物理SDHMSTP原理及设备

物理SDHMSTP原理及设备第1页/共175页2提纲SDH原理及技术概述SDH帧结构复用与映射段开销和通道开销指针SDH设备形态SDH的保护时钟同步第2页/共175页3SDH产生的技术背景只有地区性的电接口规范，而不存在国际性标准。没有世界性的标准光接口规范从低次群到高次群的复接是异步的，需通过码速调整来达到频率的匹配和容纳时钟频率的偏差。第3页/共175页4PDH缺点没有国际统一的速率标准

2M系列：2M、8M、34M、140M、565M；1.5M系列：北美：1.5M、6.3M、45M、274M；日本：1.5M、6.3M、32M、100M；没有国际统一的光接口规范（多种码型变换方案）上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高：需要用硬件进行逐级复用与解复用（背靠背）；网络的OAM能力差：无足够的开销字节。第4页/共175页51.5Mbit/s2Mbit/s6.3Mbit/s32Mbit/s100Mbit/s400Mbit/s1.6Gbit/s日本系列6.3Mbit/s6.3Mbit/s北美系列45Mbit/s274Mbit/s8Mbit/s34Mbit/s139Mbit/s565Mbit/s欧洲系列准同步数字系列第5页/共175页6光/电解复用解复用解复用复用复用复用电/光2Mbit/s电信号PDH分插复用2Mbit/s支路信号的过程PDH:准同步数字系列第6页/共175页7SDH基本概念SDH是SynchronousDigitalHierachy的缩写，即同步数字系列。SDH是一个通过物理（主要是光）的传输网络传送适配的净荷（Payload）的标准化数字传送结构的一个系列集。SDH是大容量光通信网络的国际标准。标准情况：工作开始于1986年6月CCITT（现为ITU-T）第18研究组。目标是给同步传输系统建立世界范围的标准，给网络运营者提供灵活和经济的网络。1988年11月，批准了第1个SDH标准，即G.707、G.708和G.709。这些标准为网络节点接口（NNI）定义了传输速率、信号形式、复用结构和支路映射。除了定义了包括NNI的标准以外，ITU-T还公布了一系列标准，如管理同步复用器运行的标准（G.781、G.782和G.783）和SDH网络管理的标准（G.784）。基于SDH标准，同步传输系统的概念超过了点到点传输系统的需要，它包括通信网络的要求，即倒换、传输和网络控制。这些性能使SDH可以用于所有三种传统网络的应用领域：本地网络（LN）、内部交换网络（IN）和长程网络（LHN）。因此，SDH提供了一个统一的通信网络基础结构。第7页/共175页8

SDH特点优点：最主要的是同步复用、标准光接口和强大的网管能力速率统一：155M、622M、2.5G、10G、40G；光接口与帧结构统一：STM-N（N=1、4、16、64、256）；一步复用特性：可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：丰富的开销（码流量的5%）、强大的软件技术；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；前、后向兼容。缺点：带宽利用率稍低，不如PDH系统，如155M仅包括63个2M或3个34M。指针调整增加了设备的复杂性；低频抖动和漂移性能易于损伤，特别在PDH到SDH的过渡时期；强大的软件控制能力潜在重大故障的隐患。第8页/共175页9提纲SDH原理及技术概述SDH帧结构复用与映射段开销和通道开销指针SDH设备形态SDH的保护时钟同步第9页/共175页10STM-N的帧结构SOHSOHAUPTRSDH净负荷（含POH）134599270N字节9N261N传输方向125s帧周期、帧频、码块、速率T=125s第10页/共175页11帧结构的组成部分信息净负荷（Payload）—帧结构中存放各种信息码块的地方，同时存在少量用于通道性能监视、管理和控制的POH字节。段开销（SOH）—用于保证信息净负荷正常灵活传送所必须的附加字节。主要作用是提供帧同步和提供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。SOH可分为中继段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。RSOH在中继器终结；MSOH透明通过中继器而在AUG中组装和分装。管理单元指针（AU-PTR）—用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧的准确位置，同时利用指针调整技术可以解决网络节点的时钟偏差，因而在SDH系统接收端正确分离信息净负荷。第11页/共175页12SDHTM终端复用器SDHDXC交叉连接器SDHTM终端复用器MS（复用段）MS（复用段）PATH（通道）RSRS（再生段）RSREG再生器REG再生器支路信号支路信号VC组装VC解复用SDH网络分段模型第12页/共175页13提纲SDH原理及技术概述SDH帧结构复用与映射段开销和通道开销指针SDH设备形态SDH的保护时钟同步第13页/共175页14SDH的复用结构和步骤第14页/共175页15STM-NAU-4AUGVC-4TUG-3TU-12VC-12C-12C-4C-3TU-3VC-3N13TUG-2731

指针处理定位复接映射139264kbit/s34368kbit/s2048kbit/sTU-12VC-2144736kbit/s（注1）（注2）注1：

44736kbit/s接口主要用于传送IP业务及图象业务。注2:VC-2-mc主要用于传输图象等业务，具体技术实施方法待定。大约是4Mb/s34Mb/s之间。而SDH可为其提供VC-2、VC-2的级联等方式来传输。我国目前采用的映射结构第15页/共175页16复用与映射概述信号（PDH、B-ISDN、ATMCell）装入SDHPayload步骤：映射：将支路信号适配装入VC的过程。定位：一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程，即以附加于VC上的支路单元指针（或管理单元指针）指示和确定低阶VC帧的起点在TU净荷中（或高阶VC帧的起点在AU净荷中）的位置。复用一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层或者把多个高阶通道层信号适配进复用段层的过程，即以字节交错间插方式把TU组织进VC或把AU组织进STM-N的过程。由于经TU和AU指针处理后的各VC支路已相位同步，此复用过程为同步复用。复用与映射是SDH的特色之一：使数字复用由PDH的僵硬的大量硬件配置转变为灵活的软件配置。第16页/共175页172b12313123cacbaTU-12aTU-12bTU-12cTUG-2444复用与映射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。第17页/共175页18复用与映射映射：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。映射种类：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：对映射信号无限制性要求：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：不能直接提取/接入支路信号。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N×64kbit/s），必须具有块状帧结构。

优点：可直接提取/接入低速支路信号。缺点：对映射信号有限制性要求；硬件接口较复杂。比特同步映射：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；尚无使用。第18页/共175页19W=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32WPOHRRRRRRRRRRRRRRRRPOHC1C2OOOORR32WRRRRRRRRPOHC1C2OOOORR32WRRRRRRRRPOHC1C2RRRRRS1S2DDDDDDD31WRRRRRRRR1子帧2子帧3子帧4子帧T=500μs异步映射方式2Mb/s信号异步映射进VC-12VC-12（子帧）的速率为2.240Mb/s；映射信号的速率为2.048Mb/s；进行速率调整后（加入填充比特R），适配进虚容器VC-12。第19页/共175页20C-11、C-12、C-2、C-3和C-4五种标准容器。我国使用C-12、C-3、C-4三种。C-n复用与映射单元容器（C——Container）定义：一种用来装载各种速率业务信号的信息结构。G.707对PDH速率系列规范了C-11、C-12、C-2、C-3和C-4五种标准容器。PDH系列的有效负荷用H-n表示，为PDH系列等级。第20页/共175页21低阶虚容器：VC-1和VC-2 VC-3（通过TU-3将VC-3复用到VC-4时）高阶虚容器：VC-4 VC-3（AU-3中）C-nVC-nPOH复用与映射单元（续）虚容器（VC—VirtualContainer）虚容器是用来支持SDH通道层连接的信息结构。它是SDH通道的信息终端，由组织在重复周期为125us或500us的块状帧结构中的信息净负荷（容器的输出）和通道开销（POH）组成。VC-n=C-n+VC-nPOH第21页/共175页22调整比特业务信号/PDH信号=通道开销容器=虚容器业务信号或PDH信号、容器和虚容器的关系VC-n=C-n+VC-nPOH第22页/共175页23TU-n=VC-n+TU-nPTR

支路单元指针（TU-nPTR）指示VC-n净负荷起点相对于高阶VC帧起点间的偏移。在高阶VC净负荷中固定地占有规定位置的一个或多个TU的集合称为支路单元组（TUG）。复用与映射单元（续）支路单元（TU—TributaryUnit）和支路单元组（TUG—TUGroup）支路单元（TU）是提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的信息结构。有四种支路单元，即TU-n（n=11、12、2和3）。TU-n由一个相应的低阶VC-n和一个相应的支路单元指针（TU-nPTR）组成。第23页/共175页24AU-n=VC-n+AU-nPTR

管理单元指针（AU-nPTR）指示VC-n净负荷起点相对于复用段起点间的偏移。在STM-N的净负荷中固定地占有规定位置的一个或多个AU的集合称为管理单元组（AUG）。复用与映射单元（续）管理单元（AU）和管理单元组（AUG）管理单元（AU-AdministratorUnit）是提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构。有AU-3和AU-4两种管理单元。AU-n（n=3，4）由一个相应的高阶VC-n和一个相应的管理单元指针（AU-nPTR）组成。第24页/共175页25提纲SDH原理及技术概述SDH帧结构复用与映射段开销和通道开销指针SDH设备形态SDH的保护时钟同步第25页/共175页26C-1,2,3C-1,2,3Vc-1,2,3Vc-1,2,3C-4C-4VC-4POHVC-1,2,3POHMSOHAUGsSTM-NSTM-NVC-4VC-4RSOHRSOHRSOHSDH开销类型和相关开销实体第26页/共175页27段开销的字节安排（STM-1）A1A1A1A2A2A2J0**B1E1F1D1D2D3B2B2B2K1K2D4D5D6D10D11D12D7D8D9S1M1E2管理单元指针（AUPRT）9字节9行RSOHMSOHSTM-1SOH字节安排第27页/共175页28STM-4SOH字节安排A2A2A2E1D2K1D5D11D8M136字节A1A1A1B1D1B2B2B2D4D10D7S19行J0/C1F1D3K2D6D12D9E2RSOHA1B2A1管理单元指针（AUPRT）MSOHZ0/C1Z0/C1段开销的字节安排（STM-4）第28页/共175页29STM-16SOH字节安排A2A2A2E1D2K1D5D11D8144字节A1A1A1B1D1B2B2B2D4D10D7S19行F1D3K2D6D12D9E2RSOHA1B2A1管理单元指针（AUPRT）MSOHM1。。。J0/C1Z0/C1Z0/C1段开销的字节安排（STM-16）第29页/共175页30STM-64SOH字节安排A2A2A2E1D2K1D5D11D8576字节A1A1A1B1D1B2B2B2D4D10D7S19行F1D3K2D6D12D9E2RSOHA1B2A1管理单元指针（AUPRT）MSOHM1。。。J0/C1Z0/C1Z0/C1段开销的字节安排（STM-64）第30页/共175页31各种段开销的记忆方法A类：A1和A2（定帧字节）用于定位，识别帧的起始位置J类：J0（再生段踪迹字节）用来重复地发送段接入点标识符，以便使接收机能确认其与指定的发射机处于持续连接的状态。D类：D1~D12（数据通道）SOH中的DCC用来传递SDH网络的网管信息。D1~D3字节提供一个192kb/s信道，用于中继段DCC。D4~D12字节提供一个576kb/s信道，用于复用段DCC。E类：E1和E2（公务通道）E1,E2用以提供公务话音通道。E1是RSOH的一部份，可在中继端终端接入。E2是MSOH的一部份，可在复用段终端接入。F类：F1（使用者通道）为系统操作者提供特别的维护通道。B类：B1和B2（误码检测）提供误码检测功能：B1（RSOH，BIP-8）、B2（MSOH，BIP-24）。SOH的前三行不进行校验。第31页/共175页32各种段开销的记忆方法（续）K类：K1和K2(APS字节）用于SDH环型网络的保护倒换复用段远端故障指示（MS-RDI）字节：K2（b5-b8）S类：S1(同步状态字节)S1字节的b5-b8用作传送同步状况信息，即上游站的同步状态通过S1（b5-b8）传送到下游站。M类：M1(段远端误码块指示）用作复用段远端差错指示，即传送由B2检出的误码数。类：与传输媒质有关的字节单纤单向、单纤双向其他备用字节第32页/共175页33通道开销（高阶）J1B3C2G1F2H4F3K3N1AU-4指针+CIRSOHMSOH9N261NSTM-NC-4-XcVC-4-Xc固定塞入字节J1B3C2G1F2H4F3K3N11X261第33页/共175页34VC-4/VC-3

J1B3C2G1F2H4F3K3N1高阶通道开销（VC-4/VC-3POH）位置与结构开销字节功能J1：通道跟踪字节，使收、发正确对接；B3：通道奇偶校验字节(BIP-8)；C2：信号标记字节，指示VC-4的结构；VC-4可能包含1×140M、3×34/45M、63×2M；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、F3：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：通道自动保护倒换字节(APS)；K3（b1-b4）：自动保护倒换（APS）通路字节K3（b5-b8）：留作将来使用N1：网络操作者字节。

第34页/共175页35V5VC-12J2VC-12

500μs复帧VC-12N2K4VC-12低阶通道开销（VC-12POH）位置与结构开销字节功能

V5：

通道状态与信号标记，

b1b2：奇偶校验BIP-2；

b3：指示误码检测结果；

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：使收、发正确对接；

N2：网络操作者字节；

K4：通道自动保护倒换字节。第35页/共175页36提纲SDH原理及技术概述SDH帧结构复用与映射段开销和通道开销指针SDH设备形态SDH的保护时钟同步第36页/共175页37指针的作用及分类

指针的作用就是定位——指示净负荷的位置（净负荷的第一个字节相对于指针最后一个字节的偏移量），使得可以从高阶的STM-N信号中直接分离出低阶的业务信号。当网络处于同步状态时，指针用来进行同步信号间的相位校准。当网络处于网络失步时，指针用作频率和相位校准；网络失去同步或异步工作时，指针用作频率跟踪校准。指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移。指针AU-PTR高阶指针TU-PTR低阶指针给VC-4定位给VC-3、VC-12定位第37页/共175页38两级指针定位高阶指针定位VC-4低阶指针定位VC-12SDH2Mbit/s（电信号）第38页/共175页399行261列AU-PTR9列H1YYH21*1*H3H3H3Y=1001SS11（S未规定）1*=11111111VC-4管理单元指针（AUPTR）位置与结构第39页/共175页40NNNNSSIDIDIDIDIDH1H2H3H3H3NDF10比特指针负调整字节AU类别NDF：新数据标识SS：AU类别，SS=11：AU-4I：增加比特D：减少比特AUPTR字节安排H1、H2、H3字节安排第40页/共175页41.净负荷位置指示

10比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VC-4进行速率调整

正调整:

5个I比特反转；在净负荷前面加3个填充字节；指针值加1。

负调整:

5个D比特反转；在净负荷前面3个字节移到3个H3字节中；指针值减1。.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=1001AUPTR字节功能H1、H2、H3字节功能第41页/共175页42H1H2H3VC-39行85列TU-3支路单元指针（TU-3PTR）位置与结构第42页/共175页43NNNNSSIDIDIDIDIDH1H2H3NDF10比特指针负调整字节AU类别NDF：新数据标识SS：TU类别，SS=10：TU-3I：增加比特D：减少比特TU-3PTR字节安排H1、H2、H3字节安排第43页/共175页44.净负荷位置指示

10比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VC-3进行速率调整

正调整:

5个I比特反转；在净负荷前面加1个填充字节；指针值加1。

负调整:

5个D比特反转；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NDF

指示净负荷中的新数据变化。正常时：NDF=0110

有新数据时：NDF=1001TU-3PTR字节功能H1、H2、H3字节功能第44页/共175页45V1VC-12V2VC-12V3VC-12

500μs复帧V4VC-12支路单元指针（TU-12PTR）位置与结构第45页/共175页46NNNNSSIDIDIDIDIDV1V2V3NDF10比特指针负调整字节AU类别NDF：新数据标识SS：TU类别，SS=10：TU-12I：增加比特D：减少比特TU-12PTR字节安排V1、V2、V3字节安排V4为保留字节第46页/共175页47.净负荷位置指示

10比特指针指示净负荷的第一个字节相对于V3字节的偏移量。.对净负荷VC-3进行速率调整

正调整:

5个I比特反转；在V3字节后面加1个填充字节；指针值加1。

负调整:

5个D比特反转；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NDF

指示净负荷中的数据变化。正常时：NDF=0110

有新数据时：NDF=1001TU-12PTR字节功能V1、V2、V3字节功能第47页/共175页48提纲SDH原理及技术概述SDH帧结构复用与映射段开销和通道开销指针SDH设备形态SDH的保护时钟同步第48页/共175页49SDH设备形态终端复用器（TM——TerminalMultiplexer）分叉复用器（ADM——AddandDropMultiplexer）再生器（REG——REGeneration）数字交叉连接设备（DXC——DigitalCrossConnectequipment）注意：MADM概念——多ADM第49页/共175页50.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终端复用器—TM第50页/共175页51.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。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ADM分插复用器—ADM第51页/共175页52.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再生器—REG第52页/共175页53.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项功能的SDH设备。STM-NSTM-NPDH支路信号

SDH支路信号DXC数字交叉连接设备—DXC第53页/共175页54提纲SDH原理及技术概述SDH帧结构复用与映射段开销和通道开销指针SDH设备形态SDH的保护时钟同步第54页/共175页55SDH网络的生存性网络功能：利用传送节点间预分配容量取代失效或劣化的传送实体。路径保护：典型的是复用段保护子网连接保护：低阶通道保护、高阶通道保护保护功能的两种连接监视方案：固有监视：利用服务层固有可用的数据所得到的信息来启动保护倒换。非介入监视：采用桥接到子网连接的路径终端来监视子网。涉及的网络物理拓扑：自动线路保护双局汇接环型网保护网孔型保护从网络的物理拓扑来分：线型拓扑：路径保护（1+1、1:n；单一路由、分路由）环型拓扑：通道保护、复用段保护网孔型：充分利用DXC的智能实现网络恢复第55页/共175页56.线形网TMADMADMTMREG

.树形网TMADMADMTMREGADMTMSDH网络拓扑第56页/共175页57

.环形网ADMADMADMADMSDH网络拓扑（续）第57页/共175页58.枢纽网TMDXCADMTMREGADMTMTMADMTMTMSDH网络拓扑（续）第58页/共175页59.网状网ADMADMADMADMSDH网络拓扑（续）第59页/共175页60四纤SDH保护SDH子网连接保护线性MS保护1+1(单向)介入式（专用保护）线性VC路径保护MS专用保护环二纤MS共享保护环1:11+1非介入式（专用保护）SDH路径保护1:1(双向)SDH保护体系的类型第60页/共175页61

1+1结构MSAMSTRSTSPIREGMSTRSTSPIMSA工作工作A站B站C站MSTRSTSPIREGMSTRSTSPI保护保护MSPMSP发送端桥接，不允许提供无保护的额外业务通路。接收端监视信号，选择连接。可靠性好，成本高自动线路保护倒换（APS）——1+1第61页/共175页621:n结构MSAMSTRSTSPIREGMSTRSTSPI工作工作A站B站C站MSTRSTSPIREGMSTRSTSPI保护保护MSAMSPMSTRSTSPIREGMSTRSTSPIMSTRSTSPIREGMSTRSTSPIMSTRSTSPIREGMSTRSTSPI......MSP

工作段共享保护段，N值范围为1~14。N个工作通路中任何一个或额外业务通路与保护段连接，MSP对接收信号条件进行监视和评价。效率高于1+1保护方案工作工作工作工作工作工作MSAMSAMSAMSAMSAMSAMSAMSAW1W2W3WnPW1W2W3WnP自动线路保护倒换（APS）——1:n第62页/共175页63两个自动保护字节K1和K2实现APS倒换规约K1字节表示请求倒换的信道K2字节确认桥接到保护信道的信道号K1字节格式

信道状态

1101信号失效（高级）

1100信号失效（低级）

1011信号劣化（高级）

1010信号劣化（低级）

APS控制器状态

0110WTR（等待恢复）

0010返回请求

0001不返回

0000未请求

额外业务

1111保护锁定

1110强迫返回

1000人工倒换

0100练习

保留字节

1001011101010011

1234567812345678

指示保留的信道号

0：空信道（保护信道）

1~14：请求倒换的工作信道编号

15：额外业务信道请求APS倒换规约第63页/共175页64K2字节格式1234567812345678=0表示1+1APS=1表示1:nAPS

指示桥接到保护信道的信道号

5678预留，其中：

111：线路AIS110：线路FERF101：双向倒换

100：单向倒换

APS倒换规约（续）第64页/共175页65（1）如果尾端收到一个倒换请求或发现故障，保护逻辑就将新情况的优先级与欲使用保护通道的请求优先级进行比较；（2）如果新情况的优先级高，尾端就形成一个具有请求使用保护通道的通道号K1字节，并在保护通道上传送；（3）首端连续接收3次K1字节，并得到确认后，K1字节送到尾端，让请求使用保护通道的通道得到确认；（4）在首端通道被桥接后，装入K2字节指出被保护的通道号；（5）尾端对通道发出桥接命令；（6）尾端收到K2字节中的通道号与请求倒换的通道相配时，此通道被保护；（7）首端收到尾端发出的K2字节后，也与保护通道桥接。注意：K1和K2字节总是在保护线路上传送。APS倒换规约操作过程第65页/共175页66

对于1+1APS结构，只有尾端决定倒换，K1字节仅用于向另一端传送信号状态。APS倒换时间（包括K1和K2字节处理时间和倒换时间）必须在50ms以内。假设每个节点用125ms的帧时间传送K1/K2字节，倒换所需的总时间为：T=（1253+2Tproc）3+Tswt（ms）

其中Tproc是每个节点处理K1/K2字节时间，一般为1.875ms，Tswt是设备倒换时间，是减小T的决定因素。APS保护倒换时间计算第66页/共175页67MS专用保护环MS共享保护环SDH自愈环单向环双向环通道保护环双向通道保护环二纤环四纤环自愈环（Self-HealingRing）SDH自愈环分类第67页/共175页68单向环双向环概念：进入环的支路信号与由该支路信号分插节点返回的支路信号方向相同，称为单向环；反之，就称为双向环。单向环和双向环的概念第68页/共175页69PWABCDa)正常情况b)故障情况下PWABCD倒换二纤单向通道保护环示意图第69页/共175页70P1/W2W1/P2ABCDa)正常情况b)故障情况下P1/W2W1/P2ABCD倒换倒换二纤双向通道保护环示意图第70页/共175页71a)正常情况b)故障情况下的倒换W2/P1W1/P2ABCDABCD倒换W2/P1W1/P2二纤双向复用段共享保护环示意图第71页/共175页72ABCDa)正常情况ABCD倒换b)故障情况下的倒换W1P1W2P2四纤双向复用段共享保护环示意图W1P1W2P2P2W2P1W1P2W2P1W1第72页/共175页73K1字节RRRPIDIDIDID请求级别请求级别0低1高信道号节点号K2字节IDIDIDIDTySSS状态111线路AIS110线路RDI倒换类型01+111:n信道号节点号表示点到点ASP系统表示环形网应用自愈环的APS规约第73页/共175页74

项目二纤单向二纤双向四纤双向二纤双向通道保护环通道保护环MS共享保护环MS共享保护环保护容量(相邻分布)

11K0.5K保护容量(均匀分布)

1

13~3.81.5~1.9保护容量(集中分布)

1111基本容量单位VC-12/3/4VC-12/3/4VC-4VC-4保护时间(ms)30505050~200成本(集中分布)低低高中成本(均匀分布)高高中中APS不用用用

用抗多点故障能力无无有无端到端保护有有无无应用场合接入网接入网中继网中继网中继网中继网长途网长途网长途网主要自愈环特性的比较第74页/共175页75所需空闲容量属性恢复时间混合线路速率网络大小节点成本所需光纤数量连通性要求多线性APS很快能点对点适中很多很低自愈环很快不能区域网较低很少适中DXC网络较慢能全局网较高适中很高适中很少生存性SDH网络结构性能比较第75页/共175页76过环业务保护方式跨环业务保护的处理方式主要有两种：G.842定义的DNI保护方式子网连接保护（SNCP）汇聚环接入环G.842定义的DNI方式工作业务和保护业务通过drop-and-continue方式分别送至互连双节点C和D；C和F节点、D和J节点可以是同一节点，且可以为同一套系统。第76页/共175页77过环业务保护方式（续）SNCP子网连接保护原理：唯一可适用于各种网络拓扑结构且倒换速度快的业务保护方式。通道层的保护，它可以对任意复杂组网方式下的两点间的业务提供保护，简单、快捷、适应强：双发选收：业务在工作和保护子网连接上同时传送，当工作子网连接失效或性能劣化到某一规定的水平时，在子网连接的接收端根据优选准则选择保护子网连接上的信号，倒换时一般采取单端切换（常用为1+1单向倒换保护）的方式，不需要协议，被保护的子网还可进一步由较低等级的子网连接和链路连接级联而成。

并发选收工作子网保护子网VC12/VC4VC12/VC4第77页/共175页78提纲SDH原理及技术概述SDH帧结构复用与映射段开销和通道开销指针SDH设备形态SDH的保护时钟同步第78页/共175页79为什么需要时钟同步？数字通信网通信系统可靠工作的保障交通、电力、金融调度、监控、数据交流军事精度定时、定位协调作战第79页/共175页80同步网概念同步网提供同步参考信号的网络，由同步节点设备（各级时钟）和定时链路组成。同步网与网同步ClockstarClockstar同步网通信网（频率同步）监控网（时间同步）时钟分层同步图第80页/共175页81主从同步准同步互同步混合同步时钟等级1级时钟

PRC(PrimaryReferenceClocks):全国基准时钟

LPR(LocalPrimaryReference):区域基准时钟2级时钟3级时钟第81页/共175页82我国电信同步网时钟分为1级、2级、3级时钟采用主从同步方式2～3个PRC全国划分为31个同步区域同步区域的LPR接收PRC和邻近的LPR同步区域内各级时钟同步于LPR，最终同步于主用PRC第82页/共175页83局间定时分配传输通道的选择PDH2048Kb/s专线SDHSTM-N线路信号PDH2048Kb/s业务电路第83页/共175页84时钟同步的功能和方式误码性能在设计所考虑的工作条件范围内,应无误码运行。同步性能外同步定时方式，又称跟踪方式。即设备内部的时钟严格跟踪（锁定）从外部输入的定时基准信号。内部定时方式正常工作模式、保持模式、自由振荡模式第84页/共175页85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原理第85页/共175页86.

提取定时方式设备从含有定时基准信息的外来信号中提取定时。

A).线路定时所有的发送时钟，皆从某一特定的STM-N接收信号中提取定时。定时发生器

西侧STM-N

东侧STM-N

提取时钟发送时钟外同步定时提取方式第86页/共175页87B).通过定时

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。定时发生器

西侧STM-N

东侧STM-N

提取时钟发送时钟外同步定时提取方式第87页/共175页88C).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

西侧STM-N

东侧STM-N

提取时钟发送时钟外同步定时提取方式第88页/共175页89.

内部定时方式

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。内部定时方式第89页/共175页90、定时保护倒换与恢复

设备应具有二个以上的外同步信号输入接口。

A）、定时保护倒换功能

当高等级的外同步源失效时，设备应能自动倒换到较低级别的外同步源。

B）、恢复功能

而当高等级外同步源恢复正常后，设备应能再恢复到从高级别的外同步源获取定时信号。定时的保护倒换及恢复第90页/共175页91定时性能—

抖动与漂移.抖动与漂移含义

抖动：数字信号的特定时刻（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：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定时性能第91页/共175页92.输入抖动与漂移容限A）.

STM-N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电接口输入抖动与漂移容限在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。输入抖动与漂移容限第92页/共175页93.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）.

STM-N电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电接口输出端测得的抖动根均方值。抖动与漂移的产生C）.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

因进行指针调整而产生的抖动与漂移值。E）.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。第93页/共175页94SDH的同步和定时定时方式：外同步定时、接收信号定时、内部定时同步时钟链路传递方式：纯PDH链路、STM-N高速群路同步链路长度：两个G.812钟间设备不超过20个整个同步链路所含设备不超过60个同步方案设计：避免形成定时环路设置备份时钟和定时传递路由利用SSM消息处理功能第94页/共175页95可以将PDH的几种体制以及ATM信元、IP等不同信号在STM-1上兼容定了标准的光规接口，便于多厂家设备横向兼容上、下电路灵活，组网方便有足够的开销，便于运行、维护和管理（OAM）从STM-1向上同步复接，既简化过程又改善抖动性能终端与复用组合一体，易于应用环形网提高系统可用性、抗毁性小结：SDH的特点第95页/共175页961SDH原理及技术2MSTP原理及关键技术3SDH设备介绍内容摘要第96页/共175页97MSTP的兴起——弥补SDH不足SDH在本地/城域网应用的缺陷：根本原因：以IP为主的数据业务发展迅猛以太网的普及表现形式：数据业务承载接口单一带宽不匹配，利用率低“静态”难于满足“动态”第97页/共175页98MSTP的本质资源共享业务灵活便于向未来网络过渡视频数据话音E1,STM-1E1,DVB,EthernetE1,Ethernet……MSTP第98页/共175页99多业务承载能力烽火MSTP产品支持的接口种类：以太网：10M，100M，1000M，10000MATM：155M，622MPDH：2M，34M，45M，144M……SDH：155M，622M，2.5G，10G，40G……第99页/共175页100MSTP的逐步发展的模型02年MSTP模型MSTP模型：04年MSTP模型增加部分05年MSTP模型增加部分“与时俱进”MSTP支持MSTP体系的所有新技术第100页/共175页101EOS封装MSTP级联及LCAS以太网处理ATM/IMA处理MSTP的关键技术第101页/共175页102EOS出现之前的数据承载—POSPPP协议包括三个部分：1、提供封装多协议报文的方法2、LCP协议(LinkControlProtocol)：用于建立配置测试链路3、NCP协议(NetworkControlProtocol)：用于建立配置不同的网络层协议PPP在POS中应用（RFC2615）的主要缺点：重发定时器、Padding处理，标准无明确规定，互通性难；繁琐的LCP和NCP功能，硬件处理复杂、开销大；成本高。注：PPP：pointtopointprotocol；POS：packetoverSDH。第102页/共175页103LAPS基于SDH的良好链路环境无需LCP、NCP；RestartTimerAddr改为SAPI，同时兼容PPP省去Padding，大大提高短数据包效率强制4B的校验，提高效率，保证性能LAPS兼容PPP方式，比后者：协议处理简单传输效率高互通性好注：LAPS：LinkAccessProcedure－SDH。X.86LAPS实现EOS：对POS的优化第103页/共175页104SDH增加对以太网的适配（EOS），关键：帧长适配带宽匹配两种方式：PPPPPPPPPPPPEthernetVC12VC12VC12VC12STM-NIPMulti-linkPPPLCP、NCPVCTrunk面向连接带宽指配两步：MP；VCTrunk；实现复杂，效率低。面向无连接带宽指配一步：VCGroup；实现简单，效率高。PPP/LAPS/GFPPPP/LAPS/GFPPPP/LAPS/GFPPPP/LAPS/GFPEthernetVC12VC12VC12VC12STM-NIPPPPLAPSGFPVCGroup（eg.VCat）100M吞吐量93％100％单板带宽48×VC1263×VC12互通性不能互通好附：两种方式比较SDH增加对以太网的适配——EOS第104页/共175页105两种映射方式：Transparent和Framemapped。扩展数据链路属性自同步，抗7eEOS封装，效率低注：GFP：GenericFramingProcedure。ITU-TG.7041GFP：在X.86后10个月推出第105页/共175页106带宽的灵活适配——级联级联：相邻级联、虚级联；级联颗粒：FE：VC12；GE：VC4；VC3（可选）。

VCG能透明通过既有SDH网；VC可独立传送、多路径传输；带宽指配灵活方便；对任一VC分别进行业务保护。以太网板卡需支持相邻级联，虚级联；通常，对FE支持VC12-xC/V，GE支持VC4-xC/V；相邻级联：多厂家SDH网络注：VCG：VirtualConcatenatedGroup虚级联：第106页/共175页107回顾Concatenation（级联）连续级联ContiguousConcatenation与虚级联VirtualConcatenationVC-4-4cC4C4C4C4VC-4-4vVC-4#1VC-4#2VC-4#3VC-4#4第107页/共175页108ITU-TG.7042——LCASLCAS实现：虚级联带宽的无损伤切换多径保护按需动态调整传送带宽例：mem4失效时，LCAS过程H4字节复帧Bit1-4Bit5-8GIDReserved“0000”CRC-8CTRLReserved“0000”CRC-8Reserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”MemberStatus(MST)MemberStatus(MST)Reserved“0000”MFI1(bit1-4)0000010000100110000101010011011110001100101011101001110110111111MFI2(bit1-4)MFI2(bit5-8)SQ(bit1-4)SQ(bit5-8)第108页/共175页109增强以太网适配灵活和安全性SiteASiteB“LCAS”通过信令检测故障虚容器，并重新绑定。MSTP网络VC-12VC-12XX不同路径注：VCat是VirtualConcatenation的简称。VCat、LCAS的好处第109页/共175页110以太网二层处理STP：RSTP/MSTPVLAN：VLANStack、GVRP广播抑制组播：IGMPSnoopingCOS：相对及绝对优先级第110页/共175页111STP：SpanningTreeProtocol（生成树协议）通常，利用STP环网支持MP2MP服务：STP不是实质上的环网；无空间复用；仅有简单的802.1p相对优先级；收敛时间一般在50s左右；烽火对MP2MP的优化：利用MSTP（多生成树）成环网：有空间复用；采用RSTP：收敛时间在5s内；FE/GEFE/GEFE/GE工作路径ABCDFE/GEABCDABCD逐跳带宽复用第111页/共175页112交换机A绿色VLAN黑色VLAN红色VLAN每个逻辑的VLAN就象一个独立的物理桥VLAN的运作IEEE802.1QVLANID范围：12bits，0~4095。第112页/共175页113以太网盘GFC1：VCG1（VC12/4-xC/V）。。。FE12GE（SFP模块）CCFE8。。。GE1GE2二层处理VCG8（VC12/4-xC/V）VCG9（VC12/4-xC/V）VCG10（VC12/4-xC/V）EOS封装：PPP/LAPS/GFPMSTP环带宽适配：VCat＋LCAS以太网处理：

交换/VLAN/组播/RPR/MPLS（可选）LAN侧WAN侧STM-NSTM-N在网管上可配置交换模式、或透传模式8FEMSTP原理及关键技术在产品的实现——以太网盘第113页/共175页114MSTP运维点点多，增至：SDH、Ethernet、ATMVC4时隙交叉VC4VC4VC4VC4VC4VC12VC12VC12VC12VC12VC12WEEth处理盘LANWANSlotBUSGFP/LAPS/PPPVCGLCASEth工作方式VLAN/GVRP/VLANStack属性STP/RSTP属性MPLSLableATM处理盘LANWANSlotBUSCBR/VBR/UBRVPI/VCI路由表带宽第114页/共175页115以太网的应用——P2P点对点专线（P2P）G.8011：EPLMEF：E-LineService

MSTP传送网CECEPoint-to-PointEVCUNIUNIP2PEVC业务开展请注意：安全保障：对MAC帧完全透传：含MAC地址、VID。带宽灵活：VCG带宽：VC12-xC/V（x=1~46）；单盘最大可用带宽：63VC12、252VC12。板卡端口可选：电、光；端口密度：2～8。适于金融、安全系统等大客户。分支机构总部机构VCGVCGVCG以太网接口MSTP设备连接示意图第115页/共175页116点对多点专线（P2MP）MSTP传送网CECEPoint-to-MultiPointEVCUNIUNIUNICE分支机构1总部机构分支机构3CE分支机构2VCGVCGVCGMSTP设备连接示意图P2MPEVC业务开展请注意：同P2P；特别考虑局端点：可实现端口、带宽汇聚；也可多端口捆绑（Trunk）。特别考虑局端点：不处理业务MAC交换，安全性极大提高。适于构筑金融、安全系统等大客户接入专网。以太网的应用——P2MP第116页/共175页117点对多点专线（P2MP）特例：同源同宿业务共享同一VCG；EVPL（G.8011）MSTP传送网CEUNI总部机构CE分支机构2VCGMSTP设备连接示意图该特例业务开展请注意：同P2P；特别考虑端点：不处理业务MAC交换，安全性极大提高。特别考虑带宽：两者共享VCG带宽可大于100M/1000M。该方式一定程度降低网络投资。CE分支单元1CE分支单元2分支机构2分支单元1分支机构2分支单元1以太网的应用——P2MP第117页/共175页118共享VCG时，带宽公平性保障VCG业务策略：拥塞时：按比例共同分担；保障绝对优先。业务控制：按流处理；带宽颗粒：64K。分支机构2分支单元1分支机构2分支单元1共享型P2MP业务策略第118页/共175页119多点对多点（MP2MP）适于构建大客户的专网/VPNMSTP传送网CECEMP-to-MPEVCUNIUNIG.ethsrv（G.8011）：EPLAN、EVPLANMEF：E-LANServiceUNICEMP2MP专线的两种实施方式：多条P2P；二层环网。CEUNI分支机构1总部机构分支机构2分支机构3以太网的应用——MP2MP第119页/共175页120MP2MP组网方式一多条P2P组建MP2MPMSTP传送网CECEMP-to-MPEVCUNIUNIUNICE高等级以太租线将CE连接组成二层环网：充分利用最终用户已有的数据设施；业务控制与传送分离。CEUNI分支机构1总部机构分支机构2分支机构3第120页/共175页121MP2MP组网方式二MSTP的二层环网提供MP2MP服务（TLS）MSTP传送网CECEMP-to-MPEVCUNIUNIUNICE二层环网：STP、RSTP、VLANSTP；内嵌RPR、MPLS。共享型MP2MP的用户安全隔离：VID、MPLSLableCEUNI分支机构1总部机构分支机构2分支机构3第121页/共175页122烽火对MP2MP服务的优化通常，利用STP环网支持MP2MP服务：STP不是实质上的环网；无空间复用；仅有简单的802.1p相对优先级；收敛时间一般在50s左右；烽火对MP2MP的优化：利用MSTP（多生成树）成环网：有空间复用；采用RSTP：收敛时间在5s内；FE/GEFE/GEFE/GE工作路径ABCDFE/GEABCDABCD逐跳带宽复用第122页/共175页123烽火对MP2MP服务的优化（续）以太网层的优化处理：支持IGMPSnoopingV2；支持GVRP、GMRP；流的策略：支持基于VID、MAC、端口的流分类；每个流的带宽颗粒为64K；支持CIR、PIR。增加RPR层处理；引入L2MPLS层处理。第123页/共175页124