1、傳輸網SDH基本的原理和光纖概述一、傳輸網SDH原理及組網二、光纖概述內容介紹1、傳輸網SDH原理2、傳輸網SDH組網傳輸SDH概述SDH 產生的背景PDH:Plesiochronous Digital Hierarchy 準同步數字系列在數字通信系統中，傳送的信號都是數字化的脈沖序列。這些數字信號流在數字交換設備之間傳輸時，其速率必須完全保持一致，才能保證信息傳送的準確無誤，這就叫做“同步”。 采用準同步數字系列（PDH）的系統，是在數字通信網的每個節點上都分別設置高精度的時鐘，這些時鐘的信號都具有統一的標準速率。盡管每個時鐘的精度都很高，但總還是有一些微小的差別。為了保證通信的質量，要求這

2、些時鐘的差別不能超過規定的范圍。因此，這種同步方式嚴格來說不是真正的同步，所以叫做“準同步”。PDH 介紹PDH:Plesiochronous Digital Hierarchy準同步數字系列PDH 介紹1、接口方面 只有地區性的電接口規范，不存在世界性標準。 沒有世界性標準的光接口規范。2、復用方式 從高速信號中分/插出低速信事情要一級一級的進行。 由于低速信號分/插到高速信號要通過層層的復用和解復用過程，這樣就會使信號在復用/解復用過程中產生的損傷加大，使傳輸性能劣化，這也就是為什么PDH體制傳輸信號的速率沒有更進一步提高的原因。PDH 介紹3、運行維護方面PDH信號的幀結構里用于運行維護

3、工作（OAM）的開銷字節不多，這對完成傳輸網的分層管理、性能監控、業務的實時調度、傳輸帶寬的控制、告警的分析定位是很不利的。 4、沒有統一的網管接口不利于統一維護。SDH介紹SDH的基本概念SDH產生的社會背景SDH：Synchronous Digital Hierarchy SDH是由一些基本網元(NE)組成，在光纖上可以進行同步信息傳輸、復用、分叉和交叉連接的傳送網絡。通信網傳輸、交換、處理大量信息，向數字化、綜合化、智能化、個人化發展。作為通信網的承載體傳輸網要求：寬帶化信息高速公路規范化世界性統一的標準接口SDH 介紹SDH的特點：Synchronous Digital Hierarc

4、hy同步數字體系1、接口方面SDH體制有一套標準的信息結構等級，即有一套標準的速率等級。STM-N(N=1,4,16,64)基本的信號傳輸結構等級是同步傳輸模塊STM-1，相應的速率是155Mbit/s。高等級的數字信號系列例如：622Mbit/s（STM-4）、2.5Gbit/s（STM-16）等，可通過將低速率等級的信息模塊（例如STM-1）通過字節間插同步復接而成，復接的個數是4的倍數，例如：STM-44STM-1，STM-164STM-4。SDH 介紹2、復用方式 由于低速SDH信號是以字節間插方式復用進高速SDH信號的幀結構中的，這樣就使低速SDH信號在高速SDH信號的幀中的位置是固

5、定的、有規律性的，也就是說是可預見的。這樣就能從高速SDHGbit/s（STM-16）中直接分/插出低速SDH信號例如155Mbit/s（STM-1），這樣就簡化了信號的復接和分接，使SDH體制特別適合于高速大容量的光纖通信系統。SDH 介紹3. 運行維護方面SDH信號的幀結構中安排了豐富的用于運行維護（OAM &P）功能的開銷字節（碼流量的5%） ，使網絡的監控管理功能智能化大大加強，也就是說維護的自動化程度大大加強。兼容性組網靈活、網絡的生存性強： 可組多種類型網絡、具有自愈能力、可在線升級；SDH有很強的兼容性，這也就意味著當組建SDH傳輸網時，原有的PDH傳輸網不會作廢，兩種傳輸網可以

6、共同存在。SDH 介紹等級與速率： 等 級STM-1STM-4STM-16STM-64 速率（Mb/s） 含2M數量 63 252 1008 4032SDH 介紹STM-N的幀結構由3部分組成：段開銷，包括再生段開銷（RSOH）和復用段開銷（MSOH）；管理單元指針（AU-PTR）；信息凈負荷（payload）。9270N個字節RSOHAU-PTRMSOH9N1349payload261N5SDH 介紹1、信息凈負荷-payloadSTM-N幀中放置各種負荷的地方。各種有效信息，如2M、34M、140M打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信號承載，在SDH網上傳輸。2、段開銷-SOH完成

7、對STM-N整體信號流的監控。即對STM-N“車廂”中所有“貨物包”進行整體上的性能監控。再生段開銷（RSOH）：對STM-N整體信號進行監控。復用段開銷（MSOH）：對STM-N中的某個STM-1信號進行監控。3、管理單元指針-AU-PTR定位低速信號在STM-N幀中（凈負荷）的位置，使低速信號在高速信號中的位置可欲知，方便低速信號的上下。SDH 介紹STM-NAUGAU-4VC-4AU-3VC-3TUG-3TUG-2TU-3TU-2TU-12TU-11VC-3VC-2VC-12VC-11C-4C-3C-2C-12C-11N111333477139264kbit/s44736kbit/s34

8、368kbit/s6312kbit/s2048kbit/s1544kbit/s指針處理復用定位校準映射復用映射結構SDH 介紹STM-NAUGAU-4VC-4TUG-3TUG-2TU-3TU-12VC-3VC-12C-4C-3C-12N11337139264kbit/s34368kbit/s2048kbit/s指針處理復用定位校準映射我國的SDH基本復用映射結構 SDH 介紹SDH設備的邏輯組成TM終端復用器ADM分/插復用器REG再生中繼器DXC數字交叉連接設備SDH 介紹DWDMOptiX 10G/2.5GSNCP/MSP/VP/IP RINGOptiX2.5G/622M/155MSNCP

9、/MSP/VP/IP RING骨干層匯接層接入層STM-64/16/4/1GE/POS/10M/100MSTM-16/CSTM-4/CFIBER CHANNALESCONFICONPOSSTM-4/STM-110M/100M2M/34/45MATMDDN/DSLTDMATMIPEthernet2M/10M/100M行業集團智能小區業務類型業務類型業務類型MSTP大企業集團行業集團大企業集團N*64K/2M/10M/100MSTM/16/4/1GE/POS/10M/100MSTM-16/CSTM-4/C2M/34/45MFIBER CHANNALESCONFICONATMATMATMSDH 介紹

10、TM終端復用器它的作用是將支路端口的低速信號復用到線路端口的高速信號STM-N中，或從STM-N的信號中分出低速支路信號。用于端點站。TMWSTM-NSTM-M140Mbit/s2Mbit/s34Mbit/s注：MNSDH 介紹ADM分/插復用器 ADM的作用是將低速支路信號交叉復用進東或西向線路上去，或從東或西側線路端口收的線路信號中拆分出低速支路信號。用于節點站。另外，還可將東/西向線路側的STM-N信號進行交叉連接。STM-NSTM-NSTM-M注：MNwe34Mbit/s140Mbit/sADM2Mbit/sSDH 介紹REG再生中繼器 光傳輸網的再生中繼器有兩種，一種是純光的再生中繼

11、器，主要進行光功率放大以延長光傳輸距離；另一種是用于脈沖再生整形的電再生中繼器，主要通過光/電變換、電信號抽樣、判決、再生整形、電/光變換，以達到不積累線路噪聲，保證線路上傳送信號波形的完好性。STM-NSTM-NweREGSDH 介紹DXC數字交叉連接設備DXC可將輸入的m路STM-N信號交叉連接到輸出的n路STM-N信號上，上圖表示有m條入光纖和n條出光纖。DXC的核心是交叉連接，功能強的DXC能完成高速（例STM-16）信號在交叉矩陣內的低級別交叉（例如VC12級別的交叉）。DXCmn等效為入線：m出線：nSDH 介紹 SDH網絡拓撲線形網TMADMADMTMREG網絡中的所有節點一一相

12、連并且首尾開放，又稱鏈型網。結構簡單，經濟。SDH 介紹 SDH網絡拓撲樹形網TMADMADMTMREGADMTM將點到點拓撲單元的末端連接到幾個特殊點時，就形成了所謂的樹形拓撲。 線型網的一個擴展SDH 介紹環形網ADMADMADMADM環形網就是把線型網的首尾相連，從而使任何一點都不對外開放。環形網在SDH中廣泛應用，應為它具有自愈能力，使網絡具有很強的自愈性。SDH 介紹樞紐網TMDXCADMTMREGADMTMTMADMTMTMSDH 介紹網狀網ADMADMADMADM網狀網是網絡中的任何兩個節點都能直接相連，能為兩點間的通信提供多種路由選擇，可用性高，結構復雜，成本較高。SDH 介紹

13、SDH環自愈環保護 SDH環形網絡最大的優點就是具有自愈功能 自愈功能是指在網絡出現故障時無需人為干預，網絡就 能在極短的時間內（50ms）自動回復業務的功能。 自愈功能的目的就是提高網絡的安全性、可靠性和網絡的生存能力。 SDH 介紹兩纖單向通道保護環二纖單向通道保護環由兩根光纖組成兩個環，其中一個為主環-S1；一個為備環-P1。當B-C之間故障時，業務倒換到備環，達到業務保護的目的。二纖單向通道保護環業務的特點首端雙發，末端橋接。SDH 介紹兩纖雙向復用段保護環二纖雙向復用段保護環上無專門的主、備用光纖，每一條光纖的前半個時隙是主用信道，后半個時隙是備信道，在環網BC間光纜段被切斷時，網元

14、A到網元C的主用業務沿S1/P2光纖傳到網元B，在網元B處進行環回（故障端點處環回），環回是將S1/P2光纖上S1時隙的業務全部環到S2/P1光纖上的P1時隙上去。SDH 介紹常見故障處理思路先高速部分，后低速部分先定位外部，后定位傳輸 先定位單站，后定位單板先分析高級別告警，后低級別告警SDH 介紹SDH故障處理方法（環回法）線路線路內環回外環回SDH網元設備支路支路 軟件環回/硬件環回 內環回/外環回 線路環回/支路環回 端口環回/VC4環回SDH 介紹SDH故障處理方法（替換法）適用場合 排除傳輸外部設備的問題 故障定位到單站后，懷疑單站內單板或附件有 問題 替換法就是使用一個工作正常的

15、物件去替換一個被懷疑工作不正常的物件，可替換物件包括線纜、光纖、法蘭盤、電源、單板、設備等。 SDH 介紹SDH故障處理方法（儀表測試法）適用場合 排除傳輸設備外部問題 設備對接問題 設備性能指標問題光功率計：R_LOS、R_LOF萬用表：接地或是電壓問題SDH分析儀：誤碼等問題SDH 介紹SDH時鐘SDH網元時鐘源的種類外部時鐘源由外部提供時鐘輸入。線路時鐘源從STM-N線路信號中提取時鐘輸入。支路時鐘源從PDH支路信號中提取，不過該時鐘一般不用，因為SDH/PDH網邊界處的指針調整會影響時鐘質量。設備內置時鐘源由設備內部提供時鐘。SDH時鐘SDH 介紹SDH 介紹誤碼性能誤碼是指經接收、判

16、決、再生后，數字碼流中的某些比特發生了差錯，使傳輸的信息質量產生損傷。抖動漂移性能抖動和漂移與系統的定時特性有關。定時抖動（抖動）是指數字信號的特定時刻（例如最佳抽樣時刻）相對其理想時間位置的短時間偏離。所謂短時間偏離是指變化頻率高于10Hz的相位變化。而漂移指數字信號的特定時刻相對其理想時間位置的長時間的偏離，所謂長時間是指變化頻率低于10Hz的相位變化。SDH 介紹靈敏度 定義為R點處為達到110-10的BER值所需要的平均接收功率的最小值。一般開始使用時、正常溫度條件下的接收機與壽命終了時、處于最惡劣溫度條件下的接收機相比，靈敏度余度大約為24dB。一般情況下，對設備靈敏度的實測值要比指

17、標最小要求值（最壞值）大3dB左右（靈敏度余度）。過載點定義為在R點處為達到110-10的BER值所需要的平均接收光功率的最大值。因為，當接收光功率高于接收靈敏度時，由于信噪比的改善使BER變小，但隨著光接收功率的繼續增加，接收機進入非線性工作區，反而會使BER下降，如圖所示。SDH 介紹圖中A點處的光功率是接收靈敏度，B點處的光功率是接收過載功率，AB之間的范圍是接收機可正常工作的動態范圍。傳輸機房結構傳輸機房主要結構ODF架：光纖配線架，完成從設備間纖纜連接的集中管理、跳接。DDF架：電纜配線架，完成設備間電纜連接的集中管理、跳接BITS設備：是指為傳輸設備提供同步時鐘的設備中繼電纜：從設

18、備接口區到DDF架之間的連接電纜。傳輸機房結構圖光纖光通信的發展歷史光纖的結構和類型光通信的發展歷史光纖通信是七十年代發展起來的一門新興技術。 光纖是光導纖維的簡稱。它是由玻璃材料(SiO2)抽絲而成的一種光傳輸媒體。以光波傳送信息，以光纖為傳輸介質的通信方式稱為光纖通信。 光通信的發展歷史什么是光纖（Optix fiber）?光纖的結構光纖的結構 光纖（Optic Fiber）就是用來導光的透明介質纖維，一根實用化的光纖是由多層透明介質構成的，一般可以分為三部分：折射率較高的纖芯、折射率較低的包層和外面的涂覆層。光纖的結構光纖的機構示意圖光纖的結構纖芯：纖芯位于光纖的中心部位。直徑D1=4u

19、m50um，單模 光纖的纖芯直徑=4um10mu，多模光纖的纖芯的纖芯為50um包層：包層位于纖芯的周圍。直徑D2=125um，其成分為含有少 量摻雜劑的高純度SiO2.而摻雜劑的作用則是適當降低包層對光的折射率（n2），使之略低于纖芯的折射率。涂覆層：光纖的最外層為涂覆層。包括一次涂覆層，緩沖層和二次涂覆層。一次涂覆層使用丙烯酸酯、有機硅或硅橡膠材料。 緩沖層一般為性能良好的填充油膏。 二次涂覆層一般多用丙烯或尼龍等高聚物。作用：保護光纖不受水汽侵蝕和機械損傷，同時增加了光纖的機械強度和可彎曲性。起著保護光纖壽命的作用。光纖的類型 從材料角度分制作材料：按照制造光纖所用的材料分類有石英系光纖

20、、多組分玻璃光纖、塑料包層石英芯光纖、全塑料光纖和氟化物光纖等目前通信中普遍使用的是石英系光纖。從工作波長分工作波長：有短波長光纖m)、長波長光纖m)和超長波長光纖(25m).光纖的類型從折射率分布分 折射率分布：階躍（SI）型、近階躍型、漸變（GI） 型、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。從傳輸模式分 傳輸模式：單模光纖（含偏振保持光纖、非偏振保持光纖）、多模光纖。光纖的類型ITU-官方定義： 光纖 （漸變型多模光纖）光纖 （常規單模光纖）光纖 （色散位移光纖）光纖 （截止波長光纖）光纖 （非零色散位移光纖）光纖的類型單模光纖(Single Mode Fiber)： 中心玻璃芯很細(芯徑一般

21、為9或10m)，只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠程通訊，但還存在著材料色散和波導色散，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩定性要好。后來又發現在波長處，單模光纖的材料色散和波導色散一為正、一為負，大小也正好相等。這就是說在波長處，單模光纖的總色散為零。從光纖的損耗特性來看，處正好是光纖的一個低損耗窗口。這樣，波長區就成了光纖通信的一個很理想的工作窗口，也是現在實用光纖通信系統的主要工作波段光纖的類型光纖的類型光纖的類型單模光纖(Single Mode Fiber)： 中心玻璃芯很細(芯徑一般為9或10m)，只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用

22、于遠程通訊，但還存在著材料色散和波導色散，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩定性要好。后來又發現在波長處，單模光纖的材料色散和波導色散一為正、一為負，大小也正好相等。這就是說在波長處，單模光纖的總色散為零。從光纖的損耗特性來看，處正好是光纖的一個低損耗窗口。這樣，波長區就成了光纖通信的一個很理想的工作窗口，也是現在實用光纖通信系統的主要工作波段光纖的類型多模光纖：(Multi Mode Fiber)： 多模光纖允許不同模式的光于一根光纖上傳輸，由于多模光纖的芯徑較大，故可使用較為廉價的耦合器及接線器，多模光纖的纖芯直徑為50m至100m。多模光纖分為2種：一種是梯度型

23、（graded）另一種是階躍型（stepped）。光纖的類型 正近年來,光通信網絡已成為現代通信網的基礎平臺,因而我們敷設的光纜必須能夠滿足超高速系統要求。從八十年代后,光纖通信逐步從短波長區向長波長區、從多模光纖向單模光纖轉移和發展。目前,在光纖骨干傳輸網中,限制光纖傳輸的主要因素是:(1)色度色散;(2)偏振模色散;(3)光纖的非線性。根據ITUT建議,分別先后出現了、等不同類型的光纖。 光纖傳輸中有3個傳輸“窗口”適合用于傳輸的波長范圍；850nm、1310nm、1550nm。其中850nm窗口只用于多模傳輸，用于單模傳輸的窗口只有1310nm和1550nm兩個波長窗口。光纖的類型G.651：漸變型多模光纖 工作波長在850nm的LAN用的多模光纜 適用于中小容量和中短距離；G.652：常規單模光纖 在1310nm工作時，理論色散值為零 在1550nm工作時，傳輸損耗最低 適用于大容量傳輸,目前廣泛應用。G.653：色散移位光纖 在1550 nm工作時，理論色散值為零， 同時損耗小，適用于大容量長距離傳輸光纖的類型G.654：截止波長光纖 纖芯純石英制造 1.55 m損耗最小的SMF（） 1.31 m處色散為零； 用于長途海底通信G.655：非零色散位移光纖 適用于波分復用系統，提供更大的傳輸容量。光纖的損耗