1 / 77

第 6 章　同步数字体系

第 6 章　同步数字体系. 6.1 同步数字体系的产生 6.2 SDH 复用结构 6.3 SDH 设备 6.4 SDH 传输系统及其安全性问题 6.5 SDH 光传输系统的性能指标 —— 误码和抖动性能. 6.1 同步数字体系的产生. 6.1.1 PDH 的主要缺陷 1 ．复用结构复杂，缺乏灵活的上下话路的调度能力 2 ．网络结构缺乏灵活性 3 ．存在互为独立的三大数字系列，使国际间的互通存在困难 4 ．无统一的光接口，使各厂家的产品互不兼容 5 ．网管通信带宽严重不足，给建立集中式电信管理网带来困难. 6.1.2 SDH 的产生.

chesna
Download Presentation

第 6 章　同步数字体系

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第6章　同步数字体系 6.1 同步数字体系的产生 6.2 SDH复用结构 6.3 SDH设备 6.4 SDH传输系统及其安全性问题 6.5 SDH光传输系统的性能指标——误码和抖动性能

  2. 6.1 同步数字体系的产生 6.1.1 PDH的主要缺陷 1．复用结构复杂，缺乏灵活的上下话路的调度能力 2 ．网络结构缺乏灵活性 3 ．存在互为独立的三大数字系列，使国际间的互通存在困难 4 ．无统一的光接口，使各厂家的产品互不兼容 5 ．网管通信带宽严重不足，给建立集中式电信管理网带来困难

  3. 6.1.2 SDH的产生 • 由于PDH系统存在上述缺陷，使之已经不能适应当今电信业的发展，这样，同步数字体系就成为顺应潮流的一种产物。 • 早在1984年，美国贝尔通信技术研究所就提出了同步光网络( SONET)的概念。 • 在1988年，现国际电信联盟标准部( ITU-T)的前身，国际电报电话咨询委员会(CCITT)接受了SONET概念，并将其扩展到微波通信、卫星通信领域，使之成为通用技术体制，同时更名为同步数字体系(SDH)。

  4. 6.1.3 同步数字体系的概念 1．同步数字体系 • SDH网络是由一些SDH网元(NE)组成，可以在光纤、微波以及卫星上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络，它具有世界性统一的网络节点接口(NNI)，从而简化了信号互通及传输、复用和交叉连接过程，同时它有标准的信息结构等级，被称为同步传输模块（STM一N），其中最基本、最重要的传输模块为STM-1． 2．同步传输模块STM-N的帧结构

  5. 6.1.3 同步数字体系的概念 ①基帧速率 • 帧结构是由9行，每行270N列构成，每帧的传送周期为125 μs。 ②功能区 • 整个帧结构大体分为三个功能区： a．段开销区 • 段开销(SOH)是指STM帧结构中，为了保证信息正常传送而供网络运行、管理和维护所使用的附加字节，如图6-2所示．这些段开销包括再生段开销(RSOH)和复用段开销(MSOH)．

  6. 6.1.3 同步数字体系的概念 • 图6-2 STM-1 SOH字节安排

  7. 6.1.3 同步数字体系的概念 b．净负荷区 • 净负苻区内所存放的是有效传输信息，也称为信息净负荷．它是由有效传输信息加上部分用于通道监视、管理和控制的通道开销(POH)组成．通常POH被视为净负荷的一部分，并与之一起传输，直到在接收端该净负荷被分接． c．管理单元指针 • 所谓管理单元指针( AU-PTR)实际上是一组数码，其值代表净负荷中信息的起始字节的位置，这样在接收端可以根据指针所指的位置正确地分解出有效传输信息．

  8. 6.1.3 同步数字体系的概念 3．同步传输模块STM-N的速率 • STM-1 155.520Mbit/s • STM-4 622.080Mbit/s • STM-16 2 488.320Mbit/s • STM-64 9 953.280Mbit/s • STM-256 39 813.12Mbit/s

  9. 6.1.4 同步数字体系的特点 SDH的优点： 1.有全世界统一的网络节点接口（NNI),简化了信号的互通和处理过程 。 2.有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N：(N=1、4、16、64）； 3. 有标准的光接口与帧结构： 4. 具有一步分插复用特性：可从高速信号中直接提取/接入低速信号； 5.强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化： 6.丰富的开销（码流量的5%）、强大的软件技术； 7. 组网灵活、网络的生存性强：可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级； 8. 具有横向、纵向兼容性。

  10. 6.1.4 同步数字体系的特点 SDH的缺点： 1、频带利用率低。（不如传统的PDH系统，如 155M仅包括63个2M或3个34M。） 2、采用指针调整机理增加了设备的复杂性。 3、指针调整产生的相位跃变在低频抖动和漂移 性能上信号损伤较重。 4、网管权限大，出现在网管上的错误可导致全网瘫痪。

  11. 6.2 SDH复用结构 • 同步复用、映射和定位是SDH中的三大关键技术 。 6.2.1 SDH复用结构 • ITU-T在G。707建议中给出了SDH的复用结构与过程。 • 由于我国选用PCM30/32系列PDH信号，因而根据ITU-T的复用结构，简化出适用于我国的SDH复用结构。 • 我国目前采用的复用结构是以2Mbit/s系列PDH信号为基础的，通常采用2Mbit/s和140Mbit/s支路接口，当然如有需要时也可以采用34Mbit/s支路接口。

  12. 6.2.1．SDH复用结构 图5-4 我国目前采用的SDH复用映射结构示意图

  13. 6.2.2．复用单元 常用的复用单元有容器(c)、虚容器(Vc)、管理单元(AU)、支路单元(TU)等． 1.容器C • 所谓容器实际上是一种用来装载各种速率业务信号的信息结构，主要完成PDH信号与VC之间的适配功能（如码速调整等）．针对不同的PDH信号，ITU-T规定了5种标准容器，我国的SDH复用结构中，仅用了装载2.048 Mbit/s, 34. 368 Mbit/s和139. 264 Mbit/s信号的3种容器，即C-12, C-3和C-4．其中C-4为高阶C，而C-12和C-3则属于低阶C．

  14. 6.2.2．复用单元 2．虚容器VC • VC是用来支持SDH通道层连接的信息结构，它是由标准容器c的信号再加上用以对信号进行维护与管理的通道开销(POH)构成的．虚容器又分为高阶VC和低阶VC • 它们在SDH网络中始终保持独立的、相互同步的传输状态，即其帧速率与网络保持同步， • VC信号仅在PDH/SDH网络边界处才进行分接，从而在SDH网络中始终保持完整不变，独立地在通道的任意一点进行分出、插入或交叉连接．

  15. 6.2.2．复用单元 3．支路单元TU • 支路单元TU是为低阶通道层与高阶通道层提供适配功能的一种信息结构，它是由一个低阶VC和指示其在高阶VC中初始字节位置的支路单元指针(TU-PTR)组成．可见低阶VC可在高阶VC中浮动，并且由一个或多个在高阶VC净负荷中占有固定位置的TU组成一个支路单元组(TUG)． 4．管理单元AU • 管理单元AU是在高阶通道层与复用段层之间提供适配的一种信息结构．它是由高阶VC和指示高阶VC在STM-N中的起始字节位置的管理单元指针（AU-PTR）构成，同样高阶VC在STM-N中的位置也是浮动的，但AU指针在STM-N帧结构中的位置是固定的，一个或多个在STM帧中占有固定位置的AU组成一个管理单元组(AUG)．

  16. 6.2.2．复用单元 5．同步转移模块STM • 茌N个AUG的基础上，加上起到运行、维护和管理作用的段开销，便形成了STM-N信号，由前面的分析可知，不同的STM-N，其信息等级不同，一般N=1,4,16,64,….与此对应，可以存在STM-1，STM-4，STM-16和STM-64……若干等级的同步转移模块．

  17. 6.2.3 关于通道、复用段和再生段的说明 图6-5 SDH传输系统中通道、复用段和再生段间的关系 PT指通道终端，是虚容器的组合分解点，完成对净负荷的复用和解复用，并完成对通道开销的处理． MST指复用段终端，完成复用段的功能，其中如产生和终结复用段开销(MSOH)．相应的设备有：光缆线路终端、高阶复用器、宽带交叉连接器等． RST指再生段终端，它的功能块在构成SDH帧结构过程中产生再生段开销RSOH，在相反方向则终结再生段开销RSOH． 由图6-5还可看出，通道、复用段、再生段的定义和分界．

  18. 6.2.4．复用过程 • 现以2. 048 Mbit/s信号复用进STM-I为例，说明其复用过程，

  19. 6.3 SDH设备 • 光同步数字传输网是由一些SDH网络单元组成．它的基本网络单元有同步光缆线路系统、同步复用器(SM)、分插复用器(ADM)和数字交叉连接设备(DXC)等等，这些设备均由一系列逻辑功能块构成，

  20. 6.3.1 SDH逻辑功能块 • SDH逻辑功能块主要由基本功能块和辅助功能块构成． 1．基本功能块 （1） SDH物理接口（SPI）功能 SPI作用是在STM-N线路接口信号与逻辑电平信号之间完成相互转换。 图6-10SDH物理接口功能

  21. 6.3.1 SDH逻辑功能块 ①信号流从参考点A到B时的功能（收方向） • 在点A，接收到的是来自SDH传输网STM-N的光线路信号，然后经过SPI之后，将光信号转换成逻辑电平信号；同时从接收信号中提取定时信号．将产生的定时信号经T1端送至同步设备的定时源（SETS）．若在参考点A未能接收到有效的STM-N信号，则SPI处于告警状态，即产生接收信号丢失( LOS)，并将LOS信号向后传送给RST的同时，经S1端送往同步设备管理模块(SEMF)． ②信号流从参考点B到A时的功能（发方向） • SPI在点B将接收到的逻辑电平信号经电／光转换，在参考点A形成适合光通道传输的STM-N光接口信号，同时通过Sl端口将发送无光告警、激光嚣寿命等状态参数送至SEMF．

  22. 6.3.1 SDH逻辑功能块 (2)再生段终端(PST)功能、复用段终端(MST)功能、高阶通道终端（HPT）功能和低阶通道终端( LPT)的功能 RST功能块是RSOH的源和宿，即在构成SDH帧信号的复用过程中加入RSOH，而在解复用过程中取出RSOH。

  23. 6.3.1 SDH逻辑功能块 ①信号流从参考点B到C时RST完成的功能（收方向） a．在参考点B，接收到来自SPI的STM-N电信号、定时信号以及LOS信号．若RST收到LOS信号，则在参考点C出现全“1"信号． b．若RST收到的是正常信号，则开始搜寻帧定位字节A1A1AIA2A2A2，这就是帧定位工作．当连续收到5个以上错误时，则处于帧失步(OOF)状态，如果OOF状态保持相对长的一定时间，则认为该设备进入帧丢失( LOF)状态． c．在定帧状态下，当设备得到帧定位后，RST提取一帧中RSOH的第一行定帧字节后的J0字节．即再生段踪迹字节，若该字节与本接收机的段接入点标识符不一致，则将本帧信号全部送往光发射机，由光发射机向下一站点发送， d. 若再生段踪迹字节J0与本接收机的段接入点标识符一致，RST对一帧中除RSOH第一行字节以外的所有字节进行解扰码处理，从而恢复出原帧数据，然后从中取出RSOH进行开销经UI参考点送到开销接入功能块(OHA)进行，因而在参考点c所得到的信号为仅带MSOH和定时的STM-N信号． e.若所接收到的是STM-1信号，则在此需进行包括比特间插奇偶校验八位码Bip-8处理、 f.数字通信通路字节DCC处理等项开销处理工作，

  24. 6.3.1 SDH逻辑功能块 ②当信号流从参考点C到B时完成的功能(发方向） • 在参考点c，所接收到的是带MSOH的STM-N信号和定时信号．该信号经过RST时，将其所确定的RSOH字节加入，并对一帧中除第一行字节以外的所有字节进行扰码处理，同时在第行加上定帧字节A1A1A1A2A2A2和再生段踪迹字节J0，从而在参考点B输出的是一完整的STM-N信号．

  25. 6.3.1 SDH逻辑功能块 • MST, HPT和LPT的功能与RST的功能相似，都是在STM-N信号的复用和解复用过程中起到加入或取出用于运行、维护、管理的开销信号，它们的具体区别在于： a．复用段终端（MST)功能是复用段开销的源和宿，即在构成STM-N信号的复用过程中加入MSOH，而在解复用过程中取出MSOH，并将MSOH开销信息经U2参考点送入开销接入功能块(OHA)进行处理．若在SDH物理接口所接收到的是STM-1信号，则在此将进行包括自动保护倒换信息、Bip-24误码检测、同步状态信号信息等项复用段开销处理工作．

  26. 6.3.1 SDH逻辑功能块 b．高阶通道终端（HPT)功能是高阶通道开销的源和宿，即在构成STM-N净负荷过程中加入高阶通道开销，而在分解过程中则取出POH，并通过U3参考点将高阶通道开销POH，送入开销接入功能块进行处理．若SPI所接收的是STM-1信号，那么在此将进行Bip-8误码检测、高阶通道识别符和信号标记字节等项开销处理工作．

  27. 6.3.1 SDH逻辑功能块 c．低阶通道终端(LPT)功能是低阶通道开销的源和宿，即在构成TU支路信号过程中，加入低阶通道开销，而在分解过程中，取出POH，并经U4参考点送入开销接入功能块OHA．同样如果在SPI接收的是STM-1信号，则在此将进行Bip-2误码、通道远端误块指示REI、通道远端故障指示RFI、通道踪迹字节J2等项内容的检测．

  28. 6.3.1 SDH逻辑功能块 （3） 复用段保护（MSP）功能 • MSP功能是通过对STM-N信号的监测及系统的评价来完成在复用段内避免STM-N信号出现故障的功能块。如果出现此类故障，则可以利用MSP功能块中K1, K2字节的协议，将适当的信道倒换到保护段上，从而实现防止随路故障的目的， 图6-12 复用段保护功能示意图

  29. 6.3.1 SDH逻辑功能块 （4） 复用段适配（MSA）功能、高阶通道适配(HPA)功能和低阶通道适配（LPA）功能 ①MSA功能块是用于处理AU-3/4指针，并完成组合/分解整个STM-N帧信号的任务。 ②高阶通道适配（HPA)功能所完成的是高阶通道与低阶通道之间的组合和分解以及指针处理等项工作，即在复用和解复用过程中，当信号经过HPA时，在此将分别进行字节间插处理和消间插处理、指针的插入和取出操作，从而实现VC-12与VC-3/4之间的复用、解复用功能. ③低阶通道适配功能是通过映射、去映射的方式，用于完成PDH信号与SDH网络之间的适配过程． 

  30. 6.3.1 SDH逻辑功能块 (5) 高阶通道连接（HPC）功能和低阶通道连接(LPC)功能  ①高阶通道连接(HPC)功能是指只对信号的传输路由做出选择或改变，而不对信号本身进行任何处理，即将输入的VC-3/4指定给可供使用的输出口的VC-3/4，从而实现在VC-3/4等级上的重新排列。 ②低阶通道连接（LPC）功能与高阶通道连接功能基本相同，只是对低阶通道信号的传输路由做出选择或改变，而不对其信号进行处理。

  31. 6.3.1 SDH逻辑功能块 （6） PDH物理接口 • 目前在光纤通信系统中仍采用强度调制——直接检波的通信方式，为适合光通路的信号传输，因而采用非归零码（NRZ）作为光线路码。 • 该信号通过PDH物理接口（PPl）功能块之后，将所接收的信息流按HDB3编码方式变换成适于支路传输的HDB3码，从而形成支路信号。

  32. 6.3.1 SDH逻辑功能块 （7） 高阶、低阶连接监控功能块 • 由于高阶连接监控（HCS）功能和低阶连接监控（LCS）功能均由两个模块构成，因而它们同属于复用功能块，它们可以处于活动状态，也可以处于不活动状态。 • 活动状态是指信息流透明地完成由参考点F到G点，或由G点到F点的传输，而无需对其通道开销进行监视。 • 然而不活动状态是指在完成数据流从F点到G点或从G点到F点的同时，还通过HPOM或LPOM进行通道开销的提取，从而达到对传输质量的监控。

  33. 6.3.1 SDH逻辑功能块 • 图5-13 高阶、低阶连接监控功能示意图

  34. 6.3.1 SDH逻辑功能块 2．复合功能块 • 根据不同的基本功能，可以构成两类不同的复合功能，一类是适配功能，另一类为监控功能。 （1） 适配功能包括传送终端功能（TTF）、高阶接口（HOI）、低阶接口（LOI）和高阶组装（HOA）。 （2） 监控功能包括高阶连接监控（HCS）和低阶连接监控（LCS）。

  35. 6.3.1 SDH逻辑功能块 3．辅助功能块 （1） 同步设备管理（SEMF）功能 • SEMF功能是用以完成电信网管理任务而所需的各类数据采集工作的功能块。 （2） 消息通信功能块（MCF） • 消息通信功能块是用来完成网管所需的各类数据信息传输的功能块。 （3） 同步设备定时源（SETS） • SETS功能代表SDH网络单元的时钟。 • SDH设备中的各基本功能块都是以此时钟为依据进行工作的。

  36. 6.3.1 SDH逻辑功能块 （4） 同步设备定时物理接口（SETPI） • SETPI是用来完成对外来2Mbit/s信号进行时钟的提取、编/解码功能和提供与物理接口适配功能。 （5） 开销接入功能（OHA） • 不同的容器，对其进行运行、维护和管理的开销字节不同。 • 通过开销接入功能的U参考点，可以实现对各相应单元功能块的开销字节的统一管理。

  37. 6.3.2 SDH设备 图6-16 再生器模型 1.再生器

  38. 2．复用设备 • 在SDH传输网中共有两种复用设备：即终端复用设备TM和分插复用设备ADM． • (1)终端复用设备TM • 在SDH网中终端复用器是起到一次完成复用功能，并进行电一光转换，然后将其送人先纤． • 终端复用器的种类有多种，在此仅以复用器Ⅰ．1和复用器Ⅰ．2为例加以说明，

  39. ①复用器Ⅰ．1

  40. ②复用器Ⅰ．2

  41. 1．终端复用设备（TM） • 图5-16 复用器类型Ⅲ.1和Ⅲ.2示意图

  42. 5.2.4 数字交叉连接器 1．问题的提出 2．DXC的基本功能 3．DXC设备类型

  43. 1．问题的提出 3．数字交叉连接器 (1)．问题的提出 • 在过去的电信网中，如果要对电路进行调度则是靠值机人员在人工配线架上进行操作来完成的。 • 随着电信网的飞速发展，传输容量越来越大，传输系统种类也有所增加，这时再通过传统的人工配线架互连来调度路由，将因为它的低效率、低可靠性和高费用显得越来越不适应快速连接和再连接的要求。 • 于是，人们就研制出了一种相当于“自动配线架”的数字交叉连接器（Digital Cross Conect equipment,DXC）其中适用于SDH的数字交叉连接器则称为SDXC，但大多数场合仍称为DXC。

  44. 2．DXC的基本功能 (2)．SDXC的基本功能 ①电路调度功能 a．在SDH网络所服务的范围内，当出现重要会议或重大活动等需要占用电路时，SDXC可根据需要对通信网中的电路重新调配，迅速提供电路． b．当网络出现故障时，SDXC能够迅速提供网络的重新配置． ②业务的汇集和疏导功能 SDXC能将同一传输方向传输过来的业务填充到同一传输方向的通道中；将不同的业务分类导入不同的传输通道中。 ③保护倒换功能 • 一旦SDH网络某一传输通道出现故障，SDXC可对复用段、通道进行保护倒换，接人保护通道．通道层可以预先划分出优先等级，由于这种保护倒换对网络全面情况不需作了解，因此具有很快的倒换速度．

  45. SDXC除上述功能外，还有：开放宽带业务、网络恢复、不完整通道段监视、测试接入等功能．SDXC除上述功能外，还有：开放宽带业务、网络恢复、不完整通道段监视、测试接入等功能． • 综上所述可知，SDXC实质上是兼有复用、配线、保护／恢复、监测和网络管理等多种功能的一种传输设备．

  46. (3) SDXC构成方框图

  47. 3．DXC设备类型 （1） 线路接口的作用 （2） 接口控制器的作用 （3） 交叉连接矩阵的作用 （4） 矩阵控制器的作用 （5） 主控制器 （6） 定时系统功能

  48. 3．DXC设备类型 • DXC类型Ⅱ和类型Ⅲ与DXC类型Ⅰ的基本功能大致相同，它们之间的区别在于。 • DXC类型Ⅱ仅提供低阶VC（LOVC）的交叉连接。 • DXC类型Ⅲ设备可为所有VC（包括HOVC和LOVC）提供交叉连接。 

  49. 6.4SDH传输系统及其安全性问题 6.4.1 SDH光传输系统 6.4.2 系统保护问题 6.4.3 网络同步问题

  50. 6.4.1 SDH光传输系统 1．点到点链状线路系统

More Related