SDH原理详解

SDH基本原理简介第一章什么是SDH1.1SDH的发展历史1.2PSH和SDH的比较1.3SDH的本质和优点1.4中兴公司开发的SDH设备介绍SDH的定义•SDH是一个将复接、线路传输、交叉连接及交换功能融为一体的，并由统一的网管系统进行管理的综合业务传送网络1.1SDH的发展历史1937年——英国人里夫斯发明了PCM，1947年发表了报告，1957年进入商用，1965年美国人制定了标准。1966年英籍华人高锟提出用石英玻璃制成光纤来传输电信号。1973年美国康宁公司研制成功传输损耗为20dB/km的光纤，1977年光纤通信首次在美国获得商用。1984年美国贝尔实验室首先开始同步光同步体系（SONET）的研究。1986年CCITT开始审议SONET标准，并于1988年通过了第一批SDH建议。1.2PDH和SDH的比较1.2.1PDH是逐级复接，SDH是一步到位；用SDH设备组网简单经济140OLTE34814034822883434140140OLTEOLTE:光线路终端ADM155Mbit/s155Mbit/s234140ADM:分插复用设备SDHSDHSDHPDH1.2.2PDH网络接口的电接口是标准的，光接口没有标准化；SDH的网络接口对光接口也制订了标准，使得不同厂家的设备在光纤上能够互通。专用的PDH光信号厂商A厂商B厂商B标准电接口互通2Mbit/s或34Mbit/sPDH厂商B厂商ASDH标准光接口互通统一的SDH-N光信号1.2.3PDH和SDH的帧结构通常的PDH帧结构用一个绘成一行的图或列表的形式来描述，而SDH的帧结构是用一个二维的距阵来描述。TS0TS1TS2TS15TS16TS17TS18TS31（a)2048kbit/s帧结构净荷再生段开销复用段开销指针（b)SDH的帧结构（STM-1帧概貌1.2.4PDH帧结构中开销比特较少，不能提供足够的运行、管理和维护（OAM）能力；SDH帧中有大量的开销比特，可以提很强的OAM能力。1.2.5PDH体系有两大体系三个不同的标准；SDH体系是一个世界统一的标准，能兼容两大系列三个标准从而实现完全互通。与SDH相比，PDH的主要缺点有二：第一：PDH考虑的主要业务对象是普通的传统电话业务，它在很多方面已不能适应现代通信向业务多样话和宽带化发展的要求。且网管能力、网络自愈能力、互通性能都较差。第二：PDH主要用于点对点连接。它没有标准的光接口，不同厂家的设备不能实现光口互连，组网能力差。1.3SDH的本质和优点1.3.1SDH的本质：SDH提出了一整套传送网的国际标准，它不光是规定了复用方法，还描述了组网原则。可以说SDH的本质是网络或连网——同步传送网络。1.3.2SDH的优点：（1）一次到位的同步复用方式使传输系统的硬件品种、数量减少。（2）高度标准化的光接口。（3）具有强有力的标准化网管功能（4）既兼容现在所有的PDH系列，又能充分满足将来的发展。1.3.3SDH的缺点频带利用率不如传统的PDH。采用指针调整机理不仅增加了设备的复杂性，而且还增加了某些设备的接口难度。在从PDH到SDH的过渡时期，会形成多个SDH“同步岛”经由PDH互连的局面，为网同步的规划和实施带来了复杂性。由于大规模的采用软件控制和将业务量集中在少数几个高速链路和交叉连接点上。人为错误、软件故障、计算计病毒均可导致重大故障。1.4中兴公司开发的SDH设备介绍我公司采用ITU-T相关建议，自行研制、开发了系列化SDH光传输网方面的产品，这些产品有：超强型SDH设备：ZXSM-150/600/2500紧凑型SDH设备：ZXSM-150（V2）智能化PCM数字同步复有设备：ZXSM-10/10S内置155MSDH设备：ZXA10-S1密集波分复用设备：ZXWM-32网络管理系统：ZXSM-NMS第二章SDH的结构2.1SDH网络结构2.2SDH的网元2.3SDH的功能传送层2.4SDH的开销2.5SDH-N帧的基本结构2.6SDH-1段开销2.7高阶通道开销2.8低阶通道开销2.1SDH网络结构DXC16/16DXC64/64DXC16/16DXC64/64STM-16或STM-64一级干线网DXC4/4DXC4/4DXC16/16ADMSTM-4或STM-16ADMADMADMADMDXC4/1DXC4/1DXC4/1DXC4/1ADMADMADMSTM-1或STM-4二级干线网本地中基继网ADMADMOLTOLTOLTOLTOLTOLTADMOLTOLT用户接入网环形星形上图是我国的SDH网络结构示意。按原邮电部颁布的《光同步数字传输网技术体制》规定，将我国SDH网络分为四层：一级干线网，二级干线网，本地传输网和接入网。通常在干线网上用较高速率的传输链路，如SDH-16或更高的光缆线路系统组成网状网。中下层网络用较低速率的传输链路，如SDH-4光线路系统，组成自愈环网等级STM-1STM-4STM-16STM-64速率（Mbit/s）155.520622.0802488.3209953.280SDH具有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-1、STM-4和STM-16，并具有页状矩形帧结构。SDM-N（N=1，4，16，64...）的意思是第N级同步传送模块。STM的基础速率为155520kbit/s,称STM-1。SDH的速率等级2.2SDH的网元构成SDH网络的基本网络单元简称网元。现行的SDH网定义有三类基本网元：终端复用设备TM：TM设备在其线路侧终结群路信号和SDH开销信号。在其终端侧分出或接入SDH、PDH支路光/电信号。分插复用设备ADM：ADM设备能够从线路信号中分出、接入和直通低阶或高阶信号。ADM终结收方向的开销，并在同一方向的发端又重新起始开销。在网管中，ADM可以终结、转发、始发或直通DCC信息。再生中继设备REG：REG的基本功能是接收来自光纤线路的信号，将它再生后发往下一段光线路。同时REG产生、终结再生段开销。段层电路层传输媒质层低阶通道层高阶通道层复用段层再生段层物理层电路层通道层电话网DDN分组网出租专线光缆传输通道网微波传输卫星传输分层中最下层是物理层，用光信号波长、脉冲波形等参数表征。物理层上面是段层，段层的作用是确保SDH网内接点之间信号传送的完整性。段层的上面是通道层，通道层的作用是支持电路层，将电路层信号适配成统一的形式来传送。最上层是电路层，即SDH传送网支持的各种业务。2.4SDH的开销SDH体系正是使用了丰富的开销来完成OAM功能的。SDH共有以下四种开销：•再生段开销（RSOH）：用于各个REG之间的管理；•复用段开销（MSOH）：用于各个复用器之间的管理；•高阶通道开销（HPOH）；用于各个高阶虚容器之间的管理；•低阶通道开销（LPOH）：用于各个低阶虚容器之间的管理。复用段（MSOH）再生段再生段再生段（RSOH）（RSOH）（RSOH）高阶通道（HPOH）低阶通道（LPOH）再生器低阶容器C-1C-3高阶容器C-4高阶容器C-4低阶容器C-1C-3低阶组装器低阶组装器高阶组装器高阶组装器STM-N复用STM-N复用2.5STM-N帧的基本结构270N列9行1STM-N（A）STM-N帧再生段开销再生段净荷1319N270N（B）再生段层再生段开销复用段开销复用段净荷（C）复用段层9N270N14599图A表示STM-N帧的大小，它有9行270N列字节，每字节8比特。帧频8KHz周期为125s。STM-1帧有19440比特，STM-4帧有77760比特，STM-16帧有311040比特，STM-64帧有1244160比特。图B表示再再生段上传送的信号帧，它有再生段净荷和再生段开销组成。再段净荷支持复用段层信号传送，而再生段开销只用于再生段的监控和维护管理。图C表示在复用段上传送的信号帧，它由复用段净荷和复用段开销组成。复用段净荷支持通道层信号传送，复用段开销用于复用段的监控和维护管理。开销的分类再生段开销（RSOH）复用段开销（MSOH）高阶通道开销（HDPOH）低阶通道开销（LDPOH）段开销（SOH）通道开销（POH）开销STM-1段开销字节安排A1A1A1A2A2A2J0*×*×××F1E1△B1D1K2K1B2××E2M1S1AUPTR△△△△△B2B2D2D3D4D7D10D5D10D11D8D9D6D12123123456789456789STM-1段开销字节安排A1A1A1A2A2A2B1B2B2B2帧定位字节A1和A2：用于识别帧的起始位置。再生段误码监视字节B1（BIP-8）：用于再生段误码监视。复用段误码监视字节B2（BIP-24）：用于复用段误码监视。公务字节E1和E2：用来提供公务联络语声通路。E1E2F1使用者通路F1：为特定维护目的而提供临时数据/语声通路。D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12数据通信通路（DCC）：用来构成SDH管理网的传送链路。J0再生段踪迹字节：该字节重复发送“段接入点识别符”，以便让接收机确认它与预定的发送端是否处于持续的连接状态。K1K2自动保护倒换（APS）通路K1和K2：用作复用段APS指令，K1作倒换请求，K2作倒换证实。M1复用段远端误码指示（MS-REI）字节M1：该字节用来传送由B2所检出的复用段远端的误码指示。123456789123456789AUPTR△△△△△△与传输媒质有关的特定字节△：2.6SDH-1段开销再生段开销（RSOH）9字节261字节复用段开销（MSOH）管理单元（AU）指针A1A1A1A2A2A2J0**B1B2B2B2E1E2F1D1D2D3D4D5D6D7D8D10D11D12S1M1K1K2H1YYH2H3H3H311**净荷区（261字节9行）9行2.6.1STM-1帧和段开销为国内使用保留字节为不扰码字节为与传输媒质有关的特征字节（暂定），所有未标记字节为将来国际标准确定（与媒质有关的应用，附加的国内使用和其它用途）2.6.2再生段开销（1）帧定位：A1，A2。用于STM-1帧定位，规定为两种固定代码：A1=11110110；A2=00101000，用16进制表示为：A1=F6；A2=28。（2）再生段踪迹：J0。它是再生段接入点的识别符，重复发送一个代表某接入点的标志，从而使段的接收端能够确认自己与预定的段的发送端是否是否处于持续的连接状态。它用连续16个STM-1帧内的J0字节组成16字节的帧来传送接入点识别符。（3）再生段误码监视：B1。用于再生段误码检测，使用8比特作奇偶校验，称作比特间插奇偶（BIP）校验—8比特。（4）公务通信：E1。用于再生段公务联络（EOW），可提供一个64kbit/s通道。（5）使用者通路：F1。为网络营运者提供一个64kbit/s通路，为特殊维护目的提供临时的数据/话音通道。（6）数据通信通路（DCC）：D1、D2、D3。用于再生段转送再生器的运行、维护和管理信息，可提供速率为192kbit/s的DCC通道。2.6.3复用段开销（1）复用段误码监视：B2。用于复用段的误码检测，即用3个B2字节的每1比特（共24比特）各支持一个块（共24块）。（2）数据通信通路：D4~D12。用于复用段传送运行、维护和管理信息。可提供速率为576/kbit/s通道。（3）公务通信：E2。用于复用段公务联络线（EOW），可提供速率为64/kbit/s通路。（4）自动保护倒换（APS）通路：K1，K2（b1~b5)。用于复用段保护倒换信令。K1(b1~b4)指示倒换请求的原因，K1（b5~b8)指示提出倒换请求的工作系统续号，K2（b1~b4)指示复用段接受侧备用系统倒换开关所桥接到的工作系统序号。K1的b5为“0”表示1+1APS，B5为“1”表示1:nAPS。（5）复用段远端缺陷指示（MS-RDI）：K2（b6~b8)。用于向复用段发送端回送接收端状态指示信号，告诉发送端接收端检测到上游