SDH原理基础理论.ppt

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1、SDH基础理论,引言：通信网、传输、SDH,1.通信网的结构,2.SDH在通信网中的位置,3.其他传输技术：微波、卫星、裸光纤、电缆等,内 容 提 要,1.1 SDH基本概念,1.2 帧结构与开销,1.3 映射、指针与复用,第一部分：SDH的基本概念和原理,2.3 保护与恢复,2.2 同步与定时,第二部分：SDH设备,2.1 SDH设备,3.4 网络管理系统,3.1 光纤线路与光接口,3.2 网络性能,3.3 测试,第三部分：SDH网络,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：

2、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。

3、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）,SDH与PDH分插信号的比较,STM-1 分插复用器功能,三、SDH基本概况 1、等级与速率,SDH基本概念(三）,2、SDH设备 . 终端复用器 TM 在线形网的端站，把PDH / SDH 支路信号复用成 SDH线路信号，或反之。,SDH基本概念(四）, . 分插复用器 ADM 设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。,SDH基本概念(五）, . 再生器 REG 设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。,SDH基本概念(六）, . 数字交叉连接设备 DXC 兼有同步复用、分插、交叉连

4、接、网络的自动 恢复与保护等多项功能的SDH 设备。,SDH基本概念(七）,3、SDH网络拓扑 . 线形网,SDH基本概念(八）,. 环形网,SDH基本概念(九）,. 枢纽网,SDH基本概念(十）,. 网状网,SDH基本概念(十一）,SOH：段开销 AU PTR：管理单元指针 POH：通道开销,帧结构与段开销(一）,一、STM-1 SOH 字节安排,9 列,帧结构与段开销(二）,二、 SOH开销字节功能 1. A1、A2： 帧定位字节 （F6 28 H）； 2. J0： 再生段跟踪字节，使收、发能正确对接； 3. B1：再生段比特间插奇偶校验字节(BIP-8)； 校验矩阵,帧结构与段开销(三）

5、,4. D1 D3：再生段数据通信通道，可传送再生段运行数据； 5. D4 D12：复用段数据通信通道，可传送复用段运行数据； 6. E1、E2：公务联络字节； 7. F1：使用者通道字节，用于维护的数据/音频通道 8. B2：复用段比特间插奇偶校验字节(BIP-N24)； 工作原理与B1相同； 9. K1、K2：自动保护倒换字节，执行APS协议； 其中： K1的b5 b8为请求保护倒换的局站编号， K2的b1 b4为倒换到保护通路上的局站编号。,帧结构与段开销(四）,STEP1：B站检测出工作通路故障后，利用上行保护光纤发出K1字节，K1字节中包含故障通路编号数。 STEP2：A站收到K1字

6、节后，完成下行工作光纤到保护光纤的桥接，并利用下行保护光纤送出K1、K2字节，其中K1字节作为倒换要求，K2字节作为证实。 STEP3：B站收到K2字节后，经过对通道编号的确认后进行下行工作光纤到下行保护光纤的桥接，同时根据K1字节的要求进行上行工作光纤和保护光纤的桥接。之后，利用上行保护光纤送出K2字节。 STEP4：A站收到K2字节后，完成上行工作光纤和保护光纤的桥接。APS完成。,自动保护倒换（APS）与K1、K2字节,10. S1：同步状态字节，指示同步状态、时钟级别等； 其中b1 b4暂不使用，b5 b8 表示时钟级别等； b5 b8 = 0010：G.811 时钟， 0100：G.

7、812 时钟， 1011：设备时钟， 1111：不能用于同步。 11. M1：复用段远端差错指示，指示B2的误块检测结果。 其中b1暂不使用； b2 b8：用二进制编码方式，对B2的误块检测结 果进行误块计数。,帧结构与段开销(五）,一、高阶通道开销 VC-4 / VC-3 POH 1、位置与结构,通道开销 (一）,2、开销字节功能 J1： 通道跟踪字节，使收、发正确对接； B3：通道奇偶校验字节(BIP-8)； C2： 信号标记字节,指示VC-4的结构； VC-4可能包含1140M、334/45M、632M； G1：通道状态字节：远端差错指示REI（误码计数）、 远端缺陷指示 FDI； F2

8、、F3：使用者通道； H4：位置指示字节：指示TU子帧在复帧中的位置； K3：通道自动保护倒换字节(APS)； N1：网络操作者字节。,通道开销 (二）,二、低阶通道开销 VC-12 POH 1、位置与结构,通道开销 (三）,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：指示误码检测结果； 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：使收、发正确对接； N2：网络操作者字节； K4：通道自动保护倒换字节。,通道开销 (四）,一、SDH复用特点 1、字节间插复用 各支路信号按字节顺序进行间插排

9、列以形成更高速 率的信号； 各支路信号在帧中的位置固定，可直接提取/接入。 2、净负荷指针技术 用软件指针指示净负荷在帧中的位置； 允许支路信号速率有差异（可进行速率调整）； 不使用125 s缓存器，避免滑动损伤。,复用与映射(一）,二、参与复用与映射的单元 1、信息容器 C 用于装载各种速率业务信号的信息结构。 国际规范了5种信息容器，我国使用其中的三种：,种类,C-12,C-3,C-4,装载信号种类,2 Mb/s,34 / 45 Mb/s,140 Mb/s,结 构,9行4列2,9行84列,9行260列,速率（Mb/s）,2.176,48.384,149.760,复用与映射(二）,2、虚容器

10、 VC 是用来支持SDH通道层连接的信息结构。 VC 是由信息容器C加上通道开销POH构成。 国际规范了5种虚容器，我国使用其中的三种：,种类,VC-12,VC- 3,VC- 4,装载信号种类,2 Mb/s,34 / 45 Mb/s,2/34/45/140 Mb/s,结 构,9行4列1,9行85列,9行261列,速率（Mb/s）,2.240,48.960,150.336,复用与映射(三）,VC-12 VC-3,复用与映射(四）,注：TUG3 = 7TUG -2= 21 TU-12（21 VC12 ） TUG3 = TU - 3（ VC-3 ）,复用与映射(五）,3、支路单元 T U 是在高阶V

11、C与低阶VC之间进行适配的信息结构。 TU是由低阶VC加上支路单元指针TU PTR构成。,复用与映射(六）,复用与映射(七）,4、支路单元组 T UG 由几个TU或TUG进行字节间插复用组成。,复用与映射(八）,复用与映射(九）,5、管理单元 AU - 4 是在高阶VC与复用段之间进行适配的信息结构。 AU是由高阶VC加上管理单元指针AU PTR构成。,复用与映射(十）,三、我国规范的SDH复用与映射结构,校准,复用与映射(十一）,四、字节间插复用 各支路信号按字节顺序进行间插排列，形成更高速率信号。,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

12、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。,复用与映射(十四）,. 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

13、信号。 缺点：对映射信号有限制性要求； 硬件接口较复杂。 . 比特同步映射 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(十五）,3、2Mb/s信号异步 映射进VC-12,W = DDDDDDDD D： 数据比特 R： 填充比特 O： 开销比特 C： 调整控制比特 S： 调整机会比特,VC-12（子帧）的速率为 2.240 Mb/s； 映射信号的速率为2.048 Mb/s； 进行速率调整后（加入填充毕 特R），适配进虚容器VC-12。,复用与映射(十六）,一、净负荷指针概念 1、作用 指示净负荷的位置：净负荷的第一个字节相对 于指

14、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。,净负荷指针 (一）,二、管理单元指针 AU PTR 1、位置与结构,净负荷指针 (二）,2、H1、H2、H3 字节安排,净负荷指针 (三）,3、H1、H2、H3 字节功能 . 净负荷位置指示 10比特指针指示净负荷的第一个字节相对于第三个H3字节的偏移量。 . 对净负荷VC- 4进行速率调整 正调整: 5个I比特反转；在净负荷前面加3个填充字节；指针值加1。 负调整: 5个D比特反转；在净负荷前面3个字节移到3个H3字节中； 指针值减1。

15、. 新数据标识 NDF 指示净负荷中的新数据变化。正常时：NDF = 0110 有新数据时：NDF = 1001,净负荷指针 (四）,三、支路单元指针 TU-3 PTR 1、位置与结构,净负荷指针 (五）,2、H1、H2、H3 字节安排,净负荷指针 (六）,3、H1、H2、H3 字节功能 . 净负荷位置指示 10比特指针指示净负荷的第一个字节相对于H3字节的偏移量。 . 对净负荷VC-3进行速率调整 正调整: 5个I比特反转；在净负荷前面加1个填充字节；指针值加1。 负调整: 5个D比特反转；在净负荷前面1个字节移到H3字节中； 指针值减1。 . 新数据标识 NDF 指示净负荷中的新数据变化。

16、正常时：NDF = 0110 有新数据时：NDF = 1001,净负荷指针 (七）,四、支路单元指针 TU-12 PTR 1、位置与结构,净负荷指针 (八）,2、V1、V2、V3 字节安排,净负荷指针 (九）,3、V1、V2、V3 字节功能 . 净负荷位置指示 10比特指针指示净负荷的第一个字节相对于V2字节的偏移量。 . 对净负荷VC-3进行速率调整 正调整: 5个I比特反转；在V3字节后面加1个填充字节；指针值加1。 负调整: 5个D比特反转；在净负荷前面1个字节移到V3字节中； 指针值减1。 . 新数据标识 NDF 指示净负荷中的数据变化。正常时：NDF = 0110 有新数据时：NDF

17、 = 1001,净负荷指针 (十）,如何理解POH与SOH？（1）,1、段开销、通道开销都是为了保证信号正常灵活传送所必须附加的供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。,2、段开销、通道开销是从不同的层面来监视、管理信号的传送。RSOH、MSOH分别对应于再生段和复用段，而HPOH和LPOH分别对应于VC-3 /VC-4和VC-12（参见上页图）。,如何理解POH与SOH？（2）,同步复用设备(六）,三、设备性能要求 1、误码性能 在设计所考虑的工作条件范围内,应无误码运行。 2、同步性能 . 外同步定时方式 又称跟踪方式。 即设备内部的时钟严格跟踪(锁定)从外部输入的定 时基准信号。,同

18、步复用设备(七）,外同步定时方式,同步复用设备(八）,. 提取定时方式 设备从含有定时基准信息的外来信号中提取定时。 A). 线路定时 所有的发送时钟，皆从某一特定的STM-N接收信号中提取 定时。,提取时钟 发送时钟,同步复用设备(九）,B). 通过定时 STM-N发送时钟，从其同方向终结的STM-N接收信 号中提取定时。,提取时钟 发送时钟,同步复用设备(十）,C). 环路定时 STM-N发送时钟，从其同侧的STM-N接收信号中提 取定时信号。,提取时钟 发送时钟,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

19、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。,同步复用设备(十三）,3、定时性能 抖动与漂移 . 抖动与漂移含义 抖

20、动：数字信号的特定时刻（如最佳抽样时刻）与理 想时刻位置的短时间偏差。 噪声、码间干扰、时钟的不稳定；映射、指针 调整等是产生抖动的主要原因。 漂移：数字信号的特定时刻（如最佳抽样时刻）与理 想时刻位置的长时间（10Hz以下）偏差。 温度的变化是产生漂移的主要原因。,同步复用设备(十四）,. 输入抖动与漂移容限 A）. STM-N光接口输入抖动与漂移容限 在STM-N 输入信号上使光设备产生1dB光功率 代价的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。 B）. STM-N电接口输入抖动与漂移容限 在STM-N 输入信号上使设备刚刚不产生误码的 最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。 C）. PDH接口输入抖动与漂

21、移容限 在PDH 支路输入信号上使设备刚刚不产生误码 的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。,. 抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下，设备在其输出端所产生 的最大正弦抖动（漂移）峰-峰值。 A）. STM-N光接口抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下，用12KHz高通滤波器在 设备的光接口输出端测得的抖动根均方值（RMS）。 B）. STM-N电接口抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下，用规定滤波器在设备的 电接口输出端测得的抖动根均方值。,同步复用设备(十五）,C）. 映射抖动与漂移 又称因支路信号映射产生的抖动与漂移。 是指在无指针调整的条件下，因进行映射、去映射 处理所产生的输出抖动与

22、漂移值。 D）. 指针调整抖动与漂移 因进行指针调整而产生的抖动与漂移值。 E）. 结合抖动 是考虑支路映射与指针调整同时发生时所产 生的抖动值。,同步复用设备(十六）,同步复用设备(十七）,. 抖动与漂移传递函数 输出STM-N信号的抖动值与加在输入STM-N信 号上的抖动值之比，随频率而变化的关系。 目前，该参数仅适用于再生器（0.1dB）。,4、交叉性能 为保证对系统容量中的支路信号进行调度，以完成 按需求组网、上下电路、电路调度等，同步复用设 备应具有较强的交叉连接功能。 . 交叉类型 应能进行高阶交叉与低阶交叉。 高阶交叉：是指对VC-4级信号的交叉连接。 低阶交叉：是指对VC-12

23、级信号的交叉连接。 具有低阶交叉连接能力，才能直接从高 速信号中上下2M电路。,同步复用设备(十八）,、交叉容量 交叉容量以VC-4为单位；一般写为 n n VC-4。 交叉容量视同步复用设备的STM-N级别不同而不同。 交叉能力强的2.5G ADM设备（单系统），其高阶交叉 容量为：96 96 VC-4；其中线路信号为：4 16 VC-4； 支路信号为：32 VC-4。,同步复用设备(十九）,同步复用设备(二十）,. 交叉类型 设备至少应具有以下几种交叉工作类型： 单向：被交叉连接的端口只能作为输出。 双向：每个端口既能接入输出信号，又能接入输入 信号。 广播：一个输入信号可以与一个以上的端

24、口相连接。,同步复用设备(二十一）,. 交叉方向 应支持线路-线路、线路-支路、支路-支路的交叉连接。 线路-线路：主要用于未下载支路信号的继续传送； 线路-支路：主要用于支路信号的上、下载； 支路-支路：主要用于环带子环、子链时，子网之间或子 链之间的业务信号往来。,同步复用设备(二十二）,四、同步复用设备的系统结构,同步复用设备(二十三）,1、线路接口 完成线路信号STM-N的光-电转换；进行管理单 元的指针处理；生成/终结段开销。 2、交叉矩阵 按需求对线路信号或支路信号中的高阶VC或低 阶VC进行交叉连接，实现线路-线路、线路-支 路、支路-支路间的交叉连接；满足上、下电路 等功能。,

25、、交叉矩阵容量 交叉矩阵的容量一般与线路信号的级别有关。 如：中兴2.5GADM的高阶交叉容量为 96 96VC-4； 、交叉性能 一般应具有高阶交叉与低阶交叉能力。 交叉连接还有时分与空分之别。,同步复用设备(二十四）,3、支路接口 在局站完成上、下业务信号。 支路接口有2M、34M、45M、140M、155M等 种类；对于SDH支路接口还有光、电之分。 4、定时单元 对内：向设备的各单元提供定时信号。 对外：或跟踪外同步定时信号；或从线（支） 路信号中提取定时；或以保持/自由运行方式提 供定时。,同步复用设备(二十五）,同步复用设备(二十六）,5、通信与控制单元 采集设备各单元的数据；通过

26、DCC通道传到网关， 然后由网关提供给网管系统； 另一方面，接收网管系统的命令并执行。 6、公务单元 提供公务联络电话。,网同步预备知识(1） 同步的两种基本方式,1、主从同步方式指网内设一时钟主局，配有高精度时钟，网内各局均受控于该全局（即跟踪主局时钟，以主局时钟为定时基准），并且逐级下控，直到网络中的末端网元终端局。,2、相互同步方式在网中不设主时钟，由网内各交换节点的时钟相互控制，最后都调整到一个稳定的、统一的系统频率上，从而实现全国的同步工作。,网同步预备知识(2） 主从同步方式中从时钟的3种工作模式, 正常工作模式跟踪锁定上级时钟模式 此时从站跟踪锁定的时钟基准是从上一级站传来的，可

27、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。也就是说从时钟有“记忆”功能，通过“记忆”功能提供与原定时基准较相符的定时信号，以保证从时钟频率在长时间内与基准时钟频只有很小的频率偏差。但是由于振荡器的固有振荡频率会慢慢地漂移，故此种工作方式提供的较高精度时钟不能持续很久。此种工作模式的时钟精度仅次于正常工作模式时的时钟精度。, 自由运行模式自由振荡模式 当从时钟

28、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。,网同步预备知识(3） ITU-T规定的4级时钟, 基准主时钟满足G.811规范。 转接局时钟满足G.812规范（中间局转接时钟）。 端局时钟满足G.812规范（本地局时钟）。 SDH网络单元时钟满足G.813 规范（SDH网元内置时钟）。,网同步预备知识(4） 时钟的种类和参数,时钟种类,1. 铯原子钟：长期频率稳定度和精确度很高的时钟，其长期频偏优于1*10E-11，但短期稳定度不够理想。,2. 石英晶体振荡器：廉价时钟源，可靠性高，但是长期频率

29、稳定度不好。,3. 铷原子钟：稳定度、精度和成本介于上述两种时钟之间。频率可调范围大于铯原子钟，长期稳定度低一个量级左右，但有出色的短期稳定度和低成本特性，寿命约十年。,网同步预备知识(4） 时钟的种类和参数,时钟参数,3. 频率稳定度,2. 频移,4. 同步范围,1. 频率准确度,5. 失步范围,6. 保持范围,7. 最大时间间隔误差（MTIE）,8. 时间偏差（TDEV）,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

30、有时钟都和最高级时钟 基准主时钟（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

31、）,3、其它通信网的同步网结构 利用大楼综合定时系统（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(五）,其它通信网的同步网,SDH 网同步(六）,二、SDH网的同步 1、同步的重要性 同步是SDH网的神经系统。 若同一个网络中的各网元相互不同步，则会导致时 隙不对准、收与发不能正确连接。 若网络之间彼此不同步，则网络之间无法正常通信 ，业务不能互通。,SDH 网同步(七）,2、同步方式 SDH网的同

32、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；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

33、、SDH同步网结构 - 同步参考链,SDH 网同步(十）,三、同步方案设计 1、一般原则 . 尽量减少定时基准传输的长度； . 受控时钟尽量从高等级时钟获取定时； . 一个同步参考链上的节点时钟总数不超过60个； . 尽量配置一个以上的外定时基准； . 防止出现定时环路-充分利用S1字节； . 定时信息传送：- 从STM-N信号中提取定时。,SDH 网同步(十一）,2、关于定时环路,G.811 时钟,SDH 网同步(十二）,*故障状态 出现定时环路,SDH 网同步(十三）,3、仅一个外定时源的方案设计,S1=0010,SDH 网同步(十四）,S1=1111,S1=1111,*故障状态 （光缆断

34、）,SDH 网同步(十五）,4、二个外定时源的方案设计,S1=1111,S1=1111,SDH 网同步(十六）,B站,S1=1111,*故障状态,四、SDH设备的同步性能 . 外同步定时方式 又称跟踪方式。 即设备内部的时钟严格跟踪(锁定)从外部输入的定 时基准信号。,SDH 网同步(十七）,外同步定时方式,SDH 网同步(十八）,. 提取定时方式 设备从含有定时基准信息的外来信号中提取定时。 A). 线路定时 所有的发送时钟，皆从某一特定的STM-N接收信号中提取 定时。,提取时钟 发送时钟,SDH 网同步(十九）,B). 通过定时 STM-N发送时钟，从其同方向终结的STM-N接收信 号中

35、提取定时。,提取时钟 发送时钟,SDH 网同步(二十）,C). 环路定时 STM-N发送时钟，从其同侧的STM-N接收信号中提 取定时信号。,提取时钟 发送时钟,SDH 网同步(二十一）,. 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。,SDH 网同步(二十二）,、定时保护倒换与恢复 设备应

36、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。,SDH 网同步(二十三）,同步状态信息（SSM）与S1字节的使用,（SSM，Synchronization Status Message）也称为同步质量信息，用于在同步定时传递链路中直接反映同步定时信号的等级。根据这些信息可以判断所收到同步定时信号的质量等级，以控制本节点时钟的运行状态，比如继续跟踪该信号，或倒换输入基准信号，或转入保持状态等。,同步状态信息：,在ITU-

37、T G.707建议中规定了STM-N接口的SSM编码方式，用复用段开销字节S1的b5b8比特表示。,S1字节的使用,中兴专利S1算法的特点,1、中兴SDH产品同时支持标准S1算法和已申请专利的特殊S1算法。 2、中兴专利S1算法优于标准S1算法，弥补了ITU-T的部分缺陷，如防止标准S1不能解决的多内时钟问题和定时环问题，此外还具有优化时钟同步网的功能。,SDH传送网 (一）,一、传送网结构 1、分层结构 . 电路层 直接为用户提供通信业务，其节点设备是交换机等。 . 通道层 支持一个或多个电路层网络，为电路层节点设备提供 电路群（通道），如VC-12、VC-4等。 . 传输媒质层 支持一个或

38、多个通道层网络，如光缆等。,SDH传送网 (二）,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。

39、 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

40、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

41、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。 一般来讲，网络的恢复时间要比保护倒换时间长。,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

42、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

43、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：ADC CA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 (十六）,. 双向通道保护环（二纤） 正常时： 信号AC在发端同时馈入S1与P1光纤（双

44、发），沿二条路径到达C站：S1：ABC， P1：ADC。 收端选收，一般选S1：ABC 同理，业务信号CA： S2：CB A ； P2：C D A。 收端择优选用，一般选 S2：CBA。,SDH传送网 (十七）,故障时： 如B、C间的光缆被切断。 AC业务：在C节点由于来自S1光纤的AC信号：ABC丢失，所以倒换开关转向P1光纤，接收信号：ADC 同理，在节点A接收从P2光纤来的CA业务信号： CDA 。 双向通道保护环与单向通道保护环无多大区别。,SDH传送网 (十八）,. 单向复用段保护环（二纤） 二根光纤：S（业务）光纤，P（保护）光纤。 正常时： 业务信号AC在发端A只馈入S光纤，沿顺

45、时针方向到达C站：ABC。 同理，业务信号CA在发端C只馈入S光纤，沿顺时针方向到达C站：CDA。,SDH传送网 (十九）,故障时：如B、C间光缆被切断 在B节点执行环回功能：即把AC业务环回到P光纤上，沿路径ABADC到达目的地C。 在节点C：把接收点切换到P光纤上。 CA业务仍按原路径传送。 优点：倒换速度快（用APS）； P光纤可传送额外业务。 缺点：不能重复使用节点间时隙 环传输容量：STM-N,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

46、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S1 ，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点执行交叉连接。 B节点：把AC业

47、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。,AC发,CA收,AC收,CA发,A,C,B,D,S1/P2,S2/P1,S1/P2,交叉连接,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。,SDH传送网 (二十四

48、）,关于二纤双向复用段保护环的传输容量： 因二节点间业务仅由这二节点的光纤传送，环上其它区段是空闲的，所以时隙可重复使用 作为极限情况-没有跨节点业务。AB：1/2 STM-N； BC：1/2 STM-N； CD：1/2 STM-N； DA：1/2 STM-N； 总容量： 4/2 STM-N,SDH传送网 (二十五）,. 四纤双向复用段保护环 它由四根光纤组成： 二根业务光纤：S1与S2（一发一收）， 传送正常业务。 二根保护光纤：P1与P2 （一发一收）， 分别为二根业务光纤提 供反方向保护： P1为S1提供反向保护； P2为S2提供反向保护。,SDH传送网 (二十六）,正常时： 利用S1与S2光纤传送业务。 业务信号AC在发端A馈入S1光纤 ，沿顺时针