SDH理论基础(1).ppt
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1、SDH理论基础,深圳市华为技术有限公司,1、SDH基本概念 7、同步光缆2、帧结构与段开销 8、SDH网同步3、复用与映射 9、网络性能4、指针与通道开销 10、SDH传送网5、同步复用设备 11、网络管理系统6、数字交叉连接设备,内 容 提 要,一、PDH缺点 没有国际统一的速率标准(1.5M与2M系列)没有国际统一的光接口规范 上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高 网络的OAM能力差,SDH基本概念(一),SDH基本概念(二),二、SDH特点 优点:速率统一:155M、622M、2.5G、10G 光接口与帧结构统一(STM-N)一步复用特性:从高速信号中直接提取/接入 低速信号 强大的OA
2、M&P能力实现了网络管理的智能化 组网灵活、网络的生存性强 前后向兼容 缺点:带宽利用率稍低,SDH基本概念(三),三、SDH基本概况1.等级与速率,等 级,STM-1,STM-4,STM-16,STM-64,速率(Mb/s),155.520,622.080,2488.320,9953.280,含2M数量,63,252,1008,4032,SDH基本概念(四),2.SDH设备.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。,PDH支路信号 SDH支路信号,OAM,线路信号,STM-N,TM,SDH基本概念(五),.分插复用器 ADM 设在网络的中间局
3、站,完成直接上、下电路功能。,PDH支路信号 SDH支路信号,OAM,东侧线路信号,西侧线路信号,STM-N,STM-N,ADM,SDH基本概念(六),.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。,OAM,东侧线路信号,西侧线路信号,STM-N,STM-N,REG,SDH基本概念(七),.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。,PDH支路信号,STM-N,STM-N,SDH支路信号,DXC,SDH基本概念(八),3.SDH网络拓扑.线形网,TM,ADM,ADM,TM,REG,.树形网,TM,ADM,
4、ADM,TM,REG,ADM,TM,SDH基本概念(九),.环形网,ADM,ADM,ADM,ADM,SDH基本概念(十),.枢纽网,TM,DXC,ADM,TM,REG,ADM,TM,TM,ADM,TM,TM,SDH基本概念(十一),.网状网,ADM,ADM,ADM,ADM,帧结构与段开销(一),9270N字节,1,3,4,5,9,SOH,STM-N 净负荷(含POH),传输方向,9N,261N,270N列,SOH,SOH:段开销AU PTR:管理单元指针POH:通道开销,AU PTR,T=125s,帧结构与段开销(二),一、STM-1 SOH 字节安排,A1,A1,A1,A2,A2,A2,J0
5、,B1,E1,F1,D1,D2,D3,A U-P T R(管理单元指针),B2,B2,B2,K1,K2,D4,D5,D6,D7,D8,D9,D10,D11,D12,S1,M1,E2,RSOH,MSOH,9行,传输方向,T=125 s,国内使用字节 传输媒质指示字节 空格:国际使用字节,9 列,帧结构与段开销(三),二、SOH开销字节功能 A1、A2:帧定位字节(F6 28 H)J0:再生段跟踪:收、发是否正确对接 B1:再生段比特间插奇偶校验字节(BIP-8)D1 D3:再生段数据通信通道:可传送网管数据 D4D12:复用段数据通信通道:可传送网管数据 E1、E2:公务联络 F1:使用者通道:
6、为维护目的提供数据/音频通道 B2:复用段比特间插奇偶校验字节(BIP-N24)K1、K2:自动保护倒换字节APS S1:同步状态字节:指示同步状态、时钟级别等 M1:复用段远端差错指示:误码检测结果,复用与映射(一),一、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;各支路信号的位置固定,可直接提取/接入。净负荷指针技术:用软件指针来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。,复用与映射(二),二、参与复用与映射的单元1.信息容器 C 用于装载各种速率业务信号的信息结构。我国使用其中的三种(
7、共5种):,种类,C-12,C-3,C-4,装载信号种类,2 Mb/s,34/45 Mb/s,140 Mb/s,结 构,9行4列2,9行84列,9行260列,速率(Mb/s),2.176,48.384,149.760,复用与映射(三),2.虚容器 VC 是用来支持SDH通道层连接的信息结构。VC 是由信息容器C加上通道开销POH构成。,种类,VC-12,VC-3,VC-4,装载信号种类,2 Mb/s,34/45 Mb/s,2/34/45/140 Mb/s,结 构,9行4列1,9行85列,9行261列,速率(Mb/s),2.240,48.960,150.336,复用与映射(四),POH,C-3(
8、34/45Mb/s),C-4(140 Mb/s),POH,VC-12 VC-3,85列,261列,9行,POH,C-12(2Mb/s),4列,3TUG-3(2/34/45 M),POH,261列,9行,VC-4(a),VC-4(b),R2,R1,9行,复用与映射(五),3.支路单元 T U 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TU PTR构成。,种类,TU-12,TU-3,构成,VC12+TU PTR,VC3+TU PTR,结 构,9行4列,9行85列+3,速率(Mb/s),2.304,49.152,H1H2H3,复用与映射(六),TU PTR,VC-
9、12,VC-3,9行,TU-12 TU-3,4列,85列,9行,复用与映射(七),4.支路单元组 T UG 由几个TU或TUG进行字节间插复用组成。,种类,TUG-3,构成,3TU-12,7TUG-2,结 构,9行12列,9行86列,速率(Mb/s),6.912,49.536,TUG-2,复用与映射(八),3TU-12,7TUG-2,9行,TUG-2 TUG-3 R 为填充字节,12列,86列,9行,R,R,复用与映射(九),5.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。AU是由高阶VC加上管理单元指针AU PTR构成。,VC-4,9行,261列,AU-PTR,9列,复用
10、与映射(十),AUG,TUG-2,TU-12,VC-12,C-12,140M,34M/45M,2M,指针处理,映射,复用,校准,N,7,3,3,TUG3,STM-N,AU-4,VC-4,TU-3,1,三、我国规范的SDH复用与映射结构,1,2,b,复用与映射(十一),四、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。,1,2,3,1,3,1,2,3,c,a,c,b,a,TU-12 a,TU-12 b,TU-12 c,TUG-2,4,4,4,复用与映射(十二),五、映射1.何谓映射 映射就是在SDH网络边界把各种业务信号适配进相应的虚容器。如:把2Mb/s信号适配进VC-12
11、;把34(或45)Mb/s信号适配进VC-3;把140Mb/s信号适配进VC-4。,复用与映射(十三),2.SDH映射种类.异步映射 用码速率调整的方法把与网络同步或不同步的支 路信号映射进相应的虚容器。优点:对映射信号无任何限制性要求:如信 号速率的高低、是否具有帧结构等;接口简单、应用灵活。缺点:不能直接提取/接入支路信号。,.字节同步映射 无需进行速率调整,直接把支路信号适配进虚容器。对映射信号要求:速率必须与网络同步(仅含N64 kb/s),必须具有块状帧结构。优点:可直接提取/接入低速支路信号。缺点:对映射信号有限制性要求;硬件接口较复杂。.毕特同步映射 要求映射信号速率必须与网络同
12、步,但可不具有一定 的帧结构。与PDH相比,无明显优势;尚无人采用。,复用与映射(十四),复用与映射(十五),3.2Mb/s信号异步 映射进VC-12,W=DDDDDDDDD:数据比特R:填充比特O:开销比特C:调整控制比特S:调整机会比特,VC-12(子帧)的速率为2.240 Mb/s;映射信号的速率为2.048 Mb/s;进行速率调整后(加入填充毕特R),适配进虚容器VC-12。,P O H,R R R R R R R R,3 2 W,R R R R R R R R,P O H,C1 C2 O O O O R R,3 2 W,R R R R R R R R,P O H,C1 C2 O O
13、O O R R,3 2 W,R R R R R R R R,P O H,C1 C2 R R R R R S1,S2 D D D D D D D,3 1 W,R R R R R R R R,1子帧,2子帧,3子帧,4子帧,T=500s,净负荷指针(一),一、净负荷指针概念1.作用 指示净负荷的位置:净负荷的第一个字节相对 于指针最后一个字节的偏移量 进行速率调整:容纳净负荷速率偏差2.种类 管理单元指针 AU PTR 支路单元指针 TU-3 PTR、TU-12 PTR,净负荷指针(二),二、管理单元指针 AU PTR1.位置与结构,VC-4,9行,261列,AU-PTR,9列,H1,Y,Y,H2
14、,1*,1*,H3,H3,H3,Y=1001SS11(S未规定)1*=11111111,净负荷指针(三),2.H1、H2、H3 字节安排,N,N,N,N,S,S,I,D,I,D,I,D,I,D,I,D,H1,H2,H3,H3,H3,NDF,10毕特指针,负调整字节,AU类别,NDF:新数据标识SS:AU类别,SS=11:AU-4I:增加毕特D:减少毕特,净负荷指针(四),3.H1、H2、H3 字节功能.净负荷位置指示 10毕特指针指示净负荷的第一个字节相对于第三个H3字节的偏移量。.对净负荷VC-4进行速率调整 正调整:5个I毕特反转;在净负荷前面加3个填充字节;指针值加1。负调整:5个D毕特
15、反转;在净负荷前面3个字节移到3个H3字节中;指针值减1。.新数据标识 NDF 指示净负荷中的新数据变化。正常时:NDF=0110 有新数据时:NDF=1001,净负荷指针(五),三、支路单元指针 TU-3 PTR1.位置与结构,H1H2H3,VC-3,9行,85列,TU-3,净负荷指针(六),2.H1、H2、H3 字节安排,N,N,N,N,S,S,I,D,I,D,I,D,I,D,I,D,H1,H2,H3,NDF,10毕特指针,负调整字节,AU类别,NDF:新数据标识SS:TU类别,SS=10:TU-3I:增加毕特D:减少毕特,净负荷指针(七),3.H1、H2、H3 字节功能.净负荷位置指示
16、10毕特指针指示净负荷的第一个字节相对于H3字节的偏移量。.对净负荷VC-3进行速率调整 正调整:5个I毕特反转;在净负荷前面加1个填充字节;指针值加1。负调整:5个D毕特反转;在净负荷前面1个字节移到H3字节中;指针值减1。.新数据标识 NDF 指示净负荷中的新数据变化。正常时:NDF=0110 有新数据时:NDF=1001,净负荷指针(八),四、支路单元指针 TU-12 PTR1.位置与结构,V1,VC-12,V2,VC-12,V3,VC-12,V4,VC-12,500s 复帧,净负荷指针(九),2.V1、V2、V3 字节安排,N,N,N,N,S,S,I,D,I,D,I,D,I,D,I,D
17、,V1,V2,V3,NDF,10毕特指针,负调整字节,AU类别,NDF:新数据标识SS:TU类别,SS=10:TU-12I:增加毕特D:减少毕特,净负荷指针(十),3.V1、V2、V3 字节功能.净负荷位置指示 10毕特指针指示净负荷的第一个字节相对于V2字节的偏移量。.对净负荷VC-3进行速率调整 正调整:5个I毕特反转;在V3字节后面加1个填充字节;指针值加1。负调整:5个D毕特反转;在净负荷前面1个字节移到V3字节中;指针值减1。.新数据标识 NDF 指示净负荷中的数据变化。正常时:NDF=0110 有新数据时:NDF=1001,通道开销(一),一、高阶通道开销 VC-4/VC-3 PO
18、H1.位置与结构,VC-4/VC-3,J1,B3,C2,G1,F2,H4,K3,N1,通道开销(二),2.开销字节功能 J1:通道跟踪字节:收、发是否正确对接 B3:通道奇偶校验字节(BIP-8)C2:信号标记字节:VC-4可能包含1140M;334/45M;632M;G1:通道状态字节:远端差错指示REI(误码计数)远端缺陷指示 FDI F2:使用者通道 H4:位置指示字节:指示TU子帧在复帧中的位置 K3:通道自动保护倒换字节(APS)N1:网络操作者字节,通道开销(三),二、低阶通道开销 VC-12 POH1.位置与结构,V5,VC-12,J2,VC-12,N2,VC-12,K4,VC-
19、12,500s 复帧,通道开销(四),2.开销字节功能 V5:通道状态与信号标记。b1b2:奇偶校验 BIP-2 b3:误码检测结果 b4:远端失效指示 b5b6b7:信号标记,映射方式 b8:远端接收失效指示 J2:通道跟踪字节:收、发是否正 确对接 N2:网络操作者字节。K4:通道自动保护倒换字节。,同步复用设备(一),一、特点1.一步复用特性 采用字节间插复用与净负荷指针技术;可直接提取/接入低速支路信号(如从2.5G提取2M)。2.一定的交叉连接能力 对线路信号中的支路信号进行交叉连接。3.强大的OAM能力 利用丰富的开销字节,具有对网络、设备的运行、管理与维护能力。,同步复用设备(二
20、),二、设备性能要求1.误码性能 在设计所考虑的工作条件范围内,应无误码运行。2.同步性能(同步方式).外同步定时 设备的工作时钟严格跟踪(锁定)从外部输入的定时 基准信号。,同步复用设备(四),定时发生器,外定时基准,东侧STM-N,西侧STM-N,外同步定时方式,同步复用设备(五),.提取定时 设备从含有定时基准信息的外来信号中提取定时信号。A).线路定时:所有的发送时钟,皆从某一特定的STM-N接收信号中提取定时信号。,定时发生器,西侧STM-N,东侧STM-N,同步复用设备(六),B).通过定时:STM-N发送时钟,从其同方向终结的STM-N接收信号中提取定时信号。,定时发生器,西侧S
21、TM-N,东侧STM-N,同步复用设备(七),C).环路定时:STM-N发送时钟,从其同侧的STM-N接收信号中提取定时信号。,定时发生器,西侧STM-N,东侧STM-N,同步复用设备(七),.内部定时 当外同步定时与提取定时不能正常工作时,设备转入 内部定时工作方式。A).保持模式 设备模拟它在24小时以前存储的同步记忆信息来维持 设备的同步状态;其精度要求为:0.37ppm。B).自由运行模式 超过24小时以后,设备内部存储的同步记忆信息 已经用完,此时利用其内部的振荡器产生的信号 作为同步信号;其精度要求为:4.6ppm。,同步复用设备(八),2.定时性能 抖动与漂移.抖动与漂移含义 抖
22、动:数字信号的特定时刻(如最佳抽样时刻)与理 想时刻位置的短时间偏差。噪声、码间干扰、时钟的不稳定;映射、指针 调整等是产生抖动的主要原因。漂移:数字信号的特定时刻(如最佳抽样时刻)与理 想时刻位置的长时间(10Hz以下)偏差。温度的变化是产生漂移的主要原因。,0.2UI,同步复用设备(九),.输入抖动与漂移容限A).STM-N光接口输入抖动与漂移容限 在STM-N 输入信号上使光设备产生1dB光功率 代价的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。B).STM-N电接口输入抖动与漂移容限 在STM-N 输入信号上使设备刚刚不产生误码的 最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。C).PDH接口输入抖动与漂移容限 在
23、PDH 支路输入信号上使设备刚刚不产生误码 的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。,同步复用设备(十),.抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下,设备在其输出端所产生 的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。A).STM-N光接口抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下,用12KHz高通滤波器在 设备的光接口输出端测得的抖动根均方值(RMS)。B).STM-N电接口抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下,用规定滤波器在设备的 光接口输出端测得的抖动根均方值。,C).映射抖动与漂移 又称因支路信号映射产生的抖动与漂移。是指在无指针调整的条件下,因进行映射、去映射 处理所产生的输出抖动与漂移值。D).指针调整抖动
24、与漂移 因进行指针调整而产生的抖动与漂移值。E).结合抖动 是考虑支路映射与指针调整同时发生时所产 生的抖动值。,同步复用设备(十一),同步复用设备(十二),.抖动与漂移传递函数 输出STM-N信号的抖动值与加在输入STM-N信 号上的抖动值之比,随频率而变化的关系。目前,该参数仅适用于再生器。,同步复用设备(十三),三、同步复用设备的种类1.终端复用设备TM 从PDH/SDH 支路信号到SDH线路信号的复用;或反之。,TM,PDH支路信号 SDH支路信号,OAM,线路信号,STM-N,同步复用设备(十四),2.分插复用设备 ADM 在不分接和终结线路信号的条件下,可将任何支路信号接入或解出。
25、,ADM,PDH支路信号 SDH支路信号,OAM,东侧线路信号,西侧线路信号,STM-N,STM-N,同步复用设备(十五),3.再生设备 REG 在无须上下电路的局站,对因长距离传输而衰减 的SDH线路信号进行整形、定时、数据再生。,REG,OAM,东侧线路信号,西侧线路信号,STM-N,STM-N,同步复用设备(十五),四、同步复用设备的系统结构,定 时,通信与控制,公 务,PDH&SDH 支路接口,线路接口,线路接口,交叉矩阵,数字交叉连接设备(一),一、DXC概念1.定义 拥有一个或多个准同步或同步数字端口,并可以对其任意端口的速率信号(和/或子速率信号)和其它端口的速率信号(和/或子速
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