现代电信交换第02章传送网的技术体制.

北京化工大学信息科学与技术学院谢晓明制作通信网络技术第2章传送网的技术体制第2章传送网的技术体制2.1传送网概述2.2PDH与数字复接2.3SDH的产生2.4SDH的帧结构与段开销2.5SDH同步复用与映射方法2.6SDH网元与SDH传送网2.7SDH自愈网传送网概述传送与传输•电信网的功能：传送和控制。•传送网：在不同地点的各点之间完成转移信息传递功能的一种网络，也能传递各种网络控制信息。•传送与传输：传送是从信息传递的功能过程来描述；而传输是从信息信号通过具体物理媒质传递的物理过程来描述。•传送网：网络逻辑功能的集合，网络逻辑功能的实现；•传输网：实际设备组成的网络，网络的物理实现。传送网概述传送网分层结构•采用分层结构的优点：–允许单独去修改和设计每一层，不因为一层引入新技术而影响其它层；–每一层都有独立的网络运行、维护、管理和指配(OAM&P)功能，可在层内完成不影响上层。•分3层：电路层、通道层、传输媒质层。通道层和传输媒质层合称为传送层。传输媒质层分为：段层、物理层。传送网概述传送网分层结构•电路层与通道层：客户/服务者关系。通道层向电路层提供资源——通道。通道可看作标准化的一组电路，是透明的。•通道层与传输媒质层：客户/服务者关系。传输媒质层向通道层提供相关线路段或无线段资源。传送网概述传送网分层结构•传送网的传送层：–面向电路层现有和将来的业务，是提供传送资源的下层平台。•通道层：–许多电路形成一通道，作为一整体在网络中传输和选路，并且能够实现监测和恢复功能。–目前有：PDH通道、SDH虚容器通道、ATM信元虚通道。第2章传送网的技术体制2.1传送网概述2.2PDH与数字复接2.3SDH的产生2.4SDH的帧结构与段开销2.5SDH同步复用与映射方法2.6SDH网元与SDH传送网2.7SDH自愈网PDH介绍复用器…13264kbit/s2.048Mbit/s基群32/30欧洲、中国8.448Mbit/s二次群120复用器X4复用器34.368Mbit/s三次群480X4复用器139.264Mbit/s四次群1920X4复用器564.922Mbit/s五次群7680X42.048×4=8.1928.448PDH复接等级1.544Mbit/s复用器…12464kbit/s基群24北美复用器44.736Mbit/s三次群672复用器274.176Mbit/s四次群4032复用器6.312Mbit/s二次群96X4X7X61.544×4=6.1766.312PDH复接等级复用器…12464kbit/s1.544Mbit/s基群24复用器6.312Mbit/s二次群96复用器97.728Mbit/s四次群1440复用器397.2Mbit/s五次群5760日本复用器32.064Mbit/s三次群480X4X5X3X4PDH复接等级1.544Mbit/s欧洲北美日本电接口速率等级图PDH网络结构MMMLTLTMMM2Mbit/s2Mbit/s34Mbit/s8Mbit/s34Mbit/s140Mbit/sMLTLTMMM2Mbit/s2Mbit/s34Mbit/sMM34Mbit/s140Mbit/s8Mbit/s2Mbit/s2Mbit/sLT:线路终端M:复接（分接）器8Mbit/s8Mbit/sPCM复接体制数字复接基本介绍•扩大数字通信容量，形成二次群以上的高次群的方法•通常有两种：PCM复用和数字复接。•PCM复用：直接将多路信号编码复用。•数字复接：将几个低次群在时间的空隙上迭加合成高次群。数字复接数字复接原理数字复接数字复接的实现两种方法：按位复接和按字复接。1.按位复接•每次复接各低次群（也称为支路）的一位码形成高次群。2.按字复接•每次复接各低次群（支路）的一个码字形成高次群。按位复接与按字复接示意图数字复接数字复接的同步解决两个问题：同步和复接。数字复接的同步：被复接的几个低次群的数码率相同。在各低次群复接之前，必须使各低次群数码率互相同步，同时使其数码率符合高次群帧结构的要求。数字复接的同步是系统与系统间的同步，也称为系统同步。数码率不同的低次群复接数字复接数字复接的方法•也就是数字复接同步的方法，有同步复接和异步复接两种。同步复接：•用一个高稳定的主时钟来控制被复接的几个低次群，使这几个低次群的数码率（简称码速）统一在主时钟的频率上（这样就使几个低次群系统达到同步的目的），可直接复接（复接前不必进行码速调整，但要进行码速变换。数字复接数字复接的方法异步复接：•采用码速调整与恢复来进行复接。•码速调整：–利用插入一些码元将各一次群速率由2048kbit／s左右统一调整成2112kbit／s。–接收端进行码速恢复，通过去掉插入码元，将各一次群速率由2112kbit／s还原成2048kbit／s左右。数字复接数字复接的方法异步复接：•码速调整：–可分为正码速调整、正／负码速调整和正/零/负码速调整三种。–在采用正码速调整的异步复接系统中，即使信道的信号没有抖动，复接器本身也产生一种抖动，即“插入抖动”的相位抖动。数字复接数字复接系统的构成•数字复接器的功能：把4个支路（低次群）合成一个高次群。•数字分接器的功能：把高次群分解成原来的低次群，它是由定时、同步、分接和恢复等单元组成。数字复接系统方框图第2章传送网的技术体制2.1传送网概述2.2PDH与数字复接2.3SDH的产生2.4SDH的帧结构与段开销2.5SDH同步复用与映射方法2.6SDH网元与SDH传送网2.7SDH自愈网PDH的基本特点•面向话音，两种基础速率；采用TDM技术实现多路话音信号传送；•准同步复接，即每个复接点时钟与复接进入时钟有较小差别。•逐级分插。从140Mbit/s信号分/插出2Mbit/s信号示意图PDH存在的主要问题•面向话音业务：不适应多业务、宽带化、智能化和个人化。•点对点传输连接：缺乏网络拓扑的灵活性，数字通道设备利用率较低，网络调度性差，不能实现良好的自愈功能。•传输标准不统一：两类三种地区标准不兼容，难以国际互通。PDH存在的主要问题•准同步复用方式：需逐级码速调整实现复用/解复用，增加了设备的复杂性、体积和功耗，使信号产生损伤，难以实现低速和高速信号间的互通。•接口标准不规范：缺少统一的标准光接口，无法实现横向兼容，限制了组网应用的灵活性。•系统管理能力弱：网络运行、管理、维护和指配的比特过少。SDH的产生•美国贝尔通信研究所首先提出用一整套分等级的标准数字传递结构组成的SONET体制，CCITT1988年接受了SONET，并重命名为SDH，使其成为适用于光纤、微波和卫星传输。SDH概念•SDH：可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。•SDH网络：由一些基本网络单元(NE)组成，在传输媒质上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络，它具有全世界统一的网络节点接口(NNI)。SDH概念•NNI网络参考配置包括：–传输设备：光纤通信、微波通信和卫星通信系统；–网络节点：实现终结、复用、交叉连接和交换功能。•SDH统一了传输设备和网络节点的技术和设备规范，具有统一的接口速率及相应的帧结构。•SDH采用一套标准化的信息结构等级STM-N。帧结构为块状帧，安排了丰富的开销比特，具备灵活的复用和映射结构，具有广泛的适应性。SDH特点(1)新型的复用映射方式•标准的速率等级，基本速率等级是STM-1，155.520Mbit/s。•低速率等级信息模块通过字节间插，同步复接而成高速率等级的信息模块，复接的个数是4的倍数。•能从高速SDH信号中直接分插出低速SDH信号。•可从STM-N信号中直接分/插出低速支路信号。SDH特点(1)新型的复用映射方式(2)兼容性好•可用SDH网传送PDH业务以及ATM、FDDI等其他体制的信号。具有完全的前向兼容性和后向兼容性。•SDH的信号类似运货车的功能，将各不同体制的信号象货物一样打成不同大小的速率级别包，装入货车(装入STM-N帧中)，在SDH的主干道(光纤)上传输。在收端从货车上卸下打成货包的货物(其它体制的信号)，然后拆包封，恢复出原来体制的信号。SDH特点(1)新型的复用映射方式(2)兼容性好(3)接口标准统一•电接口：对网络节点接口(NNI)作了统一的规范。规范的内容有数字信号速率等级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等。•光接口：线路接口采用世界性统一标准规范，SDH信号的线路编码仅对信号进行扰码，不再进行冗余码的插入。SDH特点(1)新型的复用映射方式(2)兼容性好(3)接口标准统一(4)网络管理能力强•安排了丰富的开销比特，使网络的运行、维护、管理与指配能力大大加强。•通过软件下载方式，实现对各网络单元的分布式管理，便于新功能和新特性的及时开发与升级，促进了先进的网络管理系统和智能化设备的发展。SDH特点(1)新型的复用映射方式(2)兼容性好(3)接口标准统一(4)网络管理能力强(5)先进的指针调整技术•使来自于不同业务提供者的信息净荷可以在不同的同步岛之间传送，可实现准同步环境下的良好工作，并有能力承受一定的定时基准丢失。SDH特点(1)新型的复用映射方式(2)兼容性好(3)接口标准统一(4)网络管理能力强(5)先进的指针调整技术(6)独立的虚容器设计•当各种业务信号经处理装入虚容器以后，系统只需处理各种虚容器即可达到目的，不管具体的信息结构。具有很好的信息透明性，减少了管理实体的数量。SDH特点(1)新型的复用映射方式(2)兼容性好(3)接口标准统一(4)网络管理能力强(5)先进的指针调整技术(6)独立的虚容器设计(7)组网与自愈能力强•采用了先进的ADM、DXC等设备，组网能力和自愈能力大大增强，降低了网络的维护管理费用。SDH特点(1)新型的复用映射方式(2)兼容性好(3)接口标准统一(4)网络管理能力强(5)先进的指针调整技术(6)独立的虚容器设计(7)组网与自愈能力强•当业务信道损坏导致业务中断时，网络自动将业务切换到备用业务信道，使业务能在较短的时间(ITU-T规定为50ms以内)得以恢复正常传输。SDH特点(1)新型的复用映射方式(2)兼容性好(3)接口标准统一(4)网络管理能力强(5)先进的指针调整技术(6)独立的虚容器设计(7)组网与自愈能力强(8)系列标准规范•使各厂家产品可以直接互通。便于国际互通。SDH特点(1)新型的复用映射方式(2)兼容性好(3)接口标准统一(4)网络管理能力强(5)先进的指针调整技术(6)独立的虚容器设计(7)组网与自愈能力强(8)系列标准规范归纳：SDH核心三大特点：同步复用、强大的网络管理能力和统一光接口及复用标准。第2章传送网的技术体制2.1传送网概述2.2PDH与数字复接2.3SDH的产生2.4SDH的帧结构与段开销2.5SDH同步复用与映射方法2.6SDH网元与SDH传送网2.7SDH自愈网SDH帧结构•块状帧。•包括：段开销、STM-N净负荷、管理单元指针。125μsRSOHMSOH通道、复用段、再生段PTMSTRSTPTMSTRST再生段再生段再生段复用段通道SDH帧结构(1)段开销区域•为保证信息正常、灵活、有效地传送所必须附加的字节，主要用于网络运行、管理、维护及指配。•分为：RSOH和MSOH•8bit/字节×9字节/行×8行=576bit，4608Mbit/s。125μsRSOHMSOHSDH帧结构(2)STM-N净负荷区域•可真正用于电信业务的比特。该区域内还存放了少量可用于通道维护管理的通道开销(POH)字节。(3)管理单元指针区域•用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置，以便接收时能正确分离净负荷。•是SDH的创新，避免了在PDH中由于采用滑动缓存器所引起的延时和性能损伤。125μsRSOHMSOHSDH段开销段开销字节的功能•完成对SDH信号层层细化的监控管理。•两种开销：段开销和通道开销，–段开销包括：再生段开销和复用段开