傳送網(wǎng)光網(wǎng)基礎(2)

1、1第五章傳送網(wǎng) 光網(wǎng)基礎 (2)2傳送網(wǎng)概述n傳送與傳輸n所謂傳送網(wǎng)，是指在不同地點的個點之間完成轉移信息傳遞功能的一種網(wǎng)絡，傳送網(wǎng)也能傳遞各種網(wǎng)絡控制信息。n傳送與傳輸（Transmission）不一樣，傳送是從信息傳遞的功能過程來描述；而傳輸是從信息信號通過具體物理媒質傳遞的物理過程來描述。n傳送網(wǎng)分層結構3TDM示意4同步數(shù)字傳送網(wǎng)技術nSDH傳送網(wǎng)產(chǎn)生背景PDH的特點與存在的主要問題nPDH主要面向話音技術，有兩種基礎速率（2.048Mbit/s和1.544Mbit/s），采用時分復用（TDM）技術實現(xiàn)多路話音信號的傳送（表8.1）。PDH采用的是準同步復接，即每個復接點的時鐘與復接進

2、入的時鐘有較小的差別。其目的是復接時需要增加一些控制信息比特，從而使復接后的速率略高于復接前的各碼流速率之和。nSDH -Synchronous Digital Hierarchy5nPDH存在的主要問題是：n面向話音業(yè)務n點對點傳輸連接n傳輸標準不統(tǒng)一n準同步復用方式1.接口標準不規(guī)范、系統(tǒng)管理能力弱6SDH的產(chǎn)生n所謂SDH，是指一套可進行同步信息傳輸、復用、分插和交叉連接的標準化數(shù)字信號的結構等級。而SDH網(wǎng)絡則是由一些網(wǎng)絡單元（NE）組成，在傳輸媒質上進行同步信息傳輸、復用、分插和交叉連接的傳送網(wǎng)絡n它具有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡節(jié)點接口（NNI）lSDH是完全不同于PDH的新一代傳輸網(wǎng)體制，

3、主要有以下特點：（1）新型的復用映射方式，（2）兼容性好，（3）接口標準統(tǒng)一，（4）網(wǎng)絡管理能力強，（5）先進的指針調整技術，（6）獨立的虛容器設計，（7）組網(wǎng)與自愈能力強，（8）系列標準規(guī)范7SONET和和SDH北美8SONET和和SDHn美國貝爾公司首先提出了同步光網(wǎng)絡美國貝爾公司首先提出了同步光網(wǎng)絡(SONET).n美國國家標準協(xié)會美國國家標準協(xié)會(ANSI)于于20世紀世紀80年代制年代制 定了有關定了有關SONET的國家標準。當時的的國家標準。當時的CCITT采納了采納了SONET的概的概念，進行了一些修改和擴充，重新命名為同步數(shù)字體系念，進行了一些修改和擴充，重新命名為同步數(shù)字體系

4、(SDH)，并制定了一系列的國際標準。，并制定了一系列的國際標準。nSDH和和SONET的基本原理完全相同，標準也兼容，的基本原理完全相同，標準也兼容，但還是略有差別。但還是略有差別。9PDH 到到 SONET/SDH 的演變的演變: : 數(shù)字化：數(shù)字通信全面取代數(shù)字化：數(shù)字通信全面取代模擬通信。模擬通信。 數(shù)字通信技術的應用首先從市話中繼開始數(shù)字通信技術的應用首先從市話中繼開始 PDH Plesiochronous Digital Hierarchy n n 采用塞入脈沖技術將準同步的低速支路信號復接為高速數(shù)字流。n 根據(jù)國家/地區(qū)的技術和歷史原因，形成了美、日、歐3種體制。80年代程控交換

5、大規(guī)模引入、光纖通信迅猛發(fā)展、點對點通信向網(wǎng)絡后方向發(fā)展。n 高速、大容量光纖系統(tǒng)，節(jié)省帶寬不再是主要出發(fā)點。n 主要考慮：網(wǎng)絡運行的靈活性、可靠性、維護管理的方便性和有效性和對未來發(fā)展的適應性等。10復接的方式有兩大類復接的方式有兩大類 n n 同一時鐘源同一時鐘源進行數(shù)字復接為進行數(shù)字復接為同步復接同步復接， 要求各支路數(shù)字流和要求各支路數(shù)字流和群路數(shù)字流的時鐘為同一來源，即其間具有穩(wěn)定的相位關系。群路數(shù)字流的時鐘為同一來源，即其間具有穩(wěn)定的相位關系。同步復接沒有速率調整問題。同步復接沒有速率調整問題。n n 不同時鐘源不同時鐘源進行數(shù)字復接為進行數(shù)字復接為準同步復接，準同步復接，其各支路

6、數(shù)字流的其各支路數(shù)字流的時鐘為不同來源，通常碼速率在一定容差范圍內時鐘為不同來源，通常碼速率在一定容差范圍內“標稱相標稱相等等”，在復接時必須采用碼速調整技術，可分為正碼速調整，在復接時必須采用碼速調整技術，可分為正碼速調整，正正/ /負碼速調整正負碼速調整正/ /零零/ /負碼速調整。負碼速調整。11nSDH最為核心的三大特點：n同步復用n強大的網(wǎng)絡管理能力n統(tǒng)一的光接口NNI及復用標準SDH應用的若干問題頻帶利用率抖動性能軟件權限定時信息的傳送1.IP業(yè)務對SDH傳送網(wǎng)結構的影響12SDH幀結構與段開銷n幀結構的分區(qū)(再生再生)(復用復用)(凈荷，含凈荷，含通道開銷通道開銷字節(jié)字節(jié))管理單

7、元指針13如：上下路14n段開銷字節(jié)的功能與應用n各種開銷對應于相應的管理對象n（再生段、復用段、速率通道、速率容器、虛容器、管理單元組、管理字節(jié)、設備等）1516圖8.5A1X3A1X3 X417SDH網(wǎng)絡管理的基本問題n1、同步問題n幀定位與同步狀態(tài)n2、通信問題n包括公務音頻與數(shù)據(jù)通信(ECC & DCC)n3、性能監(jiān)視問題n誤碼特性n國際與地區(qū)使用分區(qū)問題n段開銷的接入問題（行業(yè)規(guī)范）1819段開銷字節(jié)的STM-N幀內位置n段開銷字節(jié)的STM-N幀內位置表示：n三維坐標矢量 S（a,b,c）na 行數(shù)nb復列數(shù)nc 復列數(shù)內的間插層數(shù)n列數(shù)：n列數(shù)N (b-1) + c例：例：

8、S（5,4,1）表STM-4中第一個STM-1中的K1字節(jié)，坐標 行數(shù) 5列數(shù) 4(4-1) + 11320STM- N21開銷字節(jié)定義、功能及應用n定幀字節(jié)A1 & A2n公務聯(lián)絡字節(jié)E1 & E2n使用者通道字節(jié)F1nK1 & K2自動保護切換(APS)22nDCC(數(shù)據(jù)通信通路)共768 kbpsnD1D12為數(shù)據(jù)通信通路(DCC)，構成SDH管理網(wǎng)(SMN)的傳送鏈路，其中：nD1D3：192kbps的數(shù)據(jù)通道，用于再生段。n D4D12：576kbps的數(shù)據(jù)通道，用于復接段。23同步狀態(tài)字 S1 (b5b8)nSDH網(wǎng)絡的同步狀態(tài)描述n不同的同步等級n位數(shù)：4

9、位n網(wǎng)元的S1（b5b8）由它跟隨的同步時鐘信號等級來定義。n如轉接、本地局之分，G.812 規(guī)范2425比特間插奇偶校驗(BIP-8) B1nB1再生段誤碼監(jiān)測n不間斷業(yè)務前提下，隨時監(jiān)測SDH的傳輸性能。所有比特按8位為一組，分成若干碼組“1”的個數(shù)為偶，置“0”“1”的個數(shù)為奇，置“1”26nK1 & K2自動保護切換(APS)n例如，下游端檢測到故障時，nK1 作為倒換要求（請求）nK2 作為證實n復用端遠端缺陷指示 (MS-RDI) K2（b6b8）27復用端遠端差錯指示(MS-REI) 字節(jié)M1n用途：n傳送BIP-N X 24 (復用端誤碼檢測,B2字節(jié))所檢出的差錯塊(

10、誤塊)個數(shù)。n在有些場合，可使用簡化的功能，即只選用其中的某些開銷字節(jié)。n如站內接口。28同步復用和映射原理同步復用和映射原理1、基本原理n現(xiàn)代電信傳輸?shù)母咚倩簄實現(xiàn)方式：采用時分復用的形式，將多路低速信號復用成高速信號后再傳輸，稱為數(shù)字復用。n復用器：n同步復用器：支路與本地定時信號同步，無需調整；n異步復用器：需頻率、相位調整；29n頻率與相位調整n碼速調整法（比特塞入法）n固定位置映射法；nSDH的指針調整法n利用凈荷指針來表示在STM-N幀內浮動的凈負荷的準確位置。當出現(xiàn)凈負荷的頻率變化，只需增加或減小指針數(shù)值即可。n復用步驟：映射、定位校準、復用。30管理單元支路單元我國采用的復用

11、映射主要包括C-12/C-3/C-4，三種進入方式31n(映射結構)基本單元n圖8.11中所涉及的個單元的名稱如下：n容器（C）n虛容器（VC）n支路單元（TU）n支路單元組（TUG）n管理單元（AU）n管理單元組（AUG）n同步傳送模塊（STM-N）323、復用映射結構映射(Mapping)：在SDH網(wǎng)絡邊界，把支路信號裝入容器C；定位(Alignment)：利用支路單元指針(TU PTR)或管理單元指針(AU PTR)的值，表示幀參考點的幀偏移。復用：低階通道適配進高階通道，或高階通道進復用層。334、高階通道開銷字節(jié)的功能與應用n例子：VC-4 POH， VC-4通道開銷C2 信號標記字

12、節(jié)34信號標簽字節(jié)C2復用端遠端差錯指示(MS-REI)復用端遠端缺陷指示 (MS-RDI)35指針調整的原理與實現(xiàn)AU-4 PTR36指針nAU-4 = VC-4 + AU-4 PTR37實例說明PDH四次群 到 STM-1PDH基群 到 STM-138SDH網(wǎng)絡中的基本網(wǎng)元n1、分插復用器39n2、數(shù)字交叉連接設備40SDH自愈網(wǎng)原理nSDH自愈網(wǎng)的特點與分類n自愈是指通信網(wǎng)絡發(fā)生故障時，無需人為干預，既可在極短的時間內從失效故障中自動恢復所攜帶的業(yè)務，是用戶感覺不到網(wǎng)絡已經(jīng)出了故障。n其基本原理就是使網(wǎng)絡具備發(fā)現(xiàn)故障并能找到替代傳送路由的能力，在一定時限內重新建立通信。4142線路保護倒

13、換的原理與應用MST 復用段終端RST 再生段終端43nADM自愈環(huán)的原理與應用一根傳輸一根保護保護通道可傳輸業(yè)務只接收一路信號P 保護通道W 工作通道4445DXC自愈網(wǎng)的原理與應用46傳送網(wǎng)主要性能指標n誤碼特性n差錯塊涉及的主要性能參數(shù)有：(1)誤塊秒比（ESR），(2)嚴重誤塊秒比（SESR），(3)背景誤塊比（BBER）。n抖動特性n抖動是數(shù)字信號傳輸過程中的一種瞬時不穩(wěn)定現(xiàn)象，它的定義是：數(shù)字信號的各有效瞬間對于標準時間位置的偏差。偏差的時間范圍稱為抖動幅度；偏差的時間間隔對時間的變化率稱為抖動頻率。)()()BER(nm傳輸碼流的總碼元數(shù)出現(xiàn)差錯碼元數(shù)誤碼率47n可靠性與可用性n

14、可靠性n可靠性（R）是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和時間內，完成規(guī)定功能的能力，常用故障率（）來表征，即：n可用性n可用性（A）是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和時間內處于良好工作狀態(tài)的概率，其表示式為1.在實際工程中，往往采用下式作為可用性的評價：etR可用時間不可用時間可用時間100AMTTRMTBFMTBFA平均故障間隔時間平均故障修復時間48ADM4950(再生再生)(復用復用)(凈荷，含凈荷，含通道開銷通道開銷字節(jié)字節(jié))管理單元指針51SDH的傳輸復用段示意復用段傳輸段邏輯上“端對端”52n速率容器速率容器（等價含義）（等價含義）n等級見左表；等級見左表；nCCITTCCITT根據(jù)常用的根據(jù)常用的PD

15、HPDH信號速率，定信號速率，定義速率等級等價名義速率等級等價名稱；稱；nC C速率容器與速率容器與VCVC（虛（虛速率容器）及速率容器）及STM-NSTM-N的關系的關系53DXC原理n數(shù)字交叉連接(DXC)是一種全電子的數(shù)字化接線技術。nDXC是SDH網(wǎng)的重要網(wǎng)絡單元(網(wǎng)元)；具有至少一個SDH或PDH信號端口，可對輸入/輸出端口間的端口信號速率進行可控連接及再連接。n能實現(xiàn)自動配線和監(jiān)控、可靠的網(wǎng)絡保護與恢復，以對傳輸網(wǎng)進行有效管理。54nDXC核心部件：具有交叉連接功能的交叉連接矩陣?；凇皶r隙交換技術(TSI, time-slot interchange)”。n工作過程：n預先存放交

16、叉連接圖或動態(tài)計算交叉連接圖；n對涉及的交叉連接通道(的低速輸入信號)進行控制；n利用“復用”將上述信號重新處理，復用成高速信號55DXC參數(shù)n速率：輸入端口速率 VI輸入端口速率 VXn配置類型：設備的復用能力；用DXC x/y表示。nDXC x/ynx代表接入端口數(shù)據(jù)流的最高等級；y代表參與交叉連接的最低級別；常用十進制數(shù)表示數(shù)字流如 y為 064Kbit/s13 PDH速率4PDH4次群速率或STM-1等級速率5SDH STM-4等級速率6SDH STM-16等級速率565758多層網(wǎng)絡結構59IP over SDHn以SDH 網(wǎng)絡作為IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的物理傳輸網(wǎng)絡。nSDH 協(xié)議是物理層

17、協(xié)議,主要負責在物理層介質上傳送字節(jié)數(shù)據(jù)。IP 協(xié)議是無連接的協(xié)議,屬于網(wǎng)絡層協(xié)議。數(shù)據(jù)鏈路層負責SDH 協(xié)議與IP 協(xié)議之間的接口, IETF 定義PPP 協(xié)議來執(zhí)行此項功能。nIP over SDH 技術使用PPP 協(xié)議對IP 數(shù)據(jù)包進行封裝,把IP 分組根據(jù)RFC1662 規(guī)范插入到PPP 幀中的信息段, 再將PPP 分組放入高級數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC) 的幀結構中,把封裝后的IP 數(shù)據(jù)包映射到SDH 的SDH 幀結構凈負荷區(qū)。60IP over SDHIP 數(shù)據(jù)包通過PPP 協(xié)議直接映射到SDH 幀結構上其他：簡化的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議(SDL)、LAPS61n基于LAPS 協(xié)議的Ethernet over SDH 的數(shù)據(jù)幀的封裝過程主要分為3 步:n(1) 將IP 數(shù)據(jù)包(報頭與數(shù)據(jù)) 封裝到以太網(wǎng)媒體接入控制(MAC) 幀中.n(2) 將以太網(wǎng)的MAC 幀通過RS(協(xié)調子層) 和MII(介質無關接口) 封裝入LAPS 協(xié)議幀. 這種封裝是完全一一對應的,即LAPS 協(xié)議幀的數(shù)據(jù)字段中包含MAC 幀從目的地址到CRC 校驗的全部內容.n(3) 將LAPS 協(xié)議幀作為凈負荷映射到SDH幀中. 在傳送SDH 的開銷的時間段內對LAPS 幀進行緩存和速率適配.EOS 接口接口芯片的芯片的具體設計具體設計626364【范例范例】廣電網(wǎng)中廣電網(wǎng)中IP over SD