sdh原理簡介資料.ppt

1、1,SDH原理簡介,2,PDH的固有弱點(diǎn),世界上存在多種不同地區(qū)的數(shù)字體制標(biāo)準(zhǔn),它們互不兼容,造成國際互通困難. 沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)光接口規(guī)范 復(fù)用結(jié)構(gòu)多數(shù)采用異步復(fù)用,難以從高速信號識別和提取低速支路信號,使設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,上下業(yè)務(wù)費(fèi)用高. 信號幀結(jié)構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行,管理和維護(hù)(OAM)的比特比較少,已成為進(jìn)一步改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)OAM能力的主要障礙,無法適應(yīng)不斷演變的電信網(wǎng)的要求. 該技術(shù)體制是建立在點(diǎn)對點(diǎn)傳輸?shù)幕A(chǔ)上的,復(fù)用結(jié)構(gòu)缺乏靈活性,無法提供最佳的路由選擇.,3,PDH的固有弱點(diǎn)之一三個不同的地區(qū)標(biāo)準(zhǔn),歐洲 ,北美 和日本 傳輸速率: 歐洲 北美 日本 基群 2Mb/s 1.5Mb/s 1.5Mb

2、/s 二次群 8Mb/s 6.3Mb/s 6.3Mb/s 三次群 34Mb/s 45Mb/s 32Mb/s 四次群 140Mb/s Nx45Mb/s 100Mb/s 中國采用歐洲標(biāo)準(zhǔn),4,PDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)是靠塞入一些額外的比特來使各支路信號與復(fù)用設(shè)備同步并復(fù)用成高速信號,因此無法直接從高速信號中提取某一特定的支路信號,如果要這樣做,唯一的辦法是將整個高速信號一步步地解復(fù)用到所要的低速等級,取出所要的支路信號后再將其他支路信號一步步地復(fù)用到高速信號.,PDH的固有弱點(diǎn)之二難以從高速信號中識別低速信號,光/電,電/光,140/34,34/140,34/8,8/34,8/2,2/8,5,SDH的基本

3、概念,SDH(Synchronous Digital Hierarchy) SDH網(wǎng)絡(luò)是一些由網(wǎng)絡(luò)單元(例如復(fù)用器,交叉連接設(shè)備DXC)等組成的,在光纖上進(jìn)行同步信息傳輸,復(fù)用和交叉連接的網(wǎng)絡(luò).其關(guān)鍵是: 具有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口(NNI). 有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級,稱為同步傳送模塊STM-1,STM-4和STM-16 其幀結(jié)構(gòu)中具有豐富的用于維護(hù)管理的比特,因而具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力. 所有網(wǎng)絡(luò)單元都有標(biāo)準(zhǔn)的光接口,因而可以在光路上實(shí)現(xiàn)互通.,6,SDH的技術(shù)特點(diǎn),使三個地區(qū)性數(shù)字體制在STM-1等級以上獲得統(tǒng)一,真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字傳輸體制上的世界性標(biāo)準(zhǔn). 其復(fù)用結(jié)構(gòu)使不同等級的碼流在ST

4、M幀結(jié)構(gòu)內(nèi)的排列是有規(guī)律的,可用軟件從高速信號中一次分插出低速信號,上下業(yè)務(wù)十分容易. 幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的維護(hù)管理比特,網(wǎng)管能力大大加強(qiáng). 光接口成為開放型接口,光路上橫向兼容. SDH信號結(jié)構(gòu)上已考慮了網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換的最佳化,可以提供簡單,經(jīng)濟(jì)和靈活的信號互聯(lián)和管理. SDH網(wǎng)和PDH網(wǎng)能完全兼容,同時還能容納各種新的業(yè)務(wù)信號如ATM,FDDI,DQDB等,即具有完全的后向兼容性和前向兼容性.,7,SDH的不足之處,頻帶利用率不如傳統(tǒng)的PDH系統(tǒng). 因?yàn)椴捎昧酥羔樥{(diào)整技術(shù),增加了設(shè)備的復(fù)雜性,必須采用亞微米CMOS超大規(guī)模集成電路. 由于指針調(diào)整會產(chǎn)生較大的相位躍變,使得SDH/PDH邊界

5、的抖動性能較難滿足網(wǎng)絡(luò)性能的要求,需要采取特殊的措施如自適應(yīng)的比特泄露技術(shù)等). 由于大規(guī)模采用軟件控制和將業(yè)務(wù)量集中在少數(shù)幾個高速鏈路和交叉連接點(diǎn)上,使軟件幾乎可以控制所有網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備.這雖然使網(wǎng)絡(luò)管理更加方便,功能更加強(qiáng)大,但也帶來了新的問題,如果網(wǎng)絡(luò)層上人為的錯誤,軟件故障,電腦病毒侵入等,就可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的癱瘓.這就需要選用高可靠性的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛯浖M(jìn)行嚴(yán)格的測試,以及加強(qiáng)管理和提高維護(hù)和操作人員的素質(zhì).,8,SDH的速率,STM-1 155Mb/s STM-4 622Mb/s STM-16 2.5Gb/s STM-64 10Gb/s,9,SDH幀結(jié)構(gòu),10,SDH的幀結(jié)構(gòu)說明(一),塊

6、狀幀結(jié)構(gòu),由橫向270XN列和縱向9行字節(jié)(一個字節(jié)為8比特)組成. 字節(jié)傳輸從左上角第一個字節(jié)開始,從左到右,自上而下按順序傳送,直至整個9X270個字節(jié)傳完后轉(zhuǎn)入下一幀,每秒傳8000幀. STM-1,每秒傳送速率=9X270X8X8000=155.52Mb/s STM-4=155.52X4=622.08Mb/s STM-16=155.52X16=2488.32Mb/s,11,SDH的幀結(jié)構(gòu)說明(二),SDH幀結(jié)構(gòu)大體可分為三個主要區(qū)域: 段開銷(SOH)區(qū)域(該區(qū)域又可分為中繼段開銷和復(fù)用段開銷兩部分) SOH指STM幀結(jié)構(gòu)中為了保證信息正常靈活傳送所必需的附加字節(jié),主要是些維護(hù)管理字節(jié)

7、,如誤碼監(jiān)視,幀定位,數(shù)據(jù)通信,公務(wù)通信和自動倒換字節(jié)等.STM-1中有72個字節(jié)(576個比特)可用于段開銷. 信息凈負(fù)荷(Payload)區(qū)域: 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口碼流中可用于電信業(yè)務(wù)的部分. 管理單元指針區(qū)域: 一種指示符,主要用來指示凈負(fù)荷的第一個字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置,以便接受端正確地分解.采用指針是SDH的重要創(chuàng)新.,12,SDH段開銷字節(jié)安排,13,SDH基本復(fù)用原理,CCITT建議G.709規(guī)定了一個SDH的一般復(fù)用的映射結(jié)構(gòu). 使用叫做虛容器(VC:Virtual Container)的標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用單位. 例如將一次群(2M)信號和附加的維護(hù)操作開銷比特構(gòu)成VC12,VC12再

8、復(fù)用可構(gòu)成VC4,再進(jìn)一步復(fù)用VC4就可構(gòu)成STM-1信號. 從STM-1到STM-N的復(fù)用過程中,利用同步的特點(diǎn),讓STM-1順序地進(jìn)行字節(jié)復(fù)用,因此STM-N的比特速率完全是STM-1的整數(shù)倍. 復(fù)用過程中,由于虛容器的開頭表示的是復(fù)用到幀的具體位置,而且采用了指針(PTR:Pointer)的處理方法,既可以使各支路信息同步,又可以很方便地取出支路信息,這些都是可通過軟件來完成的,而且在進(jìn)行交叉連接和復(fù)用處理時的時延很小.,14,SDH 復(fù)用幀結(jié)構(gòu)圖,15,向SDH接口的復(fù)接過程圖示,打包. TU-12在貨單上寫明蘋果排列順序,并貼上標(biāo)簽(指針).,貨單蘋果,果品倉庫,蘋果,裝箱,貼發(fā)貨單

9、,AU-4寫乘第幾輛電車(指針),寫貨車駛往的目的地(OH),業(yè)務(wù) 聲音/數(shù)據(jù),容器 C12,復(fù)用(2Mb/s) VC12,附上POH,TUG-2,x3,復(fù)用(140Mb/s) VC4,x7,附上POH,x1,中繼傳輸 STM-1,155Mb/s,中繼傳輸 STM-N,155Mb/s XN,附上POH,16,SDH中指針的作用,指針?biāo)哂械淖饔孟喈?dāng)于同步復(fù)用中的幀相位對齊(調(diào)整),以及填塞復(fù)用中的填塞控制. 指針有兩種:第一種在STM-1/N幀總開銷的第四行由H1,H2,H3共3個字節(jié)組成,它指示收容于VC4,VC3的開頭字節(jié)在STM-1/N幀內(nèi)的具體位置.第二種指針是在VC4,VC3的有效載

10、荷內(nèi),表示VC12,VC11等的開頭位置. 由于指針表示的是VC幀的開頭所在的位置,因此復(fù)用于有效載荷內(nèi)的VC并不受STM-1的幀相位的限制,可以在任意相位位置上復(fù)用.,17,STM-1信號的安排,18,TUG-2復(fù)用進(jìn)TUG-3,填 充 比 特,TU-2 PTR,TU-1 PTRs,POH,VC-1,POH,TUG-3 7XTUG-2,86列,TUG-2,TUG-2,19,TU-3復(fù)用進(jìn)TUG-3,H1 H2 H3 填 充 比 特,J1 B3 C2 G1 F2 H4 Z3 Z4 Z5,86 列,85列,C3,VC-3 POH,TUG-3,20,AU4復(fù)用進(jìn)AUG,261列,相位固定,J1 B

11、3 C2 G1 F2 H4 Z3 Z4 Z5,H1YYH211H3H3H3,VC4,AU4,AUG,相位浮動,VC-4 POH,H1H2H3為指針值,21,SDH傳輸設(shè)備與應(yīng)用技術(shù),22,SDH的典型傳輸設(shè)備,TM設(shè)備-終端復(fù)用器 ADM設(shè)備-分插復(fù)用器 DXC設(shè)備-數(shù)字交叉連接設(shè)備 REG設(shè)備-再生器。,23,TM設(shè)備-終端復(fù)用器,作用：完成低速支路到STM-N信號復(fù)接功能,24,ADM-分插復(fù)用器,具有兩個（或以上）STM-N信號端口（群路端口），可以實(shí)現(xiàn)各端口之間VC互連，并且具有無需分接和終結(jié)整體信號即可將各種G.703規(guī)定的接口信號（PDH）或STM-N信號（SDH）接入STM-M（

12、MN）內(nèi)作任何支路的能力。 它是SDH網(wǎng)絡(luò)中最具特色和應(yīng)用最廣的設(shè)備。在環(huán)型應(yīng)用時，它具有自愈能力。,25,ADM的構(gòu)成,在ADM設(shè)備中，包括了TM，DXC和REG設(shè)備的功能，它大致由以下幾個部分構(gòu)成： 群路端口（電口或光口） 支路端口 交叉連接矩陣 控制器,26,ADM的使用,ADM的使用主要體現(xiàn)在對信號路由的連接和對信號的復(fù)用和解復(fù)用上。 ADM具有支路-群路（上/下支路）和群路-群路（直通）的連接能力。 ADM具有TM，DXC和REG的功能。,27,ADM舉例-AC1 ADM模塊,STM1/4,STM1/4,28,幾種AC1 ADM模塊,29,DXC設(shè)備-數(shù)字交叉連接設(shè)備,一種具有一個或

13、多個準(zhǔn)同步數(shù)字體系或同步數(shù)字體系信號端口的，可以在任何端口信號速率（及其子速率）間進(jìn)行可控連接和再連接的設(shè)備。SDH的DXC（稱為SDXC）可以進(jìn)一步在端口間提供可控的VC透明連接和再連接。 它是兼有復(fù)用，配線，保護(hù)/恢復(fù)，監(jiān)控和網(wǎng)管的多功能傳輸設(shè)備。,30,用ADM可以構(gòu)成小型SDXC,通過AC1的ADM模塊和LI模塊可以構(gòu)成小型SDXC：,LI,LI,31,SDH設(shè)備的組網(wǎng)之一,由TM和ADM構(gòu)成線形網(wǎng)：,32,SDH設(shè)備的組網(wǎng)之二,由ADM構(gòu)成環(huán)型網(wǎng)：,33,SDH設(shè)備的組網(wǎng)之三,由ADM和SDXC構(gòu)成環(huán)型交叉網(wǎng)絡(luò)：,34,SDH設(shè)備的組網(wǎng)之四,由TM和ADM構(gòu)成T形網(wǎng),TM1,63 x

14、 2 Mbit/s,63 x 2 Mbit/s,ADM1,21 x 2 Mbit/s,STM-1,STM-1,LI,63 x 2 Mbit/s,STM-1分支模塊,STM-1,35,ADM構(gòu)成自愈環(huán),用ADM可以構(gòu)成自愈環(huán)， 當(dāng)出現(xiàn)故障時，可以由 工作通道倒向保護(hù)通道， 使業(yè)務(wù)得以繼續(xù)傳送。 業(yè)務(wù)恢復(fù)時間短(小于50ms)。 具有多種保護(hù)方式。,36,SDH自愈環(huán)的分類,常用四種自愈環(huán)結(jié)構(gòu)： 二纖單向通道保護(hù)環(huán)。 二纖雙向通道保護(hù)環(huán)。 四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)。 二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)。,37,二纖單向通道保護(hù)環(huán),實(shí)線為工作通道，虛線為保護(hù)通道 兩根纖一根為工作纖（W1）， 另一根為保護(hù)纖（P1）。

15、 采用首端橋接，末端倒 換方式，即W1光纖和P1 光纖同時攜帶業(yè)務(wù)信號并 分別沿兩個方向傳輸，而接收端只擇優(yōu)選取其中一路。當(dāng)工作纖中斷則接收端倒向保護(hù)纖。,W1,P1,38,二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán),采用時隙交換技術(shù)，每條 光纖一半通道為工作通道， 另一半為保護(hù)通道。在一條 光纖中的工作通道由沿環(huán) 相反方向的另一條光纖中 的保護(hù)通道來保護(hù)，反之 亦然。,39,通道保護(hù)和復(fù)用段保護(hù)的比較,8,8,8,8,8,8,16,Break,8,8,8,8,8,8,8,使用 通道保護(hù)方式,使用 復(fù)用段 自愈環(huán)保護(hù)方式,工作連接,保護(hù)連接,24 個工作通道,40,SDH網(wǎng)同步,采用主從同步方式： 網(wǎng)中最高一級的時鐘 稱為基準(zhǔn)主時鐘（PRC）。 第二級為轉(zhuǎn)接局從時鐘。 第三級為端局從時鐘。 第四級為SDH網(wǎng)元時鐘。,41,從時鐘工作模式和 同步方式,工作模式： 正常工作模式 保持工作模式 自由運(yùn)行工作模式 同步方式： 同步-所有時鐘都始終跟蹤網(wǎng)絡(luò)唯一的主時鐘 偽同步-兩個以上基準(zhǔn)時鐘，形成幾個同步網(wǎng) 準(zhǔn)同步-時鐘進(jìn)入保持模式或自由運(yùn)行模式 異步-網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時鐘出現(xiàn)大的頻率偏差,42,SDH同步時鐘鏈路,說明：最長的基準(zhǔn)鏈路所包含