SDH技術(shù)在光網(wǎng)絡中的應用_通信技術(shù)畢業(yè)論文

1、 通信系2013屆畢業(yè)設計論文 題 目：SDH技術(shù)在光網(wǎng)絡中的應用 專 業(yè)： 通信技術(shù) 班 級： 通信1035(寬帶) 學生姓名： 導師姓名： 起止時間： 2013年 1 月 2013 年 5 月 通信系2010級畢業(yè)設計（論文）任務書論文題目SDH技術(shù)在光網(wǎng)絡的應用指導教師電 話Email辦公室通信技術(shù)教研室時間要求論文初稿電子版上交指導教師郵箱，時間截止：2013年4月1日；論文終稿紙質(zhì)版上交指導教師本人，時間截止：2013年5月15日。要求：1、介紹SDH技術(shù)的基本概況；2、說明SDH網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)和技術(shù)應用情況；3、說明SDH的自愈和同步方式。*論文字數(shù)不少于8000字！參考資料： 畢業(yè)設

2、計的封面、任務書、成績評定表以及格式要求等相關資料，須在陜郵職院通信系網(wǎng)站進行下載，格式必須按照要求書寫、打印、裝訂，如不符合要求的將按不合格處理；在畢業(yè)設計中嚴禁出現(xiàn)相互抄襲、雷同的情況，如有發(fā)現(xiàn)，將按照零分處理。陜郵職院通信系2013屆畢業(yè)設計論文成績評定表學生姓名性別系別通 信 系專業(yè)通信技術(shù)課題名稱SDH技術(shù)在光網(wǎng)絡的應用班級通信1035起止時間 2013年1月 2013 年5 月 指導教師課題任務完成情況論文 12,591 (千字)； 圖紙 24 (張)；其它(含附件)：表 2 (張)，流程圖 16 (張)指導教師意見評閱成績： 評閱/指導教師(簽字)： 年 月 日學生實得成績(百分

3、制)評 閱 成 績 評 定 級 別 （級別為“優(yōu)秀”、“合格”、“不合格”三檔）目 錄摘要 21. SDH概述 31.1 SDH產(chǎn)生的背景 3 1.2 SDH的特點 31.3 SDH的主要設備 32. SDH的工作原理 5 2.1 STM-N的幀結(jié)構(gòu) 52.2 SDH的映射和復用 53. SDH的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 63.1 SDH網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu) 63.2 SDH網(wǎng)絡的分層和分割 7 3.3 我國的SDH傳送網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 84. SDH自愈環(huán) 9 4.1 自愈的概念 9 4.2 自愈環(huán)的類型和理 95. SDH網(wǎng)同步 165.1 同步的概念165.2 數(shù)字時鐘網(wǎng)同步方式16 5.3 SDH網(wǎng)同步方式 166

4、. SDH網(wǎng)絡的應用介紹 19 6.1 SDH微波通信 19 6.2 IP over SDH 19致謝 20參考文獻 21 摘 要 光纖通信的發(fā)展導致了同步數(shù)字體系（SDH）的形成。SDH網(wǎng)在網(wǎng)絡的帶寬、靈活性、可靠性、以及帶寬與資源的可管理性等方面，比傳統(tǒng)的PDH網(wǎng)有了很大的提高。以SDH為基礎的傳送網(wǎng)在幾年以前已成為我國以及國際上通信網(wǎng)建設的主導方向。它不僅將成為未來寬帶網(wǎng)的傳送平臺，而且將是今后全光網(wǎng)絡的基本技術(shù)。本文系統(tǒng)介紹了SDH的基本概況，SDH的工作原理，主要包括基本的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)特點以及我國SDH網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)，還有SDH的自愈網(wǎng)、同步方式以及在微波通信級IP業(yè)務中的應用。 關鍵字

5、：SDH 拓撲結(jié)構(gòu) 自愈 同步 應用1. SDH概述1.1 SDH產(chǎn)生的背景 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載波系統(tǒng)(1.5442.048Mbps)、X.25幀中繼、ISDN(綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng))和FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)等多種網(wǎng)絡技術(shù)。隨著信息社會的到來，人們希望現(xiàn)代信息傳輸網(wǎng)絡能快速、經(jīng)濟、有效地提供各種電路和業(yè)務，而上述網(wǎng)絡技術(shù)由于其業(yè)務的單調(diào)性，擴展的復雜性，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

6、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)領域，充分利用SDH同步復用、標準化的光接口、強大的網(wǎng)管能力、靈活網(wǎng)絡拓撲能力和高可靠性帶來好處，在接入網(wǎng)的建設發(fā)展中長期受益。1.2 SDH的特點 同步數(shù)字系列（SDH）是一種將復接、線路傳

7、輸及交換功能融為一體，并由同一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡。SDH實際上是網(wǎng)絡節(jié)點接口的一個統(tǒng)一規(guī)范，這個規(guī)范中首先統(tǒng)一的就是接口速率等級和幀結(jié)構(gòu)安排。 SDH之所以能夠快速發(fā)展這是與它自身的特點是分不開的，與傳統(tǒng)的PDH相比較，SDH具有如下明顯的特點：(1)靈活的分插功能；(2)強大的網(wǎng)絡管理能力；(3)強大的自愈能力；(4)SDH有標準的光接口規(guī)范；(5)SDH具有兼容性?？偨Y(jié)起來，SDH核心特點是：同步復用、標準光接口、強大的網(wǎng)絡管理能力。1.3 SDH的主要設備SDH統(tǒng)一了設備類型和設備功能，使網(wǎng)絡構(gòu)成更加規(guī)范。SDH設備（網(wǎng)元）類型有四種即：終端復用器(TM) 、分插復用器(AD

8、M)、再生中繼器(REG)和數(shù)字交叉連接器(DXC)。 (1)終端復用器(TM)：用于將各種低速信號復用映射入線路信號STM-N或作相反處理，如圖1-1所示。 TM STM-N 線路信號 . 支路信號 圖1-1 TM網(wǎng)元示意圖 (2)分插復用器(ADM)：直接在STM-N中分出或插入低速信號，如圖1-2所示。 ADM STM-N STM-N 線路信號 線路信號 . 支路信號 圖1-2 ADM網(wǎng)元示意圖 (3)再生中繼器(REG)：實現(xiàn)對STM-N信號的放大、再生，以便延長通信距離，如圖1-3所示。 REG STM-N STM-N 線路信號 線路信號 圖1-3 REG網(wǎng)元示意圖 (4)數(shù)字交叉連

9、接器(DXC)：實現(xiàn)不同端口、不同速率信號的交叉連接，如圖1-4所示。 DXC STM-N STM-N ： ： 線路信號 . 線路信號 支路信號 圖1.4 DXC網(wǎng)元示意圖2. SDH的工作原理 2.1 STM-N的幀結(jié)構(gòu) STM-N 幀結(jié)構(gòu)由9行270N列（字節(jié)）組成，每字節(jié)8比特，每個字節(jié)速率為64kbit/s。一幀的周期為125s,幀頻為8kHz（每秒8000幀）。STM-1（N=1)是SDH最基本的結(jié)構(gòu)。每幀周期為125s，含19440（92708）bit，傳輸速率為194408000=kbit/s。因為STM-N是由N個STM-1 經(jīng)字節(jié)間插同步復接而成的，所以其傳輸速率為STM-1

10、的N倍。SDH幀由凈負荷、管理單元指針、段開銷3部分組成，如圖1-5所示 。 261N9N 傳送方向9行 凈負荷（內(nèi)含少量通道開銷比特） 段開銷（MSOH）管理單元指針 段開銷（RSOH） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 125s 圖2-1 STM-N幀結(jié)構(gòu) 2.2 SDH的映射和復用 映射是指一種速率變化、適配，源于數(shù)學中的集合論。在SDH中，映射是指將PDH信號比特經(jīng)過一定的對應關系放置到SDH容器中的確切位置上去。 復用是指記錄信號逐字節(jié)間插或逐比特間插合為一路信號的過程。在SDH中基本采用逐字節(jié)復用。 映射和復用過程：將PDH信號和各種新業(yè)務裝入SDH信號空間，并構(gòu)成SDH幀的過程

11、。SDH的基本服用單元包括標準容器（C）、虛容器（VC）、支路單元（TU）、支路單元組（TUG）、管理單元（AU）、和管理單元組（AUG）。 （1）影射是將各種速率的G.703支路信號先分別經(jīng)過碼速調(diào)整裝入相應的標準容器，然后再裝入虛容器的過程。 （2）定位是一種以附加于VC上的支路單元指針和確定低階VC幀的起點在TU凈負荷中位置，或管理單元指針指示和確定高階VC幀的起點在AU凈負荷中的位置的過程。 （3）復用是一種把TU組織進高階VC或把AU組織進STM-N的過程。3 SDH的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)3.1 SDH網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡拓撲是指網(wǎng)路節(jié)點與傳輸線路組成的幾何排布。SDH網(wǎng)絡的基本拓撲結(jié)構(gòu)有鏈形、

12、星形、樹形、環(huán)形和網(wǎng)孔形。 （1）鏈形網(wǎng)TMREGTMADM 圖3-1 SDH鏈形網(wǎng) 這種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的特點是：簡單經(jīng)濟，一次性投入少，容量大;通常采用線路保護方式，多應用于SDH初期建設的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中,如專網(wǎng)（鐵路網(wǎng)）或SDH長途干線網(wǎng)。 （2）星形網(wǎng)DXCTMTMTM 圖3-2 SDH星形網(wǎng) 這種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)簡單可將多個光纖終端同一合成一個終端，從而利用分配帶寬來節(jié)約成本；但存在樞紐節(jié)點的安全保障和處理能力的潛在瓶頸問題。樞紐節(jié)點的作用類似交換網(wǎng)的匯接局，此種拓撲多用于業(yè)務集中的本地網(wǎng)（接入網(wǎng)和用戶網(wǎng)）。 （3）樹形網(wǎng)TMREGTMADMADMTMDXCADMDXCTMDXC 圖3-3 SD

13、H樹形網(wǎng) 這種網(wǎng)絡拓撲適應于廣播業(yè)務而不利于提供雙向通信業(yè)務，同時也存在樞紐節(jié)點可靠性不高和光功率預算等問題。 （4）環(huán)形網(wǎng)圖3-4 SDH環(huán)形網(wǎng)TMADMADMDXCADM 環(huán)形網(wǎng)是當前使用最多的網(wǎng)絡拓撲形式，其結(jié)構(gòu)簡單且有較強的自愈功能，網(wǎng)絡生存和可靠性高是組成現(xiàn)代大容量光纖通信網(wǎng)絡的主要結(jié)構(gòu)形式，常用于本地網(wǎng)（接入 網(wǎng)和用戶網(wǎng)）、局間中繼網(wǎng)。 （5）網(wǎng)孔形網(wǎng)DXCDXC DXCDXC 圖3-5 SDH網(wǎng)孔形網(wǎng) 這種網(wǎng)絡的可靠性更強，但由于DXC設備價格昂貴，會導致投資成本增大且結(jié)構(gòu)復雜。因此一般在業(yè)務量大且密度相對集中的節(jié)點使用DXC，網(wǎng)孔形網(wǎng)主要用于國家一級干線網(wǎng)。網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡

14、的有效性、可靠性和經(jīng)濟性密切相關，因此組網(wǎng)時應根據(jù)通信容量和地理條件選用合適的物理拓撲結(jié)構(gòu)。3.2 SDH網(wǎng)絡的分層和分割 網(wǎng)絡分割：從地理上將網(wǎng)絡細分為國際網(wǎng)、國內(nèi)網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)、本地網(wǎng)和接入網(wǎng)。網(wǎng)絡分層：從垂直方向?qū)⒕W(wǎng)絡氛圍電路層、通道層和傳輸層。網(wǎng)絡分層與分割是相互垂直的關系。網(wǎng)絡分層十分適合于以業(yè)務為基礎的現(xiàn)代網(wǎng)絡的發(fā)展，使傳輸網(wǎng)成為一個獨立于業(yè)務和應用的動態(tài)靈活、高度可靠性以及成本低的基礎網(wǎng)絡，專職于信息比特流的傳送，而與業(yè)務形式和種類無關。同PDH相比，SDH具有更大的優(yōu)越性，且這種優(yōu)越性只有在組成SDH網(wǎng)時才能完全發(fā)揮出來。SDH傳送網(wǎng)分層模型如圖3-6所示，其中電路層是面向業(yè)務的，

15、嚴格意義上不屬于傳送層網(wǎng)絡。傳送網(wǎng)分層，即通道層和傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡。電路層網(wǎng)絡面向公用交換業(yè)務，并向用戶直接提供通信業(yè)務，如電路交換業(yè)務、分組交換業(yè)務和租用線路業(yè)務。通道層支持一個或多個電路交換業(yè)務，為電路層網(wǎng)絡節(jié)點（如交換機）提供透明的通道（即電路群）。傳輸介質(zhì)層網(wǎng)絡與傳輸介質(zhì)有關，它支持一個或多個通道層網(wǎng)絡，它為通道層網(wǎng)絡節(jié)點（如DXC）間提供合適的通道容量。 圖3-6 SDH傳送網(wǎng)分層模型3.3 我國SDH傳送網(wǎng)的結(jié)構(gòu)根據(jù)傳送網(wǎng)的分層、分割模型，我國的SDH網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)分為4 級。第一級為省際干線網(wǎng)：主要用于省會、城市間的長途通信，由于其間業(yè)務量較大，因而一般在各城市的匯接節(jié)點之間采用STM-

16、64、STM-16高速光鏈路，而在各匯接節(jié)點城市裝備DXC設備，例如DXC4/4，從而形成一個以網(wǎng)孔形結(jié)構(gòu)為主，其它結(jié)構(gòu)為輔的大容量、高可靠性的骨干網(wǎng)。由于使用了DXC4/4設備，這樣可以直接通過DXC4/4中的PDH體系140Mbit/s接口，將原有的140Mbit/s和565Mbit/s系統(tǒng)納入到長途一級干線之中。 第二級為省內(nèi)干線網(wǎng)：主要用于省內(nèi)的長途通信?？紤]其具體業(yè)務量的需求，通常采用網(wǎng)孔形或環(huán)形骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)，有時也輔以少量線形網(wǎng)絡，因而在主要城市裝備DXC設備，其間用STM-4或STM-16高速光纖鏈路相連接，形成省內(nèi)SDH網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。同樣由于在其中的匯接點采用DXC4/4或DXC4/

17、1設備，因而通過DXC4/1上的2Mbit/s、34Mbit/s和140Mbit/s接口，從而使原有的PDH系統(tǒng)也能納入二級干線進行統(tǒng)一管理。 第三級為中繼網(wǎng):主要由用于長途端局與市話之間以及市話局之間通信的中繼網(wǎng)構(gòu)成。根據(jù)區(qū)域劃分法，可分為若干個由ADM組成的STM-4或STM-16高速環(huán)路，也可以是用路由備用方式組成的兩節(jié)點環(huán)，而這些環(huán)是通過DXC4/1設備來溝通，既具有很高的可靠性，又具有業(yè)務量的疏導功能。第四級為接入網(wǎng)：是網(wǎng)絡的最低層面，既稱為用戶網(wǎng)，也可稱為接入網(wǎng)。由于業(yè)務量較低，而且大部分業(yè)務量匯聚于一個節(jié)點（交換局）上，因而可以采用環(huán)形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，也可以采用星形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，其中是以高

18、速光纖線路作為主干鏈路來實現(xiàn)光纖用戶環(huán)路系統(tǒng)（OLC）的互通，或者經(jīng)由ADM或TM來實現(xiàn)與中繼網(wǎng)的互通。速率為STM-1或STM-4，接口可以為STM-1光/電接口、PDH體系的2Mbit/s、34Mbit/s和140Mbit/s接口、普通電話用戶接口、小交換機接口、2B+D或30B+D接口以及城域網(wǎng)接口等。 4 SDH自愈環(huán)4.1 自愈的概念當今社會各行各業(yè)對信息的依賴愈來愈大，要求通信網(wǎng)絡能及時準確的傳遞信息。隨著網(wǎng)上傳輸?shù)男畔⒃絹碓蕉?，傳輸信號的速率越來越快，一旦網(wǎng)絡出現(xiàn)故障（這是難以避免的，例如土建施工中將光纜挖斷），將對整個社會造成極大的損壞。因此網(wǎng)絡的生存能力即網(wǎng)絡的安全性是當今第

19、一要考慮的問題。 所謂自愈是指在網(wǎng)絡發(fā)生故障（例如光纖斷）時，無需人為干預，網(wǎng)絡自動地在極短的時間內(nèi)（ITU-T規(guī)定為50ms以內(nèi)），使業(yè)務自動從故障中恢復傳輸，使用戶幾乎感覺不到網(wǎng)絡出了故障。其基本原理是網(wǎng)絡要具備發(fā)現(xiàn)替代傳輸路由并重新建立通信的能力。替代路由可采用備用設備或利用現(xiàn)有設備中的冗余能力，以滿足全部或指定優(yōu)先級業(yè)務的恢復。由上可知網(wǎng)絡具有自愈能力的先決條件是有冗余的路由、網(wǎng)元強大的交叉能力以及網(wǎng)元一定的智能。 自愈僅是通過備用信道將失效的業(yè)務恢復，而不涉及具體故障的部件和線路的修復或更換，所以故障點的修復仍需人工干預才能完成，就象斷了的光纜還需人工接好。4.2 自愈環(huán)的分類目前環(huán)

20、形網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)用得最多，因為環(huán)形網(wǎng)具有較強的自愈功能。自愈環(huán)的分類可按保護的業(yè)務級別、環(huán)上業(yè)務的方向、網(wǎng)元節(jié)點間光纖數(shù)來劃分。 按環(huán)上業(yè)務的方向可將自愈環(huán)分為單向環(huán)和雙向環(huán)兩大類；按網(wǎng)元節(jié)點間的光纖數(shù)可將自愈環(huán)劃分為雙纖環(huán)（一對收/發(fā)光纖）和四纖環(huán)（兩對收發(fā)光纖）；按保護的業(yè)務級別可將自愈環(huán)劃分為通道保護環(huán)和復用段保護環(huán)兩大類。表：常見的自愈環(huán)結(jié)構(gòu)常見的自愈環(huán)結(jié)構(gòu)復用段倒換環(huán)通道倒換環(huán) 雙向環(huán)單向環(huán)單向環(huán)雙向環(huán)二纖環(huán)四纖環(huán)二纖環(huán)二纖環(huán)二纖環(huán)4.3 常見的保護環(huán)介紹 （1）二纖單向通道保護環(huán) 二纖單向通道環(huán)多用于環(huán)上有一站點是業(yè)務主站業(yè)務集中站的情況。 二纖通道保護環(huán)由兩根光纖組成兩個環(huán)，其中

21、一個為主環(huán)S1；一個為備環(huán)P1。兩環(huán)的業(yè)務流向一定要相反，通道保護環(huán)的保護功能是通過網(wǎng)元支路板的“并發(fā)選收”功能來實現(xiàn)的，也就是支路板將支路上環(huán)業(yè)務“并發(fā)”到主環(huán)S1、備環(huán)P1上，兩環(huán)上業(yè)務完全一樣且流向相反，平時網(wǎng)元支路板“選收”主環(huán)下支路的業(yè)務，如圖4-1中(a)所示。 若環(huán)網(wǎng)中網(wǎng)元A與C互通業(yè)務，網(wǎng)元A和C都將上環(huán)的支路業(yè)務“并發(fā)”到環(huán)S1和P1上，S1和P1上的所傳業(yè)務相同且流向相反S1逆時針，P1為順時針。在網(wǎng)絡正常時，網(wǎng)元A和C都選收主環(huán)S1上的業(yè)務。那么A與C業(yè)務互通的方式是A到C的業(yè)務經(jīng)過網(wǎng)元D穿通，由S1光纖傳到C（主環(huán)業(yè)務）；由P1光纖經(jīng)過網(wǎng)元B穿通傳到C（備環(huán)業(yè)務）。在網(wǎng)

22、元C支路板“選收”主環(huán)S1上的AC業(yè)務，完成網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的業(yè)務傳輸。網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的業(yè)務傳輸與此類似。 CA AC P SBD (a)S P CA AC CA AC 倒換 P SBD (b)S P CA AC 圖4-1 二纖單向通道保護環(huán)當BC光纜段的光纖同時被切斷，注意此時網(wǎng)元支路板的并發(fā)功能沒有改變，也就是此時S1環(huán)和P1環(huán)上的業(yè)務還是一樣的。如圖4-1中(b)所示。我們看看這時網(wǎng)元A與網(wǎng)元C之間的業(yè)務如何被保護。網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的業(yè)務由網(wǎng)元A的支路板并發(fā)到S1和P1光纖上，其中S1業(yè)務經(jīng)光纖由網(wǎng)元D穿通傳至網(wǎng)元C，P1光纖的業(yè)務經(jīng)網(wǎng)元B穿通，由于BC間光纜斷，所以光纖P1上的業(yè)務無法傳到

23、網(wǎng)元C，不過由于網(wǎng)元C默認選收主環(huán)S1上的業(yè)務，這時網(wǎng)元A到網(wǎng)C的業(yè)務并未中斷，網(wǎng)元C的支路板不進行保護倒換。 網(wǎng)元C的支路板將到網(wǎng)元A的業(yè)務并發(fā)到S1環(huán)和P1環(huán)上，其中P1環(huán)上的C到A業(yè)務經(jīng)網(wǎng)元D穿通傳到網(wǎng)元A，S1環(huán)上的C到A業(yè)務，由于BC間光纖斷所以無法傳到網(wǎng)元A，網(wǎng)元A默認是選收主環(huán)S1上的業(yè)務，此時由于S1環(huán)上的CA的業(yè)務傳不過來，這時網(wǎng)元A的支路板就會收到S1環(huán)上TU-AIS告警信號。網(wǎng)元A的支路板收到S1光纖上的TU-AIS告警后，立即切換到選收備環(huán)P1光纖上的C到A的業(yè)務，于是CA的業(yè)務得以恢復，完成環(huán)上業(yè)務的通道保護，此時網(wǎng)元A的支路板處于通道保護倒換狀態(tài)切換到選收備環(huán)方式。

24、 二纖單向通道保護倒換環(huán)由于上環(huán)業(yè)務是并發(fā)選收，故通道業(yè)務的保護實際上是11保護。倒換速度快，業(yè)務流向簡捷明了，便于配置維護。但是網(wǎng)絡的業(yè)務容量不大。二纖單向保護環(huán)的業(yè)務容量恒定是STM-N，與環(huán)上的節(jié)點數(shù)和網(wǎng)元間業(yè)務分布無關。 （2）二纖單向復用段保護環(huán)二纖單向復用段保護倒換環(huán)的自愈機理，如圖4-2所示。 圖4-2 二纖單向復用段保護環(huán)若環(huán)上網(wǎng)元A與網(wǎng)元C互通業(yè)務，構(gòu)成環(huán)的兩根光纖S1、P1分別稱之為主纖和備纖，上面?zhèn)魉偷臉I(yè)務不是11的業(yè)務而是11的業(yè)務主環(huán)S1上傳主用業(yè)務，備環(huán)P1上傳備用業(yè)務；因此復用段保護環(huán)上業(yè)務的保護方式為11保護，有別于通道保護環(huán)。 在環(huán)路正常時，網(wǎng)元A往主纖S1上

25、發(fā)送到網(wǎng)元C的主用業(yè)務，往備纖P1上發(fā)送到網(wǎng)元C的備用業(yè)務，網(wǎng)元C從主纖上選收主纖S1上來的網(wǎng)元A發(fā)來的主用業(yè)務，從備纖P1上收網(wǎng)元A發(fā)來的備用業(yè)務（額外業(yè)務），圖4-2（a）中只畫出了收主用業(yè)務的情況。網(wǎng)元C到網(wǎng)元A業(yè)務的互通與此類似。 在CB光纜段間的光纖都被切斷時，在故障端點的兩網(wǎng)元C、B產(chǎn)生一個環(huán)回功能，見圖4-2（b）。網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務先由網(wǎng)元A發(fā)到S1光纖上，到故障端點站B處環(huán)回到P1光纖上，這時P1光纖上的額外業(yè)務被清掉，改傳網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務，經(jīng)A、D網(wǎng)元穿通，由P1光纖傳到網(wǎng)元C，由于網(wǎng)元C只從主纖S1上提取主用 業(yè)務，所以這時P1光纖上的網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)

26、務在C點處（故障端點站）環(huán)回到S1光纖上，網(wǎng)元C從S1光纖上下載網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務。網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的主用業(yè)務因為CDA的主用業(yè)務路由業(yè)中斷，所以C到A的主用業(yè)務的傳輸與正常時無異只不過備用業(yè)務此時被清除。 通過這種方式，故障段的業(yè)務被恢復，完成業(yè)務自愈功能。 二纖單向復用段環(huán)的最大業(yè)務容量的推算方法與二纖單向通道環(huán)類似，只不過是環(huán)上的業(yè)務是11保護的，在正常時備環(huán)P1上可傳額外業(yè)務，因此二纖單向復用段保護環(huán)的最大業(yè)務容量在正常時為2STM-N（包括了額外業(yè)務），發(fā)生保護倒換時為1STM-N。 二纖單向復用段保護環(huán)由于業(yè)務容量與二纖單向通道保護環(huán)相差不大，倒換速率比二纖單向通道環(huán)慢，所以優(yōu)

27、勢不明顯，在組網(wǎng)時應用不多。 （3）四纖雙向復用段保護環(huán)前兩種自愈方式，網(wǎng)上業(yè)務的容量與網(wǎng)元節(jié)點數(shù)無關，隨著環(huán)上網(wǎng)元的增多，平均每個網(wǎng)元可上/下的最大業(yè)務隨之減少，網(wǎng)絡信道利用率不高。例如二纖單向通道環(huán)為STM-16系統(tǒng)時，若環(huán)上有16個網(wǎng)元節(jié)點，平均每個2500節(jié)點最大上/下業(yè)務只有一個STM-1，這對資源是很大的浪費。為克服這種情況，出現(xiàn)了四纖雙向復用段保護環(huán)這種自愈方式，這種自愈方式環(huán)上業(yè)務量隨著網(wǎng)元節(jié)點數(shù)的增加而增加，如圖4-3所示。 圖4-3 四纖雙向復用段保護環(huán) 四纖環(huán)肯定是由4根光纖組成，這4根光纖分別為S1、P1、S2、P2。其中，S1、S為主纖傳送主用業(yè)務；P1、P2為備纖傳

28、送備用業(yè)務；也就是說P1、P2光纖分別用來在主纖故障時保護S1、S2上的主用業(yè)務。請注意S1、P1、S2、P2光纖的業(yè)務流向，S1與S2光纖業(yè)務流向相反（一致路由，雙向環(huán)），S1、P1和S2、P2兩對光纖上業(yè)務流向也相反，從圖4-3(a)可看出S1和P2，S2和P1光纖上業(yè)務流向相同（這是以后講雙纖雙向復用段環(huán)的基礎，雙纖雙向復用段保護環(huán)就是因為S1和P2，S2和P1光纖上業(yè)務流向相同，才得以將四纖環(huán)轉(zhuǎn)化為二纖環(huán)）。另外，要注意的是，四纖環(huán)上每個網(wǎng)元節(jié)點的配置要求是雙ADM系統(tǒng)，因為一個ADM只有東/西兩個線路端口（一對收發(fā)光纖稱之為一個線路端口），而四纖環(huán)上的網(wǎng)元節(jié)點是東/西向各有兩個線路端

29、口，所以要配置成雙ADM系統(tǒng)。 在環(huán)網(wǎng)正常時，網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務從S1光纖經(jīng)B網(wǎng)元到網(wǎng)元C，網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的業(yè)務經(jīng)S2光纖經(jīng)網(wǎng)元B到網(wǎng)元A（雙向業(yè)務）。網(wǎng)元A與網(wǎng)元C的額外業(yè)務分別通過P1和P2光纖傳送。網(wǎng)元A和網(wǎng)元C通過收主纖上的業(yè)務互通兩網(wǎng)元之間的主用業(yè)務，通過收備纖上的業(yè)務互通兩網(wǎng)之間的備用業(yè)務，如圖4-3（a）。當BC間光纜段光纖均被切斷后，在故障兩端的網(wǎng)元B、C的光纖S1和P1、S2和P2有一個環(huán)回功能見圖4-3(b)（故障端點的網(wǎng)元環(huán)回）。這時，網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務沿S1光纖傳到B網(wǎng)元處，在此B網(wǎng)元執(zhí)行環(huán)回功能，將S1光纖上的網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務環(huán)到P1光纖上傳輸，P

30、1光纖上的額外業(yè)務被中斷，經(jīng)網(wǎng)元A、網(wǎng)元D穿通（其它網(wǎng)元執(zhí)行穿通功能）傳到網(wǎng)元C，在網(wǎng)元C處P1光纖上的業(yè)務環(huán)回到S1光纖上（故障端點的網(wǎng)元執(zhí)行環(huán)回功能），網(wǎng)元C通過收主纖S1上的業(yè)務，接收到網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務。網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的業(yè)務先由網(wǎng)元C將其主用業(yè)務環(huán)到P2光纖上，P2光纖上的額外業(yè)務被中斷，然后沿P2光纖經(jīng)過網(wǎng)元D、網(wǎng)元A的穿通傳到網(wǎng)元B，在網(wǎng)元B處執(zhí)行環(huán)回功能將P2光纖上的網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的主用業(yè)務環(huán)回到S2光纖上，再由S2光纖傳回到網(wǎng)元A，由網(wǎng)元A下主纖S2上的業(yè)務。通過這種環(huán)回，穿通方式完成了業(yè)務的復用段保護，使網(wǎng)絡自愈。 四纖雙向復用段保護環(huán)的業(yè)務容量有兩種極端方式：一種是環(huán)

31、上有一業(yè)務集中站，各網(wǎng)元與此站通業(yè)務，并無網(wǎng)元間的業(yè)務。另一種情況其環(huán)網(wǎng)上只存在相鄰網(wǎng)元的業(yè)務，不存在跨網(wǎng)元業(yè)務。 （4）雙纖雙向復用段保護環(huán)雙纖共享復用段保護環(huán) 盡管復用段環(huán)的保護倒換速度要慢于通道環(huán)，且倒換時要通過K1、K2字節(jié)的APS協(xié)議控制，使設備倒換時涉及的單板較多，容易出現(xiàn)故障，但由于雙向復用段環(huán)最大的優(yōu)點是網(wǎng)上業(yè)務容量大，業(yè)務分布越分散，網(wǎng)元節(jié)點數(shù)越多，它的容量也越大，信道利用率要大大高于通道環(huán)，所以雙向復用段環(huán)得以普遍的應用。雙向復用段環(huán)主要用于業(yè)務分布較分散的網(wǎng)絡，四纖環(huán)由于要求系統(tǒng)有較高的冗余度4纖，雙ADM；成本較高，故用得并不多。怎樣解決這個問題呢？請看雙纖雙向復用段保

32、護環(huán)雙纖共享復用段保護環(huán)。鑒于四纖雙向復用段環(huán)的成本較高，出現(xiàn)了一個新的變種：雙纖雙向復用段保護環(huán)，它們的保護機理相類似，只不過采用雙纖方式，網(wǎng)元節(jié)點只用單ADM即可，所以得到了廣泛的應用。從圖4-4中可看到光纖S1和P2，S2和P1上的業(yè)務流向相同，那么我們可以使用時分技術(shù)將這兩對光纖合成為兩根光纖S1/P2、S2/P1。這時將每根光纖的前半個時隙（例如STM-16系統(tǒng)為1#8#STM-1）傳送主用業(yè)務，后半個時隙（例如STM-16系統(tǒng)的9#16#STM-1）傳送額外業(yè)務，也就是說一根光纖的保護時隙用來保護另一根光纖上的主用業(yè)務。例如，S1/P2光纖上的P2時隙用來保護S2/P1光纖上的S2

33、業(yè)務，為什么？因為在四纖環(huán)上S2和P2本身就是一對主備用光纖。因此在二纖雙向復用段保護環(huán)上無專門的主、備用光纖，每一條光纖的前半個時隙是主用信道，后半個時隙是備信道，兩根光纖上業(yè)務流向相反。雙纖雙向復用段保護環(huán)的保護機理如圖4-4所示。 ACCAACCAS2/P1DBACS2/P1S1/P2S1P2 圖4-4 二纖雙向復用段保護環(huán)在環(huán)網(wǎng)BC間光纜段被切斷時，網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務沿S1/P2光纖傳到網(wǎng)元B，在網(wǎng)元B處進行環(huán)回，環(huán)回是將S1/P2光纖上S1時隙的業(yè)務全部環(huán)到S2/P1光纖上的P1時隙上去，此時S2/P1光纖P1時隙上的額外業(yè)務被中斷。然后沿S2/P1光纖經(jīng)網(wǎng)元A、網(wǎng)元D穿通傳到

34、網(wǎng)元C，在網(wǎng)元C執(zhí)行環(huán)回功能，即將S2/P1光纖上的P1時隙所載的網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務環(huán)回到S1/P2的S1時隙，網(wǎng)元C提取該時隙的業(yè)務，完成接收網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務，如圖4-5所示。 CA ACS2/P1S1P2S1/P2S2/P1倒換CADBACAC 圖4-5 二纖雙向復用段共享保護環(huán)網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的業(yè)務先由網(wǎng)元C將網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的主用業(yè)務S2，環(huán)回到S1/P2光纖的P2時隙上，這時P2時隙上的額外業(yè)務中斷。然后沿S1/P2光纖經(jīng)網(wǎng)元D、網(wǎng)元A穿通到達網(wǎng)元B，在網(wǎng)元B處執(zhí)行環(huán)回功能將S1/P2光纖的P2時隙業(yè)務環(huán)到S2/P1光纖的S2時隙上去，經(jīng)S2/P1光纖傳到網(wǎng)元A落地。 通過

35、以上方式完成了環(huán)網(wǎng)在故障時業(yè)務的自愈。雙纖雙向復用段保護環(huán)的業(yè)務容量為四纖雙向復用段保護環(huán)的1/2，即M/2(STM-N)或MSTM-N（包括額外業(yè)務），其中M是節(jié)點數(shù)。雙纖雙向復用段保護環(huán)在組網(wǎng)中使用得較多，主要用于622和2500系統(tǒng)，也是適用于業(yè)務分散的網(wǎng)絡。 以上幾種自愈環(huán)各具特點，歸納如下表所示。表：自愈環(huán)的比較二纖單向通道保護環(huán)二纖單向復用段保護環(huán)四纖雙向復用段保護環(huán)雙纖雙向復用段保護環(huán)節(jié)點數(shù)KK線路速率STM-NSTM-NSTM-NSTM-N業(yè)務容量STM-NSTM-NSTM-NK（STM-NK）/2成本（集中業(yè)務）低低高中成本（分散業(yè)務）高高中中APS協(xié)議無有有有系統(tǒng)復雜度簡單

36、一般一般高應用場合接入網(wǎng)中繼網(wǎng)、長途網(wǎng)中繼網(wǎng)、長途網(wǎng) 5 SDH網(wǎng)同步5.1同步的概念同步是指通信網(wǎng)中運行的所有數(shù)字設備的時鐘在頻率或相位上保持某種嚴格的特定關系。在SDH網(wǎng)中，同步到目的是限制和減少網(wǎng)元指針調(diào)整的次數(shù)。 網(wǎng)同步是一個廣義上的概念，用來描述在網(wǎng)絡中將公共頻率信號或時間信號傳送到所有網(wǎng)元的方法。5.2 數(shù)字時鐘同步網(wǎng)的同步方式數(shù)字通信的網(wǎng)同步是由時鐘同步網(wǎng)來實現(xiàn)的數(shù)字時鐘同步網(wǎng)是電信網(wǎng)絡的一個支撐網(wǎng)，它支撐各種業(yè)務網(wǎng)（包括公用電話交換網(wǎng)、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)等）的同步，同樣也支撐SDH傳輸網(wǎng)的同步?；镜耐娇刂品椒ㄖ饕?種。準同步方式是指在網(wǎng)內(nèi)各個節(jié)點上都設立高精度的獨立思時鐘，這些時

37、鐘具有統(tǒng)一的標稱頻率和頻率容差，各時鐘獨立運行、互不控制。其優(yōu)點是簡單、靈活；缺點是對時鐘性能要求高、成本高、存在周期性的滑動。主從同步方式是指在網(wǎng)內(nèi)設置基準時鐘和若干時鐘，以基準時鐘控制從鐘的信號頻率。其優(yōu)點是正常情況下不存在周期性滑動，且對從鐘性能要求低，建網(wǎng)費用低；缺點是傳輸鏈路的不可靠會影響時鐘傳送，同時存在產(chǎn)生定時環(huán)路的可能互同步方式是指網(wǎng)內(nèi)不存在基準時鐘，每個時鐘接受其他節(jié)點時鐘送來的定時信號，將自身頻率鎖定在所有接受到的定時信號頻率的加權(quán)平均值上，各時鐘相互作用。其優(yōu)點是具有較高的可靠性，且對時鐘性能要求不高；缺點是缺點是穩(wěn)定頻率取決于網(wǎng)絡參數(shù)，難以實現(xiàn)確定，且整個網(wǎng)絡是一個復雜

38、的反饋系統(tǒng)，網(wǎng)絡參數(shù)的變化容易引起系統(tǒng)性能變化甚至進入不穩(wěn)定狀態(tài)?；旌贤椒绞疆敹〞r相互傳送距離很長時，因傳輸鏈路和外界干擾引起的信號質(zhì)量劣化和可靠性降低使得網(wǎng)絡性能降低?；旌贤椒绞綄⒕W(wǎng)絡劃分為若干個同步子網(wǎng)，同步子網(wǎng)采用主從同步方式，在子網(wǎng)內(nèi)設置一個主基準時鐘，其他節(jié)點時鐘跟蹤主基準時鐘，各同步子網(wǎng)的主基準時鐘則采用準同步方式。數(shù)字通信網(wǎng)中傳輸和交換的都是數(shù)字信號，為了保證網(wǎng)內(nèi)各傳輸節(jié)點和交換節(jié)點同步工作，就必須使網(wǎng)內(nèi)的所有節(jié)點的時鐘頻率和相位差都控制在容許的范圍內(nèi)。同步技術(shù)就是實現(xiàn)此功能的技術(shù)。5.3 SDH網(wǎng)同步方式SDH網(wǎng)的同步方式與數(shù)字同步網(wǎng)的工作方式、運行狀態(tài)及工作環(huán)境有關?？梢?/p>

39、有4種同步方式，即同步方式、偽同步方式、準同步方式和異步方式。SDH網(wǎng)的傳輸性能也因不同的同步方式而受影響。 （1）同步方式網(wǎng)絡中所有時鐘都能跟蹤到唯一的主基準時鐘（PRC）。在這種運行方式中，SDH指針調(diào)整只是由同步分配過程中不可避免的噪聲引起的，呈隨機性。該方式是數(shù)字同步網(wǎng)的正常工作方式。 （2）偽同步方式當網(wǎng)絡中有兩個以上都遵守G.811建議要求的基準時鐘（PRC）時，網(wǎng)絡中的從時鐘可能跟蹤于不同的基準時鐘（PRC），形成幾個不同的同步網(wǎng)。由于各個基準時鐘的頻率之間會有一些微小的差異，因而在不同同步區(qū)邊界的網(wǎng)元會出現(xiàn)頻率或相位差異，從而引起指針調(diào)整。這是國際網(wǎng)絡之間或分布式同步網(wǎng)中多個基準時鐘控制的全同步網(wǎng)之間或不同的經(jīng)營者網(wǎng)絡之間的正常運行方式。 （3）準