传输系统设计基本知识.ppt

XGY 1 传输系统设计基本知识 XGY 2 目的 了解传输系统工程设计的基础知识 时间 2 3个学时 XGY 3 内容 1 传输网在电信网中所处的位置及作用2 传输网的分类 网络拓朴结构及现状3 主要传输方式及传输媒质4 光传输系统的一般组成和接口标准5 常用的网络保护方式6 SDH光传输网同步7 网络性能要求 XGY 4 1 传输网在电信网中所处的位置及作用 传输是构成通信的信号的载体 是各种业务网的承载平台 是其他业务网的基础 WDN OXC IP ATM SDH 语音 视频 数据 多媒体 光层 电传送层 电交换 路由层 应用层 XGY 5 信令网对传输链路的需求 高级信令转接点低级信令转接点 低级信令点信令点 信令链数量一般最大不超过16个 高级信令转接点 低级信令转接点 信令点 传输链路 传输链路 XGY 6 电话交换网对传输链路的需求 C0局间 C0局至C1 C2局 C1 C2局间 C1 C2局至C3 C4局之间 C3 C4局间以及C3 C4局至C5局之间 需大量的E12至STM 1不同带宽的信道进行连接 本地电话网 本地电话网 C0国际长途局 C1 C2省内省外长途汇接局 C3 C4每个本地的两个长途局 本地网间大部份实现直达 C5如 广东省23个本地网的端局 农话局和汇接局 XGY 7 基础数据网对传输链路的需求 省局骨干网 本地骨干网 接入层 ATM电路 电路访真方式CE 帧中继方式FR 基础数据网示意图 XGY 8 GSM移动通信网对传输链路的需求 基站 BTS 到基站控制器 BSC BSC至移动交换中心 MSC MSC与MSC之间 MSC至固定电话网 PSTN 及其他通信网间 根据载波数量配置若干E12传输通道或STM 1光传输通道 一般是10个载波配一条E12通道 BTS BTS BSC HLR AUC EIR OMC SC PSTN 其他通信网 MS 基站系统 BSS 交换子系统 SSS MSC VLR XGY 9 3G移动通信网对传输链路的需求WCDMA R99的网络接口对传输通道需求 HLR EIR SGSN GGSN MSC VLR BSS MS RNC BSC RNC NodeB SGSN MSC VLR ISDNPSTNPSPDNCSPDNPDNIntrantExtrantInternetX 25 SMS GMSC NodeB BTS MS SCF UTRAN XGY 10 互联网对对传输链路的需求 核心节点之间以格状网互联 配置若干个10G的传输通道 汇接节点双归连接到附近的两个核心节点 配置若干个2 5G或以上通道带宽的传输道道 边缘节点双归连接到附近的两个汇接节点 配置若干个STM 1 STM 4或以上通道带宽的传输道道 核心节点 核心节点 核心节点 核心节点 汇接节点 汇接节点 汇接节点 边缘节点 边缘节点 XGY 11 软交换的承载网络QoS解决方案 SoftSwitch MPLSVPN Diff Serv NMS APPServer MSTP AG AG TG TG 802 1p 802 1p 802 1p SG 对于具有本地丰富传输资源的运营商 软交换 应用服务器 中继网关 信令网关等核心设备直接接入IP骨干网节点 在骨干网划分专用MPLSVPN 利用MPLS的流量工程机制和Diff Serv机制保证业务流在骨干层的QoS 接入网关AG尽量避开城域网 建议通过MSTP接入到软交换核心节点 从而接入VPN IAD和智能终端由于为用户侧设备 接入方式很灵活 故在其接入途径上尽量采用802 1p Diff Serv等QoS机制 XGY 12 小结 业务网与传输网是密不可分 因此 传输网的质量将直接影响到各种通信业务网的运行质量 传输网既是业务网的基础网 他又是一个可经营的业务网 复习题 传输网的作用是什么 在电信网中处于什么位置 熟悉各业务网对传输需求 XGY 13 内容 1 传输网在电信网中所处的位置及作用2 传输网的分类 网络拓朴结构及现状3 主要传输方式及传输媒质4 光传输系统的一般组成和接口标准5 常用的网络保护方式6 SDH光传输网同步7 网络性能要求 XGY 14 2 传输网的分类 网络拓朴结构及现状 本节主要内容 介绍传输网络的分类 传输组网的常用网络拓朴结构 我国传输网络分层分区的管理结构 以及传输网络的现状和存在的主要问题 XGY 15 传输网的分类 电缆传输网光缆传输网按传输媒质划分为微波传输网卫星传输网国际海缆传输网国际长途传输网长途传输网省际长途传输网 省内长途传输网中继传输层本地传输网接入传输层接入传输网 馈线 配线和引入线 按所处的位置和作用分为 XGY 16 传输网的拓朴结构 传输网中基本的网络拓扑形式有如下几种 线 链 型星型树型环型网孔型混合型 XGY 17 传送网的分层和分区 传送网的分层 含义有二 一是由垂直方向上邻接的传送网络层叠加而成 网络层从上而下分为电路层 通道层和传送媒质层 二是从上而下分为省际骨干网 省内骨干网 本地网和接入网 传送网的分区 即在每一层网络内的水平方向上 将该层内结构分割为若干个区 子网 组成网络管理的基本骨架 XGY 18 我国传输网的管理层面划分 分层和分区 垂直方向分成若干独立的传输层网络 同一层面 分成若干片区 例如 广东省内骨干传输网 分成东 西 南 北四个片区 SDH链路层 电路 光网络层 光路 光缆线路层 光纤 接入网 SDH链路层 电路 光网络层 光路 光缆线路层 光纤 SDH链路层 电路 光网络层 光路 光缆线路层 光纤 XGY 19 广东省长途传输网络的分层分割 层面划分原则 光缆线路层 光纤 传输网络的分层光网络层 光路 SDH链路层 电路 纵向分层传输网络的分割横向分片 XGY 20 举例 广东省内骨干传输网 分层分割 肇庆 广州 惠州 河源 江门 西片网 北片网 南片网 东片网 第一层面 第二层面 XGY 21 省长途传输网络的平面划分 第一层面分A B C三个平面A平面 由各本地网第一传输汇接局 TR1 的网络组成 B平面 由各本地网第二传输汇接局 TR2 的网络组成 C平面 现有传输网络 微波电路 卫星 增补平面 第二层面为子网平面 D平面 子网内传输网络 本地网长长中继 优点 利于网络的规划 利于网络的建设和维护管理 XGY 22 我国传输网现状及存在问题 传输网带宽仅是业务信号传输平台 而不是可运营的业务 缺少智能管理 带宽利用率低 由于设备是七国八制 传输管理网 TMN 难以建设 维护管理业务调度困难 业务配置主要依靠人工调度 调度时间过长 网络缺少实时的业务供给能力 调度 交叉的数字等级过低 数字配线架占用机房的面积过大 达60 70 各层网络的功能重叠 建有各自独立控制平面 链络容量不成问题 拥塞的瓶甄在节点 主要以链型网和环网居多 环网保护损失50 的电路资源 抬高了电路成本 但缺少先进的保护 回恢和路由选择功能 环网扩容不够灵活 某两个节点间扩容 须全环扩容 有可能造成环上某段业务量非常满 而有些段业务又很空的情况出现 保护方式和业务模式单一 无法对抗多点故障的情况 跨环业务无法获得保护 XGY 23 复习题 我国的传输网络总体上是一个什么样能的结构 如何理解广东的传输网结构分层分割和层面划分原则目前我国传输网存在哪些问题 XGY 24 内容 1 传输网在电信网中所处的位置及作用2 传输网的分类 网络拓朴结构及现状3 主要传输方式及传输媒质4 光传输系统的一般组成和接口标准5 常用的网络保护方式6 SDH光传输网同步7 网络性能要求 XGY 25 3 主要传输方式及传输媒质 目的 了解传输网中使用的各类传输媒质 掌握各种光纤的应用场合和主要传输性能 XGY 26 传输媒质的分类 架空明线传输对称电缆传输电缆传输小同轴电缆传输有线传输中同轴电缆传输陆地光缆传输光缆传输海底光缆传输特高频传输短波传输无线传输微波传输 用微波C频段 卫星传输 用微波C Ku频段 自由空间光传输 XGY 27 光纤分类 根据光纤的制造材料 模式结构 应用的波长等可分成不同类型的光纤 光纤 多模光纤 单模光纤 G 652单模光纤 分为A B C D子类 G 653色散位移单模光纤 G 654截止波长位移单模光纤 G 655非零色散位移单模光纤 分为A B C子类 62 5 125 m多模梯度光纤 100 140 m多模梯度光纤 50 125 m多模梯度光纤 XGY 28 光缆光纤 15301560nm 1310 G 651 850 G 652 G 653 G 654 G 655 1550 第三窗口 第二窗口 第一窗口 XGY 29 G 652光纤 G 652A主要用于传输速率为STM 1 STM 16的I S L距离和传输速率为STM 4 STM 64长距离带光放大单通道的SDH传输系统 以及10Gbit s 40km以太网和局内的STM 256系统 G 652B主要用于传输速率为STM 4 STM 64长距离带光放大单通道的SDH传输系统和带光放大STM 64的WDM传输系统 以及局内的STM 256系统 G 652C除了与G 652A光纤的适用范围相同之外 将波长应用范围从1360nm扩展到1530nm G 652D除了与G 652B光纤的适用范围相同之外 将波长应用范围从1360nm扩展到1530nm 各种光纤应用场合 XGY 30 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 衰减 dB km 1600 1700 1400 1300 1200 1500 1100 波长 nm 20171001020 色散 ps nm km G 652光纤 cc 1260 零色散波长 A B C D 1550 XGY 31 各种光纤应用场合 续 G 653光纤 适用于单波长 高速率 长距离传输 G 654光纤 在1550nm波长的损耗很低 比较多应用在海缆中 XGY 32 G 655光纤 G 655A主要用于传输速率为STM 4 STM 64长距离带光放大单通道的SDH传输系统和带光放大STM 64的WDM传输系统 以及局内的STM 256系统 WDM的最小通道间隔不小于200GHz G 655B主要用于传输速率为STM 4 STM 64长距离带光放大单通道的SDH传输系统和带光放大STM 64的WDM传输系统 以及局内的STM 256系统 WDM的最小通道间隔 100GHz 对PMD的要求使STM 64系统传输至少400公里 G 655C主要用于在满足G 655B要求的基础上 对PMD的要求更加严格 对PMD的要求使STM 64系统的传输长度大于400公里 各种光纤应用场合 续 XGY 33 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 衰减 dB km 1600 1700 1400 1300 1200 1500 1100 波长 nm EDFA频带 201001020 色散 ps nm km G 655光纤 cc 1450 XGY 34 光纤的主要技术指标 模场直径 8 6 9 5 0 7 m 8 11 0 7 m包层直径 125 1 m纤芯同芯度差 0 8 m包层不园度 2 光缆光纤截止波长 1260nm 1450nm筛选应力 0 69Gpa宏弯损耗 30mm半径 100圈 0 5dB衰减系数 色散系数 偏振模色散系数 XGY 35 练习题 某运营商现有一传输系统 在G 652光纤的1330nm波长上开通STM 16传输系统 因网络调整 其中一端设备调整到另一局所 从原机房到另一局所新建一段G 655光纤线路 运营商要求仍利用原设备 可否 XGY 36 复习题 G 652光纤分成哪几个子类 它们的主要差别是什么 适合什公场合应用 G 655光纤分成哪几个子类 它们的主要差别是什么 适合什公场合应用 光纤有哪些主要技术指标 应用中应注意哪些问题 XGY 37 内容 1 传输网在电信网中所处的位置及作用2 传输网的分类 网络拓朴结构及现状3 主要传输方式及传输媒质4 光传输系统的一般组成和接口标准5 常用的网络保护方式6 SDH光传输网同步7 网络性能要求 XGY 38 4 光传输系统的一般组成和接口标准 传输系统的典型构成电接口分类及标准SDH光传输系统光接口参考点位置SDH的光接口应用分类及应用代码WDM系统支路光接口分类及标准WDM系统主光通道光接口应用代码光接口分类及标准光转换设备的光接口标准 XGY 39 传输系统的典型构成 OTE ME OTE ME DDF DDF ODF ODF 光缆线路 光跳线 尾纤 局内布线电缆 局内布线电缆 光接口 光接口 电接口 电接口 典型的单通路光传输系统示意图 OM OA OM OA ODF ODF DDF DDF T1 Tn Rn MEr MEr MEss MEss ODF ODF MPI S MPI R S R R1 典型的无线路放大器的WDM系统的参考配置示意图 支路光接口S 支路光接口R XGY 40 电接口分类及标准 电接口分类 准同步系列电接口 E12 E11 E22 E21 E32 E31 E4 同步数字系列电接口 STM 1 STM N 数字同步电接口 E12 T12 标称速率及容差标称阻抗接口标准的主要参数等效传输频率等效传输频率的允许衰减 dB 接口码型 XGY 41 SDH光传输系统光接口参考点位置 发送 接收 CTX CRX S R 光纤设施 插头 插头 无光放SDH光传输系统光接口S R点的位置 发送机设备 TX OA 机收接设备 光放大接收机 光主通通 辅助通通 若存在 MPI S MPI R LOA 子通道 子通道 带光放的单通道SDH光传输系统的光接口MPI S和MPI R点的位置 XGY 42 SDH的光接口应用分类及应用代码 局内 I 2km 短距离 S 15 40km 应用分类长距离 L 40 80km 局间很长距离 V 80 120km 超长距离 U 160 X 应用分类 见上述I S L V U 应用代码Y STM等级 X Y Z Z 应用光纤及波长 1 STM I4 STM 416 STM 1664 STM 64 1 空白 G 652纤 波长1310nm2 G 652纤 波长1550nm3 G 653纤 波长1550nm5 G 655纤 波长1550nm XGY 43 练习 I 16S 64 5L 16 3V 64 2U 16 2上述应用代码表示什么内容 XGY 44 WDM系统光接口参考点位置 TX1 TX2 TXn OM OA OA RX1 RX2 RXn OA OD MPI S MPI R S R S1 S2 Sn R1 Rn RM2 RMn SD1 SDn RM1 SD2 R2 光主通通 支路光接口 支路光接口 主通道光接口 WDM系统的通路光接口 Sn和Rn 和主光通道光接口MPI S和MPI R点的位置示意图 XGY 45 集成式WDM系统支路光接口 开放式WDM系统支路光接口 Tx OTU PA OD OM BA MPI S MPI R 支路接口G 957 支路接口G 957 视LA的配置否可分为 含LA的WDM系统 不含LA的WDM系统 Sn 接收端可不加OTU OTU OTU Tx Tx Rx OTU OTU OTU Rx Rx LA Rn LA Tx PA OD OM BA MPI S MPI R G 692 G 692 Sn Tx Tx Rx Rx Rx LA 视LA的配置否可分为 含LA的WDM系统 不含LA的WDM系统 WDM系统支路光接口分类及标准 XGY 46 WDM系统主光通道光接口应用代码 应用代码包含通道数量 光放段数量 光放段跨距 光通道速率和应用光纤等情况 n 波长的最大数量 通道数量 W 局间传输距离分类X 允许光放段数量 用3 5 8等数字表示 对于不带有在线放大器的 单跨段 系数X 1 此时不表示 Y 通路信号的速率 STM n 等级 用1 4 16 64等数字表示 Z 光纤类型 2表示G 652光纤 3表示G 653光纤 5表示G 655光纤 L 表示长距离 目标距离80km V 表示甚长距离 目标距离120km V 为甚长距离特例 U 表示超长距离 目标距离160km nWx y z XGY 47 练习 说出下列代码的含义 16V3 16 532L8 64 5 XGY 48 光接口分类及标准 光接口 SDH光传输系统的光接口 WDM光传输系统的光接口 无光放的光接口 G 957 有光放的光接口 G 691 通路光接口 主通道光接口 G 692 开放式 G 957 集成式 G 692 光转换器光接口 G 957 G 692 XGY 49 光转换设备的光接口标准 TxG 957 发端OTU S G 957 Sn G 692 按OTU在系统中位置分为 发端OTU收端OTU中继器OTU 应具有对再生段开销字节 B1 J0 进行监视的功能 视工程具体情况决定是否具有对再生段开销字节进行监视的功能 XGY 50 复习题 1 电接口可分成几种类型 2 E12和STM 1接口的标称速率分别是多少 阻抗多少 等效传输频率的允许衰减是多少 3 光接口总体可分成哪二大类 4 SDH光接口应代码S 64 5表达什么内容 5 WDM系统主光通道接口代码16U3 16 5表达什么内容 6 WDM系统的支路光接口分成哪两种类型 XGY 51 内容 1 传输网在电信网中所处的位置及作用2 传输网的分类 网络拓朴结构及现状3 主要传输方式及传输媒质4 光传输系统的一般组成和接口标准5 常用的网络保护方式6 SDH光传输网同步7 网络性能要求 XGY 52 5 常用的网络保护方式 网络保护的机理光传送网 SDH传送网的网络分层模型SDH网络保护结构分类SDH常用网络保护结构介绍光传送网 OTN 的网络保护结构分类光传送网的常用网络保护结构介绍 XGY 53 网络保护的机理与作用 网络保护的设计是网络的冗余性设计 与网络拓朴结构 业务安排有关 网络保护的作用 是实现维持网络正常运转 保证业务畅通 生存性 XGY 54 冗余度与网络生存性 生存性 Survivability 指系统的保护和恢复的能力 网络生存性 率 指网络在正常使用环境下一旦出现故障时 能调用冗余的传送实体 完成预定的保护和恢复功能的能力 传统方法 提供冗余传送实体新的观点 引入自动交换能力冗余度 一旦出现故障时 能调用冗余的传送实体的容量与总容量之比 XGY 55 冗余度与生存性的计算 线段1冗余度 线段1允许的容量 线段n冗余度 线段n允许的容量 网络的冗余度 线段1允许的容量 线段n允许的容量 线段允许的容量 线段的业务容量 线段的冗余度 线段允许的容量 线段1生存性 线段1业务量 线段n生存性 线段n业务量 网络的生存性 线段1业务量 线段n业务量 迂回路由1能疏导的业务量 迂回路由n能疏导的业务量 线段的生存性 线段的总业务量 XGY 56 冗余度与生存性的计算练习 A B D C 6 10 6 10 7 9 3 13 5 11 4 12 AB段生存性 3 5 10 80 BD段生存性 6 3 11 82 CD段生存性 3 6 12 75 AC段生存性 3 4 10 70 AD段生存性 5 4 9 100 BC段生存性 6 4 13 77 网络生存性为80 AB段冗余度 16 10 16 37 BD段冗余度 16 11 16 31 CD段冗余度 16 12 16 25 AC段冗余度 16 10 16 37 AD段冗余度 16 9 16 43 BC段冗余度 16 13 16 18 网络冗余度为32 XGY 57 光传送网的网络分层模型 光传送网 SDH传送网的网络分层模型 光通道层 OCh 光传输段层 OTS 光复用段层 OMS 光传送网 光通道层 对SDH PDH ATM IP等提供透明的传递端对端光通道的组网 光复用段层 实际上就是光WDM层 提供光信号波长复用的组网功能 光传输段层 实际上就是光纤线路 提供光信号的传输功能 XGY 58 SDH传送网的网络分层模型 光传送网 SDH传送网的网络分层模型 续 复用段层网络 物理层网络 再生段层网络 电路层网络 复用段层网络为通道层提供同步和复用功能并完成复用段开销的处理和传递 再生段涉及再生器之间或再生器与复用段终端之间的信息传递 如定帧 扰码 再生段误码监视及再生段开销的处理及传递 物理层网络 主要完成光电脉冲型式的比特传送任务 与开销无关 VC 3 VC 4 VC 12 VC 2 VC 3 低阶通道层 高阶通道层 电路层 通道层 传输媒质层 段层 SDH传输层 XGY 59 SDH传送网的网络保护结构分类 自愈环己成为SDH组网应用最广泛的网络 也是运营者之间争夺市场的重要技术手段 细分见下页 按网络的功能结构分 路径 包括段和通道 保护 线性复用段 MS 保护 1 1 1 N 子网连接保护 MS共享保护环 2纤 4纤 MS专用保护环 线性VC路径保护 按网络的物理拓朴分 自动线路保护 网孔型保护 环型网保护 双局汇接保护护 XGY 60 SDH自愈环结构分类 工程中较常应用的SDH自愈环结构有 单向通道保护环 专用 二纤双向复用段共享保护环 四纤双向复用段共享保护环 XGY 61 复用段保护环与通道保护环 区别于倒换判据和倒换夥粒复用段保护环的倒换判据 是利用检查节点间线路信号 复用段开销中的字节 质量的好坏 决定是否倒换 复用段倒换是以整个复用段为单位进行保护的 通道保护环的倒换判据 是利用监测通道信号的优劣决定是否倒换 通道倒换是以每一通道为单位的 XGY 62 二纤单向复用段保护环与二纤双向复用段保护环 A C D B A C D B AC AC CA AC AC CA CA CA 二纤单向复用段保护环 二纤双向复用段保护环 W W P W P P XGY 63 SDH传送网的网络保护结构举例 例1 二纤单向通道保护环例2 二纤双向复用段共享保护环例3 四纤双向复用段共享保护环 XGY 64 例1 二纤单向通道保护环 W P P W 节点2 节点3 节点1 节点4 3 1 3 1 1 3 1 3 信号3 1 信号1 3 1 二纤单向通道保护环是提供端到端保护的专用网络保护机制 每跨段中一根光纤工作 另一根纤保护 2 保护方式 1 1或1 1 3 优点 实现了不同的光缆物理路由保护 4 设计应注意环上节点数的限制 不超过16个 如果是时钟链 建议不超过10个 XGY 65 例2 二纤双向复用段共享保护环 节点A 节点C 节点D 节点B a 环全貌图 节点A 节点B MSOH工作通道保护通道 MSOH工作通道保护通道 b 虚框部份放大图 1 整个环的保护容量是被每个跨距段有效共享的保护机制 工作和保护信道合用一根光纤 其一半带宽为工作信道 另一半带宽留作保护信道 2 跨距段业务量是有STM N的50 3 优点 若容量不太大 比较经济 灵活 4 设计应注意 要求节点ADM设备应具有时隙交换 TSI 能力 在失效发生时能重新配置其交换矩阵 XGY 66 例3 四纤双向复用段共享保护环 节点A 节点C 节点D 节点B a 环全貌图 节点A 节点B MSOH工作通道 b 虚框部份放大图 MSOH保护通道 MSOH保护通道 MSOH工作通道 1 四纤双向复用段共享保护环的每对相邻节点有四根光纤 两根传输方向相反光纤传送工作信道 另两根传输方向相反光纤传送保护信道 正常工作情况下 两根保护光纤可以用于传送低级别的额外业务 2 跨距段倒换比环倒换具有更高优先等级 3 优点 可以抗多点失效 适合大业务量应用场合 4 设计应注意 不要求其节点ADM具备时隙交换功能 而只要求ADM具有时隙指派 TSA 功能 XGY 67 光传送网的网络保护结构分类 光网络保护分类 光复用段保护 光复用段共享保护环 环型路径 光通道专用保护环 光通道共享保护环 二纤双向 四纤双向 线型路径 光通道层保护 光通道波长保护 二纤单向 网格型路径 自动交换光网络 ASON 光通道路由保护 XGY 68 光传送网的网络保护结构 光传输网 OTN 与SDH传输网区别 XGY 69 光传送网的网络保护结构举例 例1 光通道波长保护例2 光通道路由保护例3 线型路径光复用段保护例4 二纤单向光复用段保护环例5 二纤双向光复用段保护环例6 四纤双向复用段保护环 XGY 70 例1 光通道波长保护 光通道波长保护就是同一WDM链路上的光通道保护 当路由 光纤 发生故障时 两个波长上的光信号都无法正常传送 这就是此种保护方式的局限性 TXOTU1 TXOTU2 TXOTU7 TXOTU8 RXOTU1 RXOTU2 RXOTU7 RXOTU8 STM NTX STM NRX 8 7 6 5 4 3 2 1 OCP OTM OBA OPA OTM OCP 光保护倒换盘 XGY 71 例2 光通道路由保护 是不同WDM链路上的光通道保护 是逐个波长的保护 优点 一是可以在不同厂家的WDM系统上实现 二是既可以实现通道保护 也可实现光复用段的保护 三是安全性及可靠性高 缺点 需配置双份的WDM系统设备 含终端 线放设备 增加了工程成本 TM1 TM2 TM7 TM8 TM8 TM7 TM2 TM1 1 8 2 7 1 2 7 8 1 2 7 1 7 工作通道 保护通道 OCP 8 8 2 XGY 72 例3 线型路径光复用段保护 WDM系统合波后的光线路信号并发到两条路由上传输 优点 判断准则简单 容易实现倒换保护 采用1 1光线路冗余设置 若W通道和P通道是在不同的光缆路由 其生性存较好 缺点 建设成本相对较高 但比光通道路由保护方式的建设成本低 TM1 TM2 TM7 TM8 TM8 TM7 TM2 TM1 8 2 7 8 1 1 7 2 工作通道 保护通道 OCP XGY 73 例4 二纤单向光复用段保护环 二纤单向OMSP环是目前多数波分复用系统采用结构 一纤工作 一纤保护 一个双向通信通道将占用整个环路的一个等效波长 提供的光通道总数量 环路中使用的波长数量 限制了网络的通信能力 D A B C 工作光纤 保护光纤 AB BA BA AB D B B XGY 74 例5 二纤双向光复用段保护环 实现方法图A 单纤双向传输的二纤双向OMSP环 工作通道占用一根光纤 传输双向业务 需要双向的波分复用器和双向的光放大器 另一根光纤用作保护 图B 双纤双向传输的二纤双向OMSP环 每根光纤的一半波长用来工作业务 另一半波长用来提供保护能力 互为保护 D A C 工作光纤 保护光纤 AB BA BA AB B D 工作光纤 工作光纤 工作波长组 1 N 2 保护波长组 N 2 1 N 工作波长组 N 2 1 N保护波长组 1 N 2 内外环光纤中波长配置情况 B 图A 图B XGY 75 例5 二纤双向光复用段保护环 续 XGY 76 例6 四纤双向复用段保护环 相邻节点用传输方向相反的两对光纤 一对为工作光纤 实线 另一对为保护光纤 虚线 具有区段保护倒换和环保护倒换 B D D D B B 区段保护倒换 环保护倒换 四纤双向光保护环 A A A C C C AC AC AC AC AC AC CA CA CA CA CA CA P1 W2 P2 W1 W1 W1 P1 P1 W2 W2 P2 P2 XGY 77 主要优点是 具有灵活的波长重用能力 灵活的业务保护能力 环路保护和区段保护方式 设计时应注意的问题 A 环上能有多个区段倒换共存 区段倒换优先等级高于环倒换 B 备用通道在不发生保护倒换时 可设计用来传送可靠性要求相对低的额外业务 但系统配置时必须使用光监控通道 OSC 的管理信息通道来传送环路故障信息 C 实施环倒换时 绕环传输形成的恢复光通道与原来的工作通道所经过的节点数正好是环路节点的数目 传输路径长度发生了明显变化 信号功率不会有明显的差异 但恢复光通道经过的光放大设备要比工作通信多得多 光放会劣化光信噪比 设计时应注意光放大器的性能以及注意控制环形网络中节点的数量 四纤双向复用段保护环的优点及设计应注意的问题 XGY 78 复习 1 目前工程中较常用的SDH自愈环结构有哪三种 2 SDH二纤单向通道保护环有何优点 设计中应注意哪些问题 3 SDH二纤双向复用段保护环与二纤单向通道保护环有何区别 二纤双向复用段保护环的设计应注意哪些问题 4 SDH四纤双向复用段保护环与二纤双向复用段保护环有何区别 四纤双向复用段保护环的设计应注意哪些问题 5 WDH系统的网络保护结构有哪些类型 光通路保护和光通道路由保护有何不同 XGY 79 内容 1 传输网在电信网中所处的位置及作用2 传输网的分类 网络拓朴结构及现状3 主要传输方式及传输媒质4 光传输系统的一般组成和接口标准5 常用的网络保护方式6 SDH光传输网同步7 网络性能要求 XGY 80 6 SDH光传输网同步 SDH光传输网同步的目的SDH光传输网同步的同步源SDH光传输网同步的结构SDH光传输网同步的方式SDH光传输网同步的设计原则防止定时环的措施 XGY 81 SDH光传输网同步的目的 SDH光传输网同步的目的 是使网中所有的网元时钟频率和相位都控制在预定的容差范围内 防止数字流的滑动损伤和数据出错 以便使网内传送的数字流实现正确有效地交换传送 XGY 82 SDH光传输网同步的同步源 SDH光传输网同步的同步源 来自数字同步网的大楼时钟系统 BITS 基准时钟 主 区域基准时钟 区域基准时钟 基准时钟 备 二级时钟 二级时钟 二级时钟 二级时钟 三级时钟 三级时钟 三级时钟 三级时钟 三级时钟 三级时钟 三级时钟 三级时钟 GPS GPS G 811 G 811 G 812 G 812 同步数字系列 SDH 从属设备时钟应符合ITU TG 813标准要求 XGY 83 SDH光传输网同步的结构 SDH网同步的结构通常采用主从同步方式 要求所有的网元时钟都能最终跟踪至全网的基准时钟 时钟分配方式 局内 采用星型拓朴结构 从BITS获取时钟 BITS跟踪全网基准时钟 局间 采用树型拓朴结构 使SDH网内所有节点都能同步 XGY 84 SDH光传输网同步的方式 SDH光传输网同步的方式 与数字同步网的同步方式 运行状态 以及工作环境有关 有四种同步方式 同步方式 正常情况 伪同步方式 不同国家 不同运营商间 准同步方式 保持模式或自由运行模式 异步方式 节点时钟准确度低于G 813建议的要求时工作异常 发送AIS XGY 85 SDH设备的定时工作方式 外同步输入定时 从接收信号中提取的定时环路定时 通过定时 线路定时 内部定时 时钟 定时基准信号 STM N STM N 时钟 STM N STM N 时钟 STM N STM N 时钟 STM N STM N 时钟 STM N 时钟 STM N 时钟 XGY 86 SDH设备的定时工作方式 续 XGY 87 网元时钟的结构 功能 结构由定时信号输入 输出和内部定时信号发生器 SETG 组成 功能是提取定时 产生并输出定时信号 选择 选择C 选择B SETG T1 T2 T3 T0 T4 T1来自STM N线路信号中提取的定时 T2直接来自交换机的PDH的2Mb s业务信号 T3来自外时钟源的2Mb s和2MHz基准信号 T4为其他设备提供定时的外时钟输出口 T0为本设备各功能块提供定时 XGY 88 SDH光传输网同步的设计原则 不应在网内任何点间形成定时环路 在局内通过BITS分配定时时 采用专线传送的2048kbit s或2048kHz 首选2048kbit s 有SSM时 每条路径上的每个SDH网元可接收多个方向的定时信号 受控时钟应从高等级时钟或同等级时钟获得定时基准 尽量减少定时基准传输的实际链长度 SDH运载的2Mb s支路信号不宜作为定时同步号使用 不提供S1字节的老设备 只设主用同步基准 不设备用同步基准 指从STM N提取同步定时信号的备用同步基准 XGY 89 防止定时环的措施 对每个设备时钟来源合理设置优先等级 按优先等级选择 当高优先等级可用时不选低优先等级 合理使用STM N信号中开销 同步状态消息 字节S1 使每个设备通过查收S1了解是否可以用作定时基准 这样不仅可以防止产生定时环 还可以防还由低等级定时基准同步高等级时钟 对不提供S1字节的老设备 只设主用同步链路 不设备用链路 如果主用同步链路失效 SEC就转入保持工作状态 这样也可以防止产生定时环路 设计SDH网同步时应保证即使在故障情况下 他只有有效的高一级时钟出现在该级时钟的输入 XGY 90 复习 1 SDH光传输网同步的目的是什么 2 SDH光传输网同步的结构是哪种方式 怎样分酞时钟 3 SDH光传输网同步的方式有哪四种 它们分别在什么情况下采用 4 SDH设备的定时工作方式有哪几种 它们分别在什么场合采用 5 SDH网同步的规划设计一般原则有哪几点 6 防止形成定时环路的有效措施主要有哪些 7 SDH光传输网同步的同步源来自哪里 分成哪几级时钟 XGY 91 内容 1 传输网在电信网中所处的位置及作用2 传输网的分类 网络拓朴结构及现状3 主要传输方式及传输媒质4 光传输系统的一般组成和接口标准5 常用的网络保护方式6 SDH光传输网同步7 网络性能要求 XGY 92 7 网络性能要求 HRX HRP HRDP HRDL HRDS网络性能的相关标准 各类指标的量化关系误码性能指标的要求及分配SDH传送网技术体制中的通道误码性能指标SDH传送网工程设计的误码性能指标 工程验收指标 短期系统误码性能指标 XGY 93 HRX和HRP HRDP HRDL HRDS HRX和HRPX是电信网中一个具有规定结构 长度和性能的的假设连接 它是研究网络性能的模型 通常代表接近最坏的连接配置 IG IG IG IG IG 终端国 PEP 国际部分 27500km 中间国 最多4个 国内部分 国内部分 终端国 LE ISC ISC ISC ISC ISC TC TC SC SC PC PC LE 国际 4段 27500km 国内 4段 国内 4段 本地 本地 数字交换机数字链路LE 本地交换局PC 一级中心SC 二级中心TC 三级中心ISC 国际交换中心G 821标准最长假设参考连接 HRX G 826 G 828假设参考高比特率通道连接 HRPX 国间部分 例如海缆承载的通道 XGY 94 HRP是各国根据国际最长假设参考通道模型制定各自的假设参考通道模型及长度 HRX和HRP HRDP HRDL HRDS 通道终点 通道终点 长途节点 长途节点 本地节点 本地节点 6900km 6500km 150km 150km 50km 50km 接入部分 长途部分 中继部分 中继部分 接入部分 我国国内标准最长的HRP XGY 95 HRDP HRDL是与交换机或终端设备连接的两个数字配线架 或其等效设备 间用来传送一种特定速率的数字信号的全部装置 通常包含一个或多个数字段 可能包含复用和解复用设备 但不含交换机 即对数字序列是透明的 不改变数字序列的值和顺序 SDH数字通道特指通过携带SDH净荷及相关开销的终端设备之间分层的传送网的路径 ITU认为2500km是HRDP的一个适当长度 对于国土面积很大的国家也允许规定较长的HRDP 我国SDH传输网中最长国际转接HRDP按5000km考虑 HRX和HRP HRDP HRDL HRDS XGY 96 HRDS就是在相邻的一对STM N支路口间 对规定速率的数字信号进行数字传输的全部手段 是构成HRDP的一部分 是用作指标分配的参考模型 其长度是实际网络中所遇到的数字段的典型长途 我国SDH数字段仍沿用420km 280km和50km三种长度的假设参考数字段 HRX和HRP HRDP HRDL HRDS rst rst rst rst rst rst rst rst REG REG REG REG ADM STM N TM TM STM N STM N STM N STM N 数字段 数字段 复用段 复用段 RST MST SDH数字段和复用段 STM N XGY 97 网络性能的相关标准 XGY 98 各类指标间的量化关系 设计指标 验收指标 不可接受性能 网络性能指标 投入服务指标 0 5 0 1 0 125 0 5 劣化性能指标 1 10 恢复后性能指标 0 5 0 75 损伤增加 通道要求 复用段要求 网络性能指标 P0 是网络中设备处于允许的最恶劣工作条件下 所有富余度都用完并在设备寿命终了前仍然满足的指标 验收指标是在系统竣工验收时需要采用验收指标 即是我们做规划设计时必须给出的性能指标 比设备设计指标略差 由运营部门与设备厂商协商确定 我国由设计规范规定 投入服务限值 BIS 表示新建数字段投入服务时必须具备的起码指标 考虑老化等因素 复用段的BIS P0 10 0 1P0 通道的BIS P0 2 0 5P0测试时间短于7天 例如1天 0 25 0 05 XGY 99 块误块不可用时间可用时间误块秒 ES 误块秒比 ESR 严重误块秒 SES 严重误块秒比 SESR 背景块差错 BBE 背景块差错比 BBER 缺陷 LOS LOF LOP AIS 信号标记失配 误码性能指标的参数术语 XGY 100 误码性能指标的要求及分配 术语定义块 一系列与通道有关的连续比特 不同的VC 每一块的比特不同 每秒的块数量也不同 误块 当同一块内的任意比特发生差错时 就称该块是差错块 ER 也称误码块 不可用时间 在出现10个连续SES事件的开始时刻算起 这10s也算作不可用时间的一部分 当连续出现10个非SES事件时认为不可用时间结束 可用时间 当连续出现10个非SES事件时认为可用时间开始 可用时间从这10s的开始时刻算起 XGY 101 误码性能指标的定义误块秒 当某1秒具有1个或多个差错块或者至少出现一个缺陷时就称该秒为误块秒 误块秒比 ESR 误块秒 ES 数 总的可用时间 100 严重误块秒 当某1秒包含有不少于30 的差错块或者至少出现一个缺陷时认为该秒为严重误块秒 SES 严重误块秒比 SESR 严重误块秒 SES 数 总的可用时间 100 误码性能指标的要求及分配 XGY 102 误码性能指标的定义背景块差错 指扣除不可用时间和严重误块秒 SES 时间出现的差错块以后所剩下的差错块 背景块差错比 BBER 背景块差错 BBE 数 总的可用时间 严重误块秒时间 的所有块数 100 缺陷 主要有信号丢失 LOS 帧定位丢失 LOF 指针丢失 LOP 各级告警指示和信号标记失配等 误码性能指标的要求及分配 XGY 103 64Kbit s数字连的误码性能要求及分配 ITU T建议G 821对64Kbit s数字连的误码性能要求 LE LE ISC ISC 27500KM 1250KM 1250KM 25000KM 40 本地级 本地级 中级 中级 高级 15 15 15 15 T T LE 本地交换机 终端局 ISC 国际交换中心 T 用户网络接口参考点 光缆通信系统的误码性能指标均按高级部分对待 每公里分得总指标 40 25000 的0 0016 XGY 104 G 826 G 828和M 2101相关误码性能指标的比较 XGY 105 高比特率数字通道的误码性能要求 ITU T建议G 826对高比特率数字通道EtoE的误码性能指标 ITU T建议G 828对同步数字通道EtoE的误码性能指标 注 考虑到ESR指标对高比特率系统己失去重要性 因而对于160Mbit s以上速率的通道不作规范 XGY 106 M 2101 端到端投入业务和维护的性能极限目标 XGY 107 275000km端到端高比特率通道指标分配图 采用了按区段分配的基础上结合按距离分配的方法 国内部分的通路指标 Bn 国际部分通路指标 Bw L按实际路由长度计算 或用空中路由长度乘以适当的路由系数 总指标100 固定分配部分45 距离分配部分55 国内部分35 国际部分10 中间国家2 终端国家1 中间国家2 中间国家2 中间国家2 终端国家1 每500km 1 终端国家17 5 终端国家17 5 XGY 108 SDH传送网技术体制中的通道误码性能指标 国内标准最长HRP为6900km 从IG 国际接口局 到PEP 通道终端点 之间为3450KM 6900km 2 国内部分共分得的配额 17 5 3450 500 1 24 5 按长途 本地和接入区段分配 接入网较复杂 分配6 的端到端的指标给接入网 按距离线性分配每公里的配额为0 0055 数字段误码性能指标 每公里配额 数字段长度 27500km端对端指标 严化系数 0 25 即严化4倍 接入网误码性能指标 总配额 6 27500km端对端指标 严化系数 0 25 即严化4倍 XGY 109 SDH传送网技术体制中的通道误码性能指标 续 经我国转接的国际转接数字通道按每个中间国固定配额为2 每500km为1 的配额 以及按计算我国最长国际转接通道长度为5000km计算 应分得全程EtoE指标的12 按距离进行线性分配 得到相当每公里的配额为 12 5000 0 0024 实际的任意长度的国际转通道的误码性能指标 每公里配额 0 0024 通道长度 27500km端对端指标 严化系数0 25 严化4倍 27500km端对端指标按G 826考虑 XGY 110 SDH传送网工程设计的误码性能指标 工程验收指标 同步数字系列 SDH 长途光缆传输工程设计规范中传输系统误码性能指标是根据G 826和M 2101标准制定 参考HRPX 27500km和我国内标准最长HRP 6900km的模型 采用了按复杂性分配结合按距离分配的方法 网络性能的维护 投入业务 工程验收 工程设计提出 的指标逐级严化的原则 制定假设参考数字通道 数字段的长期系统指标和短期系统指标 长期系统指标其测试时间不少于1个月 短期系统指标其测试时间为24小时 XGY 111 6800km数字通道的误码性能指标 长期系统指标 我国HRP为6900km 长途网6500km 中继网2 150km 接入网2 50km 两个最远长途节点之间距离为6500km 分得指标为 2 6500 500按国际转接通道考虑 15 每千米配额为 15 6500km 0 0023 考虑到由于恶劣环境条件 元器件故障以及老化等原因会使性能劣化 工程设计指标应严化 设计规范的指标计算中考虑严化4倍 取定每千米配额为 0 0023 4 0 0006 6800km数字通道误码性能的长期系统指标 G 826全程端到端27500km误码性能指标 0 0006 6800km SDH传送网工程设计的误码性能指标 工程验收指标 续 XGY 112 SDH传送网工程设计的误码性能指标 工程验收指标 续 6800km数字通道误码性能指标 长期系统指标 工程设计实际通道误码指标可按上表指标乘以实际通道长度与6800km之比进行计算 XGY 113 420km数字段的误码性能 长期系统指标 按每千米0 0006 的配额再严化5倍取定 0 0006 5 0 00012 420km数字段误码性能的长期系统指标 G 826全程端到端2750