SDH传输性能指标及其分配

中国农业大学结课论文（2015-2016学年秋季学期）论文题目：SDH传输性能指标及其分配课程名称：微波工程基础任课教师：李俐班级：通信131学号：1308130228姓名：阮小琴成绩-1-SDH传输性能指标及其分配SDH的诞生背景：SDH技术的诞生有其必然性，随着信息社会的到来，人们希望现代信息传输网络能快速、经济、有效地提供各种电路和业务，而现有的网络技术由于其业务的单调性，扩展的复杂性，带宽的局限性，仅在原有框架内修改或完善已无济于事。SDH就是在这种背景下发展起来的。SDH的诞生解决了由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展，而产生了用户与核心网之间的接入瓶颈的问题，同时提高了传输网上大量带宽的利用率。SDH规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性，提供了一个国际支持框架，在此基础上发展并建成了一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传输网。这种传输网易于扩展，适于新电信业务的开展，并且使不同厂家生产的设备互通成为可能，这正是网络建设者长期以来追求的目标。SDH的简介：SDH是一个将复接、线路传输及交叉功能结合在一起并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络技术。SDR网是由终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生中继器(RED)和同步数字交叉连接设备((sdxc)基本网元组成，在光纤上进行同步信息传愉、复用、分插和交叉连接的网络：SDH网的特点1.对网络节点接口进行了统一的规范(速率等级、帧结构、复接方法、线路接日、监控管理等)，使各厂家设备横向兼容。2.可容纳北美、日本和欧洲准同步数字系列(1.5M、2M、6.3M、34M、45M和140M）,便于PDH向SDH过渡。3.采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构，因而只需利用软件即可从高速信号中直接分插出低速信号，使上下业务十分容易。4.SDH的网同步和灵活的复用方式，大大简化了数字交叉连接功能的实现，便于根据用户的需要进行动态组网和新业务。5.帧结构中安排了丰富的开销比特(段开销和通道开销)，提高了网络的运行管理和维护能力。6.SDH是智能化的设备，兼有终结、分插复用和交叉连接功能，可通过远控灵活组网和管理;SDH的缺点：1.带宽利用率稍低，如155M仅包括63个2M或3个34M。2.指针调整机理复杂，指针功能的实现增加了系统的复杂性。3.软件的大量使用对系统安全性的影响。传输系统的性能对整个通信网的通信质量起着至关重要的作用。影响SDH传输网传输性能的主要传输损伤包括误码、抖动和漂移。SDH的速率等级SDH传输性能指标及其分配阮小琴1308130228-2-SDH的传输损伤数字传输损伤：数字连接的每个环节都可能给被传输的数字信号带来伤害。这种伤害有多种多样，统称数字传输损伤。数字传输损伤是一个相当复杂的物理现象，究竟如何表达这种现象，至今仍是研究课题。目前II'U-T推荐用误码、抖动、漂移、滑动、延时和帧失步等来表示数字传输损伤。所有这些传输损伤都使所传送的业务质量变坏，因此对于一个端到端连接的总的传输质量而言，应当考虑到所有各类传输损伤综合形成的总损伤的影响。这些传输损伤有的相互影响，有的彼此转化，故考虑某一种传输损伤指标时通常假定其它各项传输损伤处于最大值情况。对于滑动、延时和帧失步等传输损伤，有些是II'U-T正在进一步研究，有些是对光缆数字线路系统影响较小。按照惯例，此处仅将误码、抖动与漂移的概念列出，且本文后续的部分将主要讨论误码损伤指标。(1)误码：(Error)又称差错，是指在传输过程中码元发生了错误。确切地说，是接收与发送数字信号之间某些比特的差异。(2)抖动：(Jitter)是码元出现的时刻随时间频繁地变化，如同码元在时间域上“发抖”一样。确切地说，是数字信号的各有效瞬时相对于其理想位置的短时非累积性偏移。(3)漂移：(Wander)又称漂动，看起来与抖动类似，不同的是其码元出现的时刻随时间缓慢变化。确切地说，是数字信号的各有效瞬时相对于其理想位置的长时间缓慢偏移。一般以偏移变化频率l0Hz作为抖动和漂移的分界点。传输损伤的各类指标:(1)网络性能指标:在进行传输网络和传输系统的规划设计时，要用到网络性能指标(NPO），又称参考性能指标(RPO)，或简称为性能指标(PO)。它适合于网络和系统的规划设计，是系统进网使用寿命终了前仍要保证的指标。IIU-T的G.821、G.822,G.823和G.921以及G.825,G.826和G.958均是NPO.(2)设备设计指标:在设备研制生产时采用的是设备设计指标(EDO)，它以在一定电气/物理环境下对某一项可以测量的传输损伤的允许值进行限定的方式来规定。与NPO不同，EDO是与设备特性直接有关的且又是便于使用的。它是进行设备设计的依据。通常是EDO比NPO要严格许多。EDO有些可能是ITU一T各项建议的课题，有些则不是，由各主管部门规定。有人主张，在SDH光传输网的技术指标体系中应包含工程设计指标，它实际上是在进行系统工程设计时采用的指标。ITU-T不规定，由主管部门规定。(3)验收指标:在进行系统竣工验收时需要采用验收指标，又称交付指标。由于系统实际安装条件与假定的条件并不一致，因此竣工验收时的指标不能完全照搬设计指标。通常，验收指标往往比设计指标略低，具体值由相关方协商，IIU-T不作规定。(4)维护指标:在电路或设备投入使用和在维护运行中需要用到维护指标。一般维护指标低于设计指标。维护指标常用维护限值来表示，按ITU-T建议M.550，一般分为3类:投入业务限值、维持网络运行限值、系统恢复限值。其中维持网络运行限值又可分为3类:修复后性能限值、劣化性能限值、不可接受性能限值。我国完整的指标体系尚在建立之中，一般把工程设计指标和工程验收指标都向投入业各限值靠拢目前ITU-T仅对NPO规定得较全面，对维护指标，M.2101和M.2110对误码性能限值作了一些规定，对其它传输损伤的维护指标则仍在进一步研究之中，有时就直接套用NPO的值。SDH传输性能指标及其分配阮小琴1308130228-3-SDH的误码性能指标及其分配误码：误码是指经接收、判决、再生后，数字码流中的某些比特发生了差错，使传输的信息质量产生损伤。内部机理产生的误码：系统的此种误码包括由各种噪声源产生的误码；定位抖动产生的误码；复用器、交叉连接设备和交换机产生的误码；以及由光纤色散产生的码间干扰引起的误码。脉冲干扰产生的误码：由突发脉冲诸如电磁干扰、设备故障、电源瞬态干扰等原因产生的误码。此类误码具有突发性和大量性，往往系统在突然间出现大量误码，可通过系统的短期误码性能反映出来。误码性能指标：G.826具有如下几个特点:指标面向宽带业务，适应B-ISDN的需要，用于高比特率通道((1.5Mb/s以上);建议具有通用性，所定义的3个误码性能参数与网络无关;适用于30天或更多测量统计时间的最低要求;适用于不停业务测试(ISM）;误码性能参数考虑以“块”为基础，这里“块”指的是一系列与通道有关的连续比特;在大多情况下若通道符合建议的性能，将保证其64kb/s通道也满足建议G.821的要求。G.826规定了如下3个高比特率通道误码性能参数:1.误块秒比(ESR):当某一秒具有一个或多个差错块时就称该秒为SES。在规定测量时间内出现的ES数与总的可用时间之比称为ESR.2.严重误块秒比(SESR):当某一秒内包含有不少于30%的差错块或者出现一次严重干扰期(SDP)时称该秒为SES。在规定测量时间内出现的SES数与总的可用时间之比称为SESR.3.背景误块比(BBER):扣除不可用时间和SES期间出现的误块以后所剩下的误块即为BBE。在规定测量时间内出现的BBE数与扣除不可用时间和SES期间所有块数后的总块数之比称为BBER.注：G.821建议是建立在误比特率基础上以秒为基本度量间隔的指标体系，适用于零次群（64kbit/s）的数字通道。G.826是建立在误块率的基础上、以块为基本度量间隔的指标体系，适用于一次群或一次群以上速率的数字通道。总的来说，G.826误码性能指标要严于G.821误码性能指标。SDH传输性能指标及其分配阮小琴1308130228-4-误码性能指标及其分配：在按区段（国内和国际）分配的基础上、结合按距离分配的方法:国际数字HRP端到端误码性能指标及分配:国内HRDS误码性能指标：国内数字HRP误码性能指标及分配(我国国内标准最长HRP)：SDH传输性能指标及其分配阮小琴1308130228-5-指标分配策略:在按区段分配的基础上结合按距离分配的方法。分配仅限于分到国际部分和国内部分，进一步细分由各主管部门规定。国际部分与国内部分的边界是国际接口局(IG)，通常对应交叉连接设备、高阶复用器或ISDN交换机。国际部分的分配:每个中间国家可以分得2%的端到端指标，最多允许4个中间国家:两边终结国家(即其IG到国际边界段)各分得100;最后再按距离每5OOkm分给1%的端到端指标，且国家间的部分仅按距离分配。国内部分的分配:两终结国家无论大小各分得17.5%的区段容限;再按距离每5OOkm分给1%。因而总指标为:17.5%×2+(1%+2%×4+1%)}+(27500/500)×100=100%。无沦国际部分还是国内部分，HRP的距离均按实际路由计算。若无实际路由，长度则按两建拿之间的空间直线距离乘以路由系统K来计算，再按最接近的500km或其整数倍靠近取整。距离小于1000km时，K=1.5;距离大于1200km时,K=1.25;两者之间,距离按1200km计算。误码性能指标在微波中继段上的分配:对于统计时间较长的低误码率指标，其误码率在各个中继段均匀分配，但各段的误码时间概率与全线相同:对于统计时间较短的高误码率指标，其误码的时间概率在各中继段按距离成比例分配，但各段的误码率与全线相同:误码性能限值1.性能指标(PO）：2.性能限值：数字段维护性能限值SDH传输性能指标及其分配阮小琴1308130228-6-可用性指标可用性：在任一时刻作为研究对象的传输系统用来达到预定传输功能的概率。可用时间：在两个传输方向上，下述两个条件同时连续出现10秒钟，即认定该通道可用时间开始（这10秒钟计入可用时间）：1.数字信号恢复（即定位或定时恢复）2.每秒平均误码率小于10^(-3).不可用时间：在至少一个传输方向上，只要下述两个条件中有一个连续出现10秒钟，即认为该通道不可用时间开始（这10秒钟计入不可用时间）：1.数字信号阻断（即定位或定时丧失）2,每秒平均误码率大于10^(-3).可用性指标：SDH传输性能指标及其分配阮小琴1308130228-7-抖动性和漂移性指标抖动：是指数字脉冲信号的特定时刻(如最佳抽样时刻、判决时刻)相对于其理想时间位置的短时间偏离。短时间是指变化频率高于10Hz的相位变化。抖动对网络性能的损伤：1.对模拟信号会产生失真：对数字编码的模拟信号，在解码后数字流的随机相位抖动会使恢复样值具有不规则相位，从而使恢复后的模拟信号出现失真。2.会产生误码：尤其是对再生器，抖动会使判决时刻偏离最佳判决时刻（眼图中心），严重者会造成误码。3.造成滑动损伤：在SDH网络中，对配有缓存器的网元如同步复用设备、数字交叉连接设备等，过大的输入抖动会使缓存器溢出或取空，造成滑动损伤。网络输出口的最大允许输出抖动：SDH传输性能指标及其分配阮小琴1308130228-8-漂移：是指数字信号的特定时刻（如最佳抽样时刻）相对于其理想时间位置的长时间非累积的偏移。这里的长时间是指变化时间低于10秒的相位变化。固有漂移：固有漂移是指在参考定时时钟无漂移的情况下,设备输出STM一N或2Mb/s时钟信号时产生的漂移。漂移产生的影响：一般说来，较小的漂移可以被缓存器吸收，而那些较大的漂移则最终将转化为滑动，导致信号传输质量下降。漂移将引起传输信号在时间上偏离理想位置,使输入信号比特在判决电路中不能正确识别,从而产生误码,而大幅度的漂移终将转化为滑动损伤。滑动对各类业务信号的影响主要取决于业务信号的速率