SDH基礎(chǔ)完整版本

傳輸專(zhuān)業(yè)_陳英SDH基礎(chǔ)理論1引言：通信網(wǎng)、傳輸、SDH1.通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)2.SDH在通信網(wǎng)中的位置3.其他傳輸技術(shù)：微波、衛(wèi)星、裸光纖、電纜等2內(nèi)容提要1.1SDH基本概念1.2幀結(jié)構(gòu)與開(kāi)銷(xiāo)1.3映射、指針與復(fù)用第一部分：SDH的基本概念和原理32.2SDH傳送網(wǎng)

2.1同步與定時(shí)第二部分：SDH傳送網(wǎng)

4SDH的基本概念是一整套可進(jìn)行同步數(shù)字傳輸、復(fù)用和交叉連接的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號(hào)的等級(jí)結(jié)構(gòu)。SDH產(chǎn)生的社會(huì)背景通信網(wǎng)傳輸、交換、處理大量信息，向數(shù)字化、綜合化、智能化、個(gè)人化發(fā)展。作為通信網(wǎng)的承載體傳輸網(wǎng)要求：寬帶化——信息高速公路規(guī)范化——世界性統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口SDH......?5PDH缺點(diǎn)

—沒(méi)有國(guó)際統(tǒng)一的速率標(biāo)準(zhǔn)

2M系列：2M、8M、34M、140M、565M；

1.5M系列：北美：1.5M、6.3M、45M、274M；

日本：1.5M、6.3M、32M、100M；

—沒(méi)有國(guó)際統(tǒng)一的光接口規(guī)范（多種碼型變換方案）

—上下電路需大量硬件、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高：需要用硬件進(jìn)行逐級(jí)復(fù)用與解復(fù)用（背靠背）；

—網(wǎng)絡(luò)的OAM能力差：無(wú)足夠的開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)。6接口方面——與設(shè)備互連有關(guān)電接口——地區(qū)性的電接口規(guī)范，無(wú)世界標(biāo)準(zhǔn)。光接口——無(wú)光接口規(guī)范，各廠家獨(dú)自開(kāi)發(fā)。565Mb/s139Mb/s34Mb/s8Mb/s2Mb/s1.6Gb/s400Mb/s100Mb/s32Mb/s6.3Mb/s1.5Mb/s274Mb/s45Mb/s6.3Mb/s×4×4×4×4×4×4×4×4×6×7×3歐洲系列日本系列北美系列×5PDH的固有缺陷7PDH采用異步復(fù)用方式通過(guò)碼速調(diào)整（塞入bit）匹配和容納信號(hào)時(shí)鐘的偏差低速信號(hào)在高速信號(hào)中的位置無(wú)規(guī)律性從高速信號(hào)插/分低速信號(hào)要一級(jí)一級(jí)進(jìn)行復(fù)用/解復(fù)用增加了信號(hào)的損傷，不利于大容量傳輸PDH的固有缺陷復(fù)用方式140Mb/s34Mb/s34Mb/s8Mb/s8Mb/s2Mb/s解解解復(fù)復(fù)復(fù)用用用復(fù)復(fù)復(fù)用用140Mb/s用8運(yùn)行維護(hù)功能(OAM)——決定設(shè)備維護(hù)成本與信號(hào)幀中開(kāi)銷(xiāo)(冗余)字節(jié)的數(shù)量有關(guān)PCM30/32僅TS0、TS16用于OAM開(kāi)銷(xiāo)，OAM功能弱線路編碼時(shí)要加nB冗余碼進(jìn)行性能監(jiān)控?zé)o統(tǒng)一的網(wǎng)管接口無(wú)法形成統(tǒng)一的TMNPDH的固有缺陷因此，PDH體制不適應(yīng)大容量傳輸網(wǎng)的組建，SDH體制應(yīng)運(yùn)而升。9電接口STM-1是SDH的第一個(gè)等級(jí)，又叫基本同步傳送模塊，比特率為155.520Mb/s。STM-N是SDH第N個(gè)等級(jí)的同步傳送模塊，比特率是STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，---)。光接口僅對(duì)電信號(hào)擾碼。光口信號(hào)碼型是加擾的NRZ碼，采用世界統(tǒng)一的7級(jí)擾碼。接口方面SDH的優(yōu)勢(shì)10

PDH電接口：標(biāo)準(zhǔn)的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)（速率等級(jí)）

SDH接口：同步傳輸塊STM-N：

SDH信號(hào)比特率（Mb/s）STM-1155.520簡(jiǎn)稱(chēng)155MSTM-4622.080簡(jiǎn)稱(chēng)622MSTM-162488.320簡(jiǎn)稱(chēng)2.5GSTM-649953.280簡(jiǎn)稱(chēng)10G11復(fù)用方式——同步復(fù)用和靈活的映射結(jié)構(gòu)低階SDH→高階SDH。例如：STM-1→STM-4。采用字節(jié)間插復(fù)用方式。SDH的優(yōu)勢(shì)12PDH→SDH——通過(guò)指針定位預(yù)見(jiàn)低速信號(hào)在幀中位置，使收端可直接下低速信號(hào)。SDH的優(yōu)勢(shì)13OAM功能用于OAM的開(kāi)銷(xiāo)多OAM功能強(qiáng)——這也是線路編碼不用加冗余的原因兼容性——決定成本老體制設(shè)備是否還可發(fā)揮作用對(duì)新體制能否接入SDH的優(yōu)勢(shì)14SDH的優(yōu)勢(shì)15SDH的優(yōu)勢(shì)SDH的優(yōu)勢(shì)：一接口的統(tǒng)一規(guī)范；信號(hào)的同步復(fù)用；靈活的分插功能，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，節(jié)省了成本；強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力；很強(qiáng)的兼容性。

16頻帶利用率不如PDH系統(tǒng)指針調(diào)整機(jī)理復(fù)雜，并且產(chǎn)生指針調(diào)整抖動(dòng)軟件的大量應(yīng)用，使系統(tǒng)易受病毒或誤操作的危害SDH的缺點(diǎn)17SDH基本概況1、等級(jí)與速率等級(jí)STM-1STM-4STM-16STM-64

速率（Mb/s）

155.520

622.080

2488.320

9953.28063

252

1008

4032含2M數(shù)量182、SDH設(shè)備

.終端復(fù)用器TM

在線形網(wǎng)的端站，把PDH/SDH支路信號(hào)復(fù)用成SDH線路信號(hào)，或反之。PDH支路信號(hào)SDH支路信號(hào)OAM線路信號(hào)STM-NTM19

.分插復(fù)用器ADM

設(shè)在網(wǎng)絡(luò)的中間局站，完成直接上、下電路功能。STM-NSTM-N西側(cè)線路信號(hào)PDH支路信號(hào)SDH支路信號(hào)OAM東側(cè)線路信號(hào)ADM20

.再生器REG

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。OAM東側(cè)線路信號(hào)西側(cè)線路信號(hào)STM-NSTM-NREG21

.數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC

兼有同步復(fù)用、分插、交叉連接、網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)恢復(fù)與保護(hù)等多項(xiàng)功能的SDH設(shè)備。STM-NSTM-NPDH支路信號(hào)

SDH支路信號(hào)DXC22SOH：段開(kāi)銷(xiāo)AUPTR：管理單元指針POH：通道開(kāi)銷(xiāo)9×270×N字節(jié)13459SOHSTM-N凈負(fù)荷

(含POH)傳輸方向9×N261×N270×N列SOHAUPTRT=125μs幀結(jié)構(gòu)與段開(kāi)銷(xiāo)(一）以字節(jié)為單位的塊狀幀結(jié)構(gòu)幀頻8000幀/秒，幀周期125μs23

一、STM-1SOH

字節(jié)安排

9列

A1

A1

A1

A2

A2

A2

J0

B1

E1

F1

D1

D2

D3

AU-PTR(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

傳輸方向T=125μs

國(guó)內(nèi)使用字節(jié)

傳輸媒質(zhì)指示字節(jié)空格：國(guó)際使用字節(jié)幀結(jié)構(gòu)與段開(kāi)銷(xiāo)(二）24一、SDH復(fù)用特點(diǎn)

1、字節(jié)間插復(fù)用

各支路信號(hào)按字節(jié)順序進(jìn)行間插排列以形成更高速率的信號(hào)；各支路信號(hào)在幀中的位置固定，可直接提取/接入。

2、凈負(fù)荷指針技術(shù)

用軟件指針指示凈負(fù)荷在幀中的位置；允許支路信號(hào)速率有差異（可進(jìn)行速率調(diào)整）。復(fù)用與映射(一）25映射何謂映射

映射就是在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界把各種業(yè)務(wù)信號(hào)適配進(jìn)相應(yīng)的虛容器。如：把2Mb/s信號(hào)適配進(jìn)VC-12；

把34（或45）Mb/s信號(hào)適配進(jìn)VC-3；

把140Mb/s信號(hào)適配進(jìn)VC-4。

復(fù)用與映射(二）26我國(guó)規(guī)范的SDH復(fù)用與映射結(jié)構(gòu)

C4校準(zhǔn)AUGTUG-2VC-3C-3TU-12VC-12C-12（140M）（34M/45M）（2M）指針處理映射復(fù)用×N×7×3×3TUG3STM-NAU-4VC-4TU-3×1×1C-4復(fù)用與映射(三）27SDH網(wǎng)同步同步的重要性

同步是SDH網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)。若同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的各網(wǎng)元相互不同步，則會(huì)導(dǎo)致時(shí)隙不對(duì)準(zhǔn)、收與發(fā)不能正確連接。若網(wǎng)絡(luò)之間彼此不同步，則網(wǎng)絡(luò)之間無(wú)法正常通信，業(yè)務(wù)不能互通。

28SDH網(wǎng)同步——主從同步方式中從時(shí)鐘的3種工作模式·正常工作模式——跟蹤鎖定上級(jí)時(shí)鐘模式此時(shí)從站跟蹤鎖定的時(shí)鐘基準(zhǔn)是從上一級(jí)站傳來(lái)的，可能是網(wǎng)中的主時(shí)鐘，也可能是上一級(jí)網(wǎng)元內(nèi)置時(shí)鐘源下發(fā)的時(shí)鐘，也可是本地區(qū)的GPS時(shí)鐘。與從時(shí)鐘工作的其它兩種模式相比較，此種從時(shí)鐘的工作模式精度最高。29·保持模式當(dāng)所有定時(shí)基準(zhǔn)丟失后，從時(shí)鐘進(jìn)入保持模式，此時(shí)從站時(shí)鐘源利用定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)丟失前所存儲(chǔ)的最后頻率信息作為其定時(shí)基準(zhǔn)而工作。也就是說(shuō)從時(shí)鐘有“記憶”功能，通過(guò)“記憶”功能提供與原定時(shí)基準(zhǔn)較相符的定時(shí)信號(hào)，以保證從時(shí)鐘頻率在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)與基準(zhǔn)時(shí)鐘頻只有很小的頻率偏差。但是由于振蕩器的固有振蕩頻率會(huì)慢慢地漂移，故此種工作方式提供的較高精度時(shí)鐘不能持續(xù)很久。此種工作模式的時(shí)鐘精度僅次于正常工作模式時(shí)的時(shí)鐘精度。30·自由運(yùn)行模式——自由振蕩模式當(dāng)從時(shí)鐘丟失所有外部基準(zhǔn)定時(shí)，也失去了定時(shí)基準(zhǔn)記憶或處于保持模式太長(zhǎng)，從時(shí)鐘內(nèi)部振蕩器就會(huì)工作于自由振蕩方式。此種模式的時(shí)鐘精度最低，實(shí)屬萬(wàn)不得已而為之。31SDH傳送網(wǎng)(一）一、傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)

1、分層結(jié)構(gòu)

.電路層

直接為用戶(hù)提供通信業(yè)務(wù)，其節(jié)點(diǎn)設(shè)備是交換機(jī)等。

.通道層支持一個(gè)或多個(gè)電路層網(wǎng)絡(luò)，為電路層節(jié)點(diǎn)設(shè)備提供電路群（通道），如VC-12、VC-4等。

.傳輸媒質(zhì)層支持一個(gè)或多個(gè)通道層網(wǎng)絡(luò)，如光纜等。32SDH傳送網(wǎng)(二）

非SDH客戶(hù)VC-12VC-12

VC-4復(fù)用段再生段

物理層低階高階段層通道層傳輸媒質(zhì)層電路層分層模型：33SDH傳送網(wǎng)(三）2、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

.線形網(wǎng)

網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)一一相連，并且首尾開(kāi)放，又稱(chēng)鏈型網(wǎng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。

.星型網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)（樞紐）與其它個(gè)節(jié)點(diǎn)直接相連，而其它各點(diǎn)之間不再直接相連。優(yōu)點(diǎn)是除樞紐點(diǎn)外，所有節(jié)點(diǎn)都可配成終端；缺點(diǎn)是安全問(wèn)題是瓶頸。

.樹(shù)形網(wǎng)可視為線形網(wǎng)與星型網(wǎng)的結(jié)合。34SDH傳送網(wǎng)(四）

.環(huán)形網(wǎng)

所謂環(huán)形網(wǎng)，就是把線形網(wǎng)的首尾相接,從而使任何一點(diǎn)都不對(duì)外開(kāi)放。環(huán)形網(wǎng)結(jié)構(gòu)在SDH傳送網(wǎng)中應(yīng)用非常廣泛，因它具有自愈能力，使網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的生存性。

.網(wǎng)孔型網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的任何二個(gè)節(jié)點(diǎn)都能直接相連。它能為二點(diǎn)間的通信提供多種路由可選，因而網(wǎng)絡(luò)的可靠性高；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。35SDH傳送網(wǎng)(五）線形：星形：樹(shù)形：36SDH傳送網(wǎng)(六）環(huán)形：網(wǎng)孔形：37SDH傳送網(wǎng)(七）二、網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)

利用預(yù)先安排好的備用容量去保護(hù)主用容量。

SDH網(wǎng)的保護(hù)可分為二大類(lèi)：路徑保護(hù)與子網(wǎng)連接保護(hù)。

.路徑保護(hù)

對(duì)業(yè)務(wù)信號(hào)的傳送路徑進(jìn)行保護(hù)，它既可以在復(fù)用段層進(jìn)行，也可以在通道層進(jìn)行。A）.線路系統(tǒng)的復(fù)用段保護(hù)（MSP）

業(yè)務(wù)保護(hù)以復(fù)用段為基礎(chǔ)（復(fù)用段信號(hào)質(zhì)量），它可以分為二種方式：1+1與1

N。38SDH傳送網(wǎng)(八）

1+1：STM-N信號(hào)永久性地被連接在工作通路與保護(hù)通路上，二個(gè)通路皆傳送業(yè)務(wù)信號(hào)；收端擇優(yōu)選用。

1

N：N個(gè)工作通路共用一個(gè)保護(hù)通路，保護(hù)通路可傳額外業(yè)務(wù)（N

14）。

線路系統(tǒng)的復(fù)用段保護(hù)倒換要使用APS協(xié)議，倒換要在

50ms時(shí)間內(nèi)完成。

B).

環(huán)網(wǎng)的復(fù)用段保護(hù)復(fù)用段保護(hù)環(huán)可分為二纖環(huán)與四纖環(huán)。

二纖環(huán)：環(huán)網(wǎng)由二根光纖組成，根據(jù)業(yè)務(wù)傳送方向又可分單向保護(hù)環(huán)與雙向保護(hù)環(huán)。39SDH傳送網(wǎng)(九）

四纖環(huán)：環(huán)網(wǎng)由四根光纖組成，二根主用光纖與二根備用光纖，備用光纖為主用光纖提供反方向保護(hù)；備用光纖可傳送額外業(yè)務(wù)。

C).通道保護(hù)環(huán)

業(yè)務(wù)保護(hù)以通道為基礎(chǔ)（通道信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)劣），通道保護(hù)一般采用1+1方式。通道環(huán)一般由二纖組成，根據(jù)業(yè)務(wù)傳送方向又可分單向通道環(huán)與雙向通道環(huán)。通道環(huán)的保護(hù)一般不使用APS協(xié)議，倒換時(shí)間小于30ms。40SDH傳送網(wǎng)(十）

.子網(wǎng)連接保護(hù)SNCP

對(duì)某一子網(wǎng)預(yù)先安排專(zhuān)用的保護(hù)路由。子網(wǎng)連接保護(hù)通常采用1+1工作方式。

A站B站子網(wǎng)1子網(wǎng)241

SDH傳送網(wǎng)(十一）三、自愈環(huán)

自愈：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，不需要人為的干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)本身能在極短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)傳送業(yè)務(wù)。1、自愈環(huán)的類(lèi)型與工作原理

單向：環(huán)上二節(jié)點(diǎn)間的往來(lái)業(yè)務(wù)，如從節(jié)點(diǎn)A

C的業(yè)務(wù)AC和從節(jié)點(diǎn)C

A節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)CA，沿著環(huán)的同一方向（同為順時(shí)針或同為逆時(shí)針）傳送。

雙向：環(huán)上二節(jié)點(diǎn)間的往來(lái)業(yè)務(wù)，沿著環(huán)的不同方向

（一為順時(shí)針，另為逆時(shí)針）傳送。

42

.單向通道保護(hù)環(huán)（二纖）工作原理：雙發(fā)選收。二根光纖：S光纖，P光纖。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：S：ABC，P：ADC。

收端選收，一般選S：ABC同理，信號(hào)CA：S：CDA

；P：CBA。收端選用S：CDA。

SDH傳送網(wǎng)(十二）DAC發(fā)CA收AC收CA發(fā)ACBSP43

SDH傳送網(wǎng)(十三）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(lái)自S光纖的AC信號(hào)ABC丟失，所以接收倒換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向來(lái)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。AC發(fā)CA收AC收CA發(fā)ACBDSP倒換44

SDH傳送網(wǎng)(十四）單向通道保護(hù)環(huán)的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，不需使用APS協(xié)議，倒換速度最快（<30ms）。缺點(diǎn)：不能重復(fù)使用節(jié)點(diǎn)間的時(shí)隙，環(huán)傳輸容量較??；不能傳送額外業(yè)務(wù)。環(huán)傳輸容量：STM-N。注：?jiǎn)蜗蛲ǖ辣Ｗo(hù)環(huán)獲得非常廣泛的應(yīng)用；它適用于集中型業(yè)務(wù)。45

SDH傳送網(wǎng)(十五）

.雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)（二纖）

二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)是目前SDH應(yīng)用最廣泛的一種保護(hù)方式。它由二根光纖組成：S1/P2光纖與S2/P1光纖。每根光纖傳輸容量的一半為工作通道（S）；一半為保護(hù)通道（P），且為另一根光纖的工作通道提供反方向保護(hù)。如S1/P2光纖的工作通道為S1，保護(hù)通道為P2，P2為第二根光纖的工作通道S2提供反方向保護(hù)。另一根光纖S2/P1的含義與之類(lèi)似。

46

SDH傳送網(wǎng)(十六）正常時(shí)：利用S1與S2工作通道傳送業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)信號(hào)AC在發(fā)端A饋入SI/P2光纖的工作通道S1，沿順時(shí)針?lè)较虻竭_(dá)C站：ABC。同理，業(yè)務(wù)信號(hào)CA在發(fā)端C饋入S2/P1光纖的工作通道S2，沿逆時(shí)針?lè)较虻竭_(dá)A站：CBA。P1與P2通道可傳送額外業(yè)務(wù)。AC發(fā)CA收AC收CA發(fā)ACBDS1/P2S2/P147SDH傳送網(wǎng)(十七）故障時(shí)：如B、C間光纜被切斷在B、C點(diǎn)執(zhí)行交叉連接。B節(jié)點(diǎn)：把AC業(yè)務(wù)從S1通道交叉到P1通道，并使其沿逆時(shí)針?lè)较騻鬏敚篈BADC。C節(jié)點(diǎn)：把CA業(yè)務(wù)從S2通道交叉到P2通道，并使其沿順時(shí)針?lè)较騻鬏敚篊DA。AC發(fā)CA收AC收CA發(fā)ACB