1、单击此处编辑母版副标题样式* 1河北石油职业技术学院电子工程系数字通信课程单击此处编辑母版标题样式 数字通信原理及设备 通信 09-1第五章 SDH5-1 SDH概述一： PDH 的局限性：PDH最初采用电缆作为媒介传输 PDH信号，后改用作光缆作为媒介，它是由 PDH数字复用设备、光线路终端设备、再生器和光纤光缆线路组成。在 PDH光缆传输系统中， 电接口 是标准化的，既是逻辑功能的分界点，又是物理实体的分界点，所以不同厂家的设备可以在电接口上互连互通。 光接口 是非标准化的，不同厂家的设备在光接口上不能互通，这就导致了 PDH光缆传输系统适合点对点的应用，而不适合独立联网应用。具体地说，
2、PDH的 局限性 表现在：1、 PDH有三种并存的地区性标准（北美、日本和欧洲），没有统一的世界标准，从而给互连互通带来不便； 接口方面 与设备互连有关 电接口 地区性的电接口规范，无世界标准。 光接口 无光接口规范，各厂家独自开发。2、 PDH采用 异步复用方式 ；通过 码速调整 （塞入 bit）匹配和容纳信号时钟的偏差； 低速信号在高速信号中的位置无规律性 ：从高速信号插 /分低速信号要一级一级进行，复用 /解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输。140Mb/s34Mb/s 34Mb/s8Mb/s 8Mb/s2Mb/s解解解复复复用用用复复复用用140Mb/s用3、运行维护功能 (OAM
3、) 决定设备维护成本 与信号帧中开销 (冗余 )字节的数量有关 PCM30/32仅 TS0、 TS16用于 OAM开销， OAM功能弱 线路编码时要加 nB冗余码进行性能监控4、无统一的网管接口 无法形成统一的 TMN 二、 SDH：1、光同步传输网的由来：光同步传输网的概念是 美国贝尔通信研究所 于 1984年提出的，命名为 “ 同步光网络（ SONET） ” 。这个名称是比较准确的，它示明了这种新传输体系的主要特征。 同步 同步的目的是为了实现数字交换，整个网络中的各种速率的信号必须是同步的，即网络中用统一的时钟驱动每个网元，每个网元用统一的时钟驱动各个部分工作。 光 以光纤为媒质，可传送
4、高速率的数字信号，采用标准化的光接口，使不同厂家的设备可实现光路上互通。 网络 新传输体系具有高度的组网灵活性，能实现网络保护和完善的网管。 ITU-T 于 1988年接受了 SONET的概念，并重命名为同步数字体系（SDH）， SDH不仅适用于光纤，也适合于微波和卫星传输。 SONET 和 SDH统称为光同步传送网，它们的基本概念和实质内容是一样的，但在少数细节上还是有差别，主要区别就是速率等级划分不同， SONET等级较细， SDH等级较粗。SDH与 SONET的接口速率标准SDH SONET等 级 速率 /（ Mb/s) 等 级 速率 /(Mb/s)Sub STM-1 51.840 ST
5、S-1 51.840 STM-1 155.520 STS-3 155.520STS-9 466.560STM-4 622.080 STS-12 622.080STS-12 933.120STS-24 1244.160STS-36 1866.240STM-16 2488.320 STS-48 2488.320STS-96 4976.640STM-64 9953.280 STS-192 9953.2802、什么是 SDH？ SDH 是为了使正确适配的净荷在物理传输网（主要是光缆）上传送而形成的一系列标准化的数字传送结构。“ 适配 ” 可理解为信号性质和结构的转换操作；“ 净荷 ” 是信号结构中的不
6、部分信号的统称，任何一级 SDH信号都可分为两部分，传递数据部分的称为 “ 净荷 ” ，为了保证正确传递数据而附加的部分称为 “ 开销 ” ，如果将书写的信函信号看成一级信号的话，信的内容就是 “ 净荷 ” ，信封上的信息（包括邮编、地址、收信人的姓名和邮票）则是 “ 开销 ” ，如果将邮局收集信件的邮袋看成另一级信号的话，邮袋内的所有信件内容（包括信的内容和信封上的信息）就是 “ 净荷 ” ，邮袋上的信息则是 “ 开销 ” ，可见，“ 净荷 ” 和 “ 开销 ” 都是相对的概念。SDH的内涵可以用一套较为完整的技术标准来规定。这套标准是在没有制造出SDH设备之前规定的，到目前为止，已经有了
7、30多个 SDH的国际标准。3、 SDH的优点： SDH是一种光同步数字传送网，该网络由 SDH网元（ NE）组成； SDH有全世界统一的网络节点接口，从而简化了信号的复用，传输，交换； SDH有标准化的信号结构等级，称为同步传送模块 STM-N，有利于互联互通； SDH有足够的开销比特，以实现完善的网管功能； SDH的设备是高度功能综合的设备，将复用、交换、光电转换融为一体，统称为网元； SDH采用标准的光接口，即允许各厂家设备互连互通； SDH有很强的网络自愈功能； SDH不仅可承载现有电信业务，而且对未来业务有很强的适应能力； 上下业务能力较强。接口方面 电接口 STM-1是 SDH的第
8、一个等级，又叫基本同步传送模块，比特率为 155.520Mb/s 。 STM-N是 SDH第 N个等级的同步传送模块，比特率是 STM-1的 N倍 (N=4n=1， 4， 16， - - -)。 光接口 仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的 NRZ码，采用世界统一的 7级扰码。 复用方式 同步复用和灵活的映射结构 低阶 SDH 高阶 SDH。例如： STM-1STM-4 。采用字节间插复用方式。 PDHSDH 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。 OAM功能 OAM功能强 这也是线路编码不用加冗余的原因 用于 OAM的开销多 兼容性 决定成本 老体制设备是否还可发挥作用
9、 对新体制能否接入上述特点中最核心的有三条： 同步复用、标准光接口和强大的网络管理能力。缺点： SDH的频带利用率不如 PDH（ 140M的 PDH有 64个 2M，而 155M的 SDH有 63个 2M）； SDH采用了指针，增加了抖动、漂移的可能性。 软件的大量应用，使系统易受病毒或误操作的危害。5-2 STM-N的帧结构：一、网络节点接口：传输网由网络节点和传输系统构成，网络节点和传输系统都是由具有规定功能的实体抽象而得到的概念， 网络节点由单个或几个设备（ DXC、 EA、 SM）组成， 传输系统由传输媒质和设备构成 ，按媒质不同分为有线系统 光缆线路系统、无线系统 微波接力系统和卫星
10、通信系统。P193 图 6-2NNI在网络中的位置二、 SDH的速率速率等 级 速率（ Mb/s)STM-1 155.520STM-4 622.080STM-16 2488.320STM-64 9953.280三、 STM-N的帧结构：在 STM-N中：一帧包含 270*9=2430字节2430*8=19440bit每秒传 8000帧 Rb=19440*8000=155 520kb/s1） 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。信息净负荷区相当于 STM-N这辆运货车的车箱，车箱内装载的货物就是经过打包的低速信号 待运输的货物。为
11、了实时监测货物（打包的低速信号）在传输过程中是否有损坏，在将低速信号打包的过程中，加入了监控开销字节 通道开销（ POH） 字节 POH作为净负荷的一部分与信息码块一起装载在 STM-N这辆货车上在 SDH网中传送，它负责对打包的货物（低速信号）进行通道性能监视管理和控制（有点儿类似于传感器）。何谓通道？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。例如段开销可进行对 STM-N这辆运货车中的所有货物在运输中是否有损坏进行监控，而 POH的作用是当车上有货物损坏时，通过它来判定具体是哪一件货物出现损坏。也就是说 SOH完成对
12、货物整体的监控， POH是完成对某一件特定的货物进行监控，当然 SOH和 POH还有一些管理功能。 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。我们讲过段其实也相当于一条大的传输通道， RSOH和 MSOH的作用也就是对这一条大的传输通道进行监控。举个简单的例子，若光纤上传输的是 2.5G信号，那么 RSOH监控的是STM-16整体的传输性能，而 MSOH则是监控 STM-16信号中每一个STM-1的性能情况。二者的区别3） 管理单元指针（ AU-PTR）管理单元指针位于 STM-N帧中第 4行的 9 N 列共 9 N 个字节， AU-PTR起什么作
13、用呢？ 我们讲过 SDH能够从高速信号 中直接 分 /插出低速支路信号（例如 2Mbit/s ）， 为什么会这样呢？ 这是因为低速支路信号在高速 SDH信号帧中的位置有预见性，也就是有规律性。预见性的实现就在于 SDH帧结构中指针开销字节功能。AU-PTR是用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置的指示符，以便收端能根据这个位置指示符的值指针值正确分离信息净负荷。 定位低速信号在 STM-N帧中 (净负荷 )的位置，使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，指示信号包在净负荷中的位置，即将装入 “ 车厢 ” 的 “ 货物包
14、” ，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支路信号；即依据 “ 货物包 ” 位置坐标，从 “ 车厢” 中直接所需要的那一个 “ 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。 若复用的低速信号速率较低 ，即打包后信息包太小，例： 2M、 34M。 若复用的低速信号速率较高 ，需进行二级指针定位。先将小信息包打包成中信息包，通过 支路单元l 指针 -TUPTR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。四、开销比特 1、什么是开销？SDH 的一个主要特点是它有标准化的 OAM功能，这些功能是靠帧结构中安排的一些附加字节来支持，即 “ 开销 ” 。2、开销的种类和作用： 再生段开销 (RSOH)：主要用于再生段层的 OAM。 对 STM-N整体信号进行监控 复用段开销（ MSOH）：主要用于复用段层的 OAM。 对 STM-N中的某一个 STM-1信号进行监控二者区别：宏观（ RSOH）和微观（ MSOH） 高阶通道开销（ HPOH）：主要用于高阶通道层的 OAM。 低阶通道开销（ LPOH）：主要用于低阶通道层的 OAM。
