SDH基本原理和概念

SDH:SynchronousDigitalHierarchyPDH:Pseudo-SynchronousDigitalHierarchyOAM:OperationAdministrationandMaintenance运行维护管理STM-SynchronousTransferMode同步转移模块SOH:SectionOverhead段开销POH：pathoverhead通道开销ADM：add-dropmultiplexer分插复用TM:terminalmultiplexer终端复用TMN：telecommunicationmanagementnetwork电信管理网TU-PTR：tributaryunitpointer支路单元指针AU-PTR:administrationunitpointer管理单元指针REG:regenerator再生器TUG:tributaryunitgroup支路单元组AUG：administrationunitgroup管理单元组VC:virtualcontainer虚容器SDH传输原理课程介绍本课程讲述SDH基本原理，结构上分为4部分：1、SDH概述——建立SDH基本概念SDH是什么？为什么会产生SDH体制？SDH体制的优缺点。2、SDH信号帧结构和复用步骤SDH信号帧结构中各部分的作用。常用PDH信号是如何复用进SDH信号？3、开销和指针4、设备的逻辑构成SDH常用网元5、SDH网络1.1SDH产生的技术背景SDH是什么——同步数字传输体制。类似于PDH，均为数字信号传输体制。产生的社会背景：1）信息社会要求：通信网传输、交换、处理大量信息，向数字化、综合化、智能化、个人化发展。2）作为通信网的承载体传输网要求：宽带化——信息高速公路规范化——世界性统一的标准接口1.2PDH的固有缺陷：作为传统的数字传输体制，PDH具有以下固有的缺陷：1、接口方面电接口——只有地区性的电接口规范，无世界标准。PDH有3种速率等级：欧洲和中国（2Mb/s）、日本、北美（1.5Mb/s）。光接口——无光接口规范，各厂家独自开发。设备间互连困难2、复用方式：复用/解复用的方式，决定高速信号上/下低速信号的方便性。PDH采用异步复用方式：低速信号在高速信号中的位置无规律性，即无预知性，即不能从高速信号中直接分离低速信号。东西放在哪儿了？140OLT3414083428140OLT3414034882从高速信号插/分低速信号要一级一级进行，层层的复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输。2Mb/s565Mbit/s139Mbit/s34Mbit/s8Mbit/s2Mbit/s1.6Gbit/s400Mbit/s100Mbit/s6.3Mbit/s1.5Mbit/s274Mbit/s45Mbit/s6.3Mbit/s×4×4×4×4×4×4×4×4×6×7×3欧洲系列日本系列北美系列×532Mbit/s3、运行维护功能（OAM）：OAM决定设备维护成本，与信号帧中开销（冗余）字节的数量有关；PDH信号帧中用于OAM的开销少，OAM功能弱，系统安全性差。4、无统一的网管接口，无法形成统一的TMN因此，PDH体制不适应大容量传输网的组建，SDH体制应运而升。1.3SDH体制的优点：与PDH相对比SDH体制的优势：1、接口方面电接口：标准的信息结构等级（速率等级）同步传输块STM-N：SDH信号比特率（Mb/s）STM-1155.520简称155MSTM-4622.080简称622MSTM-162488.320简称2.5GSTM-649953.280简称10GSDH：高等级信号速率是相邻低等级信号精确的4倍光接口：对电信号扰码。SDH：光口信号码型是加扰的NRZ码，PDH：光口信号码型是mBnB码。2、复用方式：采用同步复用和灵活的映射结构低阶SDH→高阶SDH（例如：4STM-1→STM-4）。采用字节间插复用方式。字节间插复用STM-1STM-1STM-1STM-1STM-4其他体制信号→SDH：通过指针定位预见低速信号在帧中位置，使收端可直接下低速信号。例：PDH打包信息包装箱定位信息A包信息B包STM-13、OAM功能SDH帧中用于OAM的开销多SDH的OAM功能强，系统安全性高4、兼容性——决定成本SDH中老体制设备还可发挥作用SDH对新体制设备能接入，允许宽带接入。STM-NSTM-NPDH、ATMFDDI、以太网IP等信号打包信息包信息包打包传输传输SDH传输网络卸货拆包PDH、ATMFDDI等信号SDH网络兼容性示意图1.4SDH的固有缺陷1、频带利用率低——有效性和可靠性的矛盾2、指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动3、软件的大量应用，使系统易受病毒或误操作的危害。140M34M2M1140M=642M334M=482M632MSTM-1（155M）2.1STM-N帧结构及组成9×270×N字节RSOHMSOHAU-PTR13459STM-N净负荷（含POH）传输顺序9×N261×N270×N列（先行后列）传输方向1、SDH信号帧特点：以字节为单位（8bit）的块状帧，传输方式——从左到右、从上到下，帧频固定为8000帧/s，帧周期125us。2、SDH信号帧的构成：1）信息净负荷：STM-N帧中放置各种负荷的地方。各种有效信息，例如2M、34M、140M打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信号承载，在SDH网上传输。若将STM-N信号帧比做一辆货车，其净负荷区即为该货车的车厢。在将低速信号打包装箱时，在每一个信息包中加入POH，以完成对每一个“货物包”在“运输”中的监视。信息包信息包信息包信息包信息包信息净负荷信息包低速支路信号1低速支路信号n装箱定位加POH加POH打包打包STM-N装箱定位标签编号标签编号编号标签编号标签甲地乙地货物容器（C）集装箱（TUG）列车（VC）（TU）（高阶VC）（AU）2）段开销：完成对STM-N整体信号流进行监控。即对STM-N“车厢”中所有“货物包”进行整体上的性能监控。再生段开销（RSOH）：对STM-N整体信号进行监控。复用段开销（MSOH）：对STM-N中的某一个STM-1信号进行监控。RSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化的监控体制。SDH开销功能的组织结构低阶容器高阶容器低阶组装器高阶组装STM-N复用REG低阶容器高阶容器低阶组装器高阶组装STM-N复用REG低阶通道（LPOH）高阶通道（HPOH）复用段（MSOH）再生段（RSOH）再生段（RSOH）再生段（RSOH）.SDH段信号（SOH）低速信号1低速信号2低速信号n低速通道信号（POH）通道与段3）管理单元指针（AU-PTR）：定位低速信号在STM-N帧中（净负荷）的位置，使低速信号在高速信号中的位置可预知。发端在将信号包装入STM-N净负荷时，加入AU-PTR，指示信号包在净负荷中的位置，即将装入“车厢”的“货物包”，赋予一个位置坐标值。收端根据AU指针值，从STM-N帧净负荷中直接拆分出所需的低速支路信号；即依据“货物包”位置坐标，从“车厢”中直接提取所需要的那一个“货包”。由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律摆放的，对“货物包”的定位仅需定位“车厢”中第一个“货物包”即可。2.2SDH信号复用步骤低阶SDH→高阶SDH：字节间插方式，4合1。PDH信号→STM-N：采用同步复用：140M→STM-N34M→STM-N2M→STM-N复用是以复用路线图进行的，ITU-T规定的路线图有多种，但一个国家和地区仅使用一种。STM-NAUGAU-4VC-4AU-3VC-3TUG-3TUG-2TU-3TU-2TU-12TU-11VC-3VC-2VC-12VC-11C-4C-3C-2C-12C-11×N×1×1×1×3×3×3×4×7×7139264kbit/s44736kbit/s34368kbit/s6312kbit/s2048kbit/s1544kbit/s指针处理复用定位校准映射•图G.709复用映射结构•ITU-T规定的复用路线2M复用步骤（2M→VC4）C12TU122M速率适配加POH监控转下页125us1491VC12一级定位125us91125us911414POHPTR2M复用步骤（2M→VC4）TUG29RRTUG31869111字节间插字节间插×3×7（接上页）125us125us2M复用步骤（2M→VC4）C12——容器12；与2M相对应的标准信息结构，完成2M信号速率适配，4个基帧组成一复帧。VC12——虚容器12；与2M相对应的标准信息结构，完成对2M信号实时监控。TU12——支路单元12；与VC12相对应的标准信息结构，完成对VC12的一级指针定位。TUG2——支路单元组2；TUG3——支路单元组3。2M—C12—VC12—TU12；3TU12—TUG2；7TUG2—TUG3；3TUG3—VC4—STM-1。STM-1可装入3×7×3=63个2M信号。2M复用结构是3-7-3结构SDH复用器C12C12C12C12STM-1STM-1STM-1STM-11#3#2#4#1#3#2#4#63个2M复帧的概念：4个C12基帧组成一个复帧。基帧、复帧装入的是同一路2M信号。基帧装入2M信号的125us时间段的信息；复帧装入2M信号500us时间段的信息E1C12VC12TU12E3C3VC3TU3E4C4VC4信息结构的对应关系PDH基群至STM-1的复用过程C-12C-12VC-12POHC-12VC-12VC-12TU-12VC-12VC-12VC-12TU-12PTRTU-12PTRTU-12PTRTU-12PTRTUG-22.048Mb/s2.240Mb/s2.304Mb/s6.912Mb/sTUG-2TUG-2TUG-2TUG-2TUG-2TUG-2TUG-2TUG-3TUG-3TUG-3TUG-3VC-4POHVC-4VC-4AU-4PTRVC-4AU-4PTRAU-4AUGAUGSOHSTM-1155.520Mb/s150.912Mb/s150.336Mb/s49.536Mb/s（塞入了一些比特）C-4VC-4POHVC-4VC-4AU-4PTRVC-4AU-4PTRAU-4AUGAUGSOHSTM-1155.520Mb/s150.912Mb/s150.336Mb/sC-4139.246Mb/s149.760Mb/sC-4AUGAUGSOHSTM-NPDH四次群至STM-1的复用过程SDH网络常见网元TMADMREGDXC4SDH设备的逻辑构成TMSTM-N2M34M140MSTM-M注：（MN）（光接口）（支路接口）TM在链形网中的应用TMTMADM1、终端复用器——TM具有交叉复用功能wADMSTM-N2M34M140MSTM-M注：（MN）（光接口）（支路接口）ADM在链形网中的应用TMTMADM2、分插复用器——ADM具有交叉复用功能STM-N（光接口）ewREGSTM-N（光接口）REG在链形网中的应用TMTMREG3、再生中继器——REG无需交叉复用功能STM-N（光接口）ewADMADMDXC（光接口）4、数字交叉连接设备——DXC具备强大的交叉连接功能用于重要节点站。（光接口）5、SDH传送网谢谢！