第13章传输网

1、1太原理工大学太原理工大学 王华奎王华奎 教授教授21、传输的基本概念、传输的基本概念2、数字传输的主要性能指标、数字传输的主要性能指标3、数字复接及数字复接及PDH4、SDH概述概述5、SDH帧结构与段开销帧结构与段开销 6、SDH自愈网自愈网7、WDM技术技术 内内 容容 提提 要要3l传输是指信息信号通过具体传输介质从一节点到另传输是指信息信号通过具体传输介质从一节点到另一节点的物理过程。传输网是指由传输介质和具体一节点的物理过程。传输网是指由传输介质和具体的信号变换和处理的设备所组成的网络。的信号变换和处理的设备所组成的网络。l如果没有传输网，各节点之间的信号就不可能如果没有传输网，各

2、节点之间的信号就不可能“通通”，电信就不可能成为，电信就不可能成为“网网”，可见传输网在整个，可见传输网在整个电信网中有着举足轻重的地位。电信网中有着举足轻重的地位。传输的基本概念传输的基本概念4 对称电缆是由若干条扭绞成对或纽绞成组的绝缘芯对称电缆是由若干条扭绞成对或纽绞成组的绝缘芯线构成缆芯，外面再包上护层组成的。导电材料通线构成缆芯，外面再包上护层组成的。导电材料通常用铜，如市话电缆常用常用铜，如市话电缆常用0.32 0.9mm的软铜线。的软铜线。对称电缆幅频特性是低通型对称电缆幅频特性是低通型(0几百千赫兹几百千赫兹)，串音，串音随频率升高而增加，因此复用程度不高，常用作用随频率升高而

3、增加，因此复用程度不高，常用作用户线路和市内局间中继。户线路和市内局间中继。 52. 同轴电缆同轴电缆 同轴电缆主要由若干个同轴对和护层组成，同轴同轴电缆主要由若干个同轴对和护层组成，同轴对由内、外导体及中间的绝缘介质组成。导电材对由内、外导体及中间的绝缘介质组成。导电材料采用铜。同轴对的幅频特性呈低通型，在带内料采用铜。同轴对的幅频特性呈低通型，在带内传输衰减随频率升高而上升缓慢；同轴对间串音传输衰减随频率升高而上升缓慢；同轴对间串音较小，且随频率升高而下降，适于高频传输。但较小，且随频率升高而下降，适于高频传输。但同轴回路的特性阻抗不均匀，影响传输质量，且同轴回路的特性阻抗不均匀，影响传输

4、质量，且同轴电缆耗铜量大，施工复杂，建设周期长。同轴电缆耗铜量大，施工复杂，建设周期长。63. 光缆光缆 光缆的结构和电缆结构类似，主要由缆芯、加强光缆的结构和电缆结构类似，主要由缆芯、加强构件和护层组成。光缆中传送信号的是光纤，多构件和护层组成。光缆中传送信号的是光纤，多根光纤按照一定的方式组成缆芯。光纤由纤芯和根光纤按照一定的方式组成缆芯。光纤由纤芯和包层组成。纤芯和包层的折射率不同，利用光的包层组成。纤芯和包层的折射率不同，利用光的全反射使光能够在纤芯中传播。光纤的优点有：全反射使光能够在纤芯中传播。光纤的优点有： 传输频带宽，通信容量大；传输频带宽，通信容量大； 损耗低，在损耗低，在1

5、.55附近，衰耗值可低至附近，衰耗值可低至0.2dB/km，中继距离可达中继距离可达50km，甚至更长；，甚至更长； 不受电磁干扰不受电磁干扰(光纤系非金属材料光纤系非金属材料)，无串音；，无串音； 线径细、重量轻、资源丰富、成本低；线径细、重量轻、资源丰富、成本低；7l无线电波无线电波(Radio)主要应用于无线广播、电视广播及通信等主要应用于无线广播、电视广播及通信等领域。领域。ITU-R将电波的频率划分为若干波段：低频将电波的频率划分为若干波段：低频(LF)、中、中频频(MF)、高频、高频(HF)、甚高频、甚高频(VHF)、特高频、特高频(SHF)、超高频、超高频(UHF)、极高频、极高

6、频(EHF)和微波等。低频范围约和微波等。低频范围约30kHz300kHz，中频范围约，中频范围约300kHz3MHz，依次类推。，依次类推。l在低频和中频段内的电波传播距离有限，一般为几百在低频和中频段内的电波传播距离有限，一般为几百km范范围内。长波、中波和短波用此方式进行无线广播围内。长波、中波和短波用此方式进行无线广播.l在高频和甚高频波段内的电波传播距离较远。短波广播最适在高频和甚高频波段内的电波传播距离较远。短波广播最适宜以此形式传播，可达到几千宜以此形式传播，可达到几千km以外。以外。l不同波段无线电波的传播特性和传输容量是不同的，在电信不同波段无线电波的传播特性和传输容量是不同

7、的，在电信传输网中，通常利用微波来实现长距离、大容量的传播。传输网中，通常利用微波来实现长距离、大容量的传播。8图图13-1 电磁波频谱及其在通信中的应用电磁波频谱及其在通信中的应用9连续信号连续信号tf(t)tf(nt)抽样信号抽样信号模拟信号波形模拟信号波形 1 1 0 0 1 0 0 3 1 2 3 1数字信号波形多进制码多进制码tf(t) 3 2 1 0 模拟信号模拟信号特征量取值特征量取值连续的信号连续的信号数字信号数字信号特征量取值特征量取值离散的信号离散的信号二进制码二进制码t f(t)1010l未经调制，直接将待传信号送上信道传输的传输方未经调制，直接将待传信号送上信道传输的传

8、输方式称为基带传输。式称为基带传输。图图13- 2 数字基带传输系统方框图数字基带传输系统方框图11l频带传输是将基带信号的频带搬到适合于光纤、无频带传输是将基带信号的频带搬到适合于光纤、无 线信道传输的频带上再进行传输。线信道传输的频带上再进行传输。图图 13-3 数字频带传输系统方框图数字频带传输系统方框图121. 传输速率传输速率 码元传输速率码元传输速率(RB) 又叫符号速率，它表示单位时间又叫符号速率，它表示单位时间(每秒每秒)内传输的码元内传输的码元(符号符号)的个数。其单位为波特，常用的个数。其单位为波特，常用B表示。简称波特率。表示。简称波特率。 信息传输速率信息传输速率(Rb

9、) 又叫信息速率，它表示单位时间又叫信息速率，它表示单位时间(每秒每秒)内传送数据信息内传送数据信息的比特数。其单位为比特的比特数。其单位为比特/秒，记为秒，记为bit/s。2. 频带利用率频带利用率 单位频带的传输速率单位频带的传输速率HzB/频带宽度符号传输速率Hzsbit/频带宽度信息速率或或3. 误码率（可靠性指标）误码率（可靠性指标） 在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元数之比。在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元数之比。NnPNe传输的总码数发生误码个数lim13图图13-4 信号抖动示意图信号抖动示意图5. 信号抖动信号抖动在数字通信系统中，信号抖动是指数字信号码

10、相对于标准位置的随在数字通信系统中，信号抖动是指数字信号码相对于标准位置的随机偏移，其示意图如图机偏移，其示意图如图13-413-4所示。信号抖动的程度与传输系统特性所示。信号抖动的程度与传输系统特性、信道质量及噪声等有关。、信道质量及噪声等有关。4. 误比特率误比特率误比特率又称误信率，是指接收错误的比特数在传输总比特数中所误比特率又称误信率，是指接收错误的比特数在传输总比特数中所占的比例，占的比例， 采用采用Pb来表示，即来表示，即 传输比特总数目接收错误比特数目bP14l数字复接也就是数字信号的时分复用，参与复接数字复接也就是数字信号的时分复用，参与复接的信号称为支路信号，而复接以后的信

11、号称为合的信号称为支路信号，而复接以后的信号称为合路信号或群路信号。把群路信号分离成各个支路路信号或群路信号。把群路信号分离成各个支路信号的过程称为数字分接。数字复接系统既包括信号的过程称为数字分接。数字复接系统既包括数字复接设备，也包括数字分接设备，如图数字复接设备，也包括数字分接设备，如图13-5所所示。示。l国际上主要有两大复接体系：准同步数字复接体国际上主要有两大复接体系：准同步数字复接体系（系（PDH）和同步数字复接体系（）和同步数字复接体系（SDH）。）。15图图13-5 数字复接系统方框图数字复接系统方框图 161. 复接器包括发定时、码速调整和复接等三部分复接器包括发定时、码速

12、调整和复接等三部分u定时单元给复接器提供一个统一的基准时钟；定时单元给复接器提供一个统一的基准时钟；u码速调整单元把速率不同的各个支路信号进行调整，使码速调整单元把速率不同的各个支路信号进行调整，使各支路信号的速率完全一致；各支路信号的速率完全一致；u复接单元则完成将速率一致的各支路数字信号按规定顺复接单元则完成将速率一致的各支路数字信号按规定顺序复接为高次群的任务。序复接为高次群的任务。2. 分接器由同步、定时、分接和恢复四部分分接器由同步、定时、分接和恢复四部分u定时单元由接收信号序列中提取的时钟来推动；定时单元由接收信号序列中提取的时钟来推动；u同步单元控制分接器的基准时钟与复接器的基准

13、时钟保同步单元控制分接器的基准时钟与复接器的基准时钟保持正确的相位关系，使收、发保持同步；持正确的相位关系，使收、发保持同步；u分接单元将合路信号实施时间分离，形成同步支路数字分接单元将合路信号实施时间分离，形成同步支路数字信号，后由恢复单元恢复成原来的支路数字信号。信号，后由恢复单元恢复成原来的支路数字信号。17图图 13-6 PDH数字复接系列数字复接系列l根据信号传输的需要，不同话路数和不同速率的信根据信号传输的需要，不同话路数和不同速率的信 号，由低向高逐级复接，形成一个系列，称为准同号，由低向高逐级复接，形成一个系列，称为准同 步数字复接（步数字复接（PDH）系列。）系列。181.

14、同步复接方式同步复接方式 若输入复接器的各支路信号本身就与复接器定时若输入复接器的各支路信号本身就与复接器定时信号是同步的，信号是同步的， 那么调整单元就只需调整相位，那么调整单元就只需调整相位， 有时甚至连相位也无需调整，有时甚至连相位也无需调整， 这种复接器称为同这种复接器称为同步复接器。步复接器。 2. 异步复接方式异步复接方式 若输入复接器的各支路信号与本机时钟信号不同若输入复接器的各支路信号与本机时钟信号不同步，步， 调整单元要对各个支路数字信号进行频率和调整单元要对各个支路数字信号进行频率和相位调整，相位调整， 使之成为同步数字信号，使之成为同步数字信号， 这种复接器这种复接器称为

15、异步复接器。称为异步复接器。193. 准同步复接方式准同步复接方式 若输入复接器的各支路信号与复接器的时钟信号若输入复接器的各支路信号与复接器的时钟信号虽然由不同的时钟源提供，虽然由不同的时钟源提供， 但码速率在一定容差但码速率在一定容差范围内是相等的，范围内是相等的， 我们则称这两个信号是准同步我们则称这两个信号是准同步的。的。 这种复接器称作准同步复接器。这种复接器称作准同步复接器。201. 按位复接按位复接 这种方式依次复接每一支路的一位码，即在发送端将这种方式依次复接每一支路的一位码，即在发送端将四个支路的数字信号以比特为单位，依次轮流发往信四个支路的数字信号以比特为单位，依次轮流发往

16、信道；在接收端按发送端的发送结构依次从码流中检出道；在接收端按发送端的发送结构依次从码流中检出各支路的码元，并分送到相应的支路，使各支路恢复各支路的码元，并分送到相应的支路，使各支路恢复相应的帧结构。如图相应的帧结构。如图13-7(b)所示。所示。2. 按字复接按字复接 在在PCM基群帧中，一个路时隙有基群帧中，一个路时隙有8位码元。按码字复位码元。按码字复接就是指每次按顺序复接每一支路的一个路时隙，即接就是指每次按顺序复接每一支路的一个路时隙，即8位码。如图位码。如图13-7(c)所示。这种方式有利于多路合成的所示。这种方式有利于多路合成的处理与交换，但循环周期长，须有较大的存储容量，处理与

17、交换，但循环周期长，须有较大的存储容量，电路也比较复杂。电路也比较复杂。21图图13-7 按位复接和按字复接示意图按位复接和按字复接示意图223. 按帧复接按帧复接 按帧复接就是指每次复接一个支路的一帧码元按帧复接就是指每次复接一个支路的一帧码元(每每一帧含有一帧含有256个码元个码元)。这种方法不破坏原来各个。这种方法不破坏原来各个支路的帧结构，有利于信息的交换处理，但与按支路的帧结构，有利于信息的交换处理，但与按字复接相比其循环周期更长，要求更大的存储容字复接相比其循环周期更长，要求更大的存储容量和更复杂的设备，目前也很少应用。为了便于量和更复杂的设备，目前也很少应用。为了便于国际通信的发

18、展，国际通信的发展，CCITT推荐了两类群路数码率推荐了两类群路数码率系列和数字复接等级，如表系列和数字复接等级，如表13-1所示。所示。23一次群一次群(基群基群)二次群二次群三次群三次群四次群四次群日本日本24路路1.544Mbit/s96路路(244)6.312Mbit/s480路路(965)32.064Mbit/s1440路路(4803)97.728Mbit/s北美北美24路路1.544Mbit/s96路路(244)6.312 Mbit/s672路路(967)44.736 Mbit/s4032路路(6726)274.176 Mbit/s欧洲欧洲中国中国30路路2.048 Mbit/s1

19、20路路(304)8.448 Mbit/s480路路(1204)34.368 Mbit/s1920路路(4804)139.264 Mbit/s24l20世纪世纪80年代以来，光纤通信优良的宽带特性、传年代以来，光纤通信优良的宽带特性、传输性能和低廉价格正使之成为电信网的主要传输手输性能和低廉价格正使之成为电信网的主要传输手段。然而，随着电信网的发展和用户要求的提高，段。然而，随着电信网的发展和用户要求的提高，光纤通信中的传统准同步光纤通信中的传统准同步(PDH)系统暴露出一些固系统暴露出一些固有的弱点，即有的弱点，即(1)欧洲、北美和日本等国规定话音信号编码率各不欧洲、北美和日本等国规定话音信

20、号编码率各不相同，相同， 这就给国际间互通造成困难。这就给国际间互通造成困难。(2)没有世界性的光接口规范，导致各厂家自行开发没有世界性的光接口规范，导致各厂家自行开发的专用接口在光路上无法实现互通。只有通过光的专用接口在光路上无法实现互通。只有通过光/电变换成标准电接口电变换成标准电接口(G.703建议建议)才能互通，从而才能互通，从而限制了联网应用的灵活性，增加了网络运营成本。限制了联网应用的灵活性，增加了网络运营成本。25(3)低速支路信号不能直接接入高速信号通路上去，低速支路信号不能直接接入高速信号通路上去，如目前低速支路多数采用准同步复接，且大多数如目前低速支路多数采用准同步复接，且

21、大多数采用正码速调整来形成高速信号，其结构复杂。采用正码速调整来形成高速信号，其结构复杂。 (4)传统的传统的PCM系统的帧中可供网络管理、业务通信系统的帧中可供网络管理、业务通信和监控等的比特数太少，在开通多路业务包括传和监控等的比特数太少，在开通多路业务包括传输宽带数字流或需要传输网络管理信息时，这样输宽带数字流或需要传输网络管理信息时，这样的帧就没法用了。的帧就没法用了。(6) 随着网络技术发展，现代通信网络正向着高度灵随着网络技术发展，现代通信网络正向着高度灵活、动态和智能化的方向发展，即实现以图像业活、动态和智能化的方向发展，即实现以图像业务为主的宽带业务，要求网络能经济地提供大容务

22、为主的宽带业务，要求网络能经济地提供大容量信息的传输能力，能顺利地向量信息的传输能力，能顺利地向B-ISDN过渡。过渡。26l为了克服为了克服PDH的上述缺点，的上述缺点，1988年，年， CCITT以以美国美国AT&T提出的同步光纤网提出的同步光纤网(SONET)为基础，为基础，经过修改与完善，使之成为适应于欧美两种数字经过修改与完善，使之成为适应于欧美两种数字系列，将它们统一于一个传输构架之中，并取名系列，将它们统一于一个传输构架之中，并取名为同步数字系列为同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy SDH)。 lSDH是由一些网络单元是由一些网络单元

23、(例如，终端复用器例如，终端复用器TM、 同步数字交叉连接设备同步数字交叉连接设备SDXC等等)组成的，在光纤组成的，在光纤上进行同步信息传输、上进行同步信息传输、 复用和交叉连接的网络，复用和交叉连接的网络，其关键是：其关键是：27 一、一、SDH的特的特点点 优点：优点： 速率统一：速率统一：155M、622M、2.5G、10G 光接口与帧结构统一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一步复用特性：从高速信号中直接提取/接入接入 低速信号低速信号 强大的强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化能力实现了网络管理的智能化 组网灵活、网络的生存性

24、强组网灵活、网络的生存性强 前后向兼容前后向兼容 缺点：缺点： 带宽利用率稍低带宽利用率稍低28 SDH网络由一些网络由一些SDH网元网元(NE)组成，组成， 可以在光纤、可以在光纤、 微微波以及卫星上进行同步信息传输、复用、波以及卫星上进行同步信息传输、复用、 分插和交叉连接。分插和交叉连接。它有标准的信息结构等级，被称为同步传输模块它有标准的信息结构等级，被称为同步传输模块(STM-N)。 1.1. SDH等级与速率等级与速率 等等 级级STM-1STM-4STM-16STM-64 速率速率(Mb/s) 155.520 622.080 2488.320 9953.280 信道数量信道数量1

25、92076963072012288029 . 终端复用器终端复用器 TMTM的作用是将的作用是将 PDH 电信号复接成电信号复接成STM-N信号，并完成电信号，并完成电/光转换光转换；也可将；也可将 PDH 支路信号和支路信号和 SDH 支路信号或将若干个支路信号或将若干个 SDH 支路信支路信号复接成号复接成STM-N信号，并完成电信号，并完成电/光转换。在收端则完成相反的功能光转换。在收端则完成相反的功能。PDH支路信号支路信号 SDH支路信号支路信号OAM光线路信号光线路信号STM-NTM30 . 分插复用器分插复用器 ADM ADM是一个三端口设备，有两个线路口，和一个支路口，支路是一

26、个三端口设备，有两个线路口，和一个支路口，支路信号可以是各种信号可以是各种PDH信号，也可以是信号，也可以是SDH信号。其作用是从主流信信号。其作用是从主流信号中分出一些信号并接入另外一些信号。常用于线性网和环形网。号中分出一些信号并接入另外一些信号。常用于线性网和环形网。PDH支路信号支路信号 SDH支路信号支路信号OAM东侧线路信号东侧线路信号西侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NADM31 REG是光中继器，其作用是将光纤长距离传输后受是光中继器，其作用是将光纤长距离传输后受到较大衰减及色散畸变的光脉冲信号转换成电信号或进到较大衰减及色散畸变的光脉冲信号转换成电信号或进行放大、整形

27、、再定时、再生为规划的电脉冲信号，再行放大、整形、再定时、再生为规划的电脉冲信号，再调制光源变换为光脉冲信号送入光纤继续传输，以延长调制光源变换为光脉冲信号送入光纤继续传输，以延长通信距离。通信距离。OAM东侧线路信号东侧线路信号西侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NREG32 兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复与保护、监控等多项功能的与保护、监控等多项功能的SDH 设备。适用于设备。适用于SDH的的DXC称为称为SDXC。PDH支路信号支路信号 STM-NSTM-N SDH支路信支路信号号DXC33为非本地交换业务迅速提供可用路由；

28、为非本地交换业务迅速提供可用路由；为临时性重要事件迅速提供电路；为临时性重要事件迅速提供电路；当网络故障后，迅速发现替代路由，提供新配置当网络故障后，迅速发现替代路由，提供新配置; ;按业务流量的季节性变化优化网络；按业务流量的季节性变化优化网络；使网络运营者可在网中自由混合使用不同数字体系。使网络运营者可在网中自由混合使用不同数字体系。349270N字节字节13459RSOHSTM-N 净负荷净负荷 (含含POH)传输方向传输方向MSOHSOH：段开销；：段开销；AU PTR：管理单元指针；：管理单元指针；POH：通道开销：通道开销AU PTR帧周期帧周期 T=125s每秒传每秒传1/T=8

29、000帧帧图图13-8 SDH的帧结构的帧结构STM-1 帧长：帧长：92708=19440bitSTM-1 速率速率：9 270 8 8000=155.520Mbit/s35l从结构组成来看，从结构组成来看， SDH的整个帧结构可分成的整个帧结构可分成3个区域：段个区域：段开销区、净负荷区和管理单元指针区。开销区、净负荷区和管理单元指针区。(1)段开销段开销(SOH)区：区：段开销是指段开销是指SDH帧结构中为了保证信息帧结构中为了保证信息净负荷正常、灵活、有效地传送所必须附加的字节，主净负荷正常、灵活、有效地传送所必须附加的字节，主要用于网络的要用于网络的OAM功能。段开销分为再生段开销功

30、能。段开销分为再生段开销(RSOH)和复用段开销和复用段开销(MSOH)。 (2) 净负荷净负荷(Payload)区：区： 净负荷区主要用于存放各种业务信净负荷区主要用于存放各种业务信息比特，也存放了少量可用于通道性能监视、管理和控息比特，也存放了少量可用于通道性能监视、管理和控制的通道开销制的通道开销(POH)字节。字节。(3)管理单元指针管理单元指针(AU-PTR)区：区： 是一种指示符，其作用是用是一种指示符，其作用是用来指示净负荷区域内的信息首字节在来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确帧内的准确位置，以便在接收端能正确分离净负荷。位置，以便在接收端能正确分离净负荷。36

31、SDH TM终端复用器终端复用器SDH ADM（DXC）分插复用器分插复用器SDH TM终端复用器终端复用器REG再生器再生器通道开销（通道开销（POH）支支路路信信号号再生段开销再生段开销（RSOH）MSOH支支路路信信号号支路信号支路信号复用段复用段开销开销（MSOH） RSOHRSOHRSOHPOHPOH 再生段开销用于对再生段开销用于对STM-N整体信号进行监控，复用段开整体信号进行监控，复用段开销用于对销用于对STM-N中的净荷进行监控，通道开销则对每个通道中的净荷进行监控，通道开销则对每个通道进行监控。进行监控。因此因此SDH可实现分层管理，维护十分方便。可实现分层管理，维护十分方

32、便。37 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A2 A2 A2 A2 A2 A2 J0 J0 B1 B1 E1E1 F1F1 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 9行行 传输方向传输方向 国内使用字节国内使用字节 传输媒质指示字节传输媒质指示字节 空格：国际使用字节空格：国际使用字节9 9

33、 列列T=125s38A1、A2： 帧定位字节帧定位字节 （F6 28 H） J0： 再生段跟踪：收、发是否正确对接再生段跟踪：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：可传送网管数据复用段数据通信通道：可传送网管数据 E1、E2： 公务联络公务联络 F1： 使用者通道：为维护目的提供数据使用者通道：为维护目的提供数据/ /音频通道音频通道 B2： 复用段比特间插奇偶校验字节复用段比特间插奇偶校验字节( (BIP-N2

34、4) ) K1、K2：自动保护倒换字节自动保护倒换字节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：误码检测结果复用段远端差错指示：误码检测结果39l一个传输网主要由传输设备和网络节点构成。简单一个传输网主要由传输设备和网络节点构成。简单的网络节点只有复用功能，而复杂的网络节点应包的网络节点只有复用功能，而复杂的网络节点应包括复用和交叉连接等多种功能。括复用和交叉连接等多种功能。l网络节点接口网络节点接口(NNI)是实现是实现SDH网的关键。从概念网的关键。从概念上讲，网络节点接口是网络节点之间的接口，从实上讲，网络节

35、点接口是网络节点之间的接口，从实现上看它是传输设备与其他网络单元之间的接口。现上看它是传输设备与其他网络单元之间的接口。 NNI在网络中的位置如图在网络中的位置如图13-9所示。所示。lNNI是一个国际标准化的规范接口，有标准接口速是一个国际标准化的规范接口，有标准接口速率、信号帧结构和信号码型。率、信号帧结构和信号码型。40图图13-9 NNI在网络中的位置在网络中的位置l NNI是传输设备（链路）与其他网元之间的接口，是传输设备（链路）与其他网元之间的接口， 是构成一个统一的电信网络的基础设施。是构成一个统一的电信网络的基础设施。41一、传送网结构一、传送网结构1. 1. 分层结构分层结构

36、 . . 电路层电路层 直接为用户提供通信业务，其节点设备是交换机等。直接为用户提供通信业务，其节点设备是交换机等。 . . 通道层通道层 支持一个或多个电路层网络，为电路层节点设备提供支持一个或多个电路层网络，为电路层节点设备提供 电路群（通道），如电路群（通道），如VC-12、VC-4等。等。 . . 传输媒质层传输媒质层 支持一个或多个通道层网络，如光缆等。支持一个或多个通道层网络，如光缆等。42 非非SDH客户客户VC-12VC-12 VC-4复用段复用段再生段再生段 物理层物理层低阶低阶高阶高阶段层段层通道层通道层 传输传输媒质层媒质层电路层电路层分层模型：分层模型：43 . . 线

37、形网线形网 网络中的所有节点一一相连，并且首尾开放，又称链网络中的所有节点一一相连，并且首尾开放，又称链 型网。结构简单、经济。型网。结构简单、经济。 . . 星型网星型网 网络中的某一点（枢纽）与其它个节点直接相连，而网络中的某一点（枢纽）与其它个节点直接相连，而 其它各点之间不再直接相连。优点是除枢纽点外，所其它各点之间不再直接相连。优点是除枢纽点外，所 有节点都可配成终端；缺点是安全问题是瓶颈。有节点都可配成终端；缺点是安全问题是瓶颈。 . . 树形网树形网 可视为线形网与星型网的结合。可视为线形网与星型网的结合。44. . 环形网环形网 所谓环形网，就是把线形网的首尾相接所谓环形网，就

38、是把线形网的首尾相接, ,从而使任何一点从而使任何一点 都不对外开放。都不对外开放。 环形网结构在环形网结构在SDH传送网中应用非常广泛，因它具有自传送网中应用非常广泛，因它具有自 愈能力，使网络具有很强的生存性。愈能力，使网络具有很强的生存性。. . 网孔型网网孔型网 网络中的任何二个节点都能直接相连。网络中的任何二个节点都能直接相连。 它能为二点间的通信提供多种路由可选，因而网络的可它能为二点间的通信提供多种路由可选，因而网络的可 靠性高；但结构复杂、成本较高。靠性高；但结构复杂、成本较高。 45线形：线形：星形：星形：树形：树形：46环形：环形：网孔形：网孔形：47l自愈网：通信网络发生

39、故障时，无需人为干预，网自愈网：通信网络发生故障时，无需人为干预，网络就能在极短的时间内从故障中自动恢复所携带的络就能在极短的时间内从故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。业务，使用户感觉不到网络已出了故障。l自愈网技术可分为自愈网技术可分为“保护保护”型和型和“恢复恢复”型两类。型两类。u保护型自愈要求在节点之间预先提供固定数量的用于保保护型自愈要求在节点之间预先提供固定数量的用于保护的容量配置，以构成备用路由。当工作路由失效时，护的容量配置，以构成备用路由。当工作路由失效时，业务将从工作路由迅速倒换到备用路由。保护倒换的时业务将从工作路由迅速倒换到备用路由。保护倒换的时

40、间很短间很短(小于小于50ms)。u恢复型自愈所需的备用容量较小，网中并不预先建立备恢复型自愈所需的备用容量较小，网中并不预先建立备用路由。发生故障时，利用网中仍能正常运转的空闲信用路由。发生故障时，利用网中仍能正常运转的空闲信道建立迂回路由，恢复受影响的业务，恢复时间较长道建立迂回路由，恢复受影响的业务，恢复时间较长 。48l在在SDH网络中，根据业务量的需求，自愈网可以网络中，根据业务量的需求，自愈网可以采用各种各样拓扑结构的网络。由于不同网络结构采用各种各样拓扑结构的网络。由于不同网络结构所采取的保护方式不同，因而在所采取的保护方式不同，因而在SDH网络中的自网络中的自愈保护可以分为线路

41、保护倒换、环型网保护、网孔愈保护可以分为线路保护倒换、环型网保护、网孔型型DXC网络恢复及混合保护方式等。网络恢复及混合保护方式等。l基本原理：当出现故障时，业务由工作通道倒换到基本原理：当出现故障时，业务由工作通道倒换到保护通道。保护通道。l类型：线路保护倒换有：类型：线路保护倒换有：1+1和和1N 两种方式。两种方式。4950l定义：所谓自愈环（定义：所谓自愈环（Self-Healing Ring，SHR）是指采用分插复用器（是指采用分插复用器（ADM）组成环形网实现自）组成环形网实现自愈的一种保护方式，如图愈的一种保护方式，如图13-10所示。所示。图图13-10 ADM自愈自愈环环51

42、l根据自愈环的结构分为：通道保护环和复用段保根据自愈环的结构分为：通道保护环和复用段保护环。护环。 通道保护环：通道保护环：保护的单位是通道，倒换与否以离开保护的单位是通道，倒换与否以离开环的每一个通道信号质量的优劣而定，一般用告警环的每一个通道信号质量的优劣而定，一般用告警指示信号指示信号(AIS)来决定是否进行倒换。该环属专用来决定是否进行倒换。该环属专用保护，保护时隙为整个环专用，正常情况下保护段保护，保护时隙为整个环专用，正常情况下保护段往往也传业务信号。往往也传业务信号。 复用段保护环：复用段保护环：业务量保护以复用段为基础，倒换业务量保护以复用段为基础，倒换与否按每一对节点间复用段

43、信号质量的优劣而定。与否按每一对节点间复用段信号质量的优劣而定。复用段保护环需要采用自动保护倒换复用段保护环需要采用自动保护倒换 (APS)协议，协议，多属共享保护，即保护时隙由每一个复用段共享，多属共享保护，即保护时隙由每一个复用段共享，正常情况下保护段往往是空闲的。正常情况下保护段往往是空闲的。523. DXC保护保护DXC自愈环的拓扑结构主要是网状形结构，因为网状网的物自愈环的拓扑结构主要是网状形结构，因为网状网的物理路由有很多条，可节省备用容量的配置，提高资源利用率。理路由有很多条，可节省备用容量的配置，提高资源利用率。图图13-11 采用采用DXC为节点的网孔型保护结构为节点的网孔型

44、保护结构53l在网状网的节点处采用在网状网的节点处采用DXC4/4设备，当某处光缆被设备，当某处光缆被切断时，利用切断时，利用DXC的快速交叉连接特性可以比较迅速的快速交叉连接特性可以比较迅速地找到替代路由，并恢复业务。高度互连的网状网结地找到替代路由，并恢复业务。高度互连的网状网结构为构为DXC的保护的保护/恢复提供了较高的成功概率。恢复提供了较高的成功概率。l节点节点A到到D原有原有12个单位个单位 (如如12140/155 Mb/s)的业务的业务量，当其间的光缆被切断后，量，当其间的光缆被切断后，DXC可能从网络中发现可能从网络中发现3条替代路由来分担这条替代路由来分担这12个单位的业务

45、量，即从个单位的业务量，即从A经由经由E到到D为为6个单位，经个单位，经B和和E到到D为为2个单位，经个单位，经B和和C到到D为为4个单位。可见，网络越复杂，替代路由越多，个单位。可见，网络越复杂，替代路由越多，DXC的恢复效率越高，但节点过多会增加的恢复效率越高，但节点过多会增加DXC设备设备间转接业务所需的端口容量及附加线路。间转接业务所需的端口容量及附加线路。54l如果将环形网保护和如果将环形网保护和DXC保护在某些场合下相互结保护在某些场合下相互结合，取长补短，就可大大合，取长补短，就可大大增加网络的生存性。市话增加网络的生存性。市话局间的中继网就是两者混局间的中继网就是两者混合使用的

46、理想场合，可以合使用的理想场合，可以按区域划分若干环形网，按区域划分若干环形网，将这若干个环形网连接到将这若干个环形网连接到同一个同一个DXC 4/1设备上，设备上，再由该再由该DXC向上连至长途向上连至长途网中的宽带网中的宽带DXC4/4设备，设备，如图如图13-12所示。所示。图图13-12 混合保护结构混合保护结构555. 各种自愈保护比较各种自愈保护比较l线路保护倒换方式配置容易，网管简单，恢复时间很短线路保护倒换方式配置容易，网管简单，恢复时间很短(50ms)，但成本较高，一般用于保护较重要的光缆连接，但成本较高，一般用于保护较重要的光缆连接(1+1方式方式)或两点间有较稳定的大业务

47、量情况。或两点间有较稳定的大业务量情况。l自愈环具有很高的生存性，网络恢复时间较短自愈环具有很高的生存性，网络恢复时间较短(50ms)，并，并具有良好的业务量疏导能力，但其网络规划较难实现，适具有良好的业务量疏导能力，但其网络规划较难实现，适用于接入网、中继网和长途网。在接入网部分，适于采用用于接入网、中继网和长途网。在接入网部分，适于采用通道保护环；而在中继网和长途网中，则一般采用双向复通道保护环；而在中继网和长途网中，则一般采用双向复用段保护环。用段保护环。lDXC的保护方式也具有很高的生存性，便于规划和设计，的保护方式也具有很高的生存性，便于规划和设计，但网络恢复时间较长。但网络恢复时间

48、较长。DXC保护最适合于高度互连的网孔保护最适合于高度互连的网孔形拓扑，在长途网中应用较多。利用形拓扑，在长途网中应用较多。利用DXC将多个环形网互将多个环形网互连应用也较多。连应用也较多。56l光波分复用光波分复用(Wavelength Division Multiplexing WDM)技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。其原理是在发送端将不同波长的光号的一项技术。其原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来信号组合起来(复用复用)，并耦合到光缆线路上的同一，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信根光纤中进行

49、传输，在接收端又将组合波长的光信号分开号分开(解复用解复用)，恢复出原信号后送入不同的终端，恢复出原信号后送入不同的终端中，因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光中，因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光波分复用技术。波分复用技术。l通常把光信道间隔较大通常把光信道间隔较大(几十几十nm以上，甚至在光纤以上，甚至在光纤的不同窗口上的不同窗口上)的复用称为光波分复用的复用称为光波分复用(WDM)，而，而把在同一窗口中信道间隔较小把在同一窗口中信道间隔较小(小小于于3.2nm )的的WDM称为密集波分复用称为密集波分复用(DWDM)。 5758图图13-13 DWDM系统的构成及频谱示意图系统

50、的构成及频谱示意图59l实际实际WDM系统主要由系统主要由5部分组成：光发射机、光部分组成：光发射机、光中继放大、光接收机、光监控信道和网管系统，如中继放大、光接收机、光监控信道和网管系统，如图图13 -14所示。所示。l在发送端，光发射首先将来自终端设备输出的光信在发送端，光发射首先将来自终端设备输出的光信号，利用光转发器号，利用光转发器(OTU)把符合把符合ITUT G.957建议的建议的非特定波长的光信号转换成符合非特定波长的光信号转换成符合ITUT G.692建议建议的具有稳定的特定波长的光信号。的具有稳定的特定波长的光信号。OTU对输入端对输入端的信号波长没有特殊要求，其输出端满足的信号波长没有特殊要求，其输出端满足G.692的的光接口，光接口， 即标准的光波长和满足长距离传输要求即标准的光波长和满足长距离传输要求的光源；利用合波器合成多路光信号；通过光功率的光源；利用合波器合成多路光信号；通过光功率放大器放大器(BA)放大输出多路光信号。放大输出多路光信号。60图图13-14 实际实际WDM系统的基本结构系统的基本结构61（1）双纤单向传输）双