光纤通信（第四版）SDH与WDM光网络

SDH与WDM光网络本章内容8.1SDH光同步网络8.2WDM光网络8.3其他类型光网络8.1SDH光同步网络一、SDH的标准光接口二、SDH的速率体系与帧结构三、SDH的映射复用与相应设备四、SDH的网同步与自愈环网五、SDH的网管标准光接口

--为了不同厂家的设备在光路上实现互连互通，ITU-标准规定了SDH的光接口标准，对光接口的位置、应用场合与工作波长窗口与光纤类型、性能参数及所传信息的速率、格式进行了严格的规范，便于不同厂商兼容开发。光接口位置一、SDH的标准光接口光接口分类局内通信（用字母I表示）局间通信（S：短距离、L：长距离、V：甚长距离、U：超长距离）工作波长窗口1310nm、光纤G.652组合用数字1表示工作波长窗口1550nm、光纤G.652或G.654组合用数字2表示工作波长窗口1550nm、光纤G.653组合用数字3表示一、SDH的标准光接口光接口性能参数S点光发送机参数（平均发送光功率、消光比、光源谱宽等）R点的接收机参数（灵敏度、动态范围等）S-R之间的光通道参数（光功率与色散预算、回波损耗等）光接口信息速率与格式同步转移模式STM-N，N=1、4、16、64……一、SDH的标准光接口举例L-16.2：查表8.1-8.4可知：长距离局间通信，采用1550nm工作窗口、G652光纤，信息速率STM-16，S参数（-2-3dBm、8.2、<1nm）R参数（-18dBm、-18-0dBm）、S-R参数（10-24dB、1200-1600ps/nm.km)、。速率体系二、SDH的速率体系与帧结构帧结构二、SDH的速率体系与帧结构传输一帧的时间为125μs，则STM-1的传输速率为9×270×8bit/125μs=155.52Mb/s。SDH的帧结构是以字节为基础的矩形块状帧结构，由270×9×N个字节组成，每个字节8bit。帧结构中的字节传输是按照从左至右、从上而下的顺序进行的，首先从图中左上角的第一个字节开始，从左至右传输270个字节后，转入第二行传输另外的270个字节，这样从上而下的直至完成一帧9行9×270个字节的传输。帧结构：段、通道与虚容器二、SDH的速率体系与帧结构虚容器VC通道高阶通道低阶通道高阶VC低阶VC段：信息从接入到离开网络经历不同的区域对应不同的段；通道：信息，如VC在网络中传输的路径；虚容器：一种信息结构，代表传输信息的大小，可理解为路径的宽度。帧结构二、SDH的速率体系与帧结构STM-N帧三个区域：段开销区、管理单元指针和信息净负荷区段开销（SOH)：是为了保证信息净负荷正常灵活的传送所必须附加的字节。主要提供用于网络的运行、管理、维护以及指配（OAM&P）功能的字节。段开销包括再生段开销（RSOH）和复用段开销（RSOH）。净负荷（10-270列）：包括通道开销（POH）指针AUPTR（4行、1-9列）：代表的是净负荷信息的起始字节的位置，接收端根据指示可以正确的分离净负荷；对高阶VC速率适配，容纳其对应于AU的频差和相差

帧结构二、SDH的速率体系与帧结构段开销是为了保证信息净负荷正常灵活的传送所必须附加的字节。主要提供用于网络的运行、管理、维护以及指配（OAM&P）功能的字节。段开销包括再生段开销（RSOH）和复用段开销（RSOH）。帧结构二、SDH的速率体系与帧结构S1字节的第5比特到第8比特用作同步状态消息指示

4个比特构成16种编码，表示16种不同的同步质量等级，值越小等级越高帧结构二、SDH的速率体系与帧结构复用：ITU-T复用结构三、SDH的映射复用与相应设备复用：我国的复用结构三、SDH的映射复用与相应设备复用：我国的复用结构三、SDH的映射复用与相应设备复用步骤三、SDH的映射复用与相应设备映射（Mapping）映射的实质是使各种支路信号与相应的VC容量同步，以便使VC成为可以独立地进行传送、复用和交叉连接的实体，通常“支路

CVC”的映射是一体化完成的定位校准（Aligning）AU或TU装载VC时对其指针值处理以指向帧结构中VC首字节的过程，定位校准过程必然伴随指针处理复用（Multiplexing）按字节交叉的方式完成多路低速率信号合成高速率信号的变换复用举例：2048kb/s到STM-1的过程三、SDH的映射复用与相应设备SDH设备三、SDH的映射复用与相应设备TM：终端复用器ADM：分插复用器DXC：数字交叉连接G.703为PDH速率等级，支路为低速率，群路为高速率。SDH同步四、SDH的网同步与自愈环网精确的时钟源：PRC可靠的传送：GPS、SDH线路时钟主时钟（北京）从时钟（武汉）区域基准时钟1区域基准时钟2

省会局省会局

市局

市局GPSGPS同步区1LPR同步区2PRC自愈环

自愈：当网络发生故障时，不需要人为的干预，网络本身能在极短的时间内自动恢复传送业务。

网络拓扑为：环形结构自愈环的类型与工作原理

单向：环上二节点间的往来业务，如从节点A

C的业务AC和从节点C

A节点的业务CA，沿着环的同一方向（同为顺时针或同为逆时针）传送。

双向：环上二节点间的往来业务，沿着环的不同方向（一为顺时针，另为逆时针）传送。

四、SDH的网同步与自愈环网自愈环四、SDH的网同步与自愈环网

A).环网的复用段保护

复用段保护环可分为二纤环与四纤环。

二纤环：环网由二根光纤组成，根据业务传送方向又可分单向保护环与双向保护环。四纤环：环网由四根光纤组成，二根主用光纤与二根备用光纤，备用光纤为主用光纤提供反方向保护；备用光纤可传送额外业务。B).通道保护环

业务保护以通道为基础（通道信号质量优劣），通道保护一般采用1+1方式。通道环一般由二纤组成，根据业务传送方向又可分单向通道环与双向通道环。通道环的保护一般不使用APS协议，倒换时间小于30ms。通道路保护环四、SDH的网同步与自愈环网通道路保护环四、SDH的网同步与自愈环网通道路保护环四、SDH的网同步与自愈环网单向通道保护环的特点：优点：实现简单，不需使用APS协议，倒换速度最快（<30ms）。缺点：不能重复使用节点间的时隙，环传输容量较小；不能传送额外业务。

环传输容量：STM-N。注：单向通道保护环获得非常广泛的应用；它适用于集中型业务。复用段保护环四、SDH的网同步与自愈环网

双向复用段保护环（二纤）

二纤双向复用段保护环是目前SDH应用最广泛的一种保护方式。

它由二根光纤组成：S1/P2光纤与S2/P1光纤。

每根光纤传输容量的一半为工作通道（S）；一半为保护通道（P），且为另一根光纤的工作通道提供反方向保护。

如S1/P2光纤的工作通道为S1，保护通道为P2，P2为第二根光纤的工作通道S2提供反方向保护。

另一根光纤S2/P1的含义与之类似。

复用段保护环四、SDH的网同步与自愈环网复用段保护环四、SDH的网同步与自愈环网复用段保护环四、SDH的网同步与自愈环网二纤双向复用段保护环优点：能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的传输容量。备用通道PI、P2可传送额外业务。缺点：倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行交叉连接功能。环传输容量：k/2STM-N

(k为网络中的节点数)。

注：双向复用段保护环获得非常广泛的应用；它适用于分散型业务。SDH网管五、SDH的网管SDH的网管网管分层：网元、网元管理、网络管理、业务管理

网管功能：性能管理（数据采集、性能监测、门限管理、性能分析）

故障、安全、配置等

网管升级：SDH网管五、SDH的网管1、网元层这是最基本的管理层，本身具有一定的管理功能，对待定管理区域，网元管理设置在一个网元中会带来很大的灵活性。网元的基本功能应包含单个的配置、故障、性能管理功能。2、网元管理层网元管理层直接参与或管理个别网元或一组网元。具有一个或多个网元操作系统功能或/和协调功能。负责配置管理、故障管理、性能管理、安全管理、涉及网元的统计数据、记录等功能。3、网络管理层网络管理层负责对所辖区域进行监视和控制。主要任务有：从网络的观点来控制和协调所有网元的活动，诸如选路管理和业务量管理等。4、业务管理层，5、商务管理层。8.2WDM光网络WDM分层结构1、光通道层（opticalchannellayer）负责为来自电复用段层的客户信息选择路由和分配波长，为灵活的网络选路安排光信道连接，处理光信道开销，提供光信道层的检测、管理功能。并在故障发生时，通过重新选路或直接把工作业务切换到预定的保护路由来实现保护倒换和网络恢复。8.2WDM光网络2、光复用段层（opticalmultiplexingsectionlayer）保证相邻两个波长复用传输设备间多波长复用光信号的完整传输，为多波长信号提供网络功能。包括：为灵活的多波长网络选路重新安排光复用段功能；保证多波长光复用段适配信息的完整性处理光复用段开销；为网络的运行和维护提供光复用段的检测和管理功能。3、光传输段层（opticaltransmissionlayer）为信号在不同类型的传输媒质上提供传输功能，同时实现对光放大器或中继器的检测和控制功能等。通常会涉及功率均衡问题，EDFA增益控制问题和色散的积累和补偿问题。WDM分层结构8.2WDM光网络典型WDM光网络广播网络（单跳和多跳）波长路由网络（WP和VWP路由）8.3其他光网络以太网的发展经历了以太网、快速以太网和千兆以太网三个阶段。光纤以太网指在光纤上运行以太网LAN数据。底层连接可以以任何标准的以太网速度运行，包括10Mbps、100Mbps、1Gbps或10Gbps，这些连接必须以全双工速度(例如双向10Mbps)运行。光纤以太网8.3其他光网络光纤以太网1000Base-LX是一种使用长波激光作为信号源的网络技术，在收发器上配置波长为1270-1355nm（一般为1300nm）的激光传输器，既可以驱动多模光纤，也可以驱动单模光纤。单模光纤采用长波长传输，距离为3000m。100Base-FX：是一对多模光缆，每束都可用于两个方向，因此它也是全双工的，并且站点与集线器之间的最大距离高达2km。10Gbps以太网，对于单模光纤而言，IEEE研究小组考虑了三种传输距离:校园网达到2公里，城域网达到10公里和40公里8.3其他光网络无源光网络PONOLT：光线路终端ODN：光分配网络ONU：光网络单元

ODT：光远程终端AF：适配功能R/S：光收发参考点PON：无源光网络AON：有源光网络aaOLTOLTODNODT接入网系统管理功能AONPONAFAFTUNISNIS/RR/SQ3V业务节点功能业务节点功能用户侧网络侧接入链路ONUONUONUONU8.3其他光网络无源光网络PON8.3其