SDH：同步數(shù)字傳輸體制

1、SDH：同步數(shù)字傳輸體制SDH全程同步數(shù)字傳輸體制(SynchronousDigitalHierarchy),SDH規(guī)范了數(shù)字信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)，復(fù)用方式，傳輸速率等級(jí)，接口碼型等特性，提供了一個(gè)國(guó)際支持框架，在此基礎(chǔ)上發(fā)展并建成了一種靈活，可靠，便于管理的世界電信傳輸網(wǎng)。這種傳輸網(wǎng)易于擴(kuò)展，適于新電信業(yè)務(wù)的開展，并且使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備互通成為可能，這正是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者長(zhǎng)期以來(lái)追求的目標(biāo)。1、SDH的速率SDH信號(hào)的速率等級(jí)表示為STM-N，其中N是正整數(shù)。目前SDH只能支持一定的N值，即N只能為1,4,16和64,其中最基本，也是最重要的模塊信號(hào)是STM-1，其速率是155.520Mbit/s，更高

2、級(jí)的STM-N信號(hào)是將基本模塊信號(hào)STM-1經(jīng)過(guò)字節(jié)間插后得出，STM-4等級(jí)的速率為622.080Mbit/s,STM-16等級(jí)的速率為2488.320Mbit/s,STM-64等級(jí)的速率為9953.280Mbit/s。SDH標(biāo)準(zhǔn)速率等級(jí)STM-1STM-4STM-16STM-64速率(Mbit/s)155.520622.0802488.3209953.2802、SDH幀結(jié)構(gòu)SDH以字節(jié)為單位進(jìn)行傳輸，它的幀結(jié)構(gòu)是一種以字節(jié)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)，它由270XN列和9行8bit字節(jié)組成。SDH的矩形幀在光纖上傳輸時(shí)是逐行傳輸?shù)?，在光發(fā)送端經(jīng)并/串轉(zhuǎn)換后逐行進(jìn)行傳輸，而在光接收端經(jīng)串/并轉(zhuǎn)

3、換后還原成矩形塊狀進(jìn)行處理。在SDH幀中，字節(jié)的傳輸是從左到右按行進(jìn)行的，首先由圖中左上角第一個(gè)字節(jié)開始，從左向右按順序傳送，傳完一行再傳下一行，直至整個(gè)9X270XN個(gè)字節(jié)都傳送完再轉(zhuǎn)入下一幀，如此一幀一幀地傳送。每秒可傳8000幀，幀長(zhǎng)恒定為125us。SDH的幀頻為8000幀/秒，這就是說(shuō)信號(hào)幀中某一特定字節(jié)每秒被傳送8000次，那么該字節(jié)的比特率為8000X8bit=64kbit/s，也即是一路數(shù)字電話的傳輸速率。9xN列（字節(jié)）-*1261xN列（字節(jié)）再生段開銷（RSOH）管理單元指針（AUPTR）STM-N凈符合（Payload）復(fù)用段開銷（MSOH）*270 xN列39行125

4、us傳輸方向以STM-1等級(jí)為例，其速率是270（每幀270列）X9（共9行）X64kbit/s（每個(gè)字節(jié)64kbit）=155520kbit/s=155.520Mbit/s.STM-N的幀結(jié)構(gòu)由3部分組成：段開銷，包括再生段開銷RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH）；信息凈負(fù)荷（payload）；管理單元指針（AU-PTR）。（1）段開銷（SOH）區(qū)域段開銷（SOH）是為了保證信息凈負(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)。段開銷又分為再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH）。再生段開銷在STM-N幀中的位置是第一到第三行的第一到第9XN列，共3X9XN個(gè)字節(jié)

5、；復(fù)用段開銷在STM-N幀中的位置是第5到第9行的第一到第9XN列，共5X9XN個(gè)字節(jié)。RSOH既可在再生器接入，又可在終端設(shè)備接入，而MSOH將透明地通過(guò)再生器，只能在終端設(shè)備處終結(jié)。（2）信息凈負(fù)荷（payload）區(qū)域信息凈負(fù)荷（payload）是在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(guò)打包的低速信號(hào)待運(yùn)輸?shù)呢浳?。為了?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)貨物（打包的低速信號(hào)）在傳輸過(guò)程中是否有損壞，在將低速信號(hào)打包的過(guò)程中加入了監(jiān)控開銷字節(jié)一通道開銷（POH）字節(jié)。POH作為凈負(fù)荷的一部分與信息碼塊一起裝載在STM-N這輛

6、貨車上在SDH網(wǎng)中傳送，它負(fù)責(zé)對(duì)打包的貨物（低速信號(hào)）進(jìn)行通道性能監(jiān)視、管理和控制。（3）管理單元指針（AU-PTR）區(qū)域管理單元指針位于STM-N幀中第4行的9XN列，共9XN個(gè)字節(jié)，主要用來(lái)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，以便接收端能根據(jù)這個(gè)位置指示符的值（指針值）正確分離信息凈負(fù)荷。采用指針?lè)绞绞荢DH的重要?jiǎng)?chuàng)新，可使之在準(zhǔn)同步環(huán)境中完成復(fù)用同步和STM-N信號(hào)的幀定位。3、SDH設(shè)備的邏輯組成SDH傳輸網(wǎng)是由不同類型的網(wǎng)元通過(guò)光纜線路連接組成的，通過(guò)不同的網(wǎng)元完成SDH網(wǎng)絡(luò)的傳送功能，這些功能包括：上下業(yè)務(wù)，交叉連接業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)故障自愈等。SDH網(wǎng)中常見網(wǎng)元有終端復(fù)

7、用器TM,分插復(fù)用器ADM,再生中繼器REG,數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC。（1）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，它的作用是將支路端口的低速信號(hào)復(fù)用到線路端口的高速信號(hào)STM-N中，或從STM-N的信號(hào)中分出低速支路信號(hào)。（2）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)接點(diǎn)處,ADM有兩個(gè)線路端口和一個(gè)支路端口。兩個(gè)線路端口各接一側(cè)的光纜（每側(cè)收/發(fā)共兩根光纖），為了描述方便我們將其分為西（W）向、東向（E）兩個(gè)線路端口。ADM的作用是將低速支路信號(hào)交叉復(fù)用進(jìn)東或西向線路上去，或從東或西側(cè)線路端口收的線路信號(hào)中拆分出低速支路信號(hào)。另外，還可將東/西向線路側(cè)的STM-N信號(hào)

8、進(jìn)行交叉連接。（3）再生中繼器（REG）REG的作用是將w/e側(cè)的光信號(hào)經(jīng)0/E、抽樣、判決、再生整形、E/0在e或w側(cè)發(fā)出。（4）數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC）DXC可將輸入的m路STM-N信號(hào)交叉連接到輸出的n路STM-N信號(hào)上,上圖表示有m條入光纖和n條出光纖。DXC的核心是交叉連接。4、SDH的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)理所謂自愈網(wǎng)是指在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障（例如光纖斷）時(shí)，無(wú)需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)地在極短的時(shí)間內(nèi)，使業(yè)務(wù)自動(dòng)從故障中恢復(fù)傳輸，使用戶幾乎感覺(jué)不到網(wǎng)絡(luò)出了故障。其基本原理是網(wǎng)絡(luò)要具備發(fā)現(xiàn)替代傳輸路由并重新建立通信的能力。替代路由可采用備用設(shè)備或利用現(xiàn)有設(shè)備中的冗余能力，以滿足全部或指定優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的恢復(fù)

9、。自愈網(wǎng)僅是通過(guò)備用信道將失效的業(yè)務(wù)恢復(fù)，而不涉及具體故障的部件和線路的修復(fù)或更換，所以故障點(diǎn)的修復(fù)仍需人工干預(yù)才能完成。自愈網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)可以分為線路保護(hù)倒換和自愈環(huán)網(wǎng)兩種基本形式。（1）線路保護(hù)倒換其工作原理是當(dāng)工作光纖的業(yè)務(wù)傳輸中斷或性能劣化到一定程度后，系統(tǒng)倒換設(shè)備將主信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)至備用光纖傳輸系統(tǒng)，從而使接受端仍然接收到正常的信號(hào)而感覺(jué)不到網(wǎng)絡(luò)已出了故障。2）自愈環(huán)網(wǎng)將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連成一個(gè)環(huán)形可以進(jìn)一步改善網(wǎng)絡(luò)的生存性和成本，一個(gè)環(huán)形自愈網(wǎng)也稱為自愈環(huán)網(wǎng)。自愈環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以是DXC，也可以是ADM,通常采用ADM。自愈環(huán)網(wǎng)一般可以劃分為通道保護(hù)倒換環(huán)和復(fù)用段保護(hù)倒換環(huán)兩大類。對(duì)于通道保護(hù)倒換

10、環(huán)，業(yè)務(wù)信息的保護(hù)是以每個(gè)通道為基礎(chǔ)的，根據(jù)環(huán)內(nèi)每個(gè)通道信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣決定是否進(jìn)行倒換；對(duì)于復(fù)用段保護(hù)倒換環(huán)，業(yè)務(wù)量的保護(hù)是以復(fù)用段為基礎(chǔ)的，根據(jù)每一對(duì)節(jié)點(diǎn)間的復(fù)用段信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣決定是否進(jìn)行倒換，當(dāng)復(fù)用段出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)節(jié)點(diǎn)間的所有復(fù)用段業(yè)務(wù)信號(hào)都倒換到保護(hù)回路。通道保護(hù)倒換環(huán)與復(fù)用段保護(hù)倒換環(huán)的一個(gè)重要區(qū)別是前者往往使用專用保護(hù)，及正常情況下保護(hù)段也在傳送業(yè)務(wù)信號(hào)，而后者往往使用共享保護(hù)，即保護(hù)段在正常情況下是空閑的，保護(hù)時(shí)隙由每對(duì)節(jié)點(diǎn)共享。按照業(yè)務(wù)通路和保護(hù)通路的利用情況，自愈環(huán)網(wǎng)存在1:1,1+1等保護(hù)形式。1:1保護(hù)形式是指正常情況下業(yè)務(wù)信號(hào)只在工作通路上傳輸，在保護(hù)通路上可以傳輸額外的業(yè)務(wù)信號(hào)，當(dāng)工作通發(fā)生故障時(shí)，節(jié)點(diǎn)將保護(hù)通路上的額外業(yè)務(wù)舍棄，切換為傳輸業(yè)務(wù)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信號(hào)的保護(hù)。1+1保護(hù)形式是指業(yè)務(wù)信號(hào)同時(shí)跨接在工作通路和保護(hù)通路，接受業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)從工作通路和保