第十一章 光同步傳.

1、11.1 傳輸網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)傳送網(wǎng)包括傳送網(wǎng)包括：傳輸媒體、傳輸系統(tǒng)和傳輸節(jié)點設(shè)備。傳輸媒體：傳輸媒體： 提供傳遞信號的通道，包括： 有線：電纜，光纖 無線：微波，通信衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)：傳輸系統(tǒng)： 主要包括發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備 實現(xiàn)將基帶信號轉(zhuǎn)換成線路碼，信號的復(fù)/分解 常用的復(fù)用有：FDM，TDM和CDM 傳輸設(shè)備節(jié)點，包括傳輸設(shè)備節(jié)點，包括： 配線架 電分插復(fù)用器（ADM）、電交叉連接設(shè)備 （DXC) 光插分復(fù)用器（OADM）、光交叉連接設(shè)備（OXC）11.2 同步SDH概述 一、PDH產(chǎn)生的背景 80年代，光傳輸系統(tǒng)為PDH系統(tǒng) PDH規(guī)定規(guī)定標(biāo)稱速率標(biāo)稱速率和和允許偏差范圍允許偏差范圍。 如歐洲

2、制式的如歐洲制式的偏差偏差為：為： 2048Kbit/s50ppm 8448 Kbit/s30ppm 這種有相同的標(biāo)稱速率，但又允許有一定偏差的這種有相同的標(biāo)稱速率，但又允許有一定偏差的信號稱為信號稱為準(zhǔn)同步信號準(zhǔn)同步信號。 準(zhǔn)同步數(shù)字體系準(zhǔn)同步數(shù)字體系2022-5-305一次群一次群（基群）（基群）二二 次次 群群三三 次次 群群四四 次次 群群北美北美24路路1.544 Mbit/s96路（路（244）6.312 Mbit/s672路（路（966）44.736 Mbit/s4 032路路（6726）274.176 Mbit/s日本日本24路路1.544 Mbit/s96路（路（244）6.

3、312 bit/s480路（路（965）32.064 Mbit/s1440路路（4803）97.782 Mbit/s歐洲歐洲中國中國30路路2.048 Mbit/s120路（路（304）8.448 Mbit/s480路（路（1204）34.368 Mbit/s1920路路（4803）139.264 Mbit/s PDH應(yīng)用了20多年，其技術(shù)相當(dāng)成熟。 它將每路模擬話音信號進(jìn)行抽樣，量化、編碼、變成一路64Kbit/s數(shù)字信號。 但是他存在著很多缺陷：但是他存在著很多缺陷： 1.只有地區(qū)性的速率標(biāo)準(zhǔn)(電接口規(guī)范)，沒有國際性標(biāo)準(zhǔn) 如歐洲將30個獨立的64Kbit/s話音信道與兩個信息控制信道一起

4、形成一個32個時隙的信號結(jié)構(gòu)，其傳輸速率為2.048Mbit/s的一次群信號（基群信號） 北美和日本，則將24個64Kbit/s信道的信號間插復(fù)用在一起，形成一個1.544Mbit/s的信息流。 2. 沒有世界性的標(biāo)準(zhǔn)光接口規(guī)范沒有世界性的標(biāo)準(zhǔn)光接口規(guī)范 各廠家自行開發(fā)專用光接口，使得光接口無法在光路上互通(不同廠家的設(shè)備無法實現(xiàn)橫向兼容)。這給組網(wǎng)、管理及網(wǎng)絡(luò)互通帶來了很大的困難。 3.異步復(fù)用結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)復(fù)雜，硬件數(shù)量多。異步復(fù)用結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)復(fù)雜，硬件數(shù)量多。 PDH采用異步復(fù)接，從低次群到高次群的復(fù)接需通過碼速調(diào)整來達(dá)到速率的匹配和容納時鐘偏差;每提高一個次群，都要經(jīng)歷復(fù)雜的碼變換，碼速調(diào)整

5、、定時、復(fù)接/分接過程。 在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上需配備相關(guān)的復(fù)接設(shè)備，大大增加了設(shè)備的復(fù)雜性，降低了設(shè)備的可靠性。 4. PDH技術(shù)體系中沒有安排很多的用于網(wǎng)技術(shù)體系中沒有安排很多的用于網(wǎng)絡(luò)運行、管理、維護(hù)和指配絡(luò)運行、管理、維護(hù)和指配(OAM&P)的比的比特特. PDH各級信號幀中預(yù)留的開銷比特很少。 速率高于5次群時，繼續(xù)使用PDH難于實現(xiàn)。PDH通過通過線路編碼線路編碼插入比特插入比特用于監(jiān)控，用于監(jiān)控，因此用于因此用于網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)管理的通道明的通道明顯不足。顯不足。 5. PDH傳輸線路主要是點對點連接，不適傳輸線路主要是點對點連接，不適應(yīng)現(xiàn)代通信網(wǎng)靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。應(yīng)現(xiàn)代通信網(wǎng)靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

6、PDH為語音業(yè)務(wù)設(shè)計，不適應(yīng)現(xiàn)代通信為語音業(yè)務(wù)設(shè)計，不適應(yīng)現(xiàn)代通信 寬帶化、智能化和個性化的發(fā)展趨勢。寬帶化、智能化和個性化的發(fā)展趨勢。 6. . .二次群以上復(fù)用結(jié)構(gòu)采用異步復(fù)用二次群以上復(fù)用結(jié)構(gòu)采用異步復(fù)用 難以從高速信號中識別和提取低速支路信號。 增加了設(shè)備的復(fù)雜性，降低了設(shè)備的可靠性，并使信號產(chǎn)生損傷。 二. SDH產(chǎn)生過程l 1984年美國貝爾提出一種新的傳輸體制光同步傳送網(wǎng)（SYNTRAN）。 1985年ANSI通過此標(biāo)準(zhǔn)，形成了國家的正式標(biāo)準(zhǔn)，并更名為同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）。 1986年這一體系成為美國數(shù)字體系的新標(biāo)準(zhǔn)。同時，引起了ITU-T的關(guān)注。 1988年ITU-T接受了

7、SONET的概念，并進(jìn)行了適當(dāng)?shù)男薷模匦旅麨橥綌?shù)字體系（SDH），使之成為不僅適于光纖，也適于微波和衛(wèi)星傳輸。 1989年，ITU-T在其藍(lán)皮書上發(fā)表了G.707、G.708和G.709三個標(biāo)準(zhǔn)，從而揭開了現(xiàn)代信息傳輸嶄新的一頁。 三. SDH概念和特點 1. 什么是SDH？ SDH即同步數(shù)字體系同步數(shù)字體系，是一套可進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號的結(jié)構(gòu)等級。 大容量同步光通信網(wǎng)絡(luò)的國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)。 提供經(jīng)濟(jì)和靈活的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。 2. 什么是SDH網(wǎng)絡(luò)？ SDH網(wǎng)絡(luò)是由基本網(wǎng)元（NE）組成；在傳輸媒質(zhì)上（如光纖、微波等）進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和連接的

8、傳送網(wǎng)絡(luò)；它具有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口（NNI）。 NNI是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點互連的接口，它包含傳輸網(wǎng)絡(luò)的 兩種基本設(shè)備，傳輸設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備。 傳輸設(shè)備：傳輸設(shè)備： 光纖通信、微波通信和衛(wèi)星通信等系統(tǒng)光纖通信、微波通信和衛(wèi)星通信等系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點： 如如64kbit/s電路節(jié)點、寬帶交換節(jié)點等電路節(jié)點、寬帶交換節(jié)點等 3. 什么是SDH標(biāo)準(zhǔn) 1988年11月ITU-T批準(zhǔn)了第1個SDH標(biāo)準(zhǔn)。至今分別通過了數(shù)十個SDH的標(biāo)準(zhǔn)。 SDH標(biāo)準(zhǔn)涉及比特率、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口、復(fù)用結(jié)構(gòu)、復(fù)用設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)管理、線路系統(tǒng)和光接口、SDH信息模型、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、抖動性能、誤碼性能和環(huán)形網(wǎng)等內(nèi)容。 隨著SDH技術(shù)的發(fā)展

9、，對已有標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)行修改。還將有新的標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)，但基本框架和主要問題已經(jīng)解決。 4. SDH特點 對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口(NNI)進(jìn)行了統(tǒng)一的規(guī)范： 實現(xiàn)了橫向兼容性，可以容納北美、日本和歐洲的現(xiàn)有數(shù)字系列。具有全世界統(tǒng)一的幀結(jié)構(gòu)和速率等級結(jié)構(gòu)，使國際互通。（4個同步傳輸模塊STM） STM-1:155Mbit/s STM-4:622Mbit/s STM-16:2.5Gbit/s STM-64:10Gbit/s 具有統(tǒng)一的光接口標(biāo)準(zhǔn)： 使各個廠家的設(shè)備可以在光路上互連。 具有高速的SDH信號： 是通過簡單地將STM-1信號（同步傳輸模塊）信號將字節(jié)間插同步復(fù)接而成。 傳輸容量大： 商用的10Gbit/s的

10、光纖系統(tǒng)已經(jīng)投入使用。 SDH網(wǎng)絡(luò)具有良好的兼容性： 不僅與現(xiàn)有的PDH網(wǎng)絡(luò)完全兼容，還能容納各種新業(yè)務(wù)信號。 如： FDDI-光纖分布式數(shù)據(jù)接口 DQDB-城域網(wǎng)的分布排隊雙總線信號 寬帶ISDN中的異步傳送模式ATM等 體現(xiàn)了前向和后向的兼容性。 靈活的分插功能： SDH規(guī)定了嚴(yán)格的映射復(fù)用方法，并采用指針技術(shù)。支路信號在線路中的位置是透明的，可以直接從STM-N中使用上下支路信號，無需通過逐級復(fù)用實現(xiàn)分插功能，減少了設(shè)備的數(shù)量，簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 SDH具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力： SDH的幀結(jié)構(gòu)中有足夠的開銷比特（開銷比特占總?cè)萘康?%），不僅滿足目前的告警、性能監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)配置、倒換和公務(wù)等

11、的需要，而且還有進(jìn)一步擴(kuò)展的余地，用以滿足將來的監(jiān)控和網(wǎng)管需要。 強(qiáng)大的自愈能力： 具有智能監(jiān)測的SDH網(wǎng)管系統(tǒng)和網(wǎng)路動態(tài)配置功能，使SDH網(wǎng)絡(luò)容易實現(xiàn)自愈。在設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)生故障時，能迅速恢復(fù)業(yè)務(wù)，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。降低維護(hù)費用。 SDH最主要的優(yōu)點是：最主要的優(yōu)點是：同步復(fù)用同步復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)的光接口標(biāo)準(zhǔn)的光接口強(qiáng)大的網(wǎng)管能力強(qiáng)大的網(wǎng)管能力 5. PDH缺點 頻帶利用率低，不如傳統(tǒng)的頻帶利用率低，不如傳統(tǒng)的PDH。 指針調(diào)整增加了設(shè)備的復(fù)雜性。指針調(diào)整增加了設(shè)備的復(fù)雜性。 低頻抖動和漂移性能易于損傷，特別在低頻抖動和漂移性能易于損傷，特別在PDH和和SDH的過渡時期。的過渡時期。 大量的軟件使用對

12、系統(tǒng)安全的影響大量的軟件使用對系統(tǒng)安全的影響 SDH速率 SDH信號速率等級表示為STM-N，其中N是正整數(shù)。目前SDH只能支持一定的N值，即N只能為1，4，16和64，其中最基本也是最重要的模塊信號是STM-1，其速率是155.520Mbit/s。更高等級的STM-N信號是將本模塊信號STM-1經(jīng)過字節(jié)間插后得出，STM-4等級的速率為622.080Mbit/s，STM-16等級的速率為2488.320Mbit/s，STM-64等級的速率為9953.280Mbit/s。11.3 STM幀結(jié)構(gòu) SDH具有統(tǒng)一規(guī)范的速率。SDH信號以同步傳輸模塊(STM)的形式傳送。最基本的同步傳輸模塊是STM

13、1，更高等級的STMN信號是將STM1按同步復(fù)用，N是正整數(shù)。 ITU-T建議 G.707所規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)速率值為：SDH 等等級級 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)速速率率 155M STM-1（1890CH） 155.52Mbit/s 622M STM-4（7560CH） 622.08Mbit/s 2.5G STM-16(30240CH) 2448.32Mbit/s 10G STM-64(120960CH) 9953.28Mbit/s SDH幀結(jié)構(gòu) STM-N的幀結(jié)構(gòu)的的幀結(jié)構(gòu)的3個組成部分個組成部分： 段開銷：再生段開銷段開銷：再生段開銷RSOH 復(fù)用段開銷復(fù)用段開銷MSOH 管理單元指針管理單元指針AU-PTR

14、信息凈負(fù)荷信息凈負(fù)荷payload段開銷段開銷SOH是為了保證信息凈負(fù)荷正常靈是為了保證信息凈負(fù)荷正常靈活傳送所必須附加的，供網(wǎng)絡(luò)運行、管理活傳送所必須附加的，供網(wǎng)絡(luò)運行、管理和維護(hù)和維護(hù)OAM使用的字節(jié)。使用的字節(jié)。 再生段開銷再生段開銷RSOH負(fù)責(zé)對整個負(fù)責(zé)對整個STM-N信信號的監(jiān)控管理號的監(jiān)控管理 復(fù)用段開銷復(fù)用段開銷MSOH負(fù)責(zé)對負(fù)責(zé)對STM-N中每一中每一個個STM-1信號的監(jiān)控管理信號的監(jiān)控管理 信息凈負(fù)荷信息凈負(fù)荷payload在在STM-N幀結(jié)構(gòu)中幀結(jié)構(gòu)中存放將由存放將由STM-N傳送的各種信息碼塊的地傳送的各種信息碼塊的地方（含通道開銷方（含通道開銷POH） 管理單元指針管理單元指針AU-PTR 指示信息凈負(fù)荷的第一個字節(jié)在指示信息凈負(fù)荷的第一個字節(jié)在STM-N幀幀中的準(zhǔn)確位置，以便在接收端正確地分解。中的準(zhǔn)確位置，以便在接收端正確地分解。 STM-1幀結(jié)構(gòu)的參數(shù)幀結(jié)構(gòu)的參數(shù) 幀頻為幀頻為8000Hz 幀周期為幀周期為125S/幀幀 碼塊：碼塊：92708=19440bit 傳輸速率傳輸速率: 927088000=155520Kbit/s=155Mbit/s 一. STM-1幀結(jié)構(gòu)及組成復(fù)用段開銷MSOHAU-PTR再生段開銷RSOH高階通道開銷HPOH信息凈負(fù)荷信息凈負(fù)荷