传输网基础知识培训课件.ppt

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1、培训大纲,SDH基本原理板件分类网络结构及保护类型网络告警环回专题光纤通信基础MSTP及以太基础时钟专题,SDH基本原理,SDH全称叫做同步数字传输体制，是一种传输的体制协议。SDH这种传输体制规范了数字信号的帧结构复用方式传输速率等级接口码型等特性。,一、PDH缺点 没有国际统一的速率标准 2M系列：2M、8M、34M、140M、565M；1.5M系列：北美：1.5M、6.3M、45M、274M；日本：1.5M、6.3M、32M、100M；没有国际统一的光接口规范（多种码型变换方案）上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高：需要用硬件进行逐级复用与解复用（背靠背）；网络的OAM能力差：无足够的开

2、销字节。,SDH基本概念(一）,二、SDH特点 优点：速率统一：155M、622M、2.5G、10G；光接口与帧结构统一：STM-N（N=1、4、16、64）；一步复用特性：可从高速信号中直接提取/接入低速信号 强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化：丰富的开销（码流量的5%）、强大的软件技术；组网灵活、网络的生存性强：可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级；前、后向兼容。缺点：带宽利用率稍低，如155M仅包括63个2M或3个34M。,SDH基本概念(二）,三、SDH基本概况1、等级与速率,SDH基本概念(三）,SOH：段开销AU PTR：管理单元指针POH：通道开销,帧结构与段开销(

3、一）,三、我国规范的SDH复用与映射结构,校准,复用与映射(十一）,复用与映射(十),AUG,TUG-2,TU-12,VC-12,C-12,140M,34M/45M,2M,指针处理,映射,复用,校准,N,7,3,3,TUG3,STM-N,AU-4,VC-4,TU-3,1,三、我国规范的SDH复用与映射结构,1,复用与映射(十二),五、映射1.何谓映射 映射就是在SDH网络边界把各种业务信号适配进相应的虚容器。如：把2Mb/s信号适配进VC-12；把34（或45）Mb/s信号适配进VC-3；把140Mb/s信号适配进VC-4。,复用与映射(十三),2.SDH映射种类.异步映射 用码速率调整的方法

4、把与网络同步或不同步的支 路信号映射进相应的虚容器。优点：对映射信号无任何限制性要求：如信 号速率的高低、是否具有帧结构等；接口简单、应用灵活。缺点：不能直接提取/接入支路信号。,.字节同步映射 无需进行速率调整，直接把支路信号适配进虚容器。对映射信号要求：速率必须与网络同步（仅含N64 kb/s）,必须具有块状帧结构。优点：可直接提取/接入低速支路信号。缺点：对映射信号有限制性要求；硬件接口较复杂。.毕特同步映射 要求映射信号速率必须与网络同步，但可不具有一定 的帧结构。与PDH相比，无明显优势；尚无人采用。,复用与映射(十四),净负荷指针(一),一、净负荷指针概念1.作用 指示净负荷的位置

5、：净负荷的第一个字节相对 于指针最后一个字节的偏移量 进行速率调整：容纳净负荷速率偏差2.种类 管理单元指针 AU PTR 支路单元指针 TU-3 PTR、TU-12 PTR,通道开销(四),2.开销字节功能 V5：通道状态与信号标记。b1b2：奇偶校验 BIP-2 b3：误码检测结果 b4：远端失效指示 b5b6b7：信号标记，映射方式 b8：远端接收失效指示 J2：通道跟踪字节：收、发是否正 确对接 N2：网络操作者字节。K4：通道自动保护倒换字节。,网络管理系统(二）,二、网元管理系统的功能-五大管理功能 1、故障管理功能、实时告警监视 对SDH网元的状态进行监视：如信号丢失、发送机失效

6、、帧失步、误码越限、告警指示信号、接收光功率过低、定时信号丢失或劣化、单元机盘故障、电源故障等。、告警显示：应具有可闻（声响）、可视（图、文本）的告警显示。告警级别：紧急、主要、次要、提示告警。告警显示：图标显示-红、橙、黄、紫色；文本显示-以文本形式给出告警信息。,网络管理系统(三）,、告警的过滤与屏蔽功能 过滤：可有选择地显示或不显示某些告警；屏蔽：可屏蔽（禁止）上报某些告警。、告警日志管理 生成、存储、输出告警报告（级别、时间、告警源）。、故障定位 能以图形显示方式把故障定位在子架、单元盘；以文本显示方式把故障定位在局站、机架、子架、单元盘、功能块。,网络管理系统(四）,2、性能管理功能

7、、性能数据的收集 ES、SES、BBE；指针调整、保护倒换事件与时间等。光接口：发送光功率（或偏流）、接收光功率。数据采集方式：15分钟与24小时计数器；、性能报告 把各种性能数据整理后形成报告。有定期上报、请求上报、越限自动上报等形式。,网络管理系统(五）,3、配置管理功能、指配功能 所谓指配是指把系统投入使用前的各个步骤。网元类型指配：TM、ADM、REG。网元接口指配：线路接口、支路接口、辅助接口。通道的指配：通道类型、通道的起止与路径。交叉连接的指配：完成高、低阶交叉连接。网元同步的指配：同步工作方式、同步源级别、同 步定时的自动倒换模式。保护倒换功能的指配：保护方式、倒换准则、设备

8、级保护设置。,网络管理系统(六）,、网元的管理 实时时钟管理；配置数据管理：配置数据、对象的图表与列表；网元软件的在线下载；、网元状态的监控 状态监视：端口配置、通道类型、交叉矩阵、同步方式、时隙分配、软件版本等；状态控制：启动/释放保护倒换功能、保护倒换参数设置、网元的安装功能 网元资源列表与图形显示、网元软件远程下载等。,网络管理系统(七）,4、安全管理功能、操作者的级别与权限 一般分四级：管理用户、维护用户、操作用户、监视用户。每级仅限在规定范围操作。、登录管理 进入系统前必须输入用户名、口令等，系统确认 后方可进入。,网络管理系统(八）,、访问控制 一是防止越权非法操作；二是可按管理域

9、进行管理。、操作日志管理 操作日志包括：操作人员的身份、登录的时间与地点、操作类型、操作结果等。、数据的安全管理 机密性：数据库加密、访问控制；安全性：所有的数据与文件应能部分地或全部地备份 到外围存储设备中（定时或人工）。,同步复用设备(十一）,.内部定时方式 当外同步定时与提取定时不能正常工作时，设备转入 内部定时工作方式。A).保持模式 设备模拟它在24小时以前存储的同步记忆信息来维持 设备的同步状态；其精度要求为：0.37ppm。B).自由运行模式 超过24小时以后，设备内部存储的同步记忆信息 已经用完，此时利用其内部的振荡器产生的信号 作为同步信号；其精度要求为：4.6ppm。,同步

10、复用设备(十二）,、定时保护倒换与恢复 设备应具有二个以上的外同步信号输入接口。A）、定时保护倒换功能 当高等级的外同步源失效时，设备应能自动倒 换到较低级别的外同步源。B）、恢复功能 而当高等级外同步源恢复正常后，设备应能再 恢复到从高级别的外同步源获取定时信号。,同步光缆系统(九）,2、单模光纤种类.G.652光纤 1310 nm性能最佳光纤（色散未移位光纤）。它有二个波长工作区：1310 nm与1550 nm。1310nm波长：色散最小（未移位），小于3.5 ps/nmkm；但损耗较大，为0.3 0.4dB/km。1550nm波长：色散较大，为20 ps/nmkm；但 损耗很小，为0.1

11、5 0.25dB/km。,同步光缆系统(十）,.G.653光纤 1550nm性能最佳光纤（色散移位光纤）。它主要用于1550 nm波长工作区。在1550nm波长，色散较小（色散移位），为3.5 ps/nmkm；损耗也很小，为0.15 0.25dB/km。但它不能用于WDM方式，因会出现四波混频效 应（FWM）。,同步光缆系统(十一）,.G.654光纤 1550nm损耗最小光纤。它主要用于1550 nm波长工作区，其损耗为0.15 0.19dB/km；主要用于海缆通信。.G.655光纤 它是为克服G.653光纤的FWM效应而设计的新型光纤。其性能与G.653光纤类似，但既能用于WDM，又 能传输

12、TDM方式的10G。理想情况：A）、低色散：26 ps/nm.km；B）、色散斜率小于0.05 ps/nm2 km，便于色散补偿；C）、大的有效面积，可避免出现非线性效应。,同步光缆系统(十三）,3、各种光纤应用状况.G.652光纤 在我国占99%以上。虽称1310nm性能最佳光纤，但绝大 部分却用于1550 nm，其原因是在1310nm无实用化光放 大器。它可传输2.5G或以2.5G 为基群的WDM系统；但传输 TDM的10G，面临色散受限的难题（色度色散与PMD）。.G.653光纤 因FWM效应而被冷落。,.G.655光纤 因既可传输TDM的10G，又可传以2.5G或10G为基群的WDM系

13、统；所以近年倍受青睐。但理想的G.655光纤无法实现，因在在光纤的有效横截面积与色散斜率二方面难以均衡。目前，G.655光纤尚无国际统一规范。大的有效面积，会有效地避免非线性效应，但 将导致色散斜率的增加。小的色散斜率将会便于色散的补偿；但其有效 面积却减小。,同步光缆系统(十四）,同步光缆系统(十六）,.光接口代码：W y.z W：I-代表局内通信(2km)；S-代表短距离通信(20km)；L-代长距离通信(80km)；V-代表甚长距离通信(120km)；U-代表超长距离通信(160km)。y：代表STM等级，Y=1、4、16、64。,同步光缆系统(十七）,Z：代表使用光纤类型与工作窗口；1

14、 G.652光纤，工作波长为1310nm；2 G.652光纤，工作波长为1550nm；3 G.653光纤，工作波长为1550nm；5 G.655光纤，工作波长为1550nm。例：L-16.2：工作在G.652光纤的1550nm波长区，传输速率为2.5G的长距离光接口。S-16.1：工作在G.652光纤的1310nm波长区，传输速率为2.5G的短距离光接口。,SDH 网同步(一）,一、数字同步网1、结构与同步方式 同步网是为各种业务网提供同步信号的支撑网。它一般采用等级主从同步方式：网络中设一最高级主时钟和一系列分级从时钟，每一级从时钟皆上一级时钟同步，从而使网中所 有时钟都和最高级时钟 基准主

15、时钟（PRC）同步。,SDH 网同步(二）,2、中国电信的同步网结构 中国电信的数字同步网采用等级主从同步与伪同步相结合的方式，又称分布定时方式。一者，用设在北京的符合G.811的PRC分级下控，直到最低一级的从时钟，符合等级主从同步方式。二者，把全国划分为几个同步区，每个区设一个区域基准时钟（LPR）-铷原子钟；LPR既可以接收PRC信号，又可以接收GPS（全球定位系统）信号。因各同步区的LPR有微小差异，但误差极小而接近于同步，故又称伪同步方式。如图所示。其中武汉为副时钟，主时钟（北京）发生故障时，它取而代之。,SDH 网同步(三）,SDH 网同步(四）,3、其它通信网的同步网结构 利用大

16、楼综合定时系统（BITS）与SDH传送网相 结合的方法构成同步网。.BITS 可接收外定时信号，如GPS等；.BITS 本身（铷钟）产生的时钟信号符合G.812 时钟的标准；.BITS 可利用SDH的STM-N信号传送时钟信号。,SDH 网同步(七）,2、同步方式 SDH网的同步方式大致有四种：全同步、伪 同步、准同步、异步。、全同步方式：全网皆同步于唯一的基准主 时钟（PRC）。其同步精度高，但实施困难。一般考虑分级控 制的方案；即可用等级主从同 步方式来实现。,SDH 网同步(八）,、伪同步方式：全网划分为几个分网，各分网的主 时钟符合G.811规定；分网中的从时 钟分别同步于分网的主时钟

17、；因此 各分网时钟相互独立，但误差极小 而接近于同步。、准同步方式：当外定时基准丢失后，节点时钟进 入保持模式；网络同步质量不高。、异步方式：各节点时钟出现较大偏差，不能维持正 常业务，将发送告警信号。目前，SDH网广泛采用等级主从同步方式。,SDH 网同步(九）,3、SDH同步网结构-同步参考链,网络性能(一）,一、误码性能1、误码性能事件.误块（EB）-出现一个或多个毕特差错的数据块。.误块秒（ES）-含有一个以上误块的秒。.严重误块秒（SES）-含有30%以上误块的秒。.背景误块（BBE）-在严重误块秒之外发生的误块。注：SDH系统的误块与PDH系统误码不同；发生一个误块可能 出现几个或

18、几十个毕特错误（由B1、B2、B3检测）。,网络性能(二）,2、误码性能参数.误块秒比（ESR）在一个确定的测试时间内（如24小时），可用时间内的误块秒ES与总秒数之比。.严重误块秒比（SESR）在一个确定的测试时间内（如24小时），可用时间内的严重误块秒SES与总秒数之比。.背景误块比（BBER）在一个确定的测试时间内（如24小时），可用时间内 的背景误块数，与总块数中扣除严重误块秒中的所有块数后剩余块数之比。,SDH传送网(三）,2、拓扑结构.线形网 网络中的所有节点一一相连，并且首尾开放，又称链 型网。结构简单、经济。.星型网 网络中的某一点（枢纽）与其它个节点直接相连，而 其它各点之间

19、不再直接相连。优点是除枢纽点外，所 有节点都可配成终端；缺点是安全问题是瓶颈。.树形网 可视为线形网与星型网的结合。,SDH传送网(四）,.环形网 所谓环形网，就是把线形网的首尾相接,从而使任何一点 都不对外开放。环形网结构在SDH传送网中应用非常广泛，因它具有自 愈能力，使网络具有很强的生存性。.网孔型网 网络中的任何二个节点都能直接相连。它能为二点间的通信提供多种路由可选，因而网络的可 靠性高；但结构复杂、成本较高。,SDH传送网(五）,树形：,SDH传送网(六）,网孔形：,SDH传送网(七）,二、网络的保护与恢复1、网络的保护 利用预先安排好的备用容量去保护主用容量。SDH网的保护可分为

20、二大类：路径保护与子网连接保护。.路径保护 对业务信号的传送路径进行保护，它既可以在复用段层进 行，也可以在通道层进行。A）.线路系统的复用段保护（MSP）业务保护以复用段为基础（复用段信号质量），它可 以分为二种方式：1+1 与1N。,SDH传送网(八）,1+1：STM-N信号永久性地被连接在工作通路与保护通路 上，二个通路皆传送业务信号；收端择优选用。1N：N个工作通路共用一个保护通路，保护通路可传额 外业务（N 14）。线路系统的复用段保护倒换要使用APS协议，倒换要在 50ms时间内完成。B).环网的复用段保护 复用段保护环可分为二纤环与四纤环。二纤环：环网由二根光纤组成，根据业务传送

21、方向 又可分单向保护环与双向保护环。,SDH传送网(九）,四纤环：环网由四根光纤组成，二根主用光纤与二根 备用光纤，备用光纤为主用光纤提供反方向 保护；备用光纤可传送额外业务。C).通道保护环 业务保护以通道为基础（通道信号质量优劣），通道 保护一般采用1+1方式。通道环一般由二纤组成，根据业务传送方向又可分单 向通道环与双向通道环。通道环的保护一般不使用APS协议，倒换时间小 于30ms。,SDH传送网(十）,.子网连接保护SNCP 对某一子网预先安排专用的保护路由。子网连接保护通常采用1+1工作方式。,2、网络的恢复 它不象网络的保护那样需要安排专门的备用容 量（一般是1 1）去保护主用容

22、量，而是广泛 调用网络中所有节点间的任何可用容量来恢复 传送业务；所以其备用资源较少。但网络恢复的实现比较复杂，需要使用具有强 大功能的DXC，网管要有恢复功能等。,SDH传送网(十一）,SDH传送网(十二）,三、自愈环 自愈：当网络发生故障时，不需要人为的干预，网络 本身能在极短的时间内自动恢复传送业务。1、自愈环的类型与工作原理 单向：环上二节点间的往来业务，如从节点AC的业 务AC和从节点C A节点的业务CA，沿着环的 同一方向（同为顺时针或同为逆时针）传送。双向：环上二节点间的往来业务，沿着环的不同方向（一为顺时针，另为逆时针）传送。,.单向通道保护环（二纤）工作原理：双发选收。二根光

23、纤：S光纤，P光纤。正常时：信号AC在发端A同时馈入S与P光纤（双发），沿二条路径到达C：S：ABC，P：ADC。收端选收，一般选 S：ABC同理，信号CA：S：C D A；P：C B A。收端选用 S：C D A。,SDH传送网(十三）,D,SDH传送网(十四）,故障时：如B、C间的光缆被切断。AC业务：在C节点由于来自S光纤的AC信号 ABC丢失，所以接收倒换开关转向来自P光纤，即接收信号：ADCCA业务信号仍按原路径传送。,SDH传送网(十五）,单向通道保护环的特点：优点：实现简单，不需使用APS协议，倒换速度最 快（30ms）。缺点：不能重复使用节点间的时隙，环传输容量较 小；不能传送

24、额外业务。环传输容量：STM-N。注：单向通道保护环获得非常广泛的应用；它适用 于集中型业务。,SDH传送网(二十）,.双向复用段保护环（二纤）二纤双向复用段保护环是目前SDH应用最广泛的一种保护方式。它由二根光纤组成：S1/P2光纤与S2/P1光纤。每根光纤传输容量的一半为工作通道（S）；一半为保护通道（P），且为另一根光纤的工作通道提供反方向保护。如S1/P2光纤的工作通道为S1，保护通道为P2，P2为第二根光纤的工作通道S2提供反方向保护。另一根光纤S2/P1的含义与之类似。,SDH传送网(二十一）,正常时：利用S1与S2工作通道传送业务业务信号AC在发端A馈入SI/P2光纤的工作通道S

25、1，沿顺时针方向到达C站：ABC。同理，业务信号CA在发端C馈入S2/P1光纤的工作通道S2，沿逆时针方向到达A站：CBA。P1与P2通道可传送额外业务。,SDH传送网(二十二）,故障时：如B、C间光缆被切断在B、C点执行 桥接倒换。B节点：把AC业务从S1通道交叉到P1通道，并使其沿逆时针方向传输：AB A D C。C节点：把CA业务从S2通道交叉到P2通道，并使其沿顺时针方向传输：C D A B A。,SDH传送网(二十三）,二纤双向复用段保护环优点：能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的 传输容量。备用通道PI、P2可传送额外业务。缺点：倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行 交叉连接功能。环传输容量：k/2STM-N(k为网络中的节点数)。注：双向复用段保护环获得非常广泛的应用；它适 用于分散型业务。,