SDH基础原理及应用.ppt

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1、SDH原理及应用,内容,SDH概述 SDH原理 SDH应用,SDH 概述,数字通信发展史,1937年 英国人里夫斯发明PCM 1947年 美国贝尔实验室研制成功第一个能完全运行的PCM系统 1957年 晶体管的出现使PCM商用 1965年 美国DS1（T1）标准制定 1968年 欧洲E1技术标准制定,SDH产生背景,近年来，数字通信技术得到迅速发展 光纤通信技术成熟 大带宽、低成本、提供高质量的服务 光纤通信成为现代通信网的主要传输手段 应用于骨干网、城域网、接入网领域 以前基于点到点传输的准同步数字体系（PDH）的缺点暴露,PDH的不足之处,没有全球统一的速率标准，给国际电信网互联带来了困难

2、 没有标准光接口 准同步复用，上下支路信号不便 基于点对点的连接，网络结构缺乏灵活性，数字交叉连接复杂 辅助比特缺乏，限制了网络维护与管理,PDH传输速率,64 kbps （DS0）,2.048 Mbps（E1）,8.448 Mbps（E2）,34.368 Mbps（E3）,139.264 Mbps（E4）,32,4,4,4,1.544 Mbps（DS1/T1/J1）,6.312 Mbps（DS2/T2/J2）,32.064 Mbps（J3）,97.728 Mbps（J4）,44.736 Mbps（DS3/T3）,24,4,5,3,7,ETSI 欧洲标准,Japanese Standard 日

3、本标准,ANSI 北美标准,PDH复用/解复用,PDH交叉连接,SDH/PDH全球市场发展,SDH的产生,1984年，美国贝尔实验室提出SONET(同步光网络) 1988年，ITU-T接受了SONET的概念，并重新将其命名为SDH(同步数字体系) 适用于光纤、微波、卫星等多种媒介传播 SDH是一项先有标准，后开发设备的，具有高度标准化的传输技术,SDH的优点,同步复用方式和灵活的映射结构 简单的复接和分接、低速支路容易上下 使E1与T1两大数字体系在STM-1等级上统一 有丰富的开销字节，使SDH网络的OAM能力大大提高 全世界统一的网络节点接口(NNI)，使多厂商产品互连成为可能 采用先进的

4、分插复用器(ADM)和数字交叉连接器(DXC),SDH的光接口规范,For example: S-4.2表示采用G.652光纤1550nm光窗口的短距离STM-4SDH光接口。,SDH的不足,频带利用率降低 一个155M信号中和收容63个2M，而一个140M PDH信号可收容64个2M 输出信号抖动增长 SDH采用指针调整技术，所带来的抖动大于PDH 大量的集中软件控制，易导致网络故障,自测练习题,哪个技术有全球统一的速率标准 ( ) SDH PDH 请列出3种PDH的传输速率等级 与PDH相对比SDH有什么优势 SDH的局限性是什么 SDH 的光接口中 I-1的含义是什么 SDH 的光接口中

5、 L-4.2的含义是什么,SDH 原理,SDH/SONET的传输速率,STM-同步传输模块 STM-1 帧中能包括 63 E1 STM-N 帧中能包括 N63 E1 STS-同步传输信号 STS-1 帧中能包括 28 T1 STS-N 帧中能包括 N28 T1,SDH基本技术,SDH的帧结构 STM-N的帧是以字节为单位的矩形块状帧结构 STM-N的信号是9行270N列的帧结构 帧周期为125s ，帧频为8000帧/秒,字节间插复用,SDH帧结构,STM-1 帧结构,SDH段开销,SDH段开销字节定义,A1,A2 帧同步 Frame Synchronization B1,B2 误码监视 Par

6、ity bytes D1-D12 数据通信通道 Data Communication Channel(DCC) E1,E2 公务通道 Order Wire Byte F1 使用者通道 Section User data channel J0 再生段跟踪 Section Trace K1,K2 自动保护倒换 Automatic Protection Switching (APS) Control S1 同步状态 Synchronization status byte M1 远端错误指示 Remote Error Indication Pointer 指针 Aligning & Justifica

7、tion N/A 保留 Reserved for future Nation Use,Do not delete,自测练习题（一）,STM-1帧的段开销位于帧结构的 ( ) （59）行（19）列 （19）行（19）列 （19）行（19）列，除第4行 （13）行（19）列 以下哪个不属于STM-1帧？ ( ) 净负荷 段开销 光监控通道 AU指针,自测练习题（二）,在段开销中再生段踪迹字节是 ( ) A1、A2 J0 D1D12 E1、E2 24位比特间插奇偶校验是由哪个字节完成的？ ( ) B3 B2 B1 在段开销中帧定位字节是 ( ) A1、A2 J0 E1、E2 D1D12,自测练习题（

8、三）,S1表示同步状态信息，其中哪几个比特用来表示同步时钟质量SSMB？ ( ) 1、2、3、4 5、6、7、8 1、3、5、7 2、4、6、8 在段开销中公务字节是 ( ) E1、E2 J0 D1D12 A1、A2,SDH通道开销,Do not delete,自测练习题,高阶通道开销中的J1是用来作 ( ) 信号标记 通道状态标识 比特间插奇偶校验 通道踪迹 高阶通道开销中的G1是用来作 ( ) 信号标记 比特间插奇偶校验 通道状态标识 通道踪迹,自测练习题,下列哪个不是低阶通道开销字节V5的功能 ( ) 信号标记 通道踪迹 通道状态标识 比特间插奇偶校验 高阶通道开销B3：比特间插奇偶校验

9、字节是几位的？ ( ) 24 2 8 4 高阶通道开销中的C2是用来作 ( ) 信号标记 通道状态标识 比特间插奇偶校验 通道踪迹,标准SDH复用映射结构,我国的SDH复用映射结构,E1信号复用过程,140M信号复用结构,AU-4指针,AU指针包含在段开销第四行中，它由H1、H2和H3组成 H1和H2字节结合使用，用作指示VC开始位置 H3字节用作VC帧速率调整,H1 Y Y H2 F F H3 H3 H3,MSOH,J1 ,J1 ,RSOH,STM-1 净负荷,782 ,P O H,9行,9字节,261字节,270字节,VC-4,H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3 0 ,第4行,1

10、 表示全1 Y 表示1001SS11（S未规定）,STM-1帧结构内VC-4的位置,AU-4指针值,N字节定义为新数据标帜（NDF） 正常情况 0110 当净符荷变化引起指针变化时反转1001 SS 表示AU类型（AU-4时SS=10） ID 10比特指针指示值，指示净符荷起始点 有效值0782,N N N N S S I D I D I D I D I D,H1,H2,指针调整原因,在SDH网中存在相位偏差，两个网间存在频率偏差，需要指针调整 SDH通过正负两种调整方法达到同步，该调整过程需要用一个指针来定位虚容器起始时净负荷参考字节的地址 指针调整使得净负荷在帧结构中移动，因此需要指针来指

11、示净负荷POH字节，即净负荷的起始位置,指针调整,状态名,不调整,正调整,负调整,第4行内容 7 8 9 10 11 12,H3 H3 H3 信息 信息 信息,H3 H3 H3 填充 填充 填充,信息 信息 信息 信息 信息 信息,速率关系,信息=容器,信息容器,信息容器,比特,不反转,I比特反转,D比特反转,TU-12指针,TU-12 指针提供了在TU-12复帧内VC-12 动态和灵活定位的方法。 TU-12指针由V1 和 V2 字节组成。,V1,V2,V3,V4,TU-12,H4 字节,XXXXXX00,XXXXXX01,01XXXXXX,XXXXXX11,125US,500US,375U

12、S,500US,VC-12,V5,N2,K4,35,35,35,35,140字节,TU-12 指针位置,J2,TU12指针值,V1,V2,N N N N S S I D,I D I D I D I D,10bit 指针值,NNNN：定义为新数据标帜（NDF),正常情况为0110,SS: 表示TU类型，TU-12时，SS=10,ID： 10bit 指示TU-12指针值，指示VC-12复帧的起始点V5,SDH网络同步,同步质量等级,基准主时钟（PRC） G.811 转接局从时钟 G.812 端局从时钟 G.812 SDH网元时钟 G.813,同步工作模式,正常工作模式 跟踪输入时钟 保持模式 输入

13、时钟失效时保持最后一瞬间时钟 保持24小时 自由运行模式 丢失外部时钟，且不处于保持模式 由设备内部晶振产生时钟,自测练习题,通过复用结构可知1个STM-1（155M）信号最多只可容纳多少个个E1（2M）信号传输？ ( ) 64 72 32 63 VC4与VC3的复用关系是 ( ) 4倍 7倍 21倍 3倍,自测练习题,VC3与VC12的复用关系是 ( ) 4倍 7倍 21倍 3倍 STM-4与VC4的复用关系是 ( ) 21倍 4倍 3倍 7倍,SDH 应用,SDH的层模型和段模型,SDH 网元,Regenerator (REG) 再生器 (同步线路中继器 SLR),Terminal Mul

14、tiplexer (TM) 终端复用器 (同步线路终端复用器 SLT),Add & Drop Multiplexer (ADM) 分插复用器 (同步分叉复用器SADM),Digital Cross-connect (DXC) 交叉连接器 (同步数字交叉连接器 SDXC),注：DXC XY 中X表示端口速率，Y表示交叉连接速率；X、Y从06分别代表 64kbps、2Mbps、8Mbps、34Mbps、139Mbps（155Mbps）、622Mbps、2.5Gbps七种速率。,SDH网络的组网拓扑结构,链形网 成本低，多用于专网（如铁路网） 星形网 特殊节点统一管理其余网络节点，利于分配带宽 存在

15、潜在瓶颈问题 多用于本地网（如接入网）,SDH网络的组网拓扑结构,树形网 可看成链形和星形的结合 也存在潜在瓶颈问题 环形网 应用最多的组网方式 网络生存性强，有业务自愈能力,SDH网络的组网拓扑结构,网孔形网 为节点间提供多个传输路由 网络的可靠性高，不存在瓶颈和失效问题 系统冗余度高，结构复杂 多用于长途干线网,SDH环形网结构,SDH常用保护方案,设备保护：（1+1，1:N，N:M） 线路保护： Linear Protection 线性保护方式 1+1 Point to Point 1+1点对点 1:N Point to Point 1:N 点对点 Ring Protection 环网保

16、护方式 Sub-Network Connection Protection (SNCP) 子网连接保护（通道保护) Multiplex Section Sharing Protection Ring (MS-Spring) 复用段共享保护环(双向线路倒换环BLSR )(复用段保护） Two Fibers 两纤 Four Fibers 四纤,1+1保护,整个负荷在终点分插复用。 负荷在工作路径和保护路径同时传送，100冗余。 在发送端，正常业务信号永久地连接在工作和保护子网连接路径。 在接收端，对两路信号进行监视，并选择较优的一路信号作为正常业务信号。 不提供无保护的额外业务通路。,1:N保护,

17、整个负荷在终点分插复用。 负荷在工作路径上传送。 在保护路径上传送的可以是正常业务信号，也可以是额外业务信号或无效信号（例如测试信号）。 在发送端，工作路径传送正常业务信号，保护路径传输上述三种信号之一。 在接收端，在工作路径上接收正常业务信号；若在工作路径上发现有缺陷，或在特定命令影响下，其所载的信号会桥接到保护路径上；这时，接收端会选用由保护路径传送来的信号代替原信号。 允许提供无保护的额外业务通道。,子网连接保护（SNCP）,由两条路径组成，一条路径用于传送业务信号，另一条路径作为保护路径。 采用“首端桥接，末端倒换”方式（11保护）。 在首端，业务信号同时在工作路径和保护路径上按相反方

18、向传送。 在末端，同时接收两个方向上的业务信号，并根据两路信号的优劣选择接收。 不提供无保护的额外业务通路。,复用段倒换保护环,利用时隙交换技术，在同一路径上通过一半时隙传送业务信号（50容量），另一半时隙传送反向路径的保护信号。 当发生故障时，故障点相邻两站利用时隙交换技术将业务信号环回到反向路径的保护时隙上，完成保护倒换。 跨段的服务容量只有光纤系统容量的一半，另一半留作保护之用。 可以经济的过渡到四纤环（每对光纤分别传送工作和保护信号，100冗余，高容量，高成本）。 允许提供无保护的额外业务通道。,SDH的网络管理,SDH的网络管理,SDH网管系统的管理功能 故障管理 安全管理 性能管理 综合管理 配置管理 SDH网管系统的接口类型 主要包括Q3、QX和F接口,网管通道,ECC：Embedded Control Channel (SOH D1-D12) 嵌入控制通路,自测练习题,当前SDH设备中的主流产品是 ( ) ADM REG TM DXC DXC4/1的含义是什么 网元双纤双向复用段保护环（.5G系统）的业务容量是多少个。 请写出网管的主要功能,Thank you Any question ?,