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1、传输相关业务基础知识2008/03设备基础知识n逻辑设备PDHSDHWDMn物理设备DDFODF 什么是同步在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的 脉冲序列。这些数字信号流在数字交换设备之间 传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信 息传送的准确无误，这就叫做“同步”。什么是PDHPDH 是Plesiochronous Digital Hierarchy的简 称，即准同步数字系列。采用准同步数字系列（PDH）的系统，是在数字通信网的每个 节点上都分别设置高精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准 速率。尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。为 了保证通信的质量，要求这些时钟
2、的差别不能超过规定的范围。因此 ，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”。 PDH的特点n接口方面1）只有地区性的电接口规范，没有世界标准。现有的PDH数字信号 系列有三种信号速率等级：欧洲系列、北美系列和日本系列。各种信 号系列的电接口速率等级以及信号的帧结构、复用方式均不相同，这 种局面造成了国际互通的困难，不适应当前随时随地便捷通信的发展 趋势。三种信号系列的电接口速率等级如下图所示。2）没有世界性标准的光接口规范。为了完成设备对光路上的传输性 能进行监控，各厂家各自采用自行开发的线路码型。最终导致同一传 输线路两端必须采用同一厂家的设备，给组网、管理以及网络互通带 来困
3、难。PDH的特点PDH的特点n复用方式现在的PDH体制中，只有1.5Mbit/s和2Mbit/s速率的信号（包括日本 系列6.3Mbit/s速率的信号）是同步的，其它速率的信号都是异步的， 需要通过码速的调整来匹配和容纳时钟的差异。所以从高速率信号中 就不能直接的分/插出低速信号，例如：不能从140Mbit/s的信号中直 接分/插出2Mbit/s的信号。这就会引起两个问题：1）从高速信号中分/插出低速信号要一级一级的进行。例如从 140Mbit/s的信号中分/插出2Mbit/s低速信号要经过如下图的过程。PDH的特点从图中看出，通过三级解复用设备从一个140Mbit/s信号中分出2Mbit/s
4、 低速信号，在通过三级复用设备将2Mbit/s的低速信号服用到140Mbit/s信号中 。此处即使仅从一个140Mbit/s信号中上下一个2Mbit/s信号，也需要全套三级 复用和解复用设备。增加了设备的体积、成本、功耗、还增加了设备的复杂 性，降低了设备的可靠性。而在在此过程中对信号的损伤加大，使传输性能 劣化，大容量传输时，此缺点是不能容忍的。这也是为什么PDH体制传输信 号的速率没有更进一步提高的原因。PDH的特点n运行维护方面PDH信号的帧结构里用于运行维护工作（OAM）的 开销字节不多，这也就是为什么在设备进行光路上的线路 编码时，要通过增加冗余编码来完成线路性能监控功能。 由于PD
5、H信号运行维护工作的开销字节少，这对完成传输 网的分层管理、性能监控、业务的实时调度、传输带宽的 控制、告警的分析定位是很不利的。PDH的特点n没有统一的网管接口由于没有统一的网管接口，这就使你买一套某厂家的设备，就需 买一套该厂家的网管系统。容易形成网络的七国八制的局面，不利于 形成统一的电信管理网。什么是光端机n光端机就是将多个E1（一种中继线路的数据传输标准，通常速率为2.048Mbps，此标准为中国和欧洲 采用）信号变成光信号并传输的设备。光端机根据传输E1口数量的多少，价格也不同。一般最小的 光端机可以传输4个E1，目前最大的光端机可以传输4032个E1。 n光端机的种类在数字传输系
6、统中,有两种数字传输系列,一种叫“准同步数字系列”简称PDH;另一种叫“同步数字 系列”简称SDH. 光端机分3类：PDH光端机，SPDH光端机，SDH光端机。 PDH光端机 PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字系列）光端机是小容量光端机，PDH光 端机一般是成对应用，也叫点到点应用，PDH光端机容量一般为4E1，8E1，16E1。 SDH光端机SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）光端机容量较大，SDH光端机的容量 一般是16E1到4032E1。 SPDH光端机SPDH（Synchronous Ple
7、siochronous Digital Hierarchy）光端机，SPDH光端机介于PDH光端 机和SDH光端机之间。SPDH光端机是带有SDH（同步数字系列）特点的PDH传输体制（基于PDH 的码速调整原理，同时SPDH光端机又尽可能采用SDH中一部分组网技术）。什么是SDHSDH是 Synchronous Digital Hierarchy 的 简称，即同步数字系列。在以往的电信网中，多使用PDH设备。这种系列对传统的点到点通信有较 好的适应性。而随着数字通信的迅速发展，点到点的直接传输越来越少，而 大部分数字传输都要经过转接，因而PDH系列便不能适合现代电信业务开发 的需要，以及现代化
8、电信网管理的需要。SDH就是适应这种新的需要而出现 的传输体系。最早提出SDH概念的是美国贝尔通信研究所，称为光同步网络（SONET ）。它是高速、大容量光纤传输技术和高度灵活、又便于管理控制的智能网 技术的有机结合。最初的目的是在光路上实现标准化，便于不同厂家的产品 能在光路上互通，从而提高网络的灵活性。 1988年，国际电报电话咨询委员会（CCITT）接受了SONET的概念，重 新命名为“同步数字系列（SDH）”，使它不仅适用于光纤，也适用于微波和 卫星传输的技术体制，并且使其网络管理功能大大增强。 SDH的特点n接口方面1)电接口方面接口的规范化与否是决定不同厂家的设备能否互连的关键。S
9、DH 体制对网络节点接口（NNI）作了统一的规范。规范的内容有数字信 号速率等级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等。于是这就 使SDH设备容易实现多厂家互连，也就是说在同一传输线路上可以安 装不同厂家的设备，体现了横向兼容性。SDH体制有一套标准的信息结构等级，即有一套标准的速率等级 。基本的信号传输结构等级是同步传输模块STM-1，相应的速率 是155Mbit/s。高等级的数字信号系列例如：622Mbit/s（STM-4）、 2.5Gbit/s（STM-16）等，可通过将低速率等级的信息模块（例如 STM-1）通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，例如 ：STM-44STM-
10、1，STM-164STM-4。SDH的特点2)光接口方面线路接口（这里指光口）采用世界性统一标准规范，SDH信号的 线路编码仅对信号进行扰码，不再进行冗余码的插入。想想看，为什 么会这样？扰码的标准是世界统一的，这样对端设备仅需通过标准的 解码器就可与不同厂家SDH设备进行光口互连。扰码的目的是抑制线 路码中的长连“0”和长连“1”，便于从线路信号中提取时钟信号。由于 线路信号仅通过扰码，所以SDH的线路信号速率与SDH电口标准信号 速率相一致，这样就不会增加发端激光器的光功率代价。SDH的特点n复用方式由于低速SDH信号是以字节间插方式复用进高速SDH信号的帧结构 中的，这样就使低速SDH信
11、号在高速SDH信号的帧中的位置是固定的 、有规律性的，也就是说是可预见的。这样就能从高速SDH信号例如 2.5Gbit/s（STM-16）中直接分/插出低速SDH信号例如155Mbit/s（ STM-1），这样就简化了信号的复接和分接，使SDH体制特别适合于 高速大容量的光纤通信系统。另外，由于采用了同步复用方式和灵活的映射结构，可将PDH低 速支路信号（例如2Mbit/s）复用进SDH信号的帧中去（STM-N）， 这样使低速支路信号在STM-N帧中的位置也是可预见的，于是可以从 STM-N信号中直接分/插出低速支路信号。注意此处不同于前面所说 的从高速SDH信号中直接分插出低速SDH信号，此
12、处是指从SDH信 号中直接分/插出低速支路信号，例如2Mbit/s，34Mbit/s与140Mbit/s 等低速信号。于是节省了大量的复接/分接设备（背靠背设备），增加 了可靠性，减少了信号损伤、设备成本、功耗、复杂性等，使业务的 上、下更加简便。SDH的这种复用方式使数字交叉连接（DXC）功能更易于实现 ，使网络具有了很强的自愈功能，便于用户按需动态组网，实时灵活 的业务调配。SDH的特点n运行维护方面SDH信号的帧结构中安排了丰富的用于运行维护（OAM）功能的 开销字节，使网络的监控功能大大加强，也就是说维护的自动化程度 大大加强。PDH的信号中开销字节不多，以致于在对线路进行性能监 控时
13、，还要通过在线路编码时加入冗余比特来完成。以PCM30/32信 号为例，其帧结构中仅有TS0时隙和TS16时隙中的比特是用于OAM 功能。SDH信号丰富的开销占用整个帧所有比特的1/20，大大加强了 OAM功能。这样就使系统的维护费用大大降低，而在通信设备的综合 成本中，维护费用占相当大的一部分，于是SDH系统的综合成本要比 PDH系统的综合成本低，据估算仅为PDH系统的65.8%。SDH的特点n兼容性SDH有很强的兼容性，这也就意味着当组建SDH传输网时，原有 的PDH传输网不会作废，两种传输网可以共同存在。也就是说可以用 SDH网传送PDH业务，另外，异步转移模式的信号（ATM）、FDDI
14、 信号等其他体制的信号也可用SDH网来传输。在SDH网中，SDH的信号实际上起着运货车的功能，它将各种不 同体制的信号象货物一样打成不同大小的（速率级别）包，然后装入 货车（装入STM-N帧中），在SDH的主干道上（光纤上）传输。在收 端从货车上卸下打成货包的货物（其它体制的信号），然后拆包封， 恢复出原来体制的信号。这也就形象地说明了不同体制的低速信号复 用进SDH信号（STM-N），在SDH网上传输和最后拆分出原体制信 号的全过程。SDH的局限性n频带利用率低我们知道有效性和可靠性是一对矛盾，增加了有效性必将降低可靠性， 增加可靠性也会相应的使有效性降低。例如，收音机的选择性增加，可选的
15、电台就增多，这样就提高了选择性。但是由于这时通频带相应的会变窄，必 然会使音质下降，也就是可靠性下降。相应的，SDH的一个很大的优势是系 统的可靠性大大的增强了（运行维护的自动化程度高），这是由于在SDH的 信号STM-N帧中加入了大量的用于OAM功能的开销字节，这样必然会使 在传输同样多有效信息的情况下，PDH信号所占用的频带（传输速率）要比 SDH信号所占用的频带（传输速率）窄，即PDH信号所用的速率低。例如： SDH的STM-1信号可复用进63个2Mbit/s或3个34Mbit/s（相当于482Mbit/s） 或1个140Mbit/s（相当于642Mbit/s）的PDH信号。只有当PDH
16、信号是以 140Mbit/s的信号复用进STM-1信号的帧时，STM-1信号才能容纳642Mbit/s 的信息量，但此时它的信号速率是155Mbit/s，速率要高于PDH同样信息容量 的E4信号（140Mbit/s），也就是说STM-1所占用的传输频带要大于PDH E4 信号的传输频带（二者的信息容量是一样的）。 SDH的局限性n指针调整机理复杂SDH体制可从高速信号（例如STM-1）中直接下低速信号（例如 2Mbit/s），省去了多级复用/解复用过程。而这种功能的实现是通过 指针机理来完成的，指针的作用就是时刻指示低速信号的位置，以便 在“拆包”时能正确地拆分出所需的低速信号，保证了SDH从高速信号 中直接下低速信号的功能的实现。可以说指针是SDH的一大特色。但是指针功能的实现增加了系统的复杂性。最重要的是使系统产 生SDH的一种特有抖动由指针调整引起的结合抖动。这种抖动多 发于网络边界处（SDH/PDH），其频率低，幅度大，会导致低速信号在拆出后性能劣化，这种抖动的滤除会相当困难。 SDH的局限性n软件的大量使用对系统安全性
