第四章SDH基本概念(2010)

第四章SDH基本概念光同步数字传输技术（SDH）光电工程学院2010年9月光纤传输技术（第二部分）第四章SDH基本概念2学习主要内容SDH基本原理SDH设备原理与应用SDH传送网的结构与生存性SDH线路系统与光接口SDH传输性能指标光电工程学院2010第四章SDH基本概念3为什么要学习SDH技术SDH是电信网发展历史中一个重要的里程碑；SDH在一段时间内仍将是电信网络的主要传输手段；SDH传送网正在向传送网与业务网一体化的多业务平台方向发展；SDH技术是过去数十年数字通信技术的总结、延续和提高，它对光网络技术的形成以及今后发展还会有很大影响。光电工程学院2010第四章SDH基本概念4SDH部分的教材与参考书教材肖萍萍，吴健学．SDH原理与应用．北京：人民邮电出版社，2008参考书肖萍萍，吴健学，周芳，胡春琳．SDH原理与技术．北京：北京邮电大学出版社，2002韦乐平，李英灏．SDH及其新应用．北京：人民邮电出版社，2001韦乐平．光同步数字传送网（修订本）．北京：人民邮电出版社出版，1998光电工程学院2010第四章SDH基本概念光纤传输技术（第二部分）5SDH基本概念SDH网络单元设备SDH网络结构与生存性SDH线路系统与光接口SDH传输性能指标46789同步复用与映射5章节内容光电工程学院2010第四章SDH基本概念授课章节与现行教材对应关系6授课章节教材章节第四章SDH基本概念第1章、第2章第五章同步复用与映射第3章、第4章4.3第六章SDH网络单元设备第5章第七章SDH网络结构与生存性第6章第八章SDH线路系统与光接口第8章8.1、8.2第九章SDH传输性能指标第8章8.3光电工程学院2010第四章SDH基本概念7答疑和联系方式答疑时间和地点：每周一上午第5节课，教3-513；每周四下午第8节课，教5-309。Email：[e-mail]（建议用南邮信箱）光电工程学院2010第四章SDH基本概念光纤传输技术（第二部分）8SDH基本概念46789同步复用与映射5章节内容SDH网络单元设备SDH网络结构与生存性SDH线路系统与光接口SDH传输性能指标光电工程学院2010第四章SDH基本概念第四章SDH基本概念§4.1数字复接技术和PDH§4.2SDH基本概念§4.3SDH速率与帧结构§4.4段开销第四章SDH基本概念10本章要求复习数字复接技术了解PDH的基本特点和弱点熟悉SDH的基本概念和特点掌握SDH速率、帧结构和段开销光电工程学院2010第四章SDH基本概念11§4.1数字复接技术和PDH脉冲编码调制（PCM）数字信号复接——基本概念——复接方式——码速调整准同步数字传输体系（PDH）光电工程学院2010第四章SDH基本概念12脉冲编码调制（PCM）模拟信号数字化的三个过程：抽样、量化和编码运用PCM技术实现话音信号数字传输抽样频率非均匀量化编码两种非线性编码（A律和μ律）光电工程学院2010第四章SDH基本概念13PCM30/32制式帧结构F15帧同步F0F1F2F15F0话路信令话路话路话路TS0TS1TS15TS16TS17TS31…话路……话路…1001101111A11111100001A211abcdabcd复帧同步码复帧对告码abcdabcd12345678码字＝8比特路时隙3.9μs偶帧奇帧帧同步码帧失步对告每帧125μs32个路时隙，256比特F0帧F1帧F15帧CH1信令码CH16信令码CH15信令码CH30信令码同步：A1=0；A2=0失步：A1=1；A2=11复帧＝16帧（2ms）教材p.3图1.2光电工程学院2010第四章SDH基本概念参数名称参数值每帧的比特数256bits帧周期125μs复帧周期2ms每时隙时长3.9μs每码位时长488ns传输速率2048kbit/s容差2048kbit/s±50ppmPCM30/32帧结构基本参数14光电工程学院2010第四章SDH基本概念15复接技术低次群和高次群数字复接数字复接就是采用时分复用的方式，将多个低次群信号合成起来形成高次群信号。数字复接系统数字复接系统包括两部分：数字复接器和数字分接器光电工程学院2010第四章SDH基本概念16数字复接系统调整复接分接恢复定时定时同步高次群外时钟(1)(2)(3)(4)低次群(1)(2)(3)(4)低次群复接器分接器教材p.5图1.3光电工程学院2010第四章SDH基本概念17按照复接时各低次群支路信号的数码在高次群中的排列方式，可分为三种方式：——按位复接——按字复接——按帧复接复接方式（1/2）光电工程学院2010第四章SDH基本概念181按位复接111111111111111111111111111111111CH1CH2CH3CH4高次群光电工程学院2010第四章SDH基本概念19按字复接111111111111111111111111111111111111111第1路第2路第3路第4路111111CH1CH2CH3CH4高次群第1路光电工程学院2010第四章SDH基本概念20复接方式（2/2）按照低次群支路信号与复接器本地定时时钟信号之间的关系，可分为三种方式：——同步复接——异步复接——准同步复接光电工程学院2010第四章SDH基本概念21码速调整示意先入先出缓存器写脉冲读脉冲数据输入数据输出光电工程学院2010第四章SDH基本概念22脉冲插入法正码速调整写脉冲读脉冲输出Q锯齿波插入请求锯齿波形成鉴幅器写脉冲读脉冲SRQ插入请求光电工程学院2010第四章SDH基本概念正码速调整帧结构示意图23F为帧定位信号（帧同步）C为码速调整指示V为正码速调整位置教材p.13图1.11光电工程学院2010第四章SDH基本概念24准同步数字传输体系（PDH）1544kbit/s6312kbit/s32064kbit/s97728kbit/s397.2Mbit/s1.6Gbit/s6312kbit/s44736kbit/s274176kbit/s2048kbit/s8448kbit/s34368kbit/s139264kbit/s564922kbit/sE11E12E22E31E4E21E32×4×7×6×4×5×3×4×4×4×4×4×4日本系列北美系列欧洲系列参考教材p.4表1.1光电工程学院2010第四章SDH基本概念25PDH的弱点以传输话音业务为主，难以适应业务发展需要；三个体系并存，互不兼容，造成国际互通的困难；缺乏标准光接口规范，使得在同一数字等级上光接口的信号速率不同，无法实现横向兼容；采用准同步复用，即靠脉冲插入进行码速调整，因此难以从高速信号中识别和提取低次群支路的等级信号。造成上下话路困难；点到点的传输结构不具备灵活性;网络管理能力差，用于网络运行、管理和维护（OAM）比特严重不足，难以适应发展要求；网络调度性差，自愈能力不强。光电工程学院2010第四章SDH基本概念26§4.2SDH基本概念SDH的基本概念SDH的特点SDH：SynchronousDigitalHierarchy光电工程学院2010第四章SDH基本概念27什么是同步数字体系（SDH）同步数字体系是一种标准化的数字传输技术体制。同步数字体系对应着国际电信联盟（ITU-T）的一组协议栈。同步数字体系代表一种数字传送组网方案。光电工程学院2010第四章SDH基本概念28SDH的基本概念SDH网是由一些SDH网元（简称为NE）组成的，在光纤（或其它介质如微波、卫星）上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。SDH有全世界统一的网络节点接口（NNI）。SDH有一套标准化的信息结构等级，采用块状帧结构，有丰富的开销比特。SDH的基本网元（TM、REG、ADM和SDXC）有统一的标准光接口，能够实现横向兼容。SDH有一套特殊的复用结构，具有广泛的适应性。SDH大量采用软件进行网络配置和控制，扩展性能良好。光电工程学院2010第四章SDH基本概念29PDH和SDH分插信号流图的比较光／电光／电解复用解复用解复用复用复用复用140／34Mbit/s34／8Mbit/s8／2Mbit/s2／8Mbit/s8／34Mbit/s34／140Mbit/s光信号光信号2Mbit/s（电信号）ADM2Mbit/s（电信号）155Mbit/s光接口155Mbit/s光接口教材p.22图2.1光电工程学院2010第四章SDH基本概念30SDH的特点1.统一的网络节点接口；2.统一的光接口标准；3.传输速率高，传输容量大；4.良好的兼容性；5.灵活的复用映射结构；6.完善的保护和恢复机制；7.强大的网络管理能力。SDH最核心的特点是同步复用、标准的光接口及强大的网管能力。光电工程学院2010第四章SDH基本概念31SDH的缺点1.频带利用率不如传统的PDH系统；2.指针调整机理复杂；3.大规模采用软件使得风险集中，影响系统的安全性。光电工程学院2010第四章SDH基本概念32SDH的发展趋势高速化容量从2.5Gbit/s过渡到10Gbit/s，并扩展到40Gbit/s数据化以IP为代表的数据业务超过话音成为主要业务接入化从骨干网向网络边缘推进光网化DWDM光电工程学院2010第四章SDH基本概念33§4.3SDH速率与帧结构同步数字体系具有统一规范的速率等级。SDH信号是以同步传送模块（STM：SynchronousTransportModule）的形式传输。STM信号是分等级的，不同等级的STM信号速率不同。STM-NN=4i，i=0,1,2,3,4光电工程学院2010第四章SDH基本概念34STM-1模块STM-1是SDH中最基本、最重要的模块信号。STM-1信号的速率为155.520Mbit/s，相应的光接口线路信号只是STM-1信号经扰码后的电/光转换的结果，因此光接口信号的线路速率不变，同样为155.520Mbit/s。光电工程学院2010第四章SDH基本概念35SDH与SONET的标准速率SDHSONET等级速率（Mbit/s）等级（光载波／电信号）速率（Mbit/s）STM-051.840OC-1STS-151.840STM-1155.520OC-3STS-3155.520OC-9STS-9466.560STM-4622.080OC-12STS-12622.080OC-18STS-18933.120OC-24STS-241244.160OC-36STS-361866.240STM-162488.320OC-48STS-482488.320OC-96*STS-96*4976.640STM-649953.280OC-192STS-1929953.280STM-25639813.120OC-576STS-57639813.120光电工程学院2010第四章SDH基本概念36§4.3.2帧结构帧结构是一种按规律有序排列的重复性图案。SDH帧结构以125μs的同步帧周期、以64kbit/s的帧同步信道速率为基础，便于实现支路信号的同步复用、交叉连接、上下电路和交换。光电工程学院2010第四章SDH基本概念37STM-N帧结构270N列19SOHSOHAUPTRSTM－N净负荷（含POH）传输方向9270N字节教材p.26图2.3光电工程学院2010第四章SDH基本概念38STM-N帧结构块状帧结构：270×N列9行帧长度：270×N列×9行＝2430×N（字节）或19440×N（比特）帧周期：125μs（帧频：8000Hz）信号速率：19440×N÷125×10-6＝155.520×N（Mbit/s）光电工程学院2010第四章SDH基本概念39STM-N帧结构对于任何STM等级，其帧周期均为125μs（帧频8000Hz）恒定不变。二维块状帧只是为了便于理解、记忆而采用的描述方法，真正传输时仍是一维的。二维块状帧的传输次序为从左到右，并逐行下移。对于STM-1，帧长度为2430字节（19440比特