光纖通信6-SDH網(wǎng)絡(luò)

第六章SDH光通信網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)的光纖通信系統(tǒng)是點到點的傳輸系統(tǒng)，只能提供基本的傳送功能業(yè)務(wù)的配置、保護倒換等功能都需要由網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)或人工進行配置，因此網(wǎng)絡(luò)配置和更新都較為復(fù)雜，難以適應(yīng)各種新業(yè)務(wù)的需求。通信網(wǎng)絡(luò)正發(fā)生飛速變化，光通信技術(shù)作為通信網(wǎng)絡(luò)中最重要的傳送技術(shù)，越來越重要。作為下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN，NextGenerationNetwork）中的傳送網(wǎng)，光通信技術(shù)在傳輸距離、容量等方面繼續(xù)發(fā)展的同時，也向著網(wǎng)絡(luò)化和智能化管理方向發(fā)展。未來的通信網(wǎng)絡(luò)正向著智能化、寬帶化、以IP為核心等方向發(fā)展。光傳送網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)接入網(wǎng)核心網(wǎng)接入網(wǎng)用戶終端業(yè)務(wù)設(shè)備到用戶之間的線路設(shè)備城域網(wǎng)的分層城域光網(wǎng)絡(luò)是一種主要面向企事業(yè)用戶的、最大可覆蓋城市及其郊區(qū)范圍的、可提供豐富業(yè)務(wù)并支持多種通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。城域光網(wǎng)絡(luò)處于核心光網(wǎng)絡(luò)和接入光網(wǎng)絡(luò)之間，把接入網(wǎng)中企業(yè)與私人客戶的各種協(xié)議、數(shù)據(jù)等無縫和靈活地連接到運營商的骨干網(wǎng)。提供話音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻等多媒體綜合業(yè)務(wù)，其中又以IP為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為重點。6.1SDH的提出PDH的弱點兩種體制三個標(biāo)準(zhǔn)，國際互通困難沒有統(tǒng)一的光接口，各廠家設(shè)備不兼容準(zhǔn)同步復(fù)用結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不靈活管理比特少，網(wǎng)絡(luò)管理能力弱光通信的發(fā)展，傳輸速率提高很快，速率越高，不同標(biāo)準(zhǔn)差別越大，互通越困難計算機的迅猛發(fā)展，對網(wǎng)絡(luò)的智能管理成為可能，需要建立智能化管理的通信網(wǎng)1985年Bellcore

提出了SONETSynchronousOpticalNetwork1988年CCITT接受了SONET更名為SDHSynchronousDigitalHierarchySDH的基本概念和特點光同步數(shù)字傳送網(wǎng)是由一些SDH網(wǎng)元（NE）組成，在光纖上進行同步信息傳送、復(fù)用和交叉連接的網(wǎng)絡(luò)。具有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級，稱為同步傳送模塊STM，并具有一種塊狀幀結(jié)構(gòu)，允許安排豐富的開銷比特用于網(wǎng)絡(luò)的OAM。SDH基本網(wǎng)元類型較多，但都有統(tǒng)一的光接口，具有高度的橫向兼容性，允許不同廠家設(shè)備在光路上互通。SDH還具有一套特殊的復(fù)用結(jié)構(gòu)，允許現(xiàn)存多種類型的信號都能進入其幀結(jié)構(gòu)，因而具有廣泛的適應(yīng)性。具有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口（NNI），簡化了信號的互通以及信號的傳輸、復(fù)用、交叉連接和交換過程。SDH傳送網(wǎng)主要特點接口統(tǒng)一靈活復(fù)用和解復(fù)用OAM能力強結(jié)構(gòu)簡化對信息負(fù)荷透明便于多廠家產(chǎn)品互通，良好的兼容性6.2、SDH的速率等級和幀結(jié)構(gòu)同步數(shù)字體系的速率STM-NN=1,4,16,64、256SynchromousTransportmoduleSDHSONETMbit/sSTS-1/oc51.84STM-1STS-3/oc-3155.52STS-6311.04STM-4STS-12/oc-12622.08STS-241244.16STM-16STS-48/oc-482488.32STS-964976.64STM-64STS-192/oc-1929953.28STS-38419906.56STM-128STS-768/oc-76839813.12幀結(jié)構(gòu)SOHSectionOverheadPOHPathOverhead段開銷通道開銷AU-PTR管理單元指針幀周期SOH:STM-1123456789123456789A1A1A1A2A2A2J0B1E1F1D1D2D3B2B2B2K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1E2A幀同步字節(jié)E公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié)FDK自動保護切換J0再生段蹤跡BS同步狀態(tài)使用者字節(jié)

數(shù)據(jù)通道比特交錯校驗AU-PTR6.3SDH復(fù)用和映射過程SDH信號復(fù)用G.707給出的復(fù)用途徑C-x容器，速率適配VC-x虛容器通路層信號單元AUG管理單元組TU支路單元指針處理TUG支路單元組我國的SDH基本復(fù)用映射結(jié)構(gòu)PDH信號復(fù)用成SDH信號PDH信號復(fù)用成SDH信號必須經(jīng)過映射、定位復(fù)用三個步驟139.260Mb/s622.080Mb/s139.260Mb/s映射打包定位復(fù)用開銷處理139.260Mb/s2609POH各類(虛)容器的主要參數(shù)1.映射映射是一種在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處，使支路信號適配進虛容器的過程。即各種速率的PDH信號分別經(jīng)過碼速調(diào)整裝入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器，再加進低階或高階通道開銷（POH）形成虛容器負(fù)荷的過程。利用AU-4直接從C-1復(fù)接的方法2.定位定位是一種將幀偏移信息收進支路單元或管理單元的過程。即以附加于VC上的支路單元指針（或管理單元指針）指示和確定低階VC幀的起點在高階凈負(fù)荷中（或高階幀的起點在AU凈負(fù)荷中）的位置。在發(fā)送相對幀相位偏差使VC幀起點浮動時，指針值隨之調(diào)整，從而始終保證指針值準(zhǔn)確指示VC幀的起點的過程。指針分為AU-4指針、TU-3指針和TU-12指針。AU-4指針偏移范圍AU-4／TU-3指針（H1、H2、H3）值3.復(fù)用復(fù)用是一種使多個低階通道層的信號適配進高階通道或者把多個高階通道信號適配進復(fù)用層的過程，即以字節(jié)交錯間插方式把TU組織進高階VC或者把AU組織進STM-N的過程。由于經(jīng)由TU和AU指針處理后的各VC支路已經(jīng)相位同步，此復(fù)用過程為同步復(fù)用。復(fù)用原理與數(shù)據(jù)的并串變換類似。由我國的復(fù)用路線可知：TUG-2＝3×TU-12；TUG-3＝7×TUG-2或＝1×TU-3；STM-1＝VC-4＝3×TUG-3；STM-N＝N×STM-1；由上述可知，一個STM-1可以直接提供63個2Mbit/s或3個34Mbit/s（經(jīng)PDH復(fù)用解復(fù)用可以得到48個2Mbit/s）或一個140Mbit/s（經(jīng)PDH復(fù)用解復(fù)用可以得到64個2Mbit/s口）。因此，在SDH干線上開通34Mbit/s是不經(jīng)濟的。我國光同步傳輸體制規(guī)定：干線上采用34Mbit/s口時，必須經(jīng)過上級主管部門批準(zhǔn)。POHVC-4=C-4+POH9行1+260列SOHSOHC-4的速率為149.76Mb/sC-3VC-3TU-3aTU-3bTU-3cPOHabcabccVC-48498586C-3--VC-4C-3的速率為48.384Mb/s6.4SDH設(shè)備復(fù)用設(shè)備TM

交叉連接設(shè)備SDXC

中繼設(shè)備

SDH設(shè)備類型：基本終端復(fù)用器I.1,I.2型高階復(fù)用器II.1,II.2型分插復(fù)用器ADMIII.1,III.2型互通復(fù)用器IV型TMG.703STM-NG.707TMSTM-MSTM-NADMSTM-NSTM-MSTM-NADMSTM-NPDHSTM-NSDXC復(fù)用設(shè)備一般化邏輯方框圖SDH物理接再生段終結(jié)復(fù)用段保護復(fù)用段適配高階通道連接TTF傳送終端功能HOI高階接口LOI低階接口SDH設(shè)備功能（模塊）PPI--PDH物理接口，G.703PDH接口信號變換LPA--低階通道適配，G.703--->C-n(n-1,2)LPT--低階通道終結(jié)，讀/寫處理低階POHLPC--低階通道連接，低階VC交叉互連HPA--高階通道適配，低階VC適配到高階VC,TU指針處理HPT--高階通道終結(jié)，讀/寫高階POHHPC--高階通道連接，高階VC交叉互連MSA--復(fù)用段適配，利用指針將AU-3/4復(fù)用進STM-N凈荷中MSP－復(fù)用段保護，需要保護時，將主用信號切換到保護段MST－復(fù)用段終結(jié)，處理MSOHRST---再生段終結(jié)，處理RSOHSPI---SDH物理接口，接口信號變換MCF---消息通信功能，利用DCC傳遞內(nèi)部信息SEMF---同步設(shè)備管理功能，將性能和告警等數(shù)據(jù)變換為消息SETS---同步設(shè)備定時源，產(chǎn)生各功能塊所需的定時基準(zhǔn)信號SETPI---同步設(shè)備定時物理接口復(fù)合功能塊TTF傳送終端功能---SPI+RST+MST+MSP+MSALOI低階接口---PPI+LPA+LPP(低階通道保護)+LPTHOI高階接口---PPI+HPA+HPP(高階通道保護)+HPTHOA高階組裝器---HPA+HPP(高階通道保護)+HPTTMI.2LOILPCHOAHPCTTFHOIG.703STM-NTMTMTMII.1TMII.2STM-MSTM-NSTM-MSTM-NADMIII.1TTFHPCTTFHOALPCLOIADMSTN-NSTM-NG.703STM-NSTM-NG.703ADMIII.2TTFHPCTTFHOALPCHOATTFSTM-NSTM-NSTM-MADMSTM-NSTM-MSTM-NSDXCITTFHCSHOIHPC高階連接監(jiān)視（HUG+HPOM）SDXCIITTFHOALCSLOILPCSDXCIIITTFHCSHOIHPCLOIHOALSCLPC6.5SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和傳輸線路的幾何排列，反映了網(wǎng)絡(luò)的物理連接結(jié)構(gòu)。SDH傳送網(wǎng)物理拓?fù)涞倪x擇應(yīng)綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的生存性、配置的難易度、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是否適應(yīng)新業(yè)務(wù)的引進等多種因素。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銼DH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：線形、環(huán)形、網(wǎng)格形，星形用戶網(wǎng)適于星形拓?fù)浜铜h(huán)形拓?fù)?，中繼網(wǎng)適于環(huán)形和線形拓?fù)洌L途網(wǎng)適于樹形和網(wǎng)孔形的結(jié)合SDH傳送網(wǎng)分層帶光放大器的SDH分層模型在SDH系統(tǒng)以及波分復(fù)用系統(tǒng)中，配置光放大器是克服損耗，延長中繼距離的主要手段。由于光放大器的引入，SDH的分層模型將在再生段層和復(fù)用段層之間引入新的光通路層網(wǎng)絡(luò)、光復(fù)用段網(wǎng)絡(luò)和光放大器網(wǎng)絡(luò)。6.6SDH網(wǎng)絡(luò)保護和恢復(fù)SDH光纖傳送網(wǎng)絡(luò)具有很大的通信容量。這樣的傳送網(wǎng)絡(luò)一旦發(fā)生光纜被切斷等故障，將會帶來嚴(yán)重的損失。因此SDH光纖傳送網(wǎng)絡(luò)必須具有較強的抵抗故障或災(zāi)害的能力，即SDH網(wǎng)絡(luò)的生存性。SDH生存性的實現(xiàn)主要有兩種方法，即保護（Protection）和恢復(fù)（Restoration），保護的基本思想是利用預(yù)先規(guī)劃的備用系統(tǒng)容量對主用系統(tǒng)進行切換保護，恢復(fù)則是在業(yè)務(wù)失效后利用快速路由等機制重新建立連接。1、SDH網(wǎng)絡(luò)保護保護機制：路徑保護，子網(wǎng)連接保護路徑保護：段層（復(fù)用段層）保護環(huán)形、線形通道層保護環(huán)形保護環(huán)：線路保護環(huán)通道保護環(huán)單向環(huán)（雙纖）雙向環(huán)（雙纖、四纖）2、SDH傳送網(wǎng)自愈機制SDH傳送網(wǎng)中一個10Gbit/s系統(tǒng)等效容量就超過120000條話路，一根光纜可以容納48、96芯乃至更多數(shù)量的光纖。這樣巨大的通信容量在帶來經(jīng)濟效益的同時，也對網(wǎng)絡(luò)的可靠性提出了極高的要求。大規(guī)模光纖網(wǎng)絡(luò)必須具備有效的自愈（Selfhealing）機制，即在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，無需人為干預(yù)就能自動而迅速地恢復(fù)失效節(jié)點或鏈路，重新配置業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)的自愈機制是提高網(wǎng)絡(luò)可靠性尤其是生存性的主要手段之一。（1）自愈體系目前有3個自愈體系；自動保護倒換（APS）、自愈環(huán)（SHR）、以及基于數(shù)字交叉連接的自愈網(wǎng)（SHN）。（2）自動保護倒換APSAPS通過向備用系統(tǒng)切換來恢復(fù)業(yè)務(wù)。防止光纜被切斷，需要1：1的APS，并且備用系統(tǒng)必須選取不同的路由，即異徑保護（DRP）。在DRP中，保護線路物理上不與被保護的服務(wù)線路在一起，因而能夠避免光纜切斷時的服務(wù)中斷。1+1和1:n保護（2）自愈環(huán)SHRSHR實際上就是基于環(huán)網(wǎng)的自動保護切換使用2條互為反方向的光纜，環(huán)上的節(jié)點對2個方向來的信號形成1：1的保護。（3）基于數(shù)字交叉連接的自愈網(wǎng)SHNSHN是基于網(wǎng)格型網(wǎng)和數(shù)字交叉連接（DCS）的自愈機制。它能夠靈活地處理網(wǎng)絡(luò)故障或業(yè)務(wù)量的變化，進行資源自組織。SHN在每個節(jié)點上配置DCS，利用光波跨接（span）形成節(jié)點間的連接。當(dāng)一個跨接失效，導(dǎo)致兩個節(jié)點間服務(wù)通道中斷時，通過對其它跨接上的備用通道進行交叉連接形成恢復(fù)通道。（4）故障恢復(fù)速度與備用容量效率不同的用戶對故障恢復(fù)速度要求也不同。有的用戶對網(wǎng)絡(luò)的無間斷運行具有強烈的依賴性，如銀行自動取款機、大貿(mào)易公司等。對于這類用戶，恢復(fù)時間應(yīng)是自愈機制所能達(dá)到的最短時間，目前這個時間約為50ms。但是多數(shù)應(yīng)用的故障恢復(fù)時間的容許范圍可以在幾秒鐘到幾分鐘之間。特別是業(yè)務(wù)成本比較低的時候，容許范圍可以達(dá)到30min。連接切斷最小時間的確定50ms到200ms的傳送中斷將引起電路交換業(yè)務(wù)5％以下的呼損率的增大。實驗結(jié)果表明傳送中斷2s，所有電路交換的連接都將被切斷。中斷10s，多數(shù)音頻數(shù)據(jù)MODEM將出現(xiàn)超時，連接型數(shù)據(jù)會晤也會由于超時而中斷，X.25的會晤也會被切斷。5min以上的傳送中斷，將引起數(shù)字交換機的嚴(yán)重?fù)砣?0ms內(nèi)切換對絕大多數(shù)業(yè)務(wù)的影響可以忽略2s以內(nèi)完成故障恢復(fù)，則對話音用戶來說僅會感到對話被中斷了一下。對于數(shù)據(jù)用戶采說，基本上不會引起會晤的切斷.備用容量的效率采用APS系統(tǒng)進行故障恢復(fù)，需要100％的冗余度。采用單向SHR，每個方向光纖環(huán)路的帶寬必須要超過環(huán)上所有端到端通信需求量的總和。SHN由多種網(wǎng)絡(luò)路由形成故障恢復(fù)路由，可以靈活地進行故障恢復(fù)。各個跨接的備用容量對應(yīng)多個環(huán)路的故障。由于共享，利用率較高。自動保護倒換APS在SDH標(biāo)準(zhǔn)中．定義了兩類APS體系結(jié)構(gòu)：1+1APS和1:nAPS。1+1結(jié)構(gòu)中業(yè)務(wù)信號同時在工作信道（段）和保護信道（段）上發(fā)送，也就是說在發(fā)送端STM-N信號永久地與工作信道和保護信道相連。接收端的復(fù)用段保護功能（MSP）對兩個信道上的STM-N信號條件進行監(jiān)視，并選擇較合適的一路信號，也即前文所說的“并發(fā)選收”形式。1:nAPS體系結(jié)構(gòu)能夠?qū)個工作信道中的任意一個切換到唯一的保護信道上。保護信道由n個工作信道共享，1:1結(jié)構(gòu)是1:n結(jié)構(gòu)的子集。3、SDH自愈環(huán)SDH自愈環(huán)體系結(jié)構(gòu)可分為兩類：雙向SHR（B-SHR）和單向SHR（U-SHR）。自愈環(huán)（SHR）就是一種環(huán)型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。由于具有共享帶寬和提高存活性的特點，環(huán)型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用。。單向自愈環(huán)（U-SHR）U-SHR只用兩條光纖，一條工作，另一條備用。每個節(jié)點一個分插復(fù)用器（ADM）。二纖單向通道保護環(huán)工作原理二纖單向復(fù)用段保護環(huán)工作原理

雙向自愈環(huán)（B-SHR）根據(jù)備用容量分配的不同，B-SHR可以使用4條光纖或2條光纖。四纖雙向復(fù)用段保護環(huán)工作原理四纖雙向復(fù)用段保護環(huán)工作原理二纖雙向復(fù)用段保護環(huán)工作原理ADMADMADMADMSDH環(huán)網(wǎng)通道保護環(huán)復(fù)用段保護環(huán)6.7SDH網(wǎng)絡(luò)管理SDH的一個重要特點就是在幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷字節(jié)用于網(wǎng)絡(luò)的管理、運營和維護，從而使得SDH網(wǎng)絡(luò)管理的能力有了很大的增強。同時SDH傳送網(wǎng)對管理系統(tǒng)的依賴性也更加緊密了，只有在先進的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的支持下，SDH強大的優(yōu)勢及其優(yōu)越的性能才能充分體現(xiàn)出來。1.SDH網(wǎng)絡(luò)管理功能故障管理性能管理配置管理安全管理計費管理2.SDH設(shè)備的管理功能模塊SEMFSDH設(shè)備的管理功能模塊SEMF為SDH管理網(wǎng)提供了一種有效的管理手段。利用這種手段，網(wǎng)元NE內(nèi)部或外部的管理者就可以方便地對其進行管理。3管理協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)接口SDH系統(tǒng)管理廣泛地采用了開放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）的協(xié)議規(guī)范、服務(wù)定義和系統(tǒng)管理的原理。SDH在幀結(jié)構(gòu)的開銷部分安排了若干字節(jié)作為數(shù)據(jù)通信通路DCC（幀結(jié)構(gòu)中的D1～D12字節(jié)），用來構(gòu)成SDH傳送網(wǎng)的傳送鏈路。由于ECC嵌入在段開銷中，所有的網(wǎng)元都具備，為構(gòu)成統(tǒng)一的管理網(wǎng)提供了方便。Q3接口是定義在TMN中OS與NE（或通過QA、MD）之間的接口，也是SDH管理網(wǎng)與TMN的通信接口。Q3接口是TMN的核心，提供了管理操作系統(tǒng)與其他實體間的通信。SDH網(wǎng)元設(shè)備把SDH設(shè)備按邏輯功能劃分為許多基本功能塊，每一個基本功能塊完成一種簡單的功能，幾個基本功能塊組合在一起構(gòu)成較復(fù)雜的復(fù)合功能。全部基本功能塊構(gòu)成一個功能最完善的SDH設(shè)備，復(fù)用設(shè)備包括終端復(fù)用器（TM）和分插復(fù)用器（ADM），中繼設(shè)備交叉連接設(shè)備DXC復(fù)用設(shè)備一般化邏輯方框圖TM類型和功能塊Ⅰ.1型復(fù)用設(shè)備該型復(fù)用設(shè)備提供把PDH支路信號映射、復(fù)接到STM-N信號的功能，Ⅰ.2型復(fù)用設(shè)備該型復(fù)用設(shè)備提供把PDH支路信號靈活地映射，安排到STM-N信號幀中任何位置上的能力。Ⅱ.1型復(fù)用設(shè)備該型設(shè)備提供把若干個STM-N信號組合成一個STM-M（M＞N）信號的能力。Ⅱ.2型復(fù)用設(shè)備該型設(shè)備提供把若干個STM-N信號靈活地組合成一個STMM（M＞N）信號的能力。2.ADM類型和功能塊描述分插復(fù)用設(shè)備ADM分為兩類：Ⅲ.1型和Ⅲ.2型。Ⅲ.1型復(fù)用設(shè)備該型復(fù)用設(shè)備提供分出和插入PDH信號的能力，分出和插入信號的接口符合G.703建議。Ⅲ.2復(fù)用設(shè)備該型復(fù)用設(shè)備提供分出和插入SDH信號的能力，分出和插入信號的接口符合G.707建議。SDHTM與PDH復(fù)用的區(qū)別SDHADM替代PDH分插復(fù)用器ADM用作終端復(fù)用器3.REG類型和功能塊描述再生器REG可按照抖動轉(zhuǎn)移參數(shù)的不同分為A型和B型兩類。兩類再生器的功能塊描述完全一樣。再生器是雙向雙工設(shè)備。在描述再生器各功能塊的作用時，僅選從左向右的信號流向，并把功能塊在收、發(fā)信方向的功能分別用附于功能塊英文縮寫符后的（1）和（2）來區(qū)分。再生器的物理接口分為信號接口、網(wǎng)絡(luò)管理接口、公務(wù)電話接口和外部事件告警接口。4.數(shù)字交叉連接設(shè)備SDXC分為三種基本類型：SDXC4／4這種設(shè)備只有高階交叉連接功能，可看成是高階通道VC-4的“交換機”。SDXC4／1這種設(shè)備只有低階通道交叉連接功能，可看成是低階通道VC-12的“交換機”。SDXC4／4／1這種設(shè)備既有高階通道交叉連接功能，又有低階通道交叉連接功能，可看成是兩種功能組合的“交換機”。SDH同步與定時網(wǎng)同步的問題是SDH中最重要的問題之一，只有保證網(wǎng)同步，才可以借助于指針實現(xiàn)支路信號靈活得上/下。網(wǎng)同步的目的是使網(wǎng)中各節(jié)點的時鐘頻率和相位都限制在預(yù)先確定的容差范圍內(nèi)，以免由于數(shù)字傳輸系統(tǒng)中信息比特的溢出和取空，從而導(dǎo)致傳輸損傷。SDH網(wǎng)同步基本原理偽同步和主從同步是解決頻率同步的兩種辦法。偽同步是指數(shù)字網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點都具有獨立的基準(zhǔn)時鐘，時鐘的精度較高，雖然各節(jié)點間時鐘不完全相同，存在一定誤差，但誤差值極小，接近同步。而主從同步是指網(wǎng)內(nèi)設(shè)一主局，配有較高精度的時鐘，網(wǎng)內(nèi)其他節(jié)點均受控于主局，并且逐級下控，直至最末端的節(jié)點。偽同步和主從同步原理等級主從同步方式另一種主從控制方式稱之為等級主從控制方式。圖6-36中，A為主時鐘，B為副時鐘，兩者均為精度較高的原子鐘。平時，A起主控作用，B亦受控于A。當(dāng)A發(fā)生故障時，改由B起控制作用；當(dāng)A恢復(fù)時，仍由A起主控作用。等級主從控制的優(yōu)點是進一步增加了可靠性，目前我國也采用這種方式，在北京安裝主控鐘，在武漢安裝副控鐘。等級主從控制其他同步方式數(shù)字網(wǎng)頻率同步的方式除了上述兩種以外，還有相互同步、外基準(zhǔn)輸入等。目前采用的外基準(zhǔn)注入方法是利用GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)），在網(wǎng)絡(luò)的一些關(guān)鍵節(jié)點安裝GPS接收機，可提供精度較高的時鐘信號，以形成地區(qū)基準(zhǔn)時鐘（LPR），在該地區(qū)的其他節(jié)點則采用主從同步方式同步于LPR。國際間一般采用偽同步方式。2.從時鐘的工作模式主從同步方式中，節(jié)點時鐘通常有三種工作模式。正常工作模式保持工作模式自由運行模式3.SDH的引入對網(wǎng)同步的要求數(shù)字網(wǎng)的同步性能對網(wǎng)絡(luò)的工作性能至關(guān)重要。SDH的引入對網(wǎng)同步提出了更高的要求。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)工作在正常模式時，所有節(jié)點都同步于一個基準(zhǔn)時鐘，節(jié)點間只存在相位差而不存在頻率差，所以只會出現(xiàn)偶然的指針調(diào)整事件。當(dāng)某節(jié)點丟失了定時基準(zhǔn)進入保持模式或自由運行模式時，該節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)時鐘之間會出現(xiàn)較大的頻率差，從而導(dǎo)致指針連續(xù)調(diào)整。SDH定時要求我國數(shù)字同步網(wǎng)采用分級的主從同步方式，即用單一基準(zhǔn)時鐘經(jīng)同步分配網(wǎng)的同步鏈路控制全網(wǎng)同步，網(wǎng)絡(luò)中使用一系列分級的時鐘，每一級時鐘都與上級時鐘或同一級時鐘同步。SDH也應(yīng)納入全國的同步網(wǎng)中。SDH同步時鐘類型SDH網(wǎng)的主從同步的時鐘大致有以下四種：作為全網(wǎng)定時基準(zhǔn)的主時鐘；作為轉(zhuǎn)接局的從時鐘；作為端局（本地局）的從時鐘以及作為SDH設(shè)備的時鐘。目前ITU-T將各級時鐘劃分為四類：基準(zhǔn)主時鐘，由G.811規(guī)定；轉(zhuǎn)接局時鐘，由G.812規(guī)定；端局從時鐘，由G.812規(guī)定；SDH網(wǎng)絡(luò)單元時鐘，由G.81s規(guī)定。1.各類時鐘的定時要求為了保證同步網(wǎng)在三種工作模式下都能正常工作，必須對這四類時鐘在三種工作模式下的性能進行規(guī)范。在正常工作模式下，各類時鐘的性能主要取決于同步傳輸鏈路和定時提取電路的性能。時鐘種類各類時鐘的性能主要取決于各類時鐘自身的時鐘源的性能。對于基準(zhǔn)時鐘，一般采用銫原子鐘，這是一種重啟頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度很高的時鐘源，其長期頻偏優(yōu)于1×10-11；對于G.812時鐘，它是具有保持功能的高穩(wěn)晶體時鐘，采用雙備份恒溫槽晶體或銣原子鐘，并采用相應(yīng)的相位技術(shù)提高其性能；對于G.81s時鐘，它是具有保持功能的溫度補償高穩(wěn)晶體時鐘，其性能又低于G.812時鐘；此外，對于再生器和某些終端，采用一般晶體時鐘，丟失信號源后自動進入自由運行模式。時鐘源主要參數(shù)規(guī)范時鐘源的主要參數(shù)有：準(zhǔn)確度、穩(wěn)定度、長期穩(wěn)定度、短期穩(wěn)定度等。為了更好的描述時鐘的性能，ITU-T建議采用最大事件間隔誤差（MTIE）的概念來度量時鐘的定時性能。MTIE即為在特定時間間隔內(nèi)，一個給定的定時信號相對理想定時信號延時的峰峰變化值S為測量時間間隔，Δf／f為定時信號的相對頻偏，Δτ為定時抖動和漂移。2.SDH設(shè)備定時時鐘要求由于SDH網(wǎng)元采用了指針調(diào)整機理，所以對超過1000s觀察間隔出現(xiàn)的相位變化不太敏感，相反地，對短期穩(wěn)定性參數(shù)比較敏感。因此，SDH網(wǎng)元時鐘的定時與傳統(tǒng)的PDH網(wǎng)元不同，主要參數(shù)在ITU-T建議G.813中已作了規(guī)定，包括：頻率準(zhǔn)確度、同步范圍和失步范圍、噪聲指標(biāo)、瞬變響應(yīng)和保持性能等。SDH網(wǎng)同步1.SDH網(wǎng)同步的規(guī)劃原則在規(guī)劃和設(shè)計同步網(wǎng)時必須考慮到地域和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)情況，一般應(yīng)遵循以下原則：在同步網(wǎng)內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)環(huán)路；盡量減少定時傳遞鏈路的長度；應(yīng)從分散路由獲得主、備用基準(zhǔn)；受控時鐘應(yīng)從其他同級或高一級設(shè)備獲得基準(zhǔn)；選擇可用性高的傳輸系統(tǒng)傳送基準(zhǔn)。同步定時基準(zhǔn)傳輸鏈同步狀態(tài)字節(jié)S1的使用在SDH網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)定時的路由隨時可能會發(fā)生變化，因而其定時性能也隨時可能變化，這就要求網(wǎng)絡(luò)單元必須有較高的智能從而能決定定時源是否還使用，是否需要搜尋其他更合適的定時源等，以保證低級的時鐘只能接收更高等級或同一等級的定時，以避免形成定時信號的環(huán)路，造成同步不穩(wěn)定,在STM-N中安排的S1字節(jié)是一種有效的措施。同步狀態(tài)信息編碼2.SDH設(shè)備的同步方式SDH網(wǎng)中包括DXC、ADM等不同種類的設(shè)備，這些不同的設(shè)備在SDH網(wǎng)中的地位和應(yīng)用有很大差別，因而其同步配置和時鐘要求也不一樣。一般來說，SDH同步網(wǎng)提供了三種不同的網(wǎng)絡(luò)單元定時方法：外同步定時源接收信號中提取定時內(nèi)部定時源6.6SDH傳送網(wǎng)6.6.1傳送網(wǎng)的分層與分割傳送網(wǎng)可從垂直方向分解為三個獨立的層網(wǎng)絡(luò)，即電路層，通道層和傳輸媒質(zhì)層。每一層網(wǎng)絡(luò)在水平方向又可以按照該層內(nèi)部結(jié)構(gòu)分割為若干分離的部分，組成適于網(wǎng)絡(luò)管理的基本骨架。采用分層和分割的方法有許多優(yōu)點，例如可以單獨進行每一個層網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，在對每一層進行修改時也無需涉及到其他層次。分層和分割視圖1.SDH傳送網(wǎng)分層2.層網(wǎng)絡(luò)的分割傳送網(wǎng)分層后．每一層網(wǎng)絡(luò)仍然很復(fù)雜。為了管理上的方便，在分層的基礎(chǔ)上．再對每一層網(wǎng)絡(luò)劃分為若干分離的部分，組成網(wǎng)絡(luò)管理的基本骨架。子網(wǎng)絡(luò)的分割網(wǎng)絡(luò)連接和子網(wǎng)絡(luò)連接的分割鏈路連接和分層3.帶光放大器的SDH分層模型在SDH系統(tǒng)以及波分復(fù)用系統(tǒng)中，配置光放大器是克服損耗，延長中繼距離的主要手段。由于光放大器的引入，SDH的分層模型將在再生段層和復(fù)用段層之間引入新的光通路層網(wǎng)絡(luò)、光復(fù)用段網(wǎng)絡(luò)和光放大器網(wǎng)絡(luò)。6.6.2SDH傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和傳輸線路的幾何排列，反映了物理連接或物理拓?fù)?。SDH傳送網(wǎng)物理拓?fù)涞倪x擇應(yīng)綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的生存性、配置的難易度、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是否適應(yīng)新業(yè)務(wù)的引進等多種因素，需要根據(jù)情況來決定。作為一般性原則，用戶網(wǎng)適于星形拓?fù)浜铜h(huán)形拓?fù)洌欣^網(wǎng)適于環(huán)形和線形拓?fù)?，長途網(wǎng)適于樹形和網(wǎng)孔形的結(jié)合，物理節(jié)點配置比較簡單的情況也適用于環(huán)形基本物理拓?fù)?.7SDH網(wǎng)絡(luò)保護和恢復(fù)SDH光纖傳送網(wǎng)絡(luò)具有很大的通信容量。這樣的傳送網(wǎng)絡(luò)一旦發(fā)生光纜被切斷等故障，將會帶來嚴(yán)重的損失。因此SDH光纖傳送網(wǎng)絡(luò)必須具有較強的抵抗故障或災(zāi)害的能力，即SDH網(wǎng)絡(luò)的生存性。SDH生存性的實現(xiàn)主要有兩種方法，即保護（Protection）和恢復(fù)（Restoration），保護的基本思想是利用預(yù)先規(guī)劃的備用系統(tǒng)容量對主用系統(tǒng)進行切換保護，恢復(fù)則是在業(yè)務(wù)失效后利用快速路由等機制重新建立連接。6.7.1SDH傳送網(wǎng)故障及自愈機制SDH傳送網(wǎng)中一個10Gbit/s系統(tǒng)等效容量就超過120000條話路，一根光纜可以容納48、96芯乃至更多數(shù)量的光纖。這樣巨大的通信容量在帶來經(jīng)濟效益的同時，也對網(wǎng)絡(luò)的可靠性提出了極高的要求。大規(guī)模光纖網(wǎng)絡(luò)必須具備有效的自愈（Selfhealing）機制，即在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，無需人為干預(yù)就能自動而迅速地恢復(fù)失效節(jié)點或鏈路，重新配置業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)的自愈機制是提高網(wǎng)絡(luò)可靠性尤其是生存性的主要手段之一。1.自愈體系目前有3個自愈體系；自動保護倒換（APS）、自愈環(huán)（SHR）、以及基于數(shù)字交叉連接的自愈網(wǎng)（SHN）。APSAPS通過向備用系統(tǒng)切換來恢復(fù)業(yè)務(wù)。防止光纜被切斷，需要1：1的APS，并且備用系統(tǒng)必須選取不同的路由，即異徑保護（DRP）。在DRP中，保護線路物理上不與被保護的服務(wù)線路在一起，因而能夠避免光纜切斷時的服務(wù)中斷。DRP是快速路由選擇體系結(jié)構(gòu)，在這種體系結(jié)構(gòu)中，每個DRP系統(tǒng)只服務(wù)于兩個中間沒有終端的端局。因此當(dāng)對某局間的恢復(fù)速度要求較高時，DRP是比較適當(dāng)?shù)捏w系結(jié)構(gòu)。SHRSHR有多種詳細(xì)的分類，基本上可以看成是1：1或1：n的APS的擴充。例如單向SHR（USHR）使用2條互為反方向的光纜，環(huán)上的節(jié)點對2個方向來的信號形成1：1的保護。而共享保護環(huán)SHR類似于1：nAPS系統(tǒng)。SHNSHN是基于數(shù)字交叉連接（DCS）的自愈機制。SHN與預(yù)先保留容量的APS及SHR相比具有優(yōu)越性。它能夠靈活地處理網(wǎng)絡(luò)故障或業(yè)務(wù)量的變化，進行資源自組織。SHN在每個節(jié)點上配置DCS，利用光波跨接（span）形成節(jié)點間的連接。當(dāng)一個跨接失效，導(dǎo)致兩個節(jié)點間服務(wù)通道中斷時，通過對其它跨接上的備用通道進行交叉連接形成恢復(fù)通道。2.故障恢復(fù)速度與備用容量效率不同的用戶對故障恢復(fù)速度要求也不同。有的用戶對網(wǎng)絡(luò)的無間斷運行具有強烈的依賴性，如銀行自動取款機、大貿(mào)易公司等。對于這類用戶，恢復(fù)時間應(yīng)是自愈機制所能達(dá)到的最短時間，目前這個時間約為50ms。但是多數(shù)應(yīng)用的故障恢復(fù)時間的容許范圍可以在幾秒鐘到幾分鐘之間。特別是業(yè)務(wù)成本比較低的時候，容許范圍可以達(dá)到30min。連接切斷最小時間的確定實驗結(jié)果表明50ms到200ms的傳送中斷將引起電路交換業(yè)務(wù)5％以下的呼損率的增大，對7號信令網(wǎng)的影響很小。傳送中斷2s，所有電路交換的連接都將被切斷。中斷10s，多數(shù)音頻數(shù)據(jù)MODEM將出現(xiàn)超時，連接型數(shù)據(jù)會晤也會由于超時而中斷，X.25的會晤也會被切斷。5min以上的傳送中斷，將引起數(shù)字交換機的嚴(yán)重?fù)砣?。連接切斷閾值CDT由此看來，故障恢復(fù)系統(tǒng)的目標(biāo)應(yīng)定在2s的水平。這個時間被稱為連接切斷閾值（CDTConnectionDroppingThreshold）。如果能在2s以內(nèi)完成故障恢復(fù)，則對話音用戶來說僅會感到對話被中斷了一下。對于數(shù)據(jù)用戶采說，基本上不會引起會晤的切斷*。*50ms內(nèi)切換對絕大多數(shù)業(yè)務(wù)的影響可以忽略備用容量的效率采用APS系統(tǒng)進行故障恢復(fù)，需要100％的冗余度。采用單向SHR，每個方向光纖環(huán)路的帶寬必須要超過環(huán)上所有端到端通信需求量的總和。采用自我保護（SP）環(huán)路，環(huán)上所有跨接的備用容量決定于兩個相鄰節(jié)點問的通信需求量。與此相對比，SHN由多種網(wǎng)絡(luò)路由形成故障恢復(fù)路由，可以靈活地進行故障恢復(fù)。各個跨接的備用容量對應(yīng)多個環(huán)路的故障。由于共享，利用率較高。3.自動保護倒換APS在SDH標(biāo)準(zhǔn)中．定義了兩類APS體系結(jié)構(gòu)：1+1APS和1:nAPS。1+1結(jié)構(gòu)中業(yè)務(wù)信號同時在工作信道（段）和保護信道（段）上發(fā)送，也就是說在發(fā)送端STM-N信號永久地與工作信道和保護信道相連。接收端的復(fù)用段保護功能（MSP）對兩個信道上的STM-N信號條件進行監(jiān)視，并選擇較合適的一路信號，也即前文所說的“并發(fā)選收”形式。1:nAPS體系結(jié)構(gòu)能夠?qū)個工作信道中的任意一個切換到唯一的保護信道上。保護信道由n個工作信道共享，1:1結(jié)構(gòu)是1:n結(jié)構(gòu)的子集。1+1和1:n保護6.7.3SDH自愈環(huán)由于具有共享帶寬和提高存活性的特點，環(huán)型網(wǎng)