中兴SDH原理课件

SDH基本原理简介第一章什么是SDH1.1SDH的发展历史

1.2PSH和SDH的比较1.3SDH的本质和优点1.4中兴公司开发的SDH设备介绍SDH的定义SDH:Synchronousdigitalhierarchy

光同步数字传送网SDH是一个将复接、线路传输、交叉连接及交换功能融为一体的，并由统一的网管系统进行管理的综合业务传送网络1.2PDH和SDH的比较1.2.1PDH是逐级复接，SDH是一步到位；用SDH设备组网简单经济140OLTE34814034822883434140140OLTEOLTE:光线路终端ADM155Mbit/s155Mbit/s234140ADM:分插复用设备SDHSDHSDHPDH1.2.2PDH网络接口的电接口是标准的，光接口没有标准化；SDH的网络接口对光接口也制订了标准，使得不同厂家的设备在光纤上能够互通。专用的PDH光信号厂商A厂商B厂商B标准电接口互通2Mbit/s或34Mbit/sPDH厂商B厂商ASDH标准光接口互通统一的SDH-N光信号1.2.3PDH和SDH的帧结构通常的PDH帧结构用一个绘成一行的图或列表的形式来描述，而SDH的帧结构是用一个二维的距阵来描述。TS0TS1TS2TS15TS16TS17TS18TS31（a)2048kbit/s帧结构净荷再生段开销复用段开销指针（b)SDH的帧结构（STM-1帧概貌1.2.4PDH帧结构中开销比特较少，不能提供足够的运行、管理和维护（OAM）能力；SDH帧中有大量的开销比特，可以提很强的OAM能力。1.2.5PDH体系有两大体系三个不同的标准；SDH体系是一个世界统一的标准，能兼容两大系列三个标准从而实现完全互通。与SDH相比，PDH的主要缺点有二：第一：PDH考虑的主要业务对象是普通的传统电话业务，它在很多方面已不能适应现代通信向业务多样话和宽带化发展的要求。且网管能力、网络自愈能力、互通性能都较差。第二：PDH主要用于点对点连接。它没有标准的光接口，不同厂家的设备不能实现光口互连，组网能力差。1.3SDH的本质和优点1.3.1SDH的本质：

SDH提出了一整套传送网的国际标准，它不光是规定了复用方法，还描述了组网原则。可以说SDH的本质是网络或连网——同步传送网络。1.3.2SDH的优点：（1）一次到位的同步复用方式使传输系统的硬件品种、数量减少。（2）高度标准化的光接口。（3）具有强有力的标准化网管功能（4）既兼容现在所有的PDH系列，又能充分满足将来的发展。

1.3.3SDH的缺点频带利用率不如传统的PDH。采用指针调整机理不仅增加了设备的复杂性，而且还增加了某些设备的接口难度。在从PDH到SDH的过渡时期，会形成多个SDH“同步岛”经由PDH互连的局面，为网同步的规划和实施带来了复杂性。由于大规模的采用软件控制和将业务量集中在少数几个高速链路和交叉连接点上。人为错误、软件故障、计算计病毒均可导致重大故障。第二章SDH的结构2.1SDH网络结构2.2SDH的网元2.3SDH的功能传送层2.4SDH的开销2.5SDH-N帧的基本结构2.6SDH-1段开销2.7高阶通道开销2.8低阶通道开销2.1SDH网络结构DXC4/4DXC4/4DXC4/4DXC4/4STM-4或STM-16一级干线网DXC4/4DXC4/4DXC4/1ADMSTM-1或STM-4ADMADMADMADMDXC4/1DXC4/1DXC4/1DXC4/1ADMADMADMSTM-1或STM-4二级干线网本地中基继网ADMADMOLTOLTOLTOLTOLTOLTADMOLTOLT用户接入网环形星形

上图是我国的SDH网络结构示意。按原邮电部颁布的《光同步数字传输网技术体制》规定，将我国SDH网络分为四层：一级干线网，二级干线网，本地传输网和接入网。通常在干线网上用较高速率的传输链路，如SDH-16或更高的光缆线路系统组成网状网。中下层网络用较低速率的传输链路，如SDH-4光线路系统，组成自愈环网2.2SDH的网元构成SDH网络的基本网络单元简称网元。现行的SDH网定义有三类基本网元：

终端复用设备TM：TM设备在其线路侧终结群路信号和SDH开销信号。在其终端侧分出或接入SDH、PDH支路光/电信号。分插复用设备ADM：ADM设备能够从线路信号中分出、接入和直通低阶或高阶信号。ADM终结收方向的开销，并在同一方向的发端又重新起始开销。在网管中，ADM可以终结、转发、始发或直通DCC信息。再生中继设备REG：REG的基本功能是接收来自光纤线路的信号，将它再生后发往下一段光线路。同时REG产生、终结再生段开销。2.3SDH的传送功能层段层电路层

传输媒质层低阶通道层

高阶通道层

复用段层再生段层物理层电路层

通道层

电话网

DDN

分组网

出租专线

光缆传输

通道网

微波传输卫星传输

分层中最下层是物理层，用光信号波长、脉冲波形等参数表征。

物理层上面是段层，段层的作用是确保SDH网内接点之间信号传送的完整性。

段层的上面是通道层，通道层的作用是支持电路层，将电路层信号适配成统一

的形式来传送。

最上层是电路层，即SDH传送网支持的各种业务。2.4SDH的开销SDH体系正是使用了丰富的开销来完成OAM功能的。SDH共有以下四种开销：

再生段开销（RSOH）：用于各个REG之间的管理；复用段开销（MSOH）：用于各个复用器之间的管理；高阶通道开销（HPOH）；用于各个高阶虚容器之间的管理；低阶通道开销（LPOH）：用于各个低阶虚容器之间的管理。复用段（MSOH）再生段再生段再生段（RSOH）（RSOH）（RSOH）高阶通道（HPOH）低阶通道（LPOH）再生器低阶容器C-1C-3高阶容器C-4高阶容器C-4低阶容器C-1C-3低阶组装器低阶组装器高阶组装器高阶组装器STM-N复用STM-N复用2.6SDH-1段开销再生段开销（RSOH）9字节261字节复用段开销（MSOH）管理单元（AU）指针A1A1A1A2A2A2J0** B1 B2 B2 B2 E1 E2 F1 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D10 D11 D12 S1 M1 K1 K2 H1 Y Y H2 H3 H3 H3 1 1**净荷区（261字节9行）9行2.6.1STM-1帧和段开销为国内使用保留字节为不扰码字节为与传输媒质有关的特征字节（暂定），所有未标记字节为将来国际标准确定（与媒质有关的应用，附加的国内使用和其它用途）2.6.2再生段开销（1）帧定位：A1，A2。用于STM-1帧定位，规定为两种固定代码：A1=11110110；A2=00101000，用16进制表示为：A1=F6；A2=28。（2）再生段踪迹：J0。它是再生段接入点的识别符，重复发送一个代表某接入点的标志，从而使段的接收端能够确认自己与预定的段的发送端是否是否处于持续的连接状态。它用连续16个STM-1帧内的J0字节组成16字节的帧来传送接入点识别符。（3）再生段误码监视：B1。用于再生段误码检测，使用8比特作奇偶校验，称作比特间插奇偶（BIP）校验—8比特。（4）公务通信：E1。用于再生段公务联络（EOW），可提供一个64kbit/s通道。（5）使用者通路：F1。为网络营运者提供一个64kbit/s通路，为特殊维护目的提供临时的数据/话音通道。（6）数据通信通路（DCC）：D1、D2、D3。用于再生段转送再生器的运行、维护和管理信息，可提供速率为192kbit/s的DCC通道。2.6.3复用段开销（1）复用段误码监视：B2。用于复用段的误码检测，即用3个B2

字节的每1比特（共24比特）各支持一个块（共24块）。（2）数据通信通路：D4~D12。用于复用段传送运行、维护和管理信息。可提供速率为576/kbit/s通道。（3）公务通信：E2。用于复用段公务联络线（EOW），可提供速率为64/kbit/s通路。（4）自动保护倒换（APS）通路：K1，K2（b1~b5)。用于复用段保护倒换信令。K1(b1~b4)指示倒换请求的原因，K1（b5~b8)

指示提出倒换请求的工作系统续号，K2（b1~b4)指示复用段接受侧备用系统倒换开关所桥接到的工作系统序号。K1的b5

为“0”表示1+1APS，B5为“1”表示1:nAPS。（5）复用段远端缺陷指示（MS-RDI）：K2（b6~b8)。用于向复用段发送端回送接收端状态指示信号，告诉发送端接收端检测到上游段故障或收到复用段告警指示信号（MS-RDI）。当b6~b8

为110时，表示MS-RDI。其他状态预留将来使用。BIP-8计算方法011101110010100001110111110110017654321011110001123……2430BIP-8:BIP-24计算方法0111011101110111011101111101100110101110

76543210147……0111011101110111011101111101100110101110011101110111011101110111110110011010111076543210765432102401BIP-24:24032.7高阶通道开销高阶通道开销用于高阶通道的维护和管理。虚容器VC-4和VC-3各有9个字节，位于虚容器的第一列。B3H4K3自动保护倒换（APS）通路，备用字节J1C2G1F2F3N1网络营运者字节高阶通道踪迹字节高阶通道使用者通道字节高阶通道使用者通道字节位置指示器通道状态字节高阶通道信号标记字节高阶通道误码监视BIP-8字节VC-3或VC-4B3K3H4（1）高阶通道踪迹：J1。J1是虚容器的第一个字节，用于重复发送“高阶通道接入点识别符”，接收端利用J1来确定自己与发送端是否处于持续的连接状态（2）高阶通道误码检视：B3。用于高阶通道的误码监测。（3）高阶通道信号标记：C2。用来指示VC-3或VC-4。高位1234低位1234十六进制含义0000000000未装载或监控未装载信号0000000101已装载，非特殊净荷0000001002支路单元管理组（TUG）结构0000001103支路单元（TU）锁定方式0000010004异步影射34Mbit/s进入C-30001001012异步影射140Mbit/s进入C-40001001113ATM映射0001010014局域网的分布排队双总线（DQDW）映射0001010115光纤分布式数据接口（FDDI）（4）通道状态：G1。用于把路经终端接收器检测到的通道状态和性能回送到VC-4、VC-3路径源端，该特性允许在末端或在路径上任何一点处监视整个一对路经的状态和性能61234578REIRDI保留备用G1（b1-b4）是高阶通道远段差错指示（HP-REI）。路径终端接收器利用通道B3检测差错，再用G1（b1-b4）来传送。G1（b5）高阶通道远端缺陷指示。B5=1表示远端有缺陷，反之为零。

G1（b6、b7)留做选用比特。如果不用，应将这两比特置为“00”“11”，接收端对这两比特不予理会（5）高阶通道使用者字节：F1，F2。者两个字节为使用者提供通道单元之间的通信通路，它们与净荷无关。（6）位置指示字节：H4。

用作一般净荷位置指示，也可作特殊净荷位置指示，例如作VC-12复帧位置指示。（7）自动保护倒换（APS）通路字节：K3（b1-b4).

用于高阶通道保护APS指令。(B5-b8备用）（8）用于高阶通道的串联连接监视（TCM）功能。2.8低阶通道开销低阶通道开销用于低阶通道的维护和管理。虚容器VC-12有4个开销字节，位置如图所示：35字节35字节35字节35字节V5J2N2K4（1）低阶通道误码监视：V5（b1,b2)。用于低阶通道误码检测。（2）低阶通道远端差错指示（LP-REI）：V5（b3)。用于低阶通道末端的性能回传给通道的始端。B3=1表示检测到有BIP-2

差错，反之则无。（3）低阶通道远端失效指示（LP-RFI）：V5（b4)。用于通道组装器回传低阶通道状态。b4=1表示检测到失效，反之则无。（4）低阶通道信号标记：V5（b5-b7)。（5）低阶通道远端缺陷指示（LP-RDI）：V5（b8)。当TU-1通道

AIS或信号缺陷时，用于VC-12组装器回送远端缺陷指示。B8=1表示TU-1通道AIS或信号缺陷，反之则无。（6）低阶通道踪迹：J2。用于重复发送低阶通道接入点识别符，通道接收端可根据J2来确认自己与预定的发送端是否处于持续的连接状态。（7）网络营运者字节：N2。用于低阶通道的串连连接监视（TCM）功能。（8）自动保护倒换（APS）通道：K4（ b1-b4)用于低阶通道保护APS指令。（9）增强型低介通道远端缺陷指示（LP-RDI）K4（b5-b7)。当TU-12通道AIS或信号缺陷时，用于VC-12组装器向回发送远端缺陷指示。第三章映射和复用3.1复用结构3.2映射3.32048kbit/s到STM-1的映射和复用3.4指针调整原理SDHG.709复用映射结构虚容器STM-N×N×1140Mb/s45Mb/s34Mb/s6.3Mb/s2Mb/s1.5Mb/s×3×７×７×１×３C-11C-12C-2C-3C-4VC-11VC-2VC-3VC-3VC-4TU-11TU-12TU-2TU-3TUG-2TUG-3AUGAU-3AU-4VC-12×3×4×1容器支路单元管理单元支路单元组管理单元组同步传送模块定位校准复用映射3.1复用结构我国采用的复用映射结构虚容器STM-N×N×1140Mb/s34Mb/s×７×１×３C-12C-3C-4VC-12VC-3VC-4TU-12TU-3TUG-2TUG-3AUGAU-4×3容器支路单元管理单元支路单元组管理单元组同步传送模式

欧洲电信标准协会采用的复用映射结构是G.709建议的一部分，即高阶虚容器中没有VC-3，我国选用的是欧洲复用映射结构。定位校准复用2Mb/s映射容器是一种信息结构，主要完成适配功能（速率调整），让那些最常使用的准同步数字体系信号能够进入有限数目的标准容器。ITU-T规定了5种标准容器：C-11、C-12、C-2、C-3和C-4。我国仅用到了C-12、C-3和C-4。容器由标准容器出来的数字流加上通道开销后就构成了虚容器（VC），这是SDH中最重要的一种信息结构，主要支持通道层连接。虚容器支路单元（TU）是一种为低阶通道层与高阶通道层提供适配功能的信息结构，它由低阶VC和支路指针（TUPTR）组成。管理单元（AU）是一种为高阶通道层与复用段层提供适配功能的信息结构，它由高阶VC和管理指针（AUPTR）组成。指针PTR用来指明浮动的VC在高阶VC或STM-N帧内的起始位置，但PTR本身在高阶VC或STM-N帧内位置是固定的。支路单元和管理单元同次一致的TU-11或TU-12组合成支路单元组TUG-2，同次的TUG-2或TU-3组合成支路单元组TUG-3。一个或多个在STM-N帧中占有固定位置的AU组成管理单元组（AUG），单个AU-4可组成一个管理单元组AUG。AUG对于AU-3的复用是有其意义的，对于AU-4的复用意义不大。支路单元组和管理单元组指明低阶VC/高阶VC帧在TU/AU帧中的起始位置。设置指针可以为VC在单元（TU或AU）帧内的定位提供一种灵活和动态的方法，因而指针能够容纳VC在频率和相位上的偏差定位调整将多个支路单元（TU-12和TU-3）适配到高阶VC-4或把多个管理单元适配进同步传送模式（STM-N）的过程称为复用。这里的复用是同步复用。复用*映射是数学上的一个术语，源于集合论，映射又成变换意思是两个集合中的元素有某种对应关系。例如，集合（0，1）与集合（1，），两者之间的对应关系是Y=1/X，可以说集合（0，1）通过关系Y=1/X映射进集合（1，）将各种支路信号适配装入相应的虚容器VC的过程称为映射。它的实质就是使各种支路信号与相应VC容量同步，以便使VC成为可以独立进行传送、复用和交叉连接的实体。3.2映射PDH信号进入SDH的映射方式

2.048Mbit/s34.368Mbit/sVC-12PDHVC-n映射方法异步映射比特同步映射字节同步映射139.264Mbit/s浮动模式浮动模式浮动模式浮动模式浮动模式无无浮动/锁定浮动/锁定VC-3VC-43.32048kbit/s到STM-1的映射和复用36字节RRRRV1V2V3V4V5J2N2K4RRRRRRRR32字节32字节32字节S232字节R---------RR---------RR---------RR---------RR---------RC1C2OOOORRC1C2OOOORRC1C2RRRRRS1TS0TS0TS0TS0TS16TS16TS16TS16TS1---TS15TS1---TS15TS1---TS15TS1---TS15字节同步映射（锁定模式）TS17--TS31TS17--TS31TS17--TS31TS17--TS31锁定模式固定为R异步映射35字节34字节TU-12VC-12C-123.3.1PDH一次群信号适配进SDH容器的过程4列9行V1V5RV2J2RV3N2RV4K4RRRRRVPOHR13032R2629222518211417101369253.3.2SDH成帧过程TU-123#TU-121#TU-122#TU-12123412341234111222333444TUG-23.3.3从TU-12到TUG-2的复用过程3.3.47个TUG-2经由TUG-3的复用123123123123TUG-2（1）TUG-2（2）TUG-2（7）1234567123456712345671234567123456789108086TUG-3塞入字节3.3.53个TUG-3复用进VC-4POHAABCCBAAABBCCTUG-3（A）TUG-3（B）TUG-3（C）18618618612345678910261固定塞入VC-49行3.3.6AU-4经由AUG的复用J1B3C2G1F2H4F3K3N1H1YYH21*1*H3H3H391POH1261浮动相位固定相位注：1*=11111111，Y=1001SS11S没有规定）VC-4AU-4AUG3.3.7将N个AUG复用进STM-N帧123…N123…N123…N123…N123…NRSOHMSOHN×9AUGSTM-NN×261AUGN#1#261261191191...3.3.8映射复用过程STM-N×N×1C-12VC-12VC-4TUG-2AUG-4AU-4TU-122Mb/s码速调整LDPOHTUPTRAUPTR×３复用×7复用HDPOH×３复用×N复用TUG-33.3.9STM-1速率变换过程STM-N×N×1C-12VC-12VC-4TUG-2AUG-4AU-4TU-122Mb/s2.048Mbit/s43482K=2.176Mbit/s+64Kbit/s=2.240Mbit/s

+64Kbit/s=2.304Mbit/s7+(2964)=49.536Mbit/s150.336+(9964)=155.520Mbit/sTUG-33+(3964)=150.336Mbit/s3=6.912Mbit/s150.336+(964)=150.912Mbit/s3.310STM-N信号容量4个VC-4（4×140M）12个VC-3（12×34M）252个VC-12（252×2M）STM-1（155M）

1个VC-4（1×140M）3个VC-3（3×34M）63个VC-12（63×2M）STM-4（622M）STM-16（2.5G）16个VC-4（4×140M）48个VC-3（48×34M）1008个VC-12（1008×2M）

3.4指针调整原理

3.4.1指针调整的作用

指针的作用非常重要，是SDH的关键技术之一。指针的作用有三：

当网络处于同步状态时，指针用于进行同步的信号之间的相位校准。

当网络失去同步时，指针用作频率和相位教准；当网络处于异步工作时，指针用作频率跟踪校准。

指针还可用来容纳网络中的相位抖动和漂移。3.4.2指针调整原理0--187--0--187--782--86--782--86--522--523--521--H1YYH211H3H3H3H1YYH211H3H3H31=全1Y=1001SS11（S未规定比特）STM-1帧起始点STM-1帧起始点正调整机会负调整机会12341234在SDH设备中，信息与容器之间存在着一个速率适配的问题，当信息容量大于容器的容量时，会发生信息溢出；当信息容量小于容器的容量时，会发生容器读空，从而影响信息的正常传送。为防止这些现象发生，设置了SDH指针，信息与容器之间的速率适配就是用指针调整来实现的。状态名称零调整正调整负调整H3H3信息H3H3信息H3H3信息信息填充信息信息填充信息信息填充信息信息=容器信息<容器信息>容器速率关系789101112STM-1帧中第4行字节的内容字节编