城市軌道交通通信傳輸系統(tǒng)維護(hù) 課件 3.5 SDH網(wǎng)元

3.5SDH網(wǎng)元通過前面章節(jié)的介紹，我們知道SDH設(shè)備由終端復(fù)用器(TM)、分插復(fù)用器(ADM)和數(shù)字交叉連接設(shè)備(DXC)等基本邏輯單元組成，這些設(shè)備分別是由一系列的邏輯功能塊構(gòu)成的。有了映射復(fù)用等基本知識，本章節(jié)開始介紹SDH設(shè)備的邏輯功能。3.5.1SDH邏輯功能SDH網(wǎng)絡(luò)所用設(shè)備的基本功能主要是復(fù)接、交叉連接和線路傳輸，SDH設(shè)備通?？煞譃樵偕?、復(fù)用器和交叉連接設(shè)備?，F(xiàn)在使用的SDH設(shè)備邏輯上分為若干組件，不同的組件又由不同的邏輯功能塊組成，這樣可以通過軟件來實(shí)現(xiàn)功能的組合，與硬件解耦，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備、不同廠家的橫向兼容。SDH邏輯功能塊主要由基本功能模塊和輔助功能模塊構(gòu)成。3.5.1SDH邏輯功能SDH物理接口功能(SPI)SDH物理接口功能(SPI)是設(shè)備和線路的物理接口，主要完成光/電變換、電/光變換、提取線路時鐘信號以及相應(yīng)告警的檢測等功能。在信號流從A→B的接收方向，線路送來的STM-N光信號在此功能塊中轉(zhuǎn)換成內(nèi)部邏輯電平信號，同時從STM-N中提取時鐘信號并通過參考點(diǎn)T傳送給同步設(shè)備定時源功能塊(SETS)鎖相，鎖相完成后由SETS將定時信號傳給其他功能塊，作為它們工作的時鐘頻率。當(dāng)A點(diǎn)的STM-N信號失效時，例如光信號丟失、光功率過低、傳輸性能劣化等，SPI會產(chǎn)生相關(guān)告警，經(jīng)過參考點(diǎn)S傳送給同步設(shè)備管理功能塊(SEMF)，同時也傳送給下游的再生段終端功能塊(RST)。3.5.1SDH邏輯功能SDH物理接口功能(SPI)在信號流從B→A的發(fā)送方向，SPI將再生段終端功能塊(RST)送來的、攜帶定時信息的STM-N電信號轉(zhuǎn)換為線路光信號，在參考點(diǎn)A形成適合光傳輸?shù)腟TM-N光接口信號。當(dāng)光接口板激光器故障或達(dá)到使用期限時，產(chǎn)生激光器狀態(tài)相關(guān)告警信號，經(jīng)參考點(diǎn)S傳送給SEMF。3.5.1SDH邏輯功能再生段終端功能(RST)再生段終端功能(RST)是再生段開銷RSOH的的宿和源端點(diǎn)，即在發(fā)送方向形成SDH幀信號的過程中加入RSOH，并在相反方向(收方向)解復(fù)用取出RSOH，完成再生段開銷RSOH的終結(jié)。在信號流從B→C的收方向，RST接收到來自SPI的信號，首先搜尋A1A1A1A2A2A2幀定位字節(jié)進(jìn)行定位，如果連續(xù)5幀以上無法正確定位幀頭，設(shè)備進(jìn)入幀失步狀態(tài)，RST功能塊通過S點(diǎn)向SEMF上報接收信號幀失步告警(R-OOF)。在幀失步狀態(tài)中，如果連續(xù)接收到2個正確定位的幀，則退出幀失步狀態(tài)，如果幀失步狀態(tài)持續(xù)3ms以上，設(shè)備進(jìn)人幀丟失狀態(tài)，RST上報幀丟失告警(R-LOF)，產(chǎn)生全“1”的AIS信號發(fā)送給MST。如果幀定位正確，RST對STM-N幀中除RSOH第一行字節(jié)外的所有字節(jié)進(jìn)行解擾后提取RSOH進(jìn)行處理，需要說明的是，在解擾前，3.5.1SDH邏輯功能再生段終端功能(RST)RST先進(jìn)行BIP-8計算，并與下一幀的B1字節(jié)比較，檢測接收信號的誤碼情況，如果接收信號有誤碼，本端產(chǎn)生再生段背景誤碼塊(RS-BBE)性能事件，并上報給SEMF。RST提取E1、F1字節(jié)傳送給開銷接入功能塊(OHA)處理公務(wù)聯(lián)絡(luò)電話；提取D1~D3字節(jié)傳送給SEMF，提供再生段的運(yùn)行、管理和維護(hù)信息。在信號流從C→B的發(fā)方向，RST接收來自復(fù)用段終端功能MST的帶MSOH的STM-N信號（包括時鐘信號），加入RSOH（包括上一幀擾碼后的BIP-8計算結(jié)果B1、本端數(shù)據(jù)通路字節(jié)D1-D3、公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié)E1等），并對除RSOH第一行字節(jié)外的所有字節(jié)進(jìn)行擾碼，輸出完整的STM-N信號。3.5.1SDH邏輯功能復(fù)用段終端功能(MST)復(fù)用段終端功能(MST)是復(fù)用段開銷字節(jié)MSOH的的宿和源端點(diǎn)，即在發(fā)送方向形成SDH幀信號的過程中加入MSOH，并在相反方向(收方向)解復(fù)用取出MSOH，完成復(fù)用段開銷MSOH的終結(jié)。在信號流從C→D的接收方向，從RST接收已經(jīng)恢復(fù)了RSOH的STM-N信號，對除RSOH外的STM-N信號進(jìn)行BIP-24校驗，與上一幀的B2B2B2位比較，并將比較結(jié)果發(fā)送給SEMF，如果有誤碼，則將誤碼塊數(shù)量通過M1字節(jié)發(fā)送給對端，同時產(chǎn)生復(fù)用段遠(yuǎn)端差錯指示告警（MS-REI）發(fā)送給對端。在處理K1和K2字節(jié)時，提取K1和K2字節(jié)的自動保護(hù)倒換(APS)信息（b1~b5）上報給SEMF，以便SEMF在網(wǎng)絡(luò)故障時發(fā)送復(fù)用段倒換相關(guān)命令，提取K2字節(jié)的b6~b8比特，如果連續(xù)3幀出現(xiàn)“111”，MST產(chǎn)生復(fù)用段告警指示信號(MS-AIS)，3.5.1SDH邏輯功能復(fù)用段終端功能(MST)如果連續(xù)3幀出現(xiàn)“110”，表示MST已經(jīng)檢測到對端設(shè)備發(fā)過來的復(fù)用段遠(yuǎn)端失效告警(MS-RDI)，即對端設(shè)備出現(xiàn)MS-AIS、B2B2B2誤碼過大等劣化告警。與再生段終端功能(RST)類似，復(fù)用段終端功能(MST)提取相應(yīng)的D4~D12字節(jié)同步給設(shè)備管理功能模塊SEMF處理復(fù)用段的OAM信息，提取相應(yīng)的E2字節(jié)同步給OHA處理復(fù)用段公務(wù)聯(lián)絡(luò)信息，提取S1字節(jié)獲得同步質(zhì)量等級信息。在信號流從D→C的發(fā)送方向，復(fù)用段終端功能(MST)從MSP接收的是不包含MSOH和RSOH的STM-N凈負(fù)荷，將上一幀的BIP-24計算結(jié)果放入本幀的B2B2B2中，插入公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié)E2、數(shù)據(jù)通路字節(jié)D4~D12、C→D方向產(chǎn)生的M1字節(jié)、K1K2字節(jié)、S1字節(jié)等形成包含MSOH的復(fù)用段信號傳送到RST。3.5.1SDH邏輯功能復(fù)用段保護(hù)功能(MSP)復(fù)用段保護(hù)功能(MSP)通過對STM-N信號的持續(xù)監(jiān)測，在信號流從D→E的接收方向，系統(tǒng)故障時，啟動K1、K2字節(jié)的APS協(xié)議，將故障的工作信道倒換到保護(hù)信道上去，完成在復(fù)用段內(nèi)對STM-N信號的保護(hù)，避免業(yè)務(wù)受損；在信號流從E→D的發(fā)送方向，透明傳輸。3.5.1SDH邏輯功能復(fù)用段適配功能(MSA)復(fù)用段適配功能(MSA)主要完成AU-PTR的產(chǎn)生和處理以及STM-N幀的組合和分解。在信號流從F→E的接收方向，接收帶定時信息的STM-N凈負(fù)荷，進(jìn)行消除間插處理，形成多個獨(dú)立的AU-4信號，再進(jìn)行AU-4的指針處理，形成VC-4信號。如果AU-4指針丟失（例如連續(xù)8幀為無效指針值或者連續(xù)8幀為NDF反轉(zhuǎn)），MSA產(chǎn)生指針丟失告警（AU-LOP），并上報給SEMF，同時向HPC發(fā)送全“1”信號。在信號流從F→E的發(fā)送方向，接收HPC的VC-4信號和幀偏移，加入AU-PTR形成AU-4，多個AU-4經(jīng)字節(jié)間插復(fù)用組合為AUG。如果從HPC接收的為全“1”信號，則產(chǎn)生AU-AIS告警，上報給SEMF，同時繼續(xù)向下游發(fā)送全“1”信號。3.5.1SDH邏輯功能高階通道連接功能塊(HPC)高階通道連接功能塊(HPC)是一個交叉連接矩陣，完成對高階通道VC4的交叉連接，由此可以看出，信號流在HPC中透明傳輸。在信號流中發(fā)送和接收方向都標(biāo)記為F。3.5.1SDH邏輯功能高階通道終端功能塊(HPT)高階通道終端功能塊(HPT)是高階通道開銷的源和宿端點(diǎn)，在構(gòu)成STM-N凈負(fù)荷過程中加入高階通道開銷(POH)，在分解過程中取出POH。1在信號流從F→G的接收方向，將從HPC接收的VC-4信號中取出高階通道開銷POH,進(jìn)行通道開銷的處理，并向LPA輸出高階容器數(shù)據(jù)流C-4。2在信號流從G→F的發(fā)送方向，HPT接收來自下游的C-4信號，確定高階POH并將其裝入C-4，形成VC-4。33.5.1SDH邏輯功能高階通道適配功能塊(HPA)高階通道適配功能塊(HPA)完成高階通道與低階通道之間的組合和分解以及指針處理等工作。在信號流從G→H的接收方向，HPA將接收的C-4進(jìn)行消除間插處理，分解成63個TU-12進(jìn)行TUPTR指針處理，向LPC輸出63個VC-12信號。如果TUPTR丟失(例如連續(xù)8幀TUPTR指針值不在有效范圍之內(nèi)或者發(fā)生NDF飯莊)，HPA產(chǎn)生相應(yīng)通道的TU-LOP報警，并向LPC輸出全“1”信號。在信號流從H→G的發(fā)送方向，HPA對輸入的VC-12加入TUPTR，形成TU-12，然后將63個TU-12通過字節(jié)間插復(fù)用，形成TUG-2、TUG-3，最終形成完整的C-4信號傳送給HPT。3.5.1SDH邏輯功能低階通道連接功能塊(LPC)低階通道連接功能塊(LPC)是一個交叉連接矩陣，完成對低階VC(例如VC-12)的交叉連接，實(shí)現(xiàn)低階VC之間靈活的分配和連接，功能與高階通道連接功能塊(HPC)類似，在物理設(shè)備上，HPC和LPC共同由交叉單元實(shí)現(xiàn)。3.5.1SDH邏輯功能低階通道終端功能塊(LPT)低階通道終端功能塊(LPT)是低階通道開銷的源和宿端點(diǎn)。在信號流從H→I的接收方向，對來自LPC的信號提取低階通道開銷(POH)，從低階虛容器中恢復(fù)凈負(fù)荷C-12。在信號流從I→H的發(fā)送方向，對來自LPA的信號插入低階通道開銷(POH)，加入到C-12中，形成完整的VC-12信號。3.5.1SDH邏輯功能低階通道適配功能塊(LPA)030201低階通道適配功能塊(LPA)通過映射和去映時的方式，完成PDH信號與SDH信號網(wǎng)絡(luò)之間的適配。在信號流從G→L的接收方向，完成C-4信號的去映射，恢復(fù)為PDH信號。在信號流從L→G的發(fā)送方向，把2.048Mb/s或139268Mb/s的PDH信號映射進(jìn)C-12或者C-4中。3.5.1SDH邏輯功能PDH物理接口功能塊(PPI)PDH物理接口功能塊(PPI)把G.703標(biāo)準(zhǔn)的PDH信號通過碼型變換轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的普通二進(jìn)制信號、提取支路定時信號，或做相反的處理，類似于SPI的物理接口功能。以高階接口中的PPI為例：在信號流從L→M的接收方向，接收LPA的信號和時鐘信息，進(jìn)行CMI編碼，輸出標(biāo)準(zhǔn)的G.703信號。在信號流從M→L的接收方向，接收PDH支路信號，將CMI編碼轉(zhuǎn)換為NRZ編碼，提取支路時鐘信號同步到SEMF。以上介紹的多個基本功模塊經(jīng)過靈活組合，形成復(fù)合功能模塊，完成相對整體的功能。SPI、RST、MST、MSP、MSA組合成傳送終端功能塊(TTF)，將VC-4信號按照SDH的映射復(fù)用結(jié)構(gòu)組裝為STM-N信號或者相反處理，一般由物理設(shè)備上的線路單元實(shí)現(xiàn)。3.5.1SDH邏輯功能PDH物理接口功能塊(PPI)HPT、LPA、PPI組合成高階接口(HOI)，將140Mb/s的PDH信號映射成VC-4信號，或者將VC-4信號去映射形成140Mb/s的PDH信號，一般由物理設(shè)備上的支路單元實(shí)現(xiàn)。HPT、HPA組合成高階組裝器(HOA)，將低階通道信號復(fù)用成高階通道信號或者將高階通道信號復(fù)用成低階通道信號，一般由物理設(shè)備上的支路單元實(shí)現(xiàn)。PPI、LPA、LPT組合成低階接口功能塊(LOI)，將VC-12信號去映射形成2Mb/s的PDH信號，或者將2Mb/s的PDH信號經(jīng)映射處理適配進(jìn)VC-12信號，一般由物理設(shè)備上的支路單元實(shí)現(xiàn)。1233.5.1SDH邏輯功能輔助功能模塊以上介紹的基本功能模塊完成了SDH設(shè)備映射復(fù)用的主要功能，SDH設(shè)備的完整工作還需要一些輔助功能模塊。3.5.1SDH邏輯功能同步設(shè)備管理功能塊(SEMF)同步設(shè)備管理功能塊(SEMF)收集其他功能塊的狀態(tài)信息，進(jìn)行相應(yīng)的管理操作，例如收集各功能塊的告警、性能事件并上報網(wǎng)管，響應(yīng)網(wǎng)管向各個功能塊下發(fā)命令，通過DCC通道向其他網(wǎng)元傳送OAM信息等，一般由物理設(shè)備上的主控單元實(shí)現(xiàn)。3.5.1SDH邏輯功能消息通信功能塊(MCF)消息通信功能塊(MCF)完成網(wǎng)元和網(wǎng)管之間的通信，是SEMF和其他功能塊和網(wǎng)管終端的通信接口，一般由物理設(shè)備上的主控單元實(shí)現(xiàn)。3.5.1SDH邏輯功能同步設(shè)備定時源功能塊(SETS)同步設(shè)備定時源功能塊(SETS)為SDH網(wǎng)元提供時鐘信號，設(shè)備的時鐘源可以為GPS時鐘信號、BITS時鐘信號、線路時鐘信號等，在外部時鐘源失效的情況下，設(shè)備可以短時間內(nèi)使用內(nèi)部的自由震蕩時鐘，一般由物理設(shè)備上的時鐘單元實(shí)現(xiàn)。3.5.1SDH邏輯功能同步設(shè)備定時物理接口(SETPI)同步設(shè)備定時物理接口(SETPI)為SETS提供與外部時鐘源的物理接口，即SETS通過SETPI接收外部時鐘信號或提供外部時鐘信號，一般由物理設(shè)備上的時鐘單元實(shí)現(xiàn)。3.5.1SDH邏輯功能開銷接入功能塊(OHA)開銷接入功能塊(OHA)從RST和MST中提取或?qū)懭胂鄳?yīng)的EI、E2、FI公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié)并進(jìn)行相應(yīng)的處理，一般由物理設(shè)備上的時鐘單元實(shí)現(xiàn)。結(jié)合以上理論基礎(chǔ)，下面以華為公司的Metro500設(shè)備為例，對傳統(tǒng)SDH設(shè)備進(jìn)行簡單介紹，形成對SDH實(shí)際產(chǎn)品的初步認(rèn)知。3.5.2SDH物理設(shè)備OptiXMetro500系統(tǒng)概述OptiXMetro500是華為技術(shù)有限公司根據(jù)傳輸?shù)投耸袌龅膶?shí)際需求設(shè)計的STM-1級別光傳輸設(shè)備，采用19英寸標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，設(shè)備具有如下特點(diǎn)：體積小、成本低，易于安裝和維護(hù)；支持以下安裝方式：OptiXC系列集成機(jī)柜中安裝、19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜中安裝、300mm深ETSI機(jī)柜中安裝、600mm深ETSI機(jī)柜中安裝、開放式機(jī)架中安裝、壁掛式安裝和桌面安裝；提供-48VDC、-60VDC、+24VDC、220VAC、110VAC五種電源接入；其中220V電源板兼容110VAC，-48VDC兼容-60VDC。支持多種光傳輸距離，如：30km/50km/90km；3.5.2SDH物理設(shè)備OptiXMetro500系統(tǒng)概述具有2路ECC處理能力；提供D字節(jié)和E1、E2等開銷字節(jié)的透傳功能，在多廠家設(shè)備的組網(wǎng)中可以方便的透傳其他廠家的ECC管理信息。兼容性好，便于后續(xù)功能擴(kuò)展；提供擴(kuò)展槽位，并采用了與OptiXMetro1000設(shè)備的兼容性設(shè)計，可以支持OptiXMetro1000設(shè)備的單板。同時可根據(jù)以后業(yè)務(wù)的需要進(jìn)行新功能的擴(kuò)展。OptiXMetro500第二版本將提供以太網(wǎng)業(yè)務(wù)透明傳送等功能；優(yōu)異的接口抖動指標(biāo)；OptiXMetro500的E1接口映射抖動、結(jié)合抖動指標(biāo)優(yōu)于ITU-T建議，使系統(tǒng)可以高質(zhì)量地傳送GSM、NO.7信令、數(shù)據(jù)通信等業(yè)務(wù)。3.5.2SDH物理設(shè)備OptiXMetro500系統(tǒng)概述優(yōu)異的時鐘同步性能；定時系統(tǒng)可工作于跟蹤模式、保持模式和自由振蕩模式下。當(dāng)工作于跟蹤模式時，可任意選擇線路、支路作為參考時鐘源；通過設(shè)置時鐘源的優(yōu)先級，保證網(wǎng)絡(luò)定時系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。OptiXMetro500具有以下功能：3.5.2SDH物理設(shè)備業(yè)務(wù)交叉能力OptiXMetro500設(shè)備的交叉容量為6×6VC-4全交叉。3.5.2SDH物理設(shè)備SDH/PDH業(yè)務(wù)處理能力OptiXMetro500提供一路或兩路STM-1光接口，完成一路或兩路STM-1光信號的收發(fā)；同時可以提供8/16/24/32路E1電接口。3.5.2S