传输设备基础知识

2013年5月传输设备基础1/22序言：传输系统2/22传输系统的位置传输设备管道和管道传输系统为上层业务提供透明的电路需求传输设备的作用收敛小颗粒业务，提高光纤的利用率；提高单根光纤内的传输容量，提高光纤利用率；提供必要的保护，提高网络的安全性序言：传输系统3/22南京传输网结构目前南京已建设较为完备的传输网络体系，分为核心层、汇聚层和接入层三层网络结构；采用的传输技术主要有OTN、PTN、SDH和E/GPON；南京移动重点建设的网络结构为OTN+PTN，主要为应对业务IP化的趋势；除OTN和PTN技术外，在早期语音业务占主导时期，建设了一套完备的SDH系统，现在这套系统主要满足2G基站接入、集团客户接入的需求（语音和银行客户等）；E/GPON技术更适应宽带接入的场景，在家庭宽带、室分接入等场景得到广泛的应用。一、传输系统基本原理•PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy）准同步数字系列•SDH（SynchronousDigitalHierarchy）同步数字系列•MSTP（Multi-ServiceTransferPlatform）基于SDH的多业务传送平台•ASON（AutomaticallySwitchedOpticalNetwork）自动交换光网络•PTN（PacketTransportNetwork）分组传送网•DWDM（DenseWavelengthDivisionMultiplexing）密集型光波复用•OTN（OpticalTransportNetwork）光传送网•PON（PassiveOpticalNetwork）无源光网络•POTN…4/22传输技术分类及发展•PDHtoSDH革命性变化•增加了环网保护和子网保护，实现了传输信息的标准化，网管开销的完善•SDHtoMSTP改良•融合TDM和以太网二层交换，通过二层交换实现数据的智能控制和管理，优化数据在SDH通道中的传输•MSTPtoASON/NG-SDH改良•实现Mesh网络结构，引入了GMPLS控制平面，网络增加了灵活性和扩展性•MSTPtoPTN革命性变化•交换内核的彻底分组化，基于MPLS-TP，PBT等，以TDM为主变为以分组数据为主•DWDMtoOTN（P-OTN）革命性变化•从单纯的光层技术到光电混合的技术，增加了子波长的概念，增加了光信道的弹性，引入ASON/GMPLS控制平面,实现了端到端业务的可靠和灵活保证•PON满足大规模宽带低成本接入的需求5/22一、传输系统基本原理一、传输系统基本原理SDH的概念：SDH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。SDH数字等级：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，…），其中昀基本的模块为STM-1，传输速率为155.520Mb/s。SDH网络组成：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送网络，它具有全世界统一的网络节点接口（NNI）。1.1什么是SDH？等级速率(Mb/s)2M数量STM-1155.52063STM-4622.080252STM-162488.3201008STM-649953.28040321.2STM-N的帧结构41359以字节为单位(8bit)的的的的的频8000的/s，的周周125us先行后列9×270×N字节RSOHAUPTRMSOHSTM-N净净净(含POH)261×N9×NSTM-N帧中放置各种业务信息的地方。2M、34M140M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。若将STM-N信号帧比做一辆货车，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，以完成对每一个“货物包”在“运输”中的监视。一、传输系统基本原理1.2STM-N的帧结构信信信打信POH打信信信信POH低低低低信低低低低低信低装装装位装装装位净净净STM-N信信信信信信信信信信信信信信信一、传输系统基本原理1.2STM-N的帧结构41359以字节为单位(8bit)的的的的的频8000的/s，的周周125us先行后列9×270×N字节RSOHAUPTRMSOHSTM-N净净净(含POH)261×N9×N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”进行整体上的性能监控。再生段开销(RSOH)—对STM-N整体信号进行监控复用段开销(MSOH)—对STM-N中的某一个STM-1信号进行监控RSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化的监控体制二者区别：宏观（RSOH）和微观（MSOH）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”，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”中直接取出所需要的那一个“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。一、传输系统基本原理1.2STM-N的帧结构键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本AU-PTR装位定定中中中中信信信根据收到的AU-PTR值找到此信息包，通过字节间插的规律性，进而定位到其他信息包收收：发收：一、传输系统基本原理1.2STM-N的帧结构AU-PTR二二装位TU-PTR中二装位2M34Mé若复用的低速信号速率较低，即打包后信息包太小，例：2M、34M。é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。一、传输系统基本原理1.3复用映射结构一、传输系统基本原理1.3复用映射结构C—4（139.264Mbit/s)（149.760Mbit/s)C—4（150.336Mbit/s)VC—4POHVC—4（150.912Mbit/s)AU—4PTRVC—4AU—4PTR（150.912Mbit/s)AUGAUG（Ν×155.520Mbit/s)SOHSTM-NAUGAU—4VC—4C—4C—1（2.048Mbit/s)C—1（2.240Mbit/s)VC—1POHVC—1（2.304Mbit/s)TU—1PTRVC—1（6.912Mbit/s)TUG—2TUG—2（49.536Mbit/s)TUG-3TUG-2TU—1VC—4C—1VC—1TU—1PTRTU—1PTRTUG—3TUG—3VC—4POH（150.336Mbit/s)VC—4（150.912Mbit/s)AU—4PTRVC—4AU—4PTR（150.912Mbit/s)AUGAUG（Ν×155.520Mbit/s)SOHSTM-NAUGAU-4VC-4140M复用步骤：2M复用步骤：一、传输系统基本原理1.4开销和指针oSDH监控的实现——开销è段开销——RSOH、MSOHè通道开销——HPOH、LPOHo指针è管理单元指针——AU-PTRè支路单元指针——TU-PTRoSDH监控的实现——开销è段开销——RSOH、MSOHè通道开销——HPOH、LPOHo指针è管理单元指针——AU-PTRè支路单元指针——TU-PTR开销段开销通道开销再生段开销复用段开销高阶通道开销低阶通道开销一、传输系统基本原理1.4开销和指针A1A1A1A2A2A2J0****B1E1F1D1D2D3B2B2B2K1K2AUPTRD4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E29行RSOHMSOH不扰码，因此应注意其内容*国内使用字节传输媒质指示字节一、传输系统基本原理1.4开销和指针定帧字节－A1和A2再生段踪迹字节－J0数据通信通路（DCC）－D1～D12公务联络字节－E1和E2使用者通路字节－F1自动保护倒换（APS）通路字节－K1和K2（b1～b5）复用段远端缺陷指示（MS-RDI）字节－K2（b6～b8）同步状态字节－S1（b5～b8）比特间插奇偶校验８位码（BIP-8）－B1比特间插奇偶校验N×24位码（BIP-N×24）－B2复用段远端差错指示（MS-REI）字节－M1一、传输系统基本原理1.5SDH设备基本类型TMSTM-NSTM-M140Mb/s2Mb/s34Mb/s注M＜NSTM-M注：M＜Nwe2Mb/s34Mb/s140Mb/sADMSTM-NSTM-NDXCmnweREGSTM-NSTM-N一、传输系统基本原理1.6SDH传送网拓扑结构ADMADMREGTMTMADMDXCADMTMTMTMTMADMADMADMADMADMADMADMREGMADMMADMMADMMADM一、传输系统基本原理1.7SDH本地传送网网络架构核心层接入层汇聚层网元/网络级网管系统155/622M2.5G、10GSDHASON10G/2.5G10G/2.5G155/622M一、传输系统基本原理1.8SDH保护通道保护环：业务的保护以通道为基础，也就是保护的是STM-N信号中的某个VC，倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的，通常利用收端是否收到简单的TU-AIS（告警指示信号）信号来决定该通道是否应进行倒换。复用段保护环：以复用段为基础，倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。倒换是由K1、K2（b1—b5）字节所携带的APS（自动保护倒换）协议来启动的，当复用段出现问题时，环上整个STM-N或1/2STM-N的业务信号都切换到备用信道上。保护类型：1+1，N:1二纤单向通道保护环（S－工作、P－保护）二纤双向通道保护环二纤双向复用段保护环四纤双向复用段保护环子网连接保护（SNCP）双节点互动（DNI）一、传输系统基本原理1.8SDH保护图：二纤双向通道保护图：二纤单向通道保护一、传输系统基本原理1.8SDH保护图：二纤双向复用段共享保护环图：四纤双向复用段共享保护环一、传输系统基本原理1.9SDH辅助系统——同步系统网同步：是一般性的概念，用于描述将公共的时间和频率向网络中所有网元分配的方法。同步网：是用于提供定时基准信号的网络，由同步链路链接的同步网节点组成。同步的网：指这样一个网络，在该网络中，所有的时钟在正常运行条件下具有相同的长期准确度。一、传输系统基本原理1.9SDH辅助系统——同步系统解决数字网同步有两种方法：伪同步和主从同步伪同步是指数字交换网中各数字交换局在时钟上相互独立，毫无关联，而各数字交换局的时钟都具有极高的精度和稳定度，一般用铯原子钟。由于时钟精度高，网内各局的时钟虽不完全相同（频率和相位），但误差很小，接近同步，于是称之为伪同步。一般用于国际数字网中。主从同步指网内设一时钟主局，配有高精度时钟，网内各局均受控于该全局（即跟踪主局时钟，以主局时钟为定时基准），并且逐级下控，直到网络中的末端网元。一般用于一个国家、地区内部的数字网。主从同步方式要求所有网元时钟的定时都能昀终跟踪至全网的基准主时钟。ITU-T将各级时钟划分为四类：1、基准主时钟PRC，精度达1×10-11，由G.811建议规范2、转接局从时钟，精度达5×10-9，由G.812建议规范3、端局从时钟，精度达1×10-7，由G.812建议规范4、SDH网元时钟，精度达4.6×10-6，由G.813建议规范一、传输