PDH和SDH

1第六章SDH传输技术及网络2主要内容两种数字光纤通信系统传输系列：PDH和SDHSDH技术城域光网络光接入网技术SDH光接口的测试3§6.1两种数字光纤通信传输系列：PDH和SDH“同步”：在数字光纤通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列，这些数字信号流在传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误。两种传输系列：PDH和SDH准同步数字体系（PlesiochronousDigitalHierarchyPDH）：很好地适应传统的点对点通信要求同步数字体系（SynchronousDigitalHierarchySDH）：适应动态联网的要求，支持新业务的开发和现代网络管理4分级复用、分散的网络部件、背靠背结构、人工交叉连接、非标准的光接口解复用解复用...光/电复用复用...电/光140/34Mb/s34/8/2Mb/s34/8/2Mb/s140/34Mb/s140M34M2M34M140M专用光接口专用光接口DFPDH分插/复用信号5接口标准不统一没有国际统一的速率标准2M系列：（欧洲）2M、8M、34M、140M、565M；1.5M系列：（北美）1.5M、6.3M、45M、274M；（日本）1.5M、6.3M、32M、100M；没有国际统一的光接口规范（多种码型变换方案）复用结构复杂上下电路需大量硬件进行逐级复用与解复用（背靠背）、结构复杂、传输性能劣化。缺乏有效的网络管理功能网络的OAM能力差，无足够的开销字节。准同步数字系列(PDH)存在的问题6最初由贝尔实验室提出同步光网络(SONET)，在光上实现标准化、让不同厂家的光设备兼容之后1988年,CCIT(ITU-T)提出了同步数字体系(SDH)。它主要规定速率等级、信号格式、复用方式、网络接点接口参数等。SDH的主要内容在于规定了信号复用方式。用一些标准化的等级结构——STM-N矩形帧结构来复用低速信号，原后在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接。SDH在更大程度上是属于电路复用层上的操作。SDH的产生§6.2SDH技术7接口方面纵向兼容性：同步复用及映射方法，使现存的PDH业务都能进入其帧结构，还可容纳各种新的数字业务信号。横向兼容性：有全世界统一的网络节点接口，任何网络单元在光路上得以互通。复用方式信号采用同步复用方式和灵活的映射结构，位置是可预见的。支持一次复用/解复用，节省了大量的复接/分接设备，减少了信号损伤、设备成本等，业务的上、下更加简便。数字交叉连接(DXC)使网络具有了很强的自愈功能，便于用户按需动态组网，实时业务调配运行维护方面安排了丰富的用于运行、管理和维护（OAM）功能的开销比特，使网络的监控功能大大加强SDH的优点8光/电光信号分接分接分接140/34Mb/s34/8Mb/s8/2Mb/s复接复接复接电/光光信号2/8Mb/s8/34Mb/s34/140Mb/s2Mb/s(电信号)SDHADM155Mb/s光接口155Mb/s光接口2Mb/s(电信号)PDH采用SDH分插复用器(ADM)，可以直接分出和插入2Mb/s支路信号，节省了大量的复接/分接设备，减少了信号损伤。PDH和SDH分插信号流程的比较9SDH等级速率(MB/S)2MB/S数量数字话线路STM-1155.520631890STM-4622.0802527560STM-162448.320100830240STM-649953.2804032120960SDH传输速率10STM-4/STM-1兼容型SDH设备SDH设备119×270×N字节13459RSOHSTM-N净负荷(含POH)传输方向9×N261×N270×N列MSOHT=125sSDH的帧结构AUPTR段开销SOH：为保证信息、正常、灵活、有效地传送所必须附加的字节，可分为再生段开销(RSOH)和复用段开销(MSOH)两部部分净负荷:可真正用于电信业务的比特，包括少量可用于通道维护管理的通道开销(POH)字节管理单元指针(AU-PTR):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12将低速支路信号复接为高速信号，通常有两种传统方法：比特塞入法和固定位置映射法。正码速调整法的优点：容许被复接的支路信号有较大的频率误差；缺点：复接与分接相当困难。PDH的复用方式比特塞入法的优点：复接和分接容易实现，但由于低速信号可能是属于PDH的或由于SDH网络的故障，低速信号与高速信号的相对相位不可能对准，并会随时间而变化。SDH的复用结构和步骤两种复用方式缺陷比特塞入法无法从高速信号中上/下低速支路信号；固定位置映射法引入的信号时延过大。13SDH复用特点字节间插复用各支路信号按字节顺序进行间插排列以形成更高速率的信号；各支路信号在帧中的位置固定，可直接提取/接入。净负荷指针技术用软件指针指示净负荷在帧中的位置；允许支路信号速率有差异（可进行速率调整）；不使用125s缓存器，避免滑动损伤。SDH的复用结构和步骤14SDH的复用结构和步骤C－容器、VC－虚容器、TU－支路单元、TUG－支路单元组、AU－管理单元、AUG－管理单元组SDH的一般复用映射结构STM-NAUGAU-4VC-4TUG-3TU-3VC-3TUG-2TU-2VC-2×N×1×3×1×7AU-3VC-3×3C-3C-4139264kbit/s44736kbit/s×7C-234368kbit/s×1TU-12VC-12C-126312kbit/s×3VC-11C-112048kbit/s×41544kbit/s指针处理复用定位校准映射TU-1115映射在SDH网络边界处，使支路信号适配进虚容器(VC)的过程。即各种速率的PDH信号分别经过码速调整装入相应的标准容器，再加进低阶或高阶通道开销（POH）形成虚容器负荷的过程。如：把2Mb/s信号适配进VC-12；把34(或45)Mb/s信号适配进VC-3；把140Mb/s信号适配进VC-4。SDH的复用结构和步骤定位将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程162b12313123cacbaTU-12aTU-12bTU-12cTUG-2444TU-12aSDH的复用结构和步骤复用多个低阶通道层的信号适配进高阶通道或者多个高阶通道信号适配进复用层的过程，即以字节交错间插方式把TU组织进高阶VC或者把AU组织进STM-N的过程字节间插复用各支路信号按字节顺序进行间插排列，形成更高速率信号。171.信息容器C用于装载各种速率业务信号的信息结构，国际规范了5种信息容器，我国使用其中的三种：种类C-12C-3C-4装载信号种类2Mb/s34/45Mb/s140Mb/s结构9行×4列–29行×84列9行×260列速率（Mb/s）2.17648.384149.760参与复用与映射的单元：182.虚容器VC用来支持SDH通道层连接的信息结构，由信息容器C加上通道开销POH构成。国际规范了5种虚容器，我国使用其中的三种：种类VC-12VC-3VC-4装载信号种类2Mb/s34/45Mb/s2/34/45/140Mb/s结构9行×4列–19行×85列9行×261列速率（Mb/s）2.24048.960150.336SDH的复用结构和步骤19POHC-3(34/45Mb/s)C-4(140Mb/s)POHVC-12VC-385列261列9行POHC-12(2Mb/s)4列3×TUG-3(2/34/45M)POH261列9行VC-4(a)VC-4(b)R2R19行参与复用与映射的单元：203.支路单元TU是在高阶VC与低阶VC之间进行适配的信息结构，TU是由低阶VC加上支路单元指针TUPTR构成。种类TU-12TU-3构成VC12+TU-PTRVC3+TU-PTR结构9行×4列9行×85列+3速率（Mb/s）2.30449.152参与复用与映射的单元：H1H2H3TUPTRVC-12VC-39行TU-34列85列9行TU-12214.支路单元组TUG由几个TU或TUG进行字节间插复用组成。种类TUG-3构成3×TU-127×TUG-2结构9行×12列9行×(84×2)列速率（Mb/s）6.91249.536TUG-23×TU-127×TUG-29行TUG-3R为填充字节12列86列9行RRTUG-2参与复用与映射的单元：225.管理单元AU-4是在高阶VC与复用段之间进行适配的信息结构，是由高阶VC加上管理单元指针AU-PTR构成。VC-49行261列AU-PTR9列参与复用与映射的单元：23SDH的传输网结构和自愈能力电路层网络VC－12VC－3VC－4电路层通道层低阶通道层高阶通道层SDH传送层复用段层网络再生段层网络物理层网络段层传输媒质层SDH传输网的分层模型电路层网络为用户提供交换业务，包括64kbit/s电路交换网、分组交换网、ATM交换及租用线电路网通道层网络用于支持不同类型的电路层网络，可分为低阶通道层网络和高阶通道层网络，具有管理控制通道层网络中连接性的潜力是SDH网络的关键特征之一传输媒质层网络分为段层网络和物理媒质层网络，段层网络包括复用段层网络和再生段层网络，传输媒质层网络是指光缆或无线传输媒质SDH传送网可分为电路层、通道层和传输媒质层24•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。SDH设备（1）SDH的传输网结构和自愈能力PDH支路信号SDH支路信号OAM东侧线路信号STM-NSTM-NADMPDH支路信号SDH支路信号线路信号STM-NTMOAM•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。西侧线路信号25•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。SDH设备（2）SDH的传输网结构和自愈能力西侧线路信号OAM东侧线路信号STM-NSTM-NREGPDH支路信号STM-NSTM-NSDH支路信号DXC•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。26SDH基本网络拓扑结构ADMTMADM/DXCADMTMTMTMTMTMADM/DXCTMTMTMADMADMADMADMADMADMADM/DXCADM/DXCADM/DXCADM/DXC(a)链型(b)星型(c)树型(d)环型(e)网格型SDH网是由SDH网元设备通过光缆互连而成的，网络节点（网元）和传输线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构。网络的有效性（信道的利用率）、可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关。网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形。27SDH基本网络拓扑结构线形网：网络中的所有节点一一相连，并且首尾开放，又称链型网。结构简单、经济。星型网：网络中的某一点（枢纽）与其它个节点直接相连，而其它各点之间不再直接相连。优点是除枢纽点外，所有节点都可配成终端；缺点是安全问题是瓶颈。树形网：可视为线形网与星型网的结合。环形网：把线形网的首尾相接,从而使任何一点都不对外开放。环形网结构在SDH传送网中应用非常广泛，因它具有自愈能力，使网络具有很强的生存性。网格型网：网络中的任何二个节点都能直接相连。能为二点间的通信提供多种路由可选，因而网络的可靠性高；但结构复杂、成本较高。28SDH环网的自愈对业务信号的传送路径进行保护，它既可以在复用段层进行，也可以在通道层进行。线路系统的复用段保护（MSP）业务保护以复用段为基础（复用段信号质量），它可以分为二种方式：1+1与1N。1+1：STM-N信号永久性地被连接在工作通路与保护通路上，二个通路皆传送业务信号；收端择优选用。1N：N个工作通路共用一个保护通路，保护通路可传额外业务。复用段保护倒换要使用APS协议，倒换要在50ms时间内完成。复用段保护环可分为二纤环与四纤环。根据业务传送方向又可分单向保护环与双向保护环。29通道保护（PP）业务保护以通道为基础（通道信号质量优劣），通道保护一般采用