第8讲 SDH的简介

1、光同步数字传输网光同步数字传输网Synchronous Digital Hierarchy2021-7-202主要内容主要内容 一、两种传输体制一、两种传输体制二、二、SDHSDH的速率与帧结构的速率与帧结构 三、三、SDHSDH的复用结构和映射方法的复用结构和映射方法 四、四、SDHSDH传送网的功能结构传送网的功能结构五、五、SDHSDH网同步的概念网同步的概念 六、六、SDHSDH网络拓扑结构及自愈网络拓扑结构及自愈 2021-7-203 光纤大容量数字传输目前都采用光纤大容量数字传输目前都采用同步时分复同步时分复用用(TDM)(TDM)技术技术。 复用又分为若干等级，先后有两复用又分为

2、若干等级，先后有两种传输体制：种传输体制： 准同步数字系列准同步数字系列(PDH)(PDH) 同步数字系列同步数字系列(SDH)(SDH) 第一节第一节 两种传输体制两种传输体制1.1 1.1 准同步数字系列准同步数字系列PDHPDH 准同步数字系列有两种基础速率：准同步数字系列有两种基础速率： 以以1.544 Mb/s1.544 Mb/s为第一级为第一级( (一次群一次群，或称，或称基群基群) )基础速率，采用的国家有北美各国和日本；基础速率，采用的国家有北美各国和日本； 以以2.048 Mb/s2.048 Mb/s为第一级为第一级( (一次群一次群) )基础基础速率，速率， 采用的国家有西

3、欧各国和中国。采用的国家有西欧各国和中国。2021-7-204一次群（基一次群（基群）群）二二 次次 群群三三 次次 群群四四 次次 群群北美北美24路路1.544 Mbit/s96路（路（244）6.312 Mbit/s672路（路（966）44.736 Mbit/s4 032路（路（6726）274.176 Mbit/s日本日本24路路1.544 Mbit/s96路（路（244）6.312 bit/s480路（路（965）32.064 Mbit/s1440路（路（4803）97.782 Mbit/s欧洲欧洲中国中国30路路2.048 Mbit/s120路（路（304）8.448 Mbit/

4、s480路（路（1204）34.368 Mbit/s1920路（路（4803）139.264 Mbit/s准同步数字体系准同步数字体系2021-7-205 对于以对于以2.048 Mb/s为基础速率的制式，各次群的话路数按为基础速率的制式，各次群的话路数按4倍递增，速率的关系略大于倍递增，速率的关系略大于4倍。倍。 对于以对于以1.544 Mb/s为基础速率的制式，在为基础速率的制式，在3次群以上，日本次群以上，日本和北美各国又不相同，和北美各国又不相同， 看起来很杂乱。看起来很杂乱。 PDH各次群比特率相对于其标准值有一个规定的容差，而各次群比特率相对于其标准值有一个规定的容差，而且是异源的

5、，通常采用正且是异源的，通常采用正码速调整码速调整方法方法实现准同步复用实现准同步复用。 1次群至次群至4次群接口比特率早在次群接口比特率早在1976年就实现了标准化，并年就实现了标准化，并得到各国广泛采用。得到各国广泛采用。 PDH主要适用于中、低速率点对点的传输。主要适用于中、低速率点对点的传输。2021-7-206回忆一下：回忆一下：复接方法复接方法 有两种常用的复接方法：有两种常用的复接方法：同步复接同步复接和和异步复接异步复接。同步复接同步复接是使几个低次群的码速统一在主时钟的频率是使几个低次群的码速统一在主时钟的频率上，然后进行复接。上，然后进行复接。异步复接异步复接时各支路的瞬时

6、码达到时各支路的瞬时码达到一致，然后进行同步复接。一致，然后进行同步复接。正码速调整正码速调整 4 4个个PCMPCM一次群在复接时插入了帧同步码、告警码一次群在复接时插入了帧同步码、告警码、码速调整码、码速调整控制码等码元，这些码元、码速调整码、码速调整控制码等码元，这些码元的插入使每个一次群的速率由的插入使每个一次群的速率由 2048 kbit/s2048 kbit/s调整到调整到2112 kbit/s2112 kbit/s，于是二次群的速率为，于是二次群的速率为4 42112 kbit/s 2112 kbit/s 8448 kbit/s8448 kbit/s 。码速调整后的速率高于调整前

7、的。码速调整后的速率高于调整前的速率，速率，称为正码速调整称为正码速调整。 2021-7-207 PCM技术在复接成一次群时，采用同步复接，技术在复接成一次群时，采用同步复接，但在复接成二、三、四次群时采用异步复接。在复但在复接成二、三、四次群时采用异步复接。在复接过程中，一次群接过程中，一次群2 Mbits或或1.5 Mbits各支路码各支路码流流可来自不同设备可来自不同设备，有它们，有它们各自的时钟各自的时钟。为了复接。为了复接方便，规定了各支路比特流之间的异步范围，也就方便，规定了各支路比特流之间的异步范围，也就是规定了各支路时钟之间允许的偏差标称值的范围是规定了各支路时钟之间允许的偏差

8、标称值的范围，人们，人们称之为准同步工作、异步数字系列称之为准同步工作、异步数字系列。更准确。更准确的名称应是准同步数字系列（的名称应是准同步数字系列（PDH）。）。 随着光纤通信的进展，这种基于点对点传输的随着光纤通信的进展，这种基于点对点传输的PDH暴露出一些固有的缺点：暴露出一些固有的缺点：1.2 1.2 同步数字系列的由来和优点同步数字系列的由来和优点2021-7-208PDHPDH系统暴露的一些固有的弱点：系统暴露的一些固有的弱点： 1.1.只有地区性的数字信号速率和帧结构标准，而只有地区性的数字信号速率和帧结构标准，而不存在世界性标准，造成国际互通的困难；不存在世界性标准，造成国际

9、互通的困难； 北美：北美：1.5M 1.5M 6.3M 6.3M 45M 45M N N45Mbit/s45Mbit/s 欧洲：欧洲： 2M 2M 8M 8M 34M 34M 140Mbit/s 140Mbit/s 2.2.没有世界性的标准光接口规范；没有世界性的标准光接口规范； 导致各个厂家自行开发光接口和线路码型，使导致各个厂家自行开发光接口和线路码型，使得在同一数字等级上光接口的信号速率不一样。不得在同一数字等级上光接口的信号速率不一样。不同厂家的设备在光路上无法互通，只有通过光电同厂家的设备在光路上无法互通，只有通过光电转换变成标准电接口（转换变成标准电接口（G G. .703703）

10、才能互通，这就给）才能互通，这就给组网、管理及互通带来很大困难。组网、管理及互通带来很大困难。 2021-7-209 3.3.二次群以上复用结构采用异步复用；二次群以上复用结构采用异步复用； 难以从高速信号中识别和提取低速支路信号。难以从高速信号中识别和提取低速支路信号。增加了设备的复杂性，降低了设备的可靠性，并增加了设备的复杂性，降低了设备的可靠性，并使信号产生损伤。使信号产生损伤。 4 4.PDH.PDH系列的帧结构中，用于网络操作、管理和系列的帧结构中，用于网络操作、管理和维护维护( (OAM)OAM)的比特的比特在在帧结构中占用较少的空间；帧结构中占用较少的空间； 无法适应不断演变的电

11、信网对无法适应不断演变的电信网对OAMOAM的要求。的要求。 5.5.点到点通信体制无法提供最佳的路由选择。点到点通信体制无法提供最佳的路由选择。 2021-7-2010l 1984年美国贝尔提出一种新的传输体制年美国贝尔提出一种新的传输体制光同步光同步传送网（传送网（SYNTRAN）。）。l 1985年年ANSI通过此标准，形成了国家的正式标准，并通过此标准，形成了国家的正式标准，并更名为同步光网络（更名为同步光网络（SONET）。）。l 1986年这一体系成为美国数字体系的新标准。同时，引年这一体系成为美国数字体系的新标准。同时，引起了起了ITU-T的关注。的关注。l 1988年年ITU-

12、T接受了接受了SONET的概念，并进行了适当的修的概念，并进行了适当的修改，重新命名为同步数字体系（改，重新命名为同步数字体系（SDH），使之成为不仅适），使之成为不仅适于光纤，也适于微波和卫星传输。于光纤，也适于微波和卫星传输。l 1989年，年，ITU-T在其蓝皮书上发表了在其蓝皮书上发表了G.707、G.708和和G.709三个标准，从而揭开了现代信息传输崭新的一页。三个标准，从而揭开了现代信息传输崭新的一页。 SDHSDH的产生的产生2021-7-2011SDH的概念的概念所谓所谓SDHSDH: :是一套可进行同步信息传输、复用、分插是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准

13、化数字信号的结构等级。和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。 SDHSDH网络网络则是由一些基本网络单元（则是由一些基本网络单元（NENE）组成）组成的，在传输媒质上（如光纤、微波等）进行同步信的，在传输媒质上（如光纤、微波等）进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络。息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络。 它的基本网元有终端复用器（它的基本网元有终端复用器（TMTM）、分插复用）、分插复用器（器（ADMADM）、同步数字交叉连接设备（）、同步数字交叉连接设备（SDXCSDXC）和再生）和再生中继器（中继器（REGREG）等。）等。2021-7-2012SDH的特点的特点:优点优点:

14、 : 把速率为把速率为1.55 Mbit/s,21.55 Mbit/s,2Mbit/sMbit/s的基本模块作为同步的基本模块作为同步传输模块第一级，记作传输模块第一级，记作STMSTM1 1。这样就使北美、欧洲、日本。这样就使北美、欧洲、日本三个地区的三个地区的PDHPDH传输系列在传输系列在STMSTM1 1上获得了统一，形成了全球上获得了统一，形成了全球数字传输体制方面的统一标准。数字传输体制方面的统一标准。 在在SDHSDH的的帧帧结构中安排了足够的结构中安排了足够的开销比特开销比特，大大增强了，大大增强了网络维护管理能力，可实现故障检测，有利于将来网络维护管理能力，可实现故障检测，有

15、利于将来B BISDNISDN综综合业务的运行。合业务的运行。 SDHSDH采用同步复用方式和灵活的采用同步复用方式和灵活的复用映射结构复用映射结构，利用，利用设设置指针置指针的方法，可以在任意时刻，在总的复接码流中确定任的方法，可以在任意时刻，在总的复接码流中确定任意支路字节的位置，从而可以从高速信号意支路字节的位置，从而可以从高速信号一次直接插入或取一次直接插入或取出出低速支路信号，使上下业务十分容易。低速支路信号，使上下业务十分容易。2021-7-2013SDH的基本概念的基本概念: 举例两个网络单元举例两个网络单元 STM-1STM-1终端复用器终端复用器1.5M 2M 6M 34M

16、45M 140M 155M1.5M 2M 6M 34M 45M 140M 155MSTM-1/ADMSTM-1/ADM分插复用器分插复用器1.5M 2M 6M 34M 45M 140M 155M1.5M 2M 6M 34M 45M 140M 155M155Mbit/s155Mbit/s155Mbit/s155Mbit/s155Mbit/s155Mbit/s2021-7-2014光光/电电光信号光信号分分接接分分接接分分接接140/34 Mb/s34/8 Mb/s8/2 Mb/s复复接接复复接接复复接接电电/光光光信号光信号2/8 Mb/s8/34 Mb/s34/140 Mb/s2 Mb/s(

17、(电信号电信号) )PDHSDHADM155 Mb/s光接口光接口155 Mb/s光接口光接口2 Mb/s( (电信号电信号) )2021-7-2015 SDH SDH确定了统一新型的确定了统一新型的网络部件网络部件，这些部件是，这些部件是终端复接器（终端复接器（TMTM）、分插复接器（）、分插复接器（ADMADM）、数字）、数字交叉连接设备（交叉连接设备（DXCDXC）以及网络管理设备（）以及网络管理设备（NMSNMS）。用一个光接口代替大量的电接口，可以直接经。用一个光接口代替大量的电接口，可以直接经光接口通过中间节点，省去大量电路单元。光接口通过中间节点，省去大量电路单元。 SDHSDH

18、对网管设备的接口进行了规范，使不同厂对网管设备的接口进行了规范，使不同厂家的网管系统互联成为可能。这种网管简单、实家的网管系统互联成为可能。这种网管简单、实时，降低了网管费用，提高了网络的效率、灵活时，降低了网管费用，提高了网络的效率、灵活性和可靠性。性和可靠性。 SDHSDH与现有与现有PDHPDH完全兼容，体现了后向兼容性。完全兼容，体现了后向兼容性。同时同时SDHSDH还能容纳各种新业务信号，体现了完全还能容纳各种新业务信号，体现了完全的前向兼容性。的前向兼容性。2021-7-2016缺点：缺点： 1.1.频率利用率不如传统频率利用率不如传统PDHPDH； 2.2.大规模采用软件控制，人

19、为错误、软件大规模采用软件控制，人为错误、软件病毒可导致网络故障。病毒可导致网络故障。2021-7-2017第二节第二节：SDHSDH的的速率速率与帧结构与帧结构STM:STM:S Synchronous ynchronous T Transport ransport M Moduleodule括号内的值为等效话路容量括号内的值为等效话路容量 SDH具有统一规范的速率。具有统一规范的速率。SDH信号以信号以同步传输同步传输模块模块( (STMSTM) )的形式传送。的形式传送。最基本最基本的同步传输模块是的同步传输模块是STM1，更高等级的，更高等级的STMN信号是将信号是将STM1按同步复用

20、按同步复用，N是正整数。是正整数。 ITU-T建议建议 G.707所规范的标准速率值所规范的标准速率值为：为：SDH 等等级级 标标准准速速率率 155M STM-1（1890CH） 155.52Mbit/s 622M STM-4（7560CH） 622.08Mbit/s 2.5G STM-16(30240CH) 2448.32Mbit/s 10G STM-64(120960CH) 9953.28Mbit/s 2021-7-2018SDHSDH的的帧结构帧结构9 9 270270 N N字节字节SOHSOHAU PTRAU PTRSOHSOH段开销段开销1 2 3 4 5 6 7 8 9 1

21、2 3 4 5 6 7 8 9 9 9 N N261261 N NSTM-NSTM-N净负荷净负荷( ( 含含 POHPOH 通道开销通道开销) )传输方向传输方向2021-7-2019SDHSDH的的帧结构帧结构 帧结构的安排应使支路信号在一帧内均匀地，帧结构的安排应使支路信号在一帧内均匀地，有规律地分布，有规律地分布，以便于实现以便于实现支路的同步复用、交叉支路的同步复用、交叉连接、分插和交换。连接、分插和交换。ITU-TITU-T采纳了这种以采纳了这种以字节字节为基为基础的础的矩形块状帧结构矩形块状帧结构。 对于任何对于任何STM-N(Synchronous Transport STM-

22、N(Synchronous Transport Medule Level N)Medule Level N)等级，其帧周期均为等级，其帧周期均为125125微秒微秒，帧帧周期恒定周期恒定是是SDHSDH帧结构的一大帧结构的一大特点特点。 整个帧结构分为三个区域：整个帧结构分为三个区域：段开销段开销 SOH(SOH(Section OverheadSection Overhead););管理单元指针管理单元指针 AU-PTR(AU-PTR(Administrative Unit PointerAdministrative Unit Pointer) )信息净负荷信息净负荷 PayloadPayl

23、oad 2021-7-2020SDHSDH的的帧结构帧结构( (行、列、字节、帧长行、列、字节、帧长）行行 在在SDHSDH帧结构中帧结构中, ,指沿帧结构横指沿帧结构横 方向，从上方数到下方的行数。方向，从上方数到下方的行数。 一帧中共有一帧中共有9 9行。行。列列 在在SDHSDH帧结构中，指沿帧结构帧结构中，指沿帧结构 纵方向，从左数到右的列数。纵方向，从左数到右的列数。 随着不同的随着不同的STMSTMN N等级：等级： 一帧中共有：一帧中共有：270270N N列列例如：例如： STMSTMl l有有 270270l l列列 STM-4STM-4有有 2702704=10804=10

24、80列列字节字节 SDHSDH的帧结构是以字节为基础的，的帧结构是以字节为基础的，一个字节一个字节=8bit=8bit2021-7-2021SDHSDH的的帧结构帧结构( (行、列、字节、帧长行、列、字节、帧长）帧长帧长 指指SDHSDH一帧中有多少个字节一帧中有多少个字节。例：例： STM- lSTM- l的字节的字节= 270 = 270 9=2430 9=2430个字节个字节 STM-NSTM-N的字节的字节= (270 = (270 N) N) 9 9个字节个字节一帧比特数一帧比特数 STM-lSTM-l一帧比特数一帧比特数=270=2709 98=19440 bit 8=19440

25、bit STM-NSTM-N一帧比特数一帧比特数=19440=19440N bitN bit一帧传输时间一帧传输时间 在在SDHSDH网中任何等级的网中任何等级的STMSTM传输一帧所用传输一帧所用的时间均为的时间均为125us125us，这是，这是SDHSDH的一个特点的一个特点。码速率码速率 以以STM-1STM-1为例：为例： 码速率码速率=1=1帧比特数帧比特数/ /传传1 1帧的时间帧的时间 = 270= 2709 98/(1258/(125* *10e-6)=155.520Mbit/s10e-6)=155.520Mbit/s传送顺序传送顺序 从左右；从上下从左右；从上下2021-7

26、-2022SDHSDH的的帧结构帧结构( (信息净负荷区信息净负荷区、段开销段开销 SOHSOH）信息净负荷（信息净负荷（PayloadPayload）区域）区域 是指在帧结构中存放等待传输的各种业务信息的地是指在帧结构中存放等待传输的各种业务信息的地方。其中包括少量用于通道监测、管理和控制的通道方。其中包括少量用于通道监测、管理和控制的通道开销字节（开销字节（POHPOH：Path OverheadPath Overhead）。以）。以STMSTMN为例，为例，它的范围是它的范围是: 列列10N 270N 行行 19 字节数字节数(261N)92349N (N=1,4,16,64)个。个。段

27、开销段开销(SOH)(SOH)区域区域 在在SDHSDH帧结构中，段开销又分为帧结构中，段开销又分为再生段开销再生段开销(RSOH,(RSOH,第一行至第三行）和第一行至第三行）和复用段开销复用段开销(MSOH(MSOH，第五行至第九第五行至第九行）行） 。2021-7-2023SDHSDH的的帧结构帧结构( (段开销段开销 SOHSOH） 所谓所谓开销开销是指在网络节点的信息码流中扣除信息净负是指在网络节点的信息码流中扣除信息净负荷后的字节，用作网络的运行荷后的字节，用作网络的运行, ,维护和管理。由于不是信维护和管理。由于不是信息净负荷，从这种角度上来看，它们是一种额外的开支息净负荷，从这

28、种角度上来看，它们是一种额外的开支，故，故称为开销称为开销，当然，它们又是一些不可缺少的字节。，当然，它们又是一些不可缺少的字节。段开销的区域段开销的区域： 它在帧结构左侧它在帧结构左侧19N19N列中列中1313行和行和5959行两个区域中。行两个区域中。段开销占有的比特数：段开销占有的比特数： 段开销比特数段开销比特数=(3=(3 5) 5) N N9 98= 576N bit8= 576N bit 由于由于 SDHSDH中每帧传输时间中每帧传输时间= 125 us= 125 us秒，即每秒可传：秒，即每秒可传： 1/125us= 8 0001/125us= 8 000帧帧 若以若以STM

29、STMl l为例，则每秒可用于段开销比特数为为例，则每秒可用于段开销比特数为 5765768000= 4.608 Mbit8000= 4.608 Mbit 2021-7-2024SDHSDH的的帧结构帧结构( (管理单元指针管理单元指针 AU-PTRAU-PTR） 由此可见，由此可见，SDHSDH用于网络运行、维护和管理的比用于网络运行、维护和管理的比特数比传统的特数比传统的PDHPDH要要丰富得多丰富得多。这是。这是SDHSDH的一个重的一个重要特点。要特点。管理单元指针管理单元指针(AU-PTR)(AU-PTR)区域区域 它是处在帧结构左侧它是处在帧结构左侧1 19N9N列列第第4 4行行

30、的区域中的区域中。AU-PTRAU-PTR是由一组码来构成。是由一组码来构成。这组码所对应的值这组码所对应的值与信息在信息净负荷区域中的位置（位置被编了与信息在信息净负荷区域中的位置（位置被编了号）相对应。号）相对应。这样，使得接收端能准确地从信息这样，使得接收端能准确地从信息净负荷区中分离出信息净负荷来。净负荷区中分离出信息净负荷来。 AU-PTRAU-PTR还可用于频率调整，以便实现网络各还可用于频率调整，以便实现网络各支路同步工作。支路同步工作。2021-7-2025第三节：第三节：SDHSDH的复用结构和映射方法的复用结构和映射方法 SDHSDH复用复用就是将多个低阶通道层的信号就是将

31、多个低阶通道层的信号适配适配进高进高阶通道层，以及把多个高阶通道层适配进阶通道层，以及把多个高阶通道层适配进STM-1STM-1的过的过程。为此，需要经过程。为此，需要经过映射映射、定位校准定位校准和和复用复用这三个步这三个步骤。骤。 映射（映射（Mapping）即装入，是一种在即装入，是一种在SDH网络边界处，把支路信号适配装入相应虚容器网络边界处，把支路信号适配装入相应虚容器的过程。例如，将各种速率的的过程。例如，将各种速率的PDH信号先分别信号先分别经过经过码速调整码速调整装入相应的标准容器，再加进低装入相应的标准容器，再加进低阶或高阶通道开销，以形成标准的阶或高阶通道开销，以形成标准的

32、VC。 2021-7-2026第三节：第三节：SDHSDH的复用结构和映射方法的复用结构和映射方法 定位（定位（Alignmem）是把是把VC-n放进放进TU-n或或AU-n中，同时将其与帧参考点的偏差也作为信息结合进去中，同时将其与帧参考点的偏差也作为信息结合进去的过程。通俗讲，定位就是用指针值指示的过程。通俗讲，定位就是用指针值指示VC-n的第的第一个字节在一个字节在TU-n或或AU-n帧中的起始位置。帧中的起始位置。 复用（复用（Multiplex）是一种将多个低阶通道层的信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号适配进高阶通道或者把多个高阶通道层信号适

33、配进复用段层的过程，即指将多个低速信号复用成一个高复用段层的过程，即指将多个低速信号复用成一个高速信号。速信号。 其方法是采用其方法是采用字节间插字节间插的方式将的方式将TU组织进高阶组织进高阶VC或将或将AU组织进组织进STM-N。 2021-7-2027第三节：第三节：SDHSDH的复用结构和映射方法的复用结构和映射方法 简单的说：简单的说：首先首先，各种速率等级的数字信号先，各种速率等级的数字信号先进入相应的不同接口进入相应的不同接口容器容器C C，完成适配功能。，完成适配功能。然后然后，由，由标准容器标准容器出来的数字流加上通道开销（出来的数字流加上通道开销（POHPOH）比特后，构成

34、比特后，构成SDHSDH中的支持通道层连接的一种信息中的支持通道层连接的一种信息结构一结构一虚容器（虚容器（VCVC）。接着接着，由，由VCVC出来的数字流进出来的数字流进入入管理单元（管理单元（AUAU）或或支路单元（支路单元（TUTU）。最后最后，在，在N N个个AUGAUG再加上段开销（再加上段开销（SOHSOH）比特，就构成了最终的）比特，就构成了最终的STM-NSTM-N帧结构。帧结构。 2021-7-2028The SDH multiplexing structureTUG-2TUG-2VC-2VC-2VC-12VC-12C-2C-2C-11C-11C-12C-12C-4C-4C-

35、3C-3VC-11VC-11VC-3VC-3VC-3VC-3AU-4AU-4VC-4VC-4TUG-3TUG-3STM-NSTM-NAUGAUGAU-3AU-3TU-3TU-3TU-2TU-2TU-12TU-12TU-11TU-11指针处理指针处理复用复用定位校准定位校准映射映射1.544Mbps2.048Mbps6.312Mbps34.368Mbps139.264Mbps 1 1 3 3 4 4 7 7 7 7 1 1 3 3 3 3 1 1 N N2021-7-2029The Chinese SDH multiplexing structureTUG-2TUG-2VC-12VC-12C-1

36、2C-12C-4C-4C-3C-3VC-3VC-3AU-4AU-4VC-4VC-4TUG-3TUG-3STM-NSTM-NAUGAUGTU-3TU-3TU-12TU-12指针处理指针处理复用复用定位校准定位校准映射映射2.048Mbps34.368Mbps139.264Mbps 3 3 7 7 1 1 3 3 1 1 N N2021-7-2030SDHSDH的的复用单元：复用单元：l容器容器 C C：用来装载各种速率业务信号的信息结构用来装载各种速率业务信号的信息结构, , 并完成码速调整并完成码速调整( (适配）等功能；适配）等功能；G.709G.709规定了规定了C-11C-11、C-12

37、C-12、C-2C-2、C-3C-3、C-4C-4 五种标准容器。已装载的标准五种标准容器。已装载的标准容器作为容器作为VC Payload.VC Payload.我国只有我国只有C-12C-12、C-3C-3、C-4C-4三种。三种。 l虚容器虚容器 VCVC：用来支持用来支持SDHSDH的通道层连接的信息结构；的通道层连接的信息结构； 虚容器由容器虚容器由容器C C输出的信息净负荷和输出的信息净负荷和POHPOH组成，即组成，即 VC-n=C-n+VC-nPOHVC-n=C-n+VC-nPOH 这个过程叫这个过程叫映射映射。 VCVC的包封速率是与的包封速率是与SDHSDH网络同步。而它允

38、许装载网络同步。而它允许装载来自不同容器的异步净负荷（不同速率的准同步支路来自不同容器的异步净负荷（不同速率的准同步支路信号），因此，常将信号），因此，常将VCVC包封包封作为一个独立的实体对待作为一个独立的实体对待，可以在通道中任一点取出或插入，因而对，可以在通道中任一点取出或插入，因而对SDHSDH网中传网中传输、同步复用和交叉连接等过程带来便利。输、同步复用和交叉连接等过程带来便利。2021-7-2031SDHSDH的的复用单元：复用单元：l支路单元支路单元 TU TU 和支路单元组和支路单元组 TUGTUG： 提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的信息结构；提供低阶通道层和高阶通道层之间

39、适配的信息结构； TU-n=VC-n+TU-nPTRTU-n=VC-n+TU-nPTR； n=11,12,2,3n=11,12,2,3 这种支路单元通过它的指针来指示出这个虚容器在这种支路单元通过它的指针来指示出这个虚容器在高一阶虚容器中的位置高一阶虚容器中的位置, ,这种在净负荷中对虚容器位置这种在净负荷中对虚容器位置的安排称为的安排称为定位定位。一个或多个在高阶。一个或多个在高阶VCVC净负荷中占有净负荷中占有固定位置的固定位置的TUTU组成支路单元组（组成支路单元组（TUGTUG）。）。l管理单元管理单元 AU AU 和管理单元组和管理单元组 AUGAUG： 提供高阶通道层和复用段层之间

40、适配的信息结构；提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构； AU-n=VC-n+AU-nPTRAU-n=VC-n+AU-nPTR； n=3,4 n=3,4 管理单元指针管理单元指针是用来指示这个相应的高阶是用来指示这个相应的高阶VCVC在在STM-NSTM-N内的位置。管理单元组由一个或多个在内的位置。管理单元组由一个或多个在帧帧内占据固定内占据固定位置的管理单元按位置的管理单元按字节间插方式字节间插方式复用而成。复用而成。2021-7-2032SDHSDH的的复用单元：复用单元：l同步传输模块同步传输模块STM-NSTM-N AUG+SOH=STM-1 AUG+SOH=STM-1 在在N

41、N个个AUGAUG再加上段开销（再加上段开销（SOHSOH）比特，就构成了最）比特，就构成了最终的终的STM-NSTM-N帧结构。帧结构。2021-7-2033SDHSDH的的复用方式举例：复用方式举例：利用利用AU-4AU-4直接从直接从C-4C-4的复用方法：的复用方法：139.264M139.264M C-4C-4标准速率标准速率C-4 C-4 适配处理适配处理C-4C-4VC-4POHVC-4POHVC-4VC-4+ +149.760M149.760MVC-4 VC-4 加通道开销加通道开销POHPOH( (每帧每帧9 9个字节）个字节）150.336M150.336MAU-4PTRA

42、U-4PTR+ +AU-4 AU-4 加加AU-4AU-4指针指针( (每帧每帧9 9个字节个字节) )150.912M150.912MAUGAUGAUGAUGAUGAUGAUGAUGAUGAUG+ +SOHSOHSTM-N NSTM-N N个个AUGAUG经字节间经字节间插并加段开销插并加段开销(N=1(N=1时为时为4.608Mb/s)4.608Mb/s)N N 155.520M155.520M2021-7-2034SDH的的复用方式举例二：复用方式举例二：将将PDH2.048Mbit/sPDH2.048Mbit/s映射、定位、复接映射、定位、复接为为STM-1STM-1：150.3361

43、50.3362Mbit/s2Mbit/sC-12C-12VC-12VC-12TU-12TU-12TUG-2TUG-2TUG-3TUG-3VC-4VC-4AU-4AU-4AUGAUGSTM-1STM-1调整调整POH POH 映射映射PTR PTR 定位定位复接复接复接复接POHPOHPTRPTRSOHSOH2.2242.2242.2402.2402.3042.3046.9126.91248.38448.384150.912150.912155.520155.5202.0482.0482021-7-2035SDH的的复用方式举例二：复用方式举例二：将将PDH2.048Mbit/sPDH2.048

44、Mbit/s映射、定位、映射、定位、复接为复接为STM-1STM-1：(1)(1)数字信号数字信号2.048Mb/s2.048Mb/s容器容器C-12C-12进行码速调整进行码速调整2.224Mb/s2.224Mb/s。(2)2.224Mb/s(2)2.224Mb/s虚容器虚容器VC-12,VC-12,加入加入POH2.240Mb/sPOH2.240Mb/s。(3)2.240Mb/s(3)2.240Mb/s支路单元支路单元TU-12,TU-12,加加入指针入指针2.304Mb/s2.304Mb/s。(4)3(4)3个个2.304Mb/s2.304Mb/s复接为支路单复接为支路单元组元组TUG-

45、2TUG-2。(5)7(5)7个个TUG-2TUG-2复接为复接为TUG-3TUG-3。(6)3(6)3个个TUG-3TUG-3加上加上POHPOH被划入被划入VC-4VC-4。(7)VC-4(7)VC-4加加PTR(576kb/s)AU-4PTR(576kb/s)AU-4。(8)(8)将单个将单个AU-4AU-4直接置入直接置入AUGAUG。(9)(9)将将N N个个AUG(AUG(经字节间插经字节间插) )加上加上SOHSOH4.068Mb/sSTM-N4.068Mb/sSTM-N。此例。此例N=1N=1。150.336150.3362Mbit/s2Mbit/sC-12C-12VC-12V

46、C-12TU-12TU-12TUG-2TUG-2TUG-3TUG-3VC-4VC-4AU-4AU-4AUGAUGSTM-1STM-1调整调整POH POH 映射映射PTR PTR 定位定位复接复接复接复接POHPOHPTRPTRSOHSOH2.2242.2242.2402.2402.3042.3046.9126.91248.38448.384150.912150.912155.520155.5202.0482.0482021-7-2036第四节：第四节：SDHSDH传送网的功能结构传送网的功能结构 SDHSDH传送网可分为三层：传送网可分为三层：电路层电路层、通道层通道层、传输传输媒质层媒质层

47、。 1 1电路层网络电路层网络 电路层网络的电路层网络的作用作用是直接为用户提供通信业务，是直接为用户提供通信业务，如电路交换业务、分组交换业务，租用线业务。如电路交换业务、分组交换业务，租用线业务。 电路层网络的设备为电路交换机、分组交换机、电路层网络的设备为电路交换机、分组交换机、用于租用线业务的交叉连接设备。用于租用线业务的交叉连接设备。 2 2通道层网络通道层网络 通道层网络通道层网络用来用来支持一个或多个电路层网络，为支持一个或多个电路层网络，为其其提供传送通道提供传送通道。2021-7-2037 通道层网络又可分为通道层网络又可分为高阶通道层网络高阶通道层网络和和低阶低阶通道层网络

48、通道层网络。 通道层网络的设备有复用器、交叉连接器等。通道层网络的设备有复用器、交叉连接器等。 3 3传输媒质层网络传输媒质层网络 传输媒质层网络与光缆、微波等传输媒质传输媒质层网络与光缆、微波等传输媒质有关。它有关。它支持一个或多个通道层网络支持一个或多个通道层网络。STMSTMN N作为传输媒质层的标准等级容量。作为传输媒质层的标准等级容量。 传输媒质层又可分为传输媒质层又可分为段层网络段层网络和和物理层网物理层网络络。物理层网络则涉及具体支持段层网络的如。物理层网络则涉及具体支持段层网络的如光缆、微波等传输媒质。光缆、微波等传输媒质。2021-7-20382021-7-2039SDHSD

49、H传输系统与通道、复用段、再生段间的传输系统与通道、复用段、再生段间的对应关系对应关系l 交换交换系统系统匹配匹配系统系统交叉交叉连接连接设备设备光纤光纤线路线路系统系统光纤光纤线路线路系统系统交叉交叉连接连接设备设备匹配匹配系统系统交换交换系统系统再再生生器器再生段再生段再生段再生段复用段复用段VC-3/VC-4 VC-3/VC-4 通道通道VC-1/VC-2 VC-1/VC-2 通道通道通道终端通道终端线路终端线路终端通道终端通道终端线路终端线路终端光纤光纤光纤光纤2021-7-2040第五节第五节 SDHSDH网同步的概念网同步的概念 网同步的概念网同步的概念是指是指 使网络中所有节点的

50、使网络中所有节点的时钟频率时钟频率和相位和相位都控制在预先确定的容差范围内，以便使网的都控制在预先确定的容差范围内，以便使网的各交换节点的全部数字流实现正确、有效的交换。否各交换节点的全部数字流实现正确、有效的交换。否则会使数字交换缓存器中产生信息比特的则会使数字交换缓存器中产生信息比特的溢出溢出和和取空取空导致数字流的导致数字流的滑动损伤滑动损伤。 目前，世界各国公用网中交换节点时钟的同步方目前，世界各国公用网中交换节点时钟的同步方式有两种方式，即式有两种方式，即主从同步方式主从同步方式和和相互同步方式相互同步方式。 使用一系列分级的时钟，每一使用一系列分级的时钟，每一级时钟都同步于上一级时

51、钟，网中最高一级时钟称为级时钟都同步于上一级时钟，网中最高一级时钟称为基准主时钟基准主时钟（PRC）一般采用铯原子钟，其长期频一般采用铯原子钟，其长期频偏可优于偏可优于10e-1110e-11。 2021-7-2041 该时钟经该时钟经同步分配网分配同步分配网分配给下面各级时钟，最低给下面各级时钟，最低一级的设备时钟采用最大频偏一级的设备时钟采用最大频偏4.64.6* *10e-610e-6，并具有保，并具有保持功能的石英晶振。持功能的石英晶振。 ITU-T将各级时钟划分为将各级时钟划分为4 4类：类： 基准主时钟基准主时钟（PRC），精度达），精度达11011，G.811建议规范；建议规范；

52、 转接局从时钟转接局从时钟，精度达，精度达5109 ，G.812（T）建）建议规范；议规范； 端局从时钟端局从时钟，精度达，精度达1107，由，由G.812（L）建）建议规范；议规范； SDH网元时钟网元时钟（SEC），精度达），精度达4.6106，G.813建议规范。建议规范。2021-7-2042 优点：优点：网络稳定性较好；组网灵活；对从节点时钟的频率网络稳定性较好；组网灵活；对从节点时钟的频率精度要求较低；控制简单；网络的滑动性能也较好。精度要求较低；控制简单；网络的滑动性能也较好。 缺点：缺点：一旦基准主时钟发生故障会造成全网的问题。基准一旦基准主时钟发生故障会造成全网的问题。基准主

53、时钟应采用多重备份。同步分配链路也尽可能有备用。主时钟应采用多重备份。同步分配链路也尽可能有备用。2021-7-2043 这种同步方式在网中不设主时钟，由网内各交换节点的这种同步方式在网中不设主时钟，由网内各交换节点的时钟相互控制，最后都调整到一个稳定的、统一的系统频率时钟相互控制，最后都调整到一个稳定的、统一的系统频率上，从而实现全网的同步工作。上，从而实现全网的同步工作。网频率为各交换节点时钟频网频率为各交换节点时钟频率的加权平均值。率的加权平均值。下图所示为相互同步方式。下图所示为相互同步方式。特点：特点：网频率的稳定性高；网频率的稳定性高；对同步分配链路的失效不甚对同步分配链路的失效不

54、甚敏感，适于网孔形结构，对敏感，适于网孔形结构，对节点时钟要求较低，设备便节点时钟要求较低，设备便宜。网络稳定性不如主从方宜。网络稳定性不如主从方式，系统稳态频率不确定且式，系统稳态频率不确定且易受外界因素影响。易受外界因素影响。 5.2 相互同步方式相互同步方式2021-7-2044 5.3 我国数字同步网的网络结构我国数字同步网的网络结构 “多基准钟，分区等级主从同步多基准钟，分区等级主从同步”方式，如图所示。方式，如图所示。2021-7-2045 5.4.1 SDH网同步结构网同步结构 SDH网络中的网同步结构采用网络中的网同步结构采用主从同步方式主从同步方式，要，要求所有网元的定时都能

55、最终跟踪至全网的基准主时钟。求所有网元的定时都能最终跟踪至全网的基准主时钟。同步同步定时的分配定时的分配则随网络应用场合不同而异。则随网络应用场合不同而异。 （1 1）局内应用）局内应用 局内同步分配通常采用逻辑上的星形拓扑，即所局内同步分配通常采用逻辑上的星形拓扑，即所有网元时钟都直接从本局内最高质量的有网元时钟都直接从本局内最高质量的大楼综合定时大楼综合定时源（源（BITSBITS）获取定时，只有获取定时，只有BITS是从来自别的交换是从来自别的交换节点的同步分配链路中提取定时并能一直跟踪至全网节点的同步分配链路中提取定时并能一直跟踪至全网的基准主时钟。的基准主时钟。 2021-7-204

56、6SDHSDH网同步结构网同步结构- -局内分配的同步网结构局内分配的同步网结构2021-7-2047（2）局间应用）局间应用 局间同步分配一般采用类树形拓扑，使局间同步分配一般采用类树形拓扑，使SDH网内网内的所有节点都能同步。的所有节点都能同步。2021-7-20485.4.2 SDH5.4.2 SDH网同步方式网同步方式 SDHSDH网同步方式有网同步方式有同步同步，伪同步伪同步，准同步准同步方式方式3 3种。种。 1.1. 同步方式同步方式 网中所有时钟都能始终跟踪到同一网的基准主网中所有时钟都能始终跟踪到同一网的基准主时钟时钟, , 在同一网络运营者所管辖范围内在同一网络运营者所管辖

57、范围内, ,同步方式同步方式是正常工作方式。是正常工作方式。 2. 2. 伪同步方式伪同步方式 网中有几个都遵守网中有几个都遵守G.811G.811要求的基准时钟时，要求的基准时钟时，可能形成几个不同的同步网，不同的同步网边缘可能形成几个不同的同步网，不同的同步网边缘的网络单元会出现频率或相位的差异，引起指针的网络单元会出现频率或相位的差异，引起指针调整。在国际网接口处，伪同步方式是正常工作调整。在国际网接口处，伪同步方式是正常工作方式。方式。2021-7-2049 3. 3. 准同步方式准同步方式 当网中某节点失去所有外同步链路时，节当网中某节点失去所有外同步链路时，节点时钟点时钟进入保持模

58、式或自由运行模式进入保持模式或自由运行模式。如果丢。如果丢失同步的是网间接口单元，则时钟频偏和飘移失同步的是网间接口单元，则时钟频偏和飘移都将导致指针调整，会恶化同步性能。都将导致指针调整，会恶化同步性能。2021-7-2050第六节第六节 SDHSDH网络拓扑结构及自愈网络拓扑结构及自愈 6.1 SDHSDH网络基本物理拓扑结构有下列五种类型。网络基本物理拓扑结构有下列五种类型。 1. 1. 线形线形 它将通信网的所有站它将通信网的所有站点串联起来，首末两端使点串联起来，首末两端使用用终端复用器终端复用器，中间各点，中间各点使用使用分插复用器分插复用器 (ADM)(ADM)，这是早期应用的比

59、较经济这是早期应用的比较经济的网络拓扑结构。的网络拓扑结构。2021-7-2051 2星形（枢纽形）星形（枢纽形） 概念：当涉及通信的所概念：当涉及通信的所有节点中有一个特殊节点有节点中有一个特殊节点与其余所有节点直接相连，与其余所有节点直接相连，而其余节点间不能直接相而其余节点间不能直接相连，便形成星形拓扑。连，便形成星形拓扑。 优缺点：优缺点：成本较低，生存性较差。成本较低，生存性较差。 应用：应用：星形拓扑通常用于用户接入网星形拓扑通常用于用户接入网。2021-7-20523树形树形 概念：将点到点拓扑单概念：将点到点拓扑单元的末端点连接到几个特元的末端点连接到几个特殊点时就形成了树形拓

60、扑。殊点时就形成了树形拓扑。树形拓扑可以看成是线形树形拓扑可以看成是线形拓扑和星形拓扑的结合。拓扑和星形拓扑的结合。 应用：应用：适合于广播式业务，不适于提供双向通信业务。适合于广播式业务，不适于提供双向通信业务。有线电视网多采用这种网络。有线电视网多采用这种网络。2021-7-2053 4. 4. 环形环形 概念：概念：当涉及通信的所有点串联起来，且首尾当涉及通信的所有点串联起来，且首尾相连，没有任何点开放时，就形成了环形网。相连，没有任何点开放时，就形成了环形网。 优点：优点：是具有很高的网络生存性，因而在中继是具有很高的网络生存性，因而在中继网和网和SDHSDH网中得到广泛应用。网中得到