基礎理論知識實用教案

1、所謂傳輸網(wǎng)是以信息信號通過具體物理媒質傳輸?shù)奈锢磉^程來描述，它是由具體設備組成的網(wǎng)絡。在某種意義下，傳輸網(wǎng)（或傳送網(wǎng)）又都可泛指全部實體(sht)網(wǎng)和邏輯網(wǎng)。2.關于通道、復用段、再生段的說明在SDH傳輸系統(tǒng)中，通道、復用段、再生段間的關系如圖5-1所示。第1頁/共53頁第一頁，共54頁。圖5-1 SDH傳輸系統(tǒng)(xtng)中通道、復用段、再生段間的關系第2頁/共53頁第二頁，共54頁。 圖中，PT指通道終端，它是虛容器的組合分解點，完成對凈負荷的復用(f yn)和解復用(f yn)，并完成對通道開銷的處理。 MST指復用(f yn)段終端、完成復用(f yn)段的功能，其中如產(chǎn)生和終結復用(

2、f yn)段開銷（MSOH）。相應的設備有：光纜線路終端、高階復用(f yn)器、寬帶交叉連接器等。第3頁/共53頁第三頁，共54頁。RST指再生段終端。它的功能塊在構成SDH幀結構過程中產(chǎn)生再生段開銷(RSOH)，在相反(xingfn)方向則終結再生段開銷。由圖5-1還可以看出，通道、復用段、再生段的定義和分界。第4頁/共53頁第四頁，共54頁。 二、 分層與分割的概念 從垂直方向看，傳送網(wǎng)是由兩個相互獨立的傳送網(wǎng)絡層（即層網(wǎng)絡）構成(guchng)，即通道層和傳輸媒質層。下一層為上一層提供服務。通道層又是為電路層提供服務的，而每一層網(wǎng)絡可以在水平方向上按照其內部結構分割為若干部分，因而分層

3、與分割的關系是相互正交的。第5頁/共53頁第五頁，共54頁。1. SDH傳送網(wǎng)分層模型SDH傳送網(wǎng)共分為通道層和傳輸媒質層。網(wǎng)絡關系如圖5-4所示。下層為上層(shngcng)提供透明服務，上層(shngcng)為下層提供服務內容。第6頁/共53頁第六頁，共54頁。圖5-4 傳送(chun sn)網(wǎng)的分層模型第7頁/共53頁第七頁，共54頁。 （1） 電路層網(wǎng)絡 電路層網(wǎng)絡是面向公用交換業(yè)務的網(wǎng)絡。 （2） 通道(tngdo)層網(wǎng)絡 通道(tngdo)層網(wǎng)絡為電路層網(wǎng)絡節(jié)點（如交換機）提供透明的通道(tngdo)（即電路群）。第8頁/共53頁第八頁，共54頁。（3） 傳輸媒質層網(wǎng)絡所謂傳輸媒質

4、層網(wǎng)絡是指那些能夠支持(zhch)一個或多個通道層網(wǎng)絡，并能在通道層網(wǎng)絡節(jié)點處提供適當通道容量的網(wǎng)絡。第9頁/共53頁第九頁，共54頁。 段層網(wǎng)絡 段層網(wǎng)絡又可以進一步分為復用(f yn)段層網(wǎng)絡和再生段層網(wǎng)絡。 復用(f yn)段層網(wǎng)絡是用于傳送復用(f yn)段終端之間信息的網(wǎng)絡。例如負責向通道層提供同步信息，同時完成有關復用(f yn)段開銷的處理和傳遞等項工作。再生段層網(wǎng)絡是用于傳遞再生中繼器之間以及再生中繼器與復用(f yn)終端之間信息的網(wǎng)絡。第10頁/共53頁第十頁，共54頁。 物理媒質層 物理媒質層網(wǎng)絡是指那些能夠為通道層網(wǎng)絡提供服務的、能夠以光電脈沖形式完成比特傳送功能的網(wǎng)絡

5、，它與段開銷無關。實際上物理媒質層是傳送層的最底層，無需服務層的支持，因而(yn r)網(wǎng)絡連接可以由傳輸媒質支持。第11頁/共53頁第十一頁，共54頁。 光通信系統(tǒng)中的再生段、復用段和通道按照分層的概念，不同層的網(wǎng)絡有不同的開銷和傳遞功能。為了便于對上述信息進行管理控制，因而(yn r)在SDH傳送網(wǎng)中的開銷和傳遞功能也是分層的。圖5-1給出了再生段、復用段和通道在系統(tǒng)組成中的定義和分界。其中再生段終端（RST）主要完成再生段功能，即再生段開銷（RSOH）的產(chǎn)生和終結。第12頁/共53頁第十二頁，共54頁。 復用段終端（MST）主要完成復用段功能，即復用段開銷（MSOH）的產(chǎn)生和終結，其功能可

6、以包含在光線路終端、寬帶DXC和高階復用器等設備中。 通道終端（PT）主要完成對凈負荷(fh)的復用和解復用以及通道開銷（POH）的產(chǎn)生和終結，其功能可以包含在低階復用器、DXC和用戶環(huán)路系統(tǒng)等設備中。第13頁/共53頁第十三頁，共54頁。圖5-5 層網(wǎng)絡(wnglu)間聯(lián)系示意圖第14頁/共53頁第十四頁，共54頁。（4） 相鄰層網(wǎng)絡間的關系從圖5-5可以清楚地看出，電路層網(wǎng)絡中的鏈路連接(linji)又是由傳輸媒質層網(wǎng)絡來完成的。第15頁/共53頁第十五頁，共54頁。 三、 SDH網(wǎng)絡拓撲結構 1. SDH網(wǎng)絡的基本拓撲結構 在SDH網(wǎng)絡中，通常采用點對點鏈狀、星形、樹形、環(huán)形(hun x

7、n)等網(wǎng)絡結構，下面分別進行介紹。第16頁/共53頁第十六頁，共54頁。 (1) 點到點鏈狀網(wǎng)絡結構 點到點鏈狀拓撲即為線形拓撲，它將各網(wǎng)絡節(jié)點( ji din)串聯(lián)起來，同時保持首尾兩個網(wǎng)絡節(jié)點( ji din)呈開放狀態(tài)的網(wǎng)絡結構。圖5-6(a)就是一個最為典型的點到點鏈狀SDH網(wǎng)絡。第17頁/共53頁第十七頁，共54頁。圖5-6基本物理拓撲(tu p)類型第18頁/共53頁第十八頁，共54頁。 這種網(wǎng)絡結構簡單，便于采用線路保護方式進行( jnxng)業(yè)務保護，但當光纜完全中斷時，此種保護功能失效。另外這種網(wǎng)絡的一次性投資小，容量大，具有良好的經(jīng)濟效益，因此很多地區(qū)采用此種結構來建立SD

8、H網(wǎng)絡。第19頁/共53頁第十九頁，共54頁。 (2) 星形網(wǎng)絡結構 所謂星形網(wǎng)絡拓撲結構是指圖5-6（b）所示的網(wǎng)絡結構，即其中一個特殊網(wǎng)絡節(jié)點（即樞紐點）與其他的互不相連(xin lin)的網(wǎng)絡節(jié)點直接相連(xin lin)，這樣除樞紐點之外的任意兩個網(wǎng)絡節(jié)點之間的通信，都必須通過此樞紐點才能完成連接，因而一般在特殊點配置交叉連接器（DXC）以提供多方向的互連，而在其他節(jié)點上配置終端復用器（TM）。第20頁/共53頁第二十頁，共54頁。 這種網(wǎng)絡結構簡單( jindn)，它可以將多個光纖終端統(tǒng)一成一個終端，從而提高帶寬的利用率，同時又可以節(jié)約成本，但在樞紐節(jié)點上業(yè)務過分集中，并且只允許采用

9、線路保護方式，因此系統(tǒng)的可靠性能不高，故僅在初期的SDH網(wǎng)絡建設中出現(xiàn)。目前多使用在業(yè)務集中的接入網(wǎng)中。第21頁/共53頁第二十一頁，共54頁。 (3) 樹形網(wǎng)絡結構 一般樹形網(wǎng)絡是由星形結構和線形結構組合而成的網(wǎng)絡結構，因而所謂樹形網(wǎng)絡結構是指將點到點拓撲單元(dnyun)的末端點連接到幾個樞紐點時的網(wǎng)絡結構，如圖5-6（c）所示。通常在這種網(wǎng)絡結構中，連接三個以上方向的節(jié)點應設置DXC，其他節(jié)點可設置TM或ADM。第22頁/共53頁第二十二頁，共54頁。 這種網(wǎng)絡結構適合于廣播式業(yè)務，而不利于提供雙向通信業(yè)務，同時也存在樞紐點可靠性不高和光功率預算問題(wnt)，但這種網(wǎng)絡結構仍在長途網(wǎng)中

10、使用。第23頁/共53頁第二十三頁，共54頁。 (4) 環(huán)形網(wǎng)絡結構 所謂環(huán)形網(wǎng)絡是指那些將所有(suyu)網(wǎng)絡節(jié)點串聯(lián)起來，并且使之首尾相連，而構成的一個封閉環(huán)路的網(wǎng)絡結構，如圖5-6（d）所示。 這種網(wǎng)絡結構的一次性投資要比線形網(wǎng)絡大，但其結構簡單，而且在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，具有自愈功能，即系統(tǒng)可以自動地進行環(huán)回倒換處理，排除故障網(wǎng)元，而無需人為的干涉就可恢復業(yè)務的功能。第24頁/共53頁第二十四頁，共54頁。 (5) 網(wǎng)孔形結構 所謂網(wǎng)孔形結構是指若干個網(wǎng)絡節(jié)點直接相互連接時的網(wǎng)絡結構，如圖5-6（e）所示。 這種網(wǎng)絡結構的可靠性高，但由于目前DXC設備價格昂貴，如果網(wǎng)絡中采用此設備進行高度

11、互聯(lián)，則會使光纜線路的投資成本增大，從而一次性投資大大增加，故這種網(wǎng)絡結構一般(ybn)在SDH技術相對成熟、設備成本進一步降低、業(yè)務量大且密度相對集中時采用。第25頁/共53頁第二十五頁，共54頁。2. SDH網(wǎng)絡規(guī)劃(guhu)原則（1） SDH的組網(wǎng)原則（2） 網(wǎng)絡拓撲的選擇第26頁/共53頁第二十六頁，共54頁。 3.我國SDH網(wǎng)絡結構 第一級干線：它是最上一層網(wǎng)絡，主要用于省會、城市間的長途通信，由于其間業(yè)務量較大，因而一般在各城市的匯接節(jié)點之間采用(ciyng)STM-64、STM-16高速光鏈路，而在各匯接節(jié)點城市裝備DXC設備，例如DXC4/4，從而形成一個以網(wǎng)孔形結構為主，其

12、它結構為輔的大容量、高可靠性的骨干網(wǎng)。由于使用了DXC4/4設備，這樣可以直接通過DXC4/4中的PDH體系140Mbit/s接口，將原有的140Mbit/s和565Mbit/s系統(tǒng)納入到長途一級干線之中。第27頁/共53頁第二十七頁，共54頁。 第二級干線：這是第二層網(wǎng)絡，主要用于省內的長途通信?？紤](kol)其具體業(yè)務量的需求，通常采用網(wǎng)孔形或環(huán)形骨干網(wǎng)結構，有時也輔以少量線形網(wǎng)絡，因而在主要城市裝備DXC設備，其間用STM-4或STM-16高速光纖鏈路相連接，形成省內SDH網(wǎng)絡結構。同樣由于在其中的匯接點采用DXC4/4或DXC4/1設備，因而通過DXC4/1上的2Mbit/s、34Mb

13、it/s和140Mbit/s接口，從而使原有的PDH系統(tǒng)也能納入二級干線進行統(tǒng)一管理。第28頁/共53頁第二十八頁，共54頁。 第三級干線:這是第三層網(wǎng)絡，主要(zhyo)由用于長途端局與市話之間以及市話局之間通信的中繼網(wǎng)構成。根據(jù)區(qū)域劃分法，可分為若干個由ADM組成的STM-4或STM-16高速環(huán)路，也可以是用路由備用方式組成的兩節(jié)點環(huán)，而這些環(huán)是通過DXC4/1設備來溝通，既具有很高的可靠性，又具有業(yè)務量的疏導功能。第29頁/共53頁第二十九頁，共54頁。 第四級是網(wǎng)絡的最低層面，既稱為用戶網(wǎng)，也可稱為接入網(wǎng)。由于業(yè)務量較低，而且大部分業(yè)務量匯聚于一個節(jié)點（交換局）上，因而可以采用環(huán)形網(wǎng)絡

14、結構，也可以采用星形網(wǎng)絡結構，其中是以高速(o s)光纖線路作為主干鏈路來實現(xiàn)光纖用戶環(huán)路系統(tǒng)（OLC）的互通，或者經(jīng)由ADM或TM來實現(xiàn)與中繼網(wǎng)的互通。速率為STM-1或STM-4，接口可以為STM-1光/電接口、PDH體系的2Mbit/s、34Mbit/s和140Mbit/s接口、普通電話用戶接口、小交換機接口、2B+D或30B+D接口以及城域網(wǎng)接口等。第30頁/共53頁第三十頁，共54頁。第二節(jié) 自 愈 網(wǎng) 一、 自愈網(wǎng)的概念 所謂自愈網(wǎng)就是無需人為干預網(wǎng)絡就能在極短時間內從失效狀態(tài)中自動恢復所攜帶的業(yè)務，使用戶感覺不到網(wǎng)絡已出現(xiàn)了故障。其基本原理就是使網(wǎng)絡具有備用路由，并重新(chng

15、xn)確立通信能力。第31頁/共53頁第三十一頁，共54頁。 二、 自動線路保護倒換(dohun) 自動線路保護倒換(dohun)是最簡單的自愈形式，其結構有兩種；即1+1和1n結構方式。第32頁/共53頁第三十二頁，共54頁。 1. 1+1結構 在圖5-8 中給出了1+1線路保護倒換結構，從圖中可以看出，由于發(fā)送端是永久地與主用、備用信道相連接，因而STM-N信號可以同時在主用信道和備用信道中傳輸，在接收端其MSP(復用段保護功能)同時對所接收到的來自主、備用信道的STM-N信號進行監(jiān)視，正常(zhngchng)工作情況下，選擇來自主用信道的信號作為輸出信號。一旦主用信道出現(xiàn)故障，則MSP會

16、自動從備用信道中選取信號作為接收信號。第33頁/共53頁第三十三頁，共54頁。圖5-8 1+1線路保護倒換(dohun)結構第34頁/共53頁第三十四頁，共54頁。 2. 1n結構 在圖5-9中給出1n線路保護倒換結構。從圖中可以看出，在1n結構中，備用(biyng)信道由多個主用信道共享，一般n值范圍為114。第35頁/共53頁第三十五頁，共54頁。圖5-9 1 n線路保護(boh)倒換結構第36頁/共53頁第三十六頁，共54頁。 三、 環(huán)路保護 1.自愈環(huán)結構方式的劃分 （1） 按照自愈環(huán)結構來劃分，可分為通道倒換環(huán)和復用段倒換環(huán)。前者是指業(yè)務量的保護，它是以通道為基礎的保護，它是利用通道

17、AIS信號決定是否應進行( jnxng)倒換；后者是指業(yè)務量的保護，它是以復用段為基礎的保護，當復用段出故障時，復用段的業(yè)務信號都轉向保護環(huán)。第37頁/共53頁第三十七頁，共54頁。 （2） 按照進入環(huán)的支路信號和由分路節(jié)點返回的支路信號方向是否相同來劃分，可分為單向環(huán)和雙向環(huán)兩種。所謂(suwi)單向環(huán)是指所有的業(yè)務信號在環(huán)中按同一方向傳輸；而雙向環(huán)是指進入環(huán)的支路信號和由此支路信號分路節(jié)點返回的支路信號的傳輸方向相反。第38頁/共53頁第三十八頁，共54頁。 （3） 按照一對節(jié)點( ji din)之間所用光纖的最小數(shù)量來劃分，可分為二纖環(huán)和四纖環(huán)。顯而易見，前者是指節(jié)點( ji din)間

18、是由兩根光纖實現(xiàn)，而后者則是四根光纖。第39頁/共53頁第三十九頁，共54頁。 2.幾種典型的自愈結構 （1） 二纖單向復用段倒換環(huán) 圖5-10(a)給出了二纖單向復用段倒換環(huán)的工作原理圖。以節(jié)點A和C之間的信息傳遞為例，說明其工作原理。 正常工作情況下 當BC節(jié)點間的光纜出現(xiàn)(chxin)斷線故障時第40頁/共53頁第四十頁，共54頁。圖5-10二纖單向復用(f yn)段倒換環(huán)第41頁/共53頁第四十一頁，共54頁。（2） 四纖雙向復用段倒換環(huán)四纖雙向復用段倒換環(huán)的工作原理如圖5-11(a)所示。以A、C節(jié)點間的信息傳輸為例，說明(shumng)其工作原理。正常工作情況下當B、C節(jié)點之間四根

19、光纖同時出現(xiàn)斷纖故障時第42頁/共53頁第四十二頁，共54頁。圖5-11四纖雙向復用(f yn)段倒換環(huán)第43頁/共53頁第四十三頁，共54頁。（3） 二纖雙向復用段倒換環(huán)從圖5-11(a)可見。具體結構如圖5-12所示。以A、C節(jié)點間的信息傳遞為例，說明其工作原理(yunl)。 正常工作情況下 當B、C節(jié)點間出現(xiàn)斷纖故障時第44頁/共53頁第四十四頁，共54頁。圖5-12二纖雙向復用(f yn)段倒換環(huán)第45頁/共53頁第四十五頁，共54頁。 （4） 二纖單向通道倒換環(huán)二纖單向通道倒換環(huán)的結構如圖5-13(a)所示，可見它采用1+1保護方式。當信息由A節(jié)點插入時，一路由主用光纖S1攜帶，經(jīng)B

20、節(jié)點到達C節(jié)點，另一路由備用光纖P1攜帶，經(jīng)D節(jié)點到達C節(jié)點，這樣(zhyng)在C節(jié)點同時從主用光纖S和備用光纖P1中分離出所傳送的信息，再按分路通道信號的優(yōu)劣決定選哪一路信號作為接收信號。同樣當信息由C節(jié)點插入后，分別由主用光纖S1和備用光纖P1所攜帶，前者經(jīng)B節(jié)點，后者經(jīng)D節(jié)點，到達A節(jié)點，這樣(zhyng)根據(jù)接收的兩路信號的優(yōu)劣，優(yōu)者作為接收信號。第46頁/共53頁第四十六頁，共54頁。圖5-13 二纖單向通道(tngdo)倒換環(huán)第47頁/共53頁第四十七頁，共54頁。當B、C節(jié)點間出現(xiàn)(chxin)斷線故障時，如圖5-13（b）所示。第48頁/共53頁第四十八頁，共54頁。 (5) 二纖雙向通道倒換環(huán) 在二纖雙向通道倒換環(huán)上既可以采用(ciyng)1+1保護方式，也可以采用(ciyng)11保護方式。下面分別進行討論。 1+1方式的二纖雙向通道倒換環(huán) a.正常