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PDH和SDH

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PHD和SDH

以往在传输网络中普遍采用的是准同步数字体系(PDH lesiochronous Digital Hierarchy),随着信息社会的到来,它已不能满足现代信息网络的传输要求,因此同步数字体系应运而生。

PDH存在的主要问题

?PDH主要是为话音业务设计,而现代通信的趋势是宽带化、智能化和个人化。

?PDH传输线路主要是点对点连接,缺乏网络拓扑的灵活性。

?存在相互独立的两大类、三种地区性标准(日本、北美、欧洲),难以实现国际互通。

?异步复用,需逐级码速调整来实现复用/解复用。

?缺少统一的标准光接口,无法实现横向兼容。

?网络管理的通道明显不足,建立集中式传输网管困难。

?网络的调度性差,很难实现良好的自愈功能。

SDH的产生

SDH的研究工作始于1986年,其目的是建立光纤通信的通用标准,通过一组网络单元提供一个经济、简单、灵活的网络应用。

美国贝尔通信研究所最先提出了光同步传输网的概念,并称之为同步光网络(SONET)。

1988年,美国国家标准协会(ANSI)通过了两个最早的SONET标准。

国际电话电报咨询委员会(CCITT),于1988年接受了SONET的概念,重新命名为同步数字系列(SDH),建立了世界性的统一标准。

什么是SDH

SDH-Synchronous Digital Hierarchy,是一种传输技术体制。它是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。它具有世界性的统一标准,不仅适用于光纤,也适用于微波和卫星通信。

SDH网络是由一些基本网络单元(NE)组成的,在传输媒质上(如光纤、微波等)进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传输网络。

?有全世界统一的网络接口接点(NNI)

作用:减少设备种类和数量,简化了操作。

?有一套标准化的信息结构等级(STM)

作用:统一了现存的两个数字体系,方便了国际互连。

?具有块状帧结构

作用:可以安排丰富的开销比特用于网络运行的维护和管理。

?具有广泛适应性的复用结构

作用:简化了上下业务的过程,改善网络透明性。

?独特的指针调整技术

作用:改善网络性能,简化网络管理。

SDH采用一套标准化的信息结构等级,称之为同步传送模块STM-N(N=1,4,16,64,…)其中最基本的模块为STM-1,传输速率为155.520Mbit/s。将4个STM-1同步复用构成STM-4,传输速率为622.080Mbit/s,以此类推。

SDH的主要特点

?使1.5Mbit/s和2Mbit/s两大数字体系(三个地区性标准)在STM一1等级以上获得统一。?采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构。

各种不同等级的码流在帧结构净负荷内的排列是有规律的,而净负荷与网络是同步的。

?SDH帧结构中安排了丰富的开销比特(大约占信号的5%),使网络的OAM能力大大加强。

?将标准光接口综合进各种不同的网络单元,简化硬件,缓解了布线拥挤。

?SDH网具有信息净负荷的透明性。即网络可以传送各种净负荷及其混合体而不管其具体信息结构如何,简化了网络管理。

SDH应用的若干问题

?频带利用率不如PDH,因为安排了许多用于网管的比特开销。

?设备复杂性有所增加,因为需要处理指针。

?人为或软件的错误容易导致网络重大故障。

帧结构与开销功能

SDH的帧结构是实现SDH网络诸多功能的基础,对它的基本要求是既能满足对支路信号进行同步数字复用、交叉连接和交换,又能使支路信号在一帧内的分布是均匀、规则和可控的,以便于接入和取出。

在本部分应该着重学习SDH的帧结构组成,以及各部分的功能,因为这是了解SDH的基础。

帧结构SDH帧结构是如何构成的

帧结构的基本描述

段开销(SOH)段开销字节安排

段开销字节的定义、功能及应用

通道开销(POH)高阶通道开销(HPOH)(VC-3/VC-4 POH)

低阶通道开销(LPOH)(VC-1/VC-2 POH)

帧结构与开销功能

SDH帧结构是如何构成的

SDH帧结构具有以下特点:

(1)块状帧结构(如图2.1),并以字节为基础。

(2)纵向9行,横向270×N列。

(3)由左到右、由上到下顺序排成串行码流依次传输。

(4)传输一帧需125μs,每秒8000帧。

(5)STM-N传输速率:N×8×9×270×8000=N×155.520Mbit/s。

其中N只能取1, 4, 16, …

帧结构的基本描述

整个帧结构可分为段开销、STM-N净负荷和管理单元指针三个基本区域。

(1)段开销(SOH:Section Overhead)区域

段开销定义:指为保证信息正常、灵活、有效地传送所必须附加的字节,它主要用于网络的运行、管

理、维护及指配(OAM&)(如公务通信、误码监测、自动倒换信息等)。

段开销位置:可分为再生段开销(RSOH)和复用段开销(MSOH)两个部分。其中RSOH位于帧结构中的1~3行和1~9×N列,MSOH位于帧结构中的5~9行和1~9×N列。

对于STM-1而言,每帧共有576bit(8bit/字节×9字节/行×8行)可用于段开销,由于帧长定为125μs,及每秒传输8000帧,所以共有4608Mbit/s用于OAM&。

SDH丰富的开销为其实现强大的网络管理奠定了基础。

(2)STM-N净负荷(Payload)区域

信息负荷定义:指真正用于电信业务的比特。

信息负荷位置:帧结构中l~9行和10×N~270×N列的2349×N个字节。

对于STM-1而言,每帧共有18792bit(8bit/字节×261字节/行×9行)位于净负荷区域,可用于业务传输。

净负荷区域内还存放了少量可用于通道维护管理的通道开销(POH)字节。通常,POH作为净负荷的一部分并与其一起在网络中传送。

(3)管理单元指针(AU PTR)区域

AU PTR定义:一组特定的编码,其作用是用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置,以便接收时能正确分离净负荷。

采用指针处理的方式是SDH的重要创新,它消除了在常规PDH系统中由于采用滑动缓存器所引起的延时和性能损伤。

段开销(SOH)

段开销分为再生段开销(RSOH)和复用段开销(MSOH)两个部分。RSOH负责管理再生段,可在再生器接入,也可在终端设备接入;MSOH负责管理由若干个再生段组成的复用段,它将透明地通过每个再生段,只能在管理单元组(AUG)进行组合或分解的地方才能接入或终结。

段开销字节安排

STM-N的SOH字节可利用字节间插方式构成。安排规则如下:

* 第一个STM-1的SOH被完整保留

* 其余N-1个SOH中仅保留定帧字节A1,A2和BIP-N×24字节B2

* 其它字节(B1,E1,E2,F1,K1,K2和D1~D12)均省去

* M1字节要专门定义位置

SOH字节位置的编号方法

图示为SOH字节位置的编号方法

段开销字节在STM-N帧内的位置可以用一个三座标矢量S(a,b,c)来表示。

a表示行数,取值为l到3,或5到9。

b表示复列数,取值为1到9。

c表示在复列数内的间插层数,取值可为1,4,16,等。

以STM一1内的K1字节为例,由于其处于第5行,第4复列,间插层数为l层,因此其矢量座标为S(5,4,l),其余也可照此类推。

行数和列数的关系及其座标可以用下面的式子来求得:

行数=a

列数=N(b一1)十c

下面举一实例说明。在STM一4帧结构中第2个STM一1的Kl字节的行数和列数按照上面两个式子为: 行数=5

列数=4(4-1)+1=13

段开销字节的定义、功能及应用

以STM-1为例介绍各开销字节的定义、功能及应用

通道开销(POH)

SDH在实现网络管理时,采用了分层结构,前面所说的SDH主要用于管理再生段和复用段,而本节所要讲的是用于通道管理的通道开销(POH:Path Overhead)。POH根据所管对象(虚容器VC)可分为高阶通道开销(HPOH)和低阶通道开销(LPOH)。

高阶通道开销(HPOH)(VC-3/VC-4 POH)

将VC-3 POH附加给C-3或者多个TUG-2的组合体便形成了VC-3

将VC-4 POH附加给C-4或者多个TUG-3的组合体即形成VC-4。

高阶VC POH的主要功能有VC通道性能监视、告警状态指示、维护信号以及复用结构指示等。

对于STM-1中VC-4而言,HPOH位于帧结构中第1~9行、第10列,依次为J1,B3,C2,G1,F2,H4,F3,K3,N1。

(1)通道踪迹字节-J1

J1是虚容器中第1个字节,其位置由相关的指针来指示,该字节被用来重复发送高阶通道接入点识别符,使通道接收端能据此确认与所制定的发送端是否处于连续的连接状态。

(2)通道BIP-8字节-B3

该字节用作高阶通道误码检测,其误码检测原理与SOH中B1类似,只不过计算范围是对扰码前上一帧中高阶VC所有字节进行计算,并将结果置于本帧扰码前B3。

(3)信号标记字节-C2

该字节用来指示VC帧内的复接结构和信息净负荷的性质。

(4)通道状态字节-G1

该字节用来将通道内的状态和性能情况回送给高阶vc通道的源设备,实现双相通道的状态和性能监视。

(5)通道使用者通路字节-F2,F3

这两个字节为使用者提供与净负荷有关的通道单元之间的通信。

(6)TU位置指示字节-H4

为净负荷提供一般的位置指示,也可指示特殊净负荷的位置。如作为TU-1/TU-2复帧指示字节或ATM 信元净负荷进入一个VC-4时的信元边界指示器。

(7)自动保护倒换(APS)通路-K3(b1~b4)

这些比特用作高阶通道级保护的APS指令。至于K3(b5~b8)留作将来使用,尚未规定具体数字,要求接收机忽略其值。

(8)网络操作者字节-N1

该字节用于高阶通道的串联连接监视功能(HP-TCM)。

低阶通道开销(LPOH)(VC-1/VC-2 POH)

将低阶VC POH附加给C-1/C-2即可形成VC-1/VC-2。其主要功能有VC通道功能监视,用于维护的信号,以及告警状态指示等。

(1)通道状态和信号标记字节-V5

该字节是复帧的首字节,具有误码监测、信号标记和VC-12通道状态表示等功能。

(2)通道踪迹字节-J2

该字节被用来重复发送低阶通道接入点识别符,使通道接收端能据此确认与所制定的发送端是否处于连续的连接状态。

(3)网络操作者字节-N2

该字节提供低阶通道的串联连接监视功能(LO-TCM)。

(4)自动保护倒换(APS)通路-K4(b1~b4)

这些比特用作低阶通道级保护的APS指令。

(5)预留比特-K4(b5~b7)

K4(b5~b7)作为选项功能由产生K4字节的路径源端自行决定。

K4(b8)为备用比特,尚未规定具体数字,要求接收机忽略其值。

同步复用与映射原理

同步复用和映射方法是SDH最有特色的内容之一,它使数字复用由PDH的僵硬的大量硬件配置转变为灵活的软件配置。下面将首先介绍基本复用原理,然后进一步讲述具体复用映射结构和方法,以及通道

开销和指针的规定和应用。

SDH基本复用原理基本复用方法

SDH的一般复用结构

同步复用基本结构基本复用映射单元

基本复用映射步骤

我国采用的复用映射结构

典型示例

同步复用与映射原理

SDH基本复用方法

现代电信传输的发展方向之一是传输速率的高速化,其方式是采用时分复用的形式将多路低速信号复用成高速信号。

那么如何解决各路信号之间的频差和相移等问题?

传统的解决方法:

(1)码速调整法(比特塞入法)

利用固定位置的比特塞入指示来显示是否载有信号数据。

缺点:有一个比特塞入与去塞入的过程,不能直接上下路。

(2)固定位置映射法

在高速信号的特殊位置中携带低速支路信号。

缺点:需要缓存器进行频率校正和相位对准,容易导致信号延时和缓动损伤。

SDH技术中:

(3)指针调整法

基本原理:利用净负荷指针表示在STM-N帧内浮动的净负荷的准确位置。当出现净负荷在一定范围内的频率变化时,只需增加或减少指针数值即可达到目的。

SDH的一般复用结构

SDH的一般复用结构如图所示。它是由一些基本复用映射单元组成、由若干个中间复用步骤的复用结构,具有一定频差的各种支路的业务信号要想复用进STM-N帧都要经历映射、定位校准和复用三个步骤。

基本复用映射单元

一、容器(C)

定义:一种用来装载各种速率业务信号的信息结构。

功能:完成适配(主要是码速调整),让那些最常使用的准同步数字体系信号能够进入有限数目的标准容器。种类:C-n (n-11,12,2,3,4)

目前我国仅涉及C-12,C-3,C-4

每一种容器分别对应一种标称的输入速率,即2.048 Mbit/s (C-12); 34.368 Mbit/s(C-3); 139.264 Mbit/s (C-4)。

二、虚容器(VC)

定义:用来支持SDH通道层连接的信息结构。

构成: 由安排在帧结构中的信息净负荷和通道开销(POH)组成。

即VC-n = C-n +VC-n POH

种类:低阶虚容器:VC-11,VC-12,VC-2

高阶虚容器:VC-3,VC-4

VC是SDH中最为重要的一种信息结构,其包封速率与SDH网络同步,因而不同VC互相同步,但在VC内部允许装载来自不同容器的异步净负荷。

除VC的组合点和分解点(即PDH/SDH网边界处),VC在SDH网中传输时总是保持完整不变,可以作为一个独立的实体在通道中任一点取出或插入。

三、支路单元(TU)

定义:TU是一种提供低阶通道层和高阶通道层之间适配功能的信息结构。

构成: 由一个相应的低阶VC和一个相应的支路单元指针组成。

即TU_n=VC_n+TU_nPTR

其中指针PTR用来指示VC净负荷帧起点相对于高阶VC帧起点间的偏移量。

四、支路单元组(TUG)

定义:是由一个或多个在高阶VC净负荷中占据固定的确定位置的支路单元组成。

可把一些不同大小的TU组合成一个TUG,从而增加传送网络的灵活性。

例如: 一个TUG-2由一个TU-2或三个TU-12或四个TU-11按字节间插组合而成;

一个TUG-3由一个TU-3或七个TUG-2按字节间插组合而成。

五、管理单元(AU)

定义:AU是提供高阶通道层和复用段层之间适配功能的信息结构。

构成: 由一个相应的高阶VC和一个相应的管理单元指针组成。

即AU_n=VC_n+AU_nPTR

功能:AU_PTR指VC_n净负荷起点相对于复用段帧起点间的偏移量,而其自身相对于STM-N的位置总是固定的(第四行一至九列)。

六、管理单元组(AUG)

定义:是由一个或多个在STM-N净负荷中占据固定的确定位置的管理单元组成。

功能:一个AUG由一个AU-4或三个AU-3按字节间插组合而成。

七、同步传送模块(STM-N)

其帧结构参见第二节。

基本复用映射步骤

一、映射(mapping)

定义:是一种在SDH网络边界处,把支路信号适配装入相应虚容器的过程。

二、定位校准(Alignment)

定义:是一种当支路单元或管理单元适配到支持层的帧结构时,帧偏移信息随之转移的过程。它依靠TU_PTR和AU_PTR功能加以实现。

这里所说的指针是一种指示符,其值定义为虚容器相对于支持它的传送实体的帧参考点的偏移量。

指针

SDH指针的作用:

1、当网络处于同步工作状态时,指针用来进行同步信号间的相位校准

2、当网络失去同步工作状态时,指针用来做频率和相位相位校准

3、当网络处于异步工作状态时,指针用来做频率跟踪校准

4、指针可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移

分类: AU-4,TU-3,TU-1/2

一.AU指针

1.AU指针的功能

设置AU指针可以为VC在AU帧内的定位提供一种灵活和动态的方法。因而AU指针不仅能够容纳VC和SOH在相位上的差别,而且能够容纳帧速率上的差异。

2.AU指针的位置

AU一4指针包含在SOH第4行的H1、H2和H3字节中(为了确定VC一4位置,实际只需要Hl 和H2两个字节)。而3个AU一3指针中的每1个都包含在3个分离的Hl、H2和H3字节中。

3.AU指针值

在分给AU指针使用的HI、H2和H3字节中,H1和H2字节是结合使用的,可以看作1个码字,其中码字的最后10个比特(即第7至第16比特)携带具体指针值。H3字节用于VC帧速率调整,负调整时可携带额外的VC字节。

AU一4指针值是二进制数,用十进制数表示的范围为0-782(因为AU一4按3个字节为单位调整,因而有效范围为2349除3),这个数值显示了指针与VC一4第1个字节间的偏移。

AU一3指针值也是二进制数,用十进制数表示的范围也是0至782(有效范围87×9=783)。由于AUG 内有3个AU一3,每个AU一3有它自己的一套H1、H2和H3字节。第l套Hl、H2和H3字节(第1、第4和第7列)属于第1个AU一3。第2套H1、H2和H3字节(第2、第5和第8列)属于第2个AU一3。第3套Hl、H2和H3字节(第3、第6和第9列)属于第3个AU一3。每个AU-3指针都独立工作,互不相关。

注意:在计算指针和VC开始字节的偏移时,AU指针字节是不计在内的。例如,在AU一4,指针值0表示VC将于最后一个H3字节后的那个字节开始,而指针值87表示VC将于K2字节(第5行和第7列)后3个字节开始。

4.频率调整

如果AUG与VC的帧速率不同,即有频率偏移,则指针值将按照需要增加或减少,同时还伴随有相应的正调整字节或负调整字节的出现或变化。

当频率偏移较大,需要连续多次指针调整操作时,相邻两次的操作必须至少分开3帧,即每个第四帧才能进行指针调整操作,两次操作之间的指针值保持为常数不变

当VC的帧速率比AUG的帧速率慢时,需提高VC帧速率

操作:此时可以在VC前插入3个填充伪信息的空闲字节(即正调整字节),从而增加了VC帧速率。但由于插入了正调整字节,实际VC在时间上向后推移,因而用来指示其起始位置的指针值要增加1。

操作指示:将指针码宇的5个增加比特(I比特),即第7、9、11、13和15比特进行反转,并在接收机中按5比特多数表决准则作出决定。

正调整字节的位置:AU一4帧内最后一个H3字节后出现3个正调整字节。AU一3则将在单独的H3字节后出现1个正调整字节。

当VC的帧速率比AUG的帧速率快时,需要降低VC帧速率

操作:此时可以利用AU指针区的3个H3字节来存放实际VC信息(负调整字节),从而相当降低了VC帧速率。由于VC信息的起始几个字节存入了AU指针区,实际VC在时间上向前移动了3个字节,因而指示其起始位置的指针值要减l。

操作的指示:是将指针码字的5个减少比特(D比特),即第8、10、12、14和16比特进行反转,并在接收机中按5比特多数表决准则作出决定。

负调整字节的位置:AU一4帧内H3字节内出现3个负调整字节。对于AU一3而言,则将在单独的H3字节处出现1个负调整字节。

5.新数据标帜(NDF)

定义:NDF表示允许由净负荷变化所引起的指针值的任意变化,由指针码字的第1至第4比特携带。

表示:正常状态N比特显示"0110"码,将上述码反转为"1001"码即表示NDF。

6.AU指针的产生规则:

1.正常工作时,指针确定了VC在AU帧内的起始位置,NDF设置为"0110"状态。

2.指针值的改变只能靠下述3种操作(即3、4或5)。

3.如果需要正调整,则送出的当前指针值中的I比特需要反转,其后的正调整机会用伪信息填充。随后的指针值是先前指针值加l。如果先前的指针值处于最大值,则其后的指针设置为0。而且其后至少3帧内不允许进行任何指针增减操作。

4.如果需要负调整,则送出的当前指针值中的D比特需要反转,其后的负调整机会用实际数据重写。随后的指针值是先前指针值减l。如果先前的指针值已经为0,则其后的指针值设置为最大值。而且其后至少3帧内不允许进行任何指针增减操作。

5.如果除上述第3和第4条规则以外的其他原因引起VC定位的变化,则应送出新的指针值。

二.TU-1/TU-2指针

TU-1/TU-2指针为净负荷VC-1/VC-2在TU-1/TU-2复帧内的灵活动态的定位提供了一种方法。这种定位方法与VC的实际内容无关。

在TU幅帧中有四个字节(V1、V2、V3、V4)分给TU指针使用。其中V1是复帧中第一个TU帧的第一个字节;V2~V4则是复帧中随后各个TU帧的第一个字节。

TU-1/TU-2指针包含在V1、V2字节中,V3作为负调整字节,其后的那个字节作为正调整字节,V4作为保留字节。

SDH指针的作用:

1、当网络处于同步工作状态时,指针用来进行同步信号间的相位校准

2、当网络失去同步工作状态时,指针用来做频率和相位相位校准

3、当网络处于异步工作状态时,指针用来做频率跟踪校准

4、指针可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移

三、复用:(Multiplex)

定义:是一种将多个低阶通道层的信号适配进高阶通道或把多个高阶通道层的信号适配进复用层的过程。基本复用方式是采用字节间插。

我国采用的复用映射结构

我国采用的基本复用映射结构如图,它保证每一种速率的信号只有唯一的一条复用路径可以到达STM-N 帧。

典型示例

将2.048Mbit/s信号复用映射进STM-N

将2.048Mbit/s信号复用映射进STM-N

复用映射途径(点击图上箭头查看相应复用映射过程)

第一步. 2.048 Mbit/s的数字流适配进入C-12

(1)异步映射下的C-12帧结构

?C-12帧结构由9行×4列-2个字节(1个VC-12POH字节和一个TU-12指针字节)构成,共1023+1(S2)个数据比特。

?C-12帧可看成由4个帧组成的复帧,因为它们处于4个连续的STM-1帧中。

?2048Kbit/s的信号以正/零/负码速调整方式装入C-12。

?C-12相关参数

复帧周期125×4=500 (μs)

复帧频率1/500=2000 (Hz)

复帧容量4×(4×9-2)=136 (字节)

复帧速率2000×136×8=2176(Mbit/s)

第二步. C-12映射进VC-12

VC-n = C-n +VC-n POH (VC-12 POH参见第二章)

(1)如图所示

2.048Mbit/s支路信号按异步映射方式进入VC-12 的具体比特安排(500μs复帧内)。

(2)映射概念

定义:是一种在SDH网络边界处使各支路适配进虚容器的过程。

实质:各支路信号与相应的虚容器同步,以便使虚容器成为可以独立地传送、复用和交叉连接的实体。

在SDH技术中有异步、比特同步和字节同步三种映射方法及浮动VC和锁定TU两种工作模式。其中异步映射应用最广。

第三步. VC-12到TU-12

TU_n=VC_n+TU_nPTR

VC POH中的位置指示字节H4作复帧指示。

VC-12映射进TU-1复帧如图。

第四步. TU-12组成TUG-2

第五步. TUG-2字节间插复用进TUG-3

第六步. TU-3映射进VC-4

3个TUG-3按单字节间插复用进VC-4

第七步. VC-4定位进AU-4

由于VC-4是一个整体,它在AU-4帧内的位置由其第一个字节的位置来确定,VC-4第一个字节相对AU-4指针的位置由AU-4指针值给出。

第八步. AU-4经由AUG的复用

VC-4在AU-4内的相位是不确定的,即允许VC-4在AU-4帧内浮动以便进行动态定位。

AU-4与AUG之间有固定的相位关系,因而只需将AU-4直接置入AUG即可。

动画演示指针调整

典型设备与应用技术

这里重点讲述SDH光传送设备中的分插复用器(ADM)、数字交叉连接(DXC)设备以及这些设备在网络中的基本应用。

SDH设备SDH设备分类

如何规范SDH设备

ADM在网络中的应用ADM 设备

ADM在环形网上的应用

数字交叉连接技术与设备DXC的基本概念与功能

SDXC设备分类

典型设备与应用技术

SDH设备分类

一般说来,SDH规范下的设备(网元)可分为三大类:交换设备,传送设备,接入设备。

交换设备包括:

配有SDH标准光接口和电接口的交换机或A TM设备。

传送设备包括:

终端复用器(TM)

分插复用器(ADM)

数字交叉连接设备(DXC)

再生器(REG)

接入设备包括:

数字环路载波(DLC)

光纤环路系统(OLC)

宽带综合业务数字网(B-ISDN)

光纤分布式数据接口(FDDI)

分布式排队双总线(DQDB)业务接入单元

如何规范SDH设备

SDH设备的主要要求:

1.多功能集成性

即允许不同的功能包含在单个具体的物理设备中。

2.实现的灵活性

即在单一设备中可实现多种不同功能的组合。

3.设计的独立性

即物理实现与功能描述互相独立,允许设计者有自由选择用什么硬件或软件来实现某些功能。

方法:功能参考模型

即以一系列基本功能块的形式来描述设备,总的设备功能可由这些基本功能块灵活地组成。

好处:叙述简单,又不失普遍性。

ADM 设备

ADM称为分插复用器(ADM:Add/Drop Multiplexer),它是SDH网络中最具特色,也是应用最为广泛的设备,尤其是在环型网中应用时,以特有的自愈能力而倍受青睐。

它利用时隙转换实现宽带管理,即允许两个STM-N信号之间的不同VC实现互连,并且具有无需分接和终结整体信号即可将各种G.703规定的接口信号(PDH)或STM-N信号(SDH)接入STM-M(M>N)内作任何支路的能力。

ADM设备的使用主要体现在对信号路由的连接和对信号的复用/解复用上。

ADM设备的使用主要体现在对信号路由的连接和对信号的复用/解复用上。

通常ADM设备应具有支路-群路(上/下支路)和群路-群路(直通)的连接能力(如图)。其中支路-群路

又可分为部分连接和全连接,两者的区别在于上/下支路仅能取自STM-N内指定的某一个(或几个)STM-1还是可从所有STM-N内的STM-1实现任意组合。另外还可进行支路-支路连接,它是将支路的某些时隙仅与另一支路相关时隙相连,而不是象上述结构中与东西两侧群路相连。

将这种具有支路-支路连接能力的ADM设备进行有机的组合,可实现小型数字交叉连接(DXC)设备的功能。

ADM在环形网上的应用

采用ADM环形网络的一大好处是它的自愈特性。图中给出了利用ADM设备组成环形网络的示意图,图中共有4个节点(A,B,C,D),每一节点上配置一个ADM,根据用户的业务要求,利用上述的连接功能,可方便、灵活地实现上/下支路,从而完成这4个节点间的通信。当出现故障时(如光纤断裂),信号并不会丢失。

DXC的基本概念与功能

(1)什么是DXC

SDH数字交叉连接设备(DXC)是SDH网的重要网元,是实现传送网有效管理、实现可靠的网络保护/恢复,以及自动化配线和监控的重要手段。

适用于SDH的DXC(SDXC)能进一步在端口间提供可控的VC透明连接和再连接。

DXC的简化结构

传统的DXC的简化结构如图

其接入端口(即输入输出端口)与传输系统相连。

DXC的核心部分是交叉连接功能,参与交叉连接的速率一般等于或低于接入速率。交叉连接速率与接入速率之间的转换需要由复接和分接功能来完成。

首先,每个输入信号被分接成m个并行的交叉连接信号。然后,内部的交叉连接网采用时隙交换技术(TSI),按照预先存放的交叉连接图或动态计算的交叉连接图对这些交叉连接通道进行重新安排,最后再利用复接功能将这些重新安排后的信号复接成高速信号输出。

整个交叉连接过程由连至DXC的本地操作系统或连至TMN的支持设备进行控制和维护。

对于SDXC,由于特定VC总是处于净负荷帧中的特定列数,因而对VC实施交叉连接只需对相应的列进行转换即可。因而SDXC实际上是一种列交换机,利用外部编程即可实现交叉连接功能。

(2)DXC的基本功能

DXC在传输网中的基本用途是进行自动化管理,其主要功能有五个方面:

* 分离本地和非本地交换业务,为非本地交换业务迅速提供可用路由;

* 为临时性重要事件迅速提供电路;

* 当网络出故障时,迅速提供网络的重新配置;

* 按业务流量的季节性变化使网络最佳化;

* 网络运营者可以自由地在网中混合使用不同的数字体系(PDH或SDH),并作为PDH与SDH的网关使用。

SDXC设备分类

SDH网络中的DXC设备称为SDXC。从功能上看,SDXC是一种兼有复用、配线、保护/恢复、监控和网管的多功能传输设备,不仅直接代替了复用器和数字配线架(DDF),而且还可以为网络提供迅速有效的连接和网络保护/恢复功能,并能经济有效地提供各种业务。

根据端口速率和交叉连接速率的不同,SDXC可以有各种配置形式。

通常用DXCX/Y来表示一个DXC的配置类型,其中第一个数字1表示接人端口数据流的最高等级,第二个数字Y表示参与交叉连接的最低级别。数字0表示64kbit/s电路速率,数字1.2.3.4分别表示PDH 体制中的1至4次群速率,其中4也代表sDH体制中的STM一1等级;数字5和6分别代表SDH体制中的STM-4和STM-16等级。

例如

(1)DXC1/0表示接人端口的最高速率为一次群信号,交叉连接速率为64kbit/s。

(2)DXC4/1表示接入端口的最高速率为140Mbit/s或155Mbit/s,而交叉连接的最低速率为一次群信号,换言之,这种DXC4/1设备允许所有1、2、3、4次群信号和STM-1信号接入和进行交叉连接。

组网技术

SDH的核心是以统一的国家电信网和国际互通的高度来组建数字通信网。本部分着重讨论SDH传送网和自愈网,包括网络结构、组网方式和网络保护等内容。

传送网结构与组织电信网基本功能

传送网的分层和分割

区分传送网与传输网

再生段、复用段和通道

如何描述传送网

传送网物理拓扑

SDH自愈网SDH自愈网的特点与分类

DXC自愈网的原理与应用

线路保护倒换的原理与应用

环的互通

ADM自愈环的原理与应用

SDH网络传输性能误码性能

漂移特性

抖动特性

组网技术

电信网基本功能

电信网两大基本功能:

* 传送功能:可以将任何通信信息从一个点传到另一点(或另一些点)。

* 控制功能:可以实现辅助业务和操作维护功能。

将传送功能和控制功能并存于任何一个物理网络中就构成了传送网。

分类:基于SDH的传输网、基于PDH的传送网和基于A TM的传送网等。

区分两个概念:传送网与传输网

区分两个概念:传送网与传输网

传送网(transport network)是指完成信息传递功能的手段,主要指逻辑功能意义上的网络,描述对象是信息传送的功能过程。

传输网(transmission network)是指由实际传递设备组成的物理网络,描述对象是信号在具体物理媒质传输的物理过程。

如何描述传送网

由于SDH传送网功能强大,结构复杂,具体形态千变万化,因此为便于描述和分析,需建立一种适宜的网络模型。ITU-T给出的SDH网络模型是由结构元件构成的。

结构元件指用来描述传送网功能结构的一些通用基本元件,即将网络的功能分解为一个个的子功能,并将这些子功能模型化。这就使得可以用少量的结构元件和抽象的方式来描述网络的功能。

结构元件按功能可以分为4类:

* 拓扑元件:从同类型参考点之间的拓扑关系角度提供传送网的抽象描述。

* 传送实体:为层网络参考点之间提供透明的信息传送。

* 传送处理功能:对所传递的信息进行必要的处理,如适配和终结等。

* 参考点:一个传递处理功能或传送实体的输入与另一个输出相结合的点。

拓扑元件

定义:是以同类型参考点之间拓扑关系的角度来描述传送网的结构元件。

分类:层网络、子网络和链路。

层网络(layer network)

传送网垂直分为三层:从上至下分别为电路层、通道层和传输媒质层(又细分为段层和物理层)。每一层网络为其相邻的高一层网络提供传送服务,同时又使用相邻的下一层网络所提供的传送服务(即客户/服务者关系)。

所谓层网络指一种拓扑元件,由描述特殊特征信息的生成、传送和终结的传送实体以及传送处理功能所组成。它由完全的一组同类型接入点(AP)所规定。

子网(sub network)

子网是为了进行选路由和管理的目的对层网络进行功能分割产生的子集,它由一组端口所规定。这些端口可以联系在一起传递特征信息。

例如数字交叉连接设备(DXC)、数字配线架(DDF)等。

链路(link)

链路也是一种拓扑元件。通常,链路代表了一对子网之间的固定拓扑关系,它由两个子网内互相连系共同完成特征信息传递任务的CP的子集所规定。对链路递归分解(通过分层概念)的最低等级是传输媒质。

例如DXC或DDF间并行的所有传输系统,最低等级是电缆。

传送实体

定义:指能将信息透明地从一点传送到另一点的功能手段。

功能:是为层网络参考点之间提供透明的信息传递。信息从传送实体的输入端进入,从输出端送出,整个过程除了可能遭受传输质量劣化外,信息本身是不变的。

分类:连接,路径。

连接:可在连接点之间透明地传送信息,但信息完整性不受监视。按隶属的拓扑元件又可分为网络连接、子网连接和链路连接。

路径:可在连接点之间透明地传送信息,但信息完整性受监视。处于电路层网络的路径称为电路,处于通道层网络的路径称为通道,处于段层网络的路径称为段。

网络连接(NC)

顾名思义,跨越整个层网络的连接就是网络连接。网络连接可以透明地在层网络上进行端到端的信息传递,由终端连接点(TCP)定界。

网络连接由子网连接和链路连接级联而成。

子网连接(SNC)

跨越子网的连接称为子网连接。子网连接可以将信息透明地在子网上进行传递,它由子网边界上的CP 定界并代表了CP间的联系。

子网连接可以由更小的子网连接和链路连接级联而成。

链路连接(LC)

跨越链路的连接称为链路连接,链路连接可以将信息透明地在链路上传递。链路连接由端口来定界并代表了链路端点之间的固定关系,由一对适配功能(近端适配功能及远端适配功能)和服务层网络的一条路径构成。

路径(T)

路径是服务层网中的传送实体,由路径两端的两个接入点AP定界,代表了路径未端间的联系,负责服务层AP之间一个或多个客户层网的特征信息的传递完整性。

传输处理功能

在描述层网络结构时需要用到两个一般传送处理功能,即适配功能和路径终端功能,在层网络的边界上它们是一起出现的。

适配功能

将某一层网络上的特征信息进行适配处理,以便适合于在服务层网络上传送。

例如复用、编码、速率变换、VC的组合和分解、模数转换等。

适配功能由共处一地的一对适配源和适配宿组成。其中适配源功能使客户层特征信息适合于在服务层网络的路径上传送,而适配宿功能则使已经适配的信息得以恢复,即将服务层网络的路径信息转换为客户层网络的特征信息。常用层间适配功能有复用、编码、速率变化、定位和调整等。

路径终端功能

路径终端功能产生层网络上的特征信息并确保其完整性。方法是在路径源端功能处插入一些附加信息,再在相应的路径宿端功能处进行监视。

例如产生或终结开销(OH),包括定帧、误码检测、故障检出和告警等。

参考点

定义:指一个传递处理功能或传送实体的输入与另一个输出互相结合的点。

基本参考点包括:连接点(CP)、终端连接点(TCP)和接人点(AP)。

连接点(CP)

位置:一种连接类型的输出与另一种连接类型的输入相结合的点。

基本功能:连接功能和连接监视功能。

对于电路层,CP位于交换设备;对于通道层,CP位于交叉连接设备;对于传输媒质层,则CP位于再生器。

终端连接点(TCP)

位置:路径终端源功能输出与网络连接输入相结合的点,以及网络连接输出与路径终端宿功能输入相结合的点。

基本功能:路径终端与双向连接的结合。

分类:单向TCP和双向TCP。

接人点(AP)

位置:路径终端宿功能的输出与适配宿功能的输入相结合的点,或适配源功能的输出与路径源端的输入相结合的点。即相邻层使用或提供传送服务的交接点。

基本功能:适配。

对于电路层,Ap一般位于网络终端设备;对于通道层,AP位于复用设备;对于传输媒质层,AP位于线路终端设备。

传送网的分层和分割

传送网可以从垂直方向分解为三个独立的层网络,即电路层、通道层和传输媒质层。相邻层网络之间具有客户/服务者关系。每一层网络在水平方向又可以按照该层内部结构分割为若干部分。分层和分割满足正交关系。

(1)分层(layering)

(2)分割(partitioning)

分层(layering)

一个适用于SDH网的传送网分层模型如图。

其中电路层直接为用户提供通信业务,如电路转换业务、分组转换业务和租用业务等,其主要节点设备有交换机和用于租用线业务的交叉连接设备等。

通道层网络支持一个或多个电路层网络,为电路层网络节点(如交换机)提供透明的通道(即电路群)。通道网络可进一步划分为高阶通道层(VC-4)和低阶通道层(VC-11,VC-12,VC-2,VC-3)。

传输媒质层网络与传输媒质有关,它支持一个或多个通道层网络,为通道层网络节点(如DXC)间提供合适的通道容量,可进一步划分为段层网络和物理媒质层网络(简称物理层)。

对SDH网络分层有下述主要好处:

?单独地设计和运行每一层网络要比将整个网络作为单个实体来设计和运行简单方便得多;

?可以利用类似的一组功能来描述每一层网络,从而简化了TMN管理目标的规定;

?每一层网络都具有独自的运行、诊断和自动失效恢复能力,可以减少OAM&P行动及其对其他层的影响;

?从网络结构的观点看,对某一层网络的增加或修改不会影响其他层网络,便于某一层独立地引进新技术和新拓扑而不影响其他层;

?采用这种简单的建模方式便于容纳多种传送技术,使网络规范与具体实施方法无关,使规范能保持相对稳定性。

分割(partitioning)

在分层的基础上,再对每一层网络划分为若干分离的部分组成网络管理的基本骨架。

分割的好处:

?当同一层网络由不同的网络运营者联合提供端到端通道时,采用分割概念后可能对管理界限进行规定。

?采用分割概念还可以对独立的选路区域规定边界。

?分割概念也有助于规定为了选路而处于第三方控制的层网络或子网的部分区域。

?网络的分割也有助于最终实现网络元素的出租,促进业务网及其业务提供者之间的全面竞争。?采用分割概念允许层网络的一部分被层网络的其余部分看作一个单独实体,因而层网络的内部结构是隐藏不露的。

再生段、复用段和通道

图中给出在SDH线路系统中再生段、复用段和通道的具体位置。

传送网物理拓扑

网络的物理拓扑泛指网络的形状,即网络节点和传输线路的几何排列,它反映了物理上的连接性。

网络的基本物理拓扑有5种类型,如图所示。

1. 线形

定义: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线性拓扑。在这种拓扑结构中,为了使两个非相邻点之间完成连接,其间的所有点都应完成连接功能。

优缺点:这种结构无法应付节点和链路失效,生存性较差。

2.星形(枢纽形)

定义: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,就形成了所谓星形拓扑,又称枢纽形拓扑。在这种拓扑结构中,除了特殊点外的任意两点间的连接都是通过特殊点进行的,特殊点为经过的信息流进行选路由并完成连接功能。

优缺点:这种网络拓扑可以将枢纽站(即特殊点)的多个光纤终端统一成一个,并具有综合的带宽管理灵活性,但存在特殊点的潜在瓶颈问题和失效问题。

3.树形

定义:将点到点拓扑单元的未端点连接到几个特殊点时就形成了树形拓扑,树形拓扑可以看成是线形拓扑和星形拓扑的结合。

优缺点:这种拓扑结构适合于广播式业务,但存在瓶颈问题和光功率预算限制问题。

4.环形

定义: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,将线形结构的两个首尾开放点相连就变成了环形网.

优缺点:这种网络拓扑的最大优点是具有很高的生存性(survivability)。

5.网孔形

定义: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。

优缺点:网孔形结构不受节点瓶颈问题和失效问题的影响,两点间有多种路由可选,可靠性很高,但结构复杂、成本较高、适合于那些业务量很大分布又比较均匀的地区。

SDH网络物理拓扑的选择应综合考虑网络的生存性、网络配置的难易、新业务的引入等多种因素。一般来说,用户接入网中适于用新型和环形,中继网中适于用环形和线形,长途网中适于用树形和网状性。但许多实际情况错综复杂,往往一个网络中采用多种拓扑类型的有机结合。

SDH自愈网的特点与分类

自愈网(Selfhealing network):无需人为干预,网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务,使用户感觉不到网络已出了故障。

基本原理:使网络具备发现替代传输路由并重新确立通信的能力。自愈网的概念只涉及重新确立通信,而不管具体失效元部件的修复或更换,后者仍需人工干预才能完成。

确保网络生存性的方法:网络保护,网络恢复

(1)网络保护

一般指利用节点间预先分配的容量实施网络保护。即当一个工作通路发生失效事件时,利用备用设备的倒换动作,使信号通过保护通路仍保持有效。如:1+1保护、m:n保护等。保护倒换的时间很短。

(2)网络恢复

一般是指利用节点间可用的任何容量实施网络中业务的恢复。其实质是在网络中寻找失效路由的替代路由。它可大大节省网络资源,同时又能保证所需的网络资源,但具有较长的计算事件。

网络保护是目前常用的方法。以网络的功能结构分类可分为路径功能保护和子网连接保护;以网络的物理拓扑分类可以分为自动线路保护倒换、环形网保护(利用ADM)、网状形保护(利用DXC)等。

线路保护倒换的原理与应用

最简单的自愈网形式就是传统PDH系统采用的线路保护倒换方式.

工作原理:当工作通道传输中断或性能劣化到一定程度后,系统倒换设备将主信号自动转至备用光纤系统传输,从而使接收端仍能接收到正常的信号而感觉不到网络已出了故障。

这种保护方式的业务恢复时间很快,可短于50ms,它对于网络节点的光或电的元部件失效故障十分有效。但是,当光缆彼切断时,往往是同一缆芯内的所有光纤(包括主用利备用)一齐被切断,因而上述保护方式就无能为力了。

ADM自愈环的原理与应用

自愈环结构分类1 通道倒换环复用段倒换环

从抽象的功能结构观点来划分属于子网连接保护。业务量的保护是以通道为基础的,倒换与否按离开环的每一个别通道信号质量的优劣而定,通常利用简单的通道AIS信号来决定是否应倒换属于路径保护。业务量的保护是以复用段为基础的,倒换与否按每一对节点间的复用段信号质量的优劣而定。

重要区别使用专用保护,即正常情况下保护段也在传业务信号,保护时隙为整个环专用使用公用保护,即正常情况下保护段是空闲的,保护时隙由每对节点共享

自愈环结构分类2 单向环双向环

区别单向环中所有业务信号按同一方向在环中传输(例如顺时针或逆时针)双向环中,进入环的支路信号按一个方向传输,而由该支路信号分路节点返回的支路信号按相反的方向传输。

自愈环结构分类3 二纤环

(按照一对节点间所用光纤的最小数量) 四纤环

4种典型实用的自愈环结构

(1)二纤单向通道倒换环

W、P光纤:单向环通常由两根光纤来实现,一根光纤用于传业务信号,称W光纤;另一根光纤用于保护,称P光纤。

采用结构:单向通道倒换环使用“首端桥接,未端倒换”结构,参见图5.2.1(a)。业务信号和保护信号分别由光纤Wl和Pl携带。

例如:

1.发送:在节点A,进入环以节点C为目的地的支路信号(AC)同时馈入发送方向光纤Wl和P1,即所谓双馈方式(1+1保护)。其中Wl光纤按顺时针方向将业务信号送至分路节点C,Pl光纤按逆时针方向将同样的支路信号送至分路节点C.

2.正常情况下的接收:接收端分路节点C同时收到两个方向来的支路信号,按照分路通道信号的优劣决定选哪一路作为分路信号,正常情况下,以W1光纤送来信号为主信号,同理,从C点插入环以节点A为目的地的支路信号(CA)按上述同样方法送至节点A,即Wl光纤所携带的CA信号(旋转方向与AC信号一样)为主信号在节点A分路。

3.当BC节点间光缆被切断时,两根光纤同时被切断,如图5.2.1(b)所示。在节点C,由于A经S1光纤来的AC信号丢失,按通道选优准则,倒换开关将由Sl光纤转向Pl光纤,接收由A节点经P1光纤而来的AC信号作分路信号,从而使AC间业务信号仍得以维持,不会丢失。故障排除后,开关返回原来位置。(2)二纤单向复用段倒换环

1.采用结构:这种环形结构中节点在支路信号分插功能前的每一高速线路上都有一保护倒换开关,如图5.2.2(a)所示。

2.正常情况下,低速支路信号仅仅从Wl光纤进行分插,保护光纤Pl是空闲的。

3.当BC节点间光缆被切断时,两根光纤同时被切断,与光缆切断点相邻的两个节点B和C的保护倒换开关将利用APS协议执行环回功能,如图5.2.2(b)所示。在B节点,Wl光纤上的高速线路信号(AC)经倒换开关从P1光纤返回,沿逆时针方向经A节点和D节点仍然可以到达C节点,并经C节点倒换开关环回到W1光纤并落地分路。

(3)四纤双向复用段倒换环

1.工作方式:双向环通常工作在复用段倒换方式,但既可以是四纤方式,又可以是二纤方式。

2.采用结构:四纤双向环很像线性的分插链路自我折叠而成(一主一备)。它有两根业务光纤(一发一收)和两根保护光纤(一发一收)。其中业务光纤Wl形成一顺时针业务信号环,业务光纤W2形成一逆时针业务信号环,而保护光纤Pl和P2分别形成与W1和W2反方向的两个保护信号环,在每根光纤上都有一个倒换开关作保护倒换用,如图5.2.3(a)所示。

3.正常情况下,从A节点进入环以C节点为目的地的低速支路信号顺时针沿W1光纤传输,而由C节点进入环,以A节点为目的地的返回低速支路信号则逆时针沿W2光纤传回人节点,保护光纤Pl和P2是空闲的。

4.当BC节点间光缆被切断时,四根光纤全部被切断,利用APS协议,B和C节点中各有两个倒换开关执行环回功能,从而得以维持环的连续性,如图

5.2.3(b)所示,在B节点,光纤Wl和P1沟通,光纤W2和P2沟通。C节点也完成类似功能。其他节点确保光纤Pl和P2上传的业务信号在本节点完成正常的桥接功能。其原理与前述二纤单向复用段倒换环类似,故障排除后,倒换开关返回原来位置。

(4)二纤双向复用段倒换环

1.采用结构:利用时隙交换技术,使光纤Wl和光纤P2上的信号都置于一根光纤(称W1/P2光纤)。此时,W1/P2光纤的一半时隙(例如时隙1到M)用于传业务信号,另一半时隙[时隙M+l到N,其中M<(N/2)及(N/2)]留给保护信号。同样,W2光纤和Pl光纤上的信号也可以利用时隙交换技术置于一根光纤(称W2/P1光纤)上,这样,在给定光纤上的保护信号时隙可用来保护另一根光纤上的反向业务信号,即Wl/P2光纤上的保护信号时隙可保护W2/P1光纤上的业务信号,而W2/P1光纤上的保护信号时隙可保护Wl/P2光纤上的业务信号,于是,四纤环可以简化为二纤环如图5.2.4所示。

2.当BC节点间光缆被切断,二根光纤全被切断时,与切断点相邻的B节点和C节点中的倒换开关将Wl /P2光纤与W2/Pl光纤沟通。利用时隙交换技术,可以将W1/P2光纤和W2/P1光纤上的业务信号时隙移到另一根光纤上的保护信号时隙,从而完成保护倒换作用。

3.例如,W1/P2光纤的业务信号时隙1到M可以转移到W2/P1光纤上的保护信号时隙M+1到N。当故障排除后,倒换开关将返回其原来位置。由于一根光纤同时支持业务信号和保护信号,因而二纤环无法进行传统的复用段倒换保护。

DXC自愈网的原理与应用

(1)DXC工作方式

静态方式动态方式即时方式

资源配置网络给被保护业务预先留出一定的资源根据网络当前的状态给被保护的业务提供保护容量根据网络状态给业务提供容量

路由表静态,预先形成动态,随网络状态不同而变化在失效后通过一定的业务恢复算法得到

所需保护容量最大居中最小

业务恢复时间最短居中最长

(2)DXC自愈网控制方式

集中式控制分布式控制

工作原理路由选择由控制中心完成,当网络发生某种失效时,各节点将信息传递到控制中心,由控制中心的计算机处理,找出新的路由表,恢复业务。当网络发生某种失效时,智能的DXC间互相交换信息,寻找失效业务的替代路由,从而实现链路恢复或通道恢复。

业务恢复时间较长较短

举例

图中给出了一种自愈结构。

节点A与节点D之间有12个单位业务量,当其间的光缆被切断后,利用DXC的快速交叉连接迅速找到替代路由并恢复业务。即由A→E→D传6个单位,由A→B→E→D传2个单位,由A→B→C→D传4个单

位,从而使AD间的业务不至于中断。

环的互通

所谓环的互通问题,主要是解决终端点分别在不同环的节点之间的环间业务量自动恢复问题。

环的互通主要保证以下三个目标:

(1)环间业务量应该具有与环间业务量相同的生存性,即一个环内任一点的失效或者环间任意点的失效都不会引起任何环间业务量的丢失或劣化。

(2)环的互通需要保证物理级上和业务级上的独立性。

物理独立性是指一个环上的任何失效故障都不能引起另一个环上的保护倒换动作。

业务独立性是指由于互通引起的倒换只对因失效引起的丢失或劣化的环间业务量有影响。

(3)环的互通还要保证任何类型的环路失效不得引起环或环间电路的错连现象出现。

误码性能

1.概念

误码,就是在数字通信系统的接收端,通过判决电路后产生的比特流中,某些比特发生了差错,对传输质量产生了影响。

对光纤传输系统,误码的产生主要有以下因素:

(1)各种噪声产生的误码;

如发送端的模分配噪声、接收端的热噪声、量子噪声及光反射引起的噪声等。

这些噪声都是以随机量为参数,因此产生的误码也是随机分布的。

(2)由于光纤色散导致的码间干扰引起的误码;

(3)定时抖动产生的误码;

(4)各种外界因素产生的误码;

如电源瞬态干扰、设备故障、人为活动等。

这类误码主要是突发性的。

在进行误码指标的规范时,一般是利用长度模型作为参考。

2.误码的度量

SDH网络中的误码性能要求主要依据ITU-T G.826建议,对高比特率通道的误码性能是以"块"为基础单位的一组参数。这里所说的块是通道中传送的连续比特的集合。每个比特属于且仅属于一个块。当块内的任意比特发生错误时,就称该块是误块(EB),有时也称为差错块。

度量参数

(1)误块秒比(ESR): 当某一秒内具有一个或多个误块时,就称该块为误块秒(ES),对一个确定的测试时间而言,在可用时间以内出现的ES(误块秒数)与总秒数之比称为误块秒比。

(2)严重误块秒比(SESR):当某一秒内含有不少于30%的误块或者至少出现一种缺陷时,就以为该秒为严重误块秒(SES),对于一个确定的测试时间而言,在可用时间以内出现的SES数与总秒数之比称为严重误块秒比。

(3)背景误块比(BBER):剔除不可用时间和SES期间出现的误块以后所剩下的误块称为背景误块(BBE)。对于一个确定的测试时间而言,在可用时间以内出现的BBE数与剔除不可用时间和SES期间所有块数后总块数之比称为背景误块比。

ESR 适应于度量零星误码

SESR 适应于度量很大的突发误码

BBER 适应于度量背景误码

可用时间和不可用时间

(1)单项通道的可用时间:当接收端检测到10个连续的SES时间时,为不可用时间的开始,这10个算做不可用时间的部分,当接收端检测到10个连续的非SES事件时,为一个新的可用时间开始。这10秒算

做可用时间的部分,在不同时间期间用做性能评估的性能时间数的统计应被禁止。

(2)双向通道的可用性:对于一双项通道,只要两个方向中有一个方向处于不可用,则双向通道记为不可用,在不用期间,两个方向用做性能评估的性能时间数的统计都应被禁止。

3.误码指标分类

* 性能指标:主要用于网络性能规划,是要求其他各类误码指标的基础。

* 设计指标:主要用于SDH系统的设计,通常要求在最坏的环境条件下,应该能满足的参数。

* 工程验收指标(交付指标):指在SDH系统工程竣工验收时使用。一般情况下都会留有一定的余度。

* 维护指标:一般是以短期限值的形式,是在网络运行情况下,与维护行为相关的具体要求。

抖动特性

抖动(jitter)是SDH光传送网络重要传输特性之一,其定义为数字信号各有效瞬间相对于理论规定时间位置的短期偏离。

SDH系统与其它数字通信系统相比又引入了二种新的抖动源,即映射/去映射抖动和指针调整抖动。

抖动常用两个参量描述:

抖动幅度-相对于时间的相位偏差(单位UI);

抖动频率-偏差的出现频率(单位HZ)。

抖动分为相位抖动和定时抖动两类。

相位抖动是系统信号传输过程中形成的时间变化;

定时抖动是指系统传输定时的同步误差。

严重的抖动将导致收端信号判决错误,甚至造成系统失步,发生接收故障。

漂移特性

漂移(wander)是指数字信号的有效瞬间相对于标准位置的长时间漂移(频率小于10Hz)。

漂移是光缆系统的一种重要的传输损伤,它将引起传输信号时延的缓慢变化,其结果使输入信号比特在判决电路中不能正确地识别,从而产生误码。

在SDH网络中,任何STM-N接口上的漂移容限值用最大时间间隔误差(MTIE)来规范。

引起漂移的主要因素:

(1)指针调整引起抖动和漂移

(2)时钟系统引起漂移

(3)传输系统引入的漂移

SDH网同步

网同步是数字网所特有的问题,同时也是保证通信正常进行的一个关键问题。本部分首先介绍目前各国公网中交换节点时钟同步主要采用的主从同步方式。然后介绍了SDH网同步方式及其设备的定时同步方式。如何防止定时环路的产生也是SDH网同步的的重要课题。

网同步概述主从同步方式

从时钟的工作模式

SDH同步网结构SDH网同步方式

SDH同步网基准链路

SDH设备的定时工作方式网元定时方式

定时环路的产生

浅谈SDH技术及其应用

浅谈SDH技术及其应用

目录 摘要 (4) 第1章SDH概述 (5) 1.1 SDH产生的背景 (5) 1.2 SDH的特点 (5) 第2章SDH的工作原理 (6) 2.1 STM-N的帧结构 (6) 2.2 SDH的复用结构和步骤 (6) 第3章 SDH的网络结构和网络保护机理 (7) 3.1 基本的网络拓扑结构 (7) 3.2链网和自愈环 (8) 第4章 SDH的主要设备 (13) 4.1 SDH网络的常见网元和功能 (13) 第5章SDH在电力通信专网的应用 (16) 5.1电力通信专用网的特点 (16) 5.2电力通信专用网的构建思路 (16) 5.3电力系统通信专网的SDH网络拓扑 (17) 5.4其他辅助通信系统 (18) 第6章 SDH的发展趋势 (20) 结束语 (21) 参考文献 (22)

浅谈SDH技术及其应用 (吉首大学继续教育学院,湖南吉首 416000)摘要:随着信息社会的到来,人们希望现代信息传输网络能快速、经济、有效地提供各种电路和业务,而上述网络技术由于其业务的单调性,扩展的复杂性,带宽的局限性,仅在原有框架内修改或完善已无济于事,此时SDH 的产生并凭借其众多特性,使其在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发展。 本文从SDH帧的详细论述了SDH的工作原理,SDH的常用网络拓扑、网络设备以及网络的保护机理。在这些基础上介绍了SDH网络中常用设备的功能。最后举例说明了其在现实中的应用和如何构建一个SDH网络。 近年来,SDH作为新一代理想的传输体系,具有路由自动选择能力,上下电路方便,维护、控制、管理功能强,标准统一,便于传输更高速率的业务等优点,能很好地适应通信网飞速发展的需要。SDH技术与一些先进技术相结合,如光波分复用(WDM)、ATM技术、Internet技术(IP over SDH)等,使SDH网络的作用越来越大。SDH已被各国列入21世纪高速通信网的应用项目,是电信界公认的数字传输网的发展方向,具有远大的商用前景。 关键词:SDH、、原理、网络、设备。

SDH光传输技术与应用

武汉职业技术学院课程学习报告 报告题目: SDH技术 姓名:邹刚 所在院系:电信学院 班级:通信11302 学号: 11013382 指导教师:王碧芳 武汉职业技术学院 二〇一三年十一月二十日

1.1 SDH 的基本概念 SDH (Synchronous Digital Hierarchy )全称叫做同步数字体系,SDH 是世界 公认的新一代宽带传输体制,SDH 体制规范了数字信号的传输速率等级、帧结构、 复用方式和光接口特性等。 1.2 SDH 的帧结构 STM-N 信号帧结构的安排应尽可能使支路低速信号在一帧内均匀、有规律 的分布。以便于实现支路信号的同步复用、交叉连接(DXC )、分/插和交换,TU-T 规定了STM-N 的帧是以字节(8bit )为单位的矩形块状帧结构,如图 2.1 1所示。 270×N 列行传输方向125μs 1359 4 1.3 SDH 的复用结构和步骤 SDH 的复用包括两种情况:一种是由STM-1信号复用成STM-N 信号;另一 种是由PDH 支路信号(例如2Mbit/s 、34Mbit/s 、140Mbit/s )复用成SDH 信号STM-N 。

我国的SDH基本复用映射结构 2.1 140Mbit/s复用进STM-N信号 1.首先将140Mbit/s的PDH信号经过正码速调整(比特塞入法)适配进C-4,C-4是用来装载140Mbit/s的PDH信号的标准信息结构。经SDH复用的各种速率的业务信号都应首先通过码速调整适配装进一个与信号速率级别相对应的标准容器:2Mbit/s—C-12、34Mbit/s—C-3、140Mbit/s—C-4。容器的主要作用就是进行速率调整。140Mbit/s的信号装入C-4也就相当于将其打了个包封,使139.264Mbit/s信号的速率调整为标准的C-4速率。C-4的帧结构是以字节为单位的块状帧,帧频是8000帧/秒,也就是说经过速率适配,139.264Mbit/s的信号在适配成C-4信号后就已经与SDH传输网同步了。这个过程也就是将异步的139.264Mbit/s信号装入C-4。C-4的帧结构如图2.2 3所示。 C4 的帧结构图 C-4信号的帧有260列×9行(PDH信号在复用进STM-N中时,其块状帧总是保持是9行),那么E4信号适配速率后的信号速率(也就是C-4信号的速率)为:8000帧/秒×9行×260列×8bit=149.760Mbit/s。所谓对异步信号进行速率适配,其实际含义就是指当异步信号的速率在一定范围内变动时,通过码速调整可将其速率转换为标准速率。在这里,E4信号的速率范围是139.264Mbit/s±15ppm (G.703规范标准)=(139.261~139.266)Mbit/s,那么通过速率适配可将这个速率范围的E4信号,调整成标准的C-4速率149.760Mbit/s,也就是说能够装入C-4容器。 2.为了能够对140Mbit/s的通道信号进行监控,在复用过程中要在C-4的块状帧前加上一列通道开销字节(高阶通道开销VC-4 POH),此时信号构成VC-4信息结构,见图2.2 4所示。 VC-4是与140Mbit/s PDH信号相对应的标准虚容器,此过程相当于对C-4信号又

SDH 技术原理及应用

SDH 技术原理及应用 光纤通信的发展导致了同步数字体系(SDH)的形成。SDH网在网络的带宽、灵活性、可靠性以及带宽与资源的可管理性等方面,比传统的PDH网有了很大的提高。以SDH为基础的传送网在几年以前已成为我国以及国际上通信网建设的主导方向。它不仅将成为未来宽带网的传送平台,而且将是今后全光网络的基本技术。 在以往的电信网中,多使用PDH设备。这种系列对传统的点到点通信有较好的适应性。而随着数字通信的迅速发展,点到点的直接传输越来越少,而大部分数字传输都要经过转接,因而PDH系列便不能适合现代电信业务开发的需要,以及现代化电信网管理的需要。SDH就是适应这种新的需要而出现的传输体系。 1988年,国际电报电话咨询委员会(CCITT)接受了SONET的概念,重新命名为“同步数字系列(SDH)”,使它不仅适用于光纤,也适用于微波和卫星传输的技术体制,并且使其网络管理功能大大增强。 SDH技术与PDH技术相比,有如下明显优点: 1、统一的比特率,统一的接口标准,为不同厂家设备间的互联提供了可能。附图是SDH和PDH在复用等级及标准上的比较。 2、网络管理能力大大加强。 3、提出了自愈网的新概念。用SDH设备组成的带有自愈保护能力的环网形式,可以在传输媒体主信号被切断时,自动通过自愈网恢复正常通信。 4、采用字节复接技术,使网络中上下支路信号变得十分简单。 SDH原理 一、SDH信号的帧结构和复用步骤 ITU-T规定了STM-N的帧是以字节(8bit)为单位的矩形块状帧结构,如下图所示。

图1 STM-N帧结构 STM-N的信号是9行×270×N列的帧结构。此处的N与STM-N的N相一致,取值范围:1,4,16,64……。表示此信号由N个STM-1 信号通过字节间插复用而成。ITU-T规定对于任何级别的STM等级,帧频是8000帧/秒,也就是帧长或帧周期为恒定的125μs。,STM-N的帧结构由3部分组成:段开销,包括再生段开销RSOH)和复用段开销(MSOH);管理单元指针(AU-PTR);信息净负荷(payload)。 1)信息净负荷(payload)是在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方。 2)段开销(SOH)是为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须附加的供网络运行、管理和维护(OAM)使用的字节。段开销又分为再生段开销(RSOH)和复用段开销(MSOH),分别对相应的段层进行监控。再生段开销在STM-N帧中的位置是第一到第三行的第一到第9×N列,共3×9×N个字节;复用段开销在STM-N 帧中的位置是第5到第9行的第一到第9×N列,共5×9×N个字节。 3)管理单元指针(AU-PTR)位于STM-N帧中第4行的9×N列,共9×N个字节,指针有高、低阶之分,高阶指针是AU-PTR,低阶指针是TU-PTR(支路单元指针) SDH的复用包括两种情况:一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号;另一种是低速支路信号(例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s)复用成SDH信号STM-N。第一种情况复用的方法主要通过字节间插复用方式来完成的,复用的个数是4合

SDH技术原理及应用

SDH 技术原理及应用 研究生姓名:谢德达班级:Z1003422 学号:1100342051 光纤通信的发展导致了同步数字体系(SDH)的形成。SDH网在网 络的带宽、灵活性、可靠性以及带宽与资源的可管理性等方面,比传 统的PDH网有了很大的提高。以SDH为基础的传送网在几年以前已成 为我国以及国际上通信网建设的主导方向。它不仅将成为未来宽带网 的传送平台,而且将是今后全光网络的基本技术。 SDH原理 一、SDH信号的帧结构和复用步骤 ITU-T规定了STM-N的帧是以字节(8bit)为单位的矩形块状帧结构,如下图所示。 图1 STM-N帧结构 STM-N的信号是9行×270×N列的帧结构。此处的N与STM-N的N相一致,取值范围:1,4,16,64……。表示此信号由N个STM-1 信号通过字节间插复用而成。ITU-T规定对于任何级别的STM等级,帧频是8000帧/秒,也就是帧长或帧周期为恒定的125μs。,STM-N的帧结构由3部分组成:段开销,包括再生段开销RSOH)和复用段开销(MSOH);管理单元指针(AU-PTR);信息净负荷(payload)。 1)信息净负荷(payload)是在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方。2)段开销(SOH)是为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须附加的供网络运行、管理和维护(OAM)使用的字节。段开销又分为再生段开销(RSOH)和复用段开销(MSOH),分别对相应的段层进行监控。再生段开销在STM-N帧中的位置是第一到第三行的第一到第9×N列,共3×9×N个字节;复用段开销在STM-N帧中的位置是第5到第9行的第一到第9×N 列,共5×9×N个字节。 3)管理单元指针(AU-PTR)位于STM-N帧中第4行的9×N列,共9×N个字节,指针有高、低阶之分,高阶指针是AU-PTR,低阶指针是TU-PTR(支路单元指针) SDH的复用包括两种情况:一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号;另一种是低速支路信号(例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s)复用成SDH信号STM-N。第一种情况复用的

MSTP技术及其应用

MSTP技术及其应用 一、MSTP的引入 在以话音业务为主体的通信时代,SDH作为承载网,通过时隙映射和交叉连接功能以及端到端的质量保证机制很好确保了话音业务的实时性。然而,随着以包交换为传送机制的IP数据业务的大幅度、高速发展,以时分交换为机制的SDH网络很难在满足话音业务的同时,再实现高效率的承载IP业务。摒弃SDH 技术重新建设承载网还是引入一些新的技术对SDH进行改造,将问题解决在网络的边缘(接入端),使IP业务在SDH网络中也能有良好的通过性,曾经是业界人士讨论的焦点。无疑,后者具有更大的操作价值,因为这不仅可以使现有的网络资源得到更为合理的利用,而且SDH本身具有的一些特性也可以弥补以太网的一些不足,例如QoS问题。于是MSTP的概念出现了,MSTP(Multi-Service Transport Platform)——基于SDH的多业务平台(基于SDH的多业务节点),还有人称其为新一代的SDH。总之,它有别于传统的SDH设备。从网络定位上讲,MSTP应处在网络接入部分,用户侧——面向不同的业务接口,网络侧——面向SDH传输设备;形象的讲,MSTP就象一个长途客/货枢纽站,如何有效的将客货分离,按照不同的需求安全、快捷的运送到目的地,是其追求的目标。 二、MSTP概念 MSTP是指基于SDH平台,同时实现TDM、ATM、以太网等多种业务的接入、处理和传送,提供统一网管的多业务节点。 城域网MSTP建设方案是介于传统的“SDH+ATM”方案与未来全光智能网络之间的一种目前现实可行的城域网建设方案。MSTP明显地优于SDH,主要表现在多端口种类,灵活的服务提供,支持WDM的升级扩容,最大效用的光纤带宽利用,较小粒度的带宽管理等方面。由于它是基于现有SDH传输网络的,可以很好地兼容现有技术,保证现有投资。由于MSTP可以集成WDM技术,能够保证网络的平滑升级,从某种程度上也是Metro-WDM的低成本解决方案之一。 MSTP系列设备为城域网节点设备,是数据网和语音网融合的桥接区。MSTP 可以应用在城域网各层,对于骨干层:主要进行中心节点之间大容量高速SDH、IP、ATM业务的承载、调度并提供保护;对于汇聚层:主要完成接入层到骨干层的SDH、IP、ATM多业务汇聚;对于接入层:MSTP则完成用户需求业务的接入。 由于MSTP是基于SDH技术的,所以MSTP对于传统的TDM业务可以很好的支持;技术的难点是如何利用SDH来支持IP业务,也就是如何将IP数据

对SDH网络技术及其维护的看法

浅谈对SDH网络技术及其维护的看法 杜海波 (重庆市电力公司信息通信分公司) 引言 全新的网络传输体制在逐渐的成熟和完善,作为新的网络传输体制,SDH网络以其灵活性和方便性等各个方面的优越性,迅速成为通信网络的骨干网络。现在我国虽然在开发研制SDH的通信设备方面取得了很大的成绩,但是国内厂家SDH 设备的关键核心芯片大多数是进口的。而从长远的观点来看,SDH片上系统是通信设备发展的趋势。因此提高ASIC设计的水平,开始具有自主知识产权的通信专用集成电路,对降低通信设备的成本、提高国家通信产业的整体竞争能力都具有深远的影响。 为了满足通信产业国产化的迫切要求,清华大学电子工程系开发了一系列具有自主知识产权的大规模通信专用集成电路。其中MXTULPx8-5是最新开发的一种SDH指针下泄专用集成电路,能够广泛地应用在SDH的网络设备中,具有很好的应用前景。 1PDH和SDH优劣比较 (1)PDH分地域性的分类,非常明确,目前流行的是北美、日本和欧洲的三种体系,这种局面造成了国际互通的困难。 (2)PDH没有世界性光接口标准规范。而是只在电接口上规范在G.703标准上,而SDH则进一步的把光接口规范在G. 707标准上,由于PDH没有标准的光接口,所以造成了线路上互连的困难。 (3)PDH除了几个低等级速率支路实现同步复接外,其它的速率都用异步复接,就是靠插入一些额外的比特使得与复用设备同步并复用成高速信号,然而这样一来在解复用的时候在高速信号中直接提取和识别之路信号比较困难。 (4)PDH组网方式过于简单,安全性不高,通常PDH的组网方式只能是点到点。并且由于在PDH中没有采用较多的比特用于网络OAM,所以对PDH通道的管理和监控能力较弱。2SDH与PDH相比较的明显优点 (1)使用字节复接技术,从而网络中的上支路与下支路的信号得到简化。 (2)统一的接口标准,统一的比特率,可能使不同厂家的设备之间实现互相联机。 (3)网管的能力大大的增强。 (4)SDH提出了自愈机制网的新概念。SDH设备组成包含自愈机制保护能力的环网形状,当传输媒体主信号被切断时,自动通过自愈机制网自我恢复到正常工作状态。 3SDH的主要特点 SDH是完全不同于PDH的新一代传输网体制,它主要具有以下特点: (1)提出了比较完整的技术标准,从而各个应用单位和生产单位均有比较规范的方法,也有利于国际互相链接。 (2)使PDH的2.048Mbit/s和1.544Mbit/s两大体系(含三个地区性标准)在STM-1等级上得到统一,实现了数字传输体制上的世界性标准。 (3)采用先进的数字交叉连接(DXC)、分插复用器(ADM)、等设备,使自愈能力和组网能力加强,同时也降低了网络的维护管理费用。 (4)具备全世界统一的网络节点接口,对各网络单元的光接口有严格的要求,从而使得各个网络单元在光路上互通,从而实现了横向兼容性。 (5)采用灵活的复用映射结构和同步复用方式,使低阶信号和高阶信号的解复用和复用一次到位,简化了设备的处理过程。 (6)PDH网与SDH网能实现兼容,还可以包容各种数字业务信号(如ATM等)。 (7)在帧结构中有开销比特,使网络的管理、维护、指配与运行能力大大加强,从而通过软件下载的方法,实现对每个网络单元的分散管理,也要有利于新功能的开发,提高了智能化设备和先进的网络管理系统的发展。 4SDH技术应用于接入网的特点 (1)可以改进网络管理的能力,增加传输带宽提高速率,简单方便维护工作。 (2)可以把网络管理范围扩展至用户端,起到简单轻便维护工作。 (3)为了节省投资,可以将中间接口与设备进行必要的优化组合。 (4)网络运营者可以更高效率更快的速度提供用户所需要的短期和长期的业务需求,因为SDH具有灵活性。 (5)对于较大企业单位的用户,SDH带来的网络性能比较理想和业务性比较可靠。 摘要:自从我们国家改革开放以来,随着网络技术的飞速发展,在计算机系统中有两种数字传输系列,这两种数字传输系列对于当今网络的发展有着重要的意义,通常我们为了保证通信的质量,要求规定范围内预设的时钟的差别不能超过规定的范围。SDH技术自从90年代初期引入我国以来,到目前为止已是一项经非常成熟、标准的技术,在现在的网络技术中被广泛应用并且占据着非常重要的位置,并且在性价比方面非常值得用户去选择。在接入网中应用SDH技术,SDH技术在核心网中的巨大带宽优势和技术优势,是带入接入网领域的首选,我们常常充分的利用SDH同步复用、标准化的光接口、非常强的网管能力、灵活的网络拓扑结构和较高的可靠性,使SDH的功能和接口尽可能的靠近用户。 关键词:PDH(准同步数字系列);SDH(同步数字系列);网络拓扑结构 科技探索与应用 188 广东科技2012.10.第19期

SDH技术原理及应用优点分析

240 SDH 技术原理及应用优点分析 李秀伟 (中国移动通信集团河北有限公司廊坊分公司,河北廊坊065000) 摘要:作为当前的主流数字传输技术,SDH 技术被广泛应用于网络信息传输领域,并且发挥着巨大的作用。本文主要从 两个方面展开了讨论,首先以信息传输及处理为内容分析了SDH 的主要技术原理,随后针对SDH 技术的广泛应用从四个方面分析了其技术优点。文章内容浅显易懂能够作为实际技术推广及应用分析的参考。关键词:SDH 技术;PDH 技术;技术原理;技术优点中图分类号:TN915.853文献标识码:A 文章编号:1673-1131(2013)01-0240-01 1SDH 的主要技术原理 与传统的信息传输技术不同,SDH 是一个将复接、线路传输及交叉功能结合在一起并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络技术。在结构组成上,SDH 是由终端复用器(TM )、分插复用器(ADM )、再生中继器(REG )和同步数字交叉连接设备(SDXC )基本网元组成,在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接,如图1所示。 图1SDH 通信技术结构组成 在信号传输过程中,SDH 技术主要通过三个步骤开展作业。第一,信息映射。在这个过程中,原始信号经过统一的码速调整进行标准同期中,在传输通道中,经过通道开销进入虚容器中进行帧相位的加工;第二,定位过程。经过帧相位加工的信号会发生一定的信号偏差,通过定位过程将信息收进支路单元或管理单元,通过相应的单元指针进行信号的重新定位,从而保持相应的信号功能;第三,复用过程。定位完成的信号通过字节交错间插方式进行原始信号的复位,然后经过通道转化为原始的支路信号传递给用户,因此,复用过程实际上是另一种同步复用原理与数据的串并变换的结合。 2SDH 的技术应用优点 自1984年,以同步传输为标志的SDH 技术诞生以来,经过将近三十多年的发展和应用,SDH 基本已经成为数字信息传输的主流传输方式,图2为我国当前主要的SDH 基本复用映射结构。SDH 技术克服了PDH 技术的在技术标准、接口形式、连接方式等方面的缺点,形成了有效的传输模式。从宏观的应用层面,SDH 技术优点主要包括以下四个方面: 图2中国SDH 基本复用映射结构 (1)灵活、兼容的映射方式及帧结构。在信息传输结构上,SDH 采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构,因而只需利用软件即可从高速信号中直接分插出低速信号,使上下业务 十分容易;而在组网方式上,采用了网同步和灵活的复用方式,大大简化了数字交叉连接功能的实现,便于根据用户的需要进行动态组网和新业务接入。与其他传输方式相比,SDH 技术帧结构更加规范,包含了段开销(SOH )、管理单元指针(AU-PTR )和信息净荷(payload )3个主要区域组成。通过各个区域的综合作用保证了信息的准确分离,正确定位,方便信息的有效管理。 (2)提供了与业务无关的灵活、兼容的传送平台。由于采用了较先进的分插复用器(ADM )、数字交叉连接(DXC ),网络的自愈功能和重组功能就显得非常强大,具有较强的生存率。因SDH 帧结构中安排了信号的5%开销比特,它的网管功能显得特别强大,并能统一形成网络管理系统,为网络的自动化、智能化、信道的利用率以及降低网络的维管费和生存能力起到了积极作用。这种灵活的信息传递平台,使得信息在传递过程中的准确性得到了保证,同时,便于端到端管理业务。 (3)高效的信息维护能力。在结构组成上,SDH 技术采用多种网络拓扑结构,并且其智能化的管理能力将各种网络拓扑结构进行有效的整合。在实际的工作过程中,SDH 能够嵌入多种不同的信号,并且进行准确的分离,同时还能够一次性处理大量业务。在管理方面,SDH 技术自身强大的网络监控能力,方便网络业务的恢复,使得网络信息传递的准确性得到满足。 (4)传输标准的规范化。与PDH 技术相比,SDH 最大的特点是将信息传输的标准进行规范。SDH 技术对网络节点接口进行了统一的规范(速率等级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等),使各厂家设备横向兼容。并且,可容纳北美、日本和欧洲准同步数字系列(1.5M 、2M 、6.3M 、34M 、45M 和140M ),便于PDH 向SDH 过渡。总体而言,SDH 技术形成了全球统一的数字传输体制标准,提高了网络的可靠性。 3结语 随着SDH 技术的广泛应用,网络信息传输的准确以及能 力得到了进一步保障,这对于网络信息技术的进一步发展提供了有效的技术基础。而通过文章的分析可以看出,SDH 技术优点明显,能够有效地减少信息传递过程中的错误,能够满足当前信息技术发展的要求。参考文献: [1]李智年,肖兵,于清阳,等.SDH 光纤设备互联技术研究及 应用[J ].青海电力,2009(2)[2]孙述桂,范志刚,李朝锋.浅析SDH 技术的现状及发展趋 势[J ].中国高新技术企业,2008(6)作者简介:李秀伟(1973-),女,河北青县人。 2013年第1期(总第123期) 2013 (Sum.No123) 信息通信 INFORMATION &COMMUNICATIONS

SDH、IP与ATM技术及其相互关系

浅谈SDH、IP与ATM技术及其相互关系 https://www.doczj.com/doc/259304126.html, ( 2010/8/23 10:54 ) 光纤具有高带宽、传输距离远等好处,光纤已成为宽带综合数字业务网的主要物理连接媒介,不过,如果仅凭单纯的光缆连接,并不能构成担负各种复杂应用的传输网。骨干传输需要由复杂的传输协议来支撑,并借助光纤作为物理媒介。 80年代美国贝尔通讯研究所首先提出了SONET(SynchronousOpticalNetworking 同步光纤网络)的概念。CCITT采纳并修改和扩充了这一概念。将其命名为SDH (SynchronousDigitalHierarchy同步数字系列)。SDH网是对原有PDH (PlesiochronousDigitalHierarchy准同步系列)网的一次革命。PDH是异步复接,在任一网络节点上接入接出低速支路信号都要在该节点上进行复接、码变换、码速调整、定时、扰码、解扰码等过程,并且PDH只规定了电接口,对线路系统和光接口没有统一规定,无法实现全球信息网的建立。随着SDH技术引入,传输系统不仅具有提供信号传播的物理过程的功能,而且提供对信号的处理、监视等过程的功能。SDH通过多种容器C和虚容器VC及级联的复帧结构的定义,使其可支持多种电路层的业务,如各种速率的异步数字系列、DQDB、FDDI、ATM等,及将来可能出现的各种新业务。段开销中大量的备用通道增强了SDH网的可扩展性。通过软件控制使原来PDH中人工更改配线的方法实现了交叉连接和分插复用连接,提供了灵活的上/下电路的能力,并使网络拓扑动态可变,增强了网络适应业务发展的灵活性和安全性,可在更大几何范围内实现电路的保护、高度和通信能力的优化利用,从而为增强组网能力奠定基础,只需几秒就能重新组网。特别是SDH自愈环,能在电路出现故障后,几十毫秒内迅速恢复。SDH的这些优势使他成为宽带业务数字网的基础传输网。近年来,2.4Gb/sSDH系统已走向实用。10GB/S系统已基本完成实验室工作。 二IP技术 这是个古老而又年轻的技术,他源于60年代中晚期美国国防部的ARPANET研究及组建过程。其主要设计思想是将原本相对庞大的数据块分割成非常小的数据包(Packet),再将每个数据包记上源和目的信息,并将众多标有不同源和目的地址的数据包能够通过一个公共的网络正确地传送到目的地。应注意,IP技术从一开始就不是用来解决诸如:物理信道的可靠性(像后来的SDH技术)和物理信道的统计复用及信道的质量(带宽)保障(像后来的ATM技术)这类问题。他基本处于ISO/OSI的第三层。这就是IP网在整个通信网络中的局限性。 不过,随着Internet技术(尤其是WWW技术)的迅猛发展,IP技术及设计思想的简洁实用和应用的丰富多彩,而成为一统天下的网络互联协议。所以,在目前,要建设一个计算机应用网络平台,就一定支持IP,然而,IP无法提供带宽确保,如果有一对PABX的 E1电话中继线要想通过IP网传给另一个PABX是不可能的。 所以IP网只能开展基于IP的应用业务,如IPVPN、IP电话、IP视音频播放、IP会议电视、IP视频点播、INTERNET远程教学、远程医疗、电子商务等等。但不能开展需求速率确保的信道租用业务(E1、STM-1租用业务)。 三ATM技术

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