北京大学光网络基础-SDH网络基础-SDH基本构架31

1、何永琪何永琪北京大学电子学系北京大学电子学系Tel：62756700；Mobilemail：SDH网络基础光网络基础光网络基础SDH基本构架231大纲n概述概述nSDH功能模型功能模型nSDH比特率比特率系列系列nSDHnSTM-N帧结构帧结构331标准化思路PDHPDH体系标准体系标准化工作化工作 “ “先有设备，后出标准先有设备，后出标准”SDHSDH体系标准体系标准化工作化工作 “先先有标准，后出设备有标准，后出设备”用总结经验的方式来制定标准，形成的标准用总结经验的方式来制定标准，形成的标准自然技术上比较完善，但其是一个折中的产自然技术上比较完善，但其是一个折

2、中的产物，自然带有许多不完全合理的东西物，自然带有许多不完全合理的东西以哲学家式的想象力，从全网的角度出发制定以哲学家式的想象力，从全网的角度出发制定标准，用来指导设备的研制和网络建设标准，用来指导设备的研制和网络建设 431SDH演进过程n在在PDH技术体制上进行修补已是得不偿失，技术技术体制上进行修补已是得不偿失，技术革命才是真正出路，光同步传输网就应运而生革命才是真正出路，光同步传输网就应运而生n美国美国BELLCORE首先提出同步光网络首先提出同步光网络（SONET），美国国家标准协会（），美国国家标准协会（ANSI）于）于20世纪世纪80年代制定有关年代制定有关SONET国家标准国家

3、标准n1988年年CCITT（ITU-T）采纳）采纳SONET概念，并进概念，并进行了修改与扩充，重新命名为同步数字体系行了修改与扩充，重新命名为同步数字体系（SDH），形成一系列国际标准体系），形成一系列国际标准体系nSDH和和SONET的基本原理完全相同，标准也兼容，的基本原理完全相同，标准也兼容，但略有差别但略有差别531网络节点接口（NNI）要求TRTRTRTRSMEASMSMSMSMSMTRNNINNINNINNIDXCTRLineRadioLineRadio支路信号支路信号同步复用器同步复用器有线有线支路信号支路信号无线无线有线有线无线无线同步复用器同步复用器DXC：数字交叉连接设

4、备数字交叉连接设备EA:外部接入外部接入设备设备电信电信传输网传输网原则上原则上传输传输设备和网络节点设备和网络节点设备设备两种基本设备两种基本设备统一的统一的NNI标准的标准的基本要求是：基本要求是：1.不受限于不受限于特定传输媒质；特定传输媒质；2.不受限于网络节点不受限于网络节点所所需功能；需功能；3.不受限于对局间或局内通信的应用场合不受限于对局间或局内通信的应用场合。NNI标准化可使标准化可使3种种地区性地区性PDH体系在体系在SDH中中实现统一实现统一，还可使，还可使网络节点设备功能网络节点设备功能模块化、系列化模块化、系列化，从而可根据，从而可根据电信电信网络规模网络规模和功能和

5、功能要求进行灵活的网络要求进行灵活的网络配置配置，使，使SDH网络结构更加简单、高效和灵活，网络结构更加简单、高效和灵活，并具有并具有很强的很强的适应性和可扩展能力适应性和可扩展能力。SDH NNI基本基本特征特征：标准化：标准化的接口速率和的接口速率和信号帧结构信号帧结构631SDH 核心功能TM终端复用器终端复用器 ADM（DXC）分插复用器分插复用器TM终端复用器终端复用器REG再生器再生器支支路路信信号号支路信号支路信号支支路路信信号号同步同步复用复用：业务处理业务处理标准光接口标准光接口： 横向兼容横向兼容强网强网管管能力：能力： 维护管理维护管理SDH：synchronous di

6、gital hierarchy，同步数字体系，同步数字体系SDH是数字传送结构的一种等级体系，为在物理传输网上传送适配的净荷是数字传送结构的一种等级体系，为在物理传输网上传送适配的净荷（业务信息）提供标准化（业务信息）提供标准化731SDH优缺点n速率统一：速率统一：155M、622M、2.5G、10G、40G；n光接口与帧结构统一：光接口与帧结构统一：STM-N（N=1、4、16、64、256）n一步复用特性：可从高速信号中直接提取一步复用特性：可从高速信号中直接提取/接入低速信号接入低速信号n强大的强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化：丰富的开能力实现了网络管理的智能化：丰富的开销（

7、码流量的销（码流量的5%）、强大的软件技术；）、强大的软件技术；n组网灵活、网络的生存性强：可组多种类型网络、具有自组网灵活、网络的生存性强：可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级；愈能力、可在线升级；n前、后向兼容。前、后向兼容。n频带利用率不如频带利用率不如 PDH 系统系统n技术和功能上的复杂性大大增加技术和功能上的复杂性大大增加n软件控制能力潜在重大故障隐患（病毒、误操作或死机等）软件控制能力潜在重大故障隐患（病毒、误操作或死机等）831大纲n概述概述nSDH功能模型功能模型nSDH比特率比特率系列系列nSDHnSTM-N帧结构帧结构931SDH基本设备：终端复用器TM在在线形网的

8、端站，把线形网的端站，把PDH / SDH 支路信号复用成支路信号复用成SDH线路信号，或反之线路信号，或反之。由汇集各种低速信号到高速。由汇集各种低速信号到高速STM-N信号的复用器和解复用器组成。信号的复用器和解复用器组成。PDH支路信号 SDH支路信号OAM线路信号STM-NTM1031SDH基本设备：线路终端复用器LTM1131SDH基本设备：分插复用器 ADM设设在网络的中间局站，完成直接上、下电路在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能功能STM-NSTM-N西侧线路信号PDH支路信号 SDH支路信号OAM东侧线路信号ADM1231SDH基本设备：再生中继器 REG设设在网络的中间

9、局站，目的是延长传输距离，但不能在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。实现信号的再生放大功能。上、下电路。实现信号的再生放大功能。 OAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NREG1331SDH基本设备：数字交叉连接设备 DXC（1/2）兼有兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复自动恢复与保护等多项功能的与保护等多项功能的SDH 设备。设备。STM-NSTM-NPDH支路信号 SDH支路信号DXC1431SDH基本设备：数字交叉连接设备 DXC （2/2）1531大纲n概述概述nSDH功能模型功能模型nSDH比特率比特率系列系列n

10、SDHnSTM-N帧结构帧结构1631SDH比特率系列SDH等级等级比特率（比特率（kbit/s）1155 5204622 080162 488 320649 953 28025639 813 120注：高于第注：高于第256级的规范有待进一步研究级的规范有待进一步研究1731VC类型与容量VC类型类型VC带宽带宽VC净荷净荷VC-122 240 kbit/s2 176 kbit/sVC-348 960 kbit/s48 384 kbit/sVC-4150 336 kbit/s149 760 kbit/sVC-4-4c601 344 kbit/s599 040 kbit/sVC-4-16c2

11、405 376 kbit/s2 396 160 kbit/sVC-4-64c9 621 504 kbit/s9 584 640 kbit/sVC-4-256c38 486 016 kbit/s38 338 560 kbit/s1831PDH信号标称速率及其开销群次群次话路数话路数 标称标称速率速率 MbMbp ps s净净荷荷 MbMbp ps s开销开销 MbMbpsps开销开销比比 % %中中欧欧标标准准话路话路 1 0.064 0.064 0.000 0.00 基群基群 30 2.048 1.920 0.128 6.25 二次群二次群 120 8.448 7.680 0.768 9.09

12、 三次群三次群 480 34.368 30.720 3.648 10.61 四次群四次群1920139.264 122.880 16.384 11.76 北北美美标标准准话路话路 1 0.064 0.064 0.000 0.00 基群基群 24 1.544 1.536 0.008 0.52 二次群二次群 96 6.312 6.144 0.168 2.66 三次群三次群 672 44.736 43.008 1.728 3.86 四次群四次群4032274.176 258.048 16.128 5.88 日日本本标标准准话路话路 1 0.064 0.064 0.000 0.00 基群基群 24 1

13、.544 1.536 0.008 0.52 二次群二次群 96 6.312 6.144 0.168 2.66 三次群三次群 480 32.064 30.720 1.344 4.19 四次群四次群1440 97.728 92.160 5.568 5.70 开销开销 网管能力网管能力1931SDH比特率系列简称简称 SDH SDH 等级等级 标称速率标称速率 Mb/sMb/s 话路数话路数 净荷容量净荷容量 Mb/sMb/s 开销比例开销比例 % % 51M 51M STM-0 51.840 155M155M STM-1 155.520 1920 122.880 20.99 622M622M ST

14、M-4 622.080 7680 491.520 20.99 2.5G2.5G STM-16 2488.320 30720 1966.080 20.99 10G 10G STM-64 9953.280 122880 7864.320 20.99 40G 40G STM-25639813.120 49152531457.600 20.99 注：高于第注：高于第256级的规范有待进一步研究级的规范有待进一步研究STM：synchronous transport module，同步传送模块，同步传送模块STM是用于支持是用于支持SDH段层连接的一种信息结构，它由信息净荷和段开销段层连接的一种信息结构

15、，它由信息净荷和段开销（SOH）信息域构成一个帧块结构，其周期为）信息域构成一个帧块结构，其周期为125s。适当地调整信息使之。适当地调整信息使之以与网络同步的速率在所选定的介质中串行传输。以与网络同步的速率在所选定的介质中串行传输。STM-N（N1）由单个）由单个N级管理单元组（级管理单元组（AUG-N）和）和SOH构成。构成。 STM的基的基本速率定义为本速率定义为155 520kbit/s，称之为，称之为STM-1。更高容量的。更高容量的STM速率是基本速速率是基本速率的率的N倍，倍，N=4、16、64和和256的的STM容量已定义，更大的容量已定义，更大的N值待定。值待定。2031大纲

16、n概述概述nSDH功能模型功能模型nSDH比特率比特率系列系列nSDHnSTM-N帧结构帧结构2131C-11C-12C-2C-3C-4C-4-4CC-4-16CC-4-64CC-4-256CVC-12VC-11VC-2VC-3TU-11TU-12TU-2TU-3TUG-2TUG-3VC-3VC-4VC-4-4CVC-4-16CVC-4-64CVC-4-256CAU-3AU-4AU-4-4CAU-4-16CAU-4-64CAU-4-256CAUG-1AUG-4AUG-16AUG-64AUG-256STM-0STM-1STM-4STM-16STM-64STM-256 1 1 1 1 1 1 1

17、1 1 1 1 4 4 4 3 4 3 7 7 1 1 3 4指针处理指针处理复用复用定位定位映射映射采用级联技术采用级联技术支持数据业务支持数据业务2231n映射：在映射：在SDH网络边界将网络边界将支路适支路适配配到虚容器的到虚容器的过程过程n复用：将复用：将多个低阶通道层多个低阶通道层信号适信号适配配到一个高阶通道或到一个高阶通道或将多将多个高阶通道个高阶通道层信号适层信号适配到配到一个复用段的一个复用段的过程过程n定位：当定位：当支路单元或管理单元适配支路单元或管理单元适配到其所支持层的参考帧时，帧偏移到其所支持层的参考帧时，帧偏移信息合并到支路单元或管理信息合并到支路单元或管理单元单

18、元n指针指针：即为一：即为一种指示器，其种指示器，其数值指数值指示示一个虚容器相对于其支持的传送一个虚容器相对于其支持的传送实体的帧实体的帧参考点偏移参考点偏移n级联级联：多：多个虚个虚容器组合成容器组合成一个容量一个容量更更大容器大容器的的过程过程p该过程保持其比特序列的完整性该过程保持其比特序列的完整性p级级联有两种类型，即相邻级联和虚联有两种类型，即相邻级联和虚级级联联2331容器容器C-n：一种构成虚容器同步：一种构成虚容器同步信息信息净荷净荷的的信息结构信息结构。每。每种虚种虚容器均有一对应容器。容器均有一对应容器。nPDH 速率系列定义了速率系列定义了 C-11、C-12、C-2、

19、C-3、C-4 五种标准容器五种标准容器n我国采纳义了我国采纳义了3种标准容器：种标准容器：C-12、C-3、C-4C-291211125 sC-4926011125 sC-398411125 sC-119311125 sC-129411125 s容器容器C-11C-12C-2C-3C-4PDH速率速率(kbit/s)15442048631234368139264速率速率(kbit/s)16482176678448348149760基帧频率基帧频率(kHz)88888基帧结构基帧结构93-1-1/494-1-1912-1-19849260基帧帧长基帧帧长(bit)206272848604818

20、7202431虚容器虚容器VC-n：用于：用于支持支持SDH通道层通道层连接连接的信息结构，的信息结构，VC-n = C-n + VC-n POH，其其周期为周期为125s或或500s。确定。确定VC-n帧帧起起始始点的定位信息由服务网络层提供点的定位信息由服务网络层提供。VC-n POH用于对相应通道的监控、管理和维护。用于对相应通道的监控、管理和维护。n低阶虚容器低阶虚容器VC-n（n=1,2,3）：由单个容器）：由单个容器C-n（n=1、2、3）和相应）和相应等等级低级低阶虚容器阶虚容器POH构成。我国只采用构成。我国只采用VC-12和和VC-3；n高阶虚容器高阶虚容器VC-n（n=3,

21、4）：由单个容器）：由单个容器C-n（n3、4）或若干支路单）或若干支路单元组（元组（TUG-2或或TUG-3）和）和相应虚相应虚容器容器POH构成。我国只采用构成。我国只采用VC-4虚容器虚容器VC-11VC-12VC-2VC-3VC-4周期或复帧周期周期或复帧周期 s500500500125125帧频或复帧频率帧频或复帧频率 kHz22288结构结构4(39-1)4(49-1) 4(129-1)9859261容量容量 byte1041404287652349速率速率 Mbit/s1.664 2.2406.84848.960150.336相应容器结构相应容器结构93-1-1/494-1-19

22、12-1-198492604个个C-n构成复帧（构成复帧（VC-n）1列列POH+C-n构成构成VC-n2531TU-n支路单元支路单元TU-n：提供：提供低阶通道层与低阶通道层与高阶高阶通道通道层之间适配的信息结构层之间适配的信息结构，TU-n = VC-n + TU-n PTR，指针指针指示净荷指示净荷帧起帧起始始点点相对高阶相对高阶虚容器帧起始点的虚容器帧起始点的偏移偏移。n我国我国目前采用的支路单元有：目前采用的支路单元有：TU-12和和TU-3支路支路单元组单元组TUG是在高阶是在高阶VC-n净荷中占据固定的、已定义位置的一个或净荷中占据固定的、已定义位置的一个或若干个支路单元的集合

23、。若干个支路单元的集合。TUG定义为由不同容量的支路单元所构成的混合定义为由不同容量的支路单元所构成的混合容量净荷，以提高传送网的适应性。容量净荷，以提高传送网的适应性。nTUG-2由一组由一组TU-12构成。构成。nTUG-3由一组由一组TUG-2或一个或一个TU-3构成。构成。虚容器虚容器TU-11TU-12TU-2TU-3AU-4周期或复帧周期周期或复帧周期 s500500500125125帧频或复帧频率帧频或复帧频率 kHz22288结构结构4(39)4(49) 4(129)985+39261+9容量容量 byte1081444327682358速率速率 Mbit/s1.728 2.3

24、04 6.91249.152150.912虚容器结构虚容器结构4(39-1)4(49-1) 4(129-1)98592612631AU-nAUG管理单元管理单元AU-n：提供：提供高阶通道层与高阶通道层与复用复用段层段层之间适配的信息结构之间适配的信息结构，AU-n = VC-n + AU-n PTR，指针，指针指示净荷帧指示净荷帧起起始始点点相对复用相对复用段帧起始点的偏移段帧起始点的偏移。管理。管理单元单元指针位置相对于指针位置相对于STM-N帧是固定的。帧是固定的。nAU-4由由VC-4和管理单元指针构成，指针指示和管理单元指针构成，指针指示VC-4相对于相对于STM-N帧的相位定位。帧

25、的相位定位。目前我国只采用一种管理单元：目前我国只采用一种管理单元：AU-4。nAU-3由由VC-3和管理单元指针构成，指针指示和管理单元指针构成，指针指示VC-3相对于相对于STM-N帧的相位定位。帧的相位定位。管理管理单元组（单元组（AUG）是在）是在STM净荷中占据固定的、已定义位置的一个或净荷中占据固定的、已定义位置的一个或若干管理单元的集合。若干管理单元的集合。nAUG-1由一个由一个AU-4构成。构成。虚容器虚容器TU-11TU-12TU-2TU-3AU-4周期或复帧周期周期或复帧周期 s500500500125125帧频或复帧频率帧频或复帧频率 kHz22288结构结构4(39)

26、4(49) 4(129)985+39261+9容量容量 byte1081444327682358速率速率 Mbit/s1.728 2.304 6.91249.152150.912虚容器结构虚容器结构4(39-1)4(49-1) 4(129-1)98592612731示例：直接从C-12（复用2831大纲n概述概述nSDH功能模型功能模型nSDH比特率比特率系列系列nSDHnSTM-N帧结构帧结构2931传输网络段与通道模型n复用段（复用段（MS）p定义：复用段终端（定义：复用段终端（TM、ADM、DXC等）之间的端到端信息传递。等）之间的端到端信息传递。p功能：由复用段终端提供，主要功能有功能

27、：由复用段终端提供，主要功能有MSOH的产生与终结，通道的同步的产生与终结，通道的同步与复用等与复用等n再生段（再生段（RS）p定义：再生器与再生器、终端器、复用段终端之间的信息传递。定义：再生器与再生器、终端器、复用段终端之间的信息传递。p功能：再生器终端（功能：再生器终端（REG、TM、ADM、DXC等）用以完成再生段功能，等）用以完成再生段功能，如：如：RSOH的产生与终结，帧定位，扰码等。的产生与终结，帧定位，扰码等。n通道（通道（Path）p定义：由一个或多个段组成，为电路提供透明的传输通道。定义：由一个或多个段组成，为电路提供透明的传输通道。p功能：通道终端主要完成对净荷的复接与分

28、接以及通道开销功能：通道终端主要完成对净荷的复接与分接以及通道开销POH的终结与的终结与产生，也是电容器的结合点和分接点。产生，也是电容器的结合点和分接点。 MSOHMSOH在复用段在复用段内内 传输传输时维持时维持不变不变 RSOHRSOH在再生段在再生段内内 传输传输时维持时维持不变不变 POHPOH在通道终端在通道终端间间 保持不变保持不变 3031STM-N帧结构43195270 N 列 (字节)9 N (3 for STM-0)261 N (87 for STM-0)STM-N payload (include POH)9 行Section overheadRSOHSection o

29、verheadMSOHAdministrative unit pointer(s)(90 列 for STM-0)9 270 N 字节n以字节以字节(8bit)为单位的矩形块状帧为单位的矩形块状帧n帧频帧频8000帧帧/s，帧周期，帧周期125usn先行后列传送先行后列传送SDH-N帧是由帧是由9行、行、270N列（列（N=1、4、16、64，256）的）的8bit字节组成的码块字节组成的码块，故：帧故：帧长长=9270N8=19440N bit。帧帧结构由结构由段段开销（开销（SOH）、管理单元指针（）、管理单元指针（AU-PTR）和净荷）和净荷三块区三块区域域组成。组成。3131STM-N帧结构含义n段开销是为保证信息净荷正常灵活传送所必须附加的，供网络运行