1、开销及指针,SDH概述,帧结构及复用,逻辑功能块,SDH传输原理,PDH固有缺陷,SDH存在缺点,SDH产生背景,SDH具有优点,SDH概述,1.1 SDH产生的技术背景SDH是什么同步数字传输体制。类似于PDH，均为数字信号传输体制。产生的社会背景： 1）信息社会要求：通信网传输、交换、处理大量信息，向数字化、综合化、智能化、个人化发展。 2）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,1.2 PDH的固有缺陷：作为传统的数字传输体制，PDH具有以 下固有的缺陷： 1、接口方面电接口只有地区性的电接口规范，无世界标准。PDH有3种速率等级：欧洲和中国（2Mb/
2、s）、日本、北美（1.5Mb/s）。光接口无光接口规范，各厂家独自开 发。,设备间互连困难,东西放在 哪儿了？,从高速信号插/分低速信号要一级一级进行， 层层的复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输。,3、运行维护功能（OAM）：OAM决定设备维护成本，与信号帧中开销（冗余）字节的数量有关；PDH信号帧中用于OAM的开销少，OAM功能弱，系统安全性差4、无统一的网管接口，无法形成统一的TMN因此，PDH体制不适应大容量传输网的组建，SDH体制 应运而升。,1.3 SDH体制的优点：与PDH相对比SDH体制的优势： 1、接口方面电接口：标准的信息结构等级（速率等级）,SDH：高等级信号速
3、率是相邻低等级信号精确的4倍,同步传输块STM-N ：,SDH：4STM-1=STM-4 ；4STM-4=STM-16 有两种不同的方法实现10G产品。,2、复用方式：采用同步复用和灵活的映射结构低阶SDH高阶SDH（例如：4 STM-1STM-4）。采用字节间插复用方式。,其他体制信号SDH： 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。例：,STM-N,STM-N,PDH、ATM FDDI、以太网IP等信号,打包,信息包,信息包,打包,传输,传输,SDH传输网络,卸货,拆包,PDH、ATM FDDI等信号,SDH网络兼容性示意图,1.4 SDH的固有缺陷 1、频带利用率低
4、有效性和可靠性的矛盾,2、指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动 3、软件的大量应用，使系统易受病毒或误操作的危害。,帧结构组成及 作用,复用步骤,幀结构及复用,2.1 STM-N帧结构及组成,9270 N字节,RSOH,MSOH,AU-PTR,1,3,4,5,9,STM-N净负荷（含POH）,传输顺序,9N,261N,270N列,（先行后列）,传输方向,1、SDH信号帧特点：以字节为单位（8bit）的块状帧，传输方式从左到右、从上到下，帧频固定为8000帧/s，帧周期125us。 2、 SDH信号帧的构成：1）信息净负荷：STM-N帧中放置各种负荷的地方。各种有效信息，例如2M、34M 、1
5、40M打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信号承载，在SDH网上传输。,发端： AU-PTR定位车厢 中第一个信息包,收端： 根据收到的AU-PTR值 找到此信息包；通过字 节间插的规律性，定位 出其他信息包,（SDH网络传输）,1、 我国采用的SDH信号复用结构,STM-N,VC-4,TUG-2,VC-12,C-12,VC-3,C-4,C-3,139264kbit/s,34368kbit/s,2048kbit/s,N,3,7,3,映射,TUG-3,AUG,SDH信号,PDH信号,140M复用步骤（140M STM-N）,140M复用步骤（140M STM-N）,（接上页）,34M复用步
6、骤（34M VC4）,34M复用步骤（34M VC4）,2M复用步骤（2M VC4）,2M复用步骤（2M VC4）,复帧的概念：4个C12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,信息结构的对应关系,段开销,开销,开销及指针,指针,通道开销,AU-PTR,TU-PTR,开销,段开销,RSOH,MSOH,通道开销,VC4 POH,VC12POH,RSOH、MSOH HPOH、LPOH 完成层层细化的 监控功能。,（HPOH）,（LPOH）,层层监控示意图,1、段开销（以STM-1为例）,A1,A1,
7、A1,A2,A2,A2,J0,B1,D1,B2,D4,D7,D10,S1,B2,B2,K1,D5,D8,D11,M1,E2,D12,D9,D6,K2,F1,D3,E1,D2,AU-PTR,*,*,*,RSOH,MSOH,国内使用字节,带 的不扰码字节,1 2 3 4 5 6 7 8 9,1 2 3 4 5 6 7 8 9,*,*,*,*,*,*,*,1）定帧字节： A1、A2寻找信号流的帧头 A1=f6H , A2=28H,找帧头,下一步处理,找到 A1,A2？,产生OOF,产生LOF,N,Y,下插AIS,超过3ms,3）公务联络字节：E1、E2分别提供1个公务联络用的64kb/s数字电话通路
8、E1用于再生段公务联络E2用于复用段公务联络， E2不能用于中继站4）再生段误码监测B1字节对再生段信号流进行监控,B1字节工作机理：,SDH 设备 发端,SDH 设备 收端,检测B2字节,加入B2字节,STM-N,发现误码 产生：MS-BBE 性能事件,6）复用段远端误块指示字节M1由收端传到发端告知发端：收端当前收到的B2检测的误块数在发端MS-REI性能事件中反映出来,7）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，自愈用于复用段保护倒换复用段远端失效指示字节(K2)：K2（b6-b8）=111，表示收到复用段全1信号，本端产生MS-AIS告警K2（b6-
9、b8）=110，表示收到对告信息MS-RDI，表 示对端收信号劣化（收到MS-AIS、RLOF等）,k2检测,回传 MS-RDI,111,产生 MS-AIS,110,检测 K2(b6-b8）,产生 MS-RDI,8）同步状态字节S1(bit5-8),用作同步状态指示。 值越小表示同步时钟信号的质量越高！,注：字节间插复用时，各STM-1帧的 AU-PTR和净荷的所有字节原封不动间插，而段开销有所不同。只有第一个STM-1的段开销被保留，其余N-1个STM-1的段开销中仅保留A1,A2,B2字节,其余均略去。,2、通道开销,VC4 POH,VC12POH,（HPOH）,（LPOH）,分类：低阶通
10、道开销VC12高阶通道开销VC4区别VC-4宏观，而VC-12微观VC-4包容VC-12,1）高阶通道开销 (VC-4通道开销）,J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1,1,9,1 2,261,VC-4结构（9行261列）,（1）通道追踪字节J1,J1是VC4 -POH的第一个字节，其位置由AU-4指针指示。 用J1字节重复发送高阶通道接入点识别符，以便接收端确认与发送端是否处于持续的连接状态。,设备的J1字节在网管中 设置为： “HuaWei SBS”J1字节设置要求：收发相匹配。即设备实际收的=设备应收的值收端检测到J1失配，则会往下级信息结构插全 “1”，VC4的下级信息结
11、构是C4。本端相应通道 （VC4）产生HP-TIM告警。,J1检测流程图,（2）通道校验字节B3,对高阶通道信号流进行监控,SDH 设备 发端,SDH 设备 收端,检测B3字节,加入B3字节,STM-N （VC4）,发现误码 产生：HP-BBE 性能事件,（3）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 要求收发相匹配，失配时本端相应VC4通道 产生HP-SLM告警，并往下级信息结构C4插 全“1” C2=00H表示该VC4未装载，本端产生HP- UNEQ告警，并往下级信息结构C4插全“1” 网管配置时要求：VC4装载2M设为TUG结 构；装载34M设为34M结构；装载140M设
12、 为140M结构。,C2检测流程图,（4）通道状态字节G1,反映高阶VC通道传输的状态 对告信息：信宿反馈给信源，以便使信源知道 信宿当前的接收状态 用G1（b1-b4）回传由B3检测的误码块数。 发端在相应VC4通道上产生性能事件 HP-REI 收端检测到AIS、J1和C2失配、VC4未装载等， 在相应VC4通道上回传G1（b5）=1，发端产生 HP-RDI告警。,(5)TU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SDH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，以便收端找到TU-PTR，拆分出2M信号。H4的正常范围为00H-03H，若收端收
13、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，并在相应通道下插全“1”信号。,2、低阶通道开销（VC12-POH）,1,1,9,500us TU12复帧,V5,J2,N2,K4,1#VC121,4,1#VC122,1#VC123,1#VC124,V1,V2,V3,V4,TU12指针字节,VC12开销字节,2）、低阶通道开销通道状态和信号标记字节：V5。复帧中的第一个字节，TU-PTR所指示的字节。VC12误码监测、VC12通道状态对告、信号标记：b1,b2误码监测LP-BBEb3收端接收误码情况对告指示LP-REIb5-b7信号标记若为000，则本端相应
14、通道 产生LP-UNEQ告警b8本端接收到TU-AIS、LP-TIM、LP-SLM时，通过V5反馈给发端相应VC12上的LP-RDI(远端接收失效指示)告警信号,二、指针,AU-PTR,TU-PTR,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,AU-PTR工作机理：以货车为例：货车STM-1车厢为其净负荷区，停靠时间125us，货物VC4按单位（3字节）连续装入，正常情况下，装入一个VC4所用时间=货车停靠时间,STM-1,VC4,3字节为单位,连续装入,装载时间=停靠时间（ VC4速
15、率=AU-4速率）指针值为522,VC4速率相当于上游站的传输速率， AU-4速率相当于本站的传输速率。,H1,H3,H2,Y,Y,1*,1*,H3,H3,0,0,0,1,1,1,.,4,AU_PTR,装载时间AU-4速率），H3H3H3字节 用来存放有效信息，指针值减1，指针做负调整,装载时间停靠时间（VC4速率AU-4速率），导致车厢装不 满，在车厢中填充随机码，指针值加1，指针做正调整,AU-PTR：正常情况下，应仅有偶尔的指针调整，网络失步时才有大量的指针调整事件。指针调整规则：调整间隔3帧指针增加操作是“渐变”的，步长为1AU-PTR以NDF标志表示指针跃变（步长不为1）连续收到8次
16、以上NDF，设备产生AU-LOP告警，下插全“1”,2、支路单元指针TU-PTR （1）TU-3 PTR指针值H1、H2；H3为负调整机会调整单位为1字节指针范围0-764（859） （2）TU-12 PTR 指针值V1、V2后10bit；V3为负调整机会调整单位为1字节指针范围0-139（4 （4 9-1）若收到的指针字节V1、V2、V3为全“1”，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”,SDH设备的逻辑构成,本节结构,SDH网络 常见网元,SDH设备 逻辑功能块,基本 功能块,辅助 功能块,一、SDH网
17、络常见网元,TM,ADM,REG,DXC,TM,STM-N,2M,34M,140M,STM-M 注：（MN）,（光接口）,（支路接口）,TM在链形网中的应用,TM,TM,ADM,w,ADM,STM-N,2M,34M,140M,STM-M 注：（MN）,（光接口）,（支路接口）,ADM在链形网中的应用,TM,TM,ADM,STM-N,（光接口）,e,w,ADM除了完成与TM一样的信号复用和解复用功能外，最主要是还能完成两侧线路信号间，以及线路信号与支路信号间的交叉连接。如接入的2M系列支路信号和1.5M系列支路信号可以分别复用并连接到东向和西向的STM-1信号中。另外，东向和西向的STM-1信号
18、也可以互连。 分插复用器在链形网、环形网和枢纽形网中应用十分广泛。,分插复用器主要功能：,REG,STM-N,（光接口）,REG在链形网中的应用,TM,TM,REG,STM-N,（光接口）,e,w,ADM,ADM,DXC,（光接口）,4、数字交叉连接设备DXC具备强大的交叉连接功能用于重要节点站。,（光接口）,取值,速率,0,64K,1 2 3 4 5 6,2M 1. 544M,140M 155M,622M 2. 5G,6M,34M 45M,SDH设备-TM的逻辑功能块结构,TTF传送终端功能块：SPI、RST、MST、MSP、MSA完成光信号STM-N电信号NVC4的转换,TTF,STM-N
19、,NVC4,进行O/E、RSOH MSOH、AU-PTR处理,HOI,1VC4,码型变换、 将140M 适配进C4、处理HPOH,HOI高阶接口功能块：HPT、LPA、PPI完成PDH线路信号140MVC4的转换,PDH线路140M信号,HOI,1VC4,处理TU-PTR、 HPOH,HOA高阶组装器：HPT、HPA完成VC12或VC3VC4的转换,VC12或 VC3,LOI,1VC12 1VC3,LOI低阶接口功能块：LPT、LPA、PPI完成PDH线路信号2M、34MVC12、VC3的转换,PDH线路 2M、34M信号,码型变换、将2M或 34M适配进C12或C3、 处理LPOH,HPC、
20、LPC高阶、低阶交叉功能块：HPC完成对VC4的交叉LPC完成对VC3、VC12的交叉 HPC、LPC共同完成的设备业务的调配,SEMF系统管理者完成设备的管理等效于设备的大脑 MCF传令兵传达SEMF的指令,SEMF+MCF,OAM信息,OAM信息,输出指令（去网管）,输出指令（去各个单板）,SETS、SETPI同步者产生本地同步信号接收外时钟输出同步时钟,锁定时钟参考源 产生本站时钟,接收：外时钟参考源线路时钟参考源支路时钟参考源,输出时钟信号 同步其他设备,本地时钟,网络拓扑结构,网络的拓扑结构，即网络节点和传输线路的几何排列，反映了网络的物理连接。,链形网,当涉及通信的所有点串接起来，
21、并使首末两个点开放时就形成了所谓的链形拓扑。,应用,优点,缺点,链形拓扑主要用于铁路、电力等沿线，或其他站点分布呈线状的场合,相比其他拓扑而言，光纤线路投资比较节省，网络管理比较简单,相比环形拓扑而言，业务保护机制比较少，可采用1+1，1:1保护,链形网,星形网,当涉及通信的所有点中有一个特殊的点与其它所有点相连，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。,主要用于各中心局和各分局之间的通信,可以将枢纽点(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,存在特殊点的潜在带宽瓶颈问题和设备失效的问题,应用,优点,缺点,星形网,树形网,将点到点拓扑单元的
22、末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。,适合于广播型业务,网络结构层次比较分明，便于管理和控制,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,应用,优点,缺点,树形网,环形网,当涉及通信的所有点串接起来，而且首尾相连，没有任何点开放时，就形成了环形网。在环形网中，为了完成两个非相邻点之间的连接，这两点之间的所有点 都应完成连接功能。,具有强大的自愈环保护功能，是应用最为广泛的拓扑类型,具有很高的生存性，因而环形网在SDH网中受到特殊的重视,实现环保护功能，软件实现比较复杂,应用,优点,缺点,环形网,网孔形,当涉及通信的许多点直接互
23、连时，就形成了网孔形拓扑。,适合业务质量、级别比较高的网络,网孔形网络无节点瓶颈问题，两点间有多种路由可选，可靠性很高,结构复杂、设备和线路成本较高,应用,优点,缺点,网孔形,自愈环网,为了提高网络的安全性，要求网络有较高的生存能力，从而产生了自愈网的概念。自愈网能在网络出现意外故障情况时自动恢复业务。,自愈环网的分类,根据自愈环结构分,根据环中节点之通信信息的传送方向分,根据网元节点间的光纤数分,通道保护环 复用段保护环,二纤环 四纤环,单向环 双向环,二纤单向通道保护环保护机理,单向通道保护环通常由两根光纤来实现，一根光纤用于传业务信号，称S光纤；另一根光纤传相同的信号用于保护，称P光纤。
24、单向通道保护环使用“首端桥接，末端倒换”结构（即“首端双发，末端选收”）。,二纤单向通道保护环的倒换机理,当B、C节点间光缆被切断时，在节点A，由于从C经S1光纤来的主环信号丢失，按通道选优准则，倒换开关将由S1光纤转向P1光纤，接收由C节点经P1光纤而来的C、A信号作为分路信号，从而使A、C间业务信号仍得以维持，不会丢失。故障排除后，通常开关返回原来位置。,SDH环网单向通道保护环光纤的连接,原则：东发西收 按主环方向,A站 W E,D站 W E,C站 W E,B站 W E,OptiX系列设备通道保护配置,在OptiX设备中，主环定义为西收东发，备环定义为东收西发。如下图所示，在主环方向上，
25、上一节点的东侧线路板连接本节点的西侧线路板，本节点的东侧线路板连接下一节点的西侧线路板。,习惯上，在组网图上主环用逆时针方向表示，备环用顺时针方向表示。,二纤双向复用段保护环工作状态,自愈环网,二纤双向复用段保护环工作机理：在二纤双向环中，每个传输方向用一条光纤，且在每条光纤上将一半容量分配给业务通路，另一半容量分配给保护通路。正常情况下，从A节点进环以C节点为目的地的业务信号沿S1/P2光纤按顺时针方向传输；而从C节点进环以A节点为目的地的业务信号则沿S2/P1光纤按逆时针方向传输。,自愈环网,自愈环网,二纤双向复用段保护环倒换状态,二纤双向复用段保护环保护机理：时隙交换：当B、C节点间两根
26、光纤同时被切断，如上图所示，B点与C节点的倒换开关将S1/P2光纤与S2/P1光纤沟通。在B节点将从A节点进环沿S1/P2光纤送来的业务信号时隙转移到S2/P1光纤的保护时隙，沿S2/P1光纤传送到C节点。在C节点将从本节点进环沿S2/P1光纤送出的业务信号时隙移到S1/P2光纤的保护时隙，沿S1/P2光纤传送到A节点。,自愈环网,自愈环网,两类自愈环网的比较：,对于用户网部分，由于处于网络的边界处，业务容量要求低，而且大部分业务量汇集在一个节点（端局）上。因而特别是单向通道倒换十分适合这种业务量的需求模型。 对于局间通信部分，由于各个节点间均有较大业务量，而且节点需要较大的业务量分插能力，此
27、时具有较大业务容量的双向环非常适合。,应用场合：,传输网络中任两点的业务保护，都可看成这两点之间 的业务传输存在主、备两个通道。通道保护环的机理是主、备两个通道传送相同的业务， 由接收端选收，属于1+1保护。复用段保护环的机理是主通道传送业务，备用通道不 传送业务或传送额外业务。主通道业务劣化后，改走备用 通道，属于1:1保护。,环带链形网,环带链形网实质上就是环形网与链形网的拼接。,相切环网,两个子环直接通过一个网元设备相连，该网元设备就是这两个子环的切点。,相交环网,联系两个子环的网元数由一个变为两个，相切环形网就变成相交环形网，两个子网可任意选择保护方式。,子网在网络拓扑中的功能相当于容器，它可以包含网元、网元间的链路，也可以包含更低一级的网络,子网,子网在实际网络应用中的作用，有利于简化复杂网络的拓扑，进行级别控制管理。,复杂组网示例,
