现代通信网络实验(传输)

传输基本知识一、传输概述CPNCPN用户网络用户网络接入网接入网交换网交换网传输网（传送网）分配网分配网分支网分支网核心网※交换设备----网络的节点（node）※传输设备----网络的链路（link）※终端设备----网络的终端….通信系统结构传输网分层结构省际干线网省内干线网本地中继网末端接入网传送网功能Transportnetwork话音交换ATM交换IP路由器AN接入网视讯系统话音数据图象※通信基础网又可称为传送网。通信基础网是一个以光纤、微波接力和卫星传输为主的传输网络。※在传送网基础上，根据业务节点设备类型的不同，可以构建成不同类型的业务网。通信基础网结构通信基础网传输媒介传输系统电缆、地面微波接力通信、卫星通信、光纤传输设备：将携带信息的基带信号转换为适合在传输媒介上进行传输的信号，如光、电等信号。收发信机、光端机等传输复用设备：将多路信息进行复用和解复用，以便在媒介中传输多路信息传送网节点设备配线架：主配线架、数字配线架和光配线架（MDF/DDF/ODF）数字交叉连接设备（DXC）实现基础网传输电路的电路调度、故障切换和分离业务。通信基础网结构传输媒介传输系统传送网节点设备传输媒介传输系统通信基础网结构ODFSTM-4TMMDFDDF电话交换机ATM交换机配线架配线架配线架传输设备业务节点设备DDF622Mb/s光纤线622Mb/s光纤环路电话用户线宽带业务线STM-4ADM622Mb/s622Mb/s155Mb/s155Mb/s分支电路155Mb/s转换电路155Mb/sN*2Mb/sDXC电信网的宏观构成电信网传送网通道层媒质层核心网接入网业务网PSTNPSDNISDNCATV支撑网信令网同步网管理网传送网电信网的组成(水平的观点)CPN接入网XNINNINNICPN接入网XNI核心网CPN:用户驻地网XNI:用户网络接口NNI:网络节点接口电信网的组成(垂直的观点)传送网业务网应用层....E-mail远程教学家庭购物会议电视文件传送.....通道层物理层PSTNCATVISDNB-ISDNPSDN计算机网传送网络发展趋势交换节点传输节点传输链路传输通道传送网传输网传送网络发展趋势※从点到点固定通信链路的系统概念发展到独立联网运用的网络概念※从交换的从属地位发展为独立的网络※逐渐从业务依赖的规划设计发展到业务独立的最大透明的传送平台※从固定的物理连接传输网发展到灵活的半固定的逻辑连接通道网传输网与传送网※传送网(G.805定义):在不同地点之间传递用户信息的网络的功能资源，即逻辑功能的集合※传输网：在不同地点之间传递用户信息的网络的物理资源，即基础物理实体的集合传输网与传送网※传输是从信息信号通过具体物理媒质传输的物理过程来描述,因而传输网通常指由设备组成的实际网络※传送是从信息传递的功能角度来描述,因而传送网指逻辑功能意义上的网络,即网络逻辑功能的集合※在不会发生误解的情况下两者可通用传输的基本任务※传送网是基础网※传送网随业务发展而发展※传送网是网络建设的先行者※传送网---未来信息高速公路的传输平台。传输的发展趋势※模拟（FDM）→数字（TDM）※电通信→光通信※有线/无线结合→有线(光纤)为主※PDH→SDH→DWDM→全光网PDH：PlesiochronousDigitalHierarchySDH：SynchronousDigitalHierarchyDWDM:DenseWavelengthDivisionMultiplexing数字系列---异步数字系列PDH电话网用于任意两部电话设备之间交换传递模拟话音。模拟传输线路1937年，FDM模拟频分复用技术；同轴电缆造价高，主要用于长途干线。数字系列---异步数字系列PDH数字传输线路TDM时分复用技术，使传输容量提高几十倍（1）将每路模拟话路进行PCM脉冲编码调制,形成64Kb/s数字信号（2）为提高容量，用时间复用的方法,每个64Kb/s信道又以字节为单位进行交错复接。欧洲2M：PCM30/3230*64Kb/s话路+2*信息控制信道北美1.5M：PCM2424*64Kb/s话路+1bit数字系列---异步数字系列PDH数字系列的产生局间交换机实现2M高速传输（1）几千个2M并行传输，每个信道采用一对双纽线；（2）将若干个2M信道复用成高速信道：即高次群复用，形成一套完整的数字比特复接系列。显然后者造价低，通信质量和可靠性得到提高。数字系列---异步数字系列PDH复接及其实现方法1、复接概念（复用）将并行多路信息支路按一定的规律进行串并变换，得到一个串行高速信息流。2、分接概念（分用、解复用）3、实现方法采用异步复接建立同步网络4、结果--三种异步复接体制及其数字系列（速率系列、复用路数）数字系列---异步数字系列PDH复接及其实现方法复用…A1A2...…B1B2...…C1C2...…D1D2...输入输出A1：比特、字节、帧数字系列---异步数字系列PDH复接及其实现方法A1A1A2B1B2C1C2D1D2B1C1D1A2B2C2D2数字系列---异步数字系列PDH欧洲体制复用原则（1）以字节为单位（8bit)进行30个支路信息同步交错复接；（2）二次群以上的高次群是以比特为单位进行4个支路信息的异步比特交错复接。PDH复用原理异步复用按比特复用采用正码速调整4路低速信号复用成1路高速信号1324(1)(2)(3)(1)(2)(1)(2)(1)(2)1(1)2(1)3(1)4(1)1(2)2(2)3(2)4(2)1(3)数字系列---异步数字系列PDH速率码型所含2Mb/s数含话路数基群2.048Mb/sHDB3130路二次群8.448Mb/sHDB34120路三次群34.368Mb/sHDB316480路四次群139.264Mb/sCMI641920路基群信号可依次复用成二次群信号、三次群信号、四次群信号各次群信号均有国际统一标准PDH各次群信号速率、接口及容量数字系列---异步数字系列PDH数字系列---异步数字系列PDH欧洲体制（2M体系）E1：2048Kbit/sE2：4*E18448Kbit/sE3：4*E234368Kbit/sE4：4*E3139264Kbit/s欧洲:2M--8M--34M--140M北美体制（1.5M体系）北美:1.5M--6.3M--45M日本:1.5M--6.3M--32M--100M光联网（OTN）的定义•由一系列光网元经光纤链路互联而成，能按照G.872的要求提供有关客户层信号的传送、复用、选路、管理、监控和生存性功能的网络称为光传送网。•所谓光传送联网指光通路层(OCh)的联网二、SDH基础知识1、SDH的起源、特点及市场需求PDH已不能满足现代通信的要求只有地区性的数字信号速率和帧结构，不存在世界性的标准。没有世界性的标准光接口规范，导致各个厂商自行开发专用光接口而互不兼容。采用逐级复用/解复用，上下业务设备复杂，费用高，数字交叉连接功能的实现比较困难。网管通信通道带宽不足，难以建立集中式传输网管。传输网网络拓扑缺乏灵活性。通信需求向多样化、宽带化迅速发展，准同步已不能满足现代通信的要求。准同步数字系列(PDH)400Mb/s100Mb/s32Mb/s6.3Mb/s日本系列274Mb/s45Mb/s6.3Mb/s565Mb/s139Mb/s34Mb/s8Mb/s2Mb/s1.5Mb/s北美系列欧洲系列×4×4×4×4×4×4×3×5×6×7×41.5Mb/sPDH中分插支路信号的过程140/34Mbit/s34/140Mbit/s光/电解复用解复用解复用复用复用复用电/光34/8Mbit/s8/34Mbit/s8/2Mbit/s2/8Mbit/s2Mbit/s数字配线架SDH的优点SDH统一了世界上的三种数字体系。具有标准的光接口。同步复用,上、下支路方便。用于网络运行、管理、维护的开销丰富。组网灵活。网络具有自愈性。完全兼容PDH，兼顾未来的发展。PDH与SDH光纤传输系统比较PDHSDH上下电路不方便，不能直接从高速信号中分出低速支路信号方便，可从高速信号中一次直接分插插出低速支路信号信息结构全世界不统一。欧洲、中国：2Mb/s美国：1.5Mb/s全世界统一，有标准化的信息结构等级，称同步传送模块STM-1光接口信号各厂家不同，不能横向兼容具有国际标准光接口信号和通信协议，可实现横向兼容网管功能开销比特少，网管能力不强开销比特丰富，网管能力强网络结构简单，点对点传输具有高可靠性的自愈环形网结构SDH具有后向兼容性和前向兼容性，可兼容PDH各种速率，又可容纳各种新的业务信号，如ATM信元SDH中分插支路信号的过程ADMPDH支路信号：2M、34M、140MSDH支路信号：155M、622M网管公务告警电源SDH群路信号155M622M2.5GSDH群路信号155M622M2.5G为什么要用SDH------SDH形成的必然性与必要性问题一：多年来一直沿用至今的PDH数字传输网已相当庞大，为什么还要改用SDH的设备。未来的网络和应用要求考虑，未来网络的功能：强大的网络管理自愈重组和恢复兼容性、经济性、适应性、可升级性等方面的要求。现有的PDH准同步传输网能否胜任未来的重任？为什么要用SDHPDH的特点：由PCM发展而来，主要为话音设计不具备带宽及信息的多样化服务能力。点对点的连接，缺乏网络拓扑的灵活性逐级复用/分用，上下电路困难，设备复杂而不灵活。网管能力差。PDH系统实际上是先有设备后有国际国际标准，即成事实的两大体系三种标准造成不同设备之间的接口困难。PDH体制只定义了标准的电接口无标准的光接口，使得PDH光传输系统的兼容性差。为什么要用SDHSDH的出现80年代初期，为解决标准光接口问题，美国AT&T贝尔实验室提出同步光网络SONET1988年原CCITT采纳这概念，后来形成了同步数字体系SDH。为克服PDH的缺陷，SDH是先有目标再有规范，然后研制设备，这个过程与PDH相反。这就可能最大限度地以最理想的方式来定义符合未来通信网要求的系统和设备。为什么要用SDHSDH的主要特点体现了以上要求：具有一套全球通用的光接口标准。不同厂家的设备之间具有高度兼容性。各级信号速率精确地符合N*155.520Mbit/s的关系。具有丰富的辅助（开销）通路可供网络管理使用，并有标准化的电信管理网。为什么要用SDH采用同步复用（一步复用），使复用/分用过程十分简单，且在任何复用等级（速率）上的字节具有可见性，上/下电路简单，便于交叉连接，易于向更高级的速率增长。具有自愈功能。具有高度的灵活性，具体反映在网络结构、上/下电路（业务）、带宽管理与现有PDH的兼容性及对未来发展适应能力等方面。SDH与PDH的比较在网络的带宽、网络的灵活性、网络的可靠性、网络带宽与资源的可管理性等方面，SDH网比传统的PDH网有了很大的提高。SDH在服务质量、传送容量、经济效益、建设速度等方面及时满足并促进了通信业务的不断增长。SDH提供良好的发展环境。SDH的发展背景SDH的标准化历程1984年，美国国家标准协会（ANSI）委托T1电信标准委员会为未来的宽带通信所用的光标准进行调研1985年三个里程碑的事件：贝尔通信研究所发表《标准化的纤维光传输系统---一种同步光网观点》；T1开始这种标准化工作；1985年8月T1批准了该标准化工作的建议。1986年原CCITT表示对SONET感兴趣SDH的发展背景1987年和1988年的CCITT会议产生了使北美标准SONET和CCITT国际标准SDH相协调的规范。1988年4月全球统一的SDH/SONET标准建立，即以9行帧为基础的国际标准，SONET成为SDH的一个子集。1988年2月原CCITT决定选用9行*270列的帧结构，并在同年7月通过的原CCITTG.707、G.708、G.709建议中正式确立。从此，以9行*270列帧结构