)通信通道（DCC）作為嵌入式控制通路）作為嵌入式控制通路ECC 的物的物理層，在網(wǎng)元之間傳輸操作管理維護（理層，在網(wǎng)元之間傳輸操作管理維護（OAM )信息，構(gòu)信息，構(gòu)成成SDH管理網(wǎng)（管理網(wǎng)（SMN ）的傳送通路。）的傳送通路。 E1、E2：公務聯(lián)絡字節(jié)。 F1：使用者通道字節(jié)，用于維護數(shù)據(jù)/音頻通道。 B2：復用段比特間插奇偶校驗字節(jié)。 K1、K2：自動保護倒換字節(jié)，執(zhí)行APS協(xié)議。 S1：同步狀態(tài)字節(jié)，

12、指示同步狀態(tài)、時鐘級別等。 M1：復用段遠端差錯指示。通道開銷通道開銷根據(jù)監(jiān)測通道速率的高低，通道開銷又分為高階通道開銷和低階通道開銷。本課程中，高階通道開銷指對VC4級別的通道進行監(jiān)測，可對140Mbit/s在STM-N幀中的傳輸情況進行監(jiān)測；低階通道開銷是完成VC12通道級別的OAM功能，也就是監(jiān)測2Mbit/s在STM-N幀中的傳輸性能。高階通道開銷高階通道開銷HP-POHJ1：通道蹤跡字節(jié)B3：監(jiān)測VC4在STM-N幀中傳輸?shù)恼`碼性能C2：信號標記字節(jié)G1：通道狀態(tài)字節(jié)F2、F3：使用者通路字節(jié)H4：TU位置指示字節(jié)K3：空閑字節(jié)N1：網(wǎng)絡運營者字節(jié)低階通道開銷低階通道開銷LP-POH

13、 V5：通道狀態(tài)和信號標記字節(jié)。 J2：VC12通道蹤跡字節(jié)。 N2：網(wǎng)絡運營者字節(jié)。 K4：備用字節(jié)。信息凈負荷（信息凈負荷（Payload） 信息凈負荷區(qū)由9行261列（10270列）共9261=2349個字節(jié)構(gòu)成，它是幀結(jié)構(gòu)中存放各種信息（含信碼流字節(jié)和通道開銷POH）的地方。 通道開銷的功能包括通道性能監(jiān)視、告警狀態(tài)指示，用于維護目的信號及復用結(jié)構(gòu)指示，它與傳送的信碼流配套使用。管理單元指針（管理單元指針（AU-PTR） AU指針就是一種指示符，用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)在STMN幀內(nèi)的準確位置，即相對于起始點的偏移量。 指針處理是SDH所采用的數(shù)字調(diào)整方式，在幀結(jié)構(gòu)中通過所設置的

14、指針值變化來進行字節(jié)調(diào)整，以適應輸入信碼流的速率和相位的變化。 STMN的幀結(jié)構(gòu)如下圖所示，它與STMl有相同的塊狀結(jié)構(gòu)，行數(shù)一樣，列數(shù)增加N倍，幀周期仍為125s，速率為155.52Mb/s的N倍。 PDH體制采用條狀結(jié)構(gòu)，以比特為單位，各次群幀的比特和幀周期均不相同。如基于2.048Mb/s速率（歐洲）系列，一次群幀周期為125s，256bit；二次群幀周期為100s，848bit?；緩陀糜成浣Y(jié)構(gòu)基本復用映射結(jié)構(gòu)術語說明：術語說明： 接口容器C是一種信息結(jié)構(gòu)，主要完成速率調(diào)整等適配，針對常用的準同步數(shù)字體系信號速率，規(guī)定了5種標準容器。 由標準容器出來的數(shù)字流加上通道開銷構(gòu)成虛容器(VC

15、)。 VC出來的數(shù)字流加上指針等開銷就構(gòu)成管理單元（AU）或支路單元（TU）。 多個AU經(jīng)單字節(jié)間插構(gòu)成AUG，多個TU經(jīng)單字節(jié)間插構(gòu)成TUG。映射、定位、復用映射、定位、復用映射映射 映射是一種在SDH網(wǎng)絡邊界（例如：SDH/PDH邊界）將支路信號適配進虛容器的過程。即：將各種速率（140Mbit/s、34Mbit/s、2Mbit/s）信號先經(jīng)過碼速調(diào)整分別裝入到各自相應的標準容器中，然后加上相應的低階或高階通道開銷，形成各自對應的虛容器的過程。定位定位 是指通過指針調(diào)整，使指針的值時刻指向低階VC幀的起點在TU凈負荷中（或高階VC幀的起點在AU凈負荷中）的具體位置，使收端能據(jù)此正確地分離相

16、應的VC。復用復用 通過字節(jié)交錯間插方式把TU組織進高階VC或把AU組織進STM-N的過程。由于經(jīng)過TU和AU指針處理后的各VC支路信號已相位同步，因此該復用過程是同步復用，復用原理與數(shù)據(jù)的串并變換相類似。E1 STM-1 如上圖，標稱速率為2048kb/s的信號先進入C-12作適配處理，然后加上VC12的通道開銷（POH）便組成了VC-12（2.240Mb/s）。TU12指針（PTR）用來指明VC12相對TU12的位置，TU-12速率為2.304Mb/s，3個TU12經(jīng)均勻的單字節(jié)間插構(gòu)成TUG2（速率為32.304Mb/s）。7個TUG2經(jīng)同樣的單字節(jié)間插組成TUG3（加上塞入字節(jié)后速率達

17、49.536Mb/s）。再由3個TUG3經(jīng)單字節(jié)間插并加上高階POH和塞入字節(jié)后構(gòu)成VC4凈負荷，速率為150.336Mb/s，再加上576kb/s的AU4指針（PTR）就組成了AU4，速率為150.912Mb/s。單個AU4直接進入AUG，N個AUG通過單字節(jié)間插并加上段開銷便得到了STMN信號。當N=1時，一個AUG加上容量為4.608Mb/s的段開銷即為STM-1的標稱速率155.520Mb/s。2）C12 VC12（LP-POH低階通道開銷）3）VC12 TU-12（TU-PTR）4）3TU12 TUG-25）7TUG-2 TUG-3復幀復幀 采用復幀是為了方便碼速適配。采用復幀是為了

18、方便碼速適配。例如： 若E1信號速率是標準的2.048Mbit/s ，那么裝入C12時正好是每個基幀裝入32個字節(jié)信息。因為C12幀頻8000幀/秒，PCM30/32（E1）信號也是8000 幀/秒。 當E1信號的速率不是標準速率2.048Mbit/s時，那么裝入每個C12的平均比特數(shù)就不是整數(shù)。例如：例如：E1速率是2.046Mbit/s時，那么將此信號裝入C12基幀時平均每幀裝入的比特數(shù)是(2.046106bit/秒) 125微秒255.75bit有效信息，比特數(shù)不是整數(shù)，無法進行裝入。解決方法：解決方法：取4個基幀為一個復幀，那么正好一個復幀裝入的比特數(shù)為(2.046106bit/秒)1

19、25微秒4=1023bit ，可在前三個基幀每幀裝入256bit (32字節(jié))有效信息，在第4幀裝入255個bit的有效信息，這樣就可將此速率的E1信號完整的適配進C12中去。34Mbit/s STM-N1） H31 C-3 VC-3 TU-32）TUG-33）3TUG-3C4這時剩下的工作就是將這時剩下的工作就是將C4 STM-N中去了。中去了。140Mbit/s STM-N1） 140Mbit/s的的PDH信號經(jīng)過碼速調(diào)整適配進信號經(jīng)過碼速調(diào)整適配進C4C4子幀241W13Y5X1Z260個字節(jié)1934IS5C130R10O2080bit。C比特主要用來控制相應的調(diào)整機會比特S，當CCCC

20、C00000時，SI；當CCCCC11111時，SR。當SI時，C-4能容納的信息速率最大C-4max（19341）98000139.320Mbit/s 。當SR時，C-4能容納的信息速率最小C-4min193498000139.248Mbit/s。也就是說，C-4容器能容納的E4信號速率范圍是139.248Mbit/s139.32Mbit/s，而符合G.703規(guī)范的E4信號速率范圍是139.261Mbit/s139.266Mbit/s。2）C4VC4 VC4是與140Mbit/s PDH信號相對應的標準虛容器，此過程相當于對C4信號再打一個包封，將對通道進行監(jiān)控管理的開銷（POH）加入包封，

21、以實現(xiàn)對通道信號的實時監(jiān)控。3）VC4AU4 管理單元由高階VC和AU指針組成。 AU指針的作用是指明高階VC在STM幀中的位置。通過指針的作用允許高階VC在STM幀內(nèi)浮動，也就是說，允許VC4和AU-4有一定的頻偏和相差。 盡管貨物包可能在信息凈負荷區(qū)浮動，但是AU-PTR本身在STM幀內(nèi)的位置是固定。 AU-PTR不在凈負荷區(qū)，而是和段開銷在一起。4）將AU-4加上相應的SOH合成STM-1信號，N個STM-1信號通過字節(jié)間插復用成STM-N信號。SDH中的指針中的指針 SDH中的指針類似軟件中的指針，其作用有三：第一，當網(wǎng)絡處于同步工作狀態(tài)時，用來進行同步信號間的相位校準；第二，當網(wǎng)絡失

22、去同步時用作頻率和相位校準；第三，用來容納網(wǎng)絡中的抖動和漂移。 設置AU指針可以為VC在AU幀內(nèi)的定位提供一種靈活和動態(tài)的方法。這意味著VC-n可以在AU-n幀內(nèi)“浮動”，因而AU指針不僅能夠容納VC和SOH在相位上的差別，而且能夠容納幀速率上的差異。AU指針指針在分給AU指針使用的H1、H2和H3字節(jié)中，H1和H2是結(jié)合使用的，可以看作1個碼字，如下圖所示，主要用來指示VC-n開始的那個字節(jié)的位置。其中碼字的最后10個比特攜帶具體指針值。H3字節(jié)用于VC幀速率調(diào)整，負調(diào)整時可攜帶額外的VC字節(jié)。AU-4指針值的有效范圍是0782(2619/3-1) 。這個數(shù)值顯示了指針與VC-4第1個字節(jié)間

23、的偏移。需要注意，在計算指針和VC開始字節(jié)的偏移時，AU指針字節(jié)不計在內(nèi)。119102700125us250us49149AUGH1 Y YH2 1* 1*H3 H3 H3H1 Y YH2 1* 1*H3 H3 H30 - - 1-86-87 -52252178286- - -.N N N N S S I D I D I D I D I D0 1 1 0 0 010比特指針塞入字節(jié)VC字節(jié)負調(diào)整機會正調(diào)整機會10比特指針值負調(diào)整機會正調(diào)整機會正常值0.1*表示全1字節(jié)Y表示1001SS11（其中S比特未規(guī)定）H1H2H3AU指針的作用指針的作用正常狀態(tài)正常狀態(tài) 當AU-4和VC-4的幀速率相同

24、時，指針確定了VC-4在AU-4幀內(nèi)的起始位置。如下圖所示，當H1和H2中的指針值為2時(10)，表示VC-4是從當前AU-4指針的最后一個H3字節(jié)后的第7個字節(jié)算起，到下一個AU-4指針的最后一個H3字節(jié)后的第6個字節(jié)結(jié)束。119102700125us250us49149AUGH1 Y YH2 1* 1*H3 H3 H3H1 Y YH21*1*H3 H3 H30 - - 186-87 -52252178286- - -.負調(diào)整機會正調(diào)整機會0.1*表示全1字節(jié)Y表示1001SS11（其中S比特未規(guī)定）紅色區(qū)域表示當前的VC-4幀，為方便看，沒有將此區(qū)域全部染紅。綠色表示上一個和下一個VC-4

25、幀- -指針值為2AU指針的作用指針的作用頻率調(diào)整頻率調(diào)整 如果AU-4與VC-4的幀速率不同，即有頻率偏移，則指針值將按照需要增加或減少，同時還伴隨有相應的正調(diào)整字節(jié)或負調(diào)整字節(jié)的出現(xiàn)或變化。當頻率偏移較大，需要連續(xù)多次指針調(diào)整操作時，相鄰兩次的操作必須至少分開3幀，即每個第4幀才能進行指針調(diào)整操作，兩次操作之間的指針值保持為常數(shù)不變。 當VC-4的幀速率比AU-4的幀速率慢時，此時可以在VC-4前插入3個填充偽信息的空閑字節(jié)（即正調(diào)整字節(jié)），由于插入正調(diào)整字節(jié)，實際VC在時間上向后推移。因而用來指示下一個VC-4幀的起始位置的指針值要增加1。進行這一操作的指示是將指針碼字的5個增加比特（I

26、比特），即第7、9、11、13和15比特反轉(zhuǎn)。此后，下一個AU-4的指針值將增加1。 當VC-4的幀速率比AU-4的幀速率快時，此時可以利用AU-4指針區(qū)的3個H3字節(jié)來存放實際VC信息（負調(diào)整字節(jié)）。由于VC信息的起始幾個字節(jié)存入了AU指針區(qū)，實際VC在時間上向前移動了3個字節(jié)。因而用來指示下一個VC-4幀的起始位置的指針值要減1。進行這一操作的指示是將指針碼字的5個減少比特（D比特），即第8、10、12、14和16比特反轉(zhuǎn)。此后，下一個AU-4的指針值將減1。支路單元指針（支路單元指針（TU-PTR）TU-12 PTR由V1、V2、V3和V4四個字節(jié)組成。在TU-12凈負荷中從緊鄰V2的字

27、節(jié)起，以1個字節(jié)為一個正調(diào)整單位，依次按其相對于最后一個V2的偏移量給予偏移編號?？偣灿?139個偏移編號。VC-12幀的首字節(jié)V5字節(jié)位于某一偏移編號位置，該編號對應的二進制值即為TU-12指針值。 TU-12 PTR中的V3字節(jié)為負調(diào)整單位位置，其后的那個字節(jié)為正調(diào)整字節(jié)。 V4為保留字節(jié)。 指針值在V1、V2字節(jié)的后10個比特，V1 V2字節(jié)的16個bit的功能與AU-PTR的H1、H2字節(jié)的16個比特功能相同。SDH網(wǎng)絡的主要設備網(wǎng)絡的主要設備分為終端復用器、分插復用器、數(shù)字交叉連接器。終端復用器（TM）主要任務是將低速支路電信號和155Mb/s電信號納入STMl幀結(jié)構(gòu)，并經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換

28、為STMl光線路信號。其逆過程正好相反。分插復用器（ADM）具有靈活分出和插入任意支路信號的能力。數(shù)字交叉連接器（DXC）是一種具有一個或多個ITUT建議 G.702（64kb/s、2Mb/s，34Mb/s、140Mb/s）或G.707（STM1、STM4、STM16、STM-64）定義的信號速率端口，并可將任意端口信號（和/或子速率信號）與另外端口信號（和/或子速率信號）進行可控連接的設備。SDH 終端復用器終端復用器SDH分插復用器分插復用器DXC的簡化結(jié)構(gòu)的簡化結(jié)構(gòu) DXC的核心部分是交叉連接矩陣，參與交叉連接的速率一般低于或等于接入速率，兩速率之間的轉(zhuǎn)換需要由復用和解復用功能來完成。每

29、個輸入信號被解復用成m個并行的交叉連接信號。然后，內(nèi)部的交叉連接網(wǎng)采用空分交換技術，按照預先存放（或動態(tài)計算）的交叉連接圖對這些交叉連接通道進行重新安排，再利用復用功能將這些重新安排后的信號復用成高速信號輸出。按端口速率和交叉連接速率的不同，DXC可有各種配置形式，通常用DXCx/y表示，其中x表示接入端口數(shù)據(jù)流的最高速率級別，y表示參與交叉連接的最低速率級別。數(shù)字x=0表示64kbit/s速率，數(shù)字x=1、2、3、4分別表示PDH體制中的14次群速率，4也代表SDH體制中的STM-1等級，數(shù)字5和6表示SDH體制中的STM-4和STM-16等級。例如：例如：DXC4/1表示接入端口的最高速率

30、為140Mbit/s或155Mbit/s，交叉連接的最低速率為一次群信號，也就是說，允許1、2、3、4次群和STM-1信號在設備中進行交叉連接。通常，DXC采用電可擦存儲器來存儲所有的有關交叉連接圖、管理信息的記錄、傳輸參數(shù)和測試相關信息等，對內(nèi)容進行修改和更新很容易。 交叉連接矩陣是DXC的核心，有兩種常用的矩陣類型，平方矩陣和CLOS矩陣。平方矩陣平方矩陣CLOS矩陣矩陣點到點應用點到點應用線性應用線性應用環(huán)形網(wǎng)應用環(huán)形網(wǎng)應用SDH的邏輯功能圖的邏輯功能圖SDH網(wǎng)絡保護與恢復網(wǎng)絡保護與恢復 所謂保護保護，通常是指一個較快的轉(zhuǎn)換過程，其轉(zhuǎn)換的執(zhí)行是由倒換開關自動確定的。保護作用之后，占用了在

31、各傳輸節(jié)點之間預先指定的一些容量，因此轉(zhuǎn)換后的通道具有預先確定的路由。保護過程中要涉及自動保護倒換（APS：Automatic Protection Switching)協(xié)議。 恢復恢復，相對來說是一個較慢的過程，其轉(zhuǎn)換的執(zhí)行，是在倒換開關以外的網(wǎng)路管理系統(tǒng)（NMS）?；謴妥饔靡院?，可占用在傳輸節(jié)點之間任意的容量，轉(zhuǎn)換后的通道沒有預先確定的路由。要實現(xiàn)恢復的過程，需要網(wǎng)路管理系統(tǒng)對幾個傳輸節(jié)點同時進行控制，通常要通過DXC實現(xiàn)，是一個較復雜的過程。線路保護倒換線路保護倒換 SDH的線路保護只保護傳輸媒介和再生中繼器以及終端（TM）和分插復用設備（ADM）的線路終端接口（例如：光/電與電/光轉(zhuǎn)換

32、部分），而不保護終端TM或ADM節(jié)點的故障。線路保護倒換可分為1十1和1：N兩種方式。1+1保護保護l1的線路保護，即每一工作系統(tǒng)都有一個專用的備用系統(tǒng)，工作與備用是相對的，即互為主備用。兩個系統(tǒng)在發(fā)端并聯(lián)，收端根據(jù)所收到的信號正常與否決定從哪一個系統(tǒng)取信號。ll線路保護方式不需要采用任何自動保護倒換（APS）算法，它只根據(jù)接收信號的故障或缺陷而自動進行，當然也可接受外部命令強制的倒換或鎖定。在11線路保護方式中，兩個系統(tǒng)是同樣的，因此這種方式可以是不復原的，即在發(fā)生倒換之后，原工作系統(tǒng)故障消失，也不導致保護倒換還原。1l線路保護倒換時間要求小于50ms。1：N保護保護 在1：N保護方式中，有

33、N個工作系統(tǒng)共用一個保護系統(tǒng)，當其中的一個工作系統(tǒng)失效時，信號可以倒換到熱備用的保護系統(tǒng)傳輸。系統(tǒng)正常工作時，備用的保護系統(tǒng)可以用來傳送低等級的額外業(yè)務。一旦發(fā)生倒換，則主系統(tǒng)的信號將轉(zhuǎn)向備用保護系統(tǒng)，原在備用系統(tǒng)的額外業(yè)務將自行丟失。這是一種共享保護方式。自愈環(huán)中的保護自愈環(huán)中的保護 環(huán)形網(wǎng)又稱為自愈環(huán)（Self Healing Rings），是自愈網(wǎng)的一種?！白杂笔亲孕谢謴偷囊馑迹傅氖窃诰W(wǎng)路故障的情況下，能在短時間內(nèi)使傳送業(yè)務的能力自動復原，無需人為干預。自愈網(wǎng)的基本原理就是使網(wǎng)絡具備發(fā)現(xiàn)替代傳輸路由并重新建立通信的能力。利用分插復用器（ADM）組成的網(wǎng)絡節(jié)點，將一串這樣的節(jié)點的首尾由

34、光纖相連，即可構(gòu)成一個環(huán)形網(wǎng)。 按環(huán)上業(yè)務的方向，可將自愈環(huán)分為單向環(huán)和雙向環(huán)兩大類；按網(wǎng)元節(jié)點間的光纖數(shù)，可將自愈環(huán)劃分為二纖環(huán)（一對收/發(fā)光纖）和四纖環(huán)（兩對收發(fā)光纖）；按保護的業(yè)務級別，可將自愈環(huán)劃分為通道保護環(huán)和復用段保護環(huán)兩大類。通道保護環(huán)和復用段保護環(huán)的區(qū)別通道保護環(huán)和復用段保護環(huán)的區(qū)別通道保護環(huán)：通道保護環(huán)：業(yè)務的保護是以通道為基礎的，也就是保護的是STM-N信號中的某個VC 。倒換與否按某一個別通道信號的傳輸質(zhì)量來決定。通常利用收端是否收到簡單的TU-AIS信號來決定該通道是否應進行倒換。例如：在STM-16環(huán)上，若收端收到第4個VC4的第48個TU-12有TU-AIS ，那么

35、就僅將該通道切換到備用信道上去。復用段倒換環(huán)：復用段倒換環(huán)：以復用段為基礎，倒換與否是根據(jù)環(huán)上傳輸?shù)膹陀枚涡盘柕馁|(zhì)量決定。倒換是由K1、K2 字節(jié)所攜帶的APS協(xié)議來啟動的。當復用段出現(xiàn)問題時，環(huán)上整個STM-N業(yè)務信號都切換到備用信道上。二纖單向通二纖單向通道保護環(huán)道保護環(huán) 通道業(yè)務的保護實際上是1+1保護； 業(yè)務容量恒定是STM-N，與環(huán)上的節(jié)點數(shù)和網(wǎng)元間業(yè)務分布無關； 由于只從接收信號的優(yōu)劣來判定通路的倒換，單向通道環(huán)無需轉(zhuǎn)換控制的專門協(xié)議，倒換時間也最短（50ms以內(nèi)）。因此是一種最簡單，節(jié)點成本最低的自愈環(huán)，也是當前應用最為廣泛的一種結(jié)構(gòu)。二纖雙向通道保護環(huán)二纖雙向通道保護環(huán)網(wǎng)上業(yè)務

36、容量與二纖單向通道保護環(huán)相同，但結(jié)構(gòu)更復雜。二纖單向復用段保護環(huán)二纖單向復用段保護環(huán)倒換要運行APS協(xié)議，所以倒換速度不如通道保護環(huán)快。二纖雙向復用二纖雙向復用段保護環(huán)段保護環(huán)在二纖雙向復用段保護環(huán)上無專門的主備用光纖，每一光纖的前半部分時隙是主用信道，后半部分時隙是備用信道，兩根光纖上業(yè)務流向相反。業(yè)務容量為MSTM-N（包括額外業(yè)務），其中M是節(jié)點數(shù)。在組網(wǎng)中使用較多，主要用于622和2500系統(tǒng)，適用于業(yè)務分散的網(wǎng)絡。SDH網(wǎng)絡恢復網(wǎng)絡恢復 網(wǎng)絡恢復在網(wǎng)絡出現(xiàn)故障或失效等異常情況時啟動。由于故障導致了故障點（段）正常業(yè)務傳輸質(zhì)量下降、甚至中斷，此時網(wǎng)絡恢復功能必須為受損業(yè)務找出新的可行路

37、由，將這些業(yè)務疏導至目的地?；謴偷倪^程是：恢復的過程是：故障點鄰近節(jié)點檢測到失效，將該失效消息告知恢復控制點（負責恢復策略的實施）；控制點為受損業(yè)務尋找一條替代路由，將受損業(yè)務疏導到這條新路由上，業(yè)務得到恢復；當網(wǎng)絡故障排除后，控制點將受損業(yè)務重新安排回原來的路由上。 實施網(wǎng)絡恢復的好處： 實現(xiàn)自動快速通道恢復； 改進了網(wǎng)絡的可用性； 實現(xiàn)了網(wǎng)絡容量的最佳化。 從網(wǎng)絡恢復控制機制上看主要分為集中式和分布式兩大類?；謴突謴图惺娇刂萍惺娇刂?集中式控制是通過一個中央控制中心來管理若干個DXC系統(tǒng)。控制中心在求取替代路由時可以有兩種不同的方式：鏈路恢復方式和通道恢復鏈路恢復方式和通道恢復方式。方

38、式。集中式控制的連接方式 a）邏輯上 b）物理上 在鏈路恢復方式下，恢復過程是圍繞失效鏈路在鏈路恢復方式下，恢復過程是圍繞失效鏈路展開的。展開的。以單鏈路失效為例?？刂浦行臅盏絻蓚€節(jié)點（失效鏈路的兩個端節(jié)點）的上報消息，經(jīng)分析得出兩節(jié)點間鏈路失效的結(jié)論，因此所有經(jīng)過該鏈路的業(yè)務均要進行恢復。 鏈路恢復的特點：鏈路恢復的特點：替代路由的尋找是圍繞失效鏈路的兩個端節(jié)點展開，至于失效鏈路上受損業(yè)務在其它鏈路或節(jié)點上的情況如何不用考慮。這樣實現(xiàn)起來比較簡單，但網(wǎng)絡空閑容量利用率不高。鏈路恢復鏈路恢復 通道恢復與鏈路恢復的最大不同在于整個恢復過程圍繞通道恢復與鏈路恢復的最大不同在于整個恢復過程圍繞受損

39、業(yè)務展開。受損業(yè)務展開。 仍然以單鏈路失效為例?？刂浦行氖盏绞ф溌返膬蓚€端節(jié)點上報故障消息，確定所有受影響業(yè)務的數(shù)量、各業(yè)務的優(yōu)先級以及業(yè)務的源節(jié)點和目的節(jié)點。如果可能，所有經(jīng)過該鏈路的業(yè)務均要進行恢復。通道恢復的特點是替代路由的查找要按照失效鏈路上各個業(yè)務的源宿節(jié)點展開，恢復過程是在除去失效鏈路的新拓撲結(jié)構(gòu)中重新安排受損業(yè)務的路由。這種方案在理論上對網(wǎng)絡資源的利用率最高，但實現(xiàn)過程復雜，特別是在失效鏈路承載多個不同源宿業(yè)務流的時候。通道恢復通道恢復恢復恢復分布式控制分布式控制 如果弱化控制中心的處理能力，增強各節(jié)點智能化，強調(diào)各節(jié)點的自主控制，由各節(jié)點自行檢驗失效，控制恢復動作，可以縮短失

40、效業(yè)務恢復的時間。這種將恢復功能分派到各個DXC節(jié)點的恢復方法叫做分布式控制恢復。 在分布式控制方案中，每個節(jié)點具有相同的恢復算法、消息指令集、全網(wǎng)拓撲信息等。分布式控制恢復的具體實施也可以分為鏈路恢復和通道恢復。 當一條鏈路失效時，分布式恢復算法選擇失效鏈路的一個端節(jié)點為發(fā)送點，另一個端節(jié)點為選擇點。發(fā)送點通過與它連接的所有鏈路向全網(wǎng)廣播請求消息，直到選擇點收到一條請求消息。由于請求消息在網(wǎng)絡中是泛濫式廣播的，所以最先到達選擇點的請求消息經(jīng)過的路徑就是一條最短路徑。因此，受損業(yè)務可以通過這條最短路徑得到恢復。這種方法又被稱為網(wǎng)絡泛洪（network flooding)。 分布式中的通道恢復依

41、然是基于通道（業(yè)務），根據(jù)失效業(yè)務的源節(jié)點和宿節(jié)點進行恢復。也就是說，在每個失效業(yè)務的源節(jié)點和宿節(jié)點之間重新尋找一條最短路徑。由于這些業(yè)務原先占用的容量不再重要，或者必須重新加以安排，所以可以先釋放掉。 通道恢復在網(wǎng)絡的容量資源利用上更趨于合理，在網(wǎng)絡容量是主要矛盾的情況下這種方式是很有吸引力的。但是業(yè)務的源、宿節(jié)點檢測到失效報警比失效鏈路端節(jié)點要慢，而且失效鏈路上的業(yè)務往往屬于不同的源、宿。多對源、宿節(jié)點都需要廣播消息尋找替代路由，這大大增加了各節(jié)點處理消息的負擔和處理過程的復雜程度。因此，鏈路恢復是實際中常用的方法。IP over SDH 以IP為主的數(shù)據(jù)業(yè)務量已經(jīng)超過話音業(yè)務。如何有效地

42、在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上傳輸IP業(yè)務成為一個重要的研究課題。 SDH對于電路類業(yè)務來說是最優(yōu)的，對于IP分組類業(yè)務則不是最優(yōu)的。 IP over SDH、以太網(wǎng) over SDH技術，利用現(xiàn)有的SDH傳送網(wǎng)，將IP和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包適配進SDH幀結(jié)構(gòu)，已經(jīng)得到規(guī)模應用。三種三種 IP over SDH 的映射協(xié)議的映射協(xié)議 SDH是物理層傳送技術，IP是網(wǎng)絡層協(xié)議，要讓IP通過SDH傳輸，在兩層之間還需要一個數(shù)據(jù)鏈路層把網(wǎng)絡層信號映射到物理層。因此，對于IP over SDH而言，關鍵問題之一是尋找一種合適的鏈路層映射協(xié)議。目前IP over SDH 的鏈路層映射協(xié)議有三種，即：PPP/HDLC、LAP

43、S、SDL協(xié)議。這三種協(xié)議的參考模型如下圖所示。PPP/HDLC 的幀格式的幀格式PPP幀格式幀格式標志：標志：實際通信中，前一幀的結(jié)束和下一幀的開始使用該標識進行區(qū)分。地址：地址：PPP不分配單個端站地址?？刂疲嚎刂疲浩渲禐?03，表示用戶數(shù)據(jù)采用無序幀方式傳輸。協(xié)議：協(xié)議：用來標識PPP信息域封裝的高層協(xié)議類型（IPv4、Ethernet幀等）。PPP信息：信息：用來放置長度可變的高層協(xié)議數(shù)據(jù)，如：IP數(shù)據(jù)包。FCS校驗：校驗：其值可為16或32bit，視具體情況而定。HDLC幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) 每個HDLC幀以標志字節(jié)07E開始，也以07E結(jié)束。由于在PPP/HDLC信息域內(nèi)也可能出現(xiàn)與標志字

44、節(jié)07E相同的數(shù)據(jù)字節(jié)，為保證數(shù)據(jù)的透明傳輸，需要使用HDLC的字節(jié)填充方式來區(qū)分數(shù)據(jù)字節(jié)與標志字節(jié)。方法是：方法是：如果在信息域內(nèi)含有與標志字節(jié)07E相同的數(shù)據(jù)字節(jié)，則用填充字節(jié)07D 05E代替07E，信息域內(nèi)的07D則又被填充為07D 05D 。在接收端，再將填充字節(jié)去掉，恢復成原來的數(shù)據(jù)字節(jié)。 在確定了IP包在PPP幀中的封裝之后，PPP/HDLC幀在SDH幀中的封裝十分簡單。PPP將SDH視為面向字節(jié)的全雙工鏈路，把PPP/HDLC幀的字節(jié)流映射入SDH的虛容器中即可。PPP幀在虛容器中邊界對齊，逐行排放，因為PPP/HDLC幀長可變，允許其跨越虛容器的邊界。PPP/HDLC與與LAPS 幀格式比較幀格式比較 IP over SDH的LAPS協(xié)議是由中國信息產(chǎn)業(yè)部武漢郵電科學研究院提出，已被ITU-T正式確定為標準，其標準號為X