PDH及SDH技术介绍讲课.ppt

pdh 技 术 介 绍 光纤 接 收 发 送 接 收 光纤通信系统 模拟信息传输数字信息传输双向传输 发 送 光 端 机 光 端 机 140m 信息复用 光中继 长沙益阳宁乡 pdh pdh光传输系统的概念、系统结构 采用1b1h线路码型的pdh光传输系统（简称 1b1h系统） 具有自愈功能的采用1b1h线路码型的pdh光传 输系统（简称自愈的1b1h系统） 目录 pdh光传输系统的概念 pdh是准同步数字复接系列的简称 全世界有三大数字复接系列标准（欧洲、北美 、日本），我国采用欧洲标准，基本结构和相对应 的等效电话容量如下图所示： 2/8 复 用 设 备 140/ 565 复 用 设 备 34/ 140 复 用 设 备 8/34 复 用 设 备 2mb/s (30ch) 8mb/s (120ch) 34mb/s (480ch) 140mb/s (1920ch) 565mb/s (7680ch) pdh光传输系统结构 pdh可以使用不同的传输媒介（无线、有线）传送，如果采 用光纤作为传输信道，则称为pdh光传输系统。包括： 光缆：传输媒介 光端机：接口，码型变换，光电变换 光中继机： 补偿传输衰耗，延长传输距离 管理：判定故障，性能监视等 根据接口的标称速率8.448mb/s、34.368mb/s、 139.264mb/s不同而分别称之为8mb/s、34mb/s、140mb/s光传 输系统。 光端机光端机 管理 8m 34m 140m g.703 光中继 g.703 采用1b1h线路码型的pdh光传输系统（简称1b1h系统） 国情科研的出发点和归宿 我国是一个发展中国家，通信曾经十分落后。中央在建设长途干线时，地方 就争着要区间通信。在本地网应用中，基本上是点对点的局间通信，只需要 2mb/s接口。 根据当时器件情况，把34mb/s和140mb/s光传输系统的线路码速率提高到 68mb/s和280mb/s，采用1b1h线路码型，使器件处于最佳运用状态. 区分为干线型和本地型两种传输系统。干线型（140mb/s）保留普通的结 构，另外加入1200ch区间通信，可从中继站直接上下。本地型只保留2/8复用， 中继站可任意上/下。 由于上述措施，使整个系统的容量增大62.5%，成本降低，可靠性提高，更 加灵活。 在全世界的pdh光传输系统中，1b1h系统是我国独有的，现在已成为国产 pdh光通信系统的基本结构。 1b1h系统源于中国国情，服务于中国通信，得到用户的极大支持和欢迎， 获得了巨大的成功。 系统结构及其比较 总容量 中继站 每个中继 系统 端站 中继站 可下最 站可下最 大容量 大容量 普通 140mb/s 1920ch 0 0 普通 480ch 0 0 34mb/s 1b1h 每方向各 140mb/s 3120ch 1200ch 600ch 干线型 2 / 8 8 / 34 34 / 140 olt 140m34m 8m 2m 2 / 8 8 / 34 olt 34m 8m 2m 2 / 8 8 / 34 8 / 34 34m 2 / 8 42m 42m 2 / 8 42m 2 / 8 2 / 8 8 / 34 34 / 140 olt 140m34m 8m 2m 2 / 8 8m 2m 2 / 8 8m 2m 2 / 8 8 / 34 34m 8m 2m 2 / 8 8 / 34 34m 8m 2m 8m 8m 34m 42m 4x8m4x8m 2 / 8 26 8m 42m 2 / 8 olt 18m 42m 2 / 8 7 8m 42m 2 / 8 olt 18m 42m 2 / 8 2 / 8 2 / 8 2 / 8 总容量 中继站 每个中继 系统 端站 中继站 可下最 站可下最 大容量 大容量 1b1h 每方向各 140mb/s 3120 3120 960 本地型 1b1h 每方向各 34mb/s 780 780 480 本地型 (续前页) sdh 技 术 介 绍 目录 sdh发展的动力 sdh技术基础 总体结构和设计考虑 系列设备和工程应用 sdh技术的发展 光纤类型和损耗谱 edfa 带宽 1.21.31.41.51.61.7 波长 (mm) 损耗 (db/km) 0.1 0.2 0.4 0.8 1.0 0 -20 -10 10 20 色散 (ps/nm-km) 损耗 (各类光纤) smf dsf nzdf+ nzdf- g.652 g.653 g.655+ g.655- sdh发展的动力 标准化的统一的传输平台的需求 作为广域主干联网技术，传统方式有很大的局限性 扩容的选择 从桌面接入到高速骨干，sdh都适用，可在线升级 微电子技术的发展 芯片集成度越来越高，复杂功能易于实现 计算机技术的发展 高性能的处理器 开放的协议和丰富的软件思想 sdh技术基础 sdh的定义 sdh的帧结构 映射和复用过程 开销字节使用 指针调整原理 sdh传输网结构 sdh定时同步 sdh 网管功能 sdh是一个通过物理（主要是光）的传输网络 传送适配的净荷 （payload ）的标准化数字传送 结构的一个系列集 sdh 的定义 sdh的帧结构 au ptr rsoh msoh stm-n净负荷 （含 poh) 1 3 4 5 9 9n261n stm-n的速率； 80009270n8 = 155520 n kbit/s 三个步骤 映 射：使支路适配进虚容器的过程 指针定位：将帧偏移信息收进支路单元或管理单元 复 用：使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道或 把多个高阶通道适配进复用段层 sdh基本复用映射结构 c-4 c-3vc-3tu-3 c-12vc-12tu-12 tug-12 tug-3 vc-4au-4augstm-n 映射 定位 复用 3 7 3 1n 1 139264kb/s 34368kb/s 2048kb/s 45mb/s 开销字节使用 段开销：含定帧信息 维护和性能监视信息及其他操作功能 a1a2:定帧 j0:再生段追踪 d1d12:数据通路 e1e2:公务通信 b1:再生段误码监视 b2:复用段误码监视 k1k2:自动保护倒换通路 s1:同步状态 m1:远端误块指示 通道开销：用于vc通道功能监视维护和告警状态指示 j1：通道追踪 b3：通道误码监视 c2：净荷类型 g1：通道状态 f2f3：使用者通路 指针调整原理 指针位于段开销中的h1h2h3字节 指针值用来指定vc在au帧内的确定位置 对净荷在au帧内定位提供了一种灵活和动态的方法 通过指针调整可以容纳网络中的抖动和漂移，用作 频率和相位校准 电路层网络 通道层网络 传输媒介层网络 层网络 子网 链路 分层视图分割视图 顾主/服务者 顾主/服务者 分层与分割 sdh传送网结构（一） 分层模型 电路层 通道层 段 层 物理层 低阶通道层 高阶通道层 传输媒质 层 vc-12vc-3 vc-4 vc4-xc 电路层网络 复用段层网络 再生段层网络 物理层网络 sdh传送网结构（二） 自愈网的保护方法 从网络的物理拓扑来分： 线型拓扑：路径保护（1+1、1:n；单一路由、分路由） 环型拓扑：通道保护、复用段保护 网孔型：充分利用 dxc的智能实现网络恢复 sdh传送网结构（三） 自愈环 自愈环由于能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携 带的业务，是用户感觉不到网络出现的故障，被广泛应用于 sdh光通信网络组网中，自愈保护的方式有：复用段保护和通 道保护。通道倒换环的业务量保护是以通道为基础的，倒换与 否按出入环的个别通道信号质量的优劣而定；复用段倒换的业 务量保护是以复用段为基础，倒换与否按每一对节点间的复用 段信号质量的优劣而定。当复用段出故障时，整个节点间的复 用段业务信号都转向保护环。 二纤复用段保护环 二纤通道保护环 四纤复用段保护环 四纤通道保护环 单向环和双向环的概念 单向环双向环 概念：进入环的支路信号与由该支路信号分插节点返回的支 路信号方向相同，称为单向环；反之，就称为双向环。 sdh传送网结构（四） 二纤单向通道保护环示意图 p w a b c d a ) 正常情况b ) 故障情况下 p w a b c d 倒 换 sdh传送网结构（五） 二纤双向通道保护环示意图 p1/w2 w1/p2 a b c d a ) 正常情况b ) 故障情况下 p1/w2 w1/p2 a b c d 倒换 倒换 sdh传送网结构（六） a) 正常情况 二纤双向复用段共享保护环示意图 b) 故障情况下的倒换 w2/p1 w1/p2 a b c d a b c d 倒换 w2/p1 w1/p2 sdh传送网结构（七） 自愈环特性比较 项目 二纤单向 二纤双向 四纤双向 二纤双向 通道保护环 通道保护环 ms共享保护环 ms共享保护环 保护容量(相邻分布) 1 1 k 0.5k 保护容量(均匀分布) 1 1 33.8 1.51.9 保护容量(集中分布) 1 1 1 1 基本容量单位 vc-12/3/4 vc-12/3/4 vc-4 vc-4 保护时间(ms) 30 50 50 50200 成本(集中分布) 低 低 高 中 成本(均匀分布) 高 高 中 中 aps 不用 用 用 用 抗多点故障能力 无 无 有 无 端到端保护 有 有 无 无 应用场合 接入网 接入网 中继网 中继网 中继网 中继网 长途网 长途网 长途网 sdh传送网结构（八） sdh的同步和定时 定时方式：外同步定时接收信号定时内部 定时 同步时钟链路传递方式：纯pdh链路stm-n 高速群路 同步链路长度：两个g.812钟间设备不超 过20个整个同步链路所含设备不超过60个 同步方案设计：避免形成定时环路，设置 备份时钟和定时传递路由，利用ssm消息 处理功能 光发送机的技术规范 光源的光谱特性 -最大均方根宽度光脉冲的能量集中程度 （适用多纵模ld和led） -最大-20db宽度光脉冲的能量集中程度 （适用单纵模ld） -最小边模抑制比 平均发送光功率 消光比 光接收机的技术规范 接收灵敏度 接收机的过载功率 接收机反射系数 光通道功率代价 光通道的技术规范 衰减 最大色散值 反射 stm-16普通光接口参数规范 再生器的引入 txrx 光纤 再生（中继）器 txrx 光纤 数字电信号需要再生然后 重新发射光信号 由于光传输道路（光纤）引入的衰减和色散的影响，信号的幅度变 小，脉冲形状发生畸变，最终使接收测判决发生错误，因此需要在适当 的距离加入再生器恢复信号的幅度和形状。 网络保护考虑 节点的覆盖和业务量因素 传输性能的要求 sdh网络拓扑结构的设计 已敷设的光缆条件 成本/容量 应用灵活性 stm-16 sdh设备基本结构图 2.5g光盘2.5g光盘 交叉矩阵盘交叉矩阵盘 支路盘#1支路盘#2支路盘#3 通信盘 告警维护盘 复用控制盘 2m 34m 140m&155m opticlopticl sdh光缆线路系统的设计 要建设一个sdh光缆通信系统（网络），确定了网络的拓朴结 构后，还要考虑整体的线路系统的安排，也就是确定再生段的距离 和一整套的光参数。 再生段平均光缆衰减系数 再生段平均接头和活动连接器损耗 允许工作波长范围内的最大单位色散 光缆富裕度 考虑的 光纤性 能因素 再生站设置的条件考虑 永州 双 牌 宁 远 嘉 禾 郴 州 耒 阳 衡 阳 湘 潭 株 洲 衡 山 环二 reg-16 reg-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 reg-16 reg-16 reg-16 reg-16 reg-16 reg-16 sdm-16 sdm-16 环一 sdm-16 reg-16 怀 化 麻阳 吉 首 花垣永 顺 张家界 慈 利 益 阳 湘 乡 娄 底邵 阳 隆 回 洞口 黔 阳 reg-16 reg-16 reg-16reg-16 reg-16 reg-16 reg-16 reg-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 长 沙 常 德 sdm-16 岳 阳 环三 安乡 华 容 汨 罗 sdm-16 sdm-16 sdm-16 reg-16 reg-16reg-16 sdm-16 湘 潭 湖南省sdh 一期扩容工程网络结构 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 衡阳 邵阳 常德 汨罗岳阳 环三 武潭 新化 安乡 华容 金兰寺衡山 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 慈 利 sdm-16 sdm-16sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 洞口 邵阳娄底 长沙 益阳 常德 张家界 沅陵 怀化 辰溪 吉首 环一 湘乡 涟源 黔阳 湘潭 株洲 长沙 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 sdm-16 新田 邵阳 娄底 衡阳 环二 衡山耒阳 嘉禾 湘乡涟源 sdh 二期扩容工程网络结构 图例：adm 中继站 光纤线路 放大器 说明：虚线段为采用 dwdm设备段 娄底本地网sdh网络拓扑图 stm-1 (帧中继) adm-16 adm-16 环一 stm-16 adm-16 环二 stm-16 涟源 双峰 涟源 adm-16 stm-1 (帧中继) 中心局 adm-16 adm-16 城西 adm-16 adm-16 adm-16 adm-16adm-16新化 河东 冷水江 东站 stm-1 (帧中继) adm-16 adm-16 石马山 五里 stm-1 (帧中继) stm-1 (帧中继) 涟钢 adm-16 5km 81.5km 5km 19km 2km 90km 49km 44.5km 3km 5km 53km 80.6km5km 5km stm-1 (帧中继) 注：粗实线网络表示采用eci公司sdh设备，双细实线网络表示采用烽火通信股份有限公司sdh设备。 adm-16 图例： 2.5gb/s复用器 252 149 252 251 456 489 252 150 150 261 63 261 150 206 149 表示2m数量 五里 表示站名 娄底交换网络图 母局：10000 模块：13500 长途局 中心 汇接局 城西 汇接局 河东 zxj10 新化 ewsd 石马山 zxj10 冷水江 s1240 东站 s1240 涟钢 s1240 822局 ewsd 涟源 ewsd 双峰 ewsd 五里 zxj10 母局：5120 模块：11056 母局：19456 模块：25748 母局：4096 模块：30208 母局：16146 模块：44584 母局：10000 模块：17000 母局：4000 模块：8000 母局：20000 模块：29000 母局：4924 模块：15232 母局：21470 模块：27264 中继距离的计算(一) 中继距离的计算有三种方法：最坏值设计法、 联合设计法、统计设