SDH技術(shù)結(jié)課論文

1、. SDH光傳送網(wǎng)絡(luò)課程名稱： SDH技術(shù) 專業(yè)： 通信工程 班級： 123042 姓名： 學(xué)號： 12304218 指導(dǎo)教師： 成績： 完成日期： 2014 年 10 月 30 日摘 要通過初步學(xué)習(xí)SDH技術(shù)認識到其強大的功能，以及對現(xiàn)實的指導(dǎo)意義重大，對于進一步提高我們的專業(yè)知識水平具有很強的指導(dǎo)作用中。而現(xiàn)在僅僅是對SDH技術(shù)有一點小小的認識，如果要在現(xiàn)實生活中運用自如，那么我們還須進一步研究學(xué)習(xí)，對于現(xiàn)實中存在的問題再敢于提出可行性的方案，嘗試去解決我們遇到的問題，學(xué)以致用，只有這樣才能真正的把我們所學(xué)習(xí)知識的意義展現(xiàn)出來，不辜負學(xué)校及老師的培養(yǎng)。本次論文的寫作是在我們在學(xué)習(xí)SDH技術(shù)

2、以后進行的，是對我們學(xué)習(xí)成果的一個考查，有利于我們對知識的加深了解。在課本中提出的問題的思考中可以知道很多解決問題的方法，所以我們應(yīng)該對自己提出一些問題并進行自我解決，做到真正的學(xué)以致用。而本論文主要是介紹SDH幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用映射、SDH設(shè)備、SDH系統(tǒng)性能、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)保護以及SDH網(wǎng)同步等知識點介紹SDH光傳送網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與特點。引 言SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字系列）光端機容量較大，一般是16E1到4032E1。SDH是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)，是美國貝爾通信技術(shù)研究所提出來的同步光網(wǎng)絡(luò)

3、（SONET）。國際電話電報咨詢委員會（CCITT）（現(xiàn)ITU-T）于1988年接受了SONET概念并重新命名為SDH，使其成為不僅適用于光纖也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制。它可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理、實時業(yè)務(wù)監(jiān)控、動態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護、不同廠商設(shè)備間的互通等多項功能，能大大提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、降低管理及維護費用、實現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡(luò)運行與維護，因此是當今世界信息領(lǐng)域在傳輸技術(shù)方面的發(fā)展和應(yīng)用的熱點，受到人們的廣泛重視。SDH技術(shù)的誕生有其必然性，隨著通信的發(fā)展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等。加之數(shù)字通信和計算機技術(shù)的發(fā)展，在70至80年代，陸續(xù)出現(xiàn)了T1(DS1)E1載

4、波系統(tǒng)(1.5442.048Mbps)、X.25幀中繼、ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))和FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)等多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。隨著信息社會的到來，人們希望現(xiàn)代信息傳輸網(wǎng)絡(luò)能快速、經(jīng)濟、有效地提供各種電路和業(yè)務(wù)，而上述網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由于其業(yè)務(wù)的單調(diào)性，擴展的復(fù)雜性，帶寬的局限性，僅在原有框架內(nèi)修改或完善已無濟于事。SDH就是在這種背景下發(fā)展起來的。在各種寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)中，采用了SDH技術(shù)的接入網(wǎng)系統(tǒng)是應(yīng)用最普遍的。SDH的誕生解決了由于入戶媒質(zhì)的帶寬限制而跟不上骨干網(wǎng)和用戶業(yè)務(wù)需求的發(fā)展,而產(chǎn)生了用戶與核心網(wǎng)之間的接入瓶頸的問題，同時提高了傳輸網(wǎng)上大量帶寬的利用率。SDH技術(shù)自從90年代引入以

5、來，至今已經(jīng)是一種成熟、標準的技術(shù)，在骨干網(wǎng)中被廣泛采用，且價格越來越低，在接入網(wǎng)中應(yīng)用可以將SDH技術(shù)在核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領(lǐng)域，充分利用SDH同步復(fù)用、標準化的光接口、強大的網(wǎng)管能力、靈活網(wǎng)絡(luò)拓撲能力和高可靠性帶來好處，在接入網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展中長期受益。第一章SDH光傳送網(wǎng)絡(luò)1.1 SDH幀結(jié)構(gòu)SDH幀結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)數(shù)字同步時分復(fù)用、保證網(wǎng)絡(luò)可靠有效運行的關(guān)鍵。圖 給出SDH幀一個STMN幀有9行，每行由270N個字節(jié)組成。 這樣每幀共有9270N個字節(jié)，每字節(jié)為8 bit。幀周期為125s，即每秒傳輸8000幀。對于STM1 而言，傳輸速率為927088000=155.52

6、0 Mb/s。字節(jié)發(fā)送順序為：由上往下逐行發(fā)送，每行先左后右。SDH幀大體可分為三個部分：1.信息凈負荷（payload）是在STM-N幀結(jié)構(gòu)中存放將由STM-N傳送的各種用戶信息碼塊的地方。信息凈負荷區(qū)相當于STM-N這輛運貨車的車箱，車箱內(nèi)裝載的貨物就是經(jīng)過打包的低速信號待運輸?shù)呢浳铩榱藢崟r監(jiān)測貨物（打包的低速信號）在傳輸過程中是否有損壞，在將低速信號打包的過程中加入了監(jiān)控開銷字節(jié)通道開銷（POH）字節(jié)。POH作為凈負荷的一部分與信息碼塊一起裝載在STM-N這輛貨車上在SDH網(wǎng)中傳送，它負責(zé)對打包的貨物（低階通道）進行通道性能監(jiān)視、管理和控制。2.段開銷（SOH）是為了保證信息凈負荷正常

7、傳送所必須附加的網(wǎng)絡(luò)運行、管理和維護（OAM）字節(jié)。例如段開銷可進行對STM-N這輛運貨車中的所有貨物在運輸中是否有損壞進行監(jiān)控，而通道開銷（POH）的作用是當車上有貨物損壞時，通過它來判定具體是哪一件貨物出現(xiàn)損壞。也就是說SOH完成對貨物整體的監(jiān)控，POH是完成對某一件特定的貨物進行監(jiān)控，當然，SOH和POH還有一些其他管理功能。段開銷又分為再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH），可分別對相應(yīng)的段層進行監(jiān)控。段，其實也相當于一條大的傳輸通道，RSOH和MSOH的作用也就是對這一條大的傳輸通道進行監(jiān)控。3.管理單元指針（AU-PTR）管理單元指針位于STM-N幀中第4行的9N列，共9N

8、個字節(jié)，因為低速支路信號在高速SDH信號幀中的位置有預(yù)見性，也就是有規(guī)律性。預(yù)見性的實現(xiàn)就在于SDH幀結(jié)構(gòu)中指針開銷字節(jié)功能。AU-PTR是用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準確位置的指示符，以便接收端能根據(jù)這個位置指示符的值（指針值）準確分離信息凈負荷。1.2 同步復(fù)用與映射1SDH的通用復(fù)用映射結(jié)構(gòu)SDH的通用復(fù)用映射結(jié)構(gòu),將各種信號裝 入SDH幀結(jié)構(gòu)凈負荷區(qū)，需要經(jīng)過映射、定位校準和復(fù)用3個 步驟。2我國的SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu)我國采用的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)使得每種速率的信號只有惟一的 復(fù)用路線到達STM-N ，接口種類由5種簡化為3種，主要包括 C-12，C-3和C-4三種進入方式。

9、3復(fù)用單元（1）容器（C） 容器是一種用來裝載各種速率業(yè)務(wù)信號的信息結(jié)構(gòu)，其基 本功能是完成PDH信號與VC之間的適配（即碼速調(diào)整）。 ITU-T ITU-T規(guī)定了5種標準容器，C-11、C-12、C-2、C-3和C-4， 5 C-11 C-12 C-2 C-3 C-4 每一種容器分別對應(yīng)于一種標稱的輸入速率，即1.544 Mbit/s、 2.048 Mbit/s、6.312 Mbit/s、34.368 Mbit/s和139.264 Mbit/s?？蓞⒁妶D3-3所示。 我國的SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu)僅涉及C-12、C-3及C-4。(2）虛容器（VC） 虛容器是用來支持SDH通道層連接的信息結(jié)構(gòu)，由信

10、息凈 負荷（容器的輸出）和通道開銷（POH）組成，即 VCn=Cn+VCn POH VC可分成低階VC和高階VC兩類。 TU前的VC為低階VC，有VC-11、VC-12、VC-2和VC-3（我 國有VC-12和VC-3）； AU前的VC為高階VC，有VC-4和VC-3（我國有VC-4）。 用于維護和管理這些VC的開銷稱為通道開銷（POH）。 管理低階VC的通道開銷稱為低階通道開銷。管理高階VC的通道開銷稱為高階通道開銷。(3）支路單元（TU） 支路單元是一種提供低階通道層和高階通道層之間適配功能 的信息結(jié)構(gòu)，是傳送低階VC的實體，可表示為TU-n（n=11，12， 2，3）。 TU-n由低階V

11、C-n和相應(yīng)的支路單元指針（TU-n PTR）組成， 即 TU-n=低階VC-n+TU-n PTR （4）支路單元組（TUG） 支路單元組是由一個或多個在高階VC凈負荷中占據(jù)固定的、 確定位置的支路單元組成。有TUG-3和TUG-2兩種支路單元組。 1TUC-2=3TU-12 1TUG-3=7TUG-2=21TU-12 1VC-4=3TUG-3=63TU-12（5）管理單元（AU） 管理單元是一種提供高階通道層和復(fù)用段層之間適配功能的 信息結(jié)構(gòu)，是傳送高階VC的實體，可表示為AU-n（n=3，4）。 它是由一個高階VC-n和一個相應(yīng)的管理單元指針（AU-n PTR） 組成， AU-n=高階VC

12、-n+AU-n PTR ,另外還有管理單元組（AUG）。1.3 SDH設(shè)備SDH網(wǎng)的主要設(shè)備包括交換、傳輸、接入和網(wǎng)管系統(tǒng)等4大類。SDH傳輸網(wǎng)由不同的網(wǎng)絡(luò)單元（網(wǎng)元）通過光纜線路的連接組成。傳輸設(shè)備是組成SDH傳輸網(wǎng)最基本和最重要的部分。在發(fā)送側(cè)，將輸入的低速率支路信號（G.703接口信號或STM-M信號）復(fù)用成高速率信號STM-N并送往線路端口；在接收側(cè)，將從線路端口接收的STM-N高速率信號分離出低速率支路信號。一般的TM均具有一定的交叉連接能力。分插復(fù)用器（ADM）的特點：有兩對高速率輸入輸出STM-N線路信號端口，簡稱為東向（E）和西向（W），有多路低速率輸入輸出支路端口。ADM具有

13、復(fù)用、解復(fù)用、交叉連接、業(yè)務(wù)調(diào)度及傳輸功能。在發(fā)送側(cè)，將輸入的低速率支路信號交叉復(fù)用成高速率信號STM-N并從東（或西）側(cè)送往線路端口。在接收側(cè)，可以從東（或西）側(cè)線路端口接收的STM-N高速率信號中解復(fù)用成低速率支路信號。ADM具有復(fù)用、解復(fù)用、交叉連接、業(yè)務(wù)調(diào)度及傳輸功能。1.4 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) SDH網(wǎng)絡(luò)的物理拓撲泛指網(wǎng)絡(luò)的形狀，即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和傳輸線路的幾何排列，它反映了物理上的連接性。網(wǎng)絡(luò)拓撲的概念對于SDH網(wǎng)的應(yīng)用十分重要，特別是網(wǎng)絡(luò)的效能、可靠性和經(jīng)濟性在很大程度上與具體物理拓撲有關(guān)。當通信只涉及兩個點時，即為點到點拓撲，常規(guī)的PDH系統(tǒng)和初期應(yīng)用的SDH系統(tǒng)都是基于這種物理拓撲的，除

14、了這種簡單情況外，網(wǎng)絡(luò)的基本物理拓撲有5種類型:1、線形 當涉及通信的所有點串聯(lián)起來，并使首未兩個點開放時就形成了所謂的線形拓撲。在這種拓撲結(jié)構(gòu)中，為了使兩個非相鄰點之間完成連接，其間的所有點都就完成連接功能。例如在兩個終端復(fù)用器(TM)中間接入若干分插復(fù)用器(ADM)就是典型的線形拓撲的應(yīng)用，也是SDH早期應(yīng)用的比較經(jīng)濟的網(wǎng)絡(luò)拓撲形式。2、星形(樞紐形) 當涉及通信的所有點中有一個特殊的點與其余所有點直接相連，而其余點之間互相不能直接相連時，就形成了所謂的星形拓撲，又叫樞紐形拓撲。在這種拓撲結(jié)構(gòu)中，除了特殊點外的任意兩點間的連接都是通過特殊點進行的，特殊點為經(jīng)過的信息流進行路由選擇并完成連接

15、功能。這種網(wǎng)絡(luò)拓撲可以將樞紐站(即特殊點)的多個光纖終端統(tǒng)一成一個，并具有綜合的帶寬管理靈活性，使投資和運營成本得到很大節(jié)省，但存在特殊點的潛在瓶頸問題和失效問題。3、樹形 將點到點拓撲單元的末端點連接到幾個特殊的點時就形成了樹形拓撲。樹形拓撲可以看成是線形拓撲和星形拓撲的結(jié)合，這種拓撲結(jié)構(gòu)適合于廣播業(yè)務(wù)，但是存在瓶頸問題和光功率預(yù)算限制問題，也不適合于提供雙向通信業(yè)務(wù)。4、環(huán)形 當涉及通信的所有點串聯(lián)起來，而且首尾相連。沒有任何點開放時，就形成了環(huán)形網(wǎng)。將線性結(jié)構(gòu)的兩個首尾開放點相連就變成了環(huán)形網(wǎng)。在環(huán)形網(wǎng)中，為了完成兩個非相鄰點之間的連接，這兩點之間的所有點都應(yīng)完成連接功能。這種網(wǎng)絡(luò)拓撲的

16、最大優(yōu)點是具有很高的生存性，這對現(xiàn)代大容量光纖網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的，因而環(huán)形網(wǎng)在SDH網(wǎng)中受到特殊的重視。5、網(wǎng)孔形當涉及通信的許多點直接互連時就形成了網(wǎng)孔形拓撲，如果所有的點都直接互連時則稱為理想的網(wǎng)孔形。在非理想的網(wǎng)孔形拓撲中，沒有直接相連的兩個點之間需要經(jīng)由其它點的連接功能才能實現(xiàn)連接。網(wǎng)孔形結(jié)構(gòu)不受節(jié)點瓶頸問題和失效問題的影響，兩點羊有多種路由可選，可靠性很高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，適合于那些業(yè)務(wù)量很大的地區(qū)。1.5 SDH網(wǎng)絡(luò)保護 SDH的設(shè)計和應(yīng)用以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為主，要保證網(wǎng)的安全和穩(wěn)定，“網(wǎng)同步”是主要的技術(shù)要素。實現(xiàn)網(wǎng)同步的目的是使網(wǎng)中所有節(jié)點的時鐘頻率都工作在確定的容差范圍內(nèi)，以保證

17、各交換節(jié)點間時鐘同頻，否則通信就不能得以保障。 SDH網(wǎng)的同步方式各不相同。我國電話公用網(wǎng)采用主從同步方式。即每一級時鐘都與上一級時鐘同步，最高級為基準主時鐘，我國根據(jù)ITUT的標準，采用4種不同質(zhì)量的時鐘等級，以它們作為SDH網(wǎng)的同步源，各級時鐘劃分如下：（1）基準主時鐘PRC，以絕鐘為主，設(shè)在北京及武漢。時鐘等級為G.811。（2）轉(zhuǎn)接局從時鐘，又稱二級主時鐘，以銣鐘為主，在各省中心，一般由大樓綜合定時系統(tǒng)BITS提供，標準為G.812T。（3）端局從時鐘，一般由大樓綜合定時系統(tǒng)BITS提供，用于本地同步數(shù)字網(wǎng)，標準為G.812L。（4）設(shè)備定時源，由設(shè)備內(nèi)部提供，標準為G.813。BIT

18、S在同步網(wǎng)中使用較多，其特點如下：BITS具有高性能主時鐘，受控于上級基準時鐘，且能夠過濾在傳輸過程中產(chǎn)生的定時損傷。BITS有保持能力，在上級參考時鐘中斷24小時內(nèi)，時鐘能保持原有精度。BITS有上百個定時信號輸出端口，可供給各種業(yè)務(wù)使用，使新業(yè)務(wù)的增加有同步的保證。BITS提供標準接口和協(xié)議，使兼容各家BITS設(shè)備和統(tǒng)一管理成為可能。綜上所述，為增加SDH網(wǎng)的同步能力，必須注意以下幾點：選擇高性能主時鐘；合理配置網(wǎng)同步方案；正確配置各節(jié)點同步時鐘的優(yōu)先等級表；防止時鐘同步環(huán)路；做好性能指標的監(jiān)測。總 結(jié)近些年，點播電視、多媒體業(yè)務(wù)和其他寬帶業(yè)務(wù)如雨后春筍般紛紛出現(xiàn)，為SDH應(yīng)用在接入網(wǎng)中提供了廣闊的空間。SDH技術(shù)應(yīng)用于接入網(wǎng)的好處是：1.對于要求高可靠、高質(zhì)量業(yè)務(wù)的大型企事業(yè)用戶，SDH可以提供較為理想的網(wǎng)絡(luò)性能和業(yè)務(wù)可靠性。2可以將網(wǎng)管范圍擴展至用戶端，簡化維護工作。3利用SDH固有靈活性，可使網(wǎng)絡(luò)運營者更快、更有效地提供用戶所需的長