传输设备原理及故障处理

传输设备介绍及常见故障处理2010年1月提纲：1、SDH简介2、SDH自愈保护3、日常故障分析与处理4、光接口类型和参数SDH是一个将复接、线路传输、交叉连接及交换功能融为一体的，并由统一的网管系统进行管理的综合业务传送网络SDH的定义SDH简介一、SDH的发展历史1937年——英国人里夫斯发明了PCM，1957年进入商用，1965年美国人制定了标准。1966年英籍华人高锟提出用石英玻璃制成光纤来传输电信号。1973年美国康宁公司研制成功传输损耗为20dB/km的光纤，1977年光纤通信首次在美国获得商用。1984年美国贝尔实验室首先开始同步光同步体系（SONET）的研究。1986年CCITT开始审议SONET标准，并于1988年通过了第一批SDH建议。SDH简介140OLTE34814034822883434140140OLTEOLTE:光线路终端ADM155Mbit/s155Mbit/s234140ADM:分插复用设备SDHSDHSDHPDH二、PDH和SDH的比较1.PDH是逐级复接，SDH是一步到位；用SDH设备组网简单经济SDH简介专用的PDH光信号厂商A厂商B厂商B标准电接口互通2Mbit/s或34Mbit/sPDH厂商B厂商ASDH标准光接口互通统一的SDH-N光信号2.PDH网络接口的电接口是标准的，光接口没有标准化；SDH的网络接口对光接口也制订了标准，使得不同厂家的设备在光纤上能够互通。SDH简介TS0TS1TS2TS15TS16TS17TS18TS31（a)2048kbit/s帧结构净荷再生段开销复用段开销指针（b)SDH的帧结构（STM-1帧概貌3.PDH和SDH的帧结构通常的PDH帧结构用一个绘成一行的图或列表的形式来描述，而SDH的帧结构是用一个二维的距阵来描述。SDH简介4PDH帧结构中开销比特较少，不能提供足够的运行、管理和维护（OAM）能力；SDH帧中有大量的开销比特，可以提很强的OAM能力。5PDH体系有两大体系三个不同的标准；SDH体系是一个世界统一的标准，能兼容两大系列三个标准从而实现完全互通。与SDH相比，PDH的主要缺点有二：第一：PDH考虑的主要业务对象是普通的传统电话业务，它在很多方面已不能适应现代通信向业务多样话和宽带化发展的要求。且网管能力、网络自愈能力、互通性能都较差。第二：PDH主要用于点对点连接。它没有标准的光接口，不同厂家的设备不能实现光口互连，组网能力差。SDH简介三.SDH的优点：（1）一次到位的同步复用方式使传输系统的硬件品种、数量减少。（2）高度标准化的光接口。（3）具有强有力的标准化网管功能（4）既兼容现在所有的PDH系列，又能充分满足将来的发展。SDH简介四、SDH的缺点频带利用率不如传统的PDH。采用指针调整机理不仅增加了设备的复杂性，而且还增加了某些设备的接口难度。由于大规模的采用软件控制和将业务量集中在少数几个高速链路和交叉连接点上。人为错误、软件故障、计算机病毒均可导致重大故障。SDH简介SDH等级与速率等级STM-1STM-4STM-16STM-64速率（Mb/s）155.520622.0802488.3209953.2806325210084032含2M数量STM-N（N=1，4，16，64...）的意思是第N级同步传送模块。STM的基础速率为155520kbit/s,称STM-1。SDH简介SDH信号复用映射结构复用虚容器STM-N×N×1140Mb/s45Mb/s34Mb/s6.3Mb/s2Mb/s1.5Mb/s×3×７×７×１×３C-11C-12C-2C-3C-4VC-11VC-2VC-3VC-3VC-4TU-11TU-12TU-2TU-3TUG-2TUG-3AUGAU-3AU-4VC-12×3×4×1容器支路单元管理单元支路单元组管理单元组同步传送模块映射定位校准SDH简介我国采用的复用映射结构复用虚容器STM-N×N×1140Mb/s34Mb/s2Mb/s×７×１×３C-12C-3C-4VC-3VC-4TU-12TU-3TUG-2TUG-3AUGAU-4VC-12×3容器支路单元管理单元支路单元组管理单元组同步传送模块映射定位校准SDH简介SDH自愈保护自愈保护基础理论及发展过程SDH自愈保护技术链形网络业务保护环形网络业务保护环间业务保护SDH自愈保护什么是自愈？自愈的概念：当网络发生故障时，无需人工干预，即可在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。为什么要提出自愈的概念？随着科技的发展,我们的生活和工作对通信的依赖越来越大。据统计，通信中断1小时可使保险公司损失2万美元、使航空公司损失250万美元、使投资银行损失600万美元；通信中断2天足以让银行倒闭。所以通信网络的生存性已成为现代网络规划设计和运行的关键率因素之一。SDH自愈保护业务恢复时间要求多数话带数据调制解调器超时业务恢复时间交换业务的连接丢失情况50~200ms200ms~2s2s10s10s5min业务丢失概率5%所有电路交换连接业务丢失业务丢失概率提高所有通信会话丢失连接数字交换机阻塞SDH自愈保护业务恢复的时间要求业务中断时间的两个重要门限值：（1）50ms：中断时间小于50ms，可以满足绝大多数业务质量要求；可认为其对多数电路交换网的话带业务和中低速数据业务是透明的。（2）2s：中断时间小于2s，可保证中继传输和信令网的稳定性，电话、数据、图象等多数用户可忍受。作为网络恢复的目标值（连接丢失门限CDTSDH自愈保护自愈保护基础理论及发展过程所谓自愈保护，就是为受保护业务建立一条保护路由，当工作路由出现故障时，自动切换到保护路由，重新建立业务连接关系，保证业务的接续性，起到自愈保护的作用。自愈保护的基本原理SDH自愈保护SDH传送网基本的网络拓扑结构.链形网－－－主要用于专用网(如铁路网)网络中的所有节点一一串联，并且首尾开放，又称线型网。结构简单、经济。.星型网－－－多用于本地网（接入网、用户网）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；缺点是安全问题和处理能力存在瓶颈。.树形网可视为线形网与星型网的结合。同样存在安全和处理能力等问题SDH自愈保护.环形网－－－常用于本地网、局间中继网所谓环形网，就是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。.网孔型网－－－常用于长途网网络中的任何二个节点都能直接相连。它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、冗余度高、有效性降低、成本较高。SDH自愈保护线形：星形：树形：SDH自愈保护环形：网孔形：SDH自愈保护通道保护环和复用段保护环的区别:1、通道保护环：业务的保护是以通道为基础的，也就是保护的是STM-N信号的某个VC（某一路PDH信号），倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的，通常利用收端是否收到简单的TU-AIS信号来决定该通道是否进行倒换。例如：收端收到第4VC4的第48个TU-12有TU-AIS，那么就仅将通道切换到备用信道上去。2、复用段倒换：是以复用段为基础的，倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。倒换是由K1K2字节所携带的APS协议来启动的，当复用段出现问题时，环上整个STM-N或1/2STM-N的业务都切换到备用信道上。复用段保护条件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC（复用段误码过量）告警信号。3、通道环保护一般是专用保护，在正常情况下保护通道也传主用业务（业务是1+1保护），信道利用率不高。复用段保护环使用公用保护，正常时用信道传额外业务（业务是1：1保护）。信道利率高。SDH自愈保护日常故障分析与处理传输告警分类告警：传输类：LOS、LOF、LOP、AIS等，包括MS、HP、LP、AU、TU相应告警，即复用段、再生段、高阶/低阶通道相应告警；本端、远端RDI。设备类：板脱位、故障、不匹配、时钟丢失等；性能超值：B1、B2、B3、PJ、V5、CV等软件类：网管、时隙分配等。日常故障分析与处理LOS：信号丢失告警表示本端接收不到光或电信号。当信号幅度在给定时间（例如10s或更长）内一直低于某一设定门限值（使BER劣于10-3）时，则SDH设备应进入LOS状态。如果检测到2个连续的有效的帧定位图案并且没有检测到LOS时，则SDH设备应退出LOS状态。日常故障分析与处理光口LOS网管告警为：光接收信号丢失、低光输入主要引起的原因是光缆断或光缆故障；对端发送光信号没有；本端收光模块坏；接收到光信号与光模块速率等级不同；收发光功率不在收光模块指标范围内。处理方法：软硬件自环和测试光功率。日常故障分析与处理电口LOS网管告警为：2M终端（接收）信号丢失。检测PDH一侧是否有信号由接口送入SDH设备，支路板没有接收到输入信号，即检测到DDF架和与之相关的接头和连线。电口LOS只与本网元有关，一般是以下原因：接口电缆接错或DDF架接触不良所造成的，如果2M支路板出现硬件故障也会造成上述两种告警的出现。日常故障分析与处理故障排除的通用方法观察法隔离法替换法复位重起法综合法日常故障分析与处理将光路或电路上的收发信号直接从网元接口上进行软件或硬件上的连接就称为环回。软件环回由向需要环回的网元下发命令，通过该网元的光板或支路板上的相应电路动作以完成环回。硬件环回直接通过尾纤或2M自环线在需要环回的接口上将收发自环。日常故障分析与处理环回是用于检查通路或线路故障的常用方法，它能帮助我们快速准确的定位故障段落及故障网元，有时甚至可以定位到单板。环回的用途日常故障分析与处理环回的分类硬件环回软件环回光线路环回电支路环回终端侧环回线路侧环回光线路环回电支路环回电支路环回光线路环回日常故障分析与处理硬件环回方法•用尾纤或2M自环线直接将光板或EP1板的相应收发口短接。由于直接对EP1板操作比较困难，因此，对2M的自环一般在DDF架上进行。日常故障分析与处理光纤的种类SDH光传输网的传输媒质是光纤，由于单模光纤具有带宽大、易于升级扩容和成本低的优点，国际上已一致认为同步光缆数字线路系统只使用单模光纤作为传输媒质。光纤传输中有3个传输“窗口”——适合用于传输的波长范围；850nm、1310nm、1550nm。其中850nm窗口只用于多模传输，用于单模传输的窗口只有1310nm和1550nm两个波长窗口。光信号在光纤中传输的距离要受到色散和损耗的双重影响，色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽，引起码间干扰降低信号质量。当码间干扰使传输性能劣化到一定程度（例10-3）时，则传输系统就不能工作了，损耗使在光纤中传输的光信号随着传输距离的增加而功率下降，当光功率下降到一定程度时，传输系统就无法工作了。为了延长系统的传输距离，主要在减小色散和损耗方面入手。1310nm光传输窗口称之为0色散窗口，光信号在此窗口传输色散最小，1550nm窗口称之为最小损耗窗口，光信号在此窗口传输的衰减最小。光接口类型和参数ITU-T规范了三种常用光纤：符合G.652规范的光纤、符合G.653规范的光纤、符合规范G.655的光纤。其中G.652光纤指在1310nm波长窗口色散性能最佳，又称之为色散未移位的光纤（也就是0色散窗口在1310nm波长处），它可应用于1310nm和1550nm两个波长区；G.653光纤指1550nm波长窗口色散性能最佳的单模光纤，又称之为色散移位的单模光纤，它通过改变光纤内部的折射率分布，将零色散点从1310nm迁移到1550nm波长处，使1550nm波长窗口色散和损耗都较低，它主要应用于1550nm工作波长区；G.654光纤称之为1550nm波长窗口损耗最小光纤，它的0色散点仍在1310nm波长处，它主要工作于1550nm窗