第講同步數(shù)字序列

第八講光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)

SynchronousDigitalHierarchy4/7/20231主要內(nèi)容一、兩種傳輸體制二、SDH的速率與幀結(jié)構(gòu)☆

三、SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)和映射方法☆四、SDH傳送網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)五、SDH網(wǎng)同步的概念☆六、SDH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及自愈☆4/7/20232

光纖大容量數(shù)字傳輸目前都采用同步時(shí)分復(fù)用(TDM)技術(shù)。復(fù)用又分為若干等級，先后有兩種傳輸體制：

?準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH)

?同步數(shù)字系列(SDH)

第一節(jié)兩種傳輸體制1.1準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH

準(zhǔn)同步數(shù)字系列有兩種基礎(chǔ)速率：

?

以1.544Mb/s為第一級(一次群，或稱基群T1)基礎(chǔ)速率，采用的國家有北美各國和日本；?

以2.048Mb/s為第一級(一次群,E1)基礎(chǔ)速率，采用的國家有西歐各國和中國。4/7/20233準(zhǔn)同步數(shù)字體系4/7/20234

?對于以2.048Mb/s為基礎(chǔ)速率的制式，各次群的話路數(shù)按4倍遞增，速率的關(guān)系略大于4倍。

?對于以1.544Mb/s為基礎(chǔ)速率的制式，在3次群以上，日本和北美各國又不相同，看起來很雜亂。

?PDH各次群比特率相對于其標(biāo)準(zhǔn)值有一個(gè)規(guī)定的容差，而且是異源的，通常采用正碼速調(diào)整方法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同步復(fù)用。

?

1次群至4次群接口比特率早在1976年就實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，并得到各國廣泛采用。

?PDH主要適用于中、低速率點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸。4/7/20235回憶一下：復(fù)接方法有兩種常用的復(fù)接方法：同步復(fù)接和異步復(fù)接。同步復(fù)接是使幾個(gè)低次群的碼速統(tǒng)一在主時(shí)鐘的頻率上，然后進(jìn)行復(fù)接。異步復(fù)接時(shí)各支路的瞬時(shí)碼達(dá)到一致，然后進(jìn)行同步復(fù)接。正碼速調(diào)整4個(gè)PCM一次群在復(fù)接時(shí)插入了幀同步碼、告警碼、碼速調(diào)整碼、碼速調(diào)整控制碼等碼元，這些碼元的插入使每個(gè)一次群的速率由2048kbit/s調(diào)整到2112kbit/s，于是二次群的速率為4×2112kbit/s＝8448kbit/s。碼速調(diào)整后的速率高于調(diào)整前的速率，稱為正碼速調(diào)整。

4/7/20236PCM技術(shù)在復(fù)接成一次群時(shí)，采用同步復(fù)接，但在復(fù)接成二、三、四次群時(shí)采用異步復(fù)接。在復(fù)接過程中，一次群2Mbit／s或1.5Mbit／s各支路碼流可來自不同設(shè)備，有它們各自的時(shí)鐘。為了復(fù)接方便，規(guī)定了各支路比特流之間的異步范圍，也就是規(guī)定了各支路時(shí)鐘之間允許的偏差標(biāo)稱值的范圍，人們稱之為準(zhǔn)同步工作、異步數(shù)字系列。更準(zhǔn)確的名稱應(yīng)是準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）。隨著光纖通信的進(jìn)展，這種基于點(diǎn)對點(diǎn)傳輸?shù)腜DH暴露出一些固有的缺點(diǎn)：1.2同步數(shù)字系列的由來和優(yōu)點(diǎn)4/7/20237PDH系統(tǒng)暴露的一些固有的弱點(diǎn)：

1.只有地區(qū)性的數(shù)字信號速率和幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，而不存在世界性標(biāo)準(zhǔn)，造成國際互通的困難；

北美：1.5M6.3M45MN×45Mbit/s

歐洲：2M8M34M140Mbit/s

2.沒有世界性的標(biāo)準(zhǔn)光接口規(guī)范；

導(dǎo)致各個(gè)廠家自行開發(fā)光接口和線路碼型，使得在同一數(shù)字等級上光接口的信號速率不一樣。不同廠家的設(shè)備在光路上無法互通，只有通過光／電轉(zhuǎn)換變成標(biāo)準(zhǔn)電接口（G.703）才能互通，這就給組網(wǎng)、管理及互通帶來很大困難。

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3.二次群以上復(fù)用結(jié)構(gòu)采用異步復(fù)用；

難以從高速信號中識別和提取低速支路信號。增加了設(shè)備的復(fù)雜性，降低了設(shè)備的可靠性，并使信號產(chǎn)生損傷。

4.PDH系列的幀結(jié)構(gòu)中，用于網(wǎng)絡(luò)操作、管理和維護(hù)(OAM)的比特在幀結(jié)構(gòu)中占用較少的空間；

無法適應(yīng)不斷演變的電信網(wǎng)對OAM的要求。

5.點(diǎn)到點(diǎn)通信體制無法提供最佳的路由選擇。

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1984年美國貝爾提出一種新的傳輸體制——光同步傳送網(wǎng)（SYNTRAN）。

1985年ANSI通過此標(biāo)準(zhǔn)，形成了國家的正式標(biāo)準(zhǔn)，并更名為同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）。

1986年這一體系成為美國數(shù)字體系的新標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，引起了ITU-T的關(guān)注。

1988年ITU-T接受了SONET的概念，并進(jìn)行了適當(dāng)?shù)男薷?，重新命名為同步?shù)字體系（SDH），使之成為不僅適于光纖，也適于微波和衛(wèi)星傳輸。

1989年，ITU-T在其藍(lán)皮書上發(fā)表了G.707、G.708和G.709三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，從而揭開了現(xiàn)代信息傳輸嶄新的一頁。

SDH的產(chǎn)生4/7/202310SDH的概念

所謂SDH:是一套可進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號的結(jié)構(gòu)等級。

SDH網(wǎng)絡(luò)則是由一些基本網(wǎng)絡(luò)單元（NE）組成的，在傳輸媒質(zhì)上（如光纖、微波等）進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的傳送網(wǎng)絡(luò)。它的基本網(wǎng)元有終端復(fù)用器（TM）、分插復(fù)用器（ADM）、同步數(shù)字交叉連接設(shè)備（SDXC）和再生中繼器（REG）等。4/7/202311SDH的特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):

①把速率為1.55Mbit/s,2Mbit/s的基本模塊作為同步傳輸模塊第一級，記作STM—1。這樣就使北美、歐洲、日本三個(gè)地區(qū)的PDH傳輸系列在STM—1上獲得了統(tǒng)一，形成了全球數(shù)字傳輸體制方面的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

②在SDH的幀結(jié)構(gòu)中安排了足夠的開銷比特，大大增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理能力，可實(shí)現(xiàn)故障檢測，有利于將來B—ISDN綜合業(yè)務(wù)的運(yùn)行。

③SDH采用同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)，利用設(shè)置指針的方法，可以在任意時(shí)刻，在總的復(fù)接碼流中確定任意支路字節(jié)的位置，從而可以從高速信號一次直接插入或取出低速支路信號，使上下業(yè)務(wù)十分容易。4/7/202312SDH的基本概念:舉例兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元

STM-1終端復(fù)用器1.5M2M6M34M45M140M155MSTM-1/ADM分插復(fù)用器1.5M2M6M34M45M140M155M155Mbit/s155Mbit/s155Mbit/s4/7/202313PDH和SDH分插信號流程的比較光/電光信號分接分接分接140/34Mb/s34/8Mb/s8/2Mb/s復(fù)接復(fù)接復(fù)接電/光光信號2/8Mb/s8/34Mb/s34/140Mb/s2Mb/s(電信號)PDHSDHADM155Mb/s光接口155Mb/s光接口2Mb/s(電信號)4/7/202314

④SDH確定了統(tǒng)一新型的網(wǎng)絡(luò)部件，這些部件是終端復(fù)接器（TM）、分插復(fù)接器（ADM）、數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC）以及網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備（NMS）。用一個(gè)光接口代替大量的電接口，可以直接經(jīng)光接口通過中間節(jié)點(diǎn)，省去大量電路單元。

⑤SDH對網(wǎng)管設(shè)備的接口進(jìn)行了規(guī)范，使不同廠家的網(wǎng)管系統(tǒng)互聯(lián)成為可能。這種網(wǎng)管簡單、實(shí)時(shí)，降低了網(wǎng)管費(fèi)用，提高了網(wǎng)絡(luò)的效率、靈活性和可靠性。

⑥SDH與現(xiàn)有PDH完全兼容，體現(xiàn)了后向兼容性。同時(shí)SDH還能容納各種新業(yè)務(wù)信號，體現(xiàn)了完全的前向兼容性。4/7/202315缺點(diǎn)：

1.頻率利用率不如傳統(tǒng)PDH；

2.大規(guī)模采用軟件控制，人為錯(cuò)誤、軟件病毒可導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)故障。4/7/202316第二節(jié)：SDH的速率與幀結(jié)構(gòu)STM:SynchronousTransportModule括號內(nèi)的值為等效話路容量

SDH具有統(tǒng)一規(guī)范的速率。SDH信號以同步傳輸模塊(STM)的形式傳送。最基本的同步傳輸模塊是STM－1，更高等級的STM－N信號是將STM－1按同步復(fù)用，N是正整數(shù)。ITU-T建議G.707所規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)速率值為：4/7/202317SDH的幀結(jié)構(gòu)9270N字節(jié)SOHAUPTRSOH段開銷1234567899N261NSTM-N凈負(fù)荷

(含POH通道開銷)傳輸方向4/7/202318SDH的幀結(jié)構(gòu)

幀結(jié)構(gòu)的安排應(yīng)使支路信號在一幀內(nèi)均勻地，有規(guī)律地分布，以便于實(shí)現(xiàn)支路的同步復(fù)用、交叉連接、分插和交換。ITU-T采納了這種以字節(jié)為基礎(chǔ)的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)。對于任何STM-N(SynchronousTransportMeduleLevelN)等級，其幀周期均為125微秒，幀周期恒定是SDH幀結(jié)構(gòu)的一大特點(diǎn)。整個(gè)幀結(jié)構(gòu)分為三個(gè)區(qū)域：段開銷SOH(SectionOverhead);管理單元指針AU-PTR(AdministrativeUnitPointer)信息凈負(fù)荷Payload

4/7/202319SDH的幀結(jié)構(gòu)(行、列、字節(jié)、幀長）行在SDH幀結(jié)構(gòu)中指沿幀結(jié)構(gòu)橫方向，從上方數(shù)到下方的行數(shù)。一幀中共有9行。列在SDH幀結(jié)構(gòu)中，指沿幀結(jié)構(gòu)縱方向，從左數(shù)到右的列數(shù)。隨著不同的STM－N等級：一幀中共有：270×N列例如：

STM—l……有270×l列STM-4……有270×4=1080列字節(jié)SDH的幀結(jié)構(gòu)是以字節(jié)為基礎(chǔ)的，一個(gè)字節(jié)=8bit4/7/202320SDH的幀結(jié)構(gòu)(行、列、字節(jié)、幀長）幀長

指SDH一幀中有多少個(gè)字節(jié)。例：STM-l的字節(jié)=270×9=2430個(gè)字節(jié)STM-N的字節(jié)=(270×N)×9個(gè)字節(jié)一幀比特?cái)?shù)

STM-l一幀比特?cái)?shù)=270×9×8=19440bitSTM-N一幀比特?cái)?shù)=19440×Nbit一幀傳輸時(shí)間

在SDH網(wǎng)中任何等級的STM傳輸一幀所用的時(shí)間均為125us，這是SDH的一個(gè)特點(diǎn)。碼速率

以STM-1為例：碼速率=1幀比特?cái)?shù)/傳1幀的時(shí)間=270×9×8/(125*10e-6)=155.520Mbit/s傳送順序

從左～右；從上～下4/7/202321SDH的幀結(jié)構(gòu)(信息凈負(fù)荷區(qū)、段開銷SOH）信息凈負(fù)荷（Payload）區(qū)域是指在幀結(jié)構(gòu)中存放等待傳輸?shù)母鞣N業(yè)務(wù)信息的地方。其中包括少量用于通道監(jiān)測、管理和控制的通道開銷字節(jié)（POH：PathOverhead）。以STM－N為例，它的范圍是:

列……10×N～270×N

行……

1～9

字節(jié)數(shù)……(261N)×9＝2349N(N=1,4,16,64)個(gè)。段開銷(SOH)區(qū)域

在SDH幀結(jié)構(gòu)中，段開銷又分為再生段開銷(RSOH,第一行至第三行）和復(fù)用段開銷(MSOH，第五行至第九行）

。4/7/202322SDH的幀結(jié)構(gòu)(段開銷SOH）

所謂開銷是指在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信息碼流中扣除信息凈負(fù)荷后的字節(jié)，用作網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行,維護(hù)和管理。由于不是信息凈負(fù)荷，從這種角度上來看，它們是一種額外的開支，故稱為開銷，當(dāng)然，它們又是一些不可缺少的字節(jié)。段開銷的區(qū)域：

它在幀結(jié)構(gòu)左側(cè)1~9N列中1~3行和5~9行兩個(gè)區(qū)域中。段開銷占有的比特?cái)?shù)：

段開銷比特?cái)?shù)=(3＋5)×N×9×8=576Nbit由于SDH中每幀傳輸時(shí)間=125us秒，即每秒可傳：1/125us=8000幀若以STM－l為例，則每秒可用于段開銷比特?cái)?shù)為576×8000=4.608Mbit

4/7/202323SDH的幀結(jié)構(gòu)(管理單元指針AU-PTR）

由此可見，SDH用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、維護(hù)和管理的比特?cái)?shù)比傳統(tǒng)的PDH要豐富得多。這是SDH的一個(gè)重要特點(diǎn)。管理單元指針(AU-PTR)區(qū)域

它是處在幀結(jié)構(gòu)左側(cè)1－9N列第4行的區(qū)域中。AU-PTR是由一組碼來構(gòu)成。這組碼所對應(yīng)的值與信息在信息凈負(fù)荷區(qū)域中的位置（位置被編了號）相對應(yīng)。這樣，使得接收端能準(zhǔn)確地從信息凈負(fù)荷區(qū)中分離出信息凈負(fù)荷來。

AU-PTR還可用于頻率調(diào)整，以便實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)各支路同步工作。4/7/202324第三節(jié)：SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)和映射方法

SDH復(fù)用就是將多個(gè)低階通道層的信號適配進(jìn)高階通道層，以及把多個(gè)高階通道層適配進(jìn)STM-1的過程。為此，需要經(jīng)過映射、定位校準(zhǔn)和復(fù)用這三個(gè)步驟。

映射（Mapping）即裝入，是一種在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處，把支路信號適配裝入相應(yīng)虛容器的過程。例如，將各種速率的PDH信號先分別經(jīng)過碼速調(diào)整裝入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器，再加進(jìn)低階或高階通道開銷，以形成標(biāo)準(zhǔn)的VC。

4/7/202325第三節(jié)：SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)和映射方法

定位（Alignmem）是把VC-n放進(jìn)TU-n或AU-n中，同時(shí)將其與幀參考點(diǎn)的偏差也作為信息結(jié)合進(jìn)去的過程。通俗講，定位就是用指針值指示VC-n的第一個(gè)字節(jié)在TU-n或AU-n幀中的起始位置。

復(fù)用（Multiplex）是一種將多個(gè)低階通道層的信號適配進(jìn)高階通道或者把多個(gè)高階通道層信號適配進(jìn)復(fù)用段層的過程，即指將多個(gè)低速信號復(fù)用成一個(gè)高速信號。其方法是采用字節(jié)間插的方式將TU組織進(jìn)高階VC或?qū)U組織進(jìn)STM-N。

4/7/202326第三節(jié)：SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)和映射方法簡單的說：首先，各種速率等級的數(shù)字信號先進(jìn)入相應(yīng)的不同接口容器C，完成適配功能。然后，由標(biāo)準(zhǔn)容器出來的數(shù)字流加上通道開銷（POH）比特后，構(gòu)成SDH中的支持通道層連接的一種信息結(jié)構(gòu)–虛容器（VC）。接著，由VC出來的數(shù)字流進(jìn)入管理單元（AU）或支路單元（TU）。最后，在N個(gè)AUG再加上段開銷（SOH）比特，就構(gòu)成了最終的STM-N幀結(jié)構(gòu)。

4/7/202327TheSDHmultiplexingstructureTUG-2VC-2VC-12C-2C-11C-12C-4C-3VC-11VC-3VC-3AU-4VC-4TUG-3STM-NAUGAU-3TU-3TU-2TU-12TU-11指針處理復(fù)用定位校準(zhǔn)映射1.544Mbps2.048Mbps6.312Mbps34.368Mbps139.264Mbps134771331N4/7/202328TheChineseSDHmultiplexingstructureTUG-2VC-12C-12C-4C-3VC-3AU-4VC-4TUG-3STM-NAUGTU-3TU-12指針處理復(fù)用定位校準(zhǔn)映射2.048Mbps34.368Mbps139.264Mbps37131N4/7/202329SDH的復(fù)用單元：容器C：用來裝載各種速率業(yè)務(wù)信號的信息結(jié)構(gòu),并完成碼速調(diào)整(適配）等功能；G.709規(guī)定了C-11、C-12、C-2、C-3、C-4五種標(biāo)準(zhǔn)容器。已裝載的標(biāo)準(zhǔn)容器作為VCPayload.我國只有C-12、C-3、C-4三種。虛容器VC：用來支持SDH的通道層連接的信息結(jié)構(gòu)；虛容器由容器C輸出的信息凈負(fù)荷和POH組成，即

VC-n=C-n+VC-nPOH這個(gè)過程叫映射。VC的包封速率是與SDH網(wǎng)絡(luò)同步。而它允許裝載來自不同容器的異步凈負(fù)荷（不同速率的準(zhǔn)同步支路信號），因此，常將VC包封作為一個(gè)獨(dú)立的實(shí)體對待，可以在通道中任一點(diǎn)取出或插入，因而對SDH網(wǎng)中傳輸、同步復(fù)用和交叉連接等過程帶來便利。4/7/202330SDH的復(fù)用單元：支路單元TU和支路單元組TUG：

提供低階通道層和高階通道層之間適配的信息結(jié)構(gòu)；

TU-n=VC-n+TU-nPTR；n=11,12,2,3這種支路單元通過它的指針來指示出這個(gè)虛容器在高一階虛容器中的位置,這種在凈負(fù)荷中對虛容器位置的安排稱為定位。一個(gè)或多個(gè)在高階VC凈負(fù)荷中占有固定位置的TU組成支路單元組（TUG）。管理單元AU和管理單元組AUG：

提供高階通道層和復(fù)用段層之間適配的信息結(jié)構(gòu)；

AU-n=VC-n+AU-nPTR；n=3,4

管理單元指針是用來指示這個(gè)相應(yīng)的高階VC在STM-N內(nèi)的位置。管理單元組由一個(gè)或多個(gè)在幀內(nèi)占據(jù)固定位置的管理單元按字節(jié)間插方式復(fù)用而成。4/7/202331SDH的復(fù)用單元：同步傳輸模塊STM-NAUG+SOH=STM-1

在N個(gè)AUG再加上段開銷（SOH）比特，就構(gòu)成了最終的STM-N幀結(jié)構(gòu)。4/7/202332SDH的復(fù)用方式舉例：利用AU-4直接從C-4的復(fù)用方法：139.264M

C-4標(biāo)準(zhǔn)速率C-4適配處理C-4VC-4POHVC-4+149.760MVC-4加通道開銷POH(每幀9個(gè)字節(jié)）150.336MAU-4PTR+AU-4加AU-4指針(每幀9個(gè)字節(jié))150.912MAUGAUGAUGAUGAUG+SOHSTM-NN個(gè)AUG經(jīng)字節(jié)間插并加段開銷(N=1時(shí)為4.608Mb/s)N155.520M4/7/202333SDH的復(fù)用方式舉例二：將PDH2.048Mbit/s映射、定位、復(fù)接為STM-1：150.3362Mbit/sC-12VC-12TU-12TUG-2TUG-3VC-4AU-4AUGSTM-1調(diào)整POH映射PTR定位復(fù)接復(fù)接POHPTRSOH2.2242.2402.3046.91248.384150.912155.5202.0484/7/202334SDH的復(fù)用方式舉例二：將PDH2.048Mbit/s映射、定位、復(fù)接為STM-1：(1)數(shù)字信號2.048Mb/s→容器C-12進(jìn)行碼速調(diào)整→2.224Mb/s。(2)2.224Mb/s→虛容器VC-12,加入POH→2.240Mb/s。(3)2.240Mb/s→支路單元TU-12,加入指針→2.304Mb/s。(4)3個(gè)2.304Mb/s→復(fù)接為支路單元組TUG-2。(5)7個(gè)TUG-2→復(fù)接為TUG-3。(6)3個(gè)TUG-3加上POH→被劃入VC-4。(7)VC-4加PTR(576kb/s)→AU-4。(8)將單個(gè)AU-4直接置入AUG。(9)將N個(gè)AUG(經(jīng)字節(jié)間插)加上SOH4.068Mb/s→STM-N。此例N=1。150.3362Mbit/sC-12VC-12TU-12TUG-2TUG-3VC-4AU-4AUGSTM-1調(diào)整POH映射PTR定位復(fù)接復(fù)接POHPTRSOH2.2242.2402.3046.91248.384150.912155.5202.0484/7/202335第四節(jié)：SDH傳送網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)

SDH傳送網(wǎng)可分為三層：電路層、通道層、傳輸媒質(zhì)層。

1．電路層網(wǎng)絡(luò)電路層網(wǎng)絡(luò)的作用是直接為用戶提供通信業(yè)務(wù)，如電路交換業(yè)務(wù)、分組交換業(yè)務(wù)，租用線業(yè)務(wù)。電路層網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備為電路交換機(jī)、分組交換機(jī)、用于租用線業(yè)務(wù)的交叉連接設(shè)備。

2．通道層網(wǎng)絡(luò)通道層網(wǎng)絡(luò)用來支持一個(gè)或多個(gè)電路層網(wǎng)絡(luò)，為其提供傳送通道。4/7/202336通道層網(wǎng)絡(luò)又可分為高階通道層網(wǎng)絡(luò)和低階通道層網(wǎng)絡(luò)。通道層網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備有復(fù)用器、交叉連接器等。

3．傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)與光纜、微波等傳輸媒質(zhì)有關(guān)。它支持一個(gè)或多個(gè)通道層網(wǎng)絡(luò)。STM－N作為傳輸媒質(zhì)層的標(biāo)準(zhǔn)等級容量。傳輸媒質(zhì)層又可分為段層網(wǎng)絡(luò)和物理層網(wǎng)絡(luò)。物理層網(wǎng)絡(luò)則涉及具體支持段層網(wǎng)絡(luò)的如光纜、微波等傳輸媒質(zhì)。4/7/2023374/7/202338SDH傳輸系統(tǒng)與通道、復(fù)用段、再生段間的對應(yīng)關(guān)系交換系統(tǒng)匹配系統(tǒng)交叉連接設(shè)備光纖線路系統(tǒng)光纖線路系統(tǒng)交叉連接設(shè)備匹配系統(tǒng)交換系統(tǒng)再生器再生段再生段復(fù)用段VC-3/VC-4通道VC-1/VC-2通道通道終端線路終端通道終端線路終端光纖光纖4/7/202339第五節(jié)SDH網(wǎng)同步的概念

網(wǎng)同步的概念是指使網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘頻率和相位都控制在預(yù)先確定的容差范圍內(nèi)，以便使網(wǎng)的各交換節(jié)點(diǎn)的全部數(shù)字流實(shí)現(xiàn)正確、有效的交換。否則會使數(shù)字交換緩存器中產(chǎn)生信息比特的溢出和取空導(dǎo)致數(shù)字流的滑動損傷。目前，世界各國公用網(wǎng)中交換節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的同步方式有兩種方式，即主從同步方式和相互同步方式。

5.1主從同步方式使用一系列分級的時(shí)鐘，每一級時(shí)鐘都同步于上一級時(shí)鐘，網(wǎng)中最高一級時(shí)鐘稱為基準(zhǔn)主時(shí)鐘（PRC）一般采用銫原子鐘，其長期頻偏可優(yōu)于10e-11。

4/7/202340

該時(shí)鐘經(jīng)同步分配網(wǎng)分配給下面各級時(shí)鐘，最低一級的設(shè)備時(shí)鐘采用最大頻偏4.6*10e-6，并具有保持功能的石英晶振。ITU-T將各級時(shí)鐘劃分為4類：

①基準(zhǔn)主時(shí)鐘（PRC），精度達(dá)1×10－11，G.811建議規(guī)范；②轉(zhuǎn)接局從時(shí)鐘，精度達(dá)5×10－9，G.812（T）建議規(guī)范；③端局從時(shí)鐘，精度達(dá)1×10－7，由G.812（L）建議規(guī)范；④SDH網(wǎng)元時(shí)鐘（SEC），精度達(dá)4.6×10－6，G.813建議規(guī)范。4/7/202341

優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較好；組網(wǎng)靈活；對從節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的頻率精度要求較低；控制簡單；網(wǎng)絡(luò)的滑動性能也較好。

缺點(diǎn)：一旦基準(zhǔn)主時(shí)鐘發(fā)生故障會造成全網(wǎng)的問題?；鶞?zhǔn)主時(shí)鐘應(yīng)采用多重備份。同步分配鏈路也盡可能有備用。4/7/202342這種同步方式在網(wǎng)中不設(shè)主時(shí)鐘，由網(wǎng)內(nèi)各交換節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘相互控制，最后都調(diào)整到一個(gè)穩(wěn)定的、統(tǒng)一的系統(tǒng)頻率上，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的同步工作。網(wǎng)頻率為各交換節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘頻率的加權(quán)平均值。下圖所示為相互同步方式。特點(diǎn)：網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性高；對同步分配鏈路的失效不甚敏感，適于網(wǎng)孔形結(jié)構(gòu)，對節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘要求較低，設(shè)備便宜。網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性不如主從方式，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率不確定且易受外界因素影響。

5.2相互同步方式4/7/202343

5.3

我國數(shù)字同步網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

“多基準(zhǔn)鐘，分區(qū)等級主從同步”方式，如圖所示。4/7/2023445.4SDH網(wǎng)同步結(jié)構(gòu)和同步方式

5.4.1SDH網(wǎng)同步結(jié)構(gòu)

SDH網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)同步結(jié)構(gòu)采用主從同步方式，要求所有網(wǎng)元的定時(shí)都能最終跟蹤至全網(wǎng)的基準(zhǔn)主時(shí)鐘。同步定時(shí)的分配則隨網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場合不同而異。

（1）局內(nèi)應(yīng)用局內(nèi)同步分配通常采用邏輯上的星形拓?fù)?，即所有網(wǎng)元時(shí)鐘都直接從本局內(nèi)最高質(zhì)量的大樓綜合定時(shí)源（BITS）獲取定時(shí)，只有BITS是從來自別的交換節(jié)點(diǎn)的同步分配鏈路中提取定時(shí)并能一直跟蹤至全網(wǎng)的基準(zhǔn)主時(shí)鐘。

4/7/202345SDH網(wǎng)同步結(jié)構(gòu)-局內(nèi)分配的同步網(wǎng)結(jié)構(gòu)4/7/2023465.4SDH網(wǎng)同步結(jié)構(gòu)和同步方式（2）局間應(yīng)用局間同步分配一般采用類樹形拓?fù)洌筍DH網(wǎng)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)都能同步。4/7/2023475.4.2SDH網(wǎng)同步方式

SDH網(wǎng)同步工作方式有同步，偽同步，準(zhǔn)同步方式3種。

1.

同步方式網(wǎng)中所有時(shí)鐘都能始終跟蹤到同一網(wǎng)的基準(zhǔn)主時(shí)鐘,在同一網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者所管轄范圍內(nèi),同步方式是正常工作方式。

2.偽同步方式網(wǎng)中有幾個(gè)都遵守G.811要求的基準(zhǔn)時(shí)鐘時(shí)，可能形成幾個(gè)不同的同步網(wǎng)，不同的同步網(wǎng)邊緣的網(wǎng)絡(luò)單元會出現(xiàn)頻率或相位的差異，引起指針調(diào)整。在國際網(wǎng)接口處，偽同步方式是正常工作方式。4/7/202348

3.準(zhǔn)同步方式

當(dāng)網(wǎng)中某節(jié)點(diǎn)失去所有外同步鏈路時(shí)，節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘進(jìn)入保持模式或自由運(yùn)行模式。如果丟失同步的是網(wǎng)間接口單元，則時(shí)鐘頻偏和飄移都將導(dǎo)致指針調(diào)整，會惡化同步性能。4/7/202349第六節(jié)SDH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及自愈

6.1

SDH網(wǎng)絡(luò)基本物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有下列五種類型。

1.線形它將通信網(wǎng)的所有站點(diǎn)串聯(lián)起來，首末兩端使用終端復(fù)用器，中間各點(diǎn)使用分插復(fù)用器(ADM)，這是早期應(yīng)用的比較經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。4/7/202350

2．星形（樞紐形）概念：當(dāng)涉及通信的所有節(jié)點(diǎn)中有一個(gè)特殊節(jié)點(diǎn)與其余所有節(jié)點(diǎn)直接相連，而其余節(jié)點(diǎn)間不能直接相連，便形成星形拓?fù)洹?/p>

優(yōu)缺點(diǎn)：成本較低，生存性較差。

應(yīng)用：星形拓?fù)渫ǔＳ糜谟脩艚尤刖W(wǎng)。4/7/2023513．樹形概念：將點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)鋯卧哪┒它c(diǎn)連接到幾個(gè)特殊點(diǎn)時(shí)就形成了樹形拓?fù)?。樹形拓?fù)淇梢钥闯墒蔷€形拓?fù)浜托切瓮負(fù)涞慕Y(jié)合。

應(yīng)用：適合于廣播式業(yè)務(wù)，不適于提供雙向通信業(yè)務(wù)。有線電視網(wǎng)多采用這種網(wǎng)絡(luò)。4/7/202352

4.環(huán)形

概念：當(dāng)涉及通信的所有點(diǎn)串聯(lián)起來，且首尾相連，沒有任何點(diǎn)開放時(shí)，就形成了環(huán)形網(wǎng)。

優(yōu)點(diǎn)：是具有很高的網(wǎng)絡(luò)生存性，因而在中繼網(wǎng)和SDH網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。4/7/202353

5.網(wǎng)孔形網(wǎng)孔形拓?fù)洳皇芷款i問題的影響，兩點(diǎn)間有多種路由可選，網(wǎng)絡(luò)可靠性高，但網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)常常是上述基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組合，如下圖所示的雙星形結(jié)構(gòu)和環(huán)星形結(jié)構(gòu)。4/7/2023544/7/202355SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)舉例4/7/2023566.2

SDH自愈環(huán)形網(wǎng)

SDH網(wǎng)具有自愈功能，所謂自愈環(huán)(self－h(huán)ealingring)就是無需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)就能在極短的時(shí)間內(nèi)從失效故障中自動恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)，使用戶感覺不到網(wǎng)絡(luò)已出了故障。其基本原理就是使網(wǎng)絡(luò)具備發(fā)現(xiàn)替代傳輸路由并重新確立通信的能力。

有2種自愈技術(shù)：ADM自愈環(huán)、線路保護(hù)倒換自愈環(huán)只是撤出已失效部分，具體的維修工作仍需人工干預(yù)才能完成。4/7/202357

自愈環(huán)結(jié)構(gòu)可以分為兩大類：通道倒換環(huán)和復(fù)用段倒換環(huán)。

通道倒換環(huán)屬于子網(wǎng)連接保護(hù)，其業(yè)務(wù)量的保護(hù)是以通道為基礎(chǔ)，是否倒換以離開環(huán)的每一個(gè)通道信號質(zhì)量的優(yōu)劣而定，例如利用通道AIS信號來決定是否應(yīng)進(jìn)行倒換。

復(fù)用段倒換環(huán)屬于路徑保護(hù)，其業(yè)務(wù)量的保護(hù)是以復(fù)用段為基礎(chǔ)，以每對節(jié)點(diǎn)間的復(fù)用段信號質(zhì)量的優(yōu)劣而決定是否倒換。下面以四個(gè)節(jié)點(diǎn)的環(huán)為例，介紹4種典型的自愈環(huán)結(jié)構(gòu)。4/7/202358自愈環(huán)形網(wǎng)舉例（1）

現(xiàn)給出一個(gè)二纖單向通道倒換環(huán)的例子，單向環(huán)通常由二根光纖來實(shí)現(xiàn)，S1光纖為工作光纖，用于傳業(yè)務(wù)信號；P1光纖為保護(hù)光纖，用于保護(hù)。此環(huán)采用首端橋接末端倒換結(jié)構(gòu)，即在節(jié)點(diǎn)接入環(huán)時(shí)，S1和P1橋接，信號同時(shí)饋入S1和P1向兩個(gè)方向傳輸，而節(jié)點(diǎn)的接收處進(jìn)行倒換，選優(yōu)接收，實(shí)現(xiàn)1＋1保護(hù)。如圖4/7/202359

節(jié)點(diǎn)A進(jìn)入環(huán)傳送給節(jié)點(diǎn)C的支路信號（AC）同時(shí)饋入S1和P1向兩個(gè)不同的方向傳輸?shù)竭_(dá)C點(diǎn)，正常情況下，S1傳送的信號為主信號，送給節(jié)點(diǎn)C的接收機(jī)，當(dāng)BC節(jié)點(diǎn)間光纜被切斷時(shí)，兩根光纖同時(shí)被切斷，從A經(jīng)S1到C的AC信號丟失，節(jié)點(diǎn)C的倒換開關(guān)由S1轉(zhuǎn)向P1，節(jié)點(diǎn)C接收P1傳來的信號；從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。故障排除后，倒換開關(guān)返回原來位置。4/7/202360自愈環(huán)形網(wǎng)舉例（2）

這是一個(gè)二纖單向復(fù)用段倒換自愈環(huán)的結(jié)構(gòu)，這是一種路徑保護(hù)方式，在這種結(jié)構(gòu)中每一節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)保護(hù)倒換開關(guān)。正常情況下，S1光纖還是工作光纖，用于傳業(yè)務(wù)信號，P1光纖為保護(hù)光纖，空閑著。4/7/202361

當(dāng)光纜斷裂時(shí)，與光纜切斷點(diǎn)相鄰的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)B和C的保護(hù)倒換開關(guān)將利用APS（AutomaticProtectionSwitching）協(xié)議執(zhí)行環(huán)回功能。斷點(diǎn)兩邊的節(jié)點(diǎn)環(huán)回，信號經(jīng)P1光纖到達(dá)C結(jié)點(diǎn)，并經(jīng)C結(jié)點(diǎn)的倒換開關(guān)環(huán)回到Sl光纖后落地分路。故障排除后，倒換開關(guān)返回原來的位置。4/7/202362自愈環(huán)形網(wǎng)舉例（3）

四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)由兩根業(yè)務(wù)光纖S1與S2(一發(fā)一收)和兩根保護(hù)光纖P1和P2(一發(fā)一收)構(gòu)成，其中