第六章 同步數(shù)字體系

1、 王立王立湖南文理學(xué)院電氣系湖南文理學(xué)院電氣系 v6.1 兩種傳輸體制 v6.2 SDH6.1 兩種傳輸體制一. PDH(準同步數(shù)字系列)v1976年實現(xiàn)標準化v有兩種基礎(chǔ)速率:1.544Mbit/s和2.048Mbit/sv主要應(yīng)用點對點的傳輸v采用正碼速調(diào)整方法實現(xiàn)復(fù)用PDH系列的缺點有：系列的缺點有：(1) PDH有兩種系列，即以有兩種系列，即以2.048Mb/s為基群及為基群及以以1.544Mb/s為基群的體系，相互間難以互通為基群的體系，相互間難以互通和兼容。和兼容。(2) 由于沒有統(tǒng)一規(guī)范的光接口，不同廠家的由于沒有統(tǒng)一規(guī)范的光接口，不同廠家的設(shè)備在光路上不能互通，必須轉(zhuǎn)換成標準電

2、接設(shè)備在光路上不能互通，必須轉(zhuǎn)換成標準電接口才能互通，限制了聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。口才能互通，限制了聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。(3) PDH高次群信號中的低次群信號位置沒有指示，高次群信號中的低次群信號位置沒有指示，因此要從中取出因此要從中取出/插入一個低次群信號插入一個低次群信號(俗稱上俗稱上/下電路下電路)很不方便，必須逐級分接、復(fù)接才能實現(xiàn)，需要設(shè)備很不方便，必須逐級分接、復(fù)接才能實現(xiàn)，需要設(shè)備多，上下業(yè)務(wù)費用高。多，上下業(yè)務(wù)費用高。 (4) PDH各等級的幀結(jié)構(gòu)中預(yù)留的插入比特各等級的幀結(jié)構(gòu)中預(yù)留的插入比特(開銷開銷)很很少，使網(wǎng)絡(luò)無法適應(yīng)不斷演變的管理要求，更難以支少，使網(wǎng)絡(luò)無法適應(yīng)不斷演變的管理要求，更難以支

3、持新一代的網(wǎng)絡(luò)。持新一代的網(wǎng)絡(luò)。為此，為此，CCITT根據(jù)世界各國間通信聯(lián)網(wǎng)的需要，制根據(jù)世界各國間通信聯(lián)網(wǎng)的需要，制定了同步數(shù)字系列定了同步數(shù)字系列SDH(Synchronous Digital Hierarchy)的建議。在用光纖來構(gòu)成基于的建議。在用光纖來構(gòu)成基于SDH的傳輸?shù)膫鬏斁W(wǎng)時，也稱為同步光網(wǎng)網(wǎng)時，也稱為同步光網(wǎng)SONET(Synchronous Optical Network)，是一種新一代的理想傳輸體制。是一種新一代的理想傳輸體制。(1) 使使24路制和路制和30路制兩種路制兩種PDH數(shù)字系列在數(shù)字系列在STM-1等級上等級上實現(xiàn)了統(tǒng)一，使之成為數(shù)字傳輸體制上的世界標準；實現(xiàn)

4、了統(tǒng)一，使之成為數(shù)字傳輸體制上的世界標準；(2) 由于采用了同步復(fù)用和復(fù)用映射方法，各種不同等級由于采用了同步復(fù)用和復(fù)用映射方法，各種不同等級的碼流在幀結(jié)構(gòu)凈負荷內(nèi)的排列是有規(guī)律的，而凈負荷的碼流在幀結(jié)構(gòu)凈負荷內(nèi)的排列是有規(guī)律的，而凈負荷與網(wǎng)絡(luò)同步。因此可以方便地從高速信號中一次分出低與網(wǎng)絡(luò)同步。因此可以方便地從高速信號中一次分出低速支路信號，這不僅使上下業(yè)務(wù)變得非常容易，而且便速支路信號，這不僅使上下業(yè)務(wù)變得非常容易，而且便于業(yè)務(wù)的管理及改善網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)透明性；于業(yè)務(wù)的管理及改善網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)透明性；(3) 在幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特，因而使網(wǎng)絡(luò)的運在幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特，因而使網(wǎng)絡(luò)的

5、運行、管理和維護行、管理和維護(OAM)能力大大加強，而且便于將部分能力大大加強，而且便于將部分網(wǎng)絡(luò)管理能力分配到網(wǎng)絡(luò)單元，實現(xiàn)分布式管理以及實網(wǎng)絡(luò)管理能力分配到網(wǎng)絡(luò)單元，實現(xiàn)分布式管理以及實現(xiàn)高可靠性的自現(xiàn)高可靠性的自愈環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)；愈環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)； 二 SDH(4) 確定了世界統(tǒng)一的光纖網(wǎng)絡(luò)接口，可以在光路上確定了世界統(tǒng)一的光纖網(wǎng)絡(luò)接口，可以在光路上實現(xiàn)橫向兼容，便于網(wǎng)絡(luò)的組織和調(diào)度，使網(wǎng)絡(luò)投資實現(xiàn)橫向兼容，便于網(wǎng)絡(luò)的組織和調(diào)度，使網(wǎng)絡(luò)投資成本節(jié)約成本節(jié)約1020%以上；以上；(5) SDH網(wǎng)具有信息凈負荷和定時的透明性。所謂信網(wǎng)具有信息凈負荷和定時的透明性。所謂信息凈負荷的透明性指的是網(wǎng)絡(luò)可以傳

6、送各種凈負荷及息凈負荷的透明性指的是網(wǎng)絡(luò)可以傳送各種凈負荷及其它們的組合，而與信息的具體結(jié)構(gòu)無關(guān)；其它們的組合，而與信息的具體結(jié)構(gòu)無關(guān)；(6) SDH網(wǎng)具有后向和前向兼容性。它與傳統(tǒng)的網(wǎng)具有后向和前向兼容性。它與傳統(tǒng)的PDH網(wǎng)完全兼容。另外它還能容納新的業(yè)務(wù)信號，如網(wǎng)完全兼容。另外它還能容納新的業(yè)務(wù)信號，如B-ISDN中的中的ATM信元、高速局域網(wǎng)的光纖分布式數(shù)據(jù)信元、高速局域網(wǎng)的光纖分布式數(shù)據(jù)接口接口(FDDI)信號和分布排隊雙總線信號和分布排隊雙總線(DQDB)信號等。信號等。6.2 SDHvSDH網(wǎng)絡(luò)是由一些SDH網(wǎng)元組成的，可以在光纖、微波以及衛(wèi)星上進行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連

7、接的網(wǎng)絡(luò)，它有世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口（NNI），同時它具有標準的信息結(jié)構(gòu)等級，被稱為同步傳輸模塊（STMN），（N=1，4，16，64）.其中最基本的傳輸模塊為STM1 圖 5.3傳輸通道的結(jié)構(gòu) (a) 傳輸通道連接模型； (b) 分層結(jié)構(gòu) 通道終接設(shè)備線路終接設(shè)備TMADM/DXC再生段Section再生段再生段線路終接設(shè)備通道終接設(shè)備E1E3E1E3ADM/DXCTM復(fù)接段(Line)傳輸通道(Path)(a)PathLineSectionPhotonicSectionPhotonicPathLineSectionPhotonic再生中繼器(b)再生中繼器 SDH的幀結(jié)構(gòu)一幀一幀(9270

8、 N字節(jié))一幀RSOHAU PTRMSOHSTM-N凈負荷(含POH)9N261N列94321行傳輸方向 SDH基幀速率v由于基本幀結(jié)構(gòu)是由9行，每行270列構(gòu)成，每幀的傳送周期為125s,故其傳輸9270字節(jié)，傳輸速率為155.520Mbit/s. SDH功能區(qū)v整個幀結(jié)構(gòu)分為三個功能區(qū)v一、段開銷區(qū)（SOH），是指STM結(jié)構(gòu)中為了保證信息正常運轉(zhuǎn)而供網(wǎng)絡(luò)運行、管理和維護所使用的附加字節(jié)。這些段開銷包括再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH）二、凈負荷區(qū)：凈負荷區(qū)內(nèi)存放的是有效傳輸?shù)男畔?，它是由有效傳輸?shù)男畔⒓由喜糠钟糜谕ǖ辣O(jiān)視、管理和控制的通道開銷（POH），POH被視為凈負荷的一部

9、分。并與之一起傳輸，直到接收端該凈負荷被分接。三、管理指針（AUPTR）實際上是一組數(shù)碼，其值代表凈負荷中信息的起始字節(jié)的位置，這樣在接收端可以根據(jù)指針所指的位置正確分解出有效傳輸信息。SDH的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)TU-11VC-11TU-12VC-12TU-2VC-4C-11C-12C-26312 kb /s2048 kb/s1544 kb/sC-344 736 kb/s34 368 kb/sTUG-2134TUG-3TU-3VC-3C-4139 264 kb /s17VC-37VC-43AU-4AU-3AUGSTM-N13N指針處理復(fù)用定位校準映射STM-NAUGVC-4TUG-3TUG-2AU-

10、4TU-3TU-12N13713VC-3VC-12C-3C-1C-4139 264 kb / s34 368 kb / s2 048 kb / s指針處復(fù)用定位校準映射我國采用的復(fù)用結(jié)構(gòu) 1終端復(fù)用器（TM）終端復(fù)用器是將PDH支路信號或者將低速率的SDH信號復(fù)用進高速率的SDH設(shè)備，主要應(yīng)用在PDH和SDH的邊界，將各類低速信號進入高速線路的傳輸場合上。2分插復(fù)用器（ADM）分插復(fù)用器是SDH中的重要設(shè)備，也是應(yīng)用最廣泛的設(shè)備。它實現(xiàn)了低速率信號靈活插入到高速率信號之中或者從高速率信號中分出的功能。ADM利用內(nèi)部的時隙分配，可以將支路信息指定到STM-N/OC-N中的任何位置。如圖，作為OC

11、-48信道的一部分，一個OC-12和兩個OC-3進入ADM1，OC-12直通過去，兩個OC-3卻被分接下來；然后，另外兩個OC-12和一個OC-3連同直通的OC-12一起復(fù)接成一個OC-48，送到ADM2中。 SDH 設(shè)備ADM功能3數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC）DXC是一種具有一個、多個準同步數(shù)字體系（G.703）或同步數(shù)字體系（G.707）的信號端口，可對任何速率信號端口（和/或其子速率信號端口）與其他速率信號端口（和/或其子速率信號端口）間進行可控連接和再連接的設(shè)備。DXC的核心是交叉連接功能，交叉連接速率與接入速率之間的轉(zhuǎn)換由復(fù)用和解復(fù)用功能來完成。首先每個輸入信號被解復(fù)用成m個并行交叉連

12、接信號，然后，內(nèi)部的交叉連接網(wǎng)采用時隙交換技術(shù)，按照預(yù)先存放的交叉連接圖或動態(tài)計算的交叉連接圖對這些交叉連接通道進行重新排列，最后再利用復(fù)用功能將這些重新安排后的信號復(fù)用成高速信號輸出。 SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)單元(a) 終端復(fù)用器TM； (b) 分插復(fù)用設(shè)備ADM(Add/Drop Multiplexer); (c) 數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC MUXE1E1STM- N同 步 復(fù) 接DMXE1E1STM-N同 步 分 接(a)DMXMUX中 繼 線STM- N中 繼 線STM- NDropSTM- nAddSTM- n分 接復(fù) 接本 地(b)1:m1:mm:1m:1復(fù) 接交 叉 連 接 矩 陣分 接1n1n(c)配 置 管 理圖 5.1 SDH傳輸網(wǎng)的典型拓撲結(jié)構(gòu)TMADMSTM- nDXCSTM- NADMTMTMSTM- NTMADMSTM- nDXCADMTMSTM- NSTM- NSTM- nSTM- NSTM- NSTM- NSTM- n低速信號低速信號低速信號低速信號(n N)SDH的應(yīng)用的應(yīng)用 SDH可用于點對點傳輸、 鏈形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)。 SDH環(huán)形網(wǎng)的一個突出優(yōu)點是具有“自愈”能力。 當(dāng)某節(jié)點發(fā)生故障或光纜中斷時，仍能維