第6章sdh技术

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1、1,SDH技术,2,6.1 SDH的产生和基本概念,1PDH存在的主要问题 （1）两大体系，3种地区性标准，使国际间的互通存在困难。北美和日本采用以1.544Mbit/s为基群速率的PCM24路系列，但略有不同，中国采用以2.048Mbit/s为基群速率的PCM30/32路系列。如表6-1所示。 （2）无统一的光接口，无法实现横向兼容。 （3）准同步复用方式，上下电路不便。 （4）网络管理能力弱，建立集中式电信管理网困难。 （5）网络结构缺乏灵活性 （6）面向话音业务,3,6.1 SDH的产生和基本概念,表6-1 准同步数字体系,4,6.1 SDH的产生和基本概念,2SDH的产生 1984年美

2、国贝尔提出一种新的传输体制光同步传送网（SYNTRAN）。 1985年ANSI（美国国家标准学会）通过此标准，形成了国家的正式标准，并更名为同步光网络（SONET）。 1986年这一体系成为美国数字体系的新标准。同时，引起了ITU-T（国际电信联盟电信标准化部）的关注。 1988年ITU-T接受了SONET的概念，并进行了适当的修改，重新命名为同步数字体系（SDH），使之成为不仅适于光纤，也适于微波和卫星传输。表6-2是SONET和SDH的速率对照。 1989年，ITU-T在其蓝皮书上发表了G.707、G.708和G.709三个标准，从而揭开了现代信息传输崭新的一页。,5,6.1 SDH的产生

3、和基本概念,表6-2 SDH和SONET网络节点接口的标准速率,6,6.1 SDH的产生和基本概念,3SDH的概念 所谓SDH是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。 SDH网络则是由一些基本网络单元（NE）组成的，在传输媒质上（如光纤、微波等）进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络。 它的基本网元有终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、同步数字交叉连接设备（SDXC）和再生中继器（REG）等。,7,6.1 SDH的产生和基本概念,4网络节点接口 网络节点接口（NNI）是表示网络节点之间的接口，在实际中也可以看成是传输设备和网络节点之间的接口。

4、它在网络中的位置如图6-1所示。 SDH的NNI处有标准化接口速率、信号帧结构和信号码型，即SDH在NNI实现了标准化。,8,6.1 SDH的产生和基本概念,图6-1 NNI在网络中的应用,9,6.2 SDH的速率与帧结构,1SDH的速率 SDH采用一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N（N=1，4，16，64，），相应各STM-N等级的速率为 STM-1 155.520Mbit/s STM-4 622.080Mbit/s STM-16 2 488.320Mbit/s STM-64 9 953.280Mbit/s,10,6.2 SDH的速率与帧结构,2SDH的帧结构 SDH帧结构

5、是一种以字节为基本单元的矩形块状帧结构，其由9行和270N 列字节组成，如图6-2所示。 帧周期为125s。帧结构中字节的传输是由左到右逐行进行。 对于STM-1而言，其信息结构为9行270列的块状帧结构，传输速率：fb=927088 000=155.520Mbit/s。 从结构组成来看，整个帧结构可分成3个区域，分别是段开销区域、信息净负荷区域和管理单元指针区域。,11,6.2 SDH的速率与帧结构,图6-2 STM-N帧结构,12,6.2 SDH的速率与帧结构,（1）段开销（SOH）区域 段开销是指SDH帧结构中为了保证信息净负荷正常、灵活、有效地传送所必须附加的字节，主要用于网络的OAM

6、功能。 段开销分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。 （2）信息净负荷（Payload）区域 信息净负荷区域主要用于存放各种业务信息比特，也存放了少量可用于通道性能监视、管理和控制的通道开销（POH）字节。 （3）管理单元指针区域 管理单元指针（AU-PTR）是一种指示符，其作用是用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置，以便在接收端能正确分离净负荷。,13,6.2 SDH的速率与帧结构,3SDH的特点 （1）新型的复用映射方式：同步复用方式和灵活的映射结构。 （2）接口标准统一：全世界统一的NNI，体现了横向兼容性。 （3）网络管理能力强：帧结构中丰富的开销比

7、特。 （4）组网与自愈能力强：采用先进的ADM（分叉复用器）、DXC（数字交叉连接设备）等组网。 （5）兼容性好：具有完全的前向兼容性和后向兼容性。 （6）先进的指针调整技术：可实现准同步环境下的良好工作。 （7）独立的虚容器设计：具有很好的信息透明性。 （8）系列标准规范： 便于国内、国际互连互通。 注：SDH最为核心的三个特点是同步复用、强大的网络管理能力和统一的光接口及复用标准。,14,6.2 SDH的速率与帧结构,4SDH应用的若干问题 （1）频带利用率低：频带利用率不如传统的PDH系统高。 （2）抖动性能劣化：引入了指针调整技术，使抖动性能劣化。 （3）软件权限过大：给安全带来隐患。

8、须进行强的安全管理。 （4）定时信息传送困难：分插、重选路由及指针调整所致。 （5）IP业务对SDH传送网结构的影响。,15,6.3 映射原理与同步复用,同步复用和映射方法是SDH最有特色的内容之一。 它使数字复用由PDH僵硬的大量硬件配置转变为灵活的软件配置。 它可将PDH两大体系的绝大多数速率信号都复用进STM-N（同步传送模块）帧结构中。,16,6.3.1 基本复用映射结构,1SDH的通用复用映射结构 SDH的通用复用映射结构，如图6-3所示。将各种信号装入SDH帧结构净负荷区，需要经过映射、定位校准和复用3个步骤。,图6-3 SDH的通用复用映射结构,17,6.3.1 基本复用映射结构

9、,2我国的SDH复用映射结构 我国采用的复用映射结构使得每种速率的信号只有惟一的复用路线到达STM-N ，接口种类由5种简化为3种，主要包括C-12，C-3和C-4三种进入方式。,图6-4 我国的SDH复用映射结构,18,6.3.1 基本复用映射结构,3复用单元 （1）容器（C） 容器是一种用来装载各种速率业务信号的信息结构，其基本功能是完成PDH信号与VC之间的适配（即码速调整）。 ITU-T规定了5种标准容器，C-11、C-12、C-2、C-3和C-4，每一种容器分别对应于一种标称的输入速率，即1.544 Mbit/s、2.048 Mbit/s、6.312 Mbit/s、34.368 Mb

10、it/s和139.264 Mbit/s。可参见图6-3所示。 我国的SDH复用映射结构仅涉及C-12、C-3及C-4。,19,6.3.1 基本复用映射结构,（2）虚容器（VC） 虚容器是用来支持SDH通道层连接的信息结构，由信息净负荷（容器的输出）和通道开销（POH）组成，即 VCn=Cn+VCn POH VC可分成低阶VC和高阶VC两类。 TU前的VC为低阶VC，有VC-11、VC-12、VC-2和VC-3（我国有VC-12和VC-3）； AU前的VC为高阶VC，有VC-4和VC-3（我国有VC-4）。 用于维护和管理这些VC的开销称为通道开销（POH）。 管理低阶VC的通道开销称为低阶通道

11、开销（LPOH）。 管理高阶VC的通道开销称为高阶通道开销（HPOH）。,20,6.3.1 基本复用映射结构,（3）支路单元（TU） 支路单元是一种提供低阶通道层和高阶通道层之间适配功能的信息结构，是传送低阶VC的实体，可表示为TU-n（n=11，12，2，3）。 TU-n由低阶VC-n和相应的支路单元指针（TU-n PTR）组成，即 TU-n=低阶VC-n+TU-n PTR （4）支路单元组（TUG） 支路单元组是由一个或多个在高阶VC净负荷中占据固定的、确定位置的支路单元组成。有TUG-3和TUG-2两种支路单元组。 1TUC-2=3TU-12 1TUG-3=7TUG-2=21TU-12

12、1VC-4=3TUG-3=63TU-12,21,6.3.1 基本复用映射结构,（5）管理单元（AU） 管理单元是一种提供高阶通道层和复用段层之间适配功能的信息结构，是传送高阶VC的实体，可表示为AU-n（n=3，4）。它是由一个高阶VC-n和一个相应的管理单元指针（AU-n PTR）组成， AU-n=高阶VC-n+AU-n PTR （6）管理单元组（AUG） 管理单元组是由一个或多个在STM-N净负荷中占据固定的、确定位置的管理单元组成。例如：1AUG=1AU-4 （7）同步传送模块（STM-N） N个AUG信号按字节间插同步复用后再加上SOH就构成了STM-N信号（N=4，16，64，），即

13、NAUG+SOH=STM-N,22,6.3.1 基本复用映射结构,4应用示例 例如，一个2.048Mbit/s和一个139.264Mbit/s信号的映射复用过程如下：,23,6.3.2 基本复用映射步骤,各种信号复用映射进STM-N帧的过程都要经过映射、定位和复用3个步骤。 （1）映射 映射（Mapping）即装入，是一种在SDH网络边界处，把支路信号适配装入相应虚容器的过程。例如，将各种速率的PDH信号先分别经过码速调整装入相应的标准容器，再加进低阶或高阶通道开销，以形成标准的VC。 （2）定位 定位（Alignmem）是把VC-n放进TU-n或AU-n中，同时将其与帧参考点的偏差也作为信息

14、结合进去的过程。通俗讲，定位就是用指针值指示VC-n的第一个字节在TU-n或AU-n帧中的起始位置。,24,6.3.2 基本复用映射步骤,（3）复用 复用（Multiplex）是一种将多个低阶通道层的信号适配进高阶通道或者把多个高阶通道层信号适配进复用段层的过程，即指将多个低速信号复用成一个高速信号。 其方法是采用字节间插的方式将TU组织进高阶VC或将AU组织进STM-N。复用过程为同步复用，复用的路数可参见图6-4。如： 1STM-1=1AUG=1AU-4=1VC-4=3TUG-3=21TUG-2=63TU-12=63VC-12 1STM-1=1AUG=1VC-4=3TUG-3=3TU-3=

15、3VC-3 1STM-1=1AUG=1VC-4 STM-N=NSTM-1,25,6.3.3 映射方法,1映射方法 （1）异步映射 异步映射是一种对映射信号的结构无任何限制，也无需与网络同步，仅利用正码速调整将信号适配装入VC的映射方法。此种可直接接入/取出PDH速率等级的信号。我国多采用此种方法。 （2）比特同步映射 比特同步映射是一种对映射信号无任何限制，但要求其与网络同步，从而无需码速调整即可使信号适配装入VC的映射方法。此种方法无需去映射，即可直接取出64kbit/s或N64kbit/s信号。,26,6.3.3 映射方法,（3）字节同步映射 字节同步映射是一种要求映射信号具有帧结构，并与

16、网络同步，无需任何速率调整即可将信息字节装入VC内规定位置的映射方法。它特别适用于在VC-11和VC-12内无需组帧或解帧即可直接接入或取出64kbit/s或N64kbit/s信号。,27,6.3.3 映射方法,2工作模式 （1）浮动模式 浮动模式是指VC净负荷在TU帧内的位置不固定，并由TU PTR指示其起点位置的一种工作模式。此种模式无需滑动缓存器即可实现同步，且引入的信号时延最小。在浮动模式下，VC帧内安排有相应的VC POH，因此可进行通道性能的端到端监测。 （2）锁定模式 锁定模式是一种信息净负荷与网同步并处于TU帧内固定位置，因而无需TU PTR的工作模式。锁定模式省去了TU PTR，且在VC内不能安排VC POH，因此需用的滑动缓存器来容纳VC净负荷与STM-N帧的频差和相差，从而引入较大的信号时延，并且不能进行通道性能的端到端监测。,28,6.3.3 映射方法,3映射方式选择 三种映射方法和两类工作模式最多可以组合成5种映