第五讲 SDH自愈保护与同步

课前提问1.将C-12打包成VC-12时，我们需要加入（

）个开销字节。A、9B、8C、6D、4;2.TU-12支路单元指针包含5个字节（

）任务2-3SDH自愈保护与同步Opticaltransmissiontechnology信息学院

现代移动通信教研室主讲人：xxx目录教学目标

［知识目标］：掌握SDH的逻辑功能；掌握SDH的自愈保护原理；掌握SDH的同步定时知识；掌握MSTP基础知识；［能力目标］：会处理SDH的告警；会配置SDH设备的保护与时钟；［素质目标］：创新精神；团队协作精神；重点难点SDH的自愈保护原理、掌握SDH的同步定时知识；

会配置SDH设备的保护与时钟；2-3-1SDH逻辑功能PARTONE一、设备类型与逻辑组成

1.终端复用器终端复用器简称为TM，应用在网络的终端站点上，只有一个高速线路口。它用于把速率较低的PDH信号或STM-N信号组合成一个速率较高的STM-M信号，或作相反处理。因此，TM的支路端口可以输出/输入多路的低速支路信号。TM的一般模型如图所示。一、设备类型与逻辑组成2-3-1SDH逻辑功能2.分插复用器

分插复用器简称为ADM，它是SDH网上最重要的一种网元，在链形网、环形网和枢纽形网中应用十分广泛。ADM用于SDH传输网络的转接站点处，如链的中间结点或环上结点。ADM主要完成在无需分接或终结整个STM-N信号的条件下，分出和插入任何支路信号。ADM一般模型如图所示。一、设备类型与逻辑组成

ADM是一个三端口的器件，包括两个高速线路口和一个支路端口，为了描述方便将其分为西向、东向两个线路端口。除了将低速支路信号交叉复用进东/西向线路上去，或从东/西向线路端口接收的线路信号中拆分出低速支路信号。另外，ADM还可将东/西向线路端的STM-N信号进行交叉连接。2-3-1SDH逻辑功能3.数字交叉连接设备（DXC）

数字交叉连接设备简称为DXC，它是SDH网络的重要网络单元。DXC主要完成STM-N信号的交叉连接功能，具有多端口。DXC实际上相当于一个交叉矩阵，完成各个信号间的交叉连接，如图所示。一、设备类型与逻辑组成

DXC可将输入的m路STM-N信号交叉连接到输出的n路STM-N信号上，上图表示有m条输入光纤和n条输出光纤。DXC的核心功能是交叉连接，功能强的DXC能完成高速（例STM-16）信号在交叉矩阵内的低级别交叉（例如VC-4和VC-12级不的交叉）。2-3-1SDH逻辑功能4.再生中继器由于光纤存在着传输衰耗和传输色散，数字信号经过光纤长距离传输后，光脉冲幅度会减小，形状会畸变。要进一步延长传输距离，必须采用再生中继器（REG）。再生中继器的功能就是接收经长途传输后衰减了的、有畸变的STM-N信号，然后对其进行均衡放大、识别、再生成规则的信号后发送出去。如图所示，REG是双端口器件，只有两个线路端口——W向、E向。一、设备类型与逻辑组成2-3-1SDH逻辑功能02PARTONESDH设备功能描述2-3-1SDH逻辑功能二、SDH设备功能描述SDH设备的逻辑功能如图所示。SDH设备主要由传送终端功能（TTF）、高阶通道连接（HPC）、高阶组装器（HOA）、高阶接口（HOI）、低阶通道连接（LPC）、低阶接口（LOI）和一些辅助功能块构成。图中的每一小方块实现一个基本功能，不同功能块之间由逻辑点连接。任何一种SDH设备都是由图中的部分或全部功能模块组合而成。2-3-1SDH逻辑功能二、SDH设备功能描述图中显现的功能块名称讲明如下：SPI：SDH物理接口TTF：传送终端功能RST：再生段终端HOI：高阶接口MST：复用段终端LOI：低阶接口MSP：复用段爱护HOA：高阶组装器MSA：复用段适配HPC：高阶通道连接PPI：PDH物理接口

OHA：开销接入功能LPA：低阶通道适配SEMF：同步设备治理功能LPT：低阶通道终端MCF：消息通信功能LPC：低阶通道连接SETS：同步设备时钟源HPA：高阶通道适配SETPI：同步设备定时物理接口HPT：高阶通道终端2-3-1SDH逻辑功能03PARTONESDH告警信号三、SDH告警信号在SDH设备维护工作中，会遇到很多告警，对告警的有效分析，是解决问题的关键。要找到问题的根源，首先要从告警产生的原因着手，在查清问题的所在后，运用有效的处理方法排除故障。下面将单板的一些常见告警列出，并给出告警的定义和产生的原因。2-3-1SDH逻辑功能SDH告警信号告警信号说明告警信号说明LOS信号丢失MS-REI复用段远端差错指示OOF帧失步MS-BBE复用段背景误码块LOF帧丢失MS-EXC复用段误码过量RS-BBE再生段背景误码块MS-REI复用段远端差错指示MS-AIS复用段告警指示信号MS-BBE复用段背景误码块MS-RDI复用段远端缺陷指示AU-AIS管理单元告警指示信号AU-LOP管理单元指针丢失TU-AIS支路单元告警指示信号HP-RDI高阶通道远端缺陷指示TU-LOP支路单元指针丢失HP-REI高阶通道远端差错指示TU-LOM支路单元复帧丢失HP-BBE高阶通道背景误码块LP-RDI低阶通道远端缺陷指示HP-TIM高阶通道踪迹字节失配LP-REI低阶通道远端差错指示HP-SLM高阶通道信号标记失配LP-TIM低阶通道踪迹字节失配HP-UNEQ高阶通道未装载LP-SLM低阶通道信号标记字节失配LP-UNEQ低阶通道未装载

1.告警名称：AU-AIS2.英文名称：AUalarmindicationsignal3.中文名称：AU告警指示4.告警级别：主要5.告警分类：通信告警6.告警指示：单板告警灯每隔一秒闪烁两次7.告警原因：（1）由MS-AIS、R-LOS、R-LOF告警引发相应VC-4通道的AU-AIS告警；（2）业务配置错误；（3）对端站发送AU-AIS；（4）对端站发送部分故障；（5）本站接收部分故障。8.告警处理方法：（1）由本站MS-AlS、R-LOS、R-LOF等告警引发的相应VC4通道的AU-AIS告警，检查方法可通过对MS-AlS、R-LOS、R-LOF的分析来定位故障；（2）还有一个可能原因是相应VC4通道的业务有收发错开的现象，导致收端在相应通道上出现AU-AIS告警，在这种情况下，该AU-4中相应的TU上也会伴随出现TU-AIS告警。这时，请检查出现AU-AIS的站和它的互通业务站，以及中间业务穿通站的业务时隙配置是否错误；（3）更换对端站对应的交叉板和线路板；（4）更换本站的线路板和交叉板。三、SDH告警信号05PARTONE小任务：请上网查阅资料，了解更多SDH设备告警信息，详述至少一种告警的相关信息。2-3-2自愈的概念、分类01PARTONE自愈的定义一、自愈的定义自愈保护的定义：当网络发生故障时，无需人工干预，设备即可在极短的时间内自动恢复所携带的业务。通常，倒换时间之短，以至于用户感觉不到网络已出了故障。自愈保护的时间门限里有两个值是非常重要的50ms、2s。50ms：作为ITU-T规定的设备倒换时间门限，中断时间小于50ms，可以满足多数电路交换网的话带业务和中低速数据业务的质量要求2s：作为网络恢复的目标值（连接丢失门限CDT），中断时间小于2s，可保证中继传输和信令网的稳定性，电话、数据、图象等多数用户可忍受。业务恢复时间交换业务的连接丢失情况50~200ms业务丢失概率<5%200ms~2s业务丢失概率提高2s所有电路交换连接业务丢失10s多数话带数据调制解调器超时>10s所有通信会话丢失连接>5min数字交换机阻塞2-3-2自愈的概念、分类1.网络级保护2.单板级保护与网元级保护一、自愈的定义2-3-2自愈的概念、分类先决条件：存在冗余路由先决条件：存在冗余路由工作原理：为受保护业务建立一条冗余路由，当工作路由出现故障时，业务自动切换到冗余路由，并重新建立连接关系，以保证业务连续性，从而起到自愈保护的作用。2-3-2自愈的概念、分类02PARTONESDH网络的基本拓扑结构1.链形网当涉及通信的所有点串联起来，并使首未两个点开放时就形成了所谓的链形网。主要用于专网中。二、SDH网络的基本拓扑结构2-3-2自愈的概念、分类2.星形(枢纽形)网当涉及通信的所有点中有一个特殊的点与其余所有点直接相连，而其余点之间互相不能直接相连时，就形成了所谓的星形拓扑，又叫枢纽形拓扑。此种拓扑多用于本地网（接入网和用户网）。二、SDH网络的基本拓扑结构2-3-2自愈的概念、分类3.树形网将点到点拓扑单元的末端点连接到几个特殊的点时就形成了树形拓扑。这种拓扑结构适合于广播业务，但是存在瓶颈问题和光功率预算限制问题，也不适合于提供双向通信业务。二、SDH网络的基本拓扑结构2-3-2自愈的概念、分类4.环形网当涉及通信的所有点串联起来，而且首尾相连。没有任何点开放时，就形成了环形网。环形网常用于本地网（接入网和用户网）、局间中继网。二、SDH网络的基本拓扑结构2-3-2自愈的概念、分类5.网孔形网当涉及通信的许多点直接互连时就形成了网孔形拓扑，如果所有的点都直接互连时则称为理想的网孔形。网孔形网主要用于长途网中，以提供网络的高可靠性。二、SDH网络的基本拓扑结构2-3-2自愈的概念、分类03PARTONE链形网络业务保护1.链形网通道1+1保护

链形网通道1+1保护以通道为基础，倒换与否由通道信号质量的优劣而定，保护颗粒可以为AU4/TU3/TU12。基于并发优收原则：发送端，业务信号同时馈入工作通路和保护通路；接收端，选择二者中质量较高的通常利用简单的PATH-AIS信号作为倒换依据，倒换时间较短。三、链形网络业务保护2-3-2自愈的概念、分类图2-38

链形网通道1+1保护2.链形网复用段1+1保护链形网复用段1+1保护以复用段为基础，倒换与否由每两站间的复用段信号质量的优劣而定,保护颗粒为AU4。基于并发优收原则：发送端，业务信号同时馈入工作通路和保护通路；接收端，选择二者中质量较高的通常利用LOS，LOF，MS-AIS和MS-EXC作为倒换条件。1+1的保护结构，即每一个工作系统都配有一个专用的保护系统，两个系统互为主备用。在发送端，SDH信号被同时送入工作系统和保护系统，接收端在正常情况下选收工作系统的信号。同时接收端复用段保护功能（MSP）不断监测收信状态，当工作系统性能发生劣化时，接收端立即切换到保护系统选收信号，使业务得到恢复。三、链形网络业务保护2-3-2自愈的概念、分类3.链形网复用段1:1保护链形网复用段1:1保护可以在保护通路上开通低优先级的额外业务当工作通路发生故障时，保护通路将舍弃额外业务，并根据APS协议，通过跨接和切换将主用业务改为保护通路传送。这种方式需要自动保护倒换协议（APS），其中K1字节b5～b8的“0001”～“1110”（1～14）指示要求倒换的工作系统的编号，因此n的值最大为14。相对于1+1保护方式，1:n保护倒换速率慢一些，但信道利用率高。三、链形网络业务保护2-3-2自愈的概念、分类04PARTONE环状网的保护1.自愈环的分类业务在A与C之间传递，根据传递路由是否相同，区分单向和双向业务。单向业务（左图），传递路由不相同。双向业务（右图），传递路由相同。自愈环的分类可分为：二纤单向通道保护；二纤双向通道保护；二纤单、双向复用段保护；四纤双向复用段保护二纤或四纤描述的是相邻两个网元之间的光纤数目，例如：相邻两个网元之间存在用于收发的两根光纤，则为二纤单/双向描述业务传递的流向或路径。四、环状网的保护2-3-2自愈的概念、分类2.二纤单\双向通道保护单击此处添加正文。二纤单向通道保护四、环状网的保护2-3-2自愈的概念、分类2.二纤单\双向通道保护二纤双向通道保护四、环状网的保护2-3-2自愈的概念、分类3.四纤双向复用段保护图2-43四纤双向复用段保护四、环状网的保护2-3-2自愈的概念、分类4.二纤双向复用段保护图2-44二纤双向复用段保护利用后一半时隙保护前一半时隙，例如：STM-16的网络中，采用东向光板的#9~#16AU4保护西向光板的#1~#8AU4。四、环状网的保护2-3-2自愈的概念、分类5.环状网小结项目二纤单/双向通道二纤双向复用段四纤双向复用段节点数KKK线路速率STM-NSTM-NSTM-N环传输容量STM-NK/2*STM-Nk*STM-NAPS协议不用用用倒换时间<20ms20~50ms20~50ms节点成本低中高系统复杂性简单复杂复杂主要应用场合接入网、中继网等（集中型业务)中继网、长途网等（分散型业务)中继网、长途网等(分散型业务)四、环状网的保护2-3-2自愈的概念、分类1.复用段倒换环是以复用段为基础的，倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。倒换是由（）字节所携带的APS协议来启动的。2.二纤双向复用段保护环的最大容量为（）。3.跨段倒换的优先级（）于跨环倒换。（填高或低）4.四纤双向复用段保护环的传输容量是()。A.STM-NB.k*STM-NC.STM-N/2D.2*STM-N5.以下几种环网保护容量最大的是()。A．二纤双向复用段倒换环B．四纤双向复用段保护环C．二纤单向通道保护环D．二纤双向通道保护环6.通道保护倒换环的保护倒换是在（）上发生的。A.支路板B.线路板C.交叉板D.主控板7.通道保护环是系统的哪种功能实现的：（）A.双发双收B.双发选收C.单发单收D.单发双收练一练2-3-3同步与定时01.同步概述07.同步状态信息（SSM）03.SDH同步定时参考信号来源05.我国数字同步网的时钟分级02.同步方式04.主从同步网中从时钟的工作模式06.SDH网同步原则目录一、同步概述数字通信的网同步是由时钟同步网络来实现的，数字时钟同步网是电信网络的一个支撑网，它支撑各种业务网（包括公用电话交换网、数据交换网等）同步，同样也支撑SDH传输网的同步。时钟同步网络是指能够提供参考定时信号的网络。一个同步网络的结构包括了由同步链路所连接的同步网络节点，而同步网络节点是指在某个直接被节点时钟定时的单一物理位置中的一组设备。对于数字传输，要求接收端与发送端同步，这是所谓点同步；对于数字复用，要求将几个准同步信号复用成单一的线路信号，采用比特塞入技术适配速率，这是所谓线同步；对数字交换，要求到达交换节点全部数字流有统一的时钟，涉及全网，这就是网同步。网同步的目的是指使网络中各节点的时钟频率和相位都控制在预先确定的容差范围内，以免由于数字传输系统中收/发定时的不准确导致传输性能的劣化。2-3-3同步与定时二、同步方式同步方式可分为伪同步和主从同步。伪同步或准同步是指数字交换网中各数字交换局在时钟上相互独立、毫无关联，而各数字交换局的时钟都具有极高的精度和稳定度，一般用铯原子钟。由于时钟精度高，网内各局的时钟虽不完全相同，但误差很小接近同步，于是称之为伪同步。这种方式的优点是简单、灵活，缺点是对时钟性能要求高，成本高，存在周期性的滑动。采用这种同步方式的数字网称为准同步网。主从同步指网内设一时钟主局，配有高精度时钟，网内各局均受控于该主局，即跟踪主局时钟，以主局时钟为定时基准，并且逐级下控直到网络中的末端网元。主从同步方式是指在网内设置基准时钟和若干从时钟，以主基准时钟控制从时钟的信号频率。主从同步的优点是，正常情况下不存在周期性滑动，且对从时钟性能要求低，建网费用低。其缺点是传输链路的不可靠会影响时钟传送，同时存在产生定时环路的可能。2-3-3同步与定时二、同步方式一般伪同步方式用于国际数字网中，也就是一个国家与另一个国家的数字网之间采取这样的同步方式，例如中国和美国的国际局均各有一个铯时钟，二者采用伪同步方式。主从同步方式一般用于一个国家地区内部的数字网，它的特点是国家或地区只有一个主局时钟，网上其它网元均以此主局时钟为基准来进行本网元的定时。图2-45我国同步方式示意图2-3-3同步与定时三、SDH同步定时参考信号来源4.设备内部晶体振荡器产生时钟,即设备内置时钟源。3.从来自纯PDH网或交换系统的2Mb/s支路信号中提取时钟,即支路时钟源。2.直接利用外部输入站时钟（2048kHz）外部时钟源。1.从STM-N等级的信号中提取时钟,即线路时钟源。在SDH中，定时参考信号可以有以下四种来源：DCBAE2-3-3同步与定时1.正常工作模式也称跟踪锁定上级时钟模式此时从站跟踪锁定的时钟基准是从上一级站传来的，可能是网中的主时钟，也可能是上一级网元内置时钟源下发的时钟，也可是本地区的GPS时钟。它精度也是最高的。2.保持模式当所有定时基准丢失后，从时钟进入保持模式。此时从站时钟源利用定时基准信号丢失前所存储的最后频率信息，作为其定时基准而工作，此种工作方式提供的较高精度时钟不能持续很久。3.自由运行模式--自由振荡模式当从时钟丢失所有外部基准定时，也失去了定时基准记忆或处于保持模式时间太长，从时钟内部振荡器就会工作于自由振荡方式。此