通信网络技术第5章光纤通信技术与数字同步传送网技术.ppt

5 1传送网概述5 2SDH帧结构和段开销5 3同步复用和映射原理5 4SDH网络中的基本网元5 5SDH自愈网原理5 6光纤通信技术 第5章光纤通信技术与同步数字传送网技术 参考书 韦乐平编著人民邮电出版社 孙学康毛京丽编人民邮电出版社 5 1传送网概述 1 传送网分层结构2 准同步数字序列PDH3 SDH概念和特点 1 传送网分层结构 电路层 传输媒体层 通道层 低阶通道 高阶通道 传送层 物理层 段层 2 准同步数字序列PDH 1 PDH基本概念 所谓PDH是以基群信号为基础 采用正码速调整和比特间插复用方式的系统和设备体系 D1信号 E1信号 PDH复用结构 欧洲 这种重叠 错位问题可以通过码速调整法解决 2 PDH存在的主要问题 传输标准不统一 2 准同步数字序列PDH 2 PDH存在的主要问题 传输标准不统一 复用结构不合理 分 复接信号困难 2 准同步数字序列PDH 2 PDH存在的主要问题 传输标准不统一 复用结构不合理 分 复接信号困难 管理功能弱 光接口规范不统一 2 准同步数字序列PDH 1 SDH基本概念 所谓SDH是一套可进行同步信息传输 复用 分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级 2 SDH的概念和特点 PDH PlesiochronousdigitalHierarchy 准同步数字体系SDH SynchronousDigitalHierarchy 同步数字体系 定义了标准化的数字信号结构等级 2 SDH特点 2 SDH的概念和特点 基群 2 048Mbps二次群 4 2 048 开销 8 448Mbps三次群 4 8 448 开销 34 368Mbps四次群 4 34 368 开销 139 264Mbps PDH速率等级 E1 定义了标准化的数字信号结构等级 定义了标准的网络接口和网络单元 2 SDH特点 2 SDH的概念和特点 定义了标准化的数字信号结构等级 定义了标准的网络接口和网络单元 强大的网管功能 兼容性好 故障自愈功能强 2 SDH特点 2 SDH的概念和特点 5 2SDH帧结构和段开销 1 帧结构分区 STM 1再生段 RSOH 开销 9字节 3行 5 2SDH帧结构和段开销 2 再生段开销 STM 1再生段 RSOH 开销 9字节 3行 A1 A2字节 定帧 STM 1再生段 RSOH 开销 9字节 3行 J0字节 再生段踪迹字节 STM 1再生段 RSOH 开销 9字节 3行 B1字节 比特间插奇偶校验8位码 BIP 8 BIP N偶校验运算方法 1 2 N 1 2 N 1 2 N 偶校验1 偶校验2 偶校验N 1 2 N BIP N码 偶校验1 偶校验2 偶校验N 偶校验1 偶校验2 1 2 N 1 2 STM 1再生段 RSOH 开销 9字节 3行 E1字节 公务 STM 1再生段 RSOH 开销 9字节 3行 F1字节 使用者通路 STM 1再生段 RSOH 开销 9字节 3行 D1 D3字节 再生段DCC 9字节 5行 STM 1复用段 MSOH 开销 5 2SDH帧结构和段开销 3 复用段开销 9字节 5行 STM 1复用段 MSOH 开销 B2字节 比特间插奇偶校验N 24位码 K1 K2字节 APS信令 9字节 5行 STM 1复用段 MSOH 开销 A站 上游 B站 下游 自动保护倒换 K1 下行 上行 K1 K2 K2 下行 上行 故障 9字节 5行 STM 1复用段 MSOH 开销 D4 D12字节 复用段DCC 9字节 5行 STM 1复用段 MSOH 开销 S1字节 同步状态信息 9字节 5行 STM 1复用段 MSOH 开销 M1字节 复用段远端误块指示 9字节 5行 STM 1复用段 MSOH 开销 E2字节 公务 5 2SDH帧结构和段开销 4 通道开销 1 高阶通道开销 图8 12VC 4POH位置图 5 2SDH帧结构和段开销 4 通道开销 2 低阶通道开销 图8 14VC 12复帧结构 5 2SDH帧结构和段开销 5 SDH开销功能的组织结构 5 3同步复用和映射原理 1 SDH通用复用映射结构 1 容器C 作用 完成码速调整 种类 C 11 C 12 C 2 C 3 C 4 5 3同步复用和映射原理 2 基本单元 用来支持SDH通道层连接的信息结构 VC n C n VC nPOH 1 容器C 2 虚容器VC 5 3同步复用和映射原理 2 基本单元 提供低阶通道层和高阶通道层间适配功能的信息结构 TU n VC n TU nPTR 1 容器C 2 虚容器VC 3 支路单元TU 5 3同步复用和映射原理 2 基本单元 一个或多个TU的组合 1 容器C 2 虚容器VC 3 支路单元TU 4 支路单元组TUG 5 3同步复用和映射原理 2 基本单元 提供高阶通道层和复用段层间适配功能的信息结构 AU n VC n AU nPTR 1 容器C 2 虚容器VC 3 支路单元TU 4 支路单元组TUG 5 管理单元AU 5 3同步复用和映射原理 2 基本单元 一个或多个AU的组合 1 容器C 2 虚容器VC 3 支路单元TU 4 支路单元组TUG 5 管理单元AU 6 管理单元组AUG 5 3同步复用和映射原理 2 基本单元 5 3同步复用和映射原理 3 映射 映射是一种在SDH网络边界处 把支路信号适配装入相应虚容器的过程 C 4 C 3 C 2 C 12 C 11 VC 3 VC 2 VC 12 VC 11 TU 2 TU 12 TU 11 TU 3 TUG 2 TUG 3 VC 3 AUG AU 4 VC 4 STM N AU 3 指针处理 复用 定位校准 映射 SDH通用复用映射结构 139264kbit s 34368kbit s 44736kbit s 6312kbit s 2048kbit s 1544kbit s 1 3 4 1 7 7 3 3 1 N 1 异步映射 对支路信号结构特性没有任何限制 无需网同步 仅利用净荷的指针调整即可将信号适配装入SDH帧结构 5 3同步复用和映射原理 3 映射 例 C4的基帧结构如图所示 试问如何将139 264Mbps的信号映射进VC4 例 C4的基帧结构如图所示 试问如何将139 264Mbps的信号映射进VC4 第一步 C 4对输入信号进行码速调整 C 4基帧的结构 1个C 4基帧 9个C 4子帧1个C 4子帧 20个字码块1个字码块 1byte头部 12byte信息每个字码块的头部分别为 W X Y Y Y X Y Y Y X Y Y Y X Y Y Y X Y ZW 8bit信息X 1个C码 调整控制比特 5个R码 固定塞入比特 2个O码 开销比特Y 8个R码 固定塞入比特 Z 6个信息码 1个S码 调整机会码 1个R码 固定塞入比特 由此可以推出 1个C 4子帧中固定含有的信息比特 12 8 20 8 6 1934bit如果不进行码速调整 C 4容器可容纳的数据速率为 1934 9 8kbps 139 248Mbps139 264Mbps对于139 264信号 需要几个子帧中的S携带信息比特 解 假设设需n个子帧中的S携带信息 则有 1934 9 n 8kbps 139 264Mbps可得 n 2 第二步 加入VC 4通道开销 1 异步映射 2 同步映射 5 3同步复用和映射原理 3 映射 同步映射要求映射信号与网络同步 无需进行任何速率调整即可将信息字节装入VC内指定位置 例 2Mbps支路信号同步映射进VC 12 5 3同步复用和映射原理 4 复用 复用是一种将多个低阶通道层的信号适配进高阶通道或者把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程 C 4 C 3 C 2 C 12 C 11 VC 3 VC 2 VC 12 VC 11 TU 2 TU 12 TU 11 TU 3 TUG 2 TUG 3 VC 3 AUG AU 4 VC 4 STM N AU 3 指针处理 复用 定位校准 映射 139264kbit s 34368kbit s 44736kbit s 6312kbit s 2048kbit s 1544kbit s 1 3 4 1 7 7 3 3 1 N SDH复用方式 字节交错间插 1 概念 定位是当TU或AU适配到相应帧结构时 帧偏移信息随之转移的过程 它依靠TUPTR或AUPTR功能加以实现 5 3同步复用和映射原理 5 定位 类型 AU 3 AU 4 TU 11 TU 12 TU 3指针 指针的作用 当网络处于同步时 用于同步信号间的相位校准当网络失去同步时 用于各支路信号的频率 相位校准当网络处于异步时 用于频率跟踪校准 2 指针 5 3同步复用和映射原理 5 定位 类型 AU 3 AU 4 TU 11 TU 12 TU 3指针 指针的作用 AU 4指针 2 指针 5 3同步复用和映射原理 5 定位 AU 4指针偏移值 3 频率偏移引起的指针正调整 5 3同步复用和映射原理 5 定位 当VC 4帧速率比AUG帧速率低时 以正调整来提高VC的帧速率 思路 举例 问题 频率偏移较大时 需多次指针调整 第1帧 第2帧 第3帧 第4帧 H1YY H21 1 H3H3H3 H1YY H21 1 H3H3H3 H1YY H21 1 H3H3H3 H1YY H21 1 H3H3H3 VC4起始点 n 1n 1n 1nnnn 1n 1n 1 n 1n 1n 1nnnn 1n 1n 1 n 1n 1n 1nnnn 1n 1n 1 n 1n 1n 1nnnn 1n 1n 1 指针值 n 指针值 I比特反转 正调整字节 占3字节 指针值 n 1 12345678910AUG270 125 s250 s375 s500 s AU 4指针正调整 nnn 123456789123456789123456789123456789 4 频率偏移引起的指针负调整 5 3同步复用和映射原理 5 定位 当VC 4帧速率比AUG帧速率高时 以负调整来提高VC的帧速率 思路 举例 第1帧 第2帧 第3帧 第4帧 H1YY H21 1 H3H3H3 H1YY H21 1 H3H3H3 H1YY H21 1 H3H3H3 H1YY H21 1 H3H3H3 VC4起始点 n 1n 1n 1nnnn 1n 1n 1 n 1n 1n 1nnnn 1n 1n 1 n 1n 1n 1nnnn 1n 1n 1 n 1n 1n 1nnnn 1n 1n 1 指针值 n 指针值 D比特反转 负调整字节 数据 指针值 n 1 12345678910AUG270 125 s250 s375 s500 s 问题 频率偏移较大时 需多次指针调整 AU 4指针负调整 123456789123456789123456789123456789 指针调整规则小结 正常工作时 NDF 0110 指针值确定了VC 4在AU 4帧内的起始位置 若VC 4帧速率比AU帧速率低 5个I比特翻转 表示要做正调整 并在H3字节后插入3字节的伪信息 该VC帧的起始点向后移 下帧中的指针值是先前指针值 1 若VC 4帧速率比AU帧速率高 5个D比特翻转 表示要做负调整 并在H3字节内写入VC数据 该VC帧的起始点向前移 下帧中的指针值是先前指针值 1 若除b c以外的其他原因引起VC定位的变化 则送出新指针值 同时设置NDF 1001 指针值完成一次调整后 至少停3帧后方可有新调整 实例分析 2 048Mbps信号映射 复用 定位过程 2 048Mbps信号 C 12复帧 VC 12复帧 32 8bit 125us 2 048Mbps 4 9 2 8bit 125us 2 176Mbps 4 9 1 8bit 125us 2 240Mbps TU 12复帧 TUG 2帧 TUG 3帧 4 9 8bit 125us 2 304Mbps 2 304 3 6 912Mbps 6 912 7 9 2 8bit 125us 塞入字节 49 536Mbps VC 4帧 AU 4帧 AUG帧 49 536 3 9 8bit 125us POH 9 2 8bit 125us 塞入字节 150 336Mbps 150 336 9 8bit 125us 150 912Mbps 150 912Mbps STM 1速率 150 912 8 9 8bit 125us SOH 155 520Mbps 1 分插复用器ADM 5 4SDH网络中的基本网元 ADM Add DropMultiplexerADM允许两个STM N信号间的不同VC实现互连 并且具有无需分接和终结整体信号 即可将各种G 703规定的接口信号 PDH 或STM N信号 SDH 接入STM M M N 内作任何支路的能力 1 定义 SCXC是一种具有一个或多个PDH或SDH信号端口并至少可以对任何端口速率 和 或其子速率信号 与其他端口速率 和 或其子速率信号 进行可控连接和再生连接的设备 1 分插复用器ADM2 数字交叉连接设备DXC 5 4SDH网络中的基本网元 DXC DigitalCrossConnect 1 定义 2 结构 1 分插复用器ADM2 数字交叉连接设备DXC 5 4SDH网络中的基本网元 分离本地交换业务和非本地交换业务 为本地交换业务迅速提供可用路由为临时性重要事件迅速提供电路当网络出现故障时 能迅速提供网络的重新配置按业务量的季节性变化 使网络最佳化网关功能 3 主要功能 1 分插复用器ADM2 数字交叉连接设备DXC 5 4SDH网络中的基本网元 信号独立性无阻塞周期性同步性 4 主要特点 1 分插复用器ADM2 数字交叉连接设备DXC 5 4SDH网络中的基本网元 5 SDXC与常规数字交换机的主要区别 1 分插复用器ADM2 数字交叉连接设备DXC 5 4SDH网络中的基本网元 5 5SDH自愈网原理 1 SDH自愈网的概念与分类 1 网络保护与网络恢复 保护 利用备份的资源进行保护倒换恢复 利用剩余的资源来计算出一条可达路由 概念 路径保护子网连接保护 5 5SDH自愈网原理 1 SDH自愈网的概念与分类 1 网络保护与网络恢复 概念以网络的功能结构分类 自动线路保护倒换环型网保护网状网保护 5 5SDH自愈网原理 1 SDH自愈网的概念与分类 1 网络保护与网络恢复 概念以网络的功能结构分类以网络的物理拓扑分类 自愈是指通信网络发生故障时 无需人为干预 即可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经出了故障 5 5SDH自愈网原理 1 SDH自愈网的概念与分类 1 网络保护与网络恢复 2 自愈 5 5SDH自愈网原理 1 SDH自愈网的概念与分类 1 网络保护与网络恢复 2 自愈 3 三种自愈技术 线路保护倒换 利用APS 环型网保护 利用ADM 网状网保护 利用DXC 5 5SDH自愈网原理 1 SDH自愈网的概念与分类2 线路保护倒换 线路保护倒换的基本原理是 当出现故障 由工作通道倒换到保护通道 线路保护倒换 5 5SDH自愈网原理 1 SDH自愈网的概念与分类2 线路保护倒换3 ADM自愈环 所谓自愈环 一般是指采用分插复用器组成环形网实现自愈的一种保护方式 1 二纤单向通道保护环 5 5SDH自愈网原理 1 SDH自愈网的概念与分类2 线路保护倒换3 ADM自愈环 二纤单向通道保护环 网络拓扑 A C C A A C C A A B C D W1 P1 W1 P1 二纤单向通道保护环 正常工作时 A C A C C A A C C A A B C D W1 P1 W1 P1 二纤单向通道保护环 故障时 A C A C C A A C C A A B C D W1 P1 W1 P1 倒换 二纤单向通道保护环 正常工作时 C A A C C A A C C A A B C D W1 P1 W1 P1 二纤单向通道保护环 故障时 C A A C C A A C C A A B C D W1 P1 W1 P1 倒换 1 二纤单向通道保护环 2 二纤双向通道保护环 5 5SDH自愈网原理 1 SDH自愈网的概念与分类2 线路保护倒换3 ADM自愈环 二纤双向通道保护环 网络拓扑 A C C A A C C A A B C D W1 P1 W2 P2 二纤双向通道保护环 正常工作时 A C A C C A A C C A A B C D W1 P1 W2 P2 二纤双向通道保护环 故障时 A C A C C A A C C A A B C D W1 P1 W2 P2 倒换 1 二纤单向通道保护环 2 二纤双向通道保护环 3 四纤双向复用段共享保护环 5 5SDH自愈网原理 1 SDH自愈网的概念与分类2 线路保护倒换3 ADM自愈环 四纤双向复用段共享保护环 A C C A A C C A A B C D W1 W2 P2 P1 W1 W2 P2 P1 倒换 倒换 1 二纤单向通道保护环 2 二纤双向通道保护环 3 四纤双向复用段共享保护环 4 二纤双向复用段共享保护环 5 5SDH自愈网原理 1 SDH自愈网的概念与分类2 线路保护倒换3 ADM自愈环 例 如书上第223页的图8 31所示 如果AU 4中的时隙7传递某路话音 说明当B C之间的光纤断裂时 该二纤双向复用段共享保护环如何实现网络保护 在图上标出实现网络保护后该路话音的物理通道和逻辑通道 假设该AU 4可携带2016个时隙 5 5SDH自愈网原理 1 SDH自愈网的概念与分类2 线路保护倒换3 ADM自愈环4 DXC自愈网 DXC DXC DXC DXC DXC A D C B E 12单位业务量 个单位 个单位 个单位 5 5SDH自愈网原理 1 SDH自愈网的概念与分类2 线路保护倒换3 ADM自愈环4 DXC自愈网5 自愈网性能比较 线路保护倒换 配置容易 管理简单 恢复时间很短 成本高 适用于重要的光缆连接或大业务量 自愈环 高生存性 恢复时间短 业务量疏导能力强 网络规划难实现 适用于接入网和中继网 DXC保护 高生存性 使用灵活方便 便于规划 网络恢复时间较长 适用于高度互连的网孔型拓扑 如长途网 自愈网性能比较 5 6 1光纤传输原理与特性5 6 2光纤通信系统 5 6光纤通信技术 菲涅耳定律 n1sin 1 n2sin 2 结论 若要实现全反射 则必须有 n1 n2 光纤的导光原理 5 6 1光纤传输原理与特性 1 光纤的结构和分类 1 光纤的结构 1 光纤的结构和分类 1 光纤的结构 2 分类 按光纤横截面的折射率分布分类 阶跃光纤渐变光纤三角型折射率光纤双包层光纤 5 6 1光纤传输原理与特性 光纤剖面图 1 光纤的结构和分类 1 光纤的结构 2 分类 按光纤横截面的折射率分布分类 按光纤中的传导模式数量分类 单模光纤多模光纤 5 6 1光纤传输原理与特性 单模和多模光纤的导光原理 1 光纤的结构和分类 1 光纤的结构 2 分类 按光纤横截面的折射率分布分类 按光纤中的传导模式数量分类 按光纤构成的原材料分类 石英系光纤多组分玻璃光纤塑料包层光纤全塑光纤 5 6 1光纤传输原理与特性 1 光纤的结构和分类 1 光纤的结构 2 分类 按光纤横截面的折射率分布分类 按光纤中的传导模式数量分类 按光纤构成的原材料分类 按光纤的套塑层分类 紧套光纤松套光纤 5 6 1光纤传输原理与特性 1 光纤的结构和分类2