高速公路通信系統(tǒng)維護(hù)(技術(shù)基礎(chǔ))

高速公路通信系統(tǒng)維護(hù)

技術(shù)基礎(chǔ)1課程要點(diǎn)：1、SDH傳輸原理2、程控交換原理3、接入網(wǎng)原理4、高速公路通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2一、SDH原理3

1、SDH信號(hào)幀結(jié)構(gòu)

STM-N信號(hào)幀結(jié)構(gòu)的安排應(yīng)盡可能使支路低速信號(hào)在一幀內(nèi)均勻地、有規(guī)律的排列。為什么呢？因?yàn)檫@樣便于實(shí)現(xiàn)支路低速信號(hào)的分插、復(fù)用和交換，說(shuō)到底就為了方便的從高速SDH信號(hào)中直接上/下低速支路信號(hào)。鑒于此，ITU-T規(guī)定了STM-N的幀是以字節(jié)（8bit）為單位的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)，幀頻為8K，如圖所示。4

2、SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)和步驟：

注：C－容器、VC－虛容器、TU－支路單元、TUG－支路單元組、AU－管理單元、AUG－管理單元組我國(guó)的光同步傳輸網(wǎng)技術(shù)體制規(guī)定了以2Mbit/s信號(hào)為基礎(chǔ)的PDH系列作為SDH的有效負(fù)荷，并選用AU-4的復(fù)用路線，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-3所示。5復(fù)用、映射、定位的概念定位是指通過(guò)指針調(diào)整，使指針的值時(shí)刻指向低階VC幀的起點(diǎn)在TU凈負(fù)荷中或高階VC幀的起點(diǎn)在AU凈負(fù)荷中的具體位置，使收端能據(jù)此正確地分離相應(yīng)的VC復(fù)用是一種使多個(gè)低階通道層的信號(hào)適配進(jìn)高階通道層（例如TU12(×3)→TUG2(×7)→TUG3(×3)→VC4）或把多個(gè)高階通道層信號(hào)適配進(jìn)復(fù)用層的過(guò)程（例如AU-4(×1)→AUG(×N)→STM-N）映射是一種在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處（例如SDH/PDH邊界處），將支路信號(hào)適配進(jìn)虛容器的過(guò)程。6140Mbit/s復(fù)用進(jìn)STM-N信號(hào)

1、首先將140Mbit/s的PDH信號(hào)經(jīng)過(guò)碼速調(diào)整（比特塞入法）適配進(jìn)C4，C4是用來(lái)裝載140Mbit/s的PDH信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)信息結(jié)構(gòu)。2、為了能夠?qū)?40Mbit/s的通道信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，在復(fù)用過(guò)程中要在C4的塊狀幀前加上一列通道開(kāi)銷字節(jié)（高階通道開(kāi)銷VC4-POH），此時(shí)信號(hào)成為VC4信息結(jié)構(gòu)73、當(dāng)信息負(fù)荷裝載的速度和等待裝載的時(shí)間（STM-N的幀周期125μs）不一致時(shí)，就會(huì)使信息負(fù)荷在車箱內(nèi)的位置“浮動(dòng)”，那么在收端怎樣才能正確分離貨物包呢？SDH采用在VC4前附加一個(gè)管理單元指針（AU-PTR）來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。4、最后一步了：將AUG加上相應(yīng)的SOH合成STM-1信號(hào)，N個(gè)STM-1信號(hào)通過(guò)字節(jié)間插復(fù)用成STM-N信號(hào)。8140Mbit/s→STM-N的復(fù)用全過(guò)程93、SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)原理：

重點(diǎn)介紹兩種常用結(jié)構(gòu)：

1、環(huán)形網(wǎng)2、鏈型網(wǎng)10（1）、鏈型網(wǎng)：鏈形網(wǎng)的特點(diǎn)是具有時(shí)隙復(fù)用功能，即線路STM-N信號(hào)中某一序號(hào)的VC可在不同的傳輸光纜段上重復(fù)利用。如圖：A—B、B—C、C—D以及A—D之間通有業(yè)務(wù)，這時(shí)可將A—B之間的業(yè)務(wù)占用A—B光纜段X時(shí)隙（序號(hào)為X的VC，例如3VC4的第48個(gè)VC12），將B—C的業(yè)務(wù)占用B—C光纜段的X時(shí)隙（第3VC4的第48VC12），將C—D的業(yè)務(wù)占用C—D光纜段的X時(shí)隙（第3VC4的第48個(gè)VC12），這種情況就是時(shí)隙重復(fù)利用。這時(shí)A—D的業(yè)務(wù)因?yàn)楣饫|的X時(shí)隙已被占用，所以只能占用光路上的其它時(shí)隙Y時(shí)隙，例如第3VC4的第49VC1211（2）、雙纖單向(雙向)通道保護(hù)環(huán)：

二纖通道保護(hù)環(huán)由兩根光纖組成兩個(gè)環(huán)，其中一個(gè)為主環(huán)——S1；一個(gè)為備環(huán)——P1。兩環(huán)的業(yè)務(wù)流向相反，通道保護(hù)環(huán)的保護(hù)功能是通過(guò)網(wǎng)元支路板的“并發(fā)選收”功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，也就是支路板將支路上環(huán)業(yè)務(wù)“并發(fā)”到主環(huán)S1、備環(huán)P1上，兩環(huán)上業(yè)務(wù)完全一樣且流向相反，平時(shí)網(wǎng)元支路板“選收”主環(huán)下支路的業(yè)務(wù)124、OptiX155/622H結(jié)構(gòu)

IU為線路接口單元，其中IU1-3可插光板或支路板，作為線路接口或支路接口，IU4板位只能插支路板，作為支路接口。A為電源濾波板和風(fēng)扇過(guò)濾網(wǎng)。B為風(fēng)扇板。整個(gè)設(shè)備共有5個(gè)保險(xiǎn)管：1個(gè)(3.15A)在風(fēng)扇板上，電源板上有4個(gè)，其中2個(gè)是+5V(5A)，1個(gè)是+12V(3.15A)，1個(gè)是鈴流。131、INⅠ外同步時(shí)鐘源外時(shí)鐘接口1，輸入INⅡ外時(shí)鐘接口2，輸入OUTⅠ外時(shí)鐘接口1，輸出OUTⅡ外時(shí)鐘接口2，輸出2、RST復(fù)位鍵（RESET）3、ETN設(shè)備指示燈以太網(wǎng)燈設(shè)備指示燈：RUN運(yùn)行燈R嚴(yán)重告警燈Y一般告警燈FAN風(fēng)扇告警燈4、ALMCUT告警切除開(kāi)關(guān)5、RS-2321串口網(wǎng)管MODEM接口RS-2322透明傳輸串行通信口6、PHONERJ11公務(wù)電話接口7、ETHERNETRJ45以太網(wǎng)接口8、AUIAUI以太網(wǎng)接口9、PGND、GND、-48V、BGND雙電源接口10、POWER（ON、OFF）電源開(kāi)關(guān)11、SDH光接口12、PDH電接口2mmHM連接器2M電接口（SP1D板）14二、程控交換模塊原理15（1）主控框：161、PWCPWC為二次電源板，-48V直流輸入，輸出為直流+5V/20A，用以給主控框、時(shí)鐘框、DT框供電。2、MPUMPU為主處理機(jī)板。MPU板是模塊內(nèi)的中央處理單元，負(fù)責(zé)對(duì)SM的各類設(shè)備進(jìn)行控制。采用高檔CPU處理模塊內(nèi)的上報(bào)信息，控制各從節(jié)點(diǎn)動(dòng)作，完成交換的功能。3、EMAEMA為雙機(jī)倒換板，位于上框。EMA負(fù)責(zé)2塊MPU之間的通信，裁決哪塊是主用板，并控制其間的倒換。4、NODNOD為主節(jié)點(diǎn)板，負(fù)責(zé)MPU與用戶框設(shè)備及中繼框設(shè)備之間的通信。共有11個(gè)NOD槽位，每塊NOD板提供4路主節(jié)點(diǎn)。每路主節(jié)點(diǎn)包括1個(gè)郵箱，1個(gè)CPU，1個(gè)串口。主節(jié)點(diǎn)與MPU之間以郵箱方式通信，與各從節(jié)點(diǎn)（用戶框設(shè)備、中繼框設(shè)備）之間以廣播方式通過(guò)串口通信。175、SIGSIG為數(shù)字信號(hào)音板，交換機(jī)在接續(xù)過(guò)程中，需要向用戶提供各種信號(hào)音，包括接續(xù)提示音（如撥號(hào)音、忙音）、輔導(dǎo)代答、新業(yè)務(wù)提示，以及報(bào)時(shí)、天氣預(yù)報(bào)等語(yǔ)音信號(hào)。上述各類語(yǔ)音所需的全部數(shù)字信號(hào)由數(shù)字信號(hào)板SIG產(chǎn)生。6、BNETBNET為模塊內(nèi)交換網(wǎng)板，2塊BNET板處于主備用熱備份狀態(tài)，BNET網(wǎng)板是SM自身控制、維護(hù)通信鏈路的交換中心，同時(shí)也是話音通信和數(shù)據(jù)通信的交換中心，信令和話路的交換都是MPU板的監(jiān)控下利用網(wǎng)板資源實(shí)現(xiàn)的。7、CKVCKV為時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)板，用于驅(qū)動(dòng)主控框至各功能單元（用戶框、中繼板）的差分時(shí)鐘。8、MFC、NO7、LAP、DTR共有8個(gè)MFC槽位，4個(gè)位于上框，4個(gè)位于下框。MFC板、NO7板、LAP板、DTR板槽位兼容，LPN7、LPV5、LPHI、LPRA統(tǒng)稱為L(zhǎng)AP板。LAPN7：公共信道信令處理板，每板4路Link，與TUP板或ISUP板配合使用。LAPV5：V5協(xié)議處理板，每板4路協(xié)議接口，與V5TK板配合使用。18(2)時(shí)鐘框：(3)用戶框：PWXASLASLASLASLASLASLASLASLASLASLDRVDRVASLASLASLASLASLASLASLASLASLTSSPWX（4）數(shù)字中繼框：PWCDTMDTMDTMDTMSETDTMDTMDTMDTMDTMDTMDTMDTMSETDTMDTMDTMDTMDRVDRVDRVDRVPWC191、DRVDRV為雙音收號(hào)及驅(qū)動(dòng)板，每板有16路雙音頻收號(hào)器，接收模擬用戶話機(jī)所撥的雙音頻號(hào)碼，同時(shí)為本半框用戶HW信號(hào)、串口信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)提供驅(qū)動(dòng)。2、ASLASL為模擬用戶板，CC08ASL板具有以下功能：提供16路模擬用戶接口；單板具備BORSCHT（饋電、過(guò)壓/流保護(hù)、振鈴、監(jiān)視、編譯碼、混合、測(cè)試功能）；提供某些特殊功能（反極性、遠(yuǎn)距離、CID、計(jì)費(fèi)脈沖）；單板提供脈沖解碼功能。3、DTMDTM為數(shù)字中繼電路板，完成局間數(shù)字中繼的對(duì)接。每板有2個(gè)PCM系統(tǒng)，提供60路數(shù)字中繼。一個(gè)數(shù)字中繼框共有16個(gè)DTM槽位，最多可提供960路數(shù)字中繼。DTM板與不同的信令設(shè)備配合，可支持不同的業(yè)務(wù)。通過(guò)在后臺(tái)終端的數(shù)管系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)置，可以把DTM設(shè)置成下列單板：DT：當(dāng)局間使用No.1信令時(shí)，把DTM設(shè)置成DT，此時(shí)需要在主控框MFC槽位插MFC板。TUP：當(dāng)局間使用No.7信令且傳送電話業(yè)務(wù)時(shí)，把DTM設(shè)置成TUP，此時(shí)需要在主控框MFC槽位插NO7板或LPN7板。ISUP：當(dāng)局間使用No.7信令且傳送ISDN業(yè)務(wù)時(shí)，把DTM設(shè)置成ISUP，此時(shí)需要在主控框MFC槽位插LPN7板。V5TK：當(dāng)使用V5.1或V5.2接口實(shí)現(xiàn)與接入網(wǎng)的對(duì)接時(shí)，把DTM設(shè)置V5TK，此時(shí)需要在主控框MFC槽位插LPV5板和DTR板。LPV5板提供V5.X協(xié)議支持，DTR板從V5TK提取接入網(wǎng)用戶所撥的雙音頻信號(hào)。4、SETSET是中繼框HW線和NOD線的配線座，共有2個(gè)SET槽位，給各自半框DTM提供HW線和NOD線。該槽位不插任何單板，配以假面板。202、SM的分級(jí)控制結(jié)構(gòu)21如上圖所示，SM具有分級(jí)控制結(jié)構(gòu)：一、第一級(jí)：MPU和EMA這里是整個(gè)SM的控制中心。各功能電路都要把自己的狀態(tài)信息上報(bào)給MPU，由MPU對(duì)這些狀態(tài)進(jìn)行分析處理，輸出命令來(lái)驅(qū)動(dòng)功能單板的動(dòng)作，可以說(shuō)MPU是交換機(jī)的控制核心。EMA板保證MPU板運(yùn)行的可靠性，一旦出現(xiàn)問(wèn)題可以實(shí)行主備倒換。二、第二級(jí)控制：（與MPU同在主控框中）通過(guò)郵箱直接與MPU通信，上報(bào)狀態(tài)和執(zhí)行命令。如果該單板（比如NOD）還要負(fù)責(zé)下發(fā)命令給下一級(jí)單板，則通過(guò)串口與第三級(jí)單板通信。NOD板起著通信橋梁的作用。是指MPU通過(guò)總線和單板上的雙端口郵箱直接與單板的CPU進(jìn)行通信。采用二級(jí)控制的單板有NOD、MC2、OPT、BNET、LAP、MFC、NO7、MEM、SIG、ALM和TCI。三、第三級(jí)控制：通過(guò)NOD板間接與MPU通信，上報(bào)狀態(tài)和執(zhí)行命令。三級(jí)控制從上至下依次為MPU、主控制點(diǎn)（NOD）和從控制點(diǎn)（CPU）。MPU通過(guò)NOD建立與各功能性從控制點(diǎn)（CPU）之間的聯(lián)系，從控制點(diǎn)（CPU）指用戶線、中繼線等接口的功能性電路板上的微處理器，稱作從節(jié)點(diǎn)。NOD是MPU與各功能性從節(jié)點(diǎn)之間通信的橋梁，它轉(zhuǎn)發(fā)MPU給各從節(jié)點(diǎn)的命令，并向MPU上報(bào)從節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。NOD與MPU通信是以郵箱方式進(jìn)行，與從節(jié)點(diǎn)通信則通過(guò)串行口完成。如圖所示，采用三級(jí)控制的單板包括用戶框和中繼框中的各功能性單板，如ASL、DSL、DRV、TSS、DT、AT等（用戶框和中繼框中的二次電源板不屬于功能性單板，其它都是）。SM的控制能力主要由NOD的數(shù)量決定，在滿配置時(shí)，SM可帶11塊NOD板，即44個(gè)主節(jié)點(diǎn)。SM主節(jié)點(diǎn)的分配原則是：一框用戶（304ASL）共同占用2個(gè)主節(jié)點(diǎn)，即正常情況下半框用戶板共用1個(gè)主節(jié)點(diǎn)與MPU通信；一塊DTM（60路DT）占用1個(gè)主節(jié)點(diǎn)；半框AT板（64路AT）共同占用1個(gè)主節(jié)點(diǎn)。四、四級(jí)控制：主要是指在SM單模塊局中配時(shí)鐘框時(shí)，CK2和CK3通過(guò)SLT、ALM與MPU通信：MPU——ALM——SLT——CK2/CK3223、信令流程和通信流程：（1）一次模塊內(nèi)的模擬用戶間呼叫：通信流程：ASL——DRV——BNET——DRV——ASL信令流程：ASL——DRV——NOD——MPU——NOD——DRV——ASL（2）對(duì)于一次模擬用戶的本模塊出局呼叫，假設(shè)從數(shù)字中繼走：a.通信流程：ASL——DRV——BNET——DTb.信令流程ASL——DRV——NOD——MPU——NOD——DT（3）對(duì)于一次模擬用戶的本模塊出局呼叫，假設(shè)從模擬中繼走：a.通信流程：ASL——DRV——BNET——TKD——ATb.信令流程：ASL——DRV——NOD——MPU——NOD——TKD——AT23三、接入網(wǎng)原理241、V5接口原理:

(1)功能描述：承載通路：是V5接口上的64Kbit/s時(shí)隙，分配給ISDN用戶端口或PSTN用戶端口。ISDND通路信息：提供ISDN基本接入和基群接入的D通道雙向傳輸能力。PSTN信令信息提供PSTN用戶口信令信息雙向傳輸能力。控制信息：用戶端口的控制，提供每個(gè)用戶口狀態(tài)、控制信息雙向傳輸能力。用戶端口控制協(xié)議規(guī)定了用戶端口的阻塞控制和激活控制。鏈路控制信息：2048Kbit/s鏈路的控制：對(duì)2Mbit/s幀定位、復(fù)幀定位、告警指示和CRC信息進(jìn)行管理控制。鏈路控制協(xié)議：支持V5.2接口上鏈路的管理功能。BCC協(xié)議：用來(lái)在LE控制下分配承載通路。保護(hù)協(xié)議：支持在適合的物理C通道之間切換邏輯C通路，以達(dá)到協(xié)議保護(hù)的目的。定時(shí)：提供比特傳輸、字節(jié)定位和幀同步所必須的定時(shí)信息。25（2）常見(jiàn)V5基本概念通信路徑（C路徑）指下列信息類型的任意一種：運(yùn)載控制協(xié)議、鏈路控制協(xié)議、PSTN信令、保護(hù)協(xié)議、BCC協(xié)議、ISDND通路的第二層數(shù)據(jù)鏈路。通信通路（C通路）V5接口上指配用來(lái)運(yùn)載通信路徑（C路徑）的64Kbit/s時(shí)隙。物理C通路V5.2接口上已分配用于運(yùn)載邏輯C通路的64Kbit/s時(shí)隙。按照V5.2中的規(guī)定，一個(gè)V5.2接口可以由16個(gè)2048Kbit/s鏈路組成；而每個(gè)2048Kbit/s的15、16和31時(shí)隙可以用于物理C通路，所以每個(gè)接口的物理C通路的最大值是16*3=48。邏輯C通路一個(gè)或多個(gè)具有不同類型C路徑的組合（但不包括用于保護(hù)協(xié)議的C路徑）。單一接口中用于保護(hù)協(xié)議的C路徑主要是1個(gè)保護(hù)組1的備用C通路和3個(gè)保護(hù)組2的備用C通路，所以每個(gè)V5接口的邏輯C通路最大應(yīng)該等于48-1-3=44。主鏈路多鏈路V5.2接口中的一個(gè)2048Kbit/s鏈路，其時(shí)隙16上的物理C通路運(yùn)載用于保護(hù)協(xié)議的C路徑，在V5.2接口初始化時(shí)，時(shí)隙16也運(yùn)載用于控制協(xié)議、鏈路控制協(xié)議和BCC協(xié)議的C路徑。其它C路徑也可以運(yùn)載在時(shí)隙16上。次鏈路多鏈路V5.2接口中的一個(gè)2048Kbit/s鏈路，其時(shí)隙16上的物理C通路運(yùn)載用于保護(hù)協(xié)議的C路徑，在V5.2接口初始化時(shí)，作為在主鏈路時(shí)隙16上的任何其它C路徑的備用C通路?；顒?dòng)C通路當(dāng)前運(yùn)載一邏輯C通路的一個(gè)物理C通路，當(dāng)活動(dòng)C通路不運(yùn)載一邏輯C通路時(shí)，它成為一個(gè)備用C通路。備用C通路當(dāng)前不運(yùn)載一邏輯C通路的一物理C通路，但用于邏輯C通路的保護(hù)。當(dāng)它運(yùn)載一邏輯C通路，備用C通路成為一個(gè)活動(dòng)C通路。保護(hù)組N+K條物理C通路的組合，其中K是備用物理C通路的數(shù)目，這些物理C通路作為N條邏輯C通路的備用C通路。保護(hù)組一由主鏈路和次鏈路的物理C通道組成，即一條主用物理C通道，一條備用物理C通道。其余的物理C通道構(gòu)成保護(hù)組二，保護(hù)組二最多三條備用。26一個(gè)V5接口：使用6個(gè)2M鏈路，鏈路標(biāo)識(shí)依次為0，1，2.......5；其中鏈路標(biāo)識(shí)為0，2的兩條鏈路分別為主鏈路和次鏈路；PSTN協(xié)議的C路徑在標(biāo)識(shí)為3的鏈路的TS16上運(yùn)載；接入網(wǎng)的ISDN用戶分為兩組，兩組用戶端口的D通路分別在標(biāo)識(shí)為3，4的鏈路上運(yùn)載，鏈路標(biāo)識(shí)為5的Ts16作為保護(hù)組二的備用C通道根據(jù)以上說(shuō)明,可以得出：該V5.2接口采用保護(hù)組二，共5個(gè)物理C通道(其中保護(hù)組一2個(gè))，3個(gè)邏輯通道。272、主控框：

（1）GV5-III主控框：由AV5板、DTE板、PWC板組成，完成協(xié)議處理01234567891011121314151617P

W

C

保留DTEDTEDTEDTEAV5AV5DTEDTEDTEDTE保留

保留

保留

PWCDTE單板：完成E1鏈路接口功能，每塊DTE提供8路標(biāo)準(zhǔn)E1接口。AV5單板：主控單板，完成協(xié)議處理、控制、交換、時(shí)鐘鎖相和分配等功能。一框標(biāo)準(zhǔn)配置兩塊AV5單板，它們以主備方式工作。DTE單板把來(lái)自網(wǎng)絡(luò)側(cè)（LE）的E1信號(hào)變換成HW信號(hào)輸送給AV5板，AV5板進(jìn)行處理后再通過(guò)HW數(shù)據(jù)總線輸送給DTE板變換成E1信號(hào)傳送給用戶框

28（2）PV8單元：兼有主控單元和用戶單元的功能，既具備64K交叉功能，又提供用戶網(wǎng)絡(luò)接口，是一個(gè)完整的SIPP功能模塊。1234567891011121314151617T

S

SA

S

LA

S

LA

S

LA

S

LA

S

LAS

LASLP

V

8PV

8A

S

LA

S

LA

S

LA

S

LA

S

LA

S

LPWX293、RSP用戶單元：01234567891011121314151617PWXT

S

SA

S

LA

S

LA

S

LA

S

LA

S

LASLAS

LR

S

PR

S

PA

S

LA

S

LA

S

LA

S

LA

S

LA

S

LP

WX從功能上講，RSP單板集成了RSA和DRV的功能。（1）遠(yuǎn)端工作方式：又叫E1工作方式。在E1工作方式時(shí)，RSP通過(guò)E1接口