SDH设备的逻辑组成(1)

SDH设备的逻辑组成SDH网络的常见网元SDH传输网是由不同类型的网元设备通过光缆线路的连接组成的，通过不同的网元完成SDH网的传送功能：上/下业务、交叉连接业务、网络故障自愈等。下面介绍SDH网中常见网元的特点和基本功能。TM——终端复用器TM终端复用器用在网络的终端站点上，例如一条链的两个端点上，它是具有二个侧面的设备，如图1.1.1-1所示。TMWSTM-NSTM-M140Mbit/s2Mbit/s34Mbit/s注：M＜N图1.1.1-1TM模型它的作用是将支路端口的低速信号复用到线路端口的高速信号STM-N中，或从STM-N的信号中分出低速支路信号。请注意它的线路端口输入/输出一路STM-N信号，而支路端口却可以输出/输入多路低速支路信号。在将低速支路信号复用进STM-N帧（将低速信号复用到线路）时，有一个交叉的功能。例如：可将支路的一个STM-1信号复用进线路上的STM-16信号中的任意位置上，也就是指复用在1～16个STM-1的任一个位置上。将支路的2Mbit/s信号可复用到一个STM-1中63个VC-12的任一个位置上去。ADM——分/插复用器ADM分/插复用器用于SDH传输网络的转接站点处，例如链的中间结点或环上节点，是SDH网上使用最多、最重要的一种网元设备，它是一种具有三个侧面的设备，如图1.1.2-1所示。STM-NSTM-NSTM-M注：M＜Nwe34Mbit/s140Mbit/sADM2Mbit/s图1.1.2-1ADM模型ADM有两个线路侧面和一个支路侧面。两个线路侧面，分别各接一侧的光缆（每侧收/发共两根光纤），为了描述方便我们将其分为西（W）向、东向（E）两侧线路端口。ADM的一个支路侧面连接的都是支路端口，这些支路端口信号都是从线路侧STM-N中分支得到和想是要插入到STM-N线路码流中去的“落地”业务。因此，ADM的作用是将低速支路信号交叉复用进东或西向线路上去；或从东或西侧线路端口接收的线路信号中拆分出低速支路信号。另外，还可将东/西向线路侧的STM-N信号进行交叉连接，例如将东向STM-16中的3#STM-1与西向STM-16中的15#STM-1相连接。ADM是SDH最重要的一种网元设备，它可等效成其它网元，即能完成其它网元设备的功能。例如：一个ADM可等效成两个TM设备。REG——再生中继器REG的最大特点是不上下（分/插）电路业务，只放大或再生光信号。SDH光传输网中的再生中继器有两种：一种是纯光的再生中继器，主要对光信号进行功率放大以延长光传输距离；另一种是用于脉冲再生整形的电再生中继器，主要通过光/电变换、电信号抽样、判决、再生整形、电/光变换，以达到消除已积累的线路噪声，保证线路上传送信号波形的完好性。在此介绍的是后一种再生中继器，REG是双侧面的设备，每侧接与一个线路端口---W、E相接。如图1.1.3-1所示。STM-NSTM-NweREG图1.1.3-1电再生中继器REG的作用是将w/e两侧的光信号经O/E、抽样、判决、再生整形、E/O在e或w侧发出。实际上，REG与ADM相比仅少了支路端口的侧面，所以ADM若不上/下本地业务电路时，完全可以等效一个REG。单纯的REG只需处理STM-N帧中的RSOH，且不需要交叉连接功能（w/e直通即可），而ADM和TM因为要完成将低速支路信号分/插到STM-N中，所以不仅要处理RSOH，而且还要处理MSOH；另外ADM和TM都具有交叉复用能力（有交叉连接功能），因此用ADM来等效REG有点大材小用了。DXC——数字交叉连接设备数字交叉连接设备DXC完成的主要是STM-N信号的交叉连接功能，它是一个多端口器件，它实际上相当于一个交叉矩阵，完成各个信号间的交叉连接，如图1.1.4-1所示。DXCmn等效为入线：m出线：n图1.1.4-1DXC功能图DXC可将输入的m路STM-N信号交叉连接到输出的n路STM-N信号上，上图表示有m条输入光纤和n条输出光纤。DXC的核心功能是交叉连接，功能强的DXC能完成高速（例STM-16）信号在交叉矩阵内的低级别交叉（例如VC-4和VC-12级别的交叉）。通常用DXCm/n来表示一个DXC的类型和性能（注m≥n），其中m表示可接入DXC的最高速率等级，n表示在交叉矩阵中能够进行交叉连接的最低速率级别。m越大表示DXC的承载容量越大；n越小表示DXC的交叉灵活性越大。m和n的相应数值的含义见表1.1.4-1表1.1.4-1m、n群次与速率对应表m或n0123456速率64kbit/s2Mbit/s8Mbit/s34Mbit/s140Mbit/s155Mbit/s622Mbit/s2.5Gbit/s小容量的DXC可由ADM来实现，例如中兴公司的2.5G设备具有可等效为6×6DXC5/1的交叉容量。SDH设备的逻辑功能块SDH体制要求不同厂家的产品能实现横向兼容，这就必然会要求设备的实现要按照标准的规范，而不同厂家的设备千差万别，那么怎样才能实现设备的标准化，以达到互连的要求呢？ITU-T采用功能参考模型的方法对SDH设备进行规范，它将设备所应完成的功能分解为各种最基本的标准功能块，功能块的实现与设备的物理实现无关（以哪种方法实现不受限制）。不同的设备由这些基本的功能块灵活组合而成，以完成设备不同的功能。通过基本功能块的标准化，来规范了设备的标准化，同时也使规范具有普遍性，其描述也清晰简单。现以一个TM设备的典型功能块组成，来讲述各个基本功能块的作用。应该特别注意的是掌握每个功能块所监测的告警、性能事件，及其检测机理。如图1.2-1所示。STMABCDEFFFGGHHINPG.703G.703140Mbit/s注：以2Mbit/s为例SPIRSTTTFMSPMSTMSAHPCPPIPPILPALPAHPTHPTLPTLPCHPAOHAOHA接口SEMFMCFQ接口F接口D4—D12D1—D3外同步HOAHOILOIwLJKMSETSSETPI2Mbit/s34Mbit/s图1.2-1SDH设备的逻辑功能构成图中出现的功能块名称说明如下：SPI：SDH物理接口TTF：传送终端功能RST：再生段终端HOI：高阶接口MST：复用段终端LOI：低阶接口MSP：复用段保护HOA：高阶组装器MSA：复用段适配HPC：高阶通道连接PPI：PDH物理接口OHA：开销接入功能LPA：低阶通道适配SEMF：同步设备管理功能LPT：低阶通道终端MCF：消息通信功能LPC：低阶通道连接SETS：同步设备时钟源HPA：高阶通道适配SETPI：同步设备定时物理接口HPT：高阶通道终端图1.2-1表示一个TM的功能块组成图，其信号流程是线路上的STM-N信号从设备的A参考点进入设备依次经过A→B→C→D→E→F→G→L→M拆分成140Mbit/s的PDH信号；经过A→B→C→D→E→F→G→H→I→J→K拆分成2Mbit/s或34Mbit/s的PDH信号（这里以2Mbit/s信号为例），在这里将其定义为设备的接收方向。相应的发送方向就是沿这两条路径相反的方向，将140Mbit/s和2Mbit/s、34Mbit/s的PDH信号复用到线路上的STM-N信号帧中去。设备的这些功能是由各个基本功能块共同完成的。SPI：SDH物理接口功能块SPI是设备和光路的接口，主要完成光/电变换、电/光变换，提取线路时钟，以及相应告警的检测。1）信号流从A到B——接收方向光/电转换，同时提取线路定时信号并将其传给SETS（同步设备定时源功能块）锁相，锁定频率后由SETS再将定时信号传给其它功能块，以此作为它们工作的定时时钟。当A点的STM-N信号失效（例如：无光或光功率过低，传输性能劣化使BER劣于10-3），SPI产生R-LOS告警（接收信号丢失），并将R-LOS状态告知SEMF（同步设备管理功能块）。2）信号流从B到A——发送方向电/光变换，同时将定时信息附着在线路信号中。RST：再生段终端功能块RST是RSOH开销的源和宿，也就是说RST功能块在构成SDH帧信号的过程中产生RSOH（发方向），并在相反方向（收方向）终结和处理RSOH。1）接收方向——信号流B到C：STM-N的电信号及定时信号或R-LOS告警信号（如果有的话）由B点送至RST，若RST收到的是R-LOS告警信号，即在C点处插入全“1”（AIS）信号。若在B点收的是正常信号流，那么RST开始搜寻A1和A2字节进行定帧，帧定位就是不断检测帧信号是否与帧头图案相吻合。若连续5帧以上无法正确定位帧头，设备即进入帧失步状态，RST功能块上报接收信号帧失步告警R-OOF。在帧失步时，若连续两帧正确定帧则退出R-OOF状态。R-OOF持续了3ms以上设备即进入帧丢失状态，RST上报R-LOF（帧丢失）告警，并使C点处出现全“1”信号。RST对B点输入的信号进行了正确帧定位后，RST对STM-N帧中除RSOH第一行9个字节外的所有字节进行解扰，解扰后提取RSOH并进行处理。RST校验B1字节，若检测出有误码块，则本端产生RS-BBE；RST同时将E1、F1字节提取出传给OHA（开销接入功能块）处理公务联络电话；将D1～D3提取传给SEMF，处理D1～D3上的再生段OAM命令信息。2）发送方向——信号流从C到BRST注入RSOH，计算B1字节，并对除RSOH第一行字节外的所有字节进行扰码。设备在A点、B点、C点处的信号帧结构如图1.2.3－1。270×N199×NSTM-N光信号STM-N电信号A点B点C点图1.2.3－1A、B、C点处的信号帧结构图MST：复用段终端功能块MST是复用段开销的源和宿，在接收方向处理（终结）MSOH，在发方向产生MSOH。1）接收方向——信号流从C到D：MST提取K1、K2字节中的APS（自动保护倒换）协议送至SEMF（同步设备管理功能块），以便SEMF在适当的时候（例如故障时）进行复用段倒换。若C点收到的K2字节的b6～b8连续3帧为111，则表示从C点输入的信号为全“1”信号，MST功能块产生MS-AIS（复用段告警指示）告警信号。若在C点的信号中K2的b6～b8为110，则判断为这是对端设备回送来的告警信号：MS-RDI（复用段远端缺陷指示），表示对端设备在接收信号时出现MS-AIS、B2误码过大等告警。MST功能块校验B2字节，检测复用段传输出现误码与否。若有误块检测出，则本端设备在MS-BBE性能事件中显示误块数，向对端发远端误块指示MS-REI告警，并由M1字节回告对方接收端收到的误块数。若检测到MS-AIS或B2检测的误码块数超越门限（此时MST上报一个B2误码越限告警MS-EXC），则在点D处使信号出现全“1”。MST还能对同步状态信息S1（b5～b8）监测，将所得的同步质量等级信息传给SEMF。同时MST将D4～D12字节提取传给SEMF，供其处理复用段OAM信息；将E2提取出来传给OHA，供其处理复用段公务联络信息。2）发送方向——信号流从D到C：MST写入MSOH：从OHP来的E2；从SEMF来的D4～D12；从MSP来的K1、K2写入相应B2字节、S1字节、M1等字节。若MST在接收方向检测到MS-AIS或MS-EXC（B2），那么在发方向上将K2字节b6～b8设为110。D点处的信号帧结构如图4.2.3-2所示。270×N9×N图4.8AUG图1.2.3－2D点处的信号帧结构图MSP：（复用段保护功能块）MSP用以在复用段内保护STM-N信号，防止线路故障，它通过对STM-N信号的监测、系统状态评价，将故障信道的信号切换到保护信道上去（复用段保护倒换）。ITU-T规定保护倒换的时间控制在50ms以内。复用段保护倒换的故障条件是R-LOS、R-LOF、MS-AIS和MS-EXC（B2），要进行复用段保护倒换，设备必须要有冗余（备用）的信道。以两个端对端的TM为例进行说明，如图1.2.4－1所示。1）接收方向——信号流从D到E：若MSP收到MST传来的MS-AIS或SEMF发来的倒换命令，将进行信息的主备倒换，正常情况下信号流从D透明