SDH原理教案

光端专业训练教案（SDH原理）-1-目录第一课SDH原理基础……………..…………...……….3一、SDH的基本概念………………...………………3二、SDH的设备类型…….……………………………7三、SDH网络拓扑…………………………………….8第二课SDH帧结构及开销字节…………………..…10一、SDH的帧结构…………..…………...……….….11二、SDH的开销字节…….……..…………...……….14第三课SDH同步复用映射结构…………..…………20一、参与复用与映射的单元…………..…………….21二、复用与映射的过程…………..…………...……..23-2-第一课SDH原理基础教学提要课目：SDH原理基础目的：通过本次课程的学习，使大家掌握SDH的基本内容。内容：一、SDH的基本概念二、SDH的设备类型三、SDH网络拓扑实施方法：结合多媒体课件讲解教学对象：光端专业学员时间：45分钟地点：教室要求：集中精力，认真听讲，做好笔记。教学保障：微机1部，投影仪1台-3-SDH原理基础教学进程教学准备———————————————2分钟1．清点人数，检查器材设备；2．引子：本节课主要学习SDH原理基础的主要内容；3．宣布教学提要。教学实施———————————————45分钟正文：一、SDH的基本概念（一）SDH的概念：在讲SDH传输体制之前，我们首先要搞清楚SDH到底是什么。那么SDH是什么呢？SDH全称叫做同步数字传输体制，由此可见SDH是一种传输的体制（协议），是一套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，就象PDH——准同步数字传输体制一样，SDH这种传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级，接口码型等特性。（二）PDH的固有弱点：-4-那么SDH产生的技术背景是什么呢？我们知道当今社会是信息社会，高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，通过通信网传输、交换、处理的信息量将不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化、智慧化和个人化方向发展。传输系统是通信网的重要组成部分，传输系统的好坏直接制约着通信网的发展。当前世界各国大力发展的信息高速公路，其中一个重点就是组建大容量的传输光纤网络，不断提高传输线路上的信号速率，扩宽传输频带，就好比一条不断扩展的能容纳大量车流的高速公路。同时用户希望传输网能有世界范围的接口标准，能实现每一个用户随时随地便捷地通信。传统的由PDH传输体制组建的传输网，由于其复用的方式很明显的不能满足信号大容量传输的要求，另外PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了难度，因此在通信网向大容量、标准化发展的今天，PDH的传输体制已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈，制约了传输网向更高的速率发展。传统的PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面：-5-信号速率和帧结构没有统一的世界性标准没有标准的光接口规范，各厂家的专用光接口无法在光路上直接互通。基群速率以上大都采用异步复接，容易造成滑码损伤，设备复杂，缺乏灵活性。网络运行、管理和维护（OAM）主要靠人工的数字信号交叉连接和停业务测试，在资源调度、网络重组以及运行和故障监视方面很不方便。（三）同步数字体系SDHSDH将复接、线路传输及交换功能融为一体的，并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，可实现诸如网络的有效管理、开业务时的性能监视、动态网络维护、不同供应厂商设备之间互通（横向兼容）等多项功能；它大大提高了网络资源利用率，实现灵活、可靠和高效的网络运行与维护下面我们就SDH所具有的优势，从以下几个方面进一步说明，注意与PDH体制相对比。SDH相对于PDH具有以下的优点：1、速率统一：155M、622M、2.5G、10G；-6-2、光接口与帧结构统一：STM-N（N=1、4、16、64）；3、一步复用特性：可从高速信号中直接提取/接入低速信号4、强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化：5、丰富的开销（码流量的5%）、强大的软件技术；6、组网灵活、网络的生存性强：7、可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级；8、前、后向兼容。相对于PDH，SDH有以下缺点：带宽利用率稍低，如155M仅包括63个2M或3个34M。以及指针调整机理复杂、软件的大量使用对系统安全性的影响等。由于以上所述的SDH的众多特性，使其在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发展。电信、联通、广电等电信运营商都已经大规模建设了基于SDH的骨干光传输网络。利用大容量的SDH环路承载IP业务、ATM业务或直接以租用电路的方式出租给企、事业单位。而一些大型的专用网络也采用了SDH技术，架设系统内部的SDH光环路，以承载各种业务。比如电力系统，就利用SDH环路承载内-7-部的数据、远控、视频、语音等业务。二、SDH的设备类型SDH设备具有以下三种类型：1、终端复用器（TM）2、分插复用器（ADM）3、再生中继器（REG）（一）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。（二）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。（三）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。（四）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。三、SDH网络拓扑光同步数字传输网由SDH网络单元（NE）组成的，在-8-光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。（一）线形网线形网的两个端点采用TM，中间节点采用ADM或者REG，通信系统中各个点是串联连接的、且头尾两个点是开放的网络物理拓扑结构。（二）树形网树形网适用于广播式业务，不适用于提供双向业务。（三）环形网环形网是将线形物理拓扑网络中两个端点相连的物理拓扑结构。由于环形网具有自愈能力，在SDH网中深受重视。通常应用于长途二级干线网、市话局间中继网和本地网中。在环形网中也可使用DXC设备。（四）网状网网状网是将网络中各个点直接互连的物理拓扑结构。由于网孔形结构中每个节点至少有一条以上的线路与其它节点连接，因此可靠性极高。在SDH网中，各个节点主要使用ADM或者DXC设备。网孔形物理拓扑通常应用于业务量很大的长途一级干线网中。（五）枢纽网教学讲评————————————————3分钟-9-一、小结本课主要讲述了什么是SDH，SDH相对于PDH所具有的优缺点，以及SDH的设备类型和组网拓扑结构。通过学习，可以对SDH有一个基本的概念，了解其基本构成、组网方式和主要特点本课的要点如下：1、SDH是一种传输的体制（协议），是一套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。2、SDH的设备类型及其基本功能。3、SDH的组网拓扑结构。二、讲评根据课堂情况讲评。思考题：1．什么是SDH？2.SDH各类型设备有什么区别？第二课SDH帧结构及开销字节-10-教学提要课目：SDH帧结构及开销字节目的：通过本次课程的学习，使大家掌握SDH的帧结构及其开销字节。内容：一、SDH的帧结构二、SDH的开销字节实施方法：结合多媒体课件讲解教学对象：光端专业学员时间：45分钟地点：教室要求：集中精力，认真听讲，做好笔记。教学保障：微机1部，投影仪1台-11-SDH帧结构及开销字节教学进程教学准备———————————————2分钟1．清点人数，检查器材设备；2．引子：上节课我们学习了SDH的基础知识，本节课我们主要学习SDH的帧结构以及SDH的开销字节；3．宣布教学提要。教学实施———————————————45分钟正文：一、SDH的帧结构SDH有一套标准化的信息结构等级，采用的信息结构等级称为同步传送模块STM－N（N=1，4，16，64），最基本的模块为STM－1，四个STM－1同步复用构成STM－4，16个STM－1或四个STM－4同步复用构成STM－16。其速率等级为STM－1：155520kbit/s、STM－4：622080kbit/s、STM—16：2488320kbit/s、STM—64：9953280kbit/s。SDH网络具有块状帧结构。其帧结构如图所示。-12-从图中我们可以看出SDH采用块状的帧结构来承载信息，每帧由纵向9行和横向270×N列字节组成，每个字节含8bit，此处的N与STM-N的N相一致，取值范围：1，4，16，64……，表示此信号由N个STM-1信号通过字节间插复用而成。由此可知，STM-1信号的帧结构是9行×270列的块状帧，由上图看出，当N个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N信号时，仅仅是将STM-1信号的列按字节间插复用，行数恒定为9行。SDH的帧传输时按由左到右、由上到下的顺序排成串型码流依次传输，每帧传输时间为125μs，每秒传输1／125×1000000帧，对STM－1而言每帧字节为8bit×（9×270×1）=19440bit，则STM－1的传输速率为19440×8000=155.520Mbit／s；而STM－4的传输速率为4×155.520Mbit／s=622.080Mbit／s；STM－16的传输速率为16×155.520（或4×622.080）=2488.320Mbit／s。整个帧结构分成段开销（SOH）区、STM－N净负荷区和管理单元指针（AUPTR）区三个区域。（一）段开销（SOH）段开销是为保证信息净负荷正常灵活传送所必须附-13-加的供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。段开销由再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）组成。RSOH负责管理再生段，可在再生器接入，也可在终端设备接入。MSOH负责管理若干个再生段组成的复用段，它将透明地通过每个再生段，只能在管理单元组（AUG）进行组合或分解的地方才能接入或终结。（二）管理单元指针（AU-PTR）管理单元指针（AU-PTR）是一种指示符，用于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接收时能正确分离净负荷。（三）信息净负荷信息净负荷是帧结构中存放待STM-N送的各种信息码块的地方，也存放少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销字节（POH）。注意：信息净负荷并不等于有效负荷，因为信息净负荷中存放的是经过打包的低速信号，即将低速信号加上了相应的POH。二、SDH的开销字节（一）段开销字节安排-14-STM-N帧的段开销位于帧结构的（1-9）行×（1-9N）列。注：第4行为AU-PTR除外。我们以STM-1信号为例来讲述段开销各字节的用途。对于STM-1信号，段开销包括位于帧中的（1-3）行×（1-9）列的RSOH和位于（5-9）行×（1-9）列的MSOH。如图所示，图中画了再生段开销和复用段开销在STM-1帧中的位置，它们的区别是什么呢？区别在于监控的范围不同，RSOH是对应一个大的范围—STM-N，MSOH是对应这个大的范围中的一个小的范围—STM-1。（二）各段开销字节的作用1、A1、A2（帧定位字节）：用来识别帧的起始位置。其内容用十六进制表示为F628；2、J0（再生段追踪字节）：J0用于再生段追踪，使收、发能正确对接；3、D1~D3（再生段数据通信通道）：传送再生段运行数据；4、D4~D12（复用段数据通信通道）：传送复用段运行数据；5、E1、E2（公务字节）：用来提供公务联络语声通路；-15-6、F1（使用者通路字节）：该字节保留为使用者（通常指网络提供者）专用。7、B1（再生段误码监测字节）：比特间插奇偶校验BIP-8）：用作再生段误码监视,使用偶校验的比特间插奇偶校验码。8、B2（复用段误码监测字节）：比特间插奇偶校验BIP-24，用作复用段误码监视。9、K1、K2（自动保护倒换ASP字节）：用作自动保护倒换信令。K1作倒换请求，K2（b1-b5）作倒换证实。这两个字节用作传送自动保护倒换（APS）信令，用于保证设备能在故障时自动切换，使网络业务恢复——自愈，用于复用段保护倒换自愈情况。复用段远端失效指示（MS-RDI）字节：K2（b6-b8），这是一个对告的信息，由收端（信宿）回送给发端（信