运维人员岗位培训传输专业SDH.ppt
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1、SDH,中国网络通信集团公司 2006年11月1日,中国网通运维人员岗位培训丛书传输专业,内部资料 注意保密,SDH基础知识 网络的恢复与保护 SDH组网 光接口标准 电接口标准 性能指标规范 网同步,什么是SDH?,SDH是一种传输网体制是由一些SDH网元(NE)组成的,在光纤上将同步信息传输、复用、分插和交叉连接容为一体的结构化传送网络。,帧结构,3,4,RSOH,AU-PTR,MSOH,净负荷,STM-N,125s,9270N 字节,261N,9N,5,9,1,以字节为单位(8bit)的块状帧 帧频8000帧/s,帧周期125s,先行后列,帧结构,从图中看出,STM-N的帧结构由3部分组
2、成: 段开销(SOH) 段开销(RSOH) 复用段开销(MSOH) 管理单元指针(AU-PTR) 信息净负荷(payload) 下面我们讲述这三大部分的功能。,信息净负荷( 9行261列),STM-N帧中放置各种业务信息的地方。 2M、34M、140M大包成信息包后,放于其中。然后由STM-N信号承载,在SDH网上传输。若将STM-N信号帧比作一辆货车,其净负荷区即为该货车的车厢。 在将低速信号打包装箱时,在每一个信息包中加入通道开销POH,以完成对一个“货物包”在“运输”中的监视。,段开销,段开销完成对STM-N整体信号流进行监控。即对STM-N “车厢”中所有“货物包”进行整体上的性能控制
3、。 再生段开销(RSOH)对STM-N整体信号进行监控 复用段(MSOH)对STM-N中的某一个对STM-1信号进行监控 RSOH、 MSOH、POH组成SDH层层细化的监控体制 两者区别:宏观(RSOH)和微观(MSOH),管理单元指针AU-PTR,定位低速信号在STM-N帧中(净负荷)的位置,是低速信号在高速信号中的位置可预知。 发端在将信号包装入STM-N净负荷时,加入AU-PTR,只是信号包在净负荷重的位置,即将装入“车厢”的“货物包”赋予一个位置坐标值。 收端根据AU指针值,从STM-N帧净负荷中直接拆分出所需的低速之路信号;即依据“货物包”位置坐标,从“车厢”中直接所需要的那一个“
4、货包”。 由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律摆放的字节间插复用方式;所以对货物包的定位仅需定位“车厢”中第一个“货物包”即可。,支路单元指针TU-PTR,若复用的低速信号速率较低,即打包之后信息包太小,例:2M、34M。 需进行耳机指针定位。先将小信息包大包成中信息包,通过支路单元。 指针TU-PTR定位其在中信息包中的位置。然后将若干中信息包打包成大信息包,通过AU-PTR指示相应中信息包的位置。,映射、定位和复用,映射是一种在SDH网络边界处(例如:SDH/PDH边界处),将支路信号适配进虚容器的过程。 复用也就是通过字节交错间插方式把TU组织进高阶VC或把AU组织进STM-N的过程
5、。 定位是指通过指针调整,使指针的值时刻指向低阶VC帧的起点在TU净负荷中或高阶VC帧的起点在AU净负荷中的具体位置,使收端能据此正确地分离相应的VC。,复用步骤,低阶SDH高阶SDH:字节间插方式 PDH信号STM-1:同步复用和灵活的映射 140MSTM-1 34MSTM-1 2MSTM-1 复用是以复用路线图进行的,ITU-T规定的路线图有多种,但一个国家和地区仅使用一种。,我国SDH基本复用、映射结构,STM-N,VC-4,VC-12,VC-3,C-12,C-3,C-4,TU-12,AU-4,TU-3,TUG-3,TUG-2,AUG,3,7,3,N,2048KB/S 到STM-1的映射
6、和复用,34字节,35字节,V5,J2,N2,K4,V1,V2,V3,V4,C12,VC12,TU-12,36字节,2048KB/S 到STM-1的映射和复用,V1,V2,V3,V4,2048KB/S 到STM-1的映射和复用,TUG2-1,TU12-1,TU12-2,TU12-3,TUG2-7,4列9个字节,速率2304kb/s,3个TU12,12列的9个字节,7个TUG2组成一个TUG3,86列,2048KB/S 到STM-1的映射和复用,86列,VC-4,填充字节,高阶开销,261列,填充字节,2048KB/S 到STM-1的映射和复用,填充字节,高阶开销,261列,9行270列,SOH
7、,AU-PTR,SOH,VC-4,填充字节,140MB/S 到STM-1的映射和复用,C-4周期125s,帧频8000KHz,帧长为18720比特(26098)。 C-4加上9个开销字节(J1、B3、C2、G1、F2、H4、F3、K3和N1),构成虚容器(261988)。 VC-4加上AU-4指针构成AU-4,加上段开销SOH构成STM-1信号。,物理层:用光信号波长、脉冲波形等参数来表征。 段层:保证SDH网内节点之间信号传输的完整性。段层可分为再生层和复用层。 通道层:支持电路层将电路层适配成统一的形式来传送。通道层可分为高阶通道层和低阶通道层,SDH功能传送层,分层,开销和指针,SDH监
8、控的实现开销 段开销RSOH、MSOH 通道开销HPOH、LPOH 指针 管理单元指针AU-PTR 支路单元指针TU-PTR,开销,RSOH、MSOH、HPOH、LPOH完成层层细化的监控功能。,SDH开销功能的组织结构,C-1 C-3,低接 组装,低接 组装,C-4,C-1 C-3,C-4,高接 组装,高接 组装,再生段,再生段,再生段,SOH,SOH,SOH,复用段(SOH),高接通道开销(HPOH),低接通道开销(LPOH),STM-N复用,STM-N复用,开销比特,VC-3/4 通道开销,VC-11/12/ 2 通道开销,STM-1 段开销,再生段开销,A1、A2帧定位 A1=1111
9、0110 A2=00101000 J0再生段字节 接入标志 B1再生段误码在线监视,8位码奇偶校验。 E1再生段公务字节 提供64K/S通路,用于公务联络 D1、D2、D3再生段数据通信字节(DCCR),带宽364kb/s。,再生段误码监测B1字节,对再生段信号流进行监控 方式为BIP8偶校验 BIP8偶检验工作机理 以8bit为单位(一个字节为单位) 校验相应bit列(bit块) 使相应列1的个数为偶,B1字节工作机理,发端对对上一个已扰码帧(1#STM-N)进行BIP8偶校验,所得值放于本帧(2#STM-N)的B1字节处 收端对所收当前未解扰帧(1#STM-N)进行BIP8偶校验,所得值B
10、1与所收下一帧解扰后(2#STM-N)的B1字节相异或 异或的值为零则表示传输无误码块,有多少个1则表示出现多少个误码块 若收端检验到B1误码块,在收端RS-BBE性能事件中反映出来,复用段开销,B2复用段误码监视BIP-48奇偶校验 D4D12复用段数据通信字节(DCCM),带宽964;复用段运行、管理、维护传送通道 E2公务通信字节 K1、K2(X1X4)自动保护倒换协议APS K2(X5X8)复用段远端缺陷指示(MS-RDI),复用段误码监测B2字节,对复用段信号流进行监控 方式为BIP24偶校验 BIP24偶检验工作机理 以24bit为单位(3个字节为单位,STM-1帧有3个B2字节)
11、 校验相应bit列(bit块) 使相应列1的个数为偶,B2字节工作机理,发端对上一个未扰码帧除去RSOH外的所有字节进行BIP24偶校验,所得值放于本帧的3个B2字节处 收端对所收当前已解扰帧除去RSOH外的所有字节进行BIP24偶校验,所得值B2与所收下一帧解扰后的B2字节相异或 异或的值为零则表示传输无误码块,有多少个1则表示出现多少个误码块 若收端检验到B2误码块,在收端MS-BBE性能事件中反映出来,指针,分类 AU-PTR定位VC4在AU-4中的位置 TU-PTR定位VC12在TU12中的位置 与定帧字节一起完成从高速信号STM-N中直接下低速信号,指针的作用,网络同步工作时,指针用
12、于同步信号间的相位校准。 网络失去同步时,指针用作品率和相位校准;网络异步时,指针用作频率跟踪校准。 指针还可用来容纳网络中的相位抖动和漂移。,管理单元指针AU-PTR,主要由H1、H2、H3H3H3组成 指针值H1、H2后10bit 指针范围0782 H3H3H3为调整单位3个字节 VC-4和AU-4无频差相差,AU-PTR的值为522 若收指针值超出允许范围,或连续收到8帧以上NDF,则本端在相应通道上产生AU-LOP告警,下插全“1” 指针调整间隔为3帧,支路单元指针TU-PTR,V1、V2、V3、V4 4个字节 指针值V1、V2后10bit 指针范围0139 V3为调整单位1个字节 若
13、收V1、V2、V3为全“”,本端产生TU-AIS告警 若收指针值超出允许范围,或连续收到8帧以上NDF,则本端在相应通道上产生TU-LOP告警,下插全“1” VC12和TU-12无相频相差,V5字节的位置是70,SDH基础知识 网络的恢复与保护 SDH组网 光接口标准 电接口标准 性能指标规范 网同步,自愈网,自愈网-无需人为干预,网络就能在极短的时间内从故障中恢复所携带的业务,使用户感觉不出网络已出故障。 自愈网的概念指涉及重新确立通信,不管具体失效元件的修复和更换。 自愈网的类型和原理 线路保护倒换 环型网保护,线路保护倒换,传统的PDH系统,采用线路保护倒换方式。 工作原理 当工作通道传
14、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传输系统,使接收端仍能收到正常信号而感觉不到网络故障。 这种保护方式业务恢复时间快,小于50ms。当光缆被切断时,这种方式无能为力。适用于点到点的应用保护。,环型保护,将网络节点(DXC、ADM)连成环形,可进一步改善网络的生存性。 自愈环分为两类: 通道倒换-业务量的保护以通道为基础,利用通道AIS信号来决定是否倒换。 复用段倒换-业务量的保护是以复用段为基础,倒换与否,取决于复用段信号的质量的优劣。,环型保护,通道倒换环与复用段倒换环的区别是: 通道倒换环正常情况下保护段也传业务信号,保护时隙为整个环专用专用保护。 复用段倒
15、换环使用公共保护,正常情况下保护段是空闲的,保护时隙由每对节点共享公用保护。 自愈环还可分为: 1、单向环-业务信号按同一方向在环中传输。 2、双向环-进入环的支路信号按一个方向传输,返回的支路信号按相反的方向传输。,环型保护,按照节点间所用光纤的最小数来区分为二纤环和四纤环 几种自愈环结构 二纤单向通道倒换环 二纤双向复用段倒换环 四纤双向复用段倒换环,二纤单向通道倒换环,倒换,二纤单向通道倒换环,二纤通道保护环由两根光纤组成两个环,其中一个为主环S;一个为备环P。 两环的业务流向一定要相反,通道保护环的保护功能是通过网元支路板的“并发选收”功能来实现的,也就是支路板将支路上的环业务“并发”
16、到主环S、备环P上,两环上业务完全一样且流向相反,平时网元支路板“选收”主环下支路的业务,如图所示。,二纤单向通道倒换环,若环网中网元A与C互通业务,网元A和C都将上环的支路业务“并发”到环S和P上,S和P上的所传业务相同且流向相反S逆时针,P顺时针。 在网络正常时,网元A和C都选收主环S上的业务。那么A与C业务互通的方式是A到C的业务经过网元D穿通,由S光纤传到C(主环业务);由P光纤经过网元B穿通传到C(备环业务)。在网元C支路板“选收”主环S上的AC业务,完成网元A到网元C的业务传输。网元C到网元A的业务传输与此类似。,二纤单向通道倒换环,二纤单向通道保护倒换环采用的是11保护。 倒换速
17、度快,业务流向简捷明了,便于配置维护。 缺点是网络的业务容量不大。 二纤单向通道环多用于环上有一站点是业务主站业务集中站的情况。,二纤单向通道倒换环,二纤单向保护环的业务容量恒定是STM-N,与环上的节点数和网元间业务分布无关。 为什么?,二纤双向复用段倒换环,S1/P2,S2/P1,CA,CA,AC,AC,二纤双向复用段倒换环,从图中可看到光纤S1和P2,S2和P1上的业务流向相同,那么我们可以使用时分技术将这两对光纤合成为两根光纤S1/P2、S2/P1。这时将每根光纤的前半个时隙(例如STM-16系统为1#8#STM-1)传送主用业务,后半个时隙(例如STM-16系统的9#16#STM-1
18、)传送额外业务,也就是说一根光纤的保护时隙用来保护另一根光纤上的主用业务。 例如S1/P2光纤上的P2时隙用来保护S2/P1光纤上的S2业务,为什么?因为在二纤双向复用段保护环上无专门的主、备用光纤,每一条光纤的前半个时隙是主用信道,后半个时隙是备信道,两根光纤上业务流向相反。双纤双向复用段保护环的保护机理如图所示。,二纤双向复用段倒换环,在网络正常情况下,网元A到网元C的主用业务放在S1/P2光纤的S1时隙(对于STM-16系统,主用业务只能放在STM-N的前8个时隙1#8#STM-1VC4中),备用业务放于P2时隙(对于STM-16系统只能放于9#16#STM-1VC4中),沿光纤S1/P
19、2由网元B穿通传到网元C,网元C从S1/P2光纤上的S1、P2时隙分别提取出主用额外业务。网元C到网元A的主用业务放于S2/P1光纤的S2时隙,额外业务放于S2/P1光纤的P1时隙,经网元B穿通传到网元A,网元A从S2/P1光纤上提取相应的业务。,二纤双向复用段倒换环,想想看为什么没有155系统的双纤双向复用段保护环?,两种自愈环的比较,业务容量(仅考虑主用业务) 二纤单向通道保护环:最大业务容量是STM-N 二纤双向复用段保护环: M/2STM-N(M是环上节点数)。 复杂性 二纤单向通道保护环:1、控制协议、操作简单 2、业务倒换时间短 二纤双向复用段保护环:控制逻辑最复杂 兼容性 二纤单
20、向通道保护环:兼容性好 二纤双向复用段保护环:兼容性不好,SDH基础知识 网络的恢复与保护 SDH组网 光接口标准 电接口标准 性能指标规范 网同步,链形网 星型网 树型网 环型网 网孔型网,基本概念,拓扑结构,线型拓扑,网元串接起来,且首末两个点开放。,易于建造 保护机制少,星型拓扑,当所有网元中只有一个中心网点与其它所有点相连,就形成了所谓星型拓扑。,管理建设灵活 存在特殊点失 效和瓶颈问题,树型拓扑,树型拓扑可以看成是线型和拓扑和星型拓扑的结合。,适合于广播类型 关键点失效和瓶 颈问题,环型拓扑,当涉及通信的所有点串接起来,而且首尾相连,就形成了环网。,强大的自愈保护 功能,应用最为 广
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