MSTP基础培训-SDH基础技术.ppt

第1页,MSTP基础培训- SDH基本技术介绍 第一天（26日）下午,第2页,内容,SDH 概述 SDH信号的帧结构和复用步骤 开销和指针 SDH的网络结构 光接口类型和参数 传输性能,第3页,内容,SDH 概述 SDH信号的帧结构和复用步骤 开销和指针 SDH的网络结构 光接口类型和参数 传输性能,SDH提出背景 （1） PDH两种速率不兼容-北美，日本，欧洲 （2）PDH无统一的光接口标准 （3）PDH采用异步的按比特复接，上、下电路复杂 （4）开销比特数量少，网管功能不丰富 （5）网络结构缺乏灵活性（提供点到点网络结构） （6）网管通信通道明显不足，网络的调度和自愈性功能差,宽带城域传输网的基本概念 -SDH的产生,第4页,宽带城域传输网的基本概念 -PDH数字系列,第5页,-1985年 美国提出光同步网（SONET）-实现标准光接口 -1988年 CCITT在SONET基础上确定了SDH -SDH-光同步数字体系 -实现光接口的 -标准化 -能在多媒质上应用 -达到光电的一致性,宽带城域传输网的基本概念 -SDH的提出,第6页,什么是SDH？,SDH是由一些基本网络单元（NE）组成，在光纤上可以进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络。,宽带城域传输网的基本概念 -SDH基本概念及网络单元,第7页,支路口可以是PDH、SDH、MSTP信号,宽带城域传输网的基本概念 -SDH网元类型,第8页,宽带城域传输网的基本概念 -SDH传输网络结构,第9页,优点 融合PDH了两种速率 有了标准的光接口规范 灵活的分插功能 ，使上下电路简单 强大的自愈能力，网络生存能力强 安排大量的开销，网络管理功能强 具有前、后项兼容性,缺点 采用指针技术使信号产生抖动 大量采用软件技术，一旦出问题有可能造成全网瘫痪 频带利用率低,宽带城域传输网的基本概念 -SDH的特点,第10页,第11页,内容,SDH 概述 SDH信号的帧结构和复用步骤 开销和指针 SDH的网络结构 光接口类型和参数 传输性能,SDH规范了网络之间接口的速率等级和帧结构，使网络节点之间实现同步复接、同步交换、同步传输。,SDH信号的帧结构和复用步骤 -网络节点接口-NNI,第12页,同步传送模块-STM-N N=1、4、16、64 SDH的速率等级 STM-1 155.52Mbit/s （简称155M） STM-4 622.08Mbit/s （简称622M） STM-16 2488.32Mbit/s （简称2.5G） STM-64 9953.28Mbit/s （简称10G）,SDH信号的帧结构和复用步骤 -同步传送模块及速率等级,第13页,4,SDH信号的帧结构和复用步骤 -SDH帧结构,第14页,1、采用块状结构 2、帧周期为125S（相当帧频8000Hz） 3、以字节为单位，每个字节编8个比特，一个字节速率为64Kbit/s 4、采用字节间插同步复用 5、分三个区域（开销区、指针区、净负荷区） 6、传输方向是：先左后右、先上后下,SDH信号的帧结构和复用步骤 -STM-N帧结构特点,第15页,CCITT确定的SDH结构,SDH信号的帧结构和复用步骤 -SDH复用映射结构,第16页,SDH信号的帧结构和复用步骤 -我国规定的SDH复用映射结构,第17页,含有： 一个140Mbit/s信号 （相当64个2Mbit/s信号） 三个34Mbit/s信号 （相当48个2Mbit/s信号） 63个2Mbit/s信号,SDH信号的帧结构和复用步骤 -STM-1容量,第18页,(1)映射：实现速率适配功能（在信号进入VC时进行速率调整） (2)定位：指示信息的第一个字节在相应信息单元结构中的位 置（指示VC在TU或 AU中的位置） (3)复用：实现低速支路信号合成高速信号 (将多个低速单元组合成一个高速单元组),SDH信号的帧结构和复用步骤 -任何信号进入STM-N帧需要经过的三个步骤,第19页,C-n：容器-用于容纳各种不同速率信号的信息结构 有:C-12 C-3 C-4 三种 VC-n：虚容器-用于支持SDH通道层连接的信息结构是实现各种信 号与SDH通道单元的适配，是SDH复用、传输和交叉连接的标 准信息单元有:VC-12 VC-3 VC-4 三种 TU-n：支路单元-用于VC单元的定位，是低阶通道与高阶通道的适 配信息结构单元 TUG：支路单元组-用于将若干个低速支路合成为一个高速支路(由 若干个TU组成) AU：管理单元-用于VC-4的定位，是高阶通道与段层的适配信息结 构单元 AUG：管理单元组-用于STM-N信息的复用(由若干个AU组成),SDH信号的帧结构和复用步骤 -各容器功能说明,第20页,VC：称为通道 高阶通道VC-4 低阶通道VC-12和VC-3,SDH信号的帧结构和复用步骤 -各信息单元之间关系,第21页,第22页,内容,SDH 概述 SDH信号的帧结构和复用步骤 开销和指针 SDH的网络结构 光接口类型和参数 传输性能,开销和指针 -SDH开销,第23页,开销和指针 -STM-1开销字节安排,第24页,A1、A2：STM-N同步字节,STM-N第一个字节 J0：再生段踪迹字节 B1：再生段误码监测字节 D1-D3：再生段数据通道字节 E1：再生段公务字节 F1：使用者字节,B2：复用段误码监测字节 D4-D12：复用段数据通道字节 S1：同步状态字节 M1：复用段远端差错字节 E2：复用段公务字节 K1-K2（b1-b5)：复用段保护倒换字节 K2（ b6-b8)：复用段远端缺陷指示（AIS、RDI）,开销和指针 -SDH 的 SOH 功能,第25页,高阶通道开销,G1字节功能,开销和指针 -SDH 通道开销(POH),第26页,低阶通道开销,V5字节功能,开销和指针 -SDH 通道开销(POH),第27页,SPI：LOS RST：LOF（A1、A2），OOF（A1、A2），RS-BBE（B1） MST：MS-AIS（K2b6b8）、MS-RDI（K2b6b8），MS-REI（M1），MS- BBE（B2），MS-EXC（B2） MSA：AU-AIS（H1、H2、H3），AU-LOP（H1、H2） HPT：HP-RDI（G1b5），HP-REI（G1b1b4），HP-TIM（J1），HP-SLM(C2)，HP-UNEQ(C2)，HP-BBE(B3) HPA：TU-AIS（V1、V2、V3），TU-LOP（V1、V2），TU-LOM（H4） LPT：LP-RDI（V5b8），LP-REI（V5b3），LP-TIM(J2)，LP-SLM(V5b5b7)，LP-UNEQ（V5b5b7），LP-BBE（V5b1b2）,开销和指针 -主要告警维护信号以及有关的开销字节,第28页,SDH指针有3类:AU-4 TU-3 TU-12 AU-4 PTR管理单元指针：放置管理单元指针 （1）指示VC-4信息第一个字节在AU-4中的 位置 （2）用于速率的调节 TU-3 PTR单元指针：放置TU-3 PTR指针 （1）指示VC-3信息第一个字节在TU-3中的 位置 （2）用于速率的调节 TU-12 PTR单元指针：放置TU-12 PTR单元指针 （1）指示VC-12信息第一个字节在TU-12中的 位置 （2）用于速率的调节,开销和指针 -SDH指针分类,第29页,指针的作用 (1)指示VC-n在TU或AU帧中第一个字节的位置. 即:放置指针值 (2)进行速率和相位适配 同步时相位校准 失配时频率和相位校准(一般发生在网络边缘处) 容纳频率抖动和相位漂移,开销和指针 -SDH指针技术,第30页,从图中可看到AU-PTR由H1YYH2FFH3H3H3九个字节组成， Y1001SS11，S比特未规定具体的值，F11111111。 指针的值放在H1、H2两字节的后10个bit中，3个字节为一个调整单位 一个货物单位。,开销和指针 -AU-4指针值,第31页,(1)VC-4与AU-4速率适配时: H3为填充字节 0#为信息字节 (2)VC-4AU-4时采用正调整: 0#为填充字节 本帧-I比特反转 下一帧-指针值+1 (后移) (3)VC-4AU-4时采用负调整: H3为信息字节 本帧-D比特反转 下一帧-指针值-1 (前移),开销和指针 -AU-4指针调整,第32页,当传送的信息量大于C-4净负荷时,可采用多个C-4级联在一起组成C-4的X倍-即:VC-4-XC 这时H1 H2 作为级联指示: 级联指示方法:第一个AU-4为正常指针值 其后级联的AU-4指针为级联指示 1001SS1111111111,开销和指针 -H1 H2 的另一个用途,第33页,(1)当NNNN=0110时-表示指针可以正常进行操作, 允许指针调整 (2)当NNNN=1001时-表示净负荷发生了变化 (新数据或级联) 如果是新数据-指针值将是全新的编号 如果是级联-指针值将是全”1”码 (3)变化后NNNN恢复正常:NNNN=0110,开销和指针 -新数据标识,第34页,第35页,内容,SDH 概述 SDH信号的帧结构和复用步骤 开销和指针 SDH的网络结构 光接口类型和参数 传输性能,电信网络有两大功能： 一是传送功能群：将任何电信信息从一点传送到另一些点； 二是控制功能群：实现各种辅助服务与操作和维护功能。 传送网：是将用户信息双向或单向地从一点传送到另一些点， 也可以传送各种类型的网络控制信号。,SDH的网络结构 -传送网的基本概念,第36页,网络分层的好处： 第一 ，单独设计和运行每一层网络要比将整个网络作为单 个实体设计简单的多； 第二，有助于规定TMN内的管理目标； 第三，每一层有各自独立的OAM&P，减少彼此影响； 第四，使网络规范与具体实现方法无关，使规范保持较长时 间的稳定，不会随技术换代而轻易更改。,SDH的网络结构 -分层和分割,第37页,电路层：直接面向业务 通道层：支持一个或多个电路层网络，为其提供传送通道 在SDH 网络中分高阶通道和低阶通道 传输媒质层：支持一个或多个通道层网络，它又分为段层和 物理层 段层：复用段和再生段 物理层：光纤、微波、电缆,SDH的网络结构 -网络的垂直分层,第38页,SDH的网络结构 -SDH组织结构纵向分层,第39页,SDH的网络结构 -SDH传送网完整的分层模型,第40页,第41页,内容,SDH 概述 SDH信号的帧结构和复用步骤 开销和指针 SDH的网络结构 光接口类型和参数 传输性能,光接口位置示意图 光接口分类 光接口参数 参考点S的发送机光参数 参考点R的接收机光参数 S-R点之间的光通道参数,SDH的网络结构光接口类型和参数 -传送网的基本概念SDH光接口参数的规范,第42页,SDH的网络结构光接口类型和参数 -光接口位置示意图,第43页,图中S点是紧挨着发送机（TX）的活动连接器（CTX）后的参考点， R是紧挨着接收机（RX）的活动连接器（CRX）前的参考点， 光接口的参数可以分为三大类：参考点S处的发送机光参数、参考点R处的接收机光参数和SR点之间的光参数。在规范参数的指标时，均规范为最坏值， 即在极端的（最坏的）光通道衰减和色散条件下，仍然要满足每个再生段（光缆段）的误码率不大于110-12的要求。,SDH的网络结构光接口类型和参数 -光接口参数,第44页,S点参数 最大-20dB带宽 最小边模抑制比（SMSR） 平均发送功率 消光比 R 点参数 接收灵敏度 接收过载光功率,SDH的网络结构光接口类型和参数 -S、R点参数,第45页,SDH的网络结构光接口类型和参数 -光接口类型,第46页,SDH的网络结构光接口类型和参数 -STM-1光接口参数规范,第47页,均方根谱宽（）：对于多纵模激光器，采用来度量光脉冲能量的集中程度。测量时须考虑从最大峰值下跌2030dB范围内的全部模式。 最大-20dB宽度：主模中心波长的最大峰值功率下跌20dB时的最大全宽。 最小边模抑制比（SMSR）：最坏反射条件时，全调制条件下主纵模的平均光功率与最显著的的边模的光功率之比的最小值。其值应大于30dB。 平均发送光功率：当发送机送伪随机序列信号时在参考点S所测的平均光功率。 最小消光比:最坏反射条件时，全调制条件下传号平均光功率与空号平均光功率比值的最小值。ITU-T规定长距离传输时，消光比为10dB（除了L-16.2），其它情况下为8.2dB。,SDH的网络结构光接口类型和参数 -发送机,第48页,衰减范围 最大色散值 反射：是由光通道折射率不连续引起的。 造成反射的重要来源有：光纤本身的折射率不均匀、光纤接头、活动连接器等。 两种不同的反射指标：光缆设施在S点的最小回波损耗和S-R点之间的最大离散反射系数。,SDH的网络结构光接口类型和参数 -光通道,第49页,最差灵敏度：R点处为达到110-10的BER值所需要的平均接收功率的最小值。 最小过载点：在R点处为达到110-10的BER值所需要的平均接收光功率的最大值。 最大光通道代价：包括反射和由码间干扰、模分配噪声、激光器啁啾声引起的总色散代价。ITU-T规定光通道的总功率代价不得超过1dB。对于L-16.2系统，则不得超过2 dB。 接收机的反射系数： R点处的反射光功率与入射光功率之比。,SDH的网络结构光接口类型和参数 -接收机,第50页,SDH的网络结构光接口类型和参数 -SDH电接口参数规范,第51页,第52页,内容,SDH 概述 SDH信号的帧结构和复用步骤 开销和指针 SDH的网络结构 光接口类型和参数 传输性能,假设参考连接（HRX）是通信两端的两个用户/网络接口参考点T之间的全数字64kb/s连接，全长27500km。 假设参考通道（HRP）是指在两个设备之间用来传送一种规定速率（包括通道开销在内）的数字信号的全部装置，全长27500km。主要用于2Mb/s以上数字通道的网络研究。,传输性能 -HRX和HRP,第53页,假设参考数字通道（HRDP）是指通过携带SDH净负荷及相关开销的终端设备之间分层的传送网的路径。建议长度为2500Km。 假设参考数字段（HRDS）是具有一定长度和指标规范的数字段。 中国的HRDS为420Km和280Km。省际干线通常按420Km设计，省内干线按280Km设计，市内局间中继按50Km设计。,传输性能 -HRX和HRP,第54页,误码,抖动,漂移,传输性能 -传输损伤,第55页,误码的产生 误码性能参数 误码性能的规范,传输性能 -误码特性,第56页,各种噪声源 光电检测器、雪崩光电二极管、放大器等 色散引起的码间干扰 定位抖动产生的误码 光纤系统中带有抖动的数字流与恢复的定时信号之间存在动态的相位差，称为定时抖动。 复用器、交叉连接设备和交换机的误码 在某些外部干扰条件下，产生突发性误码 在输入抖动量过大时，导致设备产生误码,传输性能 -误码的产生,第57页,64Kb/s数字连接的误码性能参数 误码秒 严重误码秒 高比特率通道误码性能参数 误块秒比（ESR） 严重误块秒比（SESR） 背景块差错比（BBER）,传输性能 -误码性能参数,第58页,64Kb/s数字连接的性能 高比特率数字通道的性能,传输性能 -误码性能的规范,第59页,全程误码指标分配： 高级部分（两个国际交换中心之间的段落）：25000Km，40%的全程指标 中级部分（国际交换中心或更低等级中心至本地交换局之间的段落）：15 %的全程指标 本地级部分（本地交换局至T接口之间的段落） ：15 %的全程指标,G.821对于64Kb/s全程27500Km端到端连接的性能规定：,传输性能 -数字连接的性能,第60页,高比特率数字HRP的端到端误码性能要求,高比特率同步数字HRP的端到端误码性能,传输性能 -高比特率数字通道的性能,第61页,国内部分的分配 终结国家各分得固定的区段容限：17.5%的端到端指标 然后，按距离每500km分得1%的端到端指标 不知实际距离时，按空中直线距离乘上路由系数K来计算。 国际部分的分配 每个中间国家可分得2%的端到端指标 两边终结国家各分得1%的端到端指标 然后，国际部分按距离每500km分得1%的端到端指标 不知实际距离时，按空中直线距离乘上路由系数K来计算。,当空中直线距离L1200Km，K取1.25。,传输性能 -指标分配,第62页,抖动的概念 抖动的产生 抖动性能的规范,传输性能 -抖动的特性,第63页,是在数字信号的特定时刻相对其理想参考时间位置的短时间偏离。 短时间偏离是指变化频率高于10Hz的相位变化，而将低于10Hz的相位变化称为漂移。,传输性能 -抖动的概念,第64页,线路系统的抖动 复用器抖动 SDH/非SDH边界的准同步支路输出抖动,传输性能 -抖动的产生,第65页,随机性抖动 各类噪声引起的抖动 定时滤波器失谐 完全不相关的图案抖动 系统性抖动 码间干扰 有限脉宽作用 限幅器的门限漂移 激光器的图案效应,传输性能 -线路系统的抖动,第66页,指针调整 指针调整产生相位跃变。 同步状况与同步方式 由内部时钟的滤波特性和同步定时基准输入的性能所决定。 主备用转换,传输性能 -复用器抖动,第67页,输入抖动和漂移容限 输出抖动 映射和结合抖动,传输性能 -抖动性能