光同步傳輸網(wǎng)絡(luò)

1、同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系SDH概論概論一、SDH的產(chǎn)生1、PDH的缺點(diǎn)（1）沒有國際統(tǒng)一的數(shù)字速率標(biāo)準(zhǔn)（2）沒有國際統(tǒng)一的光接口規(guī)范1同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系SDH概論概論一、SDH的產(chǎn)生1、PDH的缺點(diǎn)（3）上下電纜成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜（4）網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理、維護(hù)能力差光/電光信號(hào)解復(fù)用140/34 Mb/s34/8 Mb/s8/2 Mb/s復(fù)用復(fù)用復(fù)用電/光光信號(hào)2/8 Mb/s8/34 Mb/s34/140 Mb/s2 Mb/s(電信號(hào))PDH解復(fù)用解復(fù)用2同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系SDH概論概論一、SDH的產(chǎn)生2、SDH的產(chǎn)生 上述PDH的缺點(diǎn)要想在原有的技術(shù)體制和框架內(nèi)予以解決，幾乎是不可

2、能的。 19881990年，ITU-T通過了關(guān)于SDH的9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，19921996年又相繼通過了5個(gè)，至此在國際范圍內(nèi)就SDH的硬件與軟件達(dá)成了一致協(xié)議。3同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系SDH概論概論二、SDH的特點(diǎn)（1）速率統(tǒng)一 在SDH幀結(jié)構(gòu)中既可以包含2Mb/s數(shù)字體系的各種子速率信號(hào)，如2Mb/s，34Mb/s和140Mb/s；也可以包含1.5Mb/s數(shù)字體系的各種子速率信號(hào)，如1.5Mb/s，6.3Mb/s ，45Mb/s和100Mb/s等。 目前SDH有5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的STM等級(jí)，即STM-1/4/16/64/256（2）光接口規(guī)范（3）靈活的分插復(fù)用（4）具有強(qiáng)大的運(yùn)行、管理、維護(hù)與指配能

3、力（5）組網(wǎng)較靈活、網(wǎng)絡(luò)的安全性與生存性強(qiáng)（6）兼容性好 SDH不僅可以向前兼容已有的PDH各種速率信號(hào)，而且還可以向后兼容未來的許多新業(yè)務(wù)信號(hào)，如ATM信元、FDDI信元等。4同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系SDH概論概論三、SDH概況（1）SDH的等級(jí)等級(jí)速率（Mb/s）含2M電路數(shù)量語音話路容量STM-1155.52631890STM-4622.082527560STM-162488.32100830240STM-649953.284032120960STM-2563981312161284838405同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)一、幀結(jié)構(gòu)的組成 STM-N的幀結(jié)構(gòu)由3部分組成：段開銷，

4、包括再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH）；管理單元指針（AU-PTR）；信息凈負(fù)荷（payload）。13459RSOHSTM-N 凈負(fù)荷 (含POH)9N261N270N列MSOHAU PTR6同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)一、幀結(jié)構(gòu)的組成（1）信息凈負(fù)荷（payload）： 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(fù)荷區(qū)相當(dāng)于STM-N這輛運(yùn)貨車的車箱，車箱內(nèi)裝載的貨物就是經(jīng)過打包的低速信號(hào)待運(yùn)輸?shù)呢浳铩榱藢?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)貨物（打包的低速信號(hào)）在傳輸過程中是否有損壞，在將低速信號(hào)打包的過程中加入了監(jiān)控開銷字節(jié)通道開銷（POH）字節(jié)。7同步數(shù)字體系同步

5、數(shù)字體系幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)一、幀結(jié)構(gòu)的組成（2）段開銷（SOH）： 為了保證信息凈負(fù)荷正常、靈活傳送所必須附加的供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)（OAM）使用的字節(jié)。例如段開銷可進(jìn)行對(duì)STM-N這輛運(yùn)貨車中的所有貨物在運(yùn)輸中是否有損壞進(jìn)行監(jiān)控，而POH的作用是當(dāng)車上有貨物損壞時(shí)，通過它來判定具體是哪一件貨物出現(xiàn)損壞。 當(dāng)然，SOH和POH還有一些管理功能。 段開銷又分為再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH），分別對(duì)相應(yīng)的段層進(jìn)行監(jiān)控。 通道開銷又分為高階通道開銷（HP-POH）和低階通道開銷（LP-POH） 。8同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)一、幀結(jié)構(gòu)的組成（3）管理單元指針（AU-PTR）：

6、AU-PTR是用來指示信息凈負(fù)荷的第一個(gè)字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置的指示符，以便收端能根據(jù)這個(gè)位置指示符的值（指針值）正確分離信息凈負(fù)荷。9同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)二、SDH信號(hào)的傳輸 SDH幀結(jié)構(gòu)雖然是塊狀，但是在傳輸時(shí)依然是以串行碼流形式，即按從左到右，由上而下的順序進(jìn)行。 ITU-T規(guī)定對(duì)于任何級(jí)別的STM-N幀，幀頻是8000幀/秒，也就是幀長(zhǎng)或幀周期為恒定的125s。9 270 N個(gè)字節(jié)RSOHAU-PTRMSOH9 N1349payload261 N510同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系段開銷段開銷一、段開銷 下圖是一個(gè)STM-1的段開銷9 列 A1 A1 A1 A2 A2

7、 A2 J0# # # B1 E1 F1* * * D1 D2 D3 A U - P T R (管理單元指針) B2 B2 B2 K1 K2 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 S1 M1 E2* * *RSOHMSOH9行 * * 國內(nèi)使用字節(jié) 傳輸媒質(zhì)指示字節(jié) # # 不擾碼字節(jié) 空格：國際使用字節(jié)11同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系段開銷段開銷一、段開銷1. A1、A2： 幀定位字節(jié)幀定位字節(jié) （F6 28 H）；）； 2. J0： 再生段跟蹤字節(jié)，使收、發(fā)能正確對(duì)接；再生段跟蹤字節(jié)，使收、發(fā)能正確對(duì)接； 3. B1：再生段比特間插奇偶校驗(yàn)字節(jié)再生段比特間插奇偶校驗(yàn)字節(jié)(

8、BIP-8)； 4. D1 D3：再生段數(shù)據(jù)通信通道，可傳送再生段運(yùn)行數(shù)據(jù)；再生段數(shù)據(jù)通信通道，可傳送再生段運(yùn)行數(shù)據(jù)； 5. D4 D12：復(fù)用段數(shù)據(jù)通信通道，可傳送復(fù)用段運(yùn)行數(shù)據(jù)；復(fù)用段數(shù)據(jù)通信通道，可傳送復(fù)用段運(yùn)行數(shù)據(jù)；6. E1、E2：公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié)；公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié)；7. F1：使用者通道字節(jié)，用于維護(hù)的數(shù)據(jù)使用者通道字節(jié)，用于維護(hù)的數(shù)據(jù)/ /音頻通道；音頻通道；8. B2：復(fù)用段比特間插奇偶校驗(yàn)字節(jié)復(fù)用段比特間插奇偶校驗(yàn)字節(jié)(BIP-N(BIP-N24)24)；12同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系段開銷段開銷一、段開銷 9. K1、K2：自動(dòng)保護(hù)倒換字節(jié)，執(zhí)行自動(dòng)保護(hù)倒換字節(jié)，執(zhí)行APS協(xié)議；協(xié)議

9、； 其中：其中： K1的的b5 b8為請(qǐng)求保護(hù)倒換的局站編號(hào)，為請(qǐng)求保護(hù)倒換的局站編號(hào)， K2的的b1 b4為倒換到保護(hù)通路上的局站編號(hào)為倒換到保護(hù)通路上的局站編號(hào)。10.S1：同步狀態(tài)字節(jié)，指示同步狀態(tài)、時(shí)鐘級(jí)別等；同步狀態(tài)字節(jié)，指示同步狀態(tài)、時(shí)鐘級(jí)別等； 其中其中b1 b4暫不使用，暫不使用， b5 b8表示時(shí)鐘質(zhì)量級(jí)別，表示時(shí)鐘質(zhì)量級(jí)別， b5-b8的值越小，表示相應(yīng)的時(shí)鐘質(zhì)量級(jí)別越高。的值越小，表示相應(yīng)的時(shí)鐘質(zhì)量級(jí)別越高。11. M1：復(fù)用段遠(yuǎn)端差錯(cuò)指示，指示復(fù)用段遠(yuǎn)端差錯(cuò)指示，指示B2的的誤塊檢測(cè)結(jié)果。誤塊檢測(cè)結(jié)果。 其中其中b1暫不使用；暫不使用； b2 b8：用二進(jìn)制編碼方式，對(duì)

10、：用二進(jìn)制編碼方式，對(duì)B2的的誤塊檢測(cè)結(jié)果誤塊檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行誤塊計(jì)數(shù)進(jìn)行誤塊計(jì)數(shù) 13同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系段開銷段開銷二、段開銷的復(fù)用 字節(jié)間插復(fù)用時(shí)各STM-1幀的AU-PTR和payload的所有字節(jié)原封不動(dòng)的按字節(jié)間插復(fù)用方式復(fù)用，而段開銷的復(fù)用方式就有所區(qū)別。下圖為STM-4幀的段開銷結(jié)構(gòu)圖注： 為國內(nèi)使用保留字節(jié)；RSOHMSOH36字節(jié)9行A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A2 A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2J0B1E1F1D1D2D3K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E2B2 B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2管理單

11、元指針 所有未標(biāo)記字節(jié)待將來國際標(biāo)準(zhǔn)確定（與媒質(zhì)有關(guān)的應(yīng)用，附加國內(nèi)使用和其他用途）。 C1Z0Z0Z0C1*Z0待將來國際標(biāo)準(zhǔn)確定。*C1C1 * 為不擾碼字節(jié)；14同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系復(fù)用與映射復(fù)用與映射一、 SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)和步驟STM-NAUGAU-4VC-4AU-3VC-3TUG-3TUG-2TU-3TU-2TU-12TU-11VC-3VC-2VC-12VC-11C-4C-3C-2C-12C-11 N 1 1 1 3 3 3 4 7 7139264kbit/s44736kbit/s34368kbit/s6312kbit/s2048kbit/s1544kbit/s指針處理復(fù)用定位校

12、準(zhǔn)映射15同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系復(fù)用與映射復(fù)用與映射二、我國規(guī)范的SDH復(fù)用與映射結(jié)構(gòu)STM-NAUGAU-4VC-4TUG-3TUG-2TU-3TU-12VC-3VC-12C-4C-3C-12 N 1 1 3 3 7139264kbit/s34368kbit/s2048kbit/s指針處理復(fù)用定位校準(zhǔn)映射16同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系復(fù)用與映射復(fù)用與映射三、SDH復(fù)用原理容器（C） 容器的主要作用就是進(jìn)行速率調(diào)整。標(biāo)準(zhǔn)容器尺寸種類C-12 C-3 C-4裝載信號(hào)種類 2 Mb/s 34 / 45 Mb/s 140 Mb/s速率（Mb/s）2.176 48.384149.76017同步數(shù)字體系

13、同步數(shù)字體系復(fù)用與映射復(fù)用與映射三、SDH復(fù)用原理虛容器（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。POHC-3 ( 34/45Mb/s ) C-4 ( 140 Mb/s )POH VC-12POHC-12 ( 2Mb/s ) VC-4 12261912859 VC-3124918同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系復(fù)用與映射復(fù)用與映射三、SDH復(fù)用原理支路單元（TU）： 是在高階VC與低階VC之間進(jìn)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。 H1H2H3TU PTRVC-12 VC-3 TU-12 TU-31249128691

14、9同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系復(fù)用與映射復(fù)用與映射三、SDH復(fù)用原理支路單元組（TUG）： 由幾個(gè)TU或TUG進(jìn)行字節(jié)間插復(fù)用組成2b12313123cacbaTU-12 aTU-12 bTU-12 cTUG-2444TU-12 a20同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系復(fù)用與映射復(fù)用與映射三、SDH復(fù)用原理支路單元組（TUG）： 由幾個(gè)TU或TUG進(jìn)行字節(jié)間插復(fù)用組成3TU - 12 7TUG-2 TUG-2 TUG-3 R 為填充字節(jié)RR112913869221同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系復(fù)用與映射復(fù)用與映射三、SDH復(fù)用原理管理單元（AU-4）： 是在高階VC與復(fù)用段之間進(jìn)行適配的信息結(jié)構(gòu)。 AU是由高階V

15、C加上管理單元指針AU PTR構(gòu)成。 VC - 4AU-PTR22同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系復(fù)用與映射復(fù)用與映射四、總結(jié) 一個(gè)STM-1幀中可以復(fù)用幾路2M信號(hào)？幾路34M信號(hào)？幾路140M信號(hào)？AUGTUG-2VC-3C-3 C 4TU-12VC-12C-12140M34M / 45M2M指針處理映射復(fù)用校準(zhǔn)N733TUG3STM-NAU-4VC-4TU- 31123同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系SDH概論概論一、SDH設(shè)備（1）SDH基本網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備的種類 SDH設(shè)備可以分為4種：終端復(fù)用器(TM)、分插復(fù)用器(ADM)、再生器(REG)和數(shù)字交叉連接設(shè)備(DXC)。REGDXCDXCADMTMA

16、DMSTM- NDXCDXCTMSTM- NSTM- NSTM-NSTM- NSTM- NSTM- NSTM- NSTM- N24TMSTM- N同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系SDH概論概論三、SDH概況（2）SDH設(shè)備的種類終端復(fù)用器（TM） 終端復(fù)用器用在網(wǎng)絡(luò)的終端站點(diǎn)上，例如一條鏈的兩個(gè)端點(diǎn)上，它是一個(gè)雙端口器件。TMWSTM-NSTM-M140Mbit/s 2Mbit/s34Mbit/s注：MN25同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系SDH概論概論三、SDH概況（2）SDH設(shè)備的種類分插復(fù)用器（ADM） 分/插復(fù)用器用于SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接站點(diǎn)處，例如鏈的中間結(jié)點(diǎn)或環(huán)上結(jié)點(diǎn)，是SDH網(wǎng)上使用最多、最重要

17、的一種網(wǎng)元，它是一個(gè)三端口的器件。STM-NSTM-NSTM-M注：MNwe34Mbit/s140Mbit/sADM2Mbit/s26同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系SDH概論概論三、SDH概況（2）SDH設(shè)備的種類再生中繼器（REG） 再生中繼器設(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，REG是雙端口器件，只有兩個(gè)線路端口。STM-NSTM-NweREG27同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系SDH概論概論三、SDH概況（2）SDH設(shè)備的種類數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC） 數(shù)字交叉連接設(shè)備完成的主要是STM-N信號(hào)的交叉連接功能，它是一個(gè)多端口器件，它實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)交叉矩陣，完成各個(gè)信號(hào)間的交叉連

18、接，DXCmn等效為入線：m出線：n28同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系組網(wǎng)與保護(hù)組網(wǎng)與保護(hù)一、基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) SDH網(wǎng)是由SDH網(wǎng)元設(shè)備通過光纜互連而成的，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（網(wǎng)元）和傳輸線路的幾何排列就構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)的有效性（信道的利用率）、可靠性和經(jīng)濟(jì)性在很大程度上與其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)。 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞幕窘Y(jié)構(gòu)有鏈形、星形、樹形、環(huán)形和網(wǎng)孔形。(a) 鏈形 (b) 星形 (c) 樹形 (d) 環(huán)形 (e) 網(wǎng)孔形 TM TM TM TM TM TM TM TM TM TM ADM ADM ADM ADM ADM ADM ADM ADM DXC/ADM DXC/ADM DXC/ADM DXC/ADM

19、 DXC/ADM DXC/ADM 29同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系組網(wǎng)與保護(hù)組網(wǎng)與保護(hù)二、環(huán)網(wǎng)的分類 按傳輸環(huán)上業(yè)務(wù)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(diǎn)間的光纖數(shù)可將自愈環(huán)劃分為雙纖環(huán)（一對(duì)收/發(fā)光纖）和四纖環(huán)（兩對(duì)收發(fā)光纖）； 按保護(hù)的業(yè)務(wù)級(jí)別可將自愈環(huán)劃分為通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)兩大類。ABCD30同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系組網(wǎng)與保護(hù)組網(wǎng)與保護(hù)二、環(huán)網(wǎng)的分類 對(duì)于通道保護(hù)環(huán)，業(yè)務(wù)的保護(hù)是以通道為基礎(chǔ)的，也就是保護(hù)的是STM-N信號(hào)中的某個(gè)VC（某一路PDH信號(hào)），倒換與否按環(huán)上的某一個(gè)別通道信號(hào)的傳輸質(zhì)量來決定的。 復(fù)用段倒換環(huán)是以復(fù)用段為基礎(chǔ)的，倒換與否是根據(jù)環(huán)上傳輸?shù)膹?fù)用

20、段信號(hào)的質(zhì)量決定的。倒換是由K1、K2（b1b5）字節(jié)所攜帶的APS協(xié)議來啟動(dòng)的，當(dāng)復(fù)用段出現(xiàn)問題時(shí)，環(huán)上整個(gè)STM-N或1/2STM-N的業(yè)務(wù)信號(hào)都切換到備用信道上。31同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系組網(wǎng)與保護(hù)組網(wǎng)與保護(hù)二纖單向通道保護(hù)環(huán)二纖單向通道保護(hù)環(huán)工作原理：雙發(fā)選收雙發(fā)選收正常時(shí)：正常時(shí)：信號(hào)AC在發(fā)端A同時(shí)饋入S與P光纖（雙發(fā)），沿二條路徑到達(dá)C：工作：A-B-C保護(hù)：A-D-C。 收端選收，一般選 工作：A-B-C同理，信號(hào)CA： 工作：C-D-A ； 保護(hù)：C-B-A。收端選用 工作：C-D-A。32同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系組網(wǎng)與保護(hù)組網(wǎng)與保護(hù)故障時(shí)：故障時(shí)：如B、C間的光纜被切斷。

21、AC業(yè)務(wù)：在C節(jié)點(diǎn)由于來自S光纖的AC信號(hào) ABC丟失，所以接收倒換開關(guān)轉(zhuǎn)向來自P光纖，即接收信號(hào)：ADCCA業(yè)務(wù)信號(hào)仍按原路徑傳送。33同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系組網(wǎng)與保護(hù)組網(wǎng)與保護(hù)二纖雙向通道保護(hù)環(huán)二纖雙向通道保護(hù)環(huán)正常時(shí)：正常時(shí)：信號(hào)AC在發(fā)端同時(shí)饋入S1與P1光纖（雙發(fā)），沿二條路徑到達(dá)C站S1：ABC P1：ADC收端選收，一般選S1：ABC同理，業(yè)務(wù)信號(hào)CA： S2：CB A P2：C D A收端擇優(yōu)選用，一般選 S2：CBA。34同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系組網(wǎng)與保護(hù)組網(wǎng)與保護(hù)故障時(shí)：故障時(shí)：如B、C間的光纜被切斷。AC業(yè)務(wù)：在C節(jié)點(diǎn)由于來自S1光纖的AC信號(hào)：ABC丟失，所以倒換開關(guān)轉(zhuǎn)向P1光纖，接收信號(hào)：ADC同理，在節(jié)點(diǎn)A接收從P2光纖來的CA業(yè)務(wù)信號(hào)： CDA 。雙向通道保護(hù)環(huán)與單向通道保護(hù)環(huán)無多大區(qū)別。35同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系組網(wǎng)與保護(hù)組網(wǎng)與保護(hù)二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)二