《SDH系统原理》PPT课件.ppt

,SDH系统原理培训教材,光同步传送网,光同步传送网是由一些SDH网元（NE）组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。 由于具有统一的STM-1、STM-4、STM-16、SIM-64帧结构，可以实现国际间的互通。,SDH设备的逻辑组成,SDH传输网是由不同类型的网元通过光缆线路连接组成的，通过不同的网元完成SDH网的传送功能，这些功能如：上/下业务、交叉连接业务、网络故障自愈等。,终端复用器TM,终端复用器用于网络的终端站点上。,分插复用器用于SDH传输网络的转接站点处，例如链的中间节点或环上节点，是SDH网上使用最多、最重要的一种网元。,分插复用器ADM,再生中继器REG,主要通过光/电变换（O/E）、电信号抽样、判决、再生整形、电/光变换（E/O）等处理，以达到不积累线路噪声、保证传送信号波形完好的目的。 REG只有两个线路端口 。,数字交叉连接设备DXC,数字交叉连接设备主要完成STM-N信号的交叉连接，它实际上相当于一个交叉矩阵，完成各个信号间的交叉连接。,SDH传送网的物理拓扑,网络的物理拓扑泛指网络的形状，即网络节点和传输线路的几何排列，它反映了网络节点在物理上的连接性。网络的简单物理拓扑结构有5种：线形、星形、树形、环形、网孔形。,线形拓扑,将通信网中的所有节点串联起来，并使首尾两个节点开放时就形成了线形拓扑。,星性拓扑,将通信网中的一个特殊的枢纽节点与其余所有节点相连，而其余所有节点之间不能直接相连时，就形成了星形拓扑。,树形拓扑,将点到点拓扑单元的末端节点连接到几个特殊节点时就形成了树形拓扑。,环形拓扑,将通信网中的所有节点串联起来，而且首尾相连，没有任何节点开放时，就形成了环形网。,网孔形拓扑,将通信网的许多节点直接互连时就形成了网孔形拓扑。,SDH自愈网,所谓自愈网就是无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。其基本原理就是使网络具备发现故障和重新建立通信的能力。自愈网只涉及重新建立通信，而不管具体失效元部件的修复和更换，后者仍需人工干预才能完成。,自愈网的类型,自愈网的实现可以分为线路保护倒换和自愈环网两种基本形式，在自愈环网中又可划分为多种类型。,线路保护倒换的优缺点,优点：保护方式的业务恢复时间很快，可短于50ms，它对于网络节点的光或电元部件失效故障十分有效。 缺点：当光缆被切断时，往往是同一缆芯内的主用、备用光纤一齐被切断，因而该保护方式就无能为力了。,自愈环网,与线路保护倒换相比，自愈环网可以进一步改善网络的生存性和成本。 复用段保护倒换环：复用段保护倒换环，业务量的保护是以复用段为基础的，根据每一对节点间的复用段信号质量的优劣决定是否进行倒换。 通道保护倒换环：业务信息的保护是以每个通道为基础的，根据环内的每个通道信号质量的优劣决定是否进行倒换。,单向环和双向环,按照环中节点间信息的传送方向来区分，自愈环又可分为单向环和双向环。正常情况下，单向环中所有业务信号的收、发均按同一方向（顺时针或逆时针）在环中传输，双向环中业务信号的收、发按相反方向在环中传输。,1+1保护和1:1保护,按照业务通路和保护通路的利用情况，自愈网中存在1:1，1+1等保护形式。 1:1保护形式是指正常情况下业务信号只接在工作通路上，在保护通路上可以传输额外的业务信号，当工作通路发生故障时，节点将保护通路上的额外业务舍弃，切换为传输业务信号，实现业务信号的保护。 1+1保护形式是指业务信号同时跨接在工作通路和保护通路，接收业务的节点从工作通路和保护通路中择优接收业务信号，即当工作通路发生故障时，节点自动切换到保护通路接收业务信号，反之亦然。,复用段1+1保护,复用段1:1保护,二纤单向通道保护倒换环,二纤单向通道保护倒换环的保护方式为通道1+1保护，基于“并发优收”的原则，以PATH-AIS为倒换的判据，不需要APS协议。,二纤单向复用段保护倒换环,在二纤单向复用段倒换环中，节点在支路信号分插功能前的每一高速线路上都有一保护倒换开关，正常情况下，低速支路信号仅仅从S1进行分插，P1是空闲的。当B和C节点间的光缆被切断，B和C节点中的保护倒换开关将利用APS协议执行环回功能。,四纤双向复用段倒换环,四纤双向复用段倒换环有两根分别对应收发方向的业务光纤S1和S2，而保护光纤P1和P2是空闲的。当B和C节点间的光缆被切断时，利用APS协议，B和C节点中各有两个倒换开关执行环回功能，从而得以维持环的连续性。,二纤双向复用段倒换环,AC信号沿S1/P2光纤顺时针方向传输，而CA信号沿S2/P1逆时针方向传输。当B和C节点间光缆被切断，B和C节点内的倒换开关将根据APS协议，将S1/P2与S2/P1沟通，利用时隙交换技术，可将S1/P2和S2/P1上的业务信号时隙移到另一根光纤上的保护信号时隙，从而完成保护倒换。,硬件和软件的有机统一,由于SDH提供了丰富的数据通信字节，使得网络管理的功能大大加强。网管软件与硬件系统具有同等重要的地位。,NMCC：网络管理控制中心 SMCC：子网管理控制中心 NCP ：网元控制处理器 LMT ：手持本地管理终端 ECC ：嵌入控制通路 Q3 ：Q3接口 Qx ：Qx接口 F ：F接口,SDH网管的五大管理功能,配置管理 创建子网 创建网元 创建连接 安装配置 ECC/DCC路由配置 时隙配置 开销通道配置 定时源配置 公务配置,告警管理 设置告警屏蔽 告警过滤 告警严重等级设置 告警声音设置 当前告警监视 历史告警监视 告警定位,性能管理 历史15分钟性能 历史24小时性能 性能门限设置 复位性能寄存器 性能图示,性能管理 历史15分钟性能 历史24小时性能 性能门限设置 复位性能寄存器 性能图示,安全管理 用户管理 登录管理 对象管理 操作日志,SDH网管的五大功能,E100网管的人机界面,时隙配置界面,ZXSM-600(V2)系统功能接口,系统工作原理框图,系统工作原理一,电光/光电转换：电信号转换成光信号发送出去；光信号转换成电信号接收进来。 扰码、解扰码。扰码的目的是通过特定的算法将长的连“1”或连“0”信号打乱，以便时钟的提取。 串并、并串转换。SDH信号在光纤中是比特串行方式传输的，但在系统内部是以字节串行的方式处理的，所以在两者之间要进行串并、并串转换。 SOH处理：提取公务、网管和其它业务单板所需的段开销字节，送到各单板，或者把各单板送来的装载有业务的段开销字节插入到发送端。,系统工作原理二,POH处理：提取POH的内容到芯片寄存器，供CPU读取；把字节内容插入到POH中。另外，进行AU指针解释，指示出高阶VC的位置，供后级处理（如交叉矩阵）；同时，根据后级送来的高阶VC指示，产生AU指针，向光口方向发送。 总线接口复用、解复用：由于各芯片间的接口速率不匹配，需要通过复用、解复用电路进行适配。 交叉矩阵：完成支路上下光口或者各光口间的时隙交叉，决定支路在SDH帧中的位置分布，是整个系统的核心部分。 映射：把支路净荷信号（如E1信号等）映射进低阶VC，加上TU指针，并装进高阶VC中。 解映射：从高阶VC中取出TU，进行TU指针解释，取出支路净荷信号。 HDB3编码：HDB3是E1、E3的线路编码形式，解映射出来的NRZ净荷信号要经过HDB3编码后才能在电缆中传输。,系统工作原理三,HDB3解码：E1、E3净荷信号在SDH系统内部是按照NRZ格式进行处理的，所以处理前要将线路HDB3编码转换成NRZ编码。 时钟提取：从光口接收的信号中提取出时钟，供SOH处理部分、POH处理部分、解扰码部分、系统定时部分使用。 系统定时：提供整个系统工作所需要的时钟信号。 开销交叉：决定公务字节和网管字节在本端的落地或直通。,ZXSM-600(V2)外形结构（前面）,ZXSM-600(V2)外形结构（后面）,ZXSM-600(V2)外形结构（后面）,ZXSM-600(V2)外形结构（空机架）,组件槽位功能框图,SDH系统是由以下单板组成的： PWA/PWB：-48V/+24VDC电源板 NCP：网元控制处理板 OW：勤务板 MET1：主用支路板 BET1：备用支路板 CSB：交叉板 O4CS：STM-4全交叉光接口板 OIB1：STM-1光接口板 SCB：系统时钟板,单板功能描述一,电源板（PWA、PWB）：提供各单板运行所需的+3.3V，+5V，-5V和-48V直流电源。对PWA，一次侧输入为-48VDC；对PWB，一次侧输入为+24VDC。 网元控制处理板（NCP）：是整个系统的网元级监控中心，向上连接子网管理控制中心（SMCC），向下连接各单板管理控制单元（MCU），完成本端网元的初始配置，接收和分析来自SMCC的命令，通过通信口对各个单板发布相应的操作指令，同时将各个单板的上报消息转发网管。 OW板利用SDH段开销中的E1字节和E2字节提供两条互不交叉的话音通道，一条用于再生段（E1），一条用于复用段（E2），从而实现在各个SDH网元之间的语音联络。,单板功能描述二,2M支路板（ET1）：完成16路E1信号（2Mbit/s）经TUG-2至VC-4的映射和去映射。 交叉板（CSB）：CSB位于光线路板和支路板之间，完成光路方向四个STM-1和支路方向一个STM-1之间的低速率支路单元的时隙全交叉，提供等效于8个VC-4的交叉矩阵容量，实现VC-4，VC-3，VC-12级别的交叉连接功能，完成群路到群路、群路到支路、支路到支路的业务调度，并可实现通道和复用段业务的保护倒换功能。 STM-1光接口板（OIB1）：对外提供1路或2路的STM-1标准光接口，实现VC-4到STM-1之间的开销处理和净负荷传递，完成AU-4指针处理和告警检测等功能。,单板功能描述三,全交叉STM-4光接口板（O4CS）：O4CS可以对外提供1路或2路STM-4的光接口，完成STM-4光路/电路物理接口转换、时钟恢复与再生、复用解复用、段开销处理、通道开销处理、支路净荷指针处理以及告警监测等功能。O4CS具有88个AU4容量的空分交叉能力和10081008个TU12容量的低阶交叉能力，可以对2个STM-4光方向，4个STM-1光方向和一个支路方向的信号进行低阶全交叉。O4CS可以根据支路告警完成通道倒换功能，根据APS协议完成复用段保护功能。 系统时钟板（SCB）：提供网元各单板工作所需的同步时钟和帧头。根据配置，同步时钟可选为内部振荡时钟、光方向抽时钟和外部接入时钟。,网元类型与安装单板：TM,由于系统采用插板形式，可以根据不同的网元类型进行灵活配置，有利于降低系统成本。不同的网元类型，其区别在于光线路板、交叉板、支路板的数量，下面以155系统为例说明。 TM（终端复用器）：仅需提供一个光线路接口，所以光线路板槽位安装单光口的光线路板OIB1S。支路板数量和类型根据需要灵活配置。,网元类型与安装单板：ADM,ADM（分插复用器）：需要提供两个或以上的光线路接口，所以光线路板槽位至少需要安装一块双光口的OIB1D板。支路板数量根据需要灵活配置。 双光口ADM 四光口ADM,网元类型与安装单板：DXC,DXC（数字交叉连接设备）：与ADM不同的是，DXC无需上下支路信号，所以不安装支路板。同时，DXC一般要提供两个以上光线路接口，所以安装两块以上光线路板。 四光口DXC,网元类型与安装单板：REG,REG（再生中继器）只需要提供两个光线路接口，无支路业务上下。,板间接口：SDH业务总线介绍一,SDH业务总线，在光线路板与交叉板之间、交叉板与支路板之间传递STM-1的数据信息。该总线包括8个数据线：D7:0和2个指示信号：C1J1和PL。 D7:0按照STM-1帧结构从左到右、从上到下串行传递字节信息。 C1J1和PL用于指示VC4的边界。其作用等同于AU4指针。 业务总线也分为两个方向，分出总线和插入总线，分别用DD7:0、DC1J1、DPL和AD7:0、AC1J1、APL表示。,板间接口：SDH业务总线介绍二,在实际的系统中，为了减少信号线的数量，常常采用复用的方式，把上述的19M总线复用成38M或者77M总线。ZXSM-600(V2) 把D0与D4、D1与D5、D2与D6、D3与D7、C1J1与PL进行复用，成为38M总线。,板间接口：异步串行通信一,用于NCP对MCU发送命令、MCU对NCP上报性能、告警。是SDH网络管理的重要环节。 遵从UART协议。 由中断申请TDR、收数据线RXD、发数据线TXD组成。,板间接口：异步串行通信二,当MCU向NCP发送数据时，先通过TDR向NCP发送中断请求，NCP通过RXD向相应的MCU回送应答命令，允许发送，MCU通过TXD向NCP发送数据。 当NCP主动向MCU发送数据时，先向各MCU发送一个地址信息，由各MCU同时接收并判断接收的地址是否与本板地址相符。地址符合的MCU继续接收后续数据，地址不符合的MCU则放弃接收。 所有以上协议操作由MCU软件完成。,板间接口：HIWAY线,问题的提出：上面介绍的两种板间接口仅适合于局部的数据交流：SDH业务总线用于光线路板与交叉板、交叉板与支路板之间的数据交换，异步串行接口仅用于各单板与NCP板之间的数据交换，如果其它各单板之间要进行数据交流，又通过什么形式呢？比如说，公务板对E1、E2字节的收发，数据往来于公务板与光线路板之间；支路板发送告警到时钟板，就要建立支路板到时钟板的数据通道；用HIWAY线是解决问题的好办法。 ZXSM-600(V2)系统的HIWAY线也是一种时分复用的数据线，里面由一个个“时隙”组成，需要通信的单板之间只要存取相同的时隙，就可以完成数据交流。 可见，使用HIWAY线的形式不但大大减少了单板间分别建立专用数据通道所需要的数据线，而且为以后的通道扩展奠定了基础。,板间接口：HIWAY线的优点,板间接口：HIWAY线的组成,HIWAY线由时钟HWCK、帧头HWFP、发送数据HWT、接收数据HWR共4根信号线组成。 HIWAY线时钟为8M，每帧为128个字节（共1024个比特）。有用比特从帧头后面的第2个比特开始。,系统特点一：高集成度，功能强大,大量采用贴片元件和中兴通讯自主开发的全套超大规模SDH专用集成电路，在较小的机箱内，实现了完备的STM-1/STM-4级别的SDH网元功能。 根据实际组网要求，ZXSM-600（V2）可以灵活地配置为TM、ADM以及REG。 在STM-4级别应用时，除可上下等效于一个STM-1的支路业务外，还可提供4个STM-1的光支路。 系统支持线形、环形、星形、网孔形组网。,系统特点二：支持两种业务制式,ZXSM-600（V2）兼容ETSI和ANSI两种复用映射结构，可采用ITU-T G.709中的VC-4至AU-4子集的复用映射结构（ETSI）或VC-3至AU-3子集复用映射结构（ANSI），同一网元通过改变软件即可方便地兼容欧洲和北美映射路径。,系统特点三：灵活的安装和供电方式,ZXSM-600（V2）提供19英寸标准机架，支持内嵌式安装、台面式安装以及壁挂式安装等多种安装方式。 采用集中式供电，设备供电方式包括直流+24V或-48V可选。,系统特点四：强大灵活的业务管理,在STM-1级别应用时，交叉矩阵采用低阶全交叉设计，最大交叉容量可达504504 VC-12/VC-11。 在STM-4级别应用时，交叉矩阵同时提供88 VC-4空分交叉和1