MSTP基本原理

1、SDH/MSTP基本原理培训 2010.11 技术中心技术中心 2 基本概念基本概念 帧结构、开销和指针帧结构、开销和指针 设备逻辑构成与性能指标设备逻辑构成与性能指标 复用的结构与步骤复用的结构与步骤 提纲 1 2 3 4 组网及保护组网及保护5 典型传输设备介绍典型传输设备介绍 6 3 基本概念 光传输网以光纤通信为基本传输手段的通信网络. 传输网主要完成业务网络节点间带宽的传送，为各种业务网提供服务，是一个统一 的业务承载平台。 终端 接入 设备 交换 设备 传输传输 设备设备 传输传输 设备设备 交换 设备 终端 接入 设备 NNINNINNINNINNI UNI UNI 光传输网的基

2、本概念 传输损耗小。目前实用单模光纤在1550nm波长下的衰减系数已降到0.2dB/km以下。 传输带宽非常宽，一对光纤的理论通信容量可达到40,000Gbit/s。 传输距离长，可以实现超长距离的传输。 抗电磁干扰能力强。 建设成本低。 4 SDH的基本概念 定义：同步数字体系（SDHSynchrounous Digital Hierarchy）是一整 套可以进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字传送结构体系， 用来通过物理传输网络传送经适配的业务信息。 工作波长区：1310nm和1550nm波长区。 传输比特率：传输的信号由不同等级的同步传送模块（STM-N）信号组 成，N为1、4、

3、16、64和256。 MSTP的基本概念 定义：MSTP是指基于SDH平台，同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、 处理和传送，提供统一网管的多业务传送平台多业务传送平台。 MSTP可捆绑多个2M，带宽可相对自由调控。 MSTP设备的接口类型较丰富 ，支持直接下以太接口、ATM接口、 E1/IMAE1接口等。 MSTP支持V-LAN功能，能够提高数据业务安全性。 基本概念 5 提纲 基本概念基本概念 帧结构、开销和指针帧结构、开销和指针 设备逻辑构成与性能指标设备逻辑构成与性能指标 复用的结构与步骤复用的结构与步骤 1 2 3 4 组网及保护组网及保护5 6 帧结构 SDH 终端复用设备

4、（TM）把各种业务信号码流按同步传送模块的结构规范组成 STM-N 成帧信号，即SDH 信号码流。一个 STM-N 是SDH信号码流中由帧头字节组 领头的9270N 个连续字节。这段字节的持续时间，即STM-N 以时间计量的帧长， 无论N 取何值都是125s。 4 1 3 5 9 以字节为单位(8bit) 的块状帧 帧频8000帧/s，帧 周期125us 先行后列先行后列 9 270 N字节 RSOH AUPTR MSOH STM-N净负荷 (含POH) 261 N9 N 7 帧结构 信息净负荷(9行261列) lSTM-N帧中放置各种业务信息的地方。 2M、34M 140M打包成信息包后，放

5、于其中。然后由STM-N信号承载， 在SDH网上传输。若将STM-N信号帧比做一辆货车，其净负荷区即为该货 车的车厢。 l在将低速信号打包装箱时，在每一个信息包中加入通道开销POH，以完成 对每一个“货物包”在“运输”中的监视。 8 开销 SDH监控的实现监控的实现开销开销 段开销RSOH、MSOH 通道开销HPOH、LPOH A1A1A1A2A2A2J0 * * * * B1E1F1 D1D2D3 B2B2B2K1K2 AU PTR D4D5D6 D7D8D9 D10D11D12 S1M1E2 9 行行 RSOH MSOH 不扰码，因此应注意其内容不扰码，因此应注意其内容* 国内使用字节国内

6、使用字节 传输媒质指示字节传输媒质指示字节 9字节字节 9 段开销（RSOH、MSOH） 开销 l段开销为STM-N 传送服务的操作、管理与维护（OAM）字节，它被AU PTR 间隔成上部的再生段开销（RSOH）和下部的复用段开销（MSOH）两部 分。段开销共有89N 个字节。相当丰富的段开销是光同步传输网的重要特 点之一。 再生段开销(RSOH)39 个字节，对STM-N整体信号进行监控 复用段开销(MSOH)59 个字节，对STM-N中的某一个STM-1信号进行监控 RSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化的监控体制 二者区别：宏观（RSOH）和微观（MSOH） 10 开销 段开销（S

7、OH）字节功能： a) A1、A2：定帧字节A1=F6H;A2=28H b) J0：再生段踪迹字节确定收端和发端保持连接 c) D1D12：数据通信通路（DCC）传送网管ECC信息。D1-D3在RSOH； D4-D12在MSOH。 d) E1、E2：公务联络字节E1在RSOH；E2在MSOH。 e) F1：使用者通路字节运营商专用 f) B1：BIP-8字节，用作再生段的误码监测 g) B2：BIP-N24字节，用于复用段误码监测 h) K1、K2(b1b5)：自动保护倒换(APS)通路字节 i) K2 (b6b8)：复用段远端缺陷指示（MS-RDI） j) S1 (b5b8)：同步状态字节

8、k)M1：复用段远端误块指示字节 11 通道开销（POH）字节功能： 开销 高阶通道开销VC4 J1 通道踪迹字节 B3 通道BIP-8字节 C2 信号标识字节 G1 通道状态字节 F2、F3 通道使用者通路 H4 位置指示器 K3(b1b4) 自动保护倒换(APS)通路 N1 网络运营者字节 K3(b5b8) 备用比特 J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 VC4 1 1 261 9 12 AU-PTR l定位低速信号在STM-N帧中(净负荷)的位置，使低速信号在高速信号中的位置 可预知。 l发端在将信号包装入STM-N净负荷时，加入AU-PTR，指示信号包在净负荷中 的位置

9、，即将装入“车厢”的“货物包”，赋予一个位置坐标值。 l收端根据AU指针值，从STM-N帧净负荷中直接拆分出所需的低速支路信号； 即依据“货物包”位置坐标，从“车厢”中直接所需要的那一个“货包”。 l由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律摆放的字节间插复用方式； 所以对货物包的定位仅需定位“车厢”中第一个“货物包”即可。 指针 13 TU-PTR 指针 l若复用的低速信号速率较低，即打包后信息包太小，例：2M、34M。 l需进行二级指针定位。先将小信息包打包成中信息包，通过支路单元指针TU- PTR定位其在中信息包中的位置。然后将若干中信息包打包成大信息包，通过 AU-PTR指示相应中信息包

10、的位置。 14 提纲 基本概念基本概念 帧结构、开销与指针帧结构、开销与指针 设备逻辑构成与性能指标设备逻辑构成与性能指标 复用的结构与步骤复用的结构与步骤 1 2 3 4 组网及保护组网及保护 5 15 复用的结构与步骤 我国的SDH基本复用结构 STM-NAUGAU-4VC-4 TU-3VC-3C-3 C-4 TUG-2TU-12VC-12C-12 TUG-3 N 139264kbit/s 34268kbit/s 44736kbit/s 2048kbit/s 指针处理指针处理 映射映射 定位校准定位校准 复用复用 7 3 3 1 1 复用(Multiplexing)：指以字节交错间插的方式

11、把若干个TU-n 复用成TUG- n，多个AU-n 复用成AUG-n，或N 个 STM-1 复用成STM-N 的过程。 16 lC12容器容器12；与；与2M相对应的标准信息结构，完成相对应的标准信息结构，完成2M信号速率适配，信号速率适配， 4个基帧组成一复帧。个基帧组成一复帧。 lVC12虚容器虚容器12；与；与2M相对应的标准信息结构，完成对某路相对应的标准信息结构，完成对某路2M信号信号 实时监控。实时监控。 lTU12支路单元支路单元12；与；与VC12相对应的标准信息结构，完成对相对应的标准信息结构，完成对VC12的的 一级指针定位。一级指针定位。 No Image 17 字节字节

12、 间插间插 3 1 12 TUG2 1 9 字节字节 间插间插 7 R R TUG3 1 86 lTUG2支路单元组支路单元组2；TUG3支路单元组支路单元组3。 l2MC12VC12TU12；3TU12TUG2；7TUG2TUG3； 接下页接下页 18 字字 节节 间间 插插 P O H R R VC4 9 1 1261 3 l3TUG3VC4STM1。 lSTM-1可装入可装入373=63个个2M信号。信号。2M复用结构是复用结构是3-7-3结构。结构。 19 复用的结构与步骤 STM-N的复用的步骤 l低阶SDH高阶SDH的复用结构： B1 B2 B3C1 C2 C3 A1 A2 A3

13、A3B2B3B1 C1A2C2C3A1 D1 D2 D3 D3D2D1 l方式：字节间插复用方式：字节间插复用 l注意：注意：4合1。STM-1STM-4STM-16STM-64STM-256 20 提纲 基本概念基本概念 帧结构、开销和指针帧结构、开销和指针 设备逻辑构成与性能指标设备逻辑构成与性能指标 复用的结构与步骤复用的结构与步骤 1 2 3 4 组网及保护组网及保护 5 21 设备逻辑构成与性能指标 SDH设备逻辑构成 定 时通信与控制 公 务 PDH & SDH &MSTP支路接口 线 路 接 口 线 路 接 口交叉矩阵交叉矩阵 22 设备逻辑构成与性能指标 TM STM-N 终端

14、复用设备终端复用设备 ADM STM-NSTM-N 支路侧 线路侧 （群路侧） 分插复用设备分插复用设备 REG STM-NSTM-N 再生中继设备再生中继设备 DXC STM-NSTM-N 交叉连接设备交叉连接设备 设备主要类别设备主要类别 23 设备逻辑构成与性能指标 设备性能指标设备性能指标 SDH/MSTP设备的性能指标主要包括： 1、误码性能； 2、同步性能； 3、定时性能 抖动与漂移 4、交叉性能 24 设备逻辑构成与性能指标 1、误码性能 误码的产生是由于在信号传输中，衰变改变了信号的电压,致使信号在传 输中遭到破坏，产生误码。噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障及 其他因

15、素都会导致误码。 误码率是最常用的数据通信传输质量指标。它表示数字系统传输质量的 公式是“在多少位数据中出现一位差错”。举例来说，如果在一万位数据中出 现一位差错，即误码率为万分之一，即10E-4。 目前常用的SDH/MSTP设备对于误码性能的要求是非常高的。 25 2、同步性能 设备逻辑构成与性能指标 当两个或以上的设备一起工作并对时间有精确要求的时候，就需要在它们之间进行同步。 同步是基于在两个设备之间规定一个共同的时间参考。当两台（或多台）设备进行同步的时候， 其中一台称为主机（以其内部发送的时间码为准），而其它的则称为从机。在只有一台从机的 时候，同步信号可直接由主机发送给从机，这时，

16、从机的时钟方式要打到“外部时钟方式” （External Clock Mode）。有多台从机时，则需一个专门产生同步信号的设备作为主机，以 便多台从机进行同步。 目前有以下几种同步方式： 1、外同步定时方式，又称跟踪方式，即设备内部的时钟严格跟踪(锁定)从外部输入的定 时基准信号。 2、提取定时方式，设备从含有定时基准信息的外来信号中提取定时。主要有线路定时、 通过定时、环路定时几种模式。 3、内部定时方式， 当外同步定时与提取定时不能正常工作时，设备还可转入内部定时 工作方式。目前主要有保持和自由运行两种模式。 26 3、定时性能 抖动与漂移 设备逻辑构成与性能指标 抖动：抖动：数字信号的特

17、定时刻（如最佳抽样时刻）与理想时刻位置的短时间偏差。 噪声、 码间干扰、时钟的不稳定、映射、指针调整等是产生抖动的主要原因 漂移：漂移：数字信号的特定时刻（如最佳抽样时刻）与理想时刻位置的长时间（0.1s以上）偏 差。温度的变化是产生漂移的主要原因。 SDH系统的输入抖动与漂移容限 A）. STM-N光接口输入抖动与漂移容限 在STM-N 输入信号上使光设备产生1dB光功率 代价的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。 B）. STM-N电接口输入抖动与漂移容限 在STM-N 输入信号上使设备刚刚不产生误码的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。 C）. PDH接口输入抖动与漂移容限 在PDH 支路输入信号上

18、使设备刚刚不产生误码的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。 27 设备逻辑构成与性能指标 4、交叉性能 为保证对系统容量中的支路信号进行调度，以完成按需求组网、上下电路 、电路调度等，同步复用设备应具有较强的交叉连接功能。 高阶交叉：是指对VC4级信号的交叉连接。交叉容量以VC-4为单位；一般写 为 n * n VC4，例如256*256 VC4，即40G高阶交叉。 低阶交叉：是指对VC12级信号的交叉连接, 具有低阶交叉连接能力，才能直 接从高速信号中上下2M电路；一般写为n * n VC12，例如4032*4032VC12，即 10G低阶交叉。 交叉容量视同步复用设备的STM-N级别不同而不同。

19、 28 提纲 基本概念基本概念 帧结构、开销和指针帧结构、开销和指针 设备逻辑构成与性能指标设备逻辑构成与性能指标 复用的结构与步骤复用的结构与步骤 1 2 3 4 组网及保护组网及保护 5 29 SDH/MSTP系统常见网络结构 ADMADM ADMADMREGREG ADMADM 链型系统 环型 DXC DXC DXCDXC 网型 树型、星型 组网及保护 30 SDH/MSTP系统传输速率高，容量大，必须充分重视生存性问题。主要方式就是 利用预先安排好的备用容量去保护主用容量。 SDH/MSTP网的保护可分为二大类：路径保护与子网连接保护。 1、路径保护 对业务信号的传送路径进行保护，它既

20、可以在复用段层进行，也可以在通道层 进行。 A）.线路系统的复用段保护（MSP） 业务保护以复用段为基础（复用段信号质量），它可以分为1+1 与1：N两 种方式。线路系统的复用段保护倒换要使用开销字节以及APS协议，倒换要在50ms 时间内完成。此方法较简单但成本较高。 SDH/MSTP 保护及自愈环 组网及保护 31 组网及保护 B). 环网的复用段保护 复用段保护环可分为二纤环与四纤环。 二纤环：环网由二根光纤组成，根据业务传送方向又可分单向保护环与双向保护环。 四纤环：环网由四根光纤组成，二根主用光纤与二根备用光纤，备用光纤为主用光纤提 供反方向保护；备用光纤可传送额外业务。 C). 通

21、道保护环 业务保护以通道为基础（通道信号质量优劣），通道保护一般采用1+1方式。 通道环一般由二纤组成，根据业务传送方向又可分单向通道环与双向通道环。通道环 的保护一般不使用APS协议，倒换时间小于30ms。 SDH/MSTP 保护及自愈环 32 组网及保护 SDH/MSTP 保护及自愈环 2、子网连接保护（SNCP） A站站B站站 子网子网1 子网子网2 对某一子网预先安排专用的保护路由。 子网连接保护通常采用1+1工作方式。 33 组网及保护 SDH/MSTP 保护及自愈环 3、SDH/MSTP 自愈环 定义：是指在网络出现故障时无须人为干预，网络就能在极短的时间内自动 恢复业务的功能。

22、自愈环保护的目的：提高网络的安全性、可靠性。 最常见的保护方式 二纤单向通道保护倒换环 二纤双向通道保护倒换环 二纤单向复用段保护倒换环 二纤双向复用段保护倒换环 四纤双向复用段保护倒换环 34 二纤单向通道保护倒换环（双发选收） 正常时：信号在外纤传正常时：信号在外纤传故障时：故障时：A-CA-C业务倒换到内纤传业务倒换到内纤传 组网及保护 AC发发 CA收收 AC收收CA发发 A C B S P AC发发 CA收收 AC收收CA发发 A C BD S P 35 组网及保护 二纤单向通道保护倒换环（双发选收） 单向通道保护环的特点：单向通道保护环的特点： 优点：优点：实现简单，不需使用APS

23、协议，倒换速度最快（30ms）。 缺点：缺点：不能重复使用节点间的时隙，环传输容量较小；不能传送额外业务。 环传输容量环传输容量：STM-NSTM-N。 注注：单向通道保护环获得非常广泛的应用；它适用于集中型业务。 36 二纤双向通道保护倒换环（双发选收） P1 AC发发 CA收收 AC收收CA发发 A C BD S1 S2 P2 正常时：信号在正常时：信号在S1S1、S2S2纤传纤传 P1 AC发发 CA收收 AC收收CA发发 A C BD S1 S2 P2 故障时：故障时：A-CA-C业务倒换到业务倒换到P1P1、P2P2传传 组网及保护 37 组网及保护 二纤双向通道保护倒换环（双发选收

24、） 双向通道保护环的特点：双向通道保护环的特点： 与单向保护环不同的是每个单纤环按段分，既做工作光纤又做保护光纤。不 是由单环，而是由双环同侧的两段光纤各支持一个方向的通信。 保证双向业务的一致路由，这一点对于时延敏感的业务（如视频）很重要。 38 二纤单向复用段保护环 组网及保护 AC发发 CA收收 AC收收CA发发 A C BD S P 正常时：信号在正常时：信号在S S纤传，纤传，P P纤保护纤保护 A S AC发发 CA收收 AC收收CA发发 C BD P 环回环回 故障时：故障时：B B、C C节点业务环回到节点业务环回到P P纤，其余任纤，其余任 在在S S纤运行纤运行 39 组网

25、及保护 二纤单向复用段保护环 优点：优点：倒换速度快（用APS）；P光纤可传送额外业务。 缺点：缺点：不能重复使用节点间时隙 环传输容量环传输容量：STM-N 40 二纤双向复用段保护倒换环 正常时：信号都走正常时：信号都走A-B-CA-B-C路由，路由，S1S1与与S2S2互互 为备用，每个纤上前半个时隙为主用业务，为备用，每个纤上前半个时隙为主用业务， 后半个时隙作为备用后半个时隙作为备用 故障时：故障时：B B、C C桥接，将桥接，将S1-P1S1-P1与与S2-P2S2-P2连接，连接， 形成一个新的光纤环形成一个新的光纤环 组网及保护 AC发发 CA收收 AC收收CA发发 A C BD S1/P2 S2/P1 AC发发 CA收收 AC收收CA发发 A C BD S1/P2 S2/P1 S1/P2 交叉交叉 连接连接 41 组网及保护 二纤双向复用段保护倒换环 优点：优点：能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的 传输容量。 备用通道PI、P2可传送额外业务。 缺点：缺点：倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行交叉连接功能。 环传输容量环传输容量：k/2k/2STM-N STM