技术传输培训-SDH原理(XXXX1112)

——传输（SDH)技术培训通信技术培训材料甘肃智联信息科技有限责任公司2012.11目录•一、基本概念：（模拟信号，数字信号，数模转换，同步）•二、信号数字化过程及原理：•三、PCM信号。基本概念：•1、模拟信号：模拟信号就是在振幅和相位上都是连续的信号（可以有无限多个划分）。如：语音信号，图像等。其特点是直观容易实现，但是其缺点是：①保密性差；②抗干扰能力弱。•2、数字信号：数字信号则是指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小，易于有数字电路进行。其特点是：①加强了通信的保密性；②提高了抗干扰能力。•3、模拟信号与数字信号的关系：①当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时，电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质；而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。②当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点。•4、模拟信号和数字信号之间可以相互转换：模拟信号一般通过PCM脉码调制(PulseCodeModulation)方法量化为数字信号；数字信号一般通过对载波进行移相(PhaseShift)的方法转换为模拟信号。目前更具应用发展前景的是数字信号。•5、同步：即双方的时钟要调整到同一个频率（和同一相位）。量化编码量化器编码器d(t)m(t)k(t)v(t)p(t)其实调制的概念体现在抽样和编码过程中。我们虽然从概念上可以理解抽样的含义，但在电路中如何实现呢？在实际工程中，可控开关通常是用一个乘法器实现的，我们用图3―3脉冲编码调制模型说明这个问题。假设有一模拟电压信号v(t)通过乘法器与一个抽样窄脉冲序列p(t)相乘，就会得到一个幅度随v(t)的变化而变化的窄脉冲序列k(t)A率13折线量化法：1.07/86/85/84/83/82/81/801/81/161/41/21.01/641/321/128yx0.2图：A律13折线示意图对于A律量化来说，量化级数为256，则一个码组的长度就是8位。目前常用的编码码型有自然二进制码(NBC,NaturalBinaryCode）、折叠二进制码(FBC，FoldedBinaryCode）和格雷二进制码(RBC,GrayorReflectedBinaryCode）三种PCM信号•PCM的概念最早是由法国工程师AlceReeres于1937年提出来的。1946年第一台PCM数字电话终端机在美国Bell实验室问世。1962年后，采用晶体管的PCM终端机大量应用于市话网中，使市话电缆传输的路数扩大了二三十倍。20世纪70年代后期，随着超大规模集成电路PCM芯片的出现，PCM在光纤通信、数字微波通信和卫星通信中得到了更为广泛的应用；•语音信号的数字化过程：我们知道语音信号的通信频率在20HZ-20000HZ,主要在30HZ-3400HZ附近，根据奶奎斯特原理（抽样定理），对于一个带限模拟信号f(t)，假设其频带为（0，fH），若以抽样频率fs≥2fH对其进行抽样的话（抽样间隔Ts≤1/fs），则f(t)将被其样值信号ys(t)=(f(nTs))完全确定。或者说，可从样值信号ys(t)=(f(n(Ts))中无失真地恢复出原信号f(t)。则语音信号的频率=6.8KHZ,一般取值为8KHZ.根据A率13折线量化方法，采用256位量化级，因此编码为8位量化码，则量化后的频率为8×8KHZ=64KHZ,E1的复用•我们知道一路基带话音信号的最高频率为3.4kHz，一般取其为fH=4kHz，那么，若对该信号进行PCM，则根据抽样定理取抽样频率fs=8kHz，所对应的抽样间隔Ts=1/fs=125μs，如果每个样点的持续时间为25μs，则样值信号的相邻两个样点之间就有100μs的空闲时间。若一个信道只传输一路这样的PCM信号，则每一秒就有0.8s被白白浪费掉了，如果进行长途传输，其信道利用率之低，传输成本之高是人们难以容忍的。为此，人们提出了时分复用的概念。•PCM的帧结构：CH0CH02.048Mb/s传x线路CH0CH15CH16CH17CH15CH16CH17CH31CH31CH1CH1…………时分复用帧TCH0xH1CH2…CH15CH16xH17CHx0CH31…8bitt时分复用帧时分复用帧xx125ms15个x路15个话路CH02.048Mb/s传x线路CH0CH15CH16CH17CH15CH16CH17CH31CH31CH1CH1…………时分复用帧TCH0xH1CH2…CH15CH16xH17CHx0CH31…8bitt时分复用帧时分复用帧xx125ms15个x路15个话路PCM帧的含义•CH0：在一个帧中，CH0主要用于传送帧。定位信号（FAS）：CRC-4（循环冗余校验）和对端告警指示•CH1-15，CH17-CH31：CH1至CH15和CH17至CH31共30个时隙传送话音或数据等信息。称CH1至CH15和CH17至CH31为净荷。•CH16：，CH16主要传送随路信令（CAS）、复帧定位信号和复帧对端告警指示，，CH0和CH16为开销。如果采用带外公共信道信令（CCS），CH16就失去了传送信令的用途，该时隙也可用来传送信息信号，这时帧结构的净荷为CH1至CH31，开销只有CH0。•PCME1形式接口：G.703非平衡的75ohm，平衡的120ohm2种接口•使用PCME1形式有三种方法•1、将整个2M用作一条链路，如DDN2M；•2、将2M用作若干个64k与组合，如128K，256K等，这就是CE1；•3、在用作语音交换机的数字中继时，这也是E1最本来的用途，是把一条E1作为32个64K来用，但是时隙0和时隙15是用作signaling即信令的，所以一条E1可以传30路话音。PRI就是其中的最常用的一种接入方式，标准叫PRA信令。用2611等的广域网接口卡，经V.35-G.703转换器接E1线。这样的成本比E1卡低，DDN的2M速率线路是经HDSL线路拉至用户侧。E1可由传输设备出的光纤拉至用户侧的光端机提供E1服务。•PCME1形式使用注意事项•PCME1形式接口对接时，双方的E1不能有信号丢失/帧失步/复帧失步/滑码告警，但是双方在E1接口参数上必须完全一致，因为个别特性参数的不一致，不会在指示灯或者告警台上有任何告警，但是会造成数据通道的不通/误码/滑码/失步等情况。这些特性参数主要有；阻抗/帧结构/CRC4校验；PCME1形式帧结构有PCM31/PCM30/不成帧三种。传输技术发展与回顾•传输技术发展回顾—光网络发展历程：PDH：准同步数字传输系统；SDH：同步数字传输系统；MSTP：多业务传送平台DWDM：密集波分复用系统；ASON：自动交换光网络（智能光网络）SDH的主要优势：接口规范，同步复用，运行维护管理（OAM）功能强大，互联互通兼容性好DWDM主要优势：超大容量，对数据率“透明”按光波长复用和解复用，平滑扩容，兼容光交换容量增加/业务多样化196680年代94年99年90年代初98年1976DWDM开始建设SDH标准完善PDH仍为主力实用化产品出现SDH逐步成为传输主力设备PDH产品开始规模使用高锟提出光传输理论DWDM规模建设，全光网试验MSTP/ASON02年OTN/PTN/RTN21世纪电信网的基本结构基站用户终端设备光端机光端机电端机电端机微波收发信机微波收发信机程控交换机程控交换机移动交换机移动交换机分组交换机分组交换机传输设备交换设备交换设备用户终端设备基站卫星模拟用户线中继线模拟用户线中继线2Mb/s300~3400Hz300~3400Hz微波光纤PCM2Mb/s交换网传输网接入网接入网交换网PCMSDHWDMSDHWDM11速率等级等级STM-1STM-4STM-16STM-64速率（Mb/s）155.520622.0802488.3209953.2806325210084032含2M数量传送网的结构分层DXC4/4DXC4/4DXC4/4DXC4/4STM-16/64STM-16/64网状网环形网DXC4/1DXC4/4DXC4/1STM-16/64STM-16/64网状网环形网ADMSTM-16ADMADMADMSTM-16STM-16STM-4DXC4/1DXC4/1环形网星形环形线形ADMADMTMTMTMADMTMADMSTM-1/4STM-16STM-1STM-1STM-1第1层---省际干线第2层---省内干线第3层---中继网第4层---接入网我国光传送网结构分4个层面：传输网结构622Mb/s光纤线622Mb/s光纤环路电话用户线宽带业务线ODFSTM-4TMMDFDDF电话交换机ATM交换机配线架配线架配线架传输设备业务节点设备DDFSTM-4ADM622Mb/s622Mb/s155Mb/s155Mb/s分支电路155Mb/s转换电路155Mb/sN*2Mb/sDXCSDH技术•1、SDH基本概念；•2、SDH的帧结构及速率；•3、SDH的服用过程；•4、开销与管理指针单元；•5、开销字节与网络事件的关系；•6、SDH的组网方式(SDH网络拓扑结构)SDH的基本概念•同步数字体系SDHSynchronousDigitalHierarchy表示一整套可以进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字传送结构等级，用于在物理传输网上传送经适配的净负荷•SDH是一套数字传送结构；•通过物理传输网络传送经适配的业务信息（净负荷）；•被设计成多用途，允许传送各种类型的信号（包括G.702规定的PDH信号在内）。•一种具有标准光接口的高速光纤系统。•一种同步复用设备。•一种由基本网元组成,可进行同步信息传输,复用,分插和交叉连接的传送网。SDH的基本概念•同步数字体系所包含的内容：一套新的国际标准一个组网原则一种复用方法•SDH提供了一个在国际上得到支持的框架，从而在此框架基础上就可以发展并建成一种灵活、可靠以及能进行遥控管理的世界通信传输网。•SDH传输网非常容易地扩展，并且非常适于新的电信业务的开发。•SDH标准使不同厂家生产的设备之间进行互通成为可能，这正是网络建设者长期以来一直期望的。•对于用户和通信运营商来说，SDH标准可以保证未来的信息技术的发展将会是有条不紊的，完全不必要担心出现不兼容性或网络的过时问题。SDH的基本概念•网络节点接口•NNI：NetworkNodeInterfaceNNI表示网络节点（实现终结、复用、交叉连接和交换功能）之间的接口。SMSMSM有线/无线系统DXC/EA有线/无线系统SMSMSMTRTRTRNNINNINNINNITRTRTRSM：同步复用设备DXC：数字交叉连接设备TR：支路EA：外部接入设备2、SDH的速率及帧结构•同步传送模块-STM：SynchronousTransportModuleSTM是一种信息结构，它由信息净负荷、段开销（SOH）和AU指针构成，组织成一种信息结构，重复周期为125μs。这种信息适宜在所选择的媒质上以与网络同步的速率串行传输。基本模块STM-1信号的速率为155520Kbit/s.更高阶的STM-N模块信号由N个STM-1信号按同步复用方式形成。•SDH具有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-1、STM-4和STM-16，并具有页（块）状帧结构。等级STM-1STM-4STM-16STM-64速率（Mbit/s）155.520622.0802488.3209953.280STM-N帧结构•STM-N帧结构由三部分组成：信息净负荷（Payload），含POH管理单元指针（AUPTR）段开销（SOH）---RSOH和MSOH•STM-1帧由9行、270列共2430个字节组成。传送时按由左到右、由上至下的顺序进行，直到整个帧传送完毕。每秒传送8000帧。因此其传输速率为：270×9×8×8000=155.520