《SDH原理與技術(shù)》課件

《SDH原理與技術(shù)》本課程將深入探討同步數(shù)字體系(SDH)的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)。涵蓋SDH的架構(gòu)、幀結(jié)構(gòu)、傳輸機制、網(wǎng)絡規(guī)劃、維護和管理等方面。SDH概述11.高速傳輸SDH是一種高速數(shù)字傳輸技術(shù)，可以有效地提高數(shù)據(jù)傳輸速率。22.高可靠性SDH系統(tǒng)具有完善的保護機制，能夠保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?3.靈活擴展SDH網(wǎng)絡可以根據(jù)實際需求靈活地擴展，適應各種應用場景。44.標準化SDH是一種國際標準化的技術(shù)，可以實現(xiàn)不同設備之間的互聯(lián)互通。同步數(shù)字層次(SDH)同步數(shù)字層次(SDH)是一種用于高帶寬數(shù)字信號的傳輸標準。它使用同步傳輸技術(shù)，能夠有效地將各種數(shù)據(jù)信號整合到統(tǒng)一的幀結(jié)構(gòu)中，并以高速率進行傳輸。SDH通過將數(shù)據(jù)信號復用到同步傳輸幀中，可以有效地提高傳輸效率，并提供更高的可靠性和安全性。SDH標準在全球范圍內(nèi)廣泛應用于各種通信網(wǎng)絡，包括電話、數(shù)據(jù)和視頻傳輸。同步輸傳技術(shù)1時鐘同步SDH網(wǎng)絡中的所有設備必須同步，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性和可靠性。時鐘同步是實現(xiàn)網(wǎng)絡同步的關(guān)鍵技術(shù)。2復用技術(shù)SDH采用同步復用技術(shù)，將不同速率的信號復用到同一幀結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)高效的傳輸。3保護機制SDH采用多種保護機制，如1+1保護、1:N保護，提高網(wǎng)絡的可靠性，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性。同步復用幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)SDH幀結(jié)構(gòu)包含若干字節(jié)，包含時鐘、同步、控制和數(shù)據(jù)信息幀類型SDH幀結(jié)構(gòu)分為STM-1、STM-4、STM-16等不同類型，以適應不同帶寬需求幀同步每個SDH幀都包含同步信息，保證幀同步，實現(xiàn)高精度時鐘同步SDH傳輸網(wǎng)絡SDH網(wǎng)絡架構(gòu)SDH網(wǎng)絡通常采用環(huán)狀、星狀或混合型拓撲結(jié)構(gòu)，以提高網(wǎng)絡的可靠性和靈活性。SDH設備SDH網(wǎng)絡的核心設備包括數(shù)字交叉連接設備（DXC）、光傳輸設備（OTU）和光纖放大器等。網(wǎng)絡管理SDH網(wǎng)絡需要強大的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)來監(jiān)控網(wǎng)絡性能、維護設備、配置網(wǎng)絡參數(shù)等。應用場景SDH傳輸網(wǎng)絡廣泛應用于電信、廣播、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，為各種數(shù)據(jù)、語音和視頻業(yè)務提供高帶寬、高質(zhì)量的傳輸服務。SDH網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)可靠性高靈活擴展兼顧可靠性和擴展冗余鏈路集中控制組合拓撲環(huán)路備份輻射型連接靈活配置SDH同步機制時間同步SDH網(wǎng)絡中的所有設備都需要同步到同一個時間基準，以確保數(shù)據(jù)幀的準確傳輸。頻率同步確保所有設備的時鐘頻率保持一致，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。網(wǎng)絡同步通過同步機制將整個網(wǎng)絡中的所有設備的時間和頻率同步起來，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r序一致性。SDH保護機制1+1保護兩條獨立的傳輸線路并行傳輸同一信號。一條線路發(fā)生故障時，另一條線路自動接替，保證信號的連續(xù)傳輸。1:1保護一條主用線路傳輸信號，另一條備用線路處于待命狀態(tài)。主用線路發(fā)生故障時，備用線路立即切換到工作狀態(tài)，保證信號的連續(xù)傳輸。環(huán)網(wǎng)保護多個設備組成環(huán)形網(wǎng)絡，每個設備連接到相鄰兩個設備。當某臺設備發(fā)生故障時，環(huán)路自動閉合，信號繞過故障設備進行傳輸?；旌媳Ｗo將1+1保護、1:1保護和環(huán)網(wǎng)保護等多種保護方式結(jié)合起來，提高網(wǎng)絡的可靠性。SDH管理機制性能監(jiān)測實時監(jiān)控SDH網(wǎng)絡的運行狀態(tài)，包括信號質(zhì)量、設備狀態(tài)、流量統(tǒng)計等。配置管理對SDH設備進行配置，包括線路參數(shù)、保護機制、性能指標等。安全管理確保SDH網(wǎng)絡的安全運行，防范攻擊和故障，保證數(shù)據(jù)的可靠性。故障處理及時發(fā)現(xiàn)和處理SDH網(wǎng)絡故障，恢復網(wǎng)絡正常運行。SDH性能監(jiān)測SDH網(wǎng)絡性能監(jiān)測是保障網(wǎng)絡穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。通過對網(wǎng)絡關(guān)鍵指標進行實時監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)和解決網(wǎng)絡問題。監(jiān)測指標包括誤碼率、信噪比、光功率、時延、抖動等，這些指標能夠反映網(wǎng)絡的傳輸質(zhì)量和穩(wěn)定性。監(jiān)測結(jié)果可以直觀地顯示在圖形界面上，方便用戶快速掌握網(wǎng)絡運行狀態(tài)。SDH接口功能物理接口SDH設備通過物理接口連接到其他設備，例如光纖傳輸網(wǎng)絡。SDH物理接口類型包括光接口、電接口和混合接口。數(shù)據(jù)接口SDH數(shù)據(jù)接口用于傳輸SDH幀，包括信號速率和幀結(jié)構(gòu)。SDH數(shù)據(jù)接口類型包括STM-1、STM-4、STM-16等。管理接口SDH管理接口用于管理和監(jiān)控SDH設備，例如配置參數(shù)、監(jiān)控運行狀態(tài)和故障處理。SDH管理接口類型包括網(wǎng)絡管理協(xié)議（SNMP）和命令行接口（CLI）。保護接口SDH保護接口用于實現(xiàn)SDH網(wǎng)絡的故障保護，例如1+1保護和1:N保護。SDH保護接口通過備份路徑提供信號冗余，以確保網(wǎng)絡的可靠性。SDH光傳輸單元(OTU)OTU是SDH網(wǎng)絡中的核心組件，負責光信號的傳輸和再生。OTU包含光發(fā)射器、光接收器、時鐘恢復電路等，實現(xiàn)光信號的傳輸和再生。SDH負載映射映射類型SDH支持多種負載映射方式，例如VC-4、VC-3和VC-12等。映射過程將不同速率的信號映射到SDH幀結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)多業(yè)務承載和傳輸。映射優(yōu)勢提高網(wǎng)絡效率，減少帶寬浪費，簡化網(wǎng)絡管理，增強網(wǎng)絡靈活性。SDH交叉連接SDH交叉連接是指在SDH網(wǎng)絡中，將來自不同線路或不同設備的信號進行重新組合或分配的操作。1信號匯聚來自不同線路或設備的信號被匯聚到同一個節(jié)點。2信號分配根據(jù)需要將匯聚的信號分配到不同的線路或設備。3信號路由根據(jù)需要將信號路由到指定的目的地。交叉連接技術(shù)在SDH網(wǎng)絡中發(fā)揮著重要的作用，可以實現(xiàn)靈活的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，并提高網(wǎng)絡的利用率和可靠性。SDH多業(yè)務承載靈活性和可擴展性SDH可以承載多種業(yè)務類型，例如語音、數(shù)據(jù)、視頻等。網(wǎng)絡效率SDH技術(shù)通過復用和分組傳輸來提高網(wǎng)絡效率，節(jié)省帶寬和資源。可靠性和安全性SDH技術(shù)具有強大的保護機制，保證業(yè)務的連續(xù)性和可靠性，確保網(wǎng)絡安全。管理便捷性SDH網(wǎng)絡提供統(tǒng)一的管理平臺，方便網(wǎng)絡運營商管理和維護各種業(yè)務。SDH中繼設備SDH中繼設備是SDH網(wǎng)絡的重要組成部分，用于連接不同節(jié)點，傳輸數(shù)據(jù)信號。中繼設備可以是數(shù)字交叉連接設備（DXC）或數(shù)字復用設備（ADM），它們提供多種功能，例如信號復用、交叉連接和信號轉(zhuǎn)換。SDH波分復用多路復用波分復用(WDM)技術(shù)將多個光信號復用在單個光纖中，顯著提升傳輸容量。光譜效率WDM允許在單個光纖上傳輸更多數(shù)據(jù)，提高光譜效率，降低網(wǎng)絡成本。網(wǎng)絡靈活性WDM在SDH網(wǎng)絡中提供更大的靈活性，支持靈活的帶寬分配和服務提供。高容量傳輸WDM技術(shù)適用于高容量數(shù)據(jù)中心、運營商網(wǎng)絡等，滿足高速數(shù)據(jù)傳輸需求。SDH多業(yè)務集成數(shù)據(jù)業(yè)務包括各種數(shù)據(jù)傳輸服務，如以太網(wǎng)、幀中繼、ATM等。語音業(yè)務支持傳統(tǒng)的模擬語音和數(shù)字語音，如ISDN。視頻業(yè)務可承載各種視頻服務，如視頻會議、遠程教育等。SDH模塊化設計1靈活擴展?jié)M足不同需求，方便擴容。2易于維護模塊化設計，簡化維護操作。3降低成本減少備件，提高性價比。SDH設備采用模塊化設計，將整個系統(tǒng)劃分為多個獨立的功能模塊，每個模塊負責特定功能。模塊之間通過標準接口連接，易于安裝、配置和維護。SDH自動保護切換快速恢復連接當網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，SDH自動保護切換機制能迅速識別故障并自動切換到備用路徑，確保業(yè)務不中斷。提高網(wǎng)絡可靠性SDH自動保護切換機制為網(wǎng)絡提供了更高的可靠性和安全性，確保網(wǎng)絡在故障情況下能迅速恢復。增強網(wǎng)絡穩(wěn)定性SDH自動保護切換機制可有效防止網(wǎng)絡故障導致的業(yè)務中斷，提高網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可靠性。SDH環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)SDH環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)是一種常見的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，它為網(wǎng)絡提供了高可用性和可靠性。SDH環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)通常采用雙向環(huán)形結(jié)構(gòu)，節(jié)點之間相互連接，形成閉環(huán)，數(shù)據(jù)可以在環(huán)路中雙向傳輸。SDH環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)還具有自愈功能，當環(huán)路上某一節(jié)點出現(xiàn)故障時，環(huán)路會自動切換到備用路徑，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性。SDH星型結(jié)構(gòu)SDH星型結(jié)構(gòu)是一種常用的網(wǎng)絡拓撲，中心節(jié)點連接多個邊緣節(jié)點，每個邊緣節(jié)點只連接中心節(jié)點。此結(jié)構(gòu)適用于覆蓋范圍較小、集中管理的網(wǎng)絡，中心節(jié)點負責數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和管理，邊緣節(jié)點負責連接用戶。星型結(jié)構(gòu)具有簡單易管理、擴展性好、可靠性高等優(yōu)點，但中心節(jié)點故障會影響整個網(wǎng)絡，因此需要做好中心節(jié)點的冗余備份。SDH混合網(wǎng)絡靈活性和可靠性混合網(wǎng)絡結(jié)合了星型和環(huán)型網(wǎng)絡的優(yōu)點。它可以實現(xiàn)靈活的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，同時提供較高的可靠性。資源優(yōu)化混合網(wǎng)絡允許根據(jù)實際需要分配網(wǎng)絡資源，提高網(wǎng)絡資源的利用率，降低網(wǎng)絡建設成本。SDH網(wǎng)絡規(guī)劃SDH網(wǎng)絡規(guī)劃是一個復雜的過程，需要考慮多個因素，例如網(wǎng)絡拓撲、傳輸容量、可靠性、安全性以及成本效益。1業(yè)務需求確定網(wǎng)絡承載的業(yè)務類型和帶寬需求。2網(wǎng)絡拓撲選擇合適的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，例如環(huán)狀、星狀或混合結(jié)構(gòu)。3設備選擇選擇符合網(wǎng)絡需求的SDH設備，包括容量、性能和價格。4網(wǎng)絡配置配置網(wǎng)絡設備，包括路由、保護、管理和監(jiān)測功能。規(guī)劃時需要進行充分的測試和仿真，確保網(wǎng)絡的可靠性和安全性。同時，還需要制定詳細的運營維護計劃，保證網(wǎng)絡的正常運行。SDH設備的組成11.控制單元負責管理和控制整個SDH設備，包括配置、監(jiān)控和故障處理。22.傳輸單元負責數(shù)據(jù)信號的傳輸和處理，包含復用器、解復用器和交叉連接設備等。33.光接口單元負責將電信號轉(zhuǎn)換為光信號或反之，連接到光纖網(wǎng)絡。44.管理單元提供網(wǎng)絡管理功能，包括性能監(jiān)測、故障診斷和配置管理。SDH設備的光電接口光電接口SDH設備的光電接口用于連接光纖線路，實現(xiàn)光信號與電信號之間的轉(zhuǎn)換。光電轉(zhuǎn)換光電接口利用光電器件將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，反之亦然，實現(xiàn)光纖線路與設備之間的通信。接口類型常見的SDH光電接口類型包括STM-1、STM-4、STM-16和STM-64等，支持不同的傳輸速率和功能。SDH設備的硬件結(jié)構(gòu)SDH設備的硬件結(jié)構(gòu)通常包括以下幾個主要部分：光電接口、時鐘模塊、復用器、交叉連接器、控制單元和電源系統(tǒng)。光電接口用于將光信號轉(zhuǎn)換成電信號或反之。時鐘模塊用于產(chǎn)生和控制SDH設備的時鐘信號。復用器用于將多個低速信號復用到一個高速信號上。交叉連接器用于實現(xiàn)SDH設備的靈活配置和網(wǎng)絡連接?？刂茊卧糜诠芾砗涂刂芐DH設備的操作。電源系統(tǒng)用于提供SDH設備所需的電源。SDH設備的軟件架構(gòu)操作系統(tǒng)提供基礎(chǔ)運行環(huán)境，管理硬件資源，并支持應用程序的運行。網(wǎng)絡管理軟件負責配置、監(jiān)控、維護SDH設備，提供網(wǎng)絡管理功能。業(yè)務處理軟件負責對不同類型業(yè)務進行處理，實現(xiàn)業(yè)務的傳輸和交換。安全管理軟件確保SDH設備和網(wǎng)絡的安全運行，防止非法訪問和攻擊。SDH設備的性能監(jiān)測SDH設備的性能監(jiān)測對于確保網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。通過監(jiān)控關(guān)鍵指標，可以及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，提高網(wǎng)絡服務質(zhì)量。99.99%正常運行時間監(jiān)控設備的正常運行時間，確保網(wǎng)絡的可靠性和穩(wěn)定性。10ms延遲監(jiān)控數(shù)據(jù)傳