深圳市华为技术公司SDH理论基础

1、华为技术华为技术.1传输系统部 98.3版SDH理论基础理论基础深圳市华为技术有限公司深圳市华为技术有限公司华为技术华为技术.2传输系统部 98.3版1 1、SDH基本概念基本概念 7 7、同步光缆、同步光缆2 2、帧结构与段开销、帧结构与段开销 8 8、SDH网同步网同步3 3、复用与映射、复用与映射 9 9、网络性能、网络性能4 4、指针与通道开销、指针与通道开销 1010、SDH传送网传送网5 5、同步复用设备、同步复用设备 1111、网络管理系统、网络管理系统6 6、数字交叉连接设备、数字交叉连接设备 内内 容容 提提 要要华为技术华为技术.3传输系统部 98.3版一、PDH缺点缺点

2、没有国际统一的速率标准（1.5M与2M系列） 没有国际统一的光接口规范 上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高 网络的OAM能力差SDH基本概念基本概念 ( (一一) )华为技术华为技术.4传输系统部 98.3版SDH基本概念基本概念 ( (二二) ) 二、二、SDH特特点点 优点：优点： 速率统一：155M、622M、2.5G、10G 光接口与帧结构统一(STM-N) 一步复用特性：从高速信号中直接提取/接入 低速信号 强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化 组网灵活、网络的生存性强 前后向兼容 缺点：缺点： 带宽利用率稍低华为技术华为技术.5传输系统部 98.3版SDH基本概念基

3、本概念 ( (三三) )三、三、SDH基本概况基本概况1.1. 等级与速率等级与速率 等 级STM-1STM-4STM-16STM-64 速率（Mb/s） 155.520 622.080 2488.320 9953.280 含2M数量 63 252 1008 4032华为技术华为技术.6传输系统部 98.3版SDH基本概念基本概念 ( (四四) )2.2. SDH设备设备 . 终端复用器终端复用器 TM 在线形网的端站，把PDH / SDH 支路信号复用成SDH线路信号，或反之。PDH支路信号 SDH支路信号OAM线路信号STM-NTM华为技术华为技术.7传输系统部 98.3版SDH基本概念基

4、本概念 ( (五五) ) . 分插复用器分插复用器 ADM 设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。PDH支路信号 SDH支路信号OAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NADM华为技术华为技术.8传输系统部 98.3版SDH基本概念基本概念 ( (六六) ) . 再生器再生器 REG 设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。 OAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NREG华为技术华为技术.9传输系统部 98.3版SDH基本概念基本概念 ( (七七) ) . 数字交叉连接设备数字交叉连接设备 DXC 兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复与保护等多

5、项功能的SDH 设备。PDH支路信号 STM-NSTM-N SDH支路信号DXC华为技术华为技术.10传输系统部 98.3版SDH基本概念基本概念 ( (八八) )3.3. SDH网络拓扑网络拓扑. 线形网线形网TMADMADMTMREG . 树形网树形网TMADMADMTMREGADMTM华为技术华为技术.11传输系统部 98.3版SDH基本概念基本概念 ( (九九) ) . 环形网环形网ADMADMADMADM华为技术华为技术.12传输系统部 98.3版SDH基本概念基本概念 ( (十十) ). . 枢纽网枢纽网TMDXCADMTMREGADMTMTMADMTMTM华为技术华为技术.13传

6、输系统部 98.3版SDH基本概念基本概念 ( (十一十一) ). . 网状网网状网ADMADMADMADM华为技术华为技术.14传输系统部 98.3版帧结构与段开销帧结构与段开销 ( (一一) )9270N字节13459SOHSTM-N 净负荷 (含POH)传输方向SOHSOH：段开销AU PTR：管理单元指针POH：通道开销AU PTRT=125s华为技术华为技术.15传输系统部 98.3版帧结构与段开销帧结构与段开销 ( (二二) ) 一、一、STM-1 SOH 字节安排字节安排 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A2 A2 A2 A2 A2 A2 J0 J0 B1 B1 E1E1 F

7、1F1 D1 D1 D2 D2 D3 D3 A U - P T R (A U - P T R (管理单元指针管理单元指针) ) B2 B2 B2 B2 B2 B2 K1 K1 K2 K2 D4 D4 D5 D5 D6 D6 D7 D7 D8 D8 D9 D9 D10D10 D11D11 D12D12 S1 S1 M1 E2 E2 RSOHMSOH9行 传输方向T=125 s 国内使用字节 传输媒质指示字节 空格：国际使用字节9 列华为技术华为技术.16传输系统部 98.3版帧结构与段开销帧结构与段开销 ( (三三) ) 二、二、 SOH开销开销字节功能字节功能A1、A2： 帧定位字节 （F6

8、28 H） J0： 再生段跟踪：收、发是否正确对接 B1： 再生段比特间插奇偶校验字节(BIP-8) D1 D3： 再生段数据通信通道：可传送网管数据 D4D12：复用段数据通信通道：可传送网管数据 E1、E2： 公务联络 F1： 使用者通道：为维护目的提供数据/音频通道 B2： 复用段比特间插奇偶校验字节(BIP-N24) K1、K2：自动保护倒换字节APS S1： 同步状态字节：指示同步状态、时钟级别等 M1： 复用段远端差错指示：误码检测结果华为技术华为技术.17传输系统部 98.3版复用与映射复用与映射 ( (一一) ) 一、一、SDH复用特点复用特点 字节间插复用：字节间插复用： 各

9、支路信号按字节顺序进行间插排列以形成更高速 率的信号； 各支路信号的位置固定，可直接提取/接入。 净负荷指针技术：净负荷指针技术： 用软件指针来指示净负荷在帧中的位置； 允许支路信号速率有差异（可进行速率调整）； 不使用125 s缓存器，避免滑动损伤。 华为技术华为技术.18传输系统部 98.3版复用与映射复用与映射( (二二) )二、参与复用与映射的单元二、参与复用与映射的单元1. 1. 信息容器信息容器 C 用于装载各种速率业务信号的信息结构。 我国使用其中的三种（共5种）：种类C-12 C-3 C-4装载信号种类 2 Mb/s 34 / 45 Mb/s 140 Mb/s 结 构 9行4列

10、2 9行84列 9行260列速率（Mb/s）2.176 48.384149.760华为技术华为技术.19传输系统部 98.3版复用与映射复用与映射( (三三) )2. 2. 虚容器虚容器 VC 是用来支持SDH通道层连接的信息结构。 VC 是由信息容器C加上通道开销POH构成。 种类VC-12 VC- 3 VC- 4装载信号种类 2 Mb/s 34 / 45 Mb/s 2/34/45/140 Mb/s 结 构9行4列19行85列9行261列速率（Mb/s）2.240 48.960150.336华为技术华为技术.20传输系统部 98.3版复用与映射复用与映射( (四四) )POHC-3 ( 34

11、/45Mb/s ) C-4 ( 140 Mb/s )POH VC-12 VC-385列261列9行POHC-12 ( 2Mb/s )4列 3TUG-3 ( 2/34/45 M )POH261列9行 VC-4 (a) VC-4 (b)R2R19行华为技术华为技术.21传输系统部 98.3版复用与映射复用与映射( (五五) )3. 3. 支路单元支路单元 T U 是在高阶VC与低阶VC之间进行适配的信息结构。 TU是由低阶VC加上支路单元指针TU PTR构成。 种类TU-12 TU- 3构成VC12+ TU PTRVC3+ TU PTR 结 构 9行4列 9行85列+3速率（Mb/s）2.304

12、49.152华为技术华为技术.22传输系统部 98.3版H1H2H3复用与映射复用与映射( (六六) )TU PTRVC-12 VC-39行 TU-12 TU-34列85列9行华为技术华为技术.23传输系统部 98.3版复用与映射复用与映射( (七七) )4. 4. 支路单元组支路单元组 T UG 由几个TU或TUG进行字节间插复用组成。 种类TUG- 3构成3TU-12 7TUG-2 结 构 9行12列 9行86列速率（Mb/s）6.912 49.536TUG- 2华为技术华为技术.24传输系统部 98.3版复用与映射复用与映射( (八八) )3TU - 12 7TUG-29行 TUG-2

13、TUG-3 R 为填充字节12列86列9行RR华为技术华为技术.25传输系统部 98.3版复用与映射复用与映射( (九九) )5. 5. 管理单元管理单元 AU - 4 是在高阶VC与复用段之间进行适配的信息结构。 AU是由高阶VC加上管理单元指针AU PTR构成。VC - 49行261列AU-PTR9列华为技术华为技术.26传输系统部 98.3版复用与映射复用与映射( (十十) )AUGTUG-2VC-3C-3 C 4TU-12VC-12C-12140M34M / 45M2M指针处理映射复用校准N733TUG3STM-NAU-4VC-4TU- 31三、我国规范的三、我国规范的SDH复用与映射

14、结构复用与映射结构1华为技术华为技术.27传输系统部 98.3版2b复用与映射复用与映射( (十一十一) )四、字节间插复用四、字节间插复用 各支路信号按字节顺序进行间插排列，形成更高速率信号。12313123cacbaTU-12 aTU-12 bTU-12 cTUG-2444华为技术华为技术.28传输系统部 98.3版复用与映射复用与映射( (十二十二) )五、映射五、映射1. 1. 何谓映射何谓映射 映射就是在SDH网络边界把各种业务信号适配进相应的虚容器。 如：把2Mb/s信号适配进VC-12； 把34（或45）Mb/s信号适配进VC-3； 把140Mb/s信号适配进VC-4。 华为技术

15、华为技术.29传输系统部 98.3版复用与映射复用与映射( (十三十三) )2. 2. SDH映射种类映射种类. . 异步映射异步映射 用码速率调整的方法把与网络同步或不同步的支 路信号映射进相应的虚容器。优点优点： 对映射信号无任何限制性要求：如信 号速率的高低、是否具有帧结构等； 接口简单、应用灵活。缺点缺点：不能直接提取/接入支路信号。华为技术华为技术.30传输系统部 98.3版 . . 字节同步映射字节同步映射 无需进行速率调整，直接把支路信号适配进虚容器。 对映射信号要求：速率必须与网络同步（仅含N64 kb/s）, 必须具有块状帧结构。 优点优点：可直接提取/接入低速支路信号。 缺

16、点缺点：对映射信号有限制性要求； 硬件接口较复杂。 . . 毕特同步映射毕特同步映射 要求映射信号速率必须与网络同步，但可不具有一定 的帧结构。与PDH相比，无明显优势；尚无人采用。复用与映射复用与映射( (十四十四) )华为技术华为技术.31传输系统部 98.3版复用与映射复用与映射( (十五十五) ) 3. 3. 2Mb/s信号异步信号异步 映射进映射进VC-12W = DDDDDDDDD： 数据比特R： 填充比特O： 开销比特C： 调整控制比特S： 调整机会比特VC-12（子帧）的速率为2.240 Mb/s；映射信号的速率为2.048 Mb/s；进行速率调整后（加入填充毕特R），适配进虚

17、容器VC-12。P O HR R R R R R R R3 2 WR R R R R R R RP O HC1 C2 O O O O R R3 2 WR R R R R R R RP O HC1 C2 O O O O R R3 2 WR R R R R R R RP O HC1 C2 R R R R R S1S2 D D D D D D D3 1 WR R R R R R R R1子帧2子帧3子帧4子帧T = 500s华为技术华为技术.32传输系统部 98.3版净负荷指针净负荷指针 ( (一一) )一、净负荷指针概念一、净负荷指针概念1. 1. 作用作用 指示净负荷的位置：净负荷的第一个字节相

18、对 于指针最后一个字节的偏移量 进行速率调整：容纳净负荷速率偏差2. 2. 种类种类 管理单元指针 AU PTR 支路单元指针 TU-3 PTR、TU-12 PTR华为技术华为技术.33传输系统部 98.3版净负荷指针净负荷指针 ( (二二) )二、管理单元指针二、管理单元指针 AU PTR1. 1. 位置与结构位置与结构 VC - 49行261列AU-PTR9列H1YYH21* 1* H3H3H3Y= 1001SS11（S未规定）1*=11111111华为技术华为技术.34传输系统部 98.3版净负荷指针净负荷指针 ( (三三) )2. 2. H1、H2、H3 字节安排字节安排N N N N

19、SSIDIDIDIDIDH1H2H3H3H3NDF10毕特指针负调整字节AU类别NDF：新数据标识SS：AU类别，SS=11：AU-4I： 增加毕特D：减少毕特华为技术华为技术.35传输系统部 98.3版净负荷指针净负荷指针 ( (四四) )3. 3. H1、H2、H3 字节功能字节功能. . 净负荷位置指示净负荷位置指示 10毕特指针指示净负荷的第一个字节相对于第三个H3字节的偏移量。 . . 对净负荷对净负荷VC- 4进行速率调整进行速率调整 正调整正调整: : 5个I毕特反转；在净负荷前面加3个填充字节；指针值加1。 负调整负调整: : 5个D毕特反转；在净负荷前面3个字节移到3个H3字

20、节中； 指针值减1。. . 新数据标识新数据标识 NDF 指示净负荷中的新数据变化。正常时：NDF = 0110 有新数据时：NDF = 1001华为技术华为技术.36传输系统部 98.3版净负荷指针净负荷指针 ( (五五) )三、支路单元指针三、支路单元指针 TU-3 PTR1. 1. 位置与结构位置与结构 H1H2H3 VC-39行85列TU-3华为技术华为技术.37传输系统部 98.3版净负荷指针净负荷指针 ( (六六) )2. 2. H1、H2、H3 字节安排字节安排N N N NSSIDIDIDIDIDH1H2H3NDF10毕特指针负调整字节AU类别NDF：新数据标识SS：TU类别，

21、SS=10：TU-3I： 增加毕特D：减少毕特华为技术华为技术.38传输系统部 98.3版净负荷指针净负荷指针 ( (七七) )3. 3. H1、H2、H3 字节功能字节功能. . 净负荷位置指示净负荷位置指示 10毕特指针指示净负荷的第一个字节相对于H3字节的偏移量。 . . 对净负荷对净负荷VC-3进行速率调整进行速率调整 正调整正调整: : 5个I毕特反转；在净负荷前面加1个填充字节；指针值加1。 负调整负调整: : 5个D毕特反转；在净负荷前面1个字节移到H3字节中； 指针值减1。. . 新数据标识新数据标识 NDF 指示净负荷中的新数据变化。正常时：NDF = 0110 有新数据时：

22、NDF = 1001华为技术华为技术.39传输系统部 98.3版净负荷指针净负荷指针 ( (八八) )四、支路单元指针四、支路单元指针 TU-12 PTR1. 1. 位置与结构位置与结构 V1VC-12V2VC-12V3VC-12V4VC-12 500s 复帧复帧华为技术华为技术.40传输系统部 98.3版净负荷指针净负荷指针 ( (九九) )2. 2. V1、V2、V3 字节安排字节安排N N N NSSIDIDIDIDIDV1V2V3NDF10毕特指针负调整字节AU类别NDF：新数据标识SS：TU类别，SS=10：TU-12I： 增加毕特D：减少毕特华为技术华为技术.41传输系统部 98.

23、3版净负荷指针净负荷指针 ( (十十) )3. 3. V1、V2、V3 字节功能字节功能. . 净负荷位置指示净负荷位置指示 10毕特指针指示净负荷的第一个字节相对于V2字节的偏移量。 . . 对净负荷对净负荷VC-3进行速率调整进行速率调整 正调整正调整: : 5个I毕特反转；在V3字节后面加1个填充字节；指针值加1。 负调整负调整: : 5个D毕特反转；在净负荷前面1个字节移到V3字节中； 指针值减1。. . 新数据标识新数据标识 NDF 指示净负荷中的数据变化。正常时：NDF = 0110 有新数据时：NDF = 1001华为技术华为技术.42传输系统部 98.3版通道开销通道开销 (

24、(一一) )一、高阶通道开销一、高阶通道开销 VC-4 / VC-3 POH1. 1. 位置与结构位置与结构 VC- 4 / VC-3 J1B3C2G1F2H4K3N1华为技术华为技术.43传输系统部 98.3版通道开销通道开销 ( (二二) )2. 2. 开销开销字节功能字节功能 J1： 通道跟踪字节：收、发是否正确对接 B3：通道奇偶校验字节(BIP-8) C2： 信号标记字节：VC-4可能包含1140M； 334/45M； 632M； G1：通道状态字节：远端差错指示REI（误码计数） 远端缺陷指示 FDI F2：使用者通道 H4：位置指示字节：指示TU子帧在复帧中的位置 K3：通道自动

25、保护倒换字节(APS) N1：网络操作者字节 华为技术华为技术.44传输系统部 98.3版通道开销通道开销 ( (三三) )二、低阶通道开销二、低阶通道开销 VC-12 POH1. 1. 位置与结构位置与结构 V5VC-12J2VC-12N2VC-12K4VC-12 500s 复帧复帧华为技术华为技术.45传输系统部 98.3版通道开销通道开销 ( (四四) )2. 2. 开销开销字节功能字节功能 V5： 通道状态与信号标记。 b1b2：奇偶校验 BIP-2 b3：误码检测结果 b4：远端失效指示 b5b6b7：信号标记，映射方式 b8：远端接收失效指示 J2： 通道跟踪字节：收、发是否正 确

26、对接 N2：网络操作者字节。 K4：通道自动保护倒换字节。华为技术华为技术.46传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备( (一一) )一、特点一、特点1. 1. 一步复用特性一步复用特性 采用字节间插复用与净负荷指针技术； 可直接提取/接入低速支路信号（如从2.5G提取2M）。2. 2. 一定的交叉连接能力一定的交叉连接能力 对线路信号中的支路信号进行交叉连接。3. 3. 强大的强大的OAM能力能力 利用丰富的开销字节，具有对网络、设备的运行、 管理与维护能力。华为技术华为技术.47传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备( (二二) )二、设备性能要求二、设备性能要求1. 1.

27、 误码性能误码性能 在设计所考虑的工作条件范围内,应无误码运行。2. 2. 同步性能（同步方式）同步性能（同步方式）. . 外同步定时外同步定时 设备的工作时钟严格跟踪(锁定)从外部输入的定时 基准信号。 华为技术华为技术.48传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备( (四四) )定时发生器定时发生器外定时基准 东侧STM-N 西侧STM-N 外同步定时方式外同步定时方式华为技术华为技术.49传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备( (五五) ). 提取定时提取定时 设备从含有定时基准信息的外来信号中提取定时信号。 A). 线路定时线路定时： 所有的发送时钟，皆从某一特定的ST

28、M-N接收信号中提取定时信号。定时发生器定时发生器 西侧STM-N 东侧STM-N华为技术华为技术.50传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备( (六六) )B). 通过通过定时定时： STM-N发送时钟，从其同方向终结的STM-N接收信号中提取定时信号。定时发生器定时发生器 西侧STM-N 东侧STM-N华为技术华为技术.51传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备( (七七) )C). 环路定时环路定时： STM-N发送时钟，从其同侧的STM-N接收信号中提取定时信号。定时发生器定时发生器 西侧STM-N 东侧STM-N华为技术华为技术.52传输系统部 98.3版同步复用设备

29、同步复用设备( (七七) ). 内部定时内部定时 当外同步定时与提取定时不能正常工作时，设备转入 内部定时工作方式。A). 保持模式保持模式 设备模拟它在24小时以前存储的同步记忆信息来维持 设备的同步状态；其精度要求为：0.37ppm。B). 自由运行模式自由运行模式 超过24小时以后，设备内部存储的同步记忆信息 已经用完，此时利用其内部的振荡器产生的信号 作为同步信号；其精度要求为：4.6ppm。华为技术华为技术.53传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备( (八八) )2. 2. 定时性能定时性能 抖动与漂移抖动与漂移. . 抖动与漂移含义抖动与漂移含义 抖动抖动：数字信号的特定

30、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（10Hz以下）偏差。 温度的变化是产生漂移的主要原因。0.2UI华为技术华为技术.54传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备( (九九) ). . 输入抖动与漂移容限输入抖动与漂移容限A）. STM-N光接口输入抖动与漂移容限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电电接口输入抖动与漂移容限接口输入抖动

31、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接口输入抖动与漂移容限 在PDH 支路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。华为技术华为技术.55传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备( (十十) ). . 抖动与漂移的产生抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下，设备在其输出端所产生 的最大正弦抖动（漂移）峰-峰值。A）. STM-N光接口抖动与漂移的产生光接口抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下，用12KHz高通滤波器在 设备的光接口输出端测得的抖动根均方值（RMS）。B）. S

32、TM-N电电接口抖动与漂移的产生接口抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下，用规定滤波器在设备的 光接口输出端测得的抖动根均方值。华为技术华为技术.56传输系统部 98.3版C）. 映射抖动与漂移映射抖动与漂移 又称因支路信号映射产生的抖动与漂移。 是指在无指针调整的条件下，因进行映射、去映射 处理所产生的输出抖动与漂移值。D）. 指针调整抖动与漂移指针调整抖动与漂移 因进行指针调整而产生的抖动与漂移值。E）. 结合抖动结合抖动 是考虑支路映射与指针调整同时发生时所产 生的抖动值。同步复用设备同步复用设备( (十一十一) )华为技术华为技术.57传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备(

33、 (十二十二) ). . 抖动与漂移传递函数抖动与漂移传递函数 输出STM-N信号的抖动值与加在输入STM-N信 号上的抖动值之比，随频率而变化的关系。 目前，该参数仅适用于再生器。华为技术华为技术.58传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备( (十三十三) )三、同步复用设备的种类三、同步复用设备的种类1. 1. 终端复用设备终端复用设备TM 从PDH / SDH 支路信号到SDH线路信号的复用；或反之。TMPDH支路信号 SDH支路信号OAM线路信号STM-N华为技术华为技术.59传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备( (十四十四) )2. 分插复用设备分插复用设备 AD

34、M 在不分接和终结线路信号的条件下，可将任何支路信号接入或解出。ADMPDH支路信号 SDH支路信号OAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-N华为技术华为技术.60传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备( (十五十五) )3. 再生设备再生设备 REG 在无须上下电路的局站，对因长距离传输而衰减 的SDH线路信号进行整形、定时、数据再生。REGOAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-N华为技术华为技术.61传输系统部 98.3版同步复用设备同步复用设备( (十五十五) )四、同步复用设备的系统结构四、同步复用设备的系统结构 定 时通信与控制 公 务 PDH &

35、SDH 支路接口线路接口线路接口交叉矩阵华为技术华为技术.62传输系统部 98.3版数字交叉连接设备数字交叉连接设备( (一一) )一、一、DXC概念概念1.1. 定义定义 拥有一个或多个准同步或同步数字端口，并可以对其任意端口的速率信号（和/或子速率信号）和其它端口的速率信号（和/或子速率信号）进行可控透明的连接与再连接。华为技术华为技术.63传输系统部 98.3版数字交叉连接设备数字交叉连接设备( (二二) )2.2. 规范化表示：规范化表示：DXC x/y x、y 为16的数字。 x： DXC 端口的速率最高等级； y：可进行交叉连接的最低速率等级； 1：VC-12、2M信号； 2：VC

36、-3、34/45M信号； 4：VC-4、140M、155M信号； 5：STM-4（622M）信号； 6：STM-16（2.5G）信号。华为技术华为技术.64传输系统部 98.3版数字交叉连接设备数字交叉连接设备( (三三) )二、二、DXC的基本技术特点的基本技术特点1. 与常规数字交换机与常规数字交换机SPC区别区别. . 交换对象不同交换对象不同 DXC交换对象是宽带信号；SPC的交换对象是窄带信号即64kb/s话音信号。. . 状态持续时间不同状态持续时间不同 DXC的状态持续时间是半永久性的，其持续时间最少为几十天；SPC的接续状态是动态的，其持续时间一般仅为几分钟。华为技术华为技术.

37、65传输系统部 98.3版数字交叉连接设备数字交叉连接设备( (四四) ). . 阻塞性设计不同阻塞性设计不同 DXC设计是无阻塞的；SPC设计是允许有阻塞的。. . 透明度不同透明度不同 DXC的交叉连接是透明的；SPC的交换接续是不透明的。. . 控制交叉（交换）的主体不同控制交叉（交换）的主体不同 DXC的交叉连接是由操作系统控制；SPC的交换接续是由用户控制，即按信令进行。华为技术华为技术.66传输系统部 98.3版数字交叉连接设备数字交叉连接设备( (五五) )2. 交叉连接方式交叉连接方式. . 单向连接单向连接 被交叉连接的端口只能作为输出。. 双向交叉连接双向交叉连接 交叉连接

38、的端口既可接入输出信号，也可以接入输入 信号。. 广播方式广播方式 输入的VC信号可以和一个以上的VC信号（可属于不同端口）相连接。华为技术华为技术.67传输系统部 98.3版数字交叉连接设备数字交叉连接设备( (六六) ). . 环回方式环回方式 输出信号和本端口的输入信号相连接。. . 分离接入方式分离接入方式 把端口的输入信号就地终结,把某些辅助信号插入进去,然后再利用单向连接功能把它们交叉连接到其它端口。三、三、DXC的规范方法的规范方法 与同步复用设备相同。与同步复用设备相同。华为技术华为技术.68传输系统部 98.3版数字交叉连接设备数字交叉连接设备( (七七) )四、四、DXC的

39、系统结构的系统结构定 时通信与控制 公 务接口板交叉矩阵接口板接口板接口板接口板接口板华为技术华为技术.69传输系统部 98.3版数字交叉连接设备数字交叉连接设备( (八八) )五、五、DXC的应用的应用1. 1. 多种网络的网关多种网络的网关 可作SDH网与PDH网的网关,长途网与中继网的网关,中继网与用户网的网关等。2. 2. 电路调度电路调度 在多个网络的汇接点，用DXC实现网络之间的业务流动或电路调度。华为技术华为技术.70传输系统部 98.3版数字交叉连接设备数字交叉连接设备( (九九) )3. 3. 网络的保护与恢复网络的保护与恢复. . 集中控制法集中控制法 网络的保护与恢复由中

40、心系统控制。 庞大的数据库中存有网络各节点的全部信息（节点的业务流量、交叉状态、空闲路由等）；一旦网络的某链路发生故障，中心系统会根据数据库中各节点存放的信息，计算和模拟出多个替代路由；最后选择一条最佳替代路由，并据此发布执行命令让各节点进行相应的操作，建立起新的替代路由。 华为技术华为技术.71传输系统部 98.3版数字交叉连接设备数字交叉连接设备( (十十) ). . 分布控制法分布控制法 网络的保护与恢复由各个节点分散控制。 当网络中的某链路发生故障时，故障的源节点会向网络中的所有节点发出要求提供空闲信道的信息，直至故障链路的另一端（终节点）。各节点都会提供与其相邻节点的空闲信道，直到搜

41、寻出一条从源节点到终节点（故障链路）的最佳替代路由。最后，各节点执行相应的操作，建立起新的替代路由。华为技术华为技术.72传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (一一) )一、光纤一、光纤1. 1. 主要特性参数主要特性参数. . 衰减系数衰减系数 f f 每公里光纤对光信号的衰减值（dB/km）G.653G.652波长波长 nm1310nm波段1550nm波段衰耗SCL华为技术华为技术.73传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (二二) ). . 色度色散系数色度色散系数 D（） 单位光源谱宽经1公里光纤传输后所产生的脉冲展宽值（ ps/nmkm ）。G.653G.6

42、52波长波长 nm C波段色散量G.6521720 ps/nm*kmG.6530 3.5 ps/nm*kmSCL华为技术华为技术.74传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (三三) ). . 零色散波长零色散波长 0 0 在某波长0 处，光纤的材料色散与波导色散相互抵消，使光纤的总色度色散为零。. . 零色散斜率零色散斜率 S0 在零色散波长处，光纤的色度色散系数随波长变化曲线的斜率。其值越小，说明光纤的色散系数随波长的变化越缓慢。. .模场直径模场直径 d 是度量光在单模光纤中传输时，基模的场强在空间分布的集中程度（m）。 华为技术华为技术.75传输系统部 98.3版同步光缆系统

43、同步光缆系统( (四四) )2. 2. 种类种类. . G.652光纤光纤 1310nm性能最佳光纤（色散未移位光纤）。 它有二个波长工作区： 1310nm与1550 nm。 在1310nm波长：色散最小（未移位），小于3.5 ps/nmkm；但损耗较大，为0.3 0.4dB/km。 在1550nm波长：色散较大，为20 ps/nmkm；但 损耗很小，为0.15 0.25dB/km。 华为技术华为技术.76传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (五五) ). . G.653光纤光纤 1550nm性能最佳光纤（色散移位光纤）。 它主要用于1550 nm波长工作区。 在1550nm波长

44、，色散较小（色散移位），为3.5 ps/nmkm；损耗也很小，为0.15 0.25dB/km。 但它不能用于WDM方式，因会出现四波混频效 应（FWM）。华为技术华为技术.77传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (六六) ). . G.654光纤光纤 1550nm损耗最小光纤。它主要用于1550 nm波长工作区，其损耗为0.15 0.19dB/km；主要用于海缆通信。 . . G.655光纤光纤 它是为克服G.653光纤的FWM效应而设计的新型光纤。其性能与G.653光纤类似，但既能用于WDM，又 能传输TDM方式的10G。理想情况：A）、低色散： 210 ps/nm.km；B）

45、、色散斜率小于0.05 ps/nm2*km，便于色散补偿；C）、大的有效面积，减少非线性效应的影响；华为技术华为技术.78传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (七七) )波长波长 nm衰耗衰耗:色散色散:理想G.655G光纤特性SCL华为技术华为技术.79传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (八八) )3. 3. 各类光纤应用状况各类光纤应用状况. . G.652光纤光纤 在我国占95%以上。虽称1310nm性能最佳光纤，但 绝大部分却用于1550 nm，其原因是在1310nm无 实用化光放大器。 它可传输2.5G或以2.5G 为基群的WDM系统；但传 输TDM的1

46、0G，面临色散受限的难题（色度色散 与PMD）。. . G.653光纤光纤 因FWM效应而被冷落。华为技术华为技术.80传输系统部 98.3版. . G.655光纤光纤 因既可传输TDM的10G，又可传以2.5G或10G为基群的WDM系统；所以近年倍受欢迎，但理想的G.655光纤无法实现，因在光纤的有效横截面积与色散斜率方面难以统一。目前G.655光纤尚无国际统一规范。 大的有效横截面积，会有效地降低非线性效应，但将导致色散斜率的增加。 小的色散斜率将会便于色散的补偿；但其有效横截面积却减小。同步光缆系统同步光缆系统( (九九) )华为技术华为技术.81传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光

47、缆系统( (十十) )二、光接口标准与参数二、光接口标准与参数1. 1. 光接口类型与代码光接口类型与代码. . 第一类光接口第一类光接口 不含光放大器以及线路速率低于10G/s的接口。. . 第二类光接口第二类光接口 含光放大器以及线路速率达到10G/s的接口。华为技术华为技术.82传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (十一十一) ) . . 光接口代码：光接口代码： W y.z W：I - 代表局内通信； S - 代表短距离通信； L - 代长距离通信；V - 代表甚长距离通信； U - 代表超长距离通信。 y ：代表STM等级，Y=1、4、16、64。 华为技术华为技术.8

48、3传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (十二十二) )Z：代表使用光纤类型； 1 - G.652光纤，工作波长为1310nm； 2 - G.652光纤，工作波长为1550nm； 3 - G.653光纤，工作波长为1550nm； 5 - G.655光纤，工作波长为1550nm。例：L-16.2：工作在G.652光纤的1550nm波长区， 传输速率为2.5G的长距离光接口。 S-16.1：工作在G.652光纤的1310nm波长区， 传输速率为2.5G的短距离光接口。华为技术华为技术.84传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (十三十三) )2. 2. 第一类光接口参数第一

49、类光接口参数 发送机接收机SR连接器连接器第一类系统的光接口位置华为技术华为技术.85传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (十四十四) ). . 光发送机光发送机A）：）：发送光功率发送光功率 Ps 在规定伪随机码序列的调制下，光发送机在参考点S的平均发光功率（dBm）。B）：）：光谱特性光谱特性a)：根均方谱宽根均方谱宽 rms 光源的峰值光功率跌落到其最大值的0.607倍时所对应的谱线宽度。 该参数适用于多纵模激光器MLM。华为技术华为技术.86传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (十五十五) )b)： -20dB谱宽谱宽 -20dB 光源的峰值光功率跌落20d

50、B时所对应的谱线全宽度。 该参数适用于单纵模激光器SLM。C)：消光比消光比EX 在最坏反射条件下，全调制时的“1”码光脉冲的平均光功率与“0”码光脉冲的平均光功率之比。1.00.01-20dB华为技术华为技术.87传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (十六十六) ). . 光接收机光接收机A）：）：接收灵敏度接收灵敏度 Pr 在规定误码率要求的条件下（110 -10），光接收机在参考点R所需要的最小光功率值（dBm）。B）：）：过载光功率过载光功率 在规定误码率要求的条件下（110 -10）， 光接收机在参考点R所能承受的最大光功率值（dBm）。C）：）：老化余度老化余度 在寿

51、命开始时的灵敏度与在寿命结束时的灵敏度之差。一般规定为3dB。华为技术华为技术.88传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (十七十七) )3. 3. 第二类光接口参数第二类光接口参数 光发送机光接收机第二类系统的光接口位置光放大器光放大器MPI-SMPI-R华为技术华为技术.89传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (十八十八) ). . 光发送机光发送机 除了与第一类光接口相同的参数之外，还有几项特殊的参数。A）：）：光源的啁啾声系数光源的啁啾声系数 采用直接调制方式时，高速率变化的电脉冲流使SLM的工作电流也高速变化，导致SLM的谐振腔光通路发生变化，最后使振荡波长

52、动态偏移 啁啾。 SLM的啁啾现象使光传输距离大大减小（色散受限）。克服啁啾的方法是采用外调制方式。华为技术华为技术.90传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (十九十九) )B）：）：最大光功率谱密度最大光功率谱密度 在被调制信号谱内，每10MHz间隔的最大平均光功率电平。 规范此参数的目的，是为了防止光在光纤中传输时出现非线形效应，如布里渊散射等。 其具体规范值尚待研究。华为技术华为技术.91传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (二十二十) ). . 光通道光通道 偏振模色散偏振模色散 PMD 是指因光纤的随机性双折射现象，所引起的对不同相位的光呈现不同的群速度特

53、性。 机理：机理： 由于制造工艺的原因，光纤的芯径、包层之几何尺寸会存在着差异；施工时，光缆中的光纤会受侧压力、扭曲力、弯曲力等外部应力的作用。最后导致光纤产生随机性双折射。 对于10G系统，PMD影响较大。 目前对PMD尚无精确计算方法，需现场测量。华为技术华为技术.92传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (二十一二十一) ). . 光接收机光接收机 光信噪比光信噪比 OSNR 在主通道接收端MPI-R的光信号功率与光噪声功率之比。一般规定： 20dB 或22dB（对于10G系统： 26dB ）。 OSNR = = Pout L+ 58 NF 10 N 其中：Pout：在发送端

54、的入纤光功率（dBm）； L： 二个光放大器间的损耗（dB）； N F： 光放大器的噪声系数（dB）； N： 收、发间的光放大器个数。华为技术华为技术.93传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (二十二二十二) )三、光传输设计三、光传输设计1. 1. 损耗受限损耗受限 最坏值设计法最坏值设计法 所谓最坏值设计法，就是在设计光传输距离时，所有 的相关参数都采用寿命期中允许的最坏值。如发送光 功率、接收灵敏度。 优点优点：为设计者、厂家提供简单的元器件指标，且不 存在先期失效的问题。 缺点缺点：系统余度过大、成本较高。 华为技术华为技术.94传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆

55、系统( (二十三二十三) ) L = （PS Pr 2Ac PP MC）/ （ f f + S） 其中：其中： PS：光发送机在S参考点的发送光功率（dBm）； Pr： 光接收机在R参考点的接收灵敏度（dBm）； Ac：每个连接器的损耗，一般取0.5dB； PP： 光通道代价，一般取1dB，但对L16.2取2dB； MC：光缆富余度，取3dB； f f ：光纤衰减系数（ dB/km ）； S ：光纤每公里接续损耗，一般取0.025 dB/km 。华为技术华为技术.95传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (二十四二十四) )例例1 1：某2.5G系统的相关参数为:S点发送光功率 P

56、S=-2+3 dBm，R点接收灵敏度 Pr= - 31 -28 dBm，光纤衰减系数 f = 0.22 dB/km ，求其最大传输距离。 其它参数取值为：因是L16.2接口，故光通道代价为PP=2 dB，光缆富余度Mc=3dB，每个连接器损耗为Ac =0.5 dB，每公里光纤平均接续损耗为s = 0.05 /2 = 0.025 dB/km 。 把以上数据代入公式： L = （PS Pr 2Ac PP MC）/ （f + S） = -2 （-28） 20.5 2 3 / （ 0.22 + 0.025 ） = 20 / 0.245 = 82 km 华为技术华为技术.96传输系统部 98.3版同步光

57、缆系统同步光缆系统( (二十五二十五) )2. 2. 色散受限色散受限 . . 一般公式一般公式 对于2.5G以下的系统，有以下公式： L =（ 10-6 ）/（ B D） 其中： ：光脉冲相对展宽值；对于MLM，取0.115；对 于LED与SLM，取0.306；对于L16.2，取0.491； ：光源的根均方谱宽（nm），且： = -20dB/6.07； B：系统的传输速率（Mb/s）； D：光纤的色散系数(ps/nmkm)。华为技术华为技术.97传输系统部 98.3版同步光缆系统同步光缆系统( (二十六二十六) ) . . 色散容限值色散容限值 DL 对于2.5G以上的超高速系统，色散限制主

58、要表现在光 源的啁啾声现象上，不能再使用上述的一般公式。 从光谱分析仪上看，啁啾声使光源的谱宽从“静态值”变 为“动态”变化，因此原参数-谱宽已无多大实用价值。 为克服啁啾声对再生距离的制约，应采用低啁啾的光 源器件，或者采用外调制方式（详见WDM部分）。 此时衡量光源光谱特性的参数是色散容限DL（ps/nm）： L = 色散容限色散容限 / 色散系数色散系数华为技术华为技术.98传输系统部 98.3版例例2 2：与例1相同的2.5G系统，其它相关参数为: SLM的谱宽-20dB 1nm，光纤的色散系数 D 18ps/nmkm，求其最大传输距离。 因是L16.2接口，且使用SLM，故取相对脉冲

59、展宽值为=0.491，此外还要把SLM的-20 dB谱宽换算成根均方谱宽，即= -20dB /6.07。 把以上数据代入公式： L =（ 10-6 ）/（ B D） =（ 0.49110-6 ）/ （1 / 6.07 ）2488.3218 = 67 km 通过以上计算可知,该系统的最大传输距离为67 km。同步光缆系统同步光缆系统( (二十七二十七) )华为技术华为技术.99传输系统部 98.3版SDH 网同步网同步( (一一) )一、数字同步网一、数字同步网1. 1. 结构与同步方式结构与同步方式 数字同步网是为各种业务网提供同步信号的支撑网。 它一般采用等级主从同步方式：网络中设一最高级主

60、时钟和一系列分级从时钟，每一级从时钟皆与上一级时钟同步，从而使网中所有时钟都和最高级时钟 基准主时钟（PRC）同步。华为技术华为技术.100传输系统部 98.3版SDH 网同步网同步( (二二) )2. 2. 我国的数字同步网我国的数字同步网 我国的数字同步网采用等级主从同步与伪同步相结合的方式，又称分布定时方式。 一者，用设在北京的符合G.811的PRC分级下控，直到最低一级的从时钟，符合等级主从同步方式。 二者，把全国划分为几个同步区，每个区设一个区域基准时钟（LPR）- 铷原子钟；LPR既可以接收PRC信号，又可以接收GPS（全球定位系统）信号。因各同步区的LPR有微小差异，但误差极小而接近于同步，故又