传输基础

传输基础知识培训教材深圳中兴力维技术有限公司通信网的分类通信网的划分方法很多，根据不同的划分条件，同一个通信网可以有多种分类的划分。1．按照所能实现的业务种类不同，通信网可以划分为：（1）电话通信网（2）计算机通信网（3）数据通信网（4）广播电视网（5）综合业务数字网2．按照网络所服务的范围不同，通信网可以划分为：（1）本地网（2）长途网（3）国际网通信网的分类按照传输介质不同通信网可以划分为：（1）微波通信网（2）光纤通信网（3）无线通信网4．按照拓扑结构形式不同，通信网可以划分为：（1）线形网（2）环形网（3）星形网（4）网形网（5）复合形网通信网的分类通信网的基本构成要素是：1．终端设备终端设备是通信网中的源点和终点，它除对应于信源和信宿之外，还包括一部分变换和反变换装置。不同终端设备可以承载不同的通信业务。如：电话机是承载电话业务的终端设备；数据终端是承载数据业务的终端设备。2．传输链路传输链路是网络节点的连接媒介，是信息和信号的传输通路。它除对应于信道部分外，还包括一部分变换和反变换装置，如明线传输系统、载波传输系统、数字微波传输系统、光纤传输系统及卫星传输系统，都可作为通信网传输链路的实现方式。3．转接交换设备转接交换设备是现代通信网的核心。它的基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接、接续和分配。常用交换方式包括电路交换方式、报文交换方式以及分组交换方式。4．接入部分接入部分是业务节点接口和用户网络接口之间的传送实体，通过标准接口，将用户接入到业务节点。光纤通信概述光纤是光导纤维的简称。光纤通信是以光信号为载体，光导纤维为传输介质的一种通信方式。光纤通信技术近年来得到飞速发展。光纤通信具有以下优点：1．传输频带宽。2．通信容量大。3．损耗低。4．不受电磁干扰。光纤通信的三个低损耗窗口光波是人类最熟悉的电磁波，其波长在微米级，频率为1014Hz~1015Hz。目前光纤通信使用的波长范围在近红外区，即波长为0.8µm~1.8µm。目前光纤通信所采用的三个实用的波长为0.8µm，1.31µm和1.55µm，而0.8µm，1.31µm和1.55µm左右则是光纤通信中常用的三个低损耗窗口。0.8µm（短波长）窗口是最早发现的，因为首先研制成功的半导体激光器（GaAlAs）的发射波长刚好在这一区域。随着对光纤损耗机理的深入研究，人们发现在长波长1.31µm和1.55µm处光纤的传输损耗更小。因此，长波长光纤通信受到重视并得到非常迅速的发展光纤按照传输模式数量进行分类所谓模式，实质上是电磁场的一种分布形式，模式不同，其电磁场的分布形式也不同。根据光纤中传输模式数量来分，可分为单模光纤和多模光纤。（1）单模光纤（SM），单模光纤的纤芯直径很小，约为4µm~10µm，理论上只传输一种模式。由于单模光纤只传输主模，从而完全避免了模式色散，使得这种光纤的传输频带很宽，传输容量很大，适用于大容量、长距离的光纤通信。（2）多模光纤（MM），在一定的工作波长下，当有多个模式在光纤中传输时，则这种光纤称为多模光纤。多模光纤的纤芯直径一般为50µm~75µm，包层直径为100µm~200µm。这种光纤的传输性能较差，带宽比较窄，传输容量也比较小国际：850nm窗口只用于多模传输，1310nm和1550nm两个窗口用于单模传输光纤ITU-T规定了三种常用光纤规范：1．G.652：G.652光纤又称标准光纤，其零色散波长在1310nm，在波长为1550nm处衰减最小，所以G.652光纤可以工作于1310nm和1550nm两个窗口。2．G.653：G.653光纤又称色散位移单模光纤。它通过改变光纤内部的折射率分布将零色散点从1310nm处位移至1550nm处，成功实现了在1550nm处的低衰减和零色散。这种光纤工作于1550nm窗口。3．G.654：G.654光纤又称1550nm波长最低衰减光纤，优点是在1550nm处的最低衰减为0.15dB/km，工作于1550nm窗口。这种光纤制造困难，价格昂贵，应用于需要很长再生段传输距离的海底光纤通信引言：通信网、传输、SDH1.通信网的结构2.SDH在通信网中的位置3.其他传输技术：微波、卫星、裸光纤、电缆等内容提要第一部分：SDH的基本概念和原理1、SDH基本概念2、帧结构与段开销3、复用与映射4、通道开销5、净负荷指针2.3保护与恢复2.2同步与定时第二部分：SDH设备2.1网元3.4网络管理系统3.1光纤线路与光接口3.2网络性能3.3测试第三部分：SDH网络一、PDH缺点—没有国际统一的速率标准2M系列：2M、8M、34M、140M、565M；1.5M系列：北美：1.5M、6.3M、45M、274M；日本：1.5M、6.3M、32M、100M；—没有国际统一的光接口规范（多种码型变换方案）—上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高：需要用硬件进行逐级复用与解复用（背靠背）；—网络的OAM能力差：无足够的开销字节。SDH基本概念(一）二、SDH特点优点：—速率统一：155M、622M、2.5G、10G；—光接口与帧结构统一：STM-N（N=1、4、16、64）；—一步复用特性：可从高速信号中直接提取/接入低速信号—强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化：丰富的开销（码流量的5%）、强大的软件技术；—组网灵活、网络的生存性强：可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级；—前、后向兼容。缺点：—带宽利用率稍低，如155M仅包括63个2M或3个34M。SDH基本概念(二）SDH全称同步数字体系（SynchronousDigitalHierarchy），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。SDH基本概念(二）SDH与PDH分插信号的比较ADM155Mbit/s155Mbit/s光接口光接口155Mbit/s1.5263445140电源公务告警TMN接口STM-1分插复用器功能三、SDH基本概况1、等级与速率等级STM-1STM-4STM-16STM-64速率（Mb/s）155.520622.0802488.3209953.2806325210084032含2M数量SDH基本概念(三）SDHSONET等级速率（Mbit/s）等级速率（Mbit/s）STS-151.840STM-1155.520STS-3155.520STS-9466.560STM-4622.080STS-12622.080STS-18933.120STS-241244.160STS-361866.240STM-162488.320STS-482488.320STS-964976.640STM-649953.280STS-1929953.280SDH与SONET的标准速率2、SDH设备.终端复用器TM在线形网的端站，把PDH/SDH支路信号复用成SDH线路信号，或反之。PDH支路信号SDH支路信号OAM线路信号STM-NTMSDH基本概念(四）.分插复用器ADM设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。STM-NSTM-N西侧线路信号PDH支路信号SDH支路信号OAM东侧线路信号ADMSDH基本概念(五）.再生器REG设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。OAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NREGSDH基本概念(六）.数字交叉连接设备DXC兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复与保护等多项功能的SDH设备。STM-NSTM-NPDH支路信号SDH支路信号DXCSDH基本概念(七）3、SDH网络拓扑.线形网TMADMADMTMREG.树形网TMADMADMTMREGADMTMSDH基本概念(八）.环形网ADMADMADMADMSDH基本概念(九）.枢纽网TMDXCADMTMREGADMTMTMADMTMTMSDH基本概念(十）.网状网ADMADMADMADMSDH基本概念(十一）SOH：段开销AUPTR：管理单元指针POH：通道开销9×270×N字节13459SOHSTM-N净负荷(含POH)传输方向9×N261×N270×N列SOHAUPTRT=125μs帧结构与段开销(一）SOH：段开销是指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。SOH可进一步划分为再生段开销RSOH和复用段开销MSOH。SDH帧中的第1至第9×N列中，第1至第3行和第5行至第9行分配给段开销AUPTR：管理单元指针是一种指示符，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，以便在接收端正确的分解。位于STM-N帧结构中1至第9×N列中的第四行Payload：信息净负荷就是帧结构中用户所需要的真正的信息。其中还包括少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销字节（POH）。横向第10×N列至第270×N列，纵向第1至第9行都属于信息净负荷区域，在这里面还含有通道开销字节（POH），也作为净负荷的一部分并与之一齐在网络中传送，用于通道性能的监视、管理和控制帧结构与段开销(一）SDH以字节为单位进行传输，它的帧结构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8bit字节组成。2．SDH的矩形帧在光纤上传输时是逐行传输的，在光发送端经并/串转换后逐行进行传输，而在光接收端经串/并转换后还原成矩形块状进行处理。3．在SDH帧中，字节的传输是从左到右按行进行的，首先由图中左上角第一个字节开始，从左向右按顺序传送，传完一行再传下一行，直至整个9×270×N个字节都传送完再转入下一帧，如此一帧一帧地传送。每秒可传8000帧，帧长恒定为125µs。4．SDH的帧频为8000帧/秒，这就是说信号帧中某一特定字节每秒被传送8000次，那么该字节的比特速率是8000×8bit＝64kbit/s，也即是一路数字电话的传输速率以STM-1等级为例，其速率为270（每帧270列）×9（共9行）×64kbit/s（每个字节64kbit）=155520kbit/s=155.520Mbit/s。帧结构与段开销(一）一、STM-1SOH字节安排9列A1A1A1A2A2A2J0B1E1F1D1D2D3AU-PTR(管理单元指针)B2B2B2K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E2RSOHMSOH9行传输方向T=125μs国内使用字节传输媒质指示字节空格：国际使用字节帧结构与段开销(二）二、SOH开销字节功能1.A1、A2：帧定位字节（F628H）；2.J0：再生段跟踪字节，使收、发能正确对接；3.B1：再生段比特间插奇偶校验字节(BIP-8)；校验矩阵B1字节被校验字节被校验字节被校验字节b1b2b3b4b5b6b7b8××××××××110010011101001010011010帧结构与段开销(三）4.D1~D3：再生段数据通信通道，可传送再生段运行数据；5.D4~D12：复用段数据通信通道，可传送复用段运行数据；6.E1、E2：公务联络字节；7.F1：使用者通道字节，用于维护的数据/音频通道8.B2：复用段比特间插奇偶校验字节(BIP-N×24)；工作原理与B1相同；9.K1、K2：自动保护倒换字节，执行APS协议；其中：K1的b5~b8为请求保护倒换的局站编号，K2的b1~b4为倒换到保护通路上的局站编号。帧结构与段开销(四）A站B站下行工作光纤下行保护光纤上行保护光纤上行工作光纤STEP1：B站检测出工作通路故障后，利用上行保护光纤发出K1字节，K1字节中包含故障通路编号数。STEP2：A站收到K1字节后，完成下行工作光纤到保护光纤的桥接，并利用下行保护光纤送出K1、K2字节，其中K1字节作为倒换要求，K2字节作为证实。STEP3：B站收到K2字节后，经过对通道编号的确认后进行下行工作光纤到下行保护