第7章_交换原理_传送网技术.doc

第七章 光同步数字传输网 7.1 传送网技术基础 7.2 同步数字传送网技术SDH PDH的缺陷 SDH的基本概念与特征 SDH的速率 SDH帧结构 SDH的复用原理 SDH的传输设备 SDH的拓扑结构 7.1 传送网技术基础 传送网包括：传输媒体、传输系统和传输节点设备 传输媒体 提供传递信号的通道，包括： 有线：电缆、光纤 无线：微波、通信卫星 传输系统 传输系统主要包括发送、接收设备 实现将基带信号转换成线路码，信号的复/分解 常用的复用有：FDM、TDM和CDM 传输节点设备，包括: 配线架 电分插复用器（ADM)、电交叉连接设备(DXC) 光分插复用器（OADM)、光交叉连接设备(OXC) 7.2 同步数字传送网技术SDH SDH：Synchronous Digital Hierarchy 一种当今世界电信网普遍采用的传送网技术 由于PDH的缺陷，促使了SDH的产生与发展 PDH的缺陷 标准不统一，彼此互不兼容，不能互通 北美标准：1.5Mbit/s6.3Mbit/s45Mbit/sN*45Mbit/s 日本标准：1.5Mbit/s6.3Mbit/s32Mbit/s100Mbit/s400Mbit/s 欧洲标准：2Mbit/s8Mbit/s34Mbit/s140Mbit/s 没有世界性的标准光接口规范 互通必须转换成标准G.703接口，无法在光路上直接通信。 PDH的缺陷 同步复杂，上下电路困难 低速信号（一次群）采用同步复用，高速信号（高次群）采用异步复用（插入比特）。 此方式造成上下电路必须一步一步复用或解复用，硬件设备多，费用高。 OAM比特缺乏，主要依靠人工完成 难以支持新一代网络。 点对点通信，不灵活 使数字通道设备利用率低。 无法提供最佳路由选择。 SDH的基本概念 SDH是一套可以进行同步信息传输、复用分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级体系 SDH网由复用器、数字交叉连接设备等组成。 SDH主要功能是对PDH信号（2Mbps，34Mbps，140Mbps）进行同步数字传输、复用、交叉连接和交换 SDH的信息结构等级与速率 信息结构等级也称之为同步传送模块STM-N (N1，4，16，64） 不同的结构等级对应不同的速率 STM-1：155.520Mbit/s STM-4：622.080Mbit/s STM-16：2488.320Mbit/s（2.5Gbit/s） STM-64：9953Mbit/s（10Gbit/s） SDH的特点与优势 标准统一 提供全球统一的信息等级体系STM-N 与PDH兼容（不同等级的PDH可接入SDH) 统一的光接口，能在光路上实现互通 一步复用功能（不同PDH等级可直接一次复用） 支持组网，灵活 SDH具有定时透明性 相同业务提供者（网元）是同步的 不同业务提供者之间是伪同步 采用指针调整技术使得净负荷在不同业务之间传送不影响业务质量 帧结构中有丰富的OAM（占5%），网管功能强大 SDH与PDH信号分、插比较 PDH信号的分插 分离：逐级解复用 插入：逐级复用 SDH与PDH信号分、插比较 SDH信号的分插 分、插一步完成 SDH帧格式 SDH的帧格式 由ITU-T建议G.709规定 是一种矩形块状 STM-N帧结构 帧组成： 270n列和9行字节 帧时长： 125us，8000帧/s STM-1一帧位数： 270198=19440 STM-1的速率： 194408000155.52（Mbps） SDH帧格式 段开销（SOHSection OverHead） 属附加字节，起维护和管理作用 主要有误码监视、 帧定位、数据通信、公务通信和自动保护倒换字节等功能 开销为89=72字节=576bit。 信息净负荷（Payload）区域 用于电信业务的部分。共2619=2349字节 包括各支路信息及少量通道监视、管理等信息 管理单元指针（AU PTRAdministration Unit Pointer）区域 指示符，表示净负荷的第一字节在STM-N帧中的位置 完成复用同步和帧定位功能，便于争取提取各支路信息 对STM-1来说有9个字节。 SDH基本复用原理基本概念 标准容器C 用于传递同步信号的一种信息结构 主要完成速率调整等适配功能 需要传送的电路层信号在容器中经过码速调整后变换为同步信号 经过容器后信号的速率将会变化 G.707建议中定入了5种标准容器 SDH基本复用原理基本概念 虚容器VC 支持通道层连接的一种信息结构 由C+POH组成 VC在SDH传送中保持完整不变（独立的信息单元） VC可以在通道的任何一点取（分）或插入，以便同步复用、交叉连接处理 支路单元TU（Tributary Unit） 一种为低阶通道层和高阶通道层提供适配功能的信息结构 由低阶VC加TU指针组成 一个或多个TU经直接交叉复用组成TUG（支路群） SDH基本复用原理基本概念 管理单元AU（Administration Unit）和管理单元组AUG（ Administration Unit ） AU对高阶VC和复接段层进行适配 由高阶VC加上AU指针构成 AU经AUG复接后成 为STM-1帧结构的组成部分 AUG本身又可以复接成高阶同步传递模块 。 SDH基本复用原理映射结构 SDH的映射与复用过程描述 将各支路PDH码流送入标准容器C 将C适配成VC 对于高阶VC直接进入AU（高阶VC：VC-3，VC-4） 对于低阶VC: 先进入TU（VCTUOTR指针） 一个或多个TU组合成TUG（支路单元群） TUG+POH形成高阶VC 高阶VC再进入AU（管理单元） 一个或多个相同的AU组成AUG（管理单元群） AUG+SOH形成最后的STM-N帧结构 SDH的映射与复用示例一 SDH的映射与复用示例二由63个PCM一次群复用为STM-1 SDH传输设备 传输设备分为： SDH终端复用设备（TM，Terminal Multiplexing） SDH分插复用设备（ADM) 数字交叉设备（DXC) SDH再生设备（REG，Regenerator） SDH终端复用设备 用于SDH链路的终端部分 具有复用、解复用和保护功能 提供网管接口 在线路侧，将STM-N光信号转换成电信号 在支路侧，将PDH各级速率支路信号映射复用进入STM帧中，也可将SDH低次群复用进入高次群，或完成相逆功能 SDH终端复用设备TM SDH分插复用设备（ADM） SDH的ADM设备串接在SDH链路中 从过路的SDH信号中，分插沿途局所需支路信号 复用、解复用、保护、网管，还有DXC功能 ADM有两个线路侧和支路侧 每个线路侧接一对光纤，用于传输主干复用信号 支路侧用于沿途上下PDH或SDH支路信号 SDH分插复用设备(ADM) 数字交叉连接设备（DXC） DXC可看成计算机软件（网管软件）控制的数字配线架 复用、解复用 对SDH信号进行调度和中转 类似铁路上的货车中转站 可对整列货车货物进行中转 也可将来自各自方向的货物分解重组，再按需方向转发 数字交叉连接设备（DXC） DXC分类与表示方法 按最高进出线速率和最低交叉速率分类 表示为：DXC 最高进出线速率/最低交叉速率 为表示方便，用数字表示速率 0：表示64kbps 1：表示2Mbps 2：表示34Mbps 4：表示155Mbps 5：表示622Mbps 6：表示2.5Gbps 例如DXC 1/0表示： 最高进出线速率2Mbps，最低交叉速率64kbps 数字交叉连接设备（DXC） DXC1/0 最高进出线速率2Mbps，最低交叉速率64kbps 即对2Mbps数据流中的各64kps时隙进行调配线 DXC4/1 最高进出线速率155Mbps，最低交叉速率2Mbps 即对STM-1数据帧中的各VC-12通道进行调配线 SDH的组网 组网设备包括： SDH终端复用设备TM SDH分插复用设备ADM 数字交叉连接设备DXC 拓扑结构： 点到点 链形 星形（枢纽形） 环型（最重要的结构，用得最多） SDH的组网拓扑结构 点到点的结构 SDH的组网拓扑结构 链形结构 SDH的组网拓扑结构 星形（枢纽形）结构 SDH的组网拓扑结构 环型结构 SDH自愈环形网 自愈网概念：无需人工干预，故障时网络自动恢复 自愈环形网： SDH网络节点（ADM或DXC）连接成一个环型 双向光纤环 自愈环形网的自动倒换功能 自愈环分为两种结构： 通道倒换环 复用段倒换环（也称线路倒换环） 倒换的目的是自动保护和快速恢复承载业务能力 典型SDH自愈环结构 二纤单向通道倒换环 两个方向相反的单向环（顺时针S1，逆时针P1) S1光纤环传送业务 P1光纤环用作保护（但与S1同时收发相同数据） 收发原理 发端（图中A）将支路信号同时送入S1和P1光纤环 收端（图中C）同时收到两个支路信号 收端根据通道质量优劣决定选择哪个通道信号 通常选择主业务通道S1光纤环信号 典型SDH自愈环结构 二纤单向通道倒换环 倒换原理 假设BC之间的两根光纤同时被切断 则S1上AC信号丢失 根据通道优先原则，C节点将接收开关倒换到P1光纤上 当故障排除后，倒换开关恢复到原位 典型SDH自愈环结构 二纤单向复用段倒换环 两个方向相反的单向环（顺时针S1，逆时针P1) S1光纤环传送业务 P1光纤环用作备份（正常情况下空闲） 每个节点在支路信号分插前有一个保护开关 正常情况下，信号只从S1光纤上传送 S1故障时，自动倒换到P1上 典型SDH自愈环结构 二纤单向复用段倒换环 两个方向相反的单向环（顺时针S1，逆时针P1) 假设BC之间的两根光纤同时被切断 则S1上AC信号丢失 B和C节点的保护开关自动执行环回 AC信号在B点从S1环回到P1，最后到达C节点 SDH自愈环优缺点 优势 双环结构，主备搭配 故障自动恢复，不需人工干预 服务质量具有保证 缺陷 虽是双环，但只有一个环能够有效利用 资源浪费大，利用率较低 STM-1 终端 复用器 155 Mbit/s 支路 信号 155 Mbit/s STM-1 终端 复用器 STM-1 终端 复用器 STM-1 终端 复用器 155 Mbit/s 155 Mbit/s 枢纽点 STM-1 终端 复用器 155 Mbit/s 支路 信号 155 Mbit/s STM-1分插 复用器 155 Mbit/s 155 Mbit/s 支路 信号 STM-1分插 复用器 STM-1分插 复用器 STM-1分插 复用器 DXC CA P1 S1 AC CA AC A B C D AC CA P1 S1 AC CA A B C D 倒换 CA P1 S1 AC CA AC A B C D CA P1 S1 AC CA AC A B C D 环回倒换 *MLX 2006春夏 * 光 / 电 电 / 光 光 信 号 光 信 号 解 复 用 140/34Mbit/s 解 复 用 34/8 解 复 用 8/2 复 用 2/8 复 用 8/34 复 用 34/140Mbit/s 2 Mbit/s SDH分插复用器 （ADM） 2Mbit/s 155Mbit/s 155Mbit/s SOH AU PTR SOH STM-N净负荷 （含SOH） 1 4 5 9 传输方向 9*N 261*N 270*N 9*270*N字节 139.264 34.368 6.312 2.048 1.554 对应速率（Mbps） E4 E3 T2 E1 T1 对应PDH类型 C-4 C-