1、1第五章傳送網(wǎng) 光網(wǎng)基礎(chǔ) (2)2傳送網(wǎng)概述n傳送與傳輸n所謂傳送網(wǎng)，是指在不同地點(diǎn)的個(gè)點(diǎn)之間完成轉(zhuǎn)移信息傳遞功能的一種網(wǎng)絡(luò)，傳送網(wǎng)也能傳遞各種網(wǎng)絡(luò)控制信息。n傳送與傳輸（Transmission）不一樣，傳送是從信息傳遞的功能過(guò)程來(lái)描述；而傳輸是從信息信號(hào)通過(guò)具體物理媒質(zhì)傳遞的物理過(guò)程來(lái)描述。n傳送網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)3TDM示意4同步數(shù)字傳送網(wǎng)技術(shù)nSDH傳送網(wǎng)產(chǎn)生背景PDH的特點(diǎn)與存在的主要問(wèn)題nPDH主要面向話音技術(shù)，有兩種基礎(chǔ)速率（2.048Mbit/s和1.544Mbit/s），采用時(shí)分復(fù)用（TDM）技術(shù)實(shí)現(xiàn)多路話音信號(hào)的傳送（表8.1）。PDH采用的是準(zhǔn)同步復(fù)接，即每個(gè)復(fù)接點(diǎn)的時(shí)鐘與復(fù)接進(jìn)

2、入的時(shí)鐘有較小的差別。其目的是復(fù)接時(shí)需要增加一些控制信息比特，從而使復(fù)接后的速率略高于復(fù)接前的各碼流速率之和。nSDH -Synchronous Digital Hierarchy5nPDH存在的主要問(wèn)題是：n面向話音業(yè)務(wù)n點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸連接n傳輸標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一n準(zhǔn)同步復(fù)用方式1.接口標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范、系統(tǒng)管理能力弱6SDH的產(chǎn)生n所謂SDH，是指一套可進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號(hào)的結(jié)構(gòu)等級(jí)。而SDH網(wǎng)絡(luò)則是由一些網(wǎng)絡(luò)單元（NE）組成，在傳輸媒質(zhì)上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的傳送網(wǎng)絡(luò)n它具有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI）lSDH是完全不同于PDH的新一代傳輸網(wǎng)體制，

3、主要有以下特點(diǎn)：（1）新型的復(fù)用映射方式，（2）兼容性好，（3）接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，（4）網(wǎng)絡(luò)管理能力強(qiáng)，（5）先進(jìn)的指針調(diào)整技術(shù)，（6）獨(dú)立的虛容器設(shè)計(jì)，（7）組網(wǎng)與自愈能力強(qiáng)，（8）系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范7SONET和和SDH北美8SONET和和SDHn美國(guó)貝爾公司首先提出了同步光網(wǎng)絡(luò)美國(guó)貝爾公司首先提出了同步光網(wǎng)絡(luò)(SONET).n美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)于于20世紀(jì)世紀(jì)80年代制年代制 定了有關(guān)定了有關(guān)SONET的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)時(shí)的的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)時(shí)的CCITT采納了采納了SONET的概的概念，進(jìn)行了一些修改和擴(kuò)充，重新命名為同步數(shù)字體系念，進(jìn)行了一些修改和擴(kuò)充，重新命名為同步數(shù)字體系

4、(SDH)，并制定了一系列的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。，并制定了一系列的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。nSDH和和SONET的基本原理完全相同，標(biāo)準(zhǔn)也兼容，的基本原理完全相同，標(biāo)準(zhǔn)也兼容，但還是略有差別。但還是略有差別。9PDH 到到 SONET/SDH 的演變的演變: : 數(shù)字化：數(shù)字通信全面取代數(shù)字化：數(shù)字通信全面取代模擬通信。模擬通信。 數(shù)字通信技術(shù)的應(yīng)用首先從市話中繼開(kāi)始數(shù)字通信技術(shù)的應(yīng)用首先從市話中繼開(kāi)始 PDH Plesiochronous Digital Hierarchy n n 采用塞入脈沖技術(shù)將準(zhǔn)同步的低速支路信號(hào)復(fù)接為高速數(shù)字流。n 根據(jù)國(guó)家/地區(qū)的技術(shù)和歷史原因，形成了美、日、歐3種體制。80年代程控交換

5、大規(guī)模引入、光纖通信迅猛發(fā)展、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信向網(wǎng)絡(luò)后方向發(fā)展。n 高速、大容量光纖系統(tǒng)，節(jié)省帶寬不再是主要出發(fā)點(diǎn)。n 主要考慮：網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的靈活性、可靠性、維護(hù)管理的方便性和有效性和對(duì)未來(lái)發(fā)展的適應(yīng)性等。10復(fù)接的方式有兩大類復(fù)接的方式有兩大類 n n 同一時(shí)鐘源同一時(shí)鐘源進(jìn)行數(shù)字復(fù)接為進(jìn)行數(shù)字復(fù)接為同步復(fù)接同步復(fù)接， 要求各支路數(shù)字流和要求各支路數(shù)字流和群路數(shù)字流的時(shí)鐘為同一來(lái)源，即其間具有穩(wěn)定的相位關(guān)系。群路數(shù)字流的時(shí)鐘為同一來(lái)源，即其間具有穩(wěn)定的相位關(guān)系。同步復(fù)接沒(méi)有速率調(diào)整問(wèn)題。同步復(fù)接沒(méi)有速率調(diào)整問(wèn)題。n n 不同時(shí)鐘源不同時(shí)鐘源進(jìn)行數(shù)字復(fù)接為進(jìn)行數(shù)字復(fù)接為準(zhǔn)同步復(fù)接，準(zhǔn)同步復(fù)接，其各支路

6、數(shù)字流的其各支路數(shù)字流的時(shí)鐘為不同來(lái)源，通常碼速率在一定容差范圍內(nèi)時(shí)鐘為不同來(lái)源，通常碼速率在一定容差范圍內(nèi)“標(biāo)稱相標(biāo)稱相等等”，在復(fù)接時(shí)必須采用碼速調(diào)整技術(shù)，可分為正碼速調(diào)整，在復(fù)接時(shí)必須采用碼速調(diào)整技術(shù)，可分為正碼速調(diào)整，正正/ /負(fù)碼速調(diào)整正負(fù)碼速調(diào)整正/ /零零/ /負(fù)碼速調(diào)整。負(fù)碼速調(diào)整。11nSDH最為核心的三大特點(diǎn)：n同步復(fù)用n強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力n統(tǒng)一的光接口NNI及復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)SDH應(yīng)用的若干問(wèn)題頻帶利用率抖動(dòng)性能軟件權(quán)限定時(shí)信息的傳送1.IP業(yè)務(wù)對(duì)SDH傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響12SDH幀結(jié)構(gòu)與段開(kāi)銷n幀結(jié)構(gòu)的分區(qū)(再生再生)(復(fù)用復(fù)用)(凈荷，含凈荷，含通道開(kāi)銷通道開(kāi)銷字節(jié)字節(jié))管理單

7、元指針13如：上下路14n段開(kāi)銷字節(jié)的功能與應(yīng)用n各種開(kāi)銷對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的管理對(duì)象n（再生段、復(fù)用段、速率通道、速率容器、虛容器、管理單元組、管理字節(jié)、設(shè)備等）1516圖8.5A1X3A1X3 X417SDH網(wǎng)絡(luò)管理的基本問(wèn)題n1、同步問(wèn)題n幀定位與同步狀態(tài)n2、通信問(wèn)題n包括公務(wù)音頻與數(shù)據(jù)通信(ECC & DCC)n3、性能監(jiān)視問(wèn)題n誤碼特性n國(guó)際與地區(qū)使用分區(qū)問(wèn)題n段開(kāi)銷的接入問(wèn)題（行業(yè)規(guī)范）1819段開(kāi)銷字節(jié)的STM-N幀內(nèi)位置n段開(kāi)銷字節(jié)的STM-N幀內(nèi)位置表示：n三維坐標(biāo)矢量 S（a,b,c）na 行數(shù)nb復(fù)列數(shù)nc 復(fù)列數(shù)內(nèi)的間插層數(shù)n列數(shù)：n列數(shù)N (b-1) + c例：例：S（5,

8、4,1）表STM-4中第一個(gè)STM-1中的K1字節(jié)，坐標(biāo) 行數(shù) 5列數(shù) 4(4-1) + 11320STM- N21開(kāi)銷字節(jié)定義、功能及應(yīng)用n定幀字節(jié)A1 & A2n公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié)E1 & E2n使用者通道字節(jié)F1nK1 & K2自動(dòng)保護(hù)切換(APS)22nDCC(數(shù)據(jù)通信通路)共768 kbpsnD1D12為數(shù)據(jù)通信通路(DCC)，構(gòu)成SDH管理網(wǎng)(SMN)的傳送鏈路，其中：nD1D3：192kbps的數(shù)據(jù)通道，用于再生段。n D4D12：576kbps的數(shù)據(jù)通道，用于復(fù)接段。23同步狀態(tài)字 S1 (b5b8)nSDH網(wǎng)絡(luò)的同步狀態(tài)描述n不同的同步等級(jí)n位數(shù)：4位n網(wǎng)元的S1（b5b8）由它跟

9、隨的同步時(shí)鐘信號(hào)等級(jí)來(lái)定義。n如轉(zhuǎn)接、本地局之分，G.812 規(guī)范2425比特間插奇偶校驗(yàn)(BIP-8) B1nB1再生段誤碼監(jiān)測(cè)n不間斷業(yè)務(wù)前提下，隨時(shí)監(jiān)測(cè)SDH的傳輸性能。所有比特按8位為一組，分成若干碼組“1”的個(gè)數(shù)為偶，置“0”“1”的個(gè)數(shù)為奇，置“1”26nK1 & K2自動(dòng)保護(hù)切換(APS)n例如，下游端檢測(cè)到故障時(shí)，nK1 作為倒換要求（請(qǐng)求）nK2 作為證實(shí)n復(fù)用端遠(yuǎn)端缺陷指示 (MS-RDI) K2（b6b8）27復(fù)用端遠(yuǎn)端差錯(cuò)指示(MS-REI) 字節(jié)M1n用途：n傳送BIP-N X 24 (復(fù)用端誤碼檢測(cè),B2字節(jié))所檢出的差錯(cuò)塊(誤塊)個(gè)數(shù)。n在有些場(chǎng)合，可使用簡(jiǎn)化的功

10、能，即只選用其中的某些開(kāi)銷字節(jié)。n如站內(nèi)接口。28同步復(fù)用和映射原理同步復(fù)用和映射原理1、基本原理n現(xiàn)代電信傳輸?shù)母咚倩簄實(shí)現(xiàn)方式：采用時(shí)分復(fù)用的形式，將多路低速信號(hào)復(fù)用成高速信號(hào)后再傳輸，稱為數(shù)字復(fù)用。n復(fù)用器：n同步復(fù)用器：支路與本地定時(shí)信號(hào)同步，無(wú)需調(diào)整；n異步復(fù)用器：需頻率、相位調(diào)整；29n頻率與相位調(diào)整n碼速調(diào)整法（比特塞入法）n固定位置映射法；nSDH的指針調(diào)整法n利用凈荷指針來(lái)表示在STM-N幀內(nèi)浮動(dòng)的凈負(fù)荷的準(zhǔn)確位置。當(dāng)出現(xiàn)凈負(fù)荷的頻率變化，只需增加或減小指針數(shù)值即可。n復(fù)用步驟：映射、定位校準(zhǔn)、復(fù)用。30管理單元支路單元我國(guó)采用的復(fù)用映射主要包括C-12/C-3/C-4，三

11、種進(jìn)入方式31n(映射結(jié)構(gòu))基本單元n圖8.11中所涉及的個(gè)單元的名稱如下：n容器（C）n虛容器（VC）n支路單元（TU）n支路單元組（TUG）n管理單元（AU）n管理單元組（AUG）n同步傳送模塊（STM-N）323、復(fù)用映射結(jié)構(gòu)映射(Mapping)：在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界，把支路信號(hào)裝入容器C；定位(Alignment)：利用支路單元指針(TU PTR)或管理單元指針(AU PTR)的值，表示幀參考點(diǎn)的幀偏移。復(fù)用：低階通道適配進(jìn)高階通道，或高階通道進(jìn)復(fù)用層。334、高階通道開(kāi)銷字節(jié)的功能與應(yīng)用n例子：VC-4 POH， VC-4通道開(kāi)銷C2 信號(hào)標(biāo)記字節(jié)34信號(hào)標(biāo)簽字節(jié)C2復(fù)用端遠(yuǎn)端差錯(cuò)指示

12、(MS-REI)復(fù)用端遠(yuǎn)端缺陷指示 (MS-RDI)35指針調(diào)整的原理與實(shí)現(xiàn)AU-4 PTR36指針nAU-4 = VC-4 + AU-4 PTR37實(shí)例說(shuō)明PDH四次群 到 STM-1PDH基群 到 STM-138SDH網(wǎng)絡(luò)中的基本網(wǎng)元n1、分插復(fù)用器39n2、數(shù)字交叉連接設(shè)備40SDH自愈網(wǎng)原理nSDH自愈網(wǎng)的特點(diǎn)與分類n自愈是指通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，無(wú)需人為干預(yù)，既可在極短的時(shí)間內(nèi)從失效故障中自動(dòng)恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)，是用戶感覺(jué)不到網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)出了故障。n其基本原理就是使網(wǎng)絡(luò)具備發(fā)現(xiàn)故障并能找到替代傳送路由的能力，在一定時(shí)限內(nèi)重新建立通信。4142線路保護(hù)倒換的原理與應(yīng)用MST 復(fù)用段終端RST

13、再生段終端43nADM自愈環(huán)的原理與應(yīng)用一根傳輸一根保護(hù)保護(hù)通道可傳輸業(yè)務(wù)只接收一路信號(hào)P 保護(hù)通道W 工作通道4445DXC自愈網(wǎng)的原理與應(yīng)用46傳送網(wǎng)主要性能指標(biāo)n誤碼特性n差錯(cuò)塊涉及的主要性能參數(shù)有：(1)誤塊秒比（ESR），(2)嚴(yán)重誤塊秒比（SESR），(3)背景誤塊比（BBER）。n抖動(dòng)特性n抖動(dòng)是數(shù)字信號(hào)傳輸過(guò)程中的一種瞬時(shí)不穩(wěn)定現(xiàn)象，它的定義是：數(shù)字信號(hào)的各有效瞬間對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間位置的偏差。偏差的時(shí)間范圍稱為抖動(dòng)幅度；偏差的時(shí)間間隔對(duì)時(shí)間的變化率稱為抖動(dòng)頻率。)()()BER(nm傳輸碼流的總碼元數(shù)出現(xiàn)差錯(cuò)碼元數(shù)誤碼率47n可靠性與可用性n可靠性n可靠性（R）是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件

14、下和時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力，常用故障率（）來(lái)表征，即：n可用性n可用性（A）是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和時(shí)間內(nèi)處于良好工作狀態(tài)的概率，其表示式為1.在實(shí)際工程中，往往采用下式作為可用性的評(píng)價(jià)：etR可用時(shí)間不可用時(shí)間可用時(shí)間100AMTTRMTBFMTBFA平均故障間隔時(shí)間平均故障修復(fù)時(shí)間48ADM4950(再生再生)(復(fù)用復(fù)用)(凈荷，含凈荷，含通道開(kāi)銷通道開(kāi)銷字節(jié)字節(jié))管理單元指針51SDH的傳輸復(fù)用段示意復(fù)用段傳輸段邏輯上“端對(duì)端”52n速率容器速率容器（等價(jià)含義）（等價(jià)含義）n等級(jí)見(jiàn)左表；等級(jí)見(jiàn)左表；nCCITTCCITT根據(jù)常用的根據(jù)常用的PDHPDH信號(hào)速率，定信號(hào)速率，定義速率等

15、級(jí)等價(jià)名義速率等級(jí)等價(jià)名稱；稱；nC C速率容器與速率容器與VCVC（虛（虛速率容器）及速率容器）及STM-NSTM-N的關(guān)系的關(guān)系53DXC原理n數(shù)字交叉連接(DXC)是一種全電子的數(shù)字化接線技術(shù)。nDXC是SDH網(wǎng)的重要網(wǎng)絡(luò)單元(網(wǎng)元)；具有至少一個(gè)SDH或PDH信號(hào)端口，可對(duì)輸入/輸出端口間的端口信號(hào)速率進(jìn)行可控連接及再連接。n能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配線和監(jiān)控、可靠的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)與恢復(fù)，以對(duì)傳輸網(wǎng)進(jìn)行有效管理。54nDXC核心部件：具有交叉連接功能的交叉連接矩陣。基于“時(shí)隙交換技術(shù)(TSI, time-slot interchange)”。n工作過(guò)程：n預(yù)先存放交叉連接圖或動(dòng)態(tài)計(jì)算交叉連接圖；n對(duì)涉及的

16、交叉連接通道(的低速輸入信號(hào))進(jìn)行控制；n利用“復(fù)用”將上述信號(hào)重新處理，復(fù)用成高速信號(hào)55DXC參數(shù)n速率：輸入端口速率 VI輸入端口速率 VXn配置類型：設(shè)備的復(fù)用能力；用DXC x/y表示。nDXC x/ynx代表接入端口數(shù)據(jù)流的最高等級(jí)；y代表參與交叉連接的最低級(jí)別；常用十進(jìn)制數(shù)表示數(shù)字流如 y為 064Kbit/s13 PDH速率4PDH4次群速率或STM-1等級(jí)速率5SDH STM-4等級(jí)速率6SDH STM-16等級(jí)速率565758多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)59IP over SDHn以SDH 網(wǎng)絡(luò)作為IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的物理傳輸網(wǎng)絡(luò)。nSDH 協(xié)議是物理層協(xié)議,主要負(fù)責(zé)在物理層介質(zhì)上傳送字節(jié)數(shù)據(jù)

17、。IP 協(xié)議是無(wú)連接的協(xié)議,屬于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)SDH 協(xié)議與IP 協(xié)議之間的接口, IETF 定義PPP 協(xié)議來(lái)執(zhí)行此項(xiàng)功能。nIP over SDH 技術(shù)使用PPP 協(xié)議對(duì)IP 數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝,把IP 分組根據(jù)RFC1662 規(guī)范插入到PPP 幀中的信息段, 再將PPP 分組放入高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC) 的幀結(jié)構(gòu)中,把封裝后的IP 數(shù)據(jù)包映射到SDH 的SDH 幀結(jié)構(gòu)凈負(fù)荷區(qū)。60IP over SDHIP 數(shù)據(jù)包通過(guò)PPP 協(xié)議直接映射到SDH 幀結(jié)構(gòu)上其他：簡(jiǎn)化的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議(SDL)、LAPS61n基于LAPS 協(xié)議的Ethernet over SDH 的數(shù)據(jù)幀的封裝過(guò)程主要分為3 步:n(1) 將IP 數(shù)據(jù)包(報(bào)頭與數(shù)據(jù)) 封裝到以太網(wǎng)媒體接入控制(MAC) 幀中.n(2) 將以太網(wǎng)的MAC 幀通過(guò)RS(協(xié)調(diào)子層) 和MII(介質(zhì)無(wú)關(guān)接口) 封裝入LAPS 協(xié)議幀. 這種封裝是完全一一對(duì)應(yīng)的,即LAPS 協(xié)議幀的數(shù)據(jù)字段中包含MAC 幀從目的地址到CRC 校驗(yàn)的全部?jī)?nèi)容.n(3) 將LAPS 協(xié)議幀作為凈負(fù)荷映射到SDH幀中. 在傳送SDH 的開(kāi)銷的時(shí)間段內(nèi)對(duì)LAPS 幀進(jìn)行緩存和速率適配.EOS 接口接口芯片的芯片的具體設(shè)計(jì)具體設(shè)計(jì)626364【范例范例】廣電網(wǎng)中廣電網(wǎng)中IP over SDH