传输基础与SDH原理(1).ppt

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1、传输基础与SDH原理,李兴贵,-2-,光传输基础SDH原理SDH设备传输维护的管理制度配套设备的操作设备操作,课程内容和目标,内容,-3-,光传输基础,-4-,光纤传输中有3个传输“窗口”适合用于传输的波长范围；850nm、1310nm、1550nm。,光传输基础,1、850nm:用于多模传输2、1310nm:用于单模传输，光传输时色散最小(0色散)3、1550nm:用于单模传输，光传输时衰耗最小,-5-,光传输基础,-6-,光传输基础,-7-,光纤的类型:G.652光纤：在1310nm波长窗口色散性能最佳，是目前应用最广泛的光纤。在1310nm处，色散小，衰耗大；在1550nm处，色散大，衰

2、耗小；G.653光纤：在1550nm波长，衰耗和色散皆为最小 值，可实现大容量长距离传输。因出现四波混频效应(FWM),限制了它在WDM（波分复用）方面的应用。,光传输基础,-8-,光纤的类型G.654光纤：1550nm损耗最小光纤，主要用于长再生中继距离的海底光缆。G.655光纤：克服了G.652光纤在1550nm处色散受限和G.653光纤在1550nm处出现四波混频效应的缺陷，适用于WDM系统。,光传输基础,-9-,G.652、G.655光纤的各自特点和适用范围：,G.652光纤的特点和适用范围：G.652光纤指在1310nm波长窗口色散性能最佳，又称之为色散未移位的光纤（也就是0色散窗口

3、在1310nm波长处），它可应用于1310nm和1550nm两个波长区。G.655光纤的特点和适用范围：G.655光纤指在1550nm波长窗口色散性能最佳的单模光纤，又称之为色散移位的单模光纤，它通过改变光纤内部的折射率分布，将零色散点从1310nm迁移到1550nm波长处，使1550nm波长窗口色散和损耗都较低，它主要应用于1550nm工作波长区.很长再生段传输距离的海底光纤通信。,光传输基础,-10-,G.652、G.655光纤各自的工作波长窗口，平均衰耗：,制约光传输距离长短的两大因素：色散和损耗,光信号在光纤中传输的距离要受到色散和损耗的双重影响：色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽，引

4、起码间干扰降低信号质量；损耗使在光纤中传输的光信号随着传输距离的增加而功率下降，当光功率下降到一定程度时，传输系统就无法工作了。,光传输基础,-11-,G.652、G.655光纤各自的工作波长窗口，平均衰耗：,为了延长系统的传输距离，主要在减小色散和损耗方面入手。1310nm光传输窗口称之为0色散窗口，光信号在此窗口传输色散最小；1550nm窗口称之为最小损耗窗口，光信号在此窗口传输的衰减最小。,工作波长窗口为1310nm：平均衰耗为0.4dB/km工作波长窗口为1550nm：平均衰耗为0.25dB/km法兰头损耗：约为0.5dB,光传输基础,-12-,光源与光功率计的使用常识,1、光功率计的

5、输入口和待测光源的输出口均不能弄脏。2、两者连接前应检查一下，必要时用专用酒精擦一下，但擦完后应等酒精干后再连接。3、连接时应把光源输出口螺纹上的突起和光功率计输入口螺纹上的凹陷部位对齐，并旋上螺纹。4、不要超出光功率计的最大量程范围。,光传输基础,-13-,光衰耗器可分固定式和可调式两种；固定式外观如法兰盘，可调式可分为机械式和数字式两种；功能：相当于减法器，对进入的光信号功率进行衰减，适用于单模光纤各领域的系统试验和测试系统。输入出连接接口：FC/PC,光衰耗器的使用常识，光路衰耗的简单计算能力,光传输基础,-14-,两端通过尾纤分别与被测光端口和光功率计相连。通过调节进行光功率的衰减。光

6、路的衰减主要为光纤的衰减和光连接器的衰减；接好后，通过仪表对输入光功衰减后，再输出其光功率，从而达到测试功能。所测试的光纤系统的功率衰减值的大小可以从刻度盘上读出。常见的测试项目：接收灵敏度和功率过载测试。,光衰耗器的使用常识，光路衰耗的简单计算能力,光路损耗=光纤长度*光纤单位损耗+两端光纤连接器损耗,光传输基础,-15-,设备尾纤接头的清洁方法、尾纤联接的常识,尾纤接口的清洁主要是用无水酒精和棉签清洁尾纤裸露部分，待数秒后即可。也可用专用的擦纤纸清洁。注意平常不用时尾纤则要盖上保护帽，防止磨损和灰尘进入，并置于清洁干燥处。尾纤的联接则遵循相同类型的尾纤连接器相连，即SC/PC-SC/PC、

7、FC/PC-FC/PC。若不同接口的尾纤联接则须用转接器（FC转SC）。光纤盘放时应尽量盘大圈，最小曲率半径应大于35mm，盘纤盘上光纤应平整不受力。,常见光纤连接器种类：FC/PC：FC金属螺纹连接型，PC微凸球面研磨抛光；SC/PC：SC塑料矩形插拔型，PC微凸球面研磨抛光。,光传输基础,-16-,SDH原理,-17-,接口方面,只有地区性的电接口规范，不存在世界性标准。没有世界性标准的光接口规范。,复用方式,从高速信号中分/插出低速信号要一级一级的进行。由于低速信号分/插到高速信号要通过层层的复用和解复用过程。,PDH的缺点,运行维护方面,PDH信号的帧结构里用于运行维护工作（OAM）的

8、开销字节不多。,没有统一的网管接口,-18-,SDH的基本概念,SDH全称叫做同步数字传输体制（Synchronous Digital Hierarchy）,是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。,SDH产生的社会背景,通信网传输、交换、处理大量信息，向数字化、综合化、智能化、个人化发展。作为通信网的承载体传输网要求：宽带化信息高速公路规范化世界性统一的标准接口,SDH.?,-19-,SDH的特点,SDH相对与PDH的优势和劣势:优势：a、光电接口统一，兼容性好；b、复用方式良好，低速SDH信号在高速SDH信号帧中位置固定、有规律，复用解复用很方便。c、强大的开

9、销功能，使得网络管理更加方便。劣势：a、频带利用率低；b、指针调整机理复杂，给系统带来抖动和漂移不容易虑除；c、软件的大量使用对系统的安全性带来隐患。,-20-,SDH的工作方式,-21-,SDH的特点,电接口STM-1是SDH的第一个等级，又叫基本同步传送模块，比特率为155.520Mb/s。STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块，比特率是STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，64，256)。光接口仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZ码，采用世界统一的标准扰码。,接口方面,-22-,复用方式同步复用和灵活的映射结构低阶SDH高阶SDH。,例如：STM-1STM-4。采用字节间插

10、复用方式，4xSTM-1STM-4。,SDH的特点,-23-,PDHSDH通过指针定位预见低速信号在帧中位置，使收端可直接下低速信号。,SDH的特点,-24-,OAM(运行维护)功能用于OAM的开销多OAM功能强这也是线路编码不用加冗余码的原因兼容性决定成本老体制设备是否还可发挥作用对新体制能否接入,SDH的特点,-25-,接口方面,SDH体制对网络节点接口（NNI）作了统一的规范。线路接口（这里指光口）采用世界性统一标准规范。,复用方式,低速SDH信号是以字节间插方式复用进高速SDH信号的帧结构中的。,运行维护方面,丰富的用于运行维护（OAM）功能的开销字节。,兼容性,SDH的优点,SDH有

11、很强的兼容性。,-26-,频带利用率低,指针调整机理复杂,软件的大量使用对系统安全性的影响,SDH的缺陷,-27-,内容：,STM-N的帧结构和帧各部分的作用PDH信号复用进STM-N帧的方式140M复用进STM-N帧34M复用进STM-N帧2M复用进STM-N帧,帧结构和复用步骤,-28-,SDH的速率等级,SDH体制有一套标准的信息结构等级，即有一套标准的速率等级。基本的信号传输结构等级是同步传输模块STM-1，相应的速率是155Mbit/s。高等级的数字信号系列例如：622Mbit/s（STM-4）、2.5Gbit/s（STM-16）、10Gbit/s（STM-64）等，是通过将低速率等

12、级的信息模块（例如STM-1）通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，例如：STM-44STM-1，STM-164STM-4。,-29-,SDH信号帧结构,-30-,STM-N帧中放置各种业务信息的地方。2M/34M/140M等PDH信号、ATM信号、IP信息包等打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信号承载，在SDH网上传输。若将STM-N信号帧比做一辆货车，其净负荷区即为该货车的车厢。在将低速信号打包装箱时，在每一个信息包中加入通道开销POH，以完成对每一个“货物包”在“运输”中的监视。,信息净负荷(9行261列),-31-,帧结构,-32-,段开销完成对STM-N整体信号流进

13、行监控。即对STM-N“车厢”中所有“货物包”进行整体上的性能监控。再生段开销(RSOH)完成对STM-N整体信息结构进行监控复用段开销(MSOH)完成对STM-N中的复用段层信息结构进行监控RSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化的监控体制二者区别：宏观（RSOH）和微观（MSOH）,段开销,-33-,定位低速信号在STM-N帧中(净负荷)的位置，使低速信号在高速信号中的位置可预知。发端在将信号包装入STM-N净负荷时，加入AU-PTR，指示信号包在净负荷中的位置，即将装入“车厢”的“货物包”，赋予一个位置坐标值。收端根据AU指针值，从STM-N帧净负荷中直接拆分出所需的低速支路信号；即

14、依据“货物包”位置坐标，从“车厢”中直接所需要的那一个“货包”。由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律摆放的字节间插复用方式；所以对货物包的定位仅需定位“车厢”中第一个“货物包”即可。,管理单元指针AU-PTR,-34-,帧结构,-35-,若复用的低速信号速率较低，即打包后信息包太小，例：2M、34M。需进行二级指针定位。先将小信息包打包成中信息包，通过支路单元指针TU-PTR定位其在中信息包中的位置。然后将若干中信息包打包成大信息包，通过AU-PTR指示相应中信息包的位置。,帧结构,-36-,帧结构,-37-,SDH的映射与复用,映射、定位和复用的概念,低速支路信号复用成STM-N信号时，

15、要经过3个步骤：映射、定位、复用,映射：是一种在SDH网络边界处（例如SDH/PDH边界处），将支路信号适配进虚容器的过程。定位：是指通过指针调整，使指针的值时刻指向低阶VC帧的起点在TU净负荷中或高阶VC帧的起点在AU净负荷中的具体位置。复用：是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层或把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程。,-38-,SDH的映射与复用,当前最通用映射方式：异步映射浮动模式,为了适应各种不同的网络应用情况，有异步、比特同步、字节同步三种映射方法与浮动VC和锁定TU两种模式。以上三种映射方法和两类工作模式共可组合成五种映射方式,-39-,低阶SDH高阶SDH：同步字节间插

16、复用方式PDH信号STM-N：同步复用和灵活的映射140MSTM-N34MSTM-N2MSTM-N复用是依复用路线图进行的，ITU-T规定的路线图有多种，但通常一个国家或地区仅使用一种。,复用步骤(复用方式、复用结构),复用步骤,-40-,中国的SDH基本复用映射结构,-41-,C-4：容器4；与140M相对应的标准信息结构，完成速率适配功能。VC-4：虚容器4；与C-4相对应的标准信息结构，完成对装载的140M信号进行实时的性能监控。,140M复用步骤,-42-,AU-4：管理单元4，与VC-4相对应的信息结构复用路线140MC-4VC-4AU-4STM-1，所以STM-1仅能复用进一路14

17、0M信号,140M复用步骤,-43-,C-3：容器3；与34M相对应的标准信息结构，完成速率适配功能。VC-3：虚容器3；与C-3相对应的标准信息结构，完成对装载的34M信号进行实时的性能监控。,34M复用步骤,-44-,TU-3：支路单元3；与VC-3相对应的标准信息结构，完成一级指针定位。TUG-3：支路单元组3；与TU-3相对应的标准信息结构。复用路线34MC-3VC-3TU-3TUG-3；3TUG-3VC-4STM-1；所以STM-1仅能复用进3路34M。,34M复用步骤,-45-,C-12：容器12；与2M相对应的标准信息结构，完成2M信号速率适配，4个基帧组成一复帧。VC-12：虚

18、容器12；与2M相对应的标准信息结构，完成对某路2M信号实时监控。TU-12：支路单元12；与VC-12相对应的标准信息结构，完成对VC-12的一级指针定位。,2M复用步骤,-46-,TUG-2：支路单元组2；TUG-3：支路单元组3。2MC-12VC-12TU-12；3TU-12TUG-2；7TUG-2TUG-3；3TUG-3VC-4STM-1。STM-1可装入373=63个2M信号。2M复用结构是3-7-3结构。,2M复用步骤,-47-,4个C-12基帧组成一个复帧。基帧、复帧装入的是同一路2M信号。基帧装入2M信号的125us时间段的信息；复帧装入2M信号500us时间段的信息,复帧的概

19、念,2M复用步骤,-48-,内容回顾：,STM-N的帧结构和帧各部分的作用PDH复用进STM-N帧的方式140M复用进STM-N帧34M复用进STM-N帧2M复用进STM-N帧,帧结构和复用步骤-小结,问题讨论：,低速支路信号复用成STM-N信号时，要经过那些步骤？,映射、定位、复用,-49-,内容：,SDH监控的实现开销段开销RSOH、MSOH通道开销HPOH、LPOH指针管理单元指针AU-PTR支路单元指针TU-PTR,开销和指针,-50-,RSOH、MSOH、HPOH、LPOH完成层层细化的监控功能。,开销,-51-,开销,-52-,段开销完成对STM-N整体信号流进行监控。即对STM-

20、N“车厢”中所有“货物包”进行整体上的性能监控。再生段开销(RSOH)完成对STM-N整体信息结构进行监控复用段开销(MSOH)完成对STM-N中的复用段层信息结构进行监控RSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化的监控体制二者区别：宏观（RSOH）和微观（MSOH）,段开销,-53-,段开销,定帧字节：A1、A2寻找连续信号流的帧头A1=f6H、A2=28H,-54-,段开销,STM-N信号在线路上传输要经过扰码，主要是为了便于收端能提取线路定时信号，但又为了在收端能正确的定位帧头A1、A2，又不能将A1、A2扰码。为兼顾这两种需求，于是STM-N信号对段开销第一行的所有字节上：1行9N列

21、（不仅包括A1、A2字节）不扰码，而进行透明传输，STM-N帧中的其余字节进行扰码后再上线路传输。这样又便于提取STM-N信号的定时，又便于收端分离STM-N信号。,-55-,段开销,再生段踪迹字节：J0用来重复地发送段接入点标识符，以便使接收端能据此确认与指定的发送端处于持续连接状态。J0字节还有一个用法，在STM-N帧中每一个STM-1帧的J0字节定义为STM的标识符C1。,-56-,段开销,数字通信通路(DCC)字节：D1D12网元网管之间、网元和网元之间OAM信息通路D1D3用于再生段(DCCR)，带宽364kb/sD4D12用于复用段(DCCM)，带宽964kb/s,-57-,段开销

22、,再生段误码监测B1字节对再生段信号流进行监控方式为BIP8偶校验BIP8偶校验工作机理：以8bit为单位(一个字节为单位)校验相应bit列（bit块）使相应列1的个数为偶,公务联络字节：E1、E2光纤连通业务未通或业务已通时各站间的公务联络分别提供1个64kb/s数字电话通路E1用于再生段公务联络E2用于复用段公务联络,-58-,段开销,B1字节工作机理发端对上一个已扰码帧(1#STM-N)进行BIP8偶校验，所得值放于本帧(2#STM-N)的B1字节处；收端对所收当前未解扰帧(1#STM-N)进行BIP8偶校验，所得值B1与所收下一帧解扰后(2#STM-N)的B1字节相异或；异或的值为零则

23、表示传输无误码块，有多少个1则表示出现多少个误码块；若收端检测到B1误码块，在收端RS-BBE性能事件中反映出来。,例：某信号一帧有4个字节，对其进行BIP8偶校验如图：,-59-,段开销,-60-,段开销,复用段误码监测B2字节对复用段信号流进行监控方式为BIP24偶校验BIP24偶校验工作机理：以24bit为单位（3个字节为单位，STM-1帧有3个B2字节）校验相应bit列（bit块）使相应列1的个数为偶,-61-,段开销,B2字节工作机理发端对上一个未扰码帧除去RSOH外的所有字节进行BIP24偶校验，所得值放于本帧的3个B2字节处收端对所收当前已解扰帧且除去RSOH外的所有字节进行BI

24、P24偶校验，所得值B2与所收下一帧解扰后的B2字节相异或异或的值为零则表示传输可能无误码块异或的值不为零，则1的数目表示出现多少个误码块若收端检测到B2误码块，在收端MS-BBE性能事件中反映出来,11001100,11001100,11001100,01011101,01011101,01011101,11110000,11110000,11110000,BIP24,01100001,01100001,01100001,例：某信号一帧有9个字节，对其进行BIP24偶校验如图：,-62-,段开销,复用段远端失效指示：K2(b6b8)b6b8=111，表示收到复用段全1信号，本端产生MS-AI

25、S告警，同时将K2(b6b8)=110发给对端。b6b8=110，表示收到对告信息MS-RDI，表示对端收信号失效(R-LOS、R-LOF、MS-AIS等),-63-,段开销,同步状态字节：S1（b5b8）用于表示各时钟源的时钟质量，并可用于时钟源保护倒换值越小，表示时钟源质量越高,-64-,段开销,复用段远端误块指示字节：M1对告信息，由信宿回传到信源告知发端：收端当前收到的B2检测的误块数；并在发端上报MS-FEBBE性能事件同时在发端有MS-REI（复用段远端误块指示）告警事件上报,-65-,段开销,自动保护倒换(APS)通路字节：K1、K2传送自动保护倒换信令，使网络具备自愈功能用于复

26、用段保护倒换情况,K1字节定义：,桥接请求码(比特1比特4),目的节点识别码(比特5比特8),源节点识别码(比特1比特4),长路径/短路径,状态(比特6比特8),b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,发起桥接请求的节点的ID,0表示短路径码(S)1表示长路径码(L),111：MS-AIS 110：MS-RDI 011：在保护通路有额外业务010：桥接和保护(Br&Sw)001：桥接(Br)000：空闲IDLE,K2字节定义：,-66-,段开销,RSOH、MSOH完成了段层的层层细化的监控功能,注：字节间插复用时，各STM-1帧的 AU-PTR和PAYLOAD的所有字节原封不动间插，而

27、段开销有所不同。只有第一个STM-1的段开销被保留，其余N-1个STM-1的段开销中仅保留A1,A2,B2字节,其余均略去。,-67-,通道开销,区别宏观和微观包容和被包容,分类低阶通道开销VC-12高阶通道开销VC-4,-68-,高阶通道开销,高阶通道开销J1 通道踪迹字节B3 通道BIP-8字节C2 信号标识字节G1 通道状态字节F2、F3 通道使用者通路H4 复帧位置指示器K3(b1b4)自动保护倒换(APS)通路N1 网络运营者字节K3(b5b8)备用比特,-69-,高阶通道开销,通道踪迹字节：J1VC-4的首字节，即AU-PTR所指的字节发端持续的发此字节高阶通道接入点标识符，使收端

28、能具此确认于指定发端处于持续连接状态。J1字节设置要求：收发相匹配。即设备实际收的值=设备应收的值华为公司SDH设备J1字节值默认为：HuaWei SBS收端检测到J1失配，相应通道（VC-4）产生HP-TIM告警。,-70-,高阶通道开销,高阶通道误码监测字节：B3监测高阶VC的误码性能监测方式BIP-8偶校验机理类似于B1、B2本端监测到相应VC通道B3误块，在相应通道的性能事件HP-BBE中反映出来,-71-,高阶通道开销,信号标记字节：C2指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质要求收发相匹配，失配则本端相应VC-4通道产生HP-SLM告警，并可能往下级信息结构C-4下插全“1”C2=0

29、0H表示该VC-4未装载，本端产生HP-UNEQ告警，并可能往下级信息结构C-4插全“1”设置设备时要求：VC-4装载2M设为TUG结构，34M设为TUG结构，140M设为140M结构。,-72-,高阶通道开销,通道状态字节：G1反映高阶VC传输的状态对告信息：信宿反馈给信源，以便使信源知道信宿当前的接收状态b1b4：回传由B3检测的误码块数。发端上报性能事件 HP-FEBBE及告警HP-REIb5：收端检测到AU-AIS、J1和C2失配、VC-4未装载，在相应VC-4通道上由b5回传，在发端上报HP-RDI告警,-73-,高阶通道开销,TU位置指示字节：H4指示有效负荷的复帧类别和净负荷的位

30、置PDH复用进SDH时，H4字节仅对2M信号有意义。指示当前帧是复帧的第几个基帧，以便收端据此找到TU-PTR，拆分出2M信号H4的范围00H03H若收端收到的H4字节超出此范围，或不是预期值，本端在相应通道产生HP-LOM(复帧丢失)告警，并在相应通道的下级信息结构插全“1”,-74-,低阶通道开销,-75-,低阶通道开销,通道状态和信号标记字节：V5（类似G1和C2字节）复帧中的第一个字节，TU-PTR所指示的字节VC-12误码监测、VC-12通道状态对告、信号标记b1b2：BIP2误码监测LP-BBEb3：收端接收误码情况对告指示LP-REIb4：远端故障指示 LP-RFI b5b7：信

31、号标记；若为000，本端相应通道产生LP-UNEQ告警b8：本端接收到TU-AIS、LP-TIM、LP-SLM时，通过b8反馈给发端相应通道上LP-RDI告警信号,-76-,低阶通道开销,V5字节的结构图,-77-,指针,分类AU-PTR定位VC-4在AU-4中的位置TU-PTR定位VC-12在TU-12中的位置与定帧字节一起完成从高速信号STM-N中直接下低速信号,-78-,管理单元指针AU-PTR主要由H1、H2、H3H3H3组成指针值H1、H2后10bit指针范围0782H3H3H3为调整单位3个字节VC-4和AU-4无频差相差，AU-PTR的值为522.若收H1H2为全“1”，本端产生

32、AU-AIS告警若收指针值超出允许范围，或连续收到8帧以上NDF，则本端在相应通道上产生AU-LOP告警，下插全“1”指针调整间隔为3帧,管理单元指针AU-PTR,-79-,支路单元指针TU-PTR,支路单元指针TU-PTRV1、V2、V3、V4 4个字节指针值V1、V2后10bit指针范围0139V3为调整单位1字节若收V1、V2为全“1”，本端产生TU-AIS告警若收指针值超出允许范围，或连续收到8帧以上NDF，则本端在相应通道上产生TU-LOP告警，下插全“1”VC-12和TU-12无频差，V5字节的位置是70。,-80-,内容回顾：,SDH监控的实现开销段开销RSOH、MSOH通道开销

33、HPOH、LPOH指针管理单元指针AU-PTR支路单元指针TU-PTR,开销和指针-小结,问题讨论：,在收端产生哪些告警或性能事件时会向发端回传信息？,AIS告警、BBE性能事件,-81-,内容:,SDH网络常见网元,SDH设备逻辑功能块基本功能块辅助功能块,告警流程图,目标:,掌握常见网元的功能掌握设备基本功能块的功能掌握辅助功能块的功能重点掌握功能块的告警、性能监测机理重点掌握SDH设备的告警流程图,SDH设备的逻辑构成,-82-,SDH网络的常见网元,终端复用器TM双端口器件，用于端点站。群路端口默认为w交叉复用功能作用TULU,-83-,SDH网络的常见网元,插/分复用器ADM三端口器

34、件，用于节点站。群路端口默认为：左w、右e交叉复用功能作用LU(w)TULU(e)、LU(w)LU(e)最常用网元，可等效其他网元,-84-,SDH网络的常见网元,再生中继器REG（电）双端口器件，用于节点站。群路端口默认为：左w、右e不需交叉复用功能功能：O/E、抽样、判决、再生整形、E/O；使线路噪声不积累,-85-,数字交叉连接设备DXC多端口器件，用于重要节点站，提供强大的交叉能力。以m/n表征其特点,SDH网络的常见网元,-86-,产生背景SDH设备统一的接口不同厂家的实现的方式千差万别ITU-T规定统一的基本功能块标准讲述方式以整个系统的角度讲述重点讲述各个功能块的告警、性能监测机

35、理,逻辑功能块,-87-,SDH设备的逻辑功能构成,-88-,再生段和复用段,再生段和复用段的名字听得多了，但再生段和复用段究竟指什么呢？再生段是指在两个设备的RST之间的维护区段（包括两个RST和它们之间的光缆）；复用段是指在两个设备的MST之间的维护区段（包括两个MST和它们之间的光缆）。再生段只处理STM-N帧的RSOH，复用段处理STM-N帧的RSOH和MSOH。,-89-,SDH各功能模块告警流程,-90-,SDH设备系统常见的告警类缩略符号及含义,SPI：LOSRST：LOF（A1、A2），OOF（A1、A2），RS-BBE（B1）MST：MS-AIS（K2b6b8）、MS-RDI

36、（K2b6b8），MS-REI（M1），MS-BBE（B2），MS-EXC（B2）MSA：AU-AIS（H1、H2、H3），AU-LOP（H1、H2）HPT：HP-RDI（G1b5），HP-REI（G1b1b4），HP-TIM（J1），HP-SLM(C2)，HP-UNEQ(C2)，HP-BBE(B3)HPA：TU-AIS（V1、V2、V3），TU-LOP（V1、V2），TU-LOM（H4）LPT：LP-RDI（V5b8），LP-REI（V5b3），LP-TIM(J2)，LP-SLM(V5b5b7)，LP-UNEQ（V5b5b7），LP-BBE（V5b1b2）,以下是SDH设备各功能块产生的主要

37、告警维护信号以及有关的开销字节：,-91-,TU-AIS告警产生流程图,-92-,SDH各类拓扑结构和自愈环网的概念二纤单向通道保护与二纤双向复用段保护环的基本原理 SDH设备系统的定时、SDH设备时钟工作方式,SDH网络拓扑和自愈环,-93-,网络拓扑结构,网络的拓扑结构，即网络节点和传输线路的几何排列，反映了网络的物理连接。,-94-,链形网,当涉及通信的所有点串接起来，并使首末两个点开放时就形成了所谓的链形拓扑。,-95-,应用,优点,缺点,链形拓扑主要用于铁路、电力等沿线，或其他站点分布呈线状的场合,相比其他拓扑而言，光纤线路投资比较节省，网络管理比较简单,相比环形拓扑而言，业务保护机

38、制比较少，可采用1+1，1:1保护,链形网,-96-,星形网,当涉及通信的所有点中有一个特殊的点与其它所有点相连，而其余点之间互相不能直接相连时，就形成了所谓星形拓扑，又称枢纽形拓扑。,-97-,主要用于各中心局和各分局之间的通信,可以将枢纽点(即特殊点)的多个光纤终端统一成一个，并具有综合的带宽管理灵活性,存在特殊点的潜在带宽瓶颈问题和设备失效的问题,应用,优点,缺点,星形网,-98-,树形网,将点到点拓扑单元的末端点连接到几个特殊点时就形成了树形拓扑。树形拓扑可以看成是线形拓扑和星形拓扑的结合。,-99-,适合于广播型业务,网络结构层次比较分明，便于管理和控制,存在瓶颈问题和光功率预算限制

39、问题，也不适合于提供双向通信业务,应用,优点,缺点,树形网,-100-,环形网,当涉及通信的所有点串接起来，而且首尾相连，没有任何点开放时，就形成了环形网。在环形网中，为了完成两个非相邻点之间的连接，这两点之间的所有点 都应完成连接功能。,-101-,具有强大的自愈环保护功能，是应用最为广泛的拓扑类型,具有很高的生存性，因而环形网在SDH网中受到特殊的重视,实现环保护功能，软件实现比较复杂,应用,优点,缺点,环形网,-102-,网孔形,当涉及通信的许多点直接互连时，就形成了网孔形拓扑。,-103-,适合业务质量、级别比较高的网络,网孔形网络无节点瓶颈问题，两点间有多种路由可选，可靠性很高,结构

40、复杂、设备和线路成本较高,应用,优点,缺点,网孔形,-104-,自愈环网的分类,根据自愈环结构分,根据环中节点之通信信息的传送方向分,根据网元节点间的光纤数分,通道保护环复用段保护环,二纤环四纤环,单向环双向环,自愈环网,-105-,单向通道保护环通常由两根光纤来实现，一根光纤用于传业务信号，称S光纤；另一根光纤传相同的信号用于保护，称P光纤。单向通道保护环使用“首端桥接，末端倒换”结构（即“首端双发，末端选收”）。,二纤单向通道保护环保护机理,-106-,当BC节点间光缆被切断时，在节点A，由于从C经S1光纤来的主环信号丢失，按通道选优准则，倒换开关将由S1光纤转向P1光纤，接收由C节点经P

41、1光纤而来的CA信号作为分路信号，从而使AC间业务信号仍得以维持，不会丢失。故障排除后，通常开关返回原来位置。,二纤单向通道保护环的倒换机理,-107-,SDH环网单向通道保护环光纤的连接,原则：东发西收按主环方向,A站W E,D站W E,C站W E,B站W E,-108-,OptiX系列设备通道保护配置,在OptiX设备中，主环定义为西收东发，备环定义为东收西发。如下图所示，在主环方向上，上一节点的东侧线路板连接本节点的西侧线路板，本节点的东侧线路板连接下一节点的西侧线路板。,习惯上，在组网图上主环用逆时针方向表示，备环用顺时针方向表示。,-109-,OptiX系列设备通道保护倒换,PQ1板

42、的倒换可以在每个通道的基础上进行，且倒换是恢复式的，即倒换后如果主环恢复正常，则10分钟后自动倒回主环。PL3板的通道倒换是捆绑式的，即只能3个通道一起倒换，而且倒换是非恢复式的，即使主环恢复正常也不会倒回主环。PL4板的倒换也是非恢复式的。,1）通道保护倒换条件,倒换条件：TUAIS、TULOP及误码过量；恢复条件：主用通道没有TUAIS、TULOP等告警，同时没有BIP2误码过量。,2）倒换的实现,-110-,通道保护单板倒换过程,业务从线路东、西两侧分别下到支路的主用、备用总线上。支路板通过选择主、备总线实现业务倒换。系统正常工作时支路板选择从主环方向下来的信号(主用总线)下支路，一旦发

43、生断纤、掉电等意外事故，若支路板检测到某通道从主环方向下来的信号劣化(如AIS)，则迅速切换到备用总线，选择备环方向下来的信号，同时产生PS告警。,-111-,通道保护倒换过程,支路板软件会不停检测主环方向下来的信号是否仍为AIS。若仍是AIS，表明主环方向尚未恢复正常，系统保持现状，若连续10分钟没有检测到AIS，则表明主环方向已恢复正常，支路板迅速倒换至主环，同时该通道的保护倒换告警（PS告警）结束，系统恢复到未倒换状态。,倒换恢复过程：,-112-,二纤双向复用段保护环工作状态,二纤双向复用段保护环,-113-,在二纤双向环中，每个传输方向用一条光纤，且在每条光纤上将一半容量分配给业务通

44、路，另一半容量分配给保护通路。正常情况下，从A节点进环以C节点为目的地的业务信号沿S1/P2光纤按顺时针方向传输；而从C节点进环以A节点为目的地的业务信号则沿S2/P1光纤按逆时针方向传输。,二纤双向复用段保护环工作机理：,二纤双向复用段保护环,-114-,二纤双向复用段保护环倒换状态,二纤双向复用段保护环,-115-,SS 0532,25,时隙交换：当BC节点间两根光纤同时被切断，如24页图所示，B点与C节点的倒换开关将S1/P2光纤与S2/P1光纤沟通。在B节点将从A节点进环沿S1/P2光纤送来的业务信号时隙转移到S2/P1光纤的保护时隙，沿S2/P1光纤传送到C节点。在C节点将从本节点进

45、环沿S2/P1光纤送出的业务信号时隙移到S1/P2光纤的保护时隙，沿S1/P2光纤传送到A节点。,二纤双向复用段保护环保护机理：,二纤双向复用段保护环,-116-,复用段倒换过程,OptiX复用段倒换的实现：,网管、命令行,APSC 复用段算法判断，状态迁移(SCC板),线路板S16,SL4,SL1,交叉板XCS,GTC,事 件 记 录,启动/停止,设置参数,查询状态，事件,强制，人工，锁定倒换,SF,SD上报,收发K字节,选择保护页面，通过中断下发保护数据,-117-,线路上出现故障时，由线路板检测到SD或SF条件，然后上报到主控板，主控板根据APS协议产生K字节，并通过线路板发送出去，其它

46、节点的线路板收到K字节后上报主控板，由主控板完成APS协议。主控板根据协议确定各节点的倒换状态，然后下发命令到交叉板进行业务的切换。,A,C,B,D,桥接请求,RDI,A,C,B,D,环桥接请求/桥接确认,响应请求/桥接确认（长径）,复用段倒换过程,-118-,复用段倒换K字节的定义,K1字节定义：,桥接请求码(比特1比特4),目的节点识别码(比特5比特8),源节点识别码(比特1比特4),长路径/短路径,状态(比特6比特8),b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,发起桥接请求的节点的ID,0表示短路径码(S)1表示长路径码(L),111：MS-AIS 110：MS-RDI 011：在

47、保护通路有额外业务010：桥接和保护(Br&Sw)001：桥接(Br)000：空闲IDLE,K2字节定义：,-119-,在工作信道恢复正常后，倒换并不马上恢复，而是要等待一段时间，这段时间称为WTR(等待恢复时间)，这是为了避免线路不稳定而引起频繁倒换，WTR一般为512分钟。当出现节点失效,比如节点断电时,OptiX复用段控制器能自动隔离该节点,对所有不在此节点上下的业务进行保护.环上出现多处信号失效,如光纤切断时,复用段控制器能够将环路分成多个部分进行最大限度的保护.,复用段倒换特点,-120-,OptiX 复用段控制器的状态迁移,复用段倒换状态,S,S,P,P,WTR,WTR,P,P,I

48、,I,I,I,-121-,复用段状态,-122-,OptiX 2500+复用段保护环的特点,支持最多12个复用段控制器参与倒换的单板：线路板、XCS板、SCC板倒换时间：20ms左右（按ITU-T建议，小于50ms）,复用段保护环特点,-123-,SS 0532,26,双向业务，业务容量大，最大容量为：M/2STM-N。需要APS协议，实现比较复杂。多用于业务量大，业务分散的网络，多用于市话网络。,复用段保护环特点,二纤双向复用段保护环特点：,-124-,两类自愈环网的比较：,自愈环网,-125-,应用场合：,对于用户网部分，由于处于网络的边界处，业务容量要求低，而且大部分业务量汇集在一个节点

49、（端局）上。因而特别是单向通道倒换十分适合这种业务量的需求模型。对于局间通信部分，由于各个节点间均有较大业务量，而且节点需要较大的业务量分插能力，此时具有较大业务容量的双向环非常适合。,自愈环网,-126-,传输网络中任两点的业务保护，都可看成这两点之间的业务传输存在主、备两个通道。通道保护环的机理是主、备两个通道传送相同的业务，由接收端选收，属于1+1保护。复用段保护环的机理是主通道传送业务，备用通道不传送业务或传送额外业务。主通道业务劣化后，改走备用通道，属于1:1保护。,总结：,自愈环网,-127-,解决数字网同步有两种方法：伪同步和主从同步。,SDH设备时钟工作方式,正常工作模式跟踪锁

50、定上级时钟模式 此时从站跟踪锁定的时钟基准是从上一级站传来的，可能是网中的主时钟，也可能是上一级网元内置时钟源下发的时钟，也可是本地区的GPS时钟。与从时钟工作的其它两种模式相比较，此种从时钟的工作模式精度最高。保持模式 当所有定时基准丢失后，从时钟进入保持模式，此时从站时钟源利用定时基准信号丢失前所存储的最后频率信息作为其定时基准而工作。此种工作模式的时钟精度仅次于正常工作模式的时钟精度。自由运行模式自由振荡模式当从时钟丢失所有外部基准定时，也失去了定时基准记忆或处于保持模式太长，从时钟内部振荡器就会工作于自由振荡方式。此种模式的时钟精度最低，实属万不得已而为之。,主从同步的数字网中，从站（