某光端机SDH基本原理课件.ppt

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1、2023/3/10,SDH基本原理,Page 2,前言,基于SDH基本原理教材，开发此课程。本课程旨在让学员理解SDH设备的工作原理，是SDH的基础课程,Page 3,课程目标,学习完此课程，您应能：掌握SDH信号帧结构以及各种开销字节及相关告警的含义掌握设备的逻辑组成理解各种设备级保护和网络级保护理解复用和解复用的过程,Page 4,第1章 SDH概述第2章 SDH信号帧结构和复用步骤第3章 开销和指针第4章 设备的逻辑功能块构成,内容介绍,Page 5,SDH概述,内容SDH的定义光传送网络的发展SDH的工作方式SDH的特点目标掌握SDH体制的整体概念,Page 6,SDH的基本概念,SD

2、H产生的社会背景,SDH的定义,SDH：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。,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,Page 7,DWDM 开始建设,SDH逐步成为传输主力设备,容量增加/业务多样化,WDM规模建设，全光网试验,SDH标准完善，PDH仍为主力,PDH产品开始规模使用,实用化产品出现,高锟提出光传输理论,1966,80年代,94年,99年,90年代初,98年,1976,Metro城

3、域网兴起、OADM、OXC、ION将会逐渐使用,2002年以后,PDH：准同步数字传输系统；SDH：同步数字传输系统；WDM：波分复用系统；OADM：光分插复用系统；OXC：光交叉连接系统；ION：智能光网络,光传送网络的发展,Page 8,SDH的工作方式,信息包,STM-N,STM-N,信息包,PDH/FDDI/ATM/IP信号,PDH/FDDI/ATM/IP信号,打包,拆包,SDH网络,复用,解复用,传输,传输,Page 9,接口方面,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

4、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。,Page 10,例如：STM-1STM-4。采用字节间插复用方式，4xSTM-1STM-4。,SDH的特点,复用方式同步复用和灵活的映射结构低阶SDH高阶SDH。,Page 11,SDH的特点,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。,Page 12,SDH的特点,OAM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,Page 13,本节我们主要学习

5、了：SDH的定义光传送网络的发展SDH的工作方式SDH的特点,小结,Page 14,第1章 SDH概述第2章 SDH信号帧结构和复用步骤第3章 开销和指针第4章 设备的逻辑功能块构成,内容介绍,Page 15,帧结构和复用步骤,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2M复用进STM-N帧,Page 16,帧结构,Page 17,信息净负荷(9行261列),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

6、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。,Page 18,帧结构,Page 19,段开销,段开销完成对STM-N整体信号流进行监控。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）,Page 20,管理单元指针AU-PTR,定位低速信号在STM-N帧中(净负荷)的位置，使低速信

7、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。,Page 21,帧结构,Page 22,帧结构,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

8、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。,Page 23,帧结构,Page 24,复用步骤(复用方式、复用结构),低阶SDH高阶SDH：同步字节间插复用方式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。,Page 25,中国的SDH基本复用映射结构,Page 26,2M复用步骤,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虚容器12；与2M

9、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。,Page 27,2M复用步骤,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。,Page 28,复帧的概念,2M复用步骤,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,Pag

10、e 29,时隙编号：VC-12序号TUG-3编号+（TUG-2编号-1）3+（TU-12编号-1）21 从第一个VC12的第一个TUG-2开始，在同一个TUG-2内按字节间插的复用方式将相邻的TUG-3业务顺序编号的方式。华为采用该方式，网管上称为顺序方式线路编号：VC-12序号（TUG-3编号-1）21+（TUG-2编号-1）3+TU-12编号 从第一个TUG-3的第一个TUG-2开始，将同一个TUG-2内的VC12业务顺序编号的方式。网管上称为间插方式。,时隙的两种编号方式：,Page 30,时隙的两种编号方式：,Page 31,本节我们主要学习了：STM-N的帧结构和帧各部分的作用PDH

11、复用进STM-N帧的方式,小结,Page 32,第1章 SDH概述第2章 SDH信号帧结构和复用步骤第3章 开销和指针第4章 设备的逻辑功能块构成,内容介绍,Page 33,开销和指针,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,Page 34,开销,RSOH、MSOH、HPOH、LPOH完成层层细化的监控功能。,Page 35,开销,Page 36,开销,定帧字节：A1、A2寻找连续信号流的帧头A1=f6H、A2=28H,Page 37,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OA

12、M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,Page 38,开销,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,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,Page 39,A1 00110011,A2 11001100,A3 10101010,A4 00001111,B 01011010,BIP-

13、8,例：某信号一帧有4个字节，对其进行BIP8偶校验如图：,开销,B1字节工作机理发端对对上一个已扰码帧(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,Page 40,开销,Page 41,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

14、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,Page 42,11001100,11001100,11001100,01011101,01011101,01011101,11110000,11110000,11110000,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：,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BIP24偶校验，所得值B2与所收下一帧解扰

15、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,Page 43,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,Page 44,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用段保护倒换情况其中K2(b6b8)可以用于指示复用段告警b6b8=111，表示收到复用段全1信号，本端产生MS-AIS

16、告警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),Page 45,开销,Page 46,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。,段开销S1,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RSOH、MSOH完成了段层的层层细化的监控功能,Page 47,通道开销,分类低阶通道开销VC-12高阶通道开销

17、VC-4,区别宏观和微观包容和被包容,Page 48,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 VC3的开销结构和VC4开销结构相同,VC4,Page 49,高阶通道开销J1,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

18、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.,Page 50,高阶通道开销B3,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,Page 51,高阶通道开销C2,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=00H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

19、求：VC-4装载2M设为TUG结构，34M设为TUG结构，140M设为140M结构。,Page 52,高阶通道开销G1,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,Page 53,高阶通道开销H4,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，

20、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”,Page 54,低阶通道开销,Page 55,低阶通道开销V5,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：信号标记；若为000，本端相应通道产生LP-UNEQ告警b8：本端接

21、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,Page 56,指针,AU-PTR,TU-PTR,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,Page 57,管理单元指针AU-PTR,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AU-AIS告警若收指针值超出允许范

22、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,Page 58,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。,Page 59,本节我们主要学习了：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-P

23、TR支路单元指针TU-PTR,小结,Page 60,第1章 SDH概述第2章 SDH信号帧结构和复用步骤第3章 开销和指针第4章 设备的逻辑功能块构成,内容介绍,Page 61,TM,W,STM-N,STM-M,140Mb/s,2Mb/s,34Mb/s,注MN,终端复用器TM,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,Page 62,STM-M,注：MN,w,e,2Mb/s,34Mb/s,140Mb/s,ADM,STM-N,STM-N,插/分复用器ADM,插/分复用器ADM三端口器件，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

24、(e)、LU(w)LU(e)最常用网元，可等效其他网元,Page 63,再生中继器REG,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,Page 64,数字交叉连接设备DXC,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,Page 65,逻辑功能块,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、性能监测机理,Page 66,STM,A,B,C,D,E,

25、F,F,F,G,G,H,H,I,N,P,G.703,G.703,140Mb/s,2Mb/s,34Mb/s,注：以2Mb/s为例,SPI,RST,TTF,MSP,MST,MSA,HPC,PPI,PPI,LPA,LPA,HPT,HPT,LPT,LPC,HPA,OHA,OHA接口,SEMF,MCF,Q接口,F接口,D4D12,D1D3,外同步,HOA,HOI,LOI,w,L,J,K,M,SETS,SETPI,TM设备的典型功能块的组成,Page 67,同步设备物理接口功能块SPI,Page 68,再生段终端功能块RST,Page 69,再生段终端功能块RST,Page 70,A、B、C点信号帧结构,

26、再生段终端功能块RST,Page 71,复用段终端功能块MST,Page 72,复用段终端功能块MST,Page 73,D点信号帧结构,再生段和复用段的区别,复用段终端功能块MST,Page 74,复用段保护功能块MSP,MSP:复用段保护功能块进行复用段保护倒换启动条件：R-LOS、R-LOF、MS-AIS不倒换时，信号透明传输1+1、1：1、1：n,Page 75,复用段适配功能块MSA,Page 76,复用段适配功能块MSA,SPI、RST、MST、MSP、MSA组成复合功能块TTFSTM-N光信号NVC-4,Page 77,基本逻辑功能块,HPC：高阶通道连接功能块对VC-4的交叉矩阵

27、仅选择路由，不处理信号HPT：高阶通道终端HPOH源和宿对高阶VC-4进行实时监控,Page 78,高阶通道终端功能块HPT,Page 79,高阶通道终端功能块HPT,Page 80,高阶通道终端功能块HPT,G点信号帧结构,F点信号帧结构,Page 81,基本逻辑功能块,LPA：低阶通道适配功能块包封/拆包封：PDHCPPI：PDH物理接口功能块设备与PDH线路接口提取PDH支路定时信号码型变换：NRZHDB3、NRZCMI,Page 82,PDH物理接口功能块PPI,Page 83,高阶通道适配功能块HPA,Page 84,高阶通道适配功能块HPA,Page 85,基本逻辑功能块,HOI：

28、高阶接口功能块(HPT、LPA、PPI)140MVC-4HOA：高阶组装器(HPT、HPA)VC-12VC-4LPC：低阶通道连接功能块对VC-12、VC-3的交叉矩阵仅选择路由，不处理信号LPT：低阶通道终端LPOH源和宿对低阶VC-12进行实时监控,Page 86,低阶通道终端功能块LPT,Page 87,LPT、LPA、PPT组成LOI，功能2M、34MVC-12、VC-3,低阶通道终端功能块LPT,I点信号帧结构,H点信号帧结构,Page 88,辅助功能块,SEMF：同步设备管理功能块本设备各功能块的监控其他设备间OAM信息互通MCF：消息通信功能块提供网管F&Q接口提供D1-D3、D4-D12接口(P、N)SETS：同步设备定时源提供本地时钟输出本地时钟OHA：开销接入功能块公务开销的接入：E1、E2、F1,Page 89,告警流程图,Page 90,本节我们主要学习了：设备逻辑功能块组成各逻辑功能块实现的主要功能,小结,Page 91,本课程我们主要学习了：SDH信号帧结构、各种开销字节及相关告警的含义设备的逻辑组成复用和解复用的过程网络级保护倒换原理,总结,