【网络通信】电信内部传输网讲座

内容提要光传输网络概述光传输技术介绍PDH（准同步数字传送）SDH（光同步数字传送）WDM（波分复用技术）高可靠性的网络在光传输领域中的新发展MSTP（多业务传送平台）ASON（自动交换光网络）传输网基本拓扑类型(a)链形(b)星形(c)树形(d)环形(e)网孔形传输网网络层次DXC4/4STM-1STM-1STM-1STM-1STM-1STM-1STM-1STM-4STM-4STM-4STM-4STM-46DXC4/4DXC4/4DXC4/45/622622HONETANSBS155/622WirelessSWITCH（RSU）ISDNTerminalBackboneC&C08SWITCHSBS155/622RelayACCESSSTM-16STM-16STM-16STM-16骨干网本地网接入网骨干网概念骨干网是指在主要节点间建立的网络。在本地网中，城域网中都有骨干网。全国范围内的骨干网主要是指长途网，它可分为省际干线（一级干线）和省内干线（二级干线）。骨干网拓扑结构的演进骨干网的拓扑结构经历了三个阶段的变化：过去：链状结构简单，可以灵活上下光信号，易于扩展，但是生存性很差。只要有单个节点或链路失效就会将网络割裂成若干个传送孤岛，从而严重影响网络的传送能力。现在：环状这种结构易于实现自愈环，因此生存性较好，而且实现简单，但是调度不够灵活，资源利用率低。未来：网状网这种结构在两点间提供了多种路由选择，利于进行恢复，资源利用率高。但是，结构复杂，相应的管理和运行维护也非常复杂。自动交换光网络的提出使网状网的实用性大大提高。骨干网的主要技术骨干网技术PDH：准同步数字传输（1989－1993）在骨干网中的应用已很少。SDH：同步数字传输（1994－）广泛使用，多为2.5Gbit/s和10Gbit/s系统。DWDM：密集波分复用（1998－）加紧建设，多为32波和40波系统。骨干网的网络组成光缆/光纤网波分复用网SDH网PDH网IP网电话网网络组成城域网概念城域网（MAN）本是一个计算机网概念，从事数据的人是从数据组网考虑，例如路由器、三层交换机的配置，而从事传输的人是从传输节点考虑，综合各种业务的接入和承载，为了区别于从事数据人们谈论的城域网，称之为“城域传送网”。城域传送网是本地传送网覆盖中心城市的部分，也是本地传送网在城市区域的具体表现,负责为同一城市内的交换机、基站、路由器等业务节点提供传输电路。城域网面向的不仅是普通用户，更要考虑大客户和企业用户等。城域传送网具有业务需求密集，业务量大等特点。由于主要以光纤作为传输介质，因此又称为“光纤城域网”。城域网的特点城域传送网的特点业务类型多，需要各种类型接口业务具有不确定性，受用户应用影响大，需要有比较强的调度和电路配置能力要求网络有较强的可扩展性，以适应网络变化。技术多样性，每种技术都有其应用空间接入环境复杂多变，设备数目众多，需要强大的网管对成本敏感，如何降低运营成本成为重要因素基于IP的应用逐渐成为主流，传统语音和专线服务仍然是主要的收入来源城域网的结构城域网业务和客户网络拓扑结构－核心层和汇聚层采用环网结构－接入层采用链型网或少量环网结构城域传输网业务－业务集中在话音网、基础数据网、出租电路－业务电路端口类型以2M为主城域传输网主要客户－银行、证券类金融客户－政府部门－各类企业城域网技术城域传送网技术：－基于SDH多业务传送平台（MSTP）－弹性分组环技术（RPR）－城域WDM技术（DWDM和CWDM）－城域以太网技术接入网概念ITU-T的定义如下：接入网（AN）是业务节点接口（SNI）与相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（例如线路设施和传输设施）组成，为供给电信业务而提供所需承载能力的实施系统。现代接入网DDN网用户终端业务节点SNIUNI有线电视台LEONUONUONUOLT接入网分类移动接入网固定无线接入网铜缆接入网光纤接入网混合接入网有线接入网无线接入网接入网内容提要光传输网络概述光传输技术介绍PDH（准同步数字传送）SDH（光同步数字传送）WDM（波分复用技术）高可靠性的网络在光传输领域中的新发展MSTP（多业务传送平台）ASON（自动交换光网络）DWDM开始建设SDH逐步成为传输主力设备容量增加/业务多样化DWDM规模建设，全光网试验SDH标准完善，PDH仍为主力PDH产品开始规模使用实用化产品出现高锟提出光传输理论196680年代94年99年90年代初98年1976Metro城域网兴起OADM、OXC将会逐渐使用2002年以后PDH：准同步数字传输系统；SDH：同步数字传输系统；DWDM：密集波分复用系统；OADM：光分插复用系统；OXC：光交叉连接系统；光网络传输技术的发展时分复用系统时分复用系统（TDM）就是将传输时间分割成若干个时隙，将需要传输的多路信号按一定规律插入相应时隙，从而实现多路信号的复用传输。1011signal1signal2100111001011TDMsignal同步与准同步同步复用：所有被复接支路信号的时钟来自同一个时钟源，而且被复接的各支路信号与本机定时信号是同步的（即同一时钟源），这样的支路复接称为同步复用。采用同步复接的系统称为同步数字系列。异步复用：如果被复接的支路信号的时钟来自不同的时钟源（即各自有自己独立的时钟），各支路信号与本机定时信号是异步的，这样的复接称异步复用。对异源信号，各支路信号的数码率都可以在标称值上下有偏差，所以又称准同步信号。现在通信中使用的时分多路复用传输系统主要有两类，即准同步数字系列（PDH：PseudochronousDigitalHierarchy）和同步数字系列（SDH：SynchronousDigitalHierarchy）。PDH：准同步数字传输PDH体制的主要缺陷体现在：数字信号速率不存在世界性的标准，有日本，北美和欧洲三个标准。光接口不规范，无世界统一标准接口规范异步复用方式，不利于高速信号传输，不利于从高速信号中直接上下低速支路信号运行维护管理（OAM）开销字节少，对信号的传送过程监控较弱无网管统一接口，无法形成统一的TMN(电信管理网）内容提要光传输网络概述光传输技术介绍PDH（准同步数字传送）SDH（光同步数字传送）WDM（波分复用技术）高可靠性的网络在光传输领域中的新发展MSTP（多业务传送平台）ASON（自动交换光网络）SDH的技术优势SDH体制的主要优势体现在：1、接口规范，世界统一标准接口规范和同步数字传输速率等级STM-N。2、同步复用，采用同步字节间插复用和灵活的映射，通过指针定位，可直接从高速信号中上下低速支路信号3、运行维护管理（OAM）功能强大，STM-N帧结构中5%左右的字节用作开销字节，传送设备和网络操作维护管理信息。4、兼容性好，兼容PDH、FDDI、ATM、IP等业务，各厂家的SDH设备可在光路上进行互联互通。SDH的速率等级STM-1155.520Mb/sSTM-4622.080Mb/sSTM-162488.32Mb/sSTM-649953.28Mb/sSTM-25640Gb/sSDH的分层再生段：涉及再生器之间或再生器与复用段终端之间的信息传递，诸如定帧、扰码、再生段误码监视以及再生段开销的处理和传递。复用段：涉及复用段终端之间的端到端信息的传递，诸如为通道层提供同步和复用功能，并完成有关复用段开销的处理和传递。高阶通道层：VC－4（VC表示虚容器）＝155M低阶通道层：VC－12＝2MSDH的标准帧结构SDH是一种以字节结构为基础的矩形块状帧结构，它由270×N列和9行8比特字节组成。对于STM－1而言，帧长度为2430字节，相当于19440比特。SDH的标准帧结构段开销（SOH）是指STM帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须的附加字节，主要是供网络运行，管理和维护使用的字节。管理单元指针（AUPTR）是一种指示符，主要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，以便在接收端正确分解。信息净负荷（payload）区域是帧结构中存放各种信息容量的地方。其中还含有少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销字节（POH）。映射与复用为了把各种低速支路信号装入STM-N帧结构的净负荷区域，需要经过映射，校准与同步复用等处理过程。各种低速支路信号指：PDH的信号如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s。ATM信号。其它新业务信号。SDH复用映射单元的概念信息容器C（Container）是净负荷的信息结构。ITU建议五种：C-11，C-12，C-2，C-3，C-4。我国只规定C-12，C-3和C-4虚容器VC（VirtualContainer）是SDH系统中最重要的信息结构，用来支持SDH通道层的连接。一般情况下是C加上通道层开销（POH），ITU建议五种：VC-11，VC-12，VC-2，VC-3，VC-4。我国只规定VC-12，VC-3和VC-4SDH复用映射单元的概念支路单元TU（TributaryUnit）是在低阶通道层和高阶通道层之间提供适配的信息结构。它由低阶VC加上相应的支路单元指针TU-PTR。ITU建议四种：TU-11、TU-12、TU-2、TU-3，我国只规定TU-12、TU-3。支路单元组TUG（TributaryUnitGroup）是由一个或几个支路单元组成的。ITU建议两种：TUG-2、TUG-3。我国皆可使用。SDH复用映射单元的概念管理单元AU（AdministrationUnit）是在高阶通道层和复用段之间提供适配的信息结构。由高阶虚容器VC加上管理单元指针（AU-PTR）组成。ITU建议两种：AU-3、AU-4。我国只允许使用AU-4。管理单元组AUG（AdministrationUnitGroup）由一个或几个管理单元AU组成。SDH复用映射结构我国规定的SDH复用映射结构利用AU-4直接从C-4复用的方法C-4(139.264Mbit/s)C-4(150.336Mbit/s)VC-4POHVC-4AU-4PTR(150.912Mbit/s)VC-4AU-4PTR(150.912Mbit/s)AUGAUGSOH(N×155.520Mbit/s)C-4VC-4AU-4AUGSTM-N利用AU-4直接从C-12复用的方法C-12(2.048Mbit/s)C-12(2.240Mbit/s)VC-12POHVC-12TU-12PTR(6.912Mbit/s)VC-4AU-4PTR(150.912Mbit/s)AUGAUGSOH(N×155.520Mbit/s)C-12VC-12TU12TUG-2TUG-3VC-1VC-1TU-12PTRTU-12PTRTUG-2TUG-2(49.536Mbit/s)TUG-3TUG-3VC-4POH(150.336Mbit/s)VC-4AU-4PTRVC-4AU-4AUGSTM-N(150.912Mbit/s)SDH丰富的开销（1）再生段开销：帧定位字节A1和A2：用来识别帧的起始位置。A1＝11110110，A2＝00101000。再生段踪迹字节J0：用来让段接收机可以确认它与预定的发送端是否处于持续的连接状态。比特间插奇偶校验8位码（BIP－8）B1SDH丰富的开销（2）复用段开销复用段误码监视字节B2复用段远端误块指示（MS－REI）M1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）：K2（b6－b8）SDH丰富的开销（3）高阶通道开销高阶通道踪迹字节J1通道BIP－8B3信号标记字节C2：表示VC-3/VC-4/VC-4-Xc的组成或维护状态G1（b1-b4）为HP-REIG1（b5）为HP-RDISDH丰富的开销（4）低阶通道开销V5（b1,b2）：误