同步數(shù)字傳輸網(wǎng)

同步數(shù)字傳輸網(wǎng)

同步數(shù)字傳輸網(wǎng)的概念數(shù)字傳輸網(wǎng)：是指在傳輸網(wǎng)中以數(shù)字信號(hào)形式傳送各種信息。同步：數(shù)字信號(hào)流在數(shù)字交換設(shè)備之間傳輸時(shí)，其速率必須完全保持一致，才能保證信息傳送的準(zhǔn)確無誤，網(wǎng)絡(luò)中各數(shù)字設(shè)備的時(shí)鐘頻率必須相同。

在傳輸網(wǎng)中，為了擴(kuò)大系統(tǒng)傳輸容量，提高傳輸信道的利用率，在發(fā)送端通常將若干路低速數(shù)字信號(hào)（低次群）按時(shí)分復(fù)用方式合并成一個(gè)高速數(shù)字信號(hào)（高次群），然后在信道上傳輸。同步數(shù)字傳輸網(wǎng)的概念分路信號(hào)：指復(fù)用前的低速信號(hào)。群路信號(hào)：指復(fù)用后的高速信號(hào)。數(shù)字傳輸網(wǎng)中使用的傳輸技術(shù)體系有兩大類：

準(zhǔn)同步數(shù)字體系PDH(PlesiochronousDigitalHierarchy)

同步數(shù)字體系SDH(SynchronousDigitalHierarchy)

兩種數(shù)字體系規(guī)定了不同的同步方式、不同的復(fù)用方式和復(fù)用后群路的速率標(biāo)準(zhǔn)。

PDH在準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）中，數(shù)字傳輸信號(hào)采用脈沖編碼調(diào)制（PCM）時(shí)分多路復(fù)用方式進(jìn)行傳輸。復(fù)用后的群路信號(hào)速率標(biāo)準(zhǔn)在世界各地區(qū)有所不同。三大數(shù)字體系2.048M8.448M34.368M139.264M564.992M1.544M6.312M44.736M274.176M1.544M6.312M32.064M97.728M397.200M64KJ1E1T1J2E2T2J3E3T3J4E4T4J5E5x30x24x24x4x4x4x4x7x5x4x6x3x4x4歐洲USA日本準(zhǔn)同步采用準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH)的系統(tǒng)，是在數(shù)字通信網(wǎng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都分別設(shè)置高精度的時(shí)鐘，這些時(shí)鐘的信號(hào)都具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)速率。盡管每個(gè)時(shí)鐘的精度都很高，但總還是有一些微小的差別。為了保證通信的質(zhì)量，要求這些時(shí)鐘的差別不能超過規(guī)定的范圍。因此，這種同步方式嚴(yán)格來說不是真正的同步，所以叫做“準(zhǔn)同步”。

PDH準(zhǔn)同步復(fù)用140MLTE14034

348

8214034

348

82140MLTE34Mbps8Mbps2Mbps客戶站點(diǎn)解復(fù)用復(fù)用LTE=線路終端設(shè)備正碼速率調(diào)整法在PDH系統(tǒng)中，將低次群信號(hào)復(fù)用到高次群信號(hào)采用準(zhǔn)同步復(fù)用方式。雖然復(fù)用時(shí)各分路信號(hào)速率的標(biāo)稱值相同，但各分路時(shí)鐘不是來自同一個(gè)時(shí)鐘源，存在著一定的容差（一般速率允許的變化范圍為±100b/s），這種速率不同的低次群分路信號(hào)若直接復(fù)用成高次群信號(hào)會(huì)在高次群信號(hào)中產(chǎn)生碼元的重疊錯(cuò)位，使得接收端無法正常分接、恢復(fù)低次群分路信號(hào)。速率不同的低次群信號(hào)不能直接復(fù)用，要在復(fù)用之前對(duì)各分路信號(hào)速率進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)整，使各分路信號(hào)速率達(dá)到同步。調(diào)整方法通常采用正碼速率調(diào)整法：在各分路信號(hào)中插入一些脈沖，通過控制插入脈沖的多少來調(diào)整各分路信號(hào)的速率。正碼速率調(diào)整法碼速調(diào)整同步復(fù)接碼速恢復(fù)同步分接控制信號(hào)控制信號(hào)flfhfm'flfmm支路m支路fm略大于fl，需要進(jìn)行正碼速調(diào)整fh

=fmm>fl

m準(zhǔn)同步插入插入fm略大于fl，需要進(jìn)行正碼速調(diào)整去掉插入，出現(xiàn)不均勻恢復(fù)flfmfm'fl^PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字體系）的不足缺乏統(tǒng)一的世界性標(biāo)準(zhǔn)，三個(gè)地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)不兼容；沒有世界性的標(biāo)準(zhǔn)光接口規(guī)范；PDH系統(tǒng)采用準(zhǔn)同步復(fù)接方式，很難從高次群中識(shí)別和提取低次群信號(hào)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不靈活；用于網(wǎng)絡(luò)操作、管理和維護(hù)（OAM：OperationsAdministration,Maintenance)的額外比特太少，無法滿足新一代傳輸網(wǎng)發(fā)展的要求；復(fù)用結(jié)構(gòu)基于點(diǎn)-點(diǎn)傳輸，缺乏網(wǎng)絡(luò)考慮，無法提供最佳路由選擇。同步數(shù)字體系

隨著光纖通信技術(shù)和大規(guī)模集成電路的高速發(fā)展，1986年美國(guó)貝爾通信實(shí)驗(yàn)室提出了一種以光纖通信為基礎(chǔ)的同步光纖網(wǎng)（SONET）概念，作為現(xiàn)代化通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)。1988年ITU-T對(duì)SONET概念進(jìn)行了修改，重新命名為同步數(shù)字序列，簡(jiǎn)稱SDH，使之成為不僅適用于光纖通信，也適合于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)捏w制?，F(xiàn)在SDH已經(jīng)成為國(guó)際上公認(rèn)的新一代的理想傳輸網(wǎng)體制。

同步數(shù)字體系的網(wǎng)同步SDH傳輸網(wǎng)屬于數(shù)字傳輸網(wǎng)，其網(wǎng)同步采用主從同步方式，SDH設(shè)備時(shí)鐘必須直接或間接跟蹤基準(zhǔn)時(shí)鐘（PRC：PrimaryResourceClock)。SDH網(wǎng)交換節(jié)點(diǎn)間的傳輸設(shè)備都必須同步工作。SDH的技術(shù)特點(diǎn)國(guó)際統(tǒng)一的數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)STM-N；采用同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu),具有廣泛的適應(yīng)性；豐富的開銷比特,加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的OAM能力；統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)光接口；采用軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置和控制,便于擴(kuò)展；具有完全的后向兼容性和前向兼容性。

國(guó)際統(tǒng)一的數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)STM-NSDH同步數(shù)字體系使三大數(shù)字體系在STM-1等級(jí)以上統(tǒng)一。數(shù)字信號(hào)在跨越國(guó)界通信時(shí)，不需要轉(zhuǎn)換成另一種標(biāo)準(zhǔn)，第一次真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)字傳輸體制上的世界性標(biāo)準(zhǔn)。SDH同步數(shù)字體系信號(hào)的最基本、最重要的模塊信號(hào)是STM-1，其速率為155.520Mbit/s，更高等級(jí)的STM-N信號(hào)可以近似看作是將基本模塊信號(hào)STM-1按同步復(fù)用，經(jīng)字節(jié)間插后的結(jié)果，其中N是整數(shù)，為1，4，16，64。速率等級(jí)SONET SDH 比特率(Mbps)STS-1/OC-1 51.84STS-3/OC-3 STM-1 155.52STS-9/OC-9 STM-3 466.56STS-12/OC-12 STM-4 622.08STS-18/OC-18 STM-6 933.12STS-24/OC-24 STM-8 1244.16STS-36/OC-36 STM-12 1866.24STS-48/OC-48 STM-16 2488.32STS=SynchronousTransportSignal同步傳輸信號(hào)OC=OpticalCarrier光載波STM=SynchronousTransportModule同步傳輸模塊SONETDesignationITU-TDesignationDataRate(Mbps)PayloadRate(Mbps)STS-1/OC-151.8450.112STS-3/OC-3STM-1155.52150.336STS-9/OC-9466.56451.008STS-12/OC-12STM-4622.08601.344STS-18/OC-18933.12902.016STS-24/OC-241244.161202.688STS-36/OC-361866.241804.032STS-48/OC-48STM-162488.322405.376STS-96/OC-964876.644810.752STS-192/OC-192STM-649953.289621.504SONET/SDHSignalHierarchySDH網(wǎng)絡(luò)再生段再生段再生段再生段復(fù)用段復(fù)用段通道TM中繼器中繼器ADM或SDXCTMTM：終端復(fù)用器 ADM：分插復(fù)用器SDXC：SDH數(shù)字交叉連接單元SDH網(wǎng)絡(luò)設(shè)備終端復(fù)用器（TM）：是一種把低速信號(hào)復(fù)用成一路較高速信號(hào)或反過來把一路高速信號(hào)分接成多路低速信號(hào)的設(shè)備，是用戶傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)入SDH網(wǎng)傳輸?shù)慕K端接口設(shè)備。分插復(fù)用器（ADM）：是SDH網(wǎng)中一個(gè)非常重要的設(shè)備，具有三個(gè)端口，其中兩個(gè)端口是SDH光接口，另一個(gè)端口可以靈活地分出/接入復(fù)用在STM-N信號(hào)中的低速率信號(hào)。ADM實(shí)際上是分路器與合路器的組合。同步數(shù)字交叉連接設(shè)備(SDXC)：實(shí)現(xiàn)支路之間的交叉連接。SDXC是一種兼有復(fù)用、配線、保護(hù)/恢復(fù)、監(jiān)控和網(wǎng)管的多功能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。再生器（REG）：將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)行放大整形，再轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，送入光纖繼續(xù)傳輸，以延長(zhǎng)傳輸距離。SONET基本幀結(jié)構(gòu)1frame=810bytesin125

ms123456789STS-1/OC13bytes87bytesSOHLOH凈荷3bytes6bytes9bytesTOH開銷

:SOH=段開銷LOH=線路開銷TOH=傳輸開銷矩形幀結(jié)構(gòu)SDH基本幀結(jié)構(gòu)（STM-1）1frame=2430bytesin125

ms123456789STM-19bytes261bytesRSOHMSOH凈荷（含POH）3bytes6bytes9bytes開銷

:用于OAM

SOH=段開銷RSOH=再生段開銷MSOH=復(fù)用段開銷POH=通道開銷AUPTR=管理單元指針，用于凈荷的定位凈荷：用戶數(shù)據(jù)矩形結(jié)構(gòu)

AUPTR段開銷(SOH：SectionOverhead)區(qū)域：

指STM幀結(jié)構(gòu)中為了保證信息凈負(fù)荷正常、靈活傳送所必須的附加字節(jié)，是供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)（OAM）使用的字節(jié)。凈負(fù)荷（Payload)區(qū)域：

信息凈負(fù)荷是幀結(jié)構(gòu)中存放信息負(fù)載的地方，其中含有少量通道開銷（POH）字節(jié)，用于監(jiān)視、管理和控制通道性能。管理單元指針（AU-PTR)區(qū)域

管理單元指針用來指示信息凈負(fù)荷的第一個(gè)字節(jié)在STM-N的準(zhǔn)確位置，以便接收端正確地分解。SDH復(fù)用機(jī)制AUGAU-4VC-4TUG-3TU-3VC-3C-4VC-3AU-3TUG-2TU-2VC-2C-2TU-12VC-12C-12TU-11VC-11C-11C-3x1x3x3x7x7x1x3x4140Mbps45Mbps34Mbps6Mbps2Mbps1.5MbpsSTM-1SONET特定Europe-特定統(tǒng)一PDH支路45Mbps接口主要用做傳送IP業(yè)務(wù)及圖像業(yè)務(wù)SDH的復(fù)用機(jī)制SDH的復(fù)用是將低階通道層信號(hào)適配進(jìn)高階通道，或?qū)⒍鄠€(gè)高階通道層適配進(jìn)復(fù)用段的過程。SDH傳輸業(yè)務(wù)信號(hào)要進(jìn)入SDH幀，必須要經(jīng)過映射、定位、復(fù)用三個(gè)步驟。SDH具有標(biāo)準(zhǔn)化的復(fù)用結(jié)構(gòu)，由硬件和軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)，非常靈活方便。SDH復(fù)用機(jī)制容器（C）：是SDH中用來裝載各種速率數(shù)據(jù)信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)信息結(jié)構(gòu)，主要完成輸入數(shù)據(jù)速率的調(diào)整等功能。需要傳送的各種數(shù)據(jù)信號(hào)在容器C中經(jīng)過速率調(diào)整后變成為標(biāo)準(zhǔn)的同步信號(hào)。G.709建議中定義了5種標(biāo)準(zhǔn)容器（C-n)，用于裝載不同速率的數(shù)據(jù)信號(hào)。

C-11:1.544Mb/s，美國(guó)、日本標(biāo)準(zhǔn)一次群PDH一次群。

C-12:2.048Mb/s，歐洲標(biāo)準(zhǔn)PDH一次群。

C-2:6.312Mb/s，美國(guó)、日本標(biāo)準(zhǔn)PDH二次群。

C-3:34.368Mb/s，44.736Mb/s，歐洲、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)PDH三次群。

C-4:139.264Mb/s，歐洲標(biāo)準(zhǔn)PDH四次群。SDH復(fù)用機(jī)制虛容器(VC)：是SDH中支持通道層連接的信息結(jié)構(gòu)，分成低階VC和高階VC兩種，VC作為一個(gè)獨(dú)立實(shí)體在SDH傳輸通道中任一節(jié)點(diǎn)可方便的取出/插入。低階虛容器VC-11,VC-12,VC-2分別裝入來自C-11,C-12,C2的信息并附加上POH；高階虛容器VC-3,VC-4可分別裝入來自C-3,C-4的信息并附加上POH。支路單元（TU）：是一種為低階通道層和高階通道層提供適配功能的信息結(jié)構(gòu)，它由VC信息加上數(shù)據(jù)指針組成，數(shù)據(jù)指針