光通信基础-什么是SDH

第一章概述第一节PDH的弱点第二节SDH的概念第三节SDH的特点第四节SDH的速率与帧结构第一节PDH的弱点其弱点主要表现在如下几个方面。1.2.没有世界性的标准光接口规范3.采用异步复用，复用结构缺乏灵活性4.采用按位复接5.网络管理能力不强6.数字通道设备利用率低图1-1PDH中分插支路信号的过程第二节SDH的概念一、SDH的概念SDH网的概念中包含以下几个要点。（1）SDH网有全世界统一的网络节点接口（NNI），从而简化了信号的互通以及（2）SDH网有一套标准化的信息结构等级，称为同步传递模块STM-N（N=1、4、16、64），并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特（即比特流中除去信息净负荷后的剩余部分）用于网络的OAM。（3）SDH网有一套特殊的复用结构，允许现存准同步数字体系、同步数字体系和B-ISDN的信号都能纳入其帧结构中传输，（4)SDH网大量采用软件进行网络配置和控制，增加新功能和新特性非常方便，（5）SDH网有标准的光接口，即允（6）SDH网的基本网络单元有终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC二、SDH网的基本网络单元简介终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC1.终端复用器和分插复用器SDH网的基本网络单元中最重要的两个网络单元是终端复用器和分插复用器。以STM-1等级为例，其各自的功能如图1-2和图1-3所示。图1-2STM-1终端复用器图1-3STM-1分插复用器终端复用器（TM）的主要任务是将低速支路信号纳入STM-1帧结构，并经电/光转换成为STM-1光线路信号，其逆过程分插复用器（ADM）将同步复用和数字交叉连接功能综合于一体，具有灵活地分插任意支路信号的能力，在网络设计上有很大灵活性。另外，ADM也具有电/光转换、光/电转换功能。图1-4SDH分插信号流图示2.再生中继器（REG再生中继器（REG）是光中继器，其作用是将光纤长距离传输后受到较大衰减及色散畸变的光脉冲信号转换成电信号或进行放大、整形、再定时、再生为规划的电脉冲信号，再调制光源变换为光脉冲信号送入光纤继续传输，以延长通信距离。3.同步数字交叉连接设备（SDXC）数字交叉连接设备（DXC）的主要作用是实现支路之间的交叉连接。DXC的作用与交换机不同。几种基本网络单元在SDH网中的使用（连接）方法之一如图1-5图1-5基本网络单元在SDH网中实际系统组成中的再生段、复用段再生段——再生中继器（REG）与终端复用器（TM）之间、再生中继器与分插复用器（ADM）(或SDXC)之间以及再生中继器与再生中继器之间称为再生段。再生段两端的REG、TM及ADM（或SDXC）称为再生段终端（RST）。复用段——终端复用器与分插复用器（或SDXC）之间及分插复用器与分插复用器之间称为复用段。复用段两端的TM及ADM（或SDXC）称为复用段终端（MST通道——终端复用器之间称为通道。通道两端的TM称通道终端（PT）。第三节SDH的特点一、SDHSDH的特点主要体现在如下几1.有全世界统一的数字信号速率和帧结构标准2.同步复用3.强大的网络管理能力4.有标准的光接口5.具有兼容性6.按字复用···二、SDHSDH也有不足之处，主要体现在如下(1)频带利用率不如传统的PDH系统（这一点可从第二章介绍的复用结构中看(2)大规模使用软件控制和将业务量集中在少数几个高速链路和交叉节点上，这些关键部位出现问题可能导致网络的重大(3)采用指针调整技术会产生较大的抖(4)SDH与PDH互连时（在从PDH到SDH的过渡时期，会形成多个SDH“同步岛”经由PDH互连的局面），由于指针调整产生的相位跃变使经过多次SDH／PDH变换的信号在低频抖动和漂移上比纯粹的PDH或SDH信号更严重（有关抖动和漂移的概念及指针调整会产生相位抖动的问题第四节SDH的速率与帧结构一、网络节点接口（NNI）是实现SDH网的关键。从概念上讲，网络节点接口是网络节点之间的接口，从实现上看它是传输设备与其他网络单元之间的接口。NNI在网络中的位置如图1-6所示。图1-6NNI在网络中的位置二、同步数字体系的速率同步数字体系最基本的模块信号（即同步传递模块）是STM-1，其速率为155.520Mbit／s。更高等级的STM-N信号可以是将基本模块信号STM-1同步复用、字节间插的结果。其中N是正整数。目前SDH只能支持一定的N值，即N为1、4、16、64三、SDHSDH的帧结构必须适应同步数字复用、交叉连接和交换的功能，同时也希望支路信号在一帧中均匀分布、有规律，以便接入和取出。ITU-T最终采纳了一种以字节为单位的矩形块状（或称页状）帧结构，如图1-7图1-7SDH帧结构对于STM-1而言，帧长度为270×9＝2430个字节，相当于19440bit，帧周期为125μs，由此可算出其比特速率为270×9×8／125×10-6=155.520Mbit／s。由图1-7可见，整个帧结构可分为三个主要区域。1.段开销区域2.净负荷区域3.管理单元指针区域四、段开销字节有两大类开销：段开销（SOH）和通道开销（POH）。SOH中包含定帧信息，用于维护与性能监视的信息以及其他操作功能。SOH可以进一步划分为再生段开销（RSOH，占第1至第3行）和复用段开销（MSOH，占第5至第9行）。1.STM-1段开销字节的安排和功能（1）STM-1段开销字节的安排各种不同SOH字节在STM-1帧内的安排分别如图1-8所示。图1-8STM-1SOH字节安排（2）SOH字节的功能①帧定位字节A1和A2SOH中的A1和A2字节可用来识别帧的起始位置。A1为11110110，A2为00101000。②再生段踪迹字节J0该字节被用来重复地发送“段接入点标识符”，以便使段接收机能据此确认其是否与指定的发射机处于持续连接状态。③数据通信通路（DCC）D1～D12SOH中的DCC用来构成SDH管理网（SMN）的传送链路。其中D1～D3字节称为再生段DCC，用于再生段终端之间交流OAM信息。④公务字节E1和E2E1和E2两个字节用来提供公务联络语声通路。⑤使用者通路F1⑥比特间插奇偶检验8位码（BIP-8）B1B1字节用作再生段误码监测。⑦比特间插奇偶检验24位码（BIP-N×24）字节B2B2B2⑧自动保护倒换（APS）通路字节K1，K2（b1～b5）两个字节用作自动保护倒换(APS)信令。⑨复用段远端失效指示（MS-RDI）字节K2（b6～b8）MS-RDI用于向发信端回送一个指示信号，表示收信端检测到来话故障或正接收复用段告警指示信号（MS-AIS）。⑩同步状态字节S1（b5～b8）S1字节的第5～8比特用于传送四种同步状态信息，可表示16种不同的同步质量等级。其中一种表示同步的质量是未知的，另一种表示信号在段内不用同步，余下的码留作各独立管理机构定义质量等级用。11.复用段远端差错指示（MS-REI）M112.与传输媒质有关的字节△13.备用字节Z0需要说明的是：·再生器中不使用这些备用字节。·为便于从线路码流中提取定时，STM-N信号要经扰码、减少连续同码概率后方可在线路上传送，但是为不破坏A1和A2组成的定帧图案，STM-N信号中RSOH第一行的9×N个开销字节不应扰码，因此其中带*号的备用字节之内容应予精心安排，通常可在这些字节上送“0”、“1”交替码。·收信机对备用开销字节的内容不予解读。2.STM-N（N=4，16，64）段开销字节的安排STM-N帧中SOHN成正比，N不同，SOH字节在空间中的位置也不同，但SOH字节的种类和功能是相同或相近的。各种不同SOH字节在STM-4、STM-16和STM-64帧内的安排分别如图1-10、图1-11和图1-12所示。图1-10STM-4SOH字节安排图1-11STM-16SOH字节安排图1-12STM-64SOH字节安排将这些图对照比较即可明白字节交错间插的方法。以字节交错间插方式构成高阶STM-N（N＞1）段开销时，第一个STM-1N-1个STM-1的段开销仅保留定帧字节A1，A2和比特间插奇偶校验24位码字节B2，其他已安排的字节（即B1，E1，E2，F1，K1，K2和D1～D12）均应略去。段开销字节在STM-N帧内的位置可用一个三坐标矢量S（a，b，c）来表示，其中a表示行数，取值为1～3（对应于RSOH）或5～9（对应于MSOH）；b表示复列数，取值为1～9；c表示在复列数内的间插层数，取值为1～N。字节的行列坐标［行数，列数］与三坐标矢量S(a,b,c)的关系是：行数=a列数=N（b-1）＋c3.简化的SOH功能接口在某些应用场合（例如局内接口），仅仅A1、A2、B2和K2字节是必不可少的，很多其它开销字节可以选用或不用，从而使接口得以简化，设备成本可以降低。