同步数字传输网络基本原理

同步数字传输网络基本原理PDH：准同步数字传输系统；同步数字传输网络：同步数字传输系统；MSTP：多业务传送平台DWDM：密集波分复用系统；ASON：自动交换光网络（智能光网络）光传送网络的发展同步数字传输网络的主要优势：接口规范，同步复用，运行维护管理（OAM）功能强大，互联互通兼容性好DWDM主要优势：超大容量，对数据率“透明”按光波长复用和解复用，平滑扩容，兼容光交换

容量增加/业务多样化196680年代94年99年90年代初98年1976DWDM

开始建设同步数字传输网络标准完善PDH仍为主力实用化产品出现同步数字传输网络逐步成为传输主力设备PDH产品开始规模使用高锟提出光传输理论DWDM规模建设，全光网试验MSTP/ASON02年OTN/PTN/RTN21世纪同步数字传输网络......?同步数字传输网络的基本概念：是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。同步数字传输网络产生的社会背景：通信网传输、交换、处理的信息量增大，向数字化、综合化、智能化、个人化发展。作为通信网的承载体，传输网要求：宽带化——信息高速公路规范化——世界性统一的标准接口同步数字传输网络产生的技术背景：传统的PDH传输系统已不能适应现代通信发展的要求。同步数字传输网络工作方式信息包信息包PDH/ATM/IP信号PDH/ATM/IP信号打包拆包复用解复用同步数字传输网络网络STM-NSTM-N同步数字传输网络的特点接口方面电接口STM-1是同步数字传输网络最基本的同步传送模块STM（SynchronousTransportModule），速率为155.520Mb/s。STM-N是同步数字传输网络更高等级的同步传送模块，速率是STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，64，256)。光接口仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZ码，采用世界统一的标准扰码。例如：STM-1→STM-4，采用字节间插同步复用方式。4×STM-1→STM-4。同步数字传输网络的特点B1B2B3C1C2C3A1A2A3C2A2D2B1C1D1B2A3A1D1D2D3D3B3C3复用方式——同步复用和灵活的映射结构低阶同步数字传输网络→高阶同步数字传输网络。信号E同步数字传输网络的特点PDH→同步数字传输网络——通过指针定位预见低速信号在帧中位置，使收端可直接下低速信号。打包封装信息包信息包信息包STM-1装箱定位PDH同步数字传输网络的特点OAM功能用于OAM的开销多OAM功能强——这也是线路编码不用加冗余码的原因兼容性——决定成本老体制设备是否还可发挥作用对新体制能否接入帧结构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先行后列传送信息净负荷区&段开销RSOHAUpointerMSOH270STM-N净负荷区(含POH)243019RSOHMSOHAU-PTRPOH打包POH低速信号低速信号装箱定位装箱定位信息包信息包打包AU-PTR&TU-PTR发端：收端：AU-PTR定位车厢中第一个信息包根据收到的AU-PTR值找到此信息包，通过字节间插的规律性，进而定位到其他信息包TU-PTR一级定位2M34MAU-PTR二级定位复用步骤（复用方式、复用结构）低阶同步数字传输网络→高阶同步数字传输网络：字节间插同步复用方式PDH信号→STM-N：同步复用和灵活的映射140M→STM-N34M→STM-N2M→STM-N复用是依复用路线图进行的，ITU-T规定的路线图有多种，但通常一个国家或地区仅使用一种。STM-256STM-64AUG-256AUG-64STM-16AUG-16STM-4AUG-4STM-1AUG-1STM-0AU-3AU-4AU-4-4cAU-4-16cAU-4-64cAU-4-256cVC-4-256cVC-4-64cVC-4-16cVC-4-4cVC-4VC-3TUG-3TUG-2TU-2VC-2C-2TU-12VC-12C-12TU-11VC-11C-11TU-3VC-3C-3C-4C-4-4cC-4-16cC-4-64cC-4-256cx1x1x4x4x1x3x7x7x3x4PointerprocessingMultiplexingAligningMappingx4x4x1x1x1x1x1x1x1x1x1x1x3G.707新的同步数字传输网络复用路径图中国的同步数字传输网络基本复用映射结构STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3×N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指针处理映射定位复用AUG-N×1×3×7×3×1140M复用步骤AU-PTR指针定位加入段开销2701019RSOHMSOHAU-PTR净负荷127091C-4VC-4POH加入POH监控/打包速率适配/打包125us140M12601191125us2619AU-434M复用步骤C-3VC-3POHTUG-3H1H2H3RVC-4POHRRH1H2H3TU-3速率适配/打包加入POH监控/打包一级指针定位补齐缺口字节间插111111111134M99848686999261125us125us852M复用步骤速率适配加入POH监控一级指针定位字节间插字节间插

TU-12

TUG-2

TUG-3RR

VC-12

C-122M125us基帧POH1414141121861×79×31919192M复用步骤复帧的概念4个C-12基帧组成一个复帧。基帧、复帧装入的是同一路2M信号。基帧装入2M信号的125us时间段的信息；复帧装入2M信号500us时间段的信息。STM-1STM-1STM-1STM-1同步数字传输网络复用器C-12C-12C-12C-121#2#3#4#共63路2M1#2#3#4#

开销开销段开销SOH

通道开销POH再生段开销RSOH复用段开销MSOH高阶通道开销HPOH低阶通道开销LPOHRSOH、MSOH、HPOH、LPOH完成层层细化的监控功能。段开销(SOH)不扰码字节*国内使用保留字节传输媒质指示字节△A1A1A1A2A2A2J0****B1E1F1D1D2AUPTR9列MSOHB2B2B2K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E2△△△△△△D39行RSOH9行RSOHAUpointerMSOH270Payload（含POH)2430199列270列以STM-1为例说明连续5帧上搜索不到R-OOFR-LOFA1,A2定帧字节：A1,A2寻找连续信号流的帧头A1=f6H、A2=28HSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-N

连续信号流

搜索A1、A2

产生持续3ms下插全“1”J0再生段踪迹字节：J0发端持续的发此字节——再生段接入点标识符，使收端能据此确认于指定发端处于持续连接状态。在不同的两个运营者的网络边界处，J0设置要匹配；如失配，则产生RS-TIM告警。D1~D12数字通信通路(DCC)字节：D1~D12网元和网管之间、网元和网元之间OAM信息通路。D1~D3用于再生段(DCCR)，带宽3×64kb/s。D4~D12用于复用段(DCCM)，带宽9×64kb/s。GNENENENE网管OAM信息：性能监控、告警查询、操作指令等DCC通道E1,E2公务联络字节：E1,E2光纤连通业务未通或业务已通时各站间的公务联络分别提供1个64kb/s数字电话通路E1用于再生段公务联络E2用于复用段公务联络ABCDTMTMREGREGB1再用段误码监测字节：B1对再生段信号流进行监控，方式为BIP8偶校验。收端检测到B1误码块，在RS-BBE性能事件中反映出来。2#STM-N发端收端1#STM-NBIP8偶校验所得值为A将A置于2＃帧B1字节处1#STM-N2#STM-NBIP8偶校验所得值为A’与2＃帧B1字节的值(A)相异或A100110011A211001100A310101010A400001111B01011010BIP-8B2复用段误码监测字节：B2对复用段信号流进行监控，方式为BIP24偶校验。收端检测到B2误码块，在MS-BBE性能事件中反映出来。收端发端信号流发端上报MS-REI告警，MS-FEBBE性能事件收到端检测到有B2误块：MS-BBE对告M1M1复用段远端误块指示字节：M1对告信息：由信宿回传到信源。告知发端：收端当前收到的B2检测的误块数；并在发端上报MS-FEBBE性能事件。同时在发端有MS-REI（复用段远端误块指示）告警事件上报。收端发端信号流发端上报MS-REI告警，MS-FEBBE性能事件收到端检测到有B2误块：MS-BBE对告M1K1,K2自动保护倒换(APS)通路字节：K1,K2(b1~b5)传送自动保护倒换信令，使网络具备自愈功能用于复用段保护倒换情况K2(b6~b8)：用于指示复用段告警收端发端发端检测K2(b6~b8)为110，本端产生MS-RDI告警收端检测K2(b6~b8)为111，本端产生MS-AIS告警对告K2(b6~b8)信号流S1同步状态字节：S1（b5~b8）传送同步状态信息（SSM），可用于时钟保护倒换功能。S1字节表示时钟同步源质量信息，该值越小则表示时钟质量越高。高阶通道开销(HPOH)12619VC-4/VC-3POHJ1B3C2G1F2H4F3K3N119J1通道踪迹字节：J1VC-4的首字节，即AU-PTR所指的字节。发端持续的发此字节——高阶通道接入点标识符，使收端能据此确认于指定发端处于持续连接状态。J1字节设置要求：收发相匹配。即设备实际收的值＝设备应收的值。收端检测到J1失配，相应通道（VC-4）产生HP-TIM告警。B3高阶通道误码监测字节：B3监测高阶VC的误码性能。监测方式为BIP-8偶校验，机理类似于B1、B2。本端监测到相应VC通道B3误块，在相应通道的性能事件HP-BBE中反映出来。C2信号标记字节：C2指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质。C2字节设置要求：收发相匹配，失配则本端相应VC-4通道产生HP-SLM告警，并可能往下级信息结构TUG3/C-4下插全“1”。C2=00H表示该VC-4未装载，本端产生HP-UNEQ告警，并可能往下级信息结构C-4插全“1”。G1通道状态字节：G1对告信息：由信宿回传到信源。b1~b4：回传由B3检测的误码块数，发端上报性能事件HP-FEBBE及告警HP-REI。b5：收端检测到AU-AIS、J1和C2失配、VC-4未装载，在相应VC-4通道上由b5回传，在发端上报HP-RDI告警。收端发端信号流b1~b4:发端上报HP-REI告警，HP-FEBBE性能事件；b5:发端上报HP-RDI告警收到端检测到:HP-BBE；AU-AIS/HP-TIM/HP-SLM/HP-UNEQ对告G1H4TU位置指示字节：H4指示有效负荷的复帧类别和净负荷的位置。PDH复用进同步数字传输网络时，H4字节仅对2M信号有意义。指示当前帧是复帧的第几个基帧，以便收端据此找到TU-PTR，拆分出2M信号。H4的范围00H~03H。若收端收到的H4字节超出此范围，或不是预期值，本端在相应通道产生HP-LOM(复帧丢失)告警，并在相应通道的下级信息结构插全“1”。119500usVC-12复帧V5J2N2VC-12VC-12VC-124K4VC-12低阶通道开销(LPOH)V5字节指针AU-PTRTU-PTR指针管理单元指针—AU-PTRH2H1NNNNSSIDIDIDIDIDNDFAU/TU类型10bit指针值RSOH负调整位置正整位置H1YYH2FFH3H3H3MSOHRSOH0——1——……86——H1YYH2FFH3H3H3435——436——……521——522——523——……608——696——697——……782——0——1——……86——MSOH125us250us94194119270管理单元指针—AU-PTRNNNNSSIDIDIDIDID新数据标帜（NDF）表示所载净负荷容量有变化。净负荷无变化时，NNNN为正常值“0110”。在净负荷有变化的那一帧，NNNN反转为“1001”，此即NDF。NDF出现的那一帧指针值随之改变为指示VC新位置的新值称为新数据。若净负荷不再变化，下一帧NDF又返回到正常值“0110”并至少在3帧内不作指针值增减操作。AU/TU类别对于AU-4/TU-3/TU-12,SS=10；对于TU-2,SS=00；对于TU-11,SS=11。10比特指针值AU-4指针值为0～782；三字节为一偏移单位。指针值指示了VC4帧的首字节J1与AU-4指针中最后一个H3字节间的偏移量。指针调整规则(1)在正常工作时，指针值确定了VC-4在AU-4帧内的起始位置。NDF设置为“0110”；(2)若VC4帧速率比AU-4帧速率低，5个I比特反转表示要作正帧频调整，该VC帧的起始点后移一个单位，下帧中的指针值是先前指针值加1；(3)若VC4帧速率比AU-4帧速率高，5个D比特反转表示要作负帧频调整，负调整位置H3用VC4的实际信息数据重写，该VC帧的起始点前移一个单位，下帧中的指针值是先前指针值减1；(4)当NDF出现更新值1001，表示净负荷容量有变，指针值也要作相应地增减，然后NDF回归正常值0110；(5)指针值完成一次调整后，至少停3帧方可有新的调整；(6)收端对指针解码时，除仅对连续3次以上收到的前后一致的指针进行解读外，将忽略任何指针的变化。支路单元指针—TU-PTR707172731051061071080123353637387475767710911011111245673940414278第一个C-12基帧结构

9×4-232W2Y81113第二个C-12基帧结构

9×4-232W1Y1G1168第三个C-12基帧结构

9×4-232W1Y1G1143第四个C-12基帧结构

9×4-131W1Y1M+1N468285117120121547508689121124161951549093125128202355589497129132242759629810113313628316366102103104V1137138139V2323334V3676869V4TMWSTM-NSTM-ME4E3/T3E1/T1注：M＜N终端复用器—TM终端复用器——TM双端口器件，用于端点站。线路端口默认为w交叉