北京大学光网络基础-SDH网络基础-SDH基本构架31

北京大学光网络基础-SDH网络基础-SDH基本构架31第一页，共32页。大 纲概述SDH功能模型SDH比特率系列SDH复用结构STM-N帧结构第二页，共32页。标准化思路PDH体系标准化工作“先有设备，后出标准”SDH体系标准化工作“先有标准，后出设备”用总结经验的方式来制定标准，形成的标准自然技术上比较完善，但其是一个折中的产物，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标准，用来指导设备的研制和网络建设第三页，共32页。SDH演进过程在PDH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美国BELLCORE首先提出同步光网络（SONET），美国国家标准协会（ANSI）于20世纪80年代制定有关SONET国家标准1988年CCITT（ITU-T）采纳SONET概念，并进行了修改与扩充，重新命名为同步数字体系（SDH），形成一系列国际标准体系SDH和SONET的基本原理完全相同，标准也兼容，但略有差别第四页，共32页。网络节点接口（NNI）要求TRTRTRTRSMEASMSMSMSMSMTRNNINNINNINNIDXCTRLineRadioLineRadio支路信号同步复用器有线支路信号无线有线无线同步复用器DXC：数字交叉连接设备EA:外部接入设备电信传输网原则上传输设备和网络节点设备两种基本设备统一的NNI标准的基本要求是：1.不受限于特定传输媒质；2.不受限于网络节点所需功能；3.不受限于对局间或局内通信的应用场合。NNI标准化可使3种地区性PDH体系在SDH中实现统一，还可使网络节点设备功能模块化、系列化，从而可根据电信网络规模和功能要求进行灵活的网络配置，使SDH网络结构更加简单、高效和灵活，并具有很强的适应性和可扩展能力。SDH

NNI基本特征：标准化的接口速率和信号帧结构第五页，共32页。SDH核心功能TM终端复用器ADM（DXC）分插复用器TM终端复用器REG再生器支路信号支路信号支路信号同步复用：

业务处理标准光接口：

横向兼容强网管能力：

维护管理SDH：synchronousdigitalhierarchy，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（业务信息）提供标准化第六页，共32页。SDH优缺点速率统一：155M、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。频带利用率不如PDH系统技术和功能上的复杂性大大增加软件控制能力潜在重大故障隐患（病毒、误操作或死机等）第七页，共32页。大 纲概述SDH功能模型SDH比特率系列SDH复用结构STM-N帧结构第八页，共32页。SDH基本设备：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。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。PDH支路信号SDH支路信号OAM线路信号STM-NTM第九页，共32页。SDH基本设备：线路终端复用器LTM第十页，共32页。SDH基本设备：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第十一页，共32页。SDH基本设备：再生中继器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。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-NREG第十二页，共32页。SDH基本设备：数字交叉连接设备DXC（1/2）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第十三页，共32页。SDH基本设备：数字交叉连接设备DXC（2/2）第十四页，共32页。大 纲概述SDH功能模型SDH比特率系列SDH复用结构STM-N帧结构第十五页，共32页。SDH比特率系列SDH等级比特率（kbit/s）1155520462208016248832064995328025639813120注：高于第256级的规范有待进一步研究第十六页，共32页。VC类型与容量VC类型VC带宽VC净荷VC-122240kbit/s2176kbit/sVC-348960kbit/s48384kbit/sVC-4150336kbit/s149760kbit/sVC-4-4c601344kbit/s599040kbit/sVC-4-16c2405376kbit/s2396160kbit/sVC-4-64c9621504kbit/s9584640kbit/sVC-4-256c38486016kbit/s38338560kbit/s第十七页，共32页。PDH信号标称速率及其开销

群次话路数标称速率Mbps净荷Mbps开销Mbps开销比%中欧标准话路10.0640.0640.0000.00基群302.0481.9200.1286.25二次群1208.4487.6800.7689.09三次群48034.36830.7203.64810.61四次群1920139.264122.88016.38411.76北美标准话路10.0640.0640.0000.00基群241.5441.5360.0080.52二次群966.3126.1440.1682.66三次群67244.73643.0081.7283.86四次群4032274.176258.04816.1285.88日本标准话路10.0640.0640.0000.00基群241.5441.5360.0080.52二次群966.3126.1440.1682.66三次群48032.06430.7201.3444.19四次群144097.72892.1605.5685.70开销网管能力第十八页，共32页。SDH比特率系列简称SDH等级标称速率Mb/s话路数净荷容量Mb/s开销比例%51MSTM-051.840

155MSTM-1155.5201920122.88020.99622MSTM-4622.0807680491.52020.992.5GSTM-162488.320307201966.08020.9910GSTM-649953.2801228807864.32020.9940GSTM-25639813.12049152531457.60020.99注：高于第256级的规范有待进一步研究STM：synchronoustransportmodule，同步传送模块STM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（SOH）信息域构成一个帧块结构，其周期为125μs。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。STM-N（N≥1）由单个N级管理单元组（AUG-N）和SOH构成。STM的基本速率定义为155520kbit/s，称之为STM-1。更高容量的STM速率是基本速率的N倍，N=4、16、64和256的STM容量已定义，更大的N值待定。第十九页，共32页。大 纲概述SDH功能模型SDH比特率系列SDH复用结构STM-N帧结构第二十页，共32页。SDH（G.707）复用结构C-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-25611111111111444343771134指针处理复用定位映射采用级联技术支持数据业务第二十一页，共32页。映射复用过程映射：在SDH网络边界将支路适配到虚容器的过程复用：将多个低阶通道层信号适配到一个高阶通道或将多个高阶通道层信号适配到一个复用段的过程定位：当支路单元或管理单元适配到其所支持层的参考帧时，帧偏移信息合并到支路单元或管理单元指针：即为一种指示器，其数值指示一个虚容器相对于其支持的传送实体的帧参考点偏移级联：多个虚容器组合成一个容量更大容器的过程该过程保持其比特序列的完整性级联有两种类型，即相邻级联和虚级联第二十二页，共32页。容器C-n（n=1、2、3、4）容器C-n：一种构成虚容器同步信息净荷

的信息结构。每种虚容器均有一对应容器。PDH速率系列定义了

C-11、C-12、

C-2、C-3、C-4

五种标准容器我国采纳义了3种标准容器：C-12、C-3、C-4C-291211125sC-4926011125sC-398411125sC-119311125sC-129411125s容器C-11C-12C-2C-3C-4PDH速率(kbit/s)15442048631234368139264速率(kbit/s)16482176678448348149760基帧频率(kHz)88888基帧结构9×3-1-1/49×4-1-19×12-1-19×849×260基帧帧长(bit)206272848604818720第二十三页，共32页。虚容器VC-n（n=1、2、3、4）虚容器VC-n：用于支持SDH通道层连接

的信息结构，VC-n=C-n+VC-nPOH，

其周期为125μs或500μs。确定VC-n帧起

始点的定位信息由服务网络层提供。

VC-nPOH用于对相应通道的监控、管理和维护。低阶虚容器VC-n（n=1,2,3）：由单个容器C-n（n=1、2、3）和相应等级低阶虚容器POH构成。我国只采用VC-12和VC-3；高阶虚容器VC-n（n=3,4）：由单个容器C-n（n＝3、4）或若干支路单元组（TUG-2或TUG-3）和相应虚容器POH构成。我国只采用VC-4虚容器VC-11VC-12VC-2VC-3VC-4周期或复帧周期s500500500125125帧频或复帧频率kHz22288结构4(3×9-1)4(4×9-1)4(12×9-1)9×859×261容量byte1041404287652349速率Mbit/s1.6642.2406.84848.960150.336相应容器结构9×3-1-1/49×4-1-19×12-1-19×849×2604个C-n构成复帧（VC-n）1列POH+C-n构成VC-n第二十四页，共32页。支路单元TU-n和支路单元组TUG-n支路单元TU-n：提供低阶通道层与高阶

通道层之间适配的信息结构，TU-n=VC-n+TU-nPTR，指针指示净荷帧起始点相对高阶虚容器帧起始点的偏移。我国目前采用的支路单元有：TU-12和TU-3支路单元组TUG是在高阶VC-n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。TUG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。TUG-2由一组TU-12构成。TUG-3由一组TUG-2或一个TU-3构成。虚容器TU-11TU-12TU-2TU-3AU-4周期或复帧周期s500500500125125帧频或复帧频率kHz22288结构4(3×9)4(4×9)4(12×9)9×85+39×261+9容量byte1081444327682358速率Mbit/s1.7282.3046.91249.152150.912虚容器结构4(3×9-1)4(4×9-1)4(12×9-1)9×859×261第二十五页，共32页。管理单元AU-n和管理单元组AUG-n

管理单元AU-n：提供高阶通道层与复用段层之间适配的信息结构，AU-n=VC-n+AU-nPTR，指针指示净荷帧起

始点相对复用段帧起始点的偏移。管理单元指针位置相对于STM-N帧是固定的。AU-4由VC-4和管理单元指针构成，指针指示VC-4相对于STM-N帧的相位定位。目前我国只采用一种管理单元：AU-4。AU-3由VC-3和管理单元指针构成，指针指示VC-3相对于STM-N帧的相位定位。管理单元组（AUG）是在STM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。AUG-1由一个AU-4构成。虚容器TU-11TU-12TU-2TU-3AU-4周期或复帧周期s500500500125125帧频或复帧频率kHz22288结构4(3×9)4(4×9)4(12×9)9×85+39×261+9容量byte1081444327682358速率Mbit/s1.7282.3046.91249.152150.912虚容器结构4(3×9-1)4(4×9-1)4(12×9-1)9×859×261第二十六页，共32页。示例：直接从C-12（2.048Mb/s）到STM-1的复用第二十七页，共32页。大 纲概述SDH功能模型SDH比特率系列SDH复用结构STM-N帧结构第二十八页，共32页。传输网络段与通道模型复用段（MS）定义：复用段终端（TM、ADM、DXC等）之间的端到端信息传递。功能：由复用段终端提供，主要功能有MSOH的产生与终结，通道的同步与复用等再生段（RS）定义：再生器与再生器、终端器、复用段终端之间的信息传递。功能：再生器终端（REG、TM、ADM、DXC等）用以完成再生段功能，如：RSOH的产生与终结，帧定位，扰码等。通道（Path）定义：由一个或多个段组成，为电路提供透明的传输通道。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的终结与产生，也是电容器的结合点和分接点。MSOH在复用段内

传输时维持不变RSOH在再生段内

传输时维持不变POH在通道终端间

保持不变第二十九页，共32页。STM-N帧结构43195270×

N

列(字节)9×

N(3forSTM-0)261×

N(87forSTM-0)STM-Npayload(includePOH)9行SectionoverheadRSOHSectionoverheadMSOHAdministrativeunitpointer(s)(90列forSTM-0)9×270×N字节以字节(8bit)为单位的矩形块状帧帧频8000帧/s，帧周期125us先行后列传送SDH-N帧是由9行、270×N列（N=1、4、16、64，256）的8bit字节组成的码块，故：帧长=9×270×N×8=19440×Nbit。帧结构由段开销（SOH）、管理单