光纖通信v4電子教案5章_SDH同步網(wǎng)

1、 SDH網(wǎng)有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口NNI SDH網(wǎng)有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級，稱為同步傳遞模塊STM-NN=1，4，16，64，并具有一種塊狀幀結(jié)構(gòu) SDH網(wǎng)有一套特殊的復(fù)用結(jié)構(gòu) SDH網(wǎng)有大量采用軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置和控制 SDH網(wǎng)有標(biāo)準(zhǔn)的光接口 SDH網(wǎng)的根本網(wǎng)絡(luò)單元有終端復(fù)用器TM、分插復(fù)用器ADM、再生中繼器REG和數(shù)字交叉連接設(shè)備等SDH網(wǎng)的概念中包含以下幾個要點：SDH的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口、速率和幀結(jié)構(gòu)1網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口圖5-1 NNI在網(wǎng)絡(luò)中的位置2同步數(shù)字體系的速率。SDH所使用的信息結(jié)構(gòu)等級為STM-N同步傳輸模塊，最簡單的模塊信號是STM-1，其速率是155.520Mbit/s。其中N

2、是正整數(shù)，目前國際標(biāo)準(zhǔn)化N的取值為：N=1，4，16，64，256。相應(yīng)各STM-N等級的速率為 STM-1 155.520Mbit/s STM-4 622.080Mbit/s STM-16 2488.320Mbit/s STM-64 9953.280Mbit/s STM-256 39813.12Mbit/s3幀結(jié)構(gòu) 在STM-N幀結(jié)構(gòu)中，共有9行，270N列，每個字節(jié)=8比特，幀周期為125s。圖5-2 STM-N的幀結(jié)構(gòu) 由圖5.2可以看出，整個幀結(jié)構(gòu)可以分為三個區(qū)域：段開銷SOH區(qū)、信息凈負(fù)荷區(qū)和管理單元指針。 段開銷SOH是指SDH幀結(jié)構(gòu)中，為了保證信息正常傳送而供網(wǎng)絡(luò)運行、管理和維護(hù)

3、所使用的附加字節(jié)，它在STM-N幀結(jié)構(gòu)中的位置是第1-9N列中的第1-3行和第5-9行。 信息凈負(fù)荷區(qū)域內(nèi)存放的是有效傳輸信息，也稱為信息凈負(fù)荷，它是有效傳輸信息加上局部用于通道監(jiān)視、管理和控制的通道開銷POH組成。 管理單元指針實際上是一組數(shù)碼，用來指示凈負(fù)荷中信息起始字節(jié)的位置，這樣在接收端可以根據(jù)指針?biāo)甘镜奈恢谜_的分解出有效傳輸信息。SDH網(wǎng)的特點1SDH網(wǎng)絡(luò)是由一系列SDH網(wǎng)元組成的，它是一個可在光纖或微波、衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用和交叉連接的網(wǎng)絡(luò)。2它有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口NNI3它有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級，被稱為同步傳輸模塊STM-N4它具有一種塊狀幀結(jié)構(gòu)，在

4、幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的管理比特，大大增加可網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)管理能力5它有一套特殊的復(fù)用結(jié)構(gòu)，可以兼容PDH的不同傳輸速率，而且還可以容納B-ISDN信號，因而具有廣泛的適應(yīng)性5.2 SDH中的根本復(fù)用、映射結(jié)構(gòu) 各種信號復(fù)用映射進(jìn)STM-N幀的過程，都必須經(jīng)過映射、定位和復(fù)用三大關(guān)鍵步驟。SDH復(fù)用結(jié)構(gòu) 我國目前采用的復(fù)用結(jié)構(gòu)是以2Mbit/s系列PDH信號為根底的，通常采用2Mbit/s 和140Mbit/s之路接口，有時也可根據(jù)需要采用34Mbit/s之路接口 1復(fù)用單元。SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)是由一系列復(fù)用單元組成，各復(fù)用單元的信息結(jié)構(gòu)和功能各部相同常用的有容器C、虛容器VC、管理單元AU、之路單元T

5、U等。 容器 容器C實際上是一種裝載各種速率業(yè)務(wù)信號的信息結(jié)構(gòu)，主要完成PDH信號與VC之間的適配功能。 ITU-T規(guī)定了5種標(biāo)準(zhǔn)容器，我國的SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)中，僅用了裝載2.048Mbit/s、34.368Mbit/s和 139.264Mbit/s信號的3種容器，即C-12，C-3和C-4，其中C-4為高階容器，C-3和C-12為低階容器。 虛容器 虛容器VC是用來支持SDH通道層連接的信息結(jié)構(gòu)，它是由標(biāo)準(zhǔn)容器C的信號加上用以對信號進(jìn)行維護(hù)與管理的通道開銷POH構(gòu)成的。虛容器又包括高階虛容器和低階虛容器。 無論是高階VC，還是低階VC，它們在SDH網(wǎng)絡(luò)中始終保持獨立的相互同步的傳輸狀態(tài)，即其幀

6、速度與網(wǎng)絡(luò)保持同步，并在同一網(wǎng)絡(luò)中的不同VC都是保持相互同步的 支路單元與支路單元組 VC出來的數(shù)字流進(jìn)入管理單元AU或支路單元TU。TU是為低階通道層和高階通道層提供適配功能的一種信息結(jié)構(gòu)，它是由虛容器和一個相應(yīng)的支路單元指針構(gòu)成。指針用來指示虛容器在高一階虛容器中的位置，這種凈負(fù)荷中對虛容器位置的安排稱為定位。一個或多個TU組成一個支路單元組TUG 支路單元與支路單元組 管理單元AU是一種在高階通道層和復(fù)用層提供適配功能的信息結(jié)構(gòu)，由高階VC和一個相應(yīng)的管理單元指針構(gòu)成。一個或多個在STM-N幀中占固定位置的AU組成一個管理單元組AUG。管理單元指針的作用是用來指示該高階VC在STM-N中

7、的位置。同步傳輸模塊 同步傳輸模塊STM-N實在N個AUG的根底上，加上能夠起到運行、管理和維護(hù)作用的段開銷構(gòu)成。關(guān)于通道、復(fù)用段、再生段的說明 在SDH傳輸系統(tǒng)中通道、復(fù)用段、再生段間的關(guān)系如圖5-5所示。其中PT指通道終端，MST指復(fù)用段終端，RST指再生段終端。2復(fù)用過程舉例圖5-6 STM-N的幀結(jié)構(gòu)從圖中可以看出： 將139.264Mbit/s的支路信號送入高階容器C-4做適配處理，經(jīng)碼速調(diào)整之后輸出149.760Mbit/s數(shù)字信號； 在C-4根底上每幀加9個字節(jié)的通道開銷POH，從而構(gòu)成VC-4，起輸出的信號速率為150.336Mbit/s； 在VC-4內(nèi)加上管理單元指針AU-P

8、TR，構(gòu)成AU-4，那么信號速率為150.912Mbit/s； 當(dāng)N=1時，由一個AUG加上段開銷后，那么STM-1信號的速率為155.520Mbit/s。映射方法映射：是指能夠在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界與虛容器適 配的過程。5.3 SDH光傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) DXC連接類型 通常有五種：單向、雙向、播送式、環(huán)回和別離接入 值得說明的是DXC4/1， DXC4/4/1均代表不同配置的DXC設(shè)置。通常在實際的設(shè)計中DXC的配置類型是用DXC X/Y來表示，其中X表示接口數(shù)據(jù)流的最高等級，Y表示參與交叉連接的最低級別。數(shù)字1-4分別表示PDH體系中的1-4次群速率，其中4也代表參與SDH體系中STM-1，數(shù)字

9、5和6那么分別代表SDH體系中的STM-4和STM-16傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu) 通信網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)： 圖5-11傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)分層結(jié)構(gòu)： 最下層就是光傳送層。最上層是業(yè)務(wù)層。 業(yè)務(wù)層直接為電交換/復(fù)用層提供效勞內(nèi)容，最后要通過光傳送/網(wǎng)絡(luò)層在光域上進(jìn)行信號傳輸。 各層之間的關(guān)系是下層為上層提供支持手段，上層為下層提供效勞內(nèi)容。 光傳送網(wǎng)又分為核心層、匯接層和接入層。 傳送網(wǎng)的節(jié)點和節(jié)點設(shè)備 傳送網(wǎng)是由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、傳輸通道、管理、控制和支撐設(shè)備構(gòu)成。 傳送網(wǎng)中的節(jié)點通常具有以下特點： 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點具有功率放大和數(shù)字信號再生功能。 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點可以是業(yè)務(wù)的分插交匯點、交叉連接點，也可以是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、控制

10、系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)的切入點。 網(wǎng)絡(luò)升級以及新技術(shù)的使用都是通過節(jié)點配置來表達(dá)的，因而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)性能同樣是通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備的性能來顯現(xiàn)的。傳送網(wǎng)中常使用的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備根本分為兩大類： 1、基于電子技術(shù)的復(fù)用設(shè)備 2、基于光層面的光傳送技術(shù)的設(shè)備圖5-13 傳送網(wǎng)的分層模型 電路層網(wǎng)絡(luò) 電路層網(wǎng)絡(luò)是面向公用交換業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò) 通道層網(wǎng)絡(luò) 通道層網(wǎng)絡(luò)為電路層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供透明的通道 傳輸媒質(zhì)層的網(wǎng)絡(luò) 傳輸媒質(zhì)層是指那些能夠支持一個或多個通道層網(wǎng) 絡(luò)，并能在通道層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處提供適當(dāng)通道容量的網(wǎng)絡(luò) 段層網(wǎng)絡(luò)又可以進(jìn)一步分為復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)和再生段層網(wǎng)絡(luò) 再生段層網(wǎng)絡(luò)是用于傳遞再生中繼器之間以及再生中繼器與復(fù)用終端之間信

11、息的網(wǎng)絡(luò) 物理媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)是那些能夠為通道層網(wǎng)絡(luò)提供效勞的、能夠以光電脈沖形式完成比特傳送功能的網(wǎng)絡(luò) 相鄰層網(wǎng)絡(luò)間的關(guān)系 2層網(wǎng)絡(luò)的分割 子網(wǎng)的分割 網(wǎng)絡(luò)連接和子網(wǎng)連接的分割5.5 SDH網(wǎng)絡(luò)中的平安性問題 保護(hù)與同步 網(wǎng)絡(luò)的保護(hù) 自愈功能是指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，能夠在無需人為干預(yù)的條件下，在極短時間內(nèi)從失效狀態(tài)中自動恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)，使用戶感覺不到網(wǎng)絡(luò)已出現(xiàn)了故障。其根本原理就是使網(wǎng)絡(luò)具有備用路由和重新確立通行的能力 自愈保護(hù)可以分為線路線路保護(hù)倒換、環(huán)形網(wǎng)保護(hù)、網(wǎng)孔形DXC網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)及混合保護(hù)方式等圖5-15 1+1線路保護(hù)倒換結(jié)構(gòu)圖5-16 2保護(hù)倒換的實現(xiàn) K1和K2字節(jié) 操作過程 2幾種典

12、型的自愈結(jié)構(gòu) 二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)圖5-17 二纖單向復(fù)用段倒換環(huán) 四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)圖5-18 四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán) 二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)圖5-19 二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán) 二纖單向通道倒換環(huán)圖5-20 二纖單向通向倒換環(huán)SDH的網(wǎng)同步 所謂網(wǎng)同步是指網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備的時鐘頻率和相位的偏差都控制在容許的范圍之內(nèi)，這樣可以保證通信網(wǎng)內(nèi)的數(shù)字信號的正常交換與傳輸.網(wǎng)同步方式 國際上所使用的同步方式有主從同步方式、相互同步方式和準(zhǔn)同步方式，但大多數(shù)國家普遍采用主從同步方式 主從同步方式就是要在同步網(wǎng)中設(shè)立一個最高級別的基準(zhǔn)主時鐘，而其他時鐘均逐級與上一級時鐘保持同步，以此實現(xiàn)與主時鐘同步的目的，及具

13、體結(jié)構(gòu)如圖5-11所示圖5-22 我國同步時鐘等級 由圖5-22可知，主從同步網(wǎng)多采用樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)時鐘通過同步鏈路逐級向下傳輸，在各交換節(jié)點上，通過鎖相環(huán)將本地時鐘與接收到的上一級時鐘進(jìn)行相位鎖定，從而到達(dá)與基準(zhǔn)時鐘同步的目的.我國同步網(wǎng)結(jié)構(gòu) 我國同步網(wǎng)采用分級的主從同步方式，即同步網(wǎng)中的時鐘依據(jù)其在網(wǎng)中的位置和重要性被分為四個等級，其中基準(zhǔn)時鐘為第一級時鐘，其他三級依次為轉(zhuǎn)接局、本地局和設(shè)備從時鐘。每一級從時鐘需要和上一級或同級保持同步. 同步時鐘的等級標(biāo)準(zhǔn). 時鐘電路的工作模式光接口、電接口的界定光接口：電接口：圖5-23：誤碼性能 是以誤塊秒比ESR、嚴(yán)重誤塊秒比SESR及背景誤塊

14、比BBER為參數(shù)來表示的1.誤塊EB 由于SDH幀結(jié)構(gòu)是采用塊狀結(jié)構(gòu)，因而當(dāng)同一塊內(nèi)的任意比特發(fā)生過失時，那么認(rèn)為該塊出現(xiàn)過失，通常稱該塊為過失塊或誤塊2.誤碼性能參數(shù) 誤塊秒比ESR：當(dāng)某1秒具有1個或多個誤塊時，那么稱該秒為誤塊秒，那么在規(guī)定觀察時間間隔內(nèi)出現(xiàn)的誤塊秒數(shù)與總的可用時間在測試時間內(nèi)扣除其間的不可用時的時間之比便成為誤塊秒比 嚴(yán)重誤塊秒比SESR：某1秒內(nèi)有不少于30%的誤塊，那么認(rèn)為該秒為嚴(yán)重誤塊秒比 背景誤塊比BBER：如果連續(xù)10秒鐘誤碼率劣于10-3那么認(rèn)為是故障 三個指標(biāo)中，SESR指標(biāo)最嚴(yán)重，BBER最送抖動性能 抖動是數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的重要指標(biāo)之一，它對通信系統(tǒng)的質(zhì)量有非常大的影響1.抖動與漂移的概念 在數(shù)字信號傳輸過程中，脈沖在時間間隔上不再是等間隔的，而是隨機的，這種變化關(guān)系可以用頻率來描述，當(dāng)頻率10Hz時的隨機變化被稱為抖動，反之稱為漂移。抖動的程度原那么上可以用時間按、相位、數(shù)字周期來表