SDH原理课件.ppt

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1、第一章第一章 概概 述述 第一节第一节 PDH 的弱点的弱点第二节第二节 SDH的概念的概念第三节第三节 SDH的特点的特点第四节第四节 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构第一节第一节 PDH 的弱点的弱点 其弱点主要表现在如下几个方面。其弱点主要表现在如下几个方面。1.没有全世界统一的标准没有全世界统一的标准 2.没有世界性的标准光接口规范没有世界性的标准光接口规范 3.采用异步复用，复用结构缺乏灵活性采用异步复用，复用结构缺乏灵活性 4.采用按位复接采用按位复接 5.网络管理能力不强网络管理能力不强 6.数字通道设备利用率低数字通道设备利用率低 图1-1 PDH中分插支路信号的过程 第二节

2、第二节 SDH的概念的概念一、一、SDH的概念的概念SDH网的概念中包含以下几个要点。网的概念中包含以下几个要点。（1）SDH网有全世界统一的网络节点网有全世界统一的网络节点接口（接口（NNI），从而简化了信号的互通以及），从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接等过程。信号的传输、复用、交叉连接等过程。（2）SDH网有一套标准化的信息结网有一套标准化的信息结构等级，称为同步传递模块构等级，称为同步传递模块STM-N（N=1、4、16、64），并具有一种块），并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特（即状帧结构，允许安排丰富的开销比特（即比特流中除去信息净负荷后的剩余部分）比特流

3、中除去信息净负荷后的剩余部分）用于网络的用于网络的OAM。（3）SDH网有一套特殊的复用结构，网有一套特殊的复用结构，允许现存准同步数字体系、同步数字体系允许现存准同步数字体系、同步数字体系和和B-ISDN的信号都能纳入其帧结构中传输，的信号都能纳入其帧结构中传输，即具有兼容性和广泛的适应性。即具有兼容性和广泛的适应性。（4)SDH网大量采用软件进行网络配网大量采用软件进行网络配置和控制，增加新功能和新特性非常方便，置和控制，增加新功能和新特性非常方便，适合将来不断发展的需要。适合将来不断发展的需要。（5）SDH网有标准的光接口，即允网有标准的光接口，即允许不同厂家的设备在光路上互通。许不同厂

4、家的设备在光路上互通。（6）SDH网的基本网络单元有终端网的基本网络单元有终端复用器（复用器（TM）、分插复用器（）、分插复用器（ADM）、）、再生中继器（再生中继器（REG）和同步数字交叉连接）和同步数字交叉连接设备（设备（SDXC）等。）等。二、二、SDH网的基本网络单元简介网的基本网络单元简介终端复用器（终端复用器（TM）、分插复用器）、分插复用器（ADM）、再生中继器（）、再生中继器（REG）和同步数）和同步数字交叉连接设备（字交叉连接设备（SDXC）的作用。）的作用。1.终端复用器和分插复用器终端复用器和分插复用器SDH网的基本网络单元中最重要的两网的基本网络单元中最重要的两个网络单

5、元是终端复用器和分插复用器。个网络单元是终端复用器和分插复用器。以以STM-1等级为例，其各自的功能如图等级为例，其各自的功能如图1-2和图和图1-3所示。所示。图1-2 STM-1终端复用器 图1-3 STM-1分插复用器 终端复用器（终端复用器（TM）的主要任务是将低）的主要任务是将低速支路信号纳入速支路信号纳入STM-1帧结构，并经电帧结构，并经电/光光转换成为转换成为STM-1光线路信号，其逆过程正光线路信号，其逆过程正好相反。好相反。分插复用器（分插复用器（ADM）将同步复用和数）将同步复用和数字交叉连接功能综合于一体，具有灵活地字交叉连接功能综合于一体，具有灵活地分插任意支路信号的

6、能力，在网络设计上分插任意支路信号的能力，在网络设计上有很大灵活性。另外，有很大灵活性。另外，ADM也具有电也具有电/光光转换、光转换、光/电转换功能。电转换功能。图1-4 SDH分插信号流图示2.再生中继器（再生中继器（REG）再生中继器（再生中继器（REG）是光中继器，其）是光中继器，其作用是将光纤长距离传输后受到较大衰减作用是将光纤长距离传输后受到较大衰减及色散畸变的光脉冲信号转换成电信号或及色散畸变的光脉冲信号转换成电信号或进行放大、整形、再定时、再生为规划的进行放大、整形、再定时、再生为规划的电脉冲信号，再调制光源变换为光脉冲信电脉冲信号，再调制光源变换为光脉冲信号送入光纤继续传输，

7、以延长通信距离。号送入光纤继续传输，以延长通信距离。3.同步数字交叉连接设备（同步数字交叉连接设备（SDXC）数字交叉连接设备（数字交叉连接设备（DXC）的主要作）的主要作用是实现支路之间的交叉连接。用是实现支路之间的交叉连接。DXC的作用与交换机不同。的作用与交换机不同。几种基本网络单元在几种基本网络单元在SDH网中的使用网中的使用（连接）方法之一如图（连接）方法之一如图1-5所示。所示。图图1-5 基本网络单元在基本网络单元在SDH网中网中实际系统组成中的再生段、复用段实际系统组成中的再生段、复用段和通道。和通道。再生段再生段再生中继器（再生中继器（REG）与）与终端复用器（终端复用器（T

8、M）之间、再生中继器与）之间、再生中继器与分插复用器（分插复用器（ADM）(或或SDXC)之间以及之间以及再生中继器与再生中继器之间称为再生再生中继器与再生中继器之间称为再生段。再生段两端的段。再生段两端的REG、TM及及ADM（或（或SDXC）称为再生段终端（）称为再生段终端（RST）。）。复用段复用段终端复用器与分插复用终端复用器与分插复用器（或器（或SDXC）之间及分插复用器与分插）之间及分插复用器与分插复用器之间称为复用段。复用段两端的复用器之间称为复用段。复用段两端的TM及及ADM（或（或SDXC）称为复用段终端）称为复用段终端（MST）。）。通道通道终端复用器之间称为通道。终端复用

9、器之间称为通道。通道两端的通道两端的TM称通道终端（称通道终端（PT）。）。第三节第三节 SDH的特点的特点一、一、SDH的特点的特点SDH的特点主要体现在如下几个的特点主要体现在如下几个方面。方面。1.有全世界统一的数字信号速率有全世界统一的数字信号速率和帧结构标准和帧结构标准 2.同步复用同步复用 3.强大的网络管理能力强大的网络管理能力4.有标准的光接口有标准的光接口 5.具有兼容性具有兼容性 6.按字复用按字复用 上述特点中最核心的有三条：上述特点中最核心的有三条：同步复用；同步复用；标准光接口；标准光接口；强大的网络管理能力。强大的网络管理能力。二、二、SDH的缺点的缺点SDH也有不

10、足之处，主要体现在如下也有不足之处，主要体现在如下几个方面：几个方面：(1)频带利用率不如传统的频带利用率不如传统的PDH系统系统（这一点可从第二章介绍的复用结构中看（这一点可从第二章介绍的复用结构中看出）；出）；(2)大规模使用软件控制和将业务量大规模使用软件控制和将业务量集中在少数几个高速链路和交叉节点上，集中在少数几个高速链路和交叉节点上，这些关键部位出现问题可能导致网络的重这些关键部位出现问题可能导致网络的重大故障，甚至造成全网瘫痪；大故障，甚至造成全网瘫痪；(3)采用指针调整技术会产生较大的采用指针调整技术会产生较大的抖动，造成传输损伤；抖动，造成传输损伤；(4)SDH与与PDH互连

11、时（在从互连时（在从PDH到到SDH的过渡时期，会形成多个的过渡时期，会形成多个SDH“同步同步岛岛”经由经由PDH互连的局面），由于指针调互连的局面），由于指针调整产生的相位跃变使经过多次整产生的相位跃变使经过多次SDHPDH变换的信号在低频抖动和漂移上比纯粹的变换的信号在低频抖动和漂移上比纯粹的PDH或或SDH信号更严重（有关抖动和漂移信号更严重（有关抖动和漂移的概念及指针调整会产生相位抖动的问题的概念及指针调整会产生相位抖动的问题请参见第二章）。请参见第二章）。第四节第四节 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 一、一、网络节点接口网络节点接口网络节点接口（网络节点接口（NNI）是实现）是

12、实现SDH网网的关键。从概念上讲，网络节点接口是网的关键。从概念上讲，网络节点接口是网络节点之间的接口，从实现上看它是传输络节点之间的接口，从实现上看它是传输设备与其他网络单元之间的接口。设备与其他网络单元之间的接口。NNI在在网络中的位置如图网络中的位置如图1-6所示。所示。图1-6 NNI在网络中的位置 二、二、同步数字体系的速率同步数字体系的速率同步数字体系最基本的模块信号（即同步数字体系最基本的模块信号（即同步传递模块）是同步传递模块）是STM-1，其速率为，其速率为155.520Mbits。更高等级的。更高等级的STM-N信号可以是将基本模块信号信号可以是将基本模块信号STM-1同步

13、复同步复用、字节间插的结果。其中用、字节间插的结果。其中N是正整数。是正整数。目前目前SDH只能支持一定的只能支持一定的N值，即值，即N为为1、4、16、64。三、三、SDH帧结构帧结构SDH的帧结构必须适应同步数字复用、的帧结构必须适应同步数字复用、交叉连接和交换的功能，同时也希望支路交叉连接和交换的功能，同时也希望支路信号在一帧中均匀分布、有规律，以便接信号在一帧中均匀分布、有规律，以便接入和取出。入和取出。ITU-T最终采纳了一种以字节最终采纳了一种以字节为单位的矩形块状（或称页状）帧结构，为单位的矩形块状（或称页状）帧结构，如图如图1-7所示。所示。图1-7 SDH帧结构 对于对于ST

14、M-1而言，帧长度为而言，帧长度为27092430个字节，相当于个字节，相当于19440bit，帧周期为，帧周期为125s，由此可算出其比特速率为，由此可算出其比特速率为2709812510-6=155.520Mbits。由图由图1-7可见，整个帧结构可分为三个可见，整个帧结构可分为三个主要区域。主要区域。1.段开销区域段开销区域2.净负荷区域净负荷区域 3.管理单元指针区域管理单元指针区域四、四、段开销字节段开销字节有两大类开销：段开销（有两大类开销：段开销（SOH）和通）和通道开销（道开销（POH）。SOH中包含定帧信息，用于维护与性中包含定帧信息，用于维护与性能监视的信息以及其他操作功能

15、能监视的信息以及其他操作功能。SOH可可以进一步划分为再生段开销（以进一步划分为再生段开销（RSOH，占，占第第1至第至第3行）和复用段开销（行）和复用段开销（MSOH，占，占第第5至第至第9行）。行）。1.STM-1段开销字节的安排和功能段开销字节的安排和功能（1）STM-1段开销字节的安排段开销字节的安排各种不同各种不同SOH字节在字节在STM-1帧内的安帧内的安排分别如图排分别如图1-8所示。所示。图图1-8 STM-1 SOH字字节节安安排排（2）SOH字节的功能字节的功能 帧定位字节帧定位字节A1和和A2SOH中的中的A1和和A2字节可用来识别字节可用来识别帧的起始位置。帧的起始位

16、置。A1为为11110110，A2为为00101000。再生段踪迹字节再生段踪迹字节J0该字节被用来重复地发送该字节被用来重复地发送“段接入点段接入点标识符标识符”，以便使段接收机能据此确认其，以便使段接收机能据此确认其是否与指定的发射机处于持续连接状态。是否与指定的发射机处于持续连接状态。数据通信通路（数据通信通路（DCC）D1D12SOH中的中的DCC用来构成用来构成SDH管理网管理网（SMN）的传送链路。其中）的传送链路。其中D1D3字节字节称为再生段称为再生段DCC，用于再生段终端之间交，用于再生段终端之间交流流OAM信息。信息。公务字节公务字节E1和和E2E1和和E2两个字节用来提供

17、公务联络语两个字节用来提供公务联络语声通路。声通路。使用者通路使用者通路F1 比特间插奇偶检验比特间插奇偶检验8位码（位码（BIP-8）B1B1字节用作再生段误码监测。字节用作再生段误码监测。比比特特间间插插奇奇偶偶检检验验24位位码码（BIP-N24）字节）字节B2B2B2 自动保护倒换（自动保护倒换（APS）通路字节）通路字节K1，K2（b1b5）两个字节用作自动保护倒换两个字节用作自动保护倒换(APS)信令。信令。复用段远端失效指示（复用段远端失效指示（MS-RDI）字节字节K2（b6b8）MS-RDI用于向发信端回送一个指示用于向发信端回送一个指示信号，表示收信端检测到来话故障或正接信

18、号，表示收信端检测到来话故障或正接收复用段告警指示信号（收复用段告警指示信号（MS-AIS）。）。同步状态字节同步状态字节S1（b5b8）S1字节的第字节的第58比特用于传送四种比特用于传送四种同步状态信息，可表示同步状态信息，可表示16种不同的同步种不同的同步质量等级。其中一种表示同步的质量是质量等级。其中一种表示同步的质量是未知的，另一种表示信号在段内不用同未知的，另一种表示信号在段内不用同步，余下的码留作各独立管理机构定义步，余下的码留作各独立管理机构定义质量等级用。质量等级用。11.复用段远端差错指示复用段远端差错指示（MS-REI）M112.与传输媒质有关的字节与传输媒质有关的字节1

19、3.备用字节备用字节Z0需要说明的是：需要说明的是：再生器中不使用这些备用字节。再生器中不使用这些备用字节。为便于从线路码流中提取定时，为便于从线路码流中提取定时，STM-N信号要经扰码、减少连续同码概率后方可在线路信号要经扰码、减少连续同码概率后方可在线路上传送，但是为不破坏上传送，但是为不破坏A1和和A2组成的定帧图案，组成的定帧图案，STM-N信号中信号中RSOH第一行的第一行的9N个开销字节不个开销字节不应扰码，因此其中带应扰码，因此其中带*号的备用字节之内容应予号的备用字节之内容应予精心安排，通常可在这些字节上送精心安排，通常可在这些字节上送“0”、“1”交替码。交替码。收信机对备用

20、开销字节的内容不予解读。收信机对备用开销字节的内容不予解读。2.STM-N（N=4，16，64）段开销字节的安排）段开销字节的安排STM-N帧中帧中SOH所占空间与所占空间与N成正成正比，比，N不同，不同，SOH字节在空间中的位置也字节在空间中的位置也不同，但不同，但SOH字节的种类和功能是相同或字节的种类和功能是相同或相近的。相近的。各种不同各种不同SOH字节在字节在STM-4、STM-16和和STM-64帧内的安排分别如图帧内的安排分别如图1-10、图、图1-11和图和图1-12所示。所示。图图1-10STM-4 SOH字节安排字节安排图图1-11 STM-16 SOH字节安排字节安排图图

21、1-12 STM-64 SOH字节安排字节安排将这些图对照比较即可明白字节交错将这些图对照比较即可明白字节交错间插的方法。以字节交错间插方式构成高间插的方法。以字节交错间插方式构成高阶阶STM-N（N1）段开销时，第一个）段开销时，第一个STM-1的段开销被完整保留，其余的段开销被完整保留，其余N-1个个STM-1的段开销仅保留定帧字节的段开销仅保留定帧字节A1，A2和和比特间插奇偶校验比特间插奇偶校验24位码字节位码字节B2，其他已，其他已安排的字节（即安排的字节（即B1，E1，E2，F1，K1，K2和和D1D12）均应略去。）均应略去。段开销字节在段开销字节在STM-N帧内的位置可用帧内的

22、位置可用一个三坐标矢量一个三坐标矢量S（a，b，c）来表示，其）来表示，其中中a表示行数，取值为表示行数，取值为13（对应于（对应于RSOH）或）或59（对应于（对应于MSOH）；）；b表示表示复列数，取值为复列数，取值为19；c表示在复列数内的表示在复列数内的间插层数，取值为间插层数，取值为1N。字节的行列坐标行数，列数与三字节的行列坐标行数，列数与三坐标矢量坐标矢量S(a,b,c)的关系是：的关系是：行数行数=a列数列数=N（b-1）c3.简化的简化的SOH功能接口功能接口在某些应用场合（例如局内接口）在某些应用场合（例如局内接口），仅仅，仅仅A1、A2、B2和和K2字节是必不可字节是必不可少的，很多其它开销字节可以选用或少的，很多其它开销字节可以选用或不用，从而使接口得以简化，设备成不用，从而使接口得以简化，设备成本可以降低。本可以降低。