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1、SDH通信原理,目录,一. SDH概述 二. SDH复用原理 三. SDH开销功能 四. SDH自愈网 五. SDH定时同步原理,1.1 PDH的弱点,三个地区性速率，而没有世界性标准 光接口不统一，兼容性差 上下电路困难，设备复杂、不灵活 网管能力差 组网结构单一，缺乏灵活性,1.2 SDH的产生,SONET（同步光网络）：贝尔通信研究所于80年代初为实现标准光接口提出。SDH（同步数字体系）：ITU-T（原CCITT）于1988年接受了SONET的概念，并重新命名为SDH。,1.3 SDH概念,光同步数字体系（SDH）传输网由SDH网络单元组成，在光纤线路或其他传输媒体上进行同步信息传输、
2、复用、和交叉连接的网络。 SDH网络单元主要有： 同步光缆线路系统 终端复用器（TM） 分/插复用器（ADM） 交叉连接设备（SDXC）,TM,D1D4,STM-M,ADM,D1D4,STM-M,TM：终端复用器 ADM：分插复用器 SDXC：SDH交叉连接器 D1D4：准同步支路信号,D1D4,TM,TM,STM-N,1.点对点,TM,枢纽点,4.枢纽形,常用的SDH网络结构,1.4 SDH的特点,在STM-1等级上有世界性的统一标准 光接口互通 简化了复用/解复用技术，可直接分离低速信号 大量的开销比特，增强了网管功能 组网结构灵活,光接口的分类及相应的应用类型代码,1.5 SDH比特率等
3、级,同步传送模式（STM）是SDH的一种特定的信息结构。 构成SDH的速率等级如下： STM-1： 比特率为155.520Mb/s STM-4： 比特率为622.080Mb/s STM-16：比特率为2488.320Mb/s STM-64：比特率为9953.280Mb/s,1.6 SDH帧结构,帧的组成：由段开销（SOH）、管理单元指针（AU-PTR）、信息净负荷（Payload）三个部分组成块状帧结构。 帧长：9N （261+9）字节 帧频：8000帧/秒,9 270 N字节,AU PTR,STM-N 净负荷 （含POH）,1 3 4 59,9 N,261 N,270 N列,传输方向,SOH
4、,SOH,2.1 复用单元,容器C-n (n=14) 是一种信息结构，各种速率等级的数字流通过适配进入不同的容器。 我国常用的容器有C-12、C-3和C-4三种，对应的输入比特率为2.048Mb/s、34.368Mb/s和139.264Mb/s。,虚容器VC-n (n=14) 由信息净负荷（容器）和通道开销（POH）组成。 虚容器分为低阶虚容器和高阶虚容器两种。我国的VC-12和VC-3属于低阶虚容器，VC-4属于高阶虚容器。,2.1 复用单元,支路单元TU-n (n=12,3)和支路单元组TUG-n (n=2,3) 支路单元由信息净负荷（低阶虚容器）和支路单元指针（TU-PTR）组成。 一个
5、TUG-2可由3个TU-12按字节间插复接组成，TUG-3可由7个TUG-2按字节间插复接组成或一个TU-3组成。,2.1 复用单元,管理单元AU-4和管理单元组AUG 管理单元由信息净负荷（高阶虚容器）和管理单元指针（AU-PTR）组成。 一个AUG由一个AU-4组成。,2.1 复用单元,2.2 复用映射结构,TUG-3,STM-N,AUG,AU-4,VC-4,C-4,C-3,VC-3,TU-3,C-12,VC-12,TU-12,TUG-2,N,1,3,1,7,3,139264kb/s,34368kb/s,2048kb/s,指针处理,映射,复用,定位校准,2.3 复用映射过程,将139.26
6、4Mb/s准同步信号装入STM-1。,C-4,P O H,AU-PTR,RSOH,MSOH,将2.048Mb/s准同步信号装入STM-1,3.1 段开销SOH,用于段层的维护。 主要功能：定帧、维护和性能监视以及其他操作。 SOH分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。 在SOH中，第1至第3行为RSOH，第5至第9行为MSOH。,SOH字节安排,SOH字节介绍,A1和A2 ：帧定位字节 J0 ：再生段踪迹字节 B1：比特间插奇偶校验8位码（BIP-8） B2 ： BIP-N 24 E1和E2 ：公务字节 F1 ：使用者通路,SOH字节介绍,D1 D12 ：数据通信通路（DCC）
7、K1和K2（b1b5） ：自动保护倒换 （APS）通路 K2（b6b8）：复用段远端缺陷指示（MS-RDI） M1：复用段远端误块指示（MS-REI） S1（b5b8） ：同步状态,同步状态消息编码,3.2通道开销POH,用于通道层的维护。 主要功能： VC通道功能监视、维护信号、复用结构以及告警状态指示等。 POH分为低阶VC POH和高阶VC POH。 我国VC-12 和VC-3 的POH属低阶VC POH，VC-4 POH属高阶VC POH。,VC-12 POH（低阶）,由V5、J2、N2和K4字节组成。 V5：通道误码检查、信号标记和通道状态指示J2：通道踪迹字节 N2：网络操作者字节
8、 K4 (b1b4)：自动保护倒换（APS）通路 K4 (b5b7)：保留比特 K4 (b8)：备用比特,VC-4 POH (高阶),由J1、B3、C2、G1、F2、H4、F3、K3和N1组成。 J1：通道踪迹字节 B3：通道BIP-8 C2：信号标记字节 G1：通道状态字节F2和F3：通道使用者通路字节 H4：位置指示字节 K3（b1b4)：自动保护倒换（APS）通路 K3（b5b8)：备用比特 N1：网络操作者字节,4.1基本物理拓扑,有以下五种基本物理拓扑,1.线形,2.星形,3.树形,4.环形,4.2自愈网类型和原理,线形 环形 按环结构分类 通道倒换环 复用段（线路）倒换环 按节点间
9、所用光纤的最少数量分类 二纤环 四纤环 按节点间信号传送方向分类 单向环 双向环,二纤单向通道倒换环,业务量的保护以通道为基础。 正常情况下保护段也在传业务信号。 环中所用业务信号按同一方向传输。,P1,P1,S1,S1,B,D,CA,AC,C,CA,AC,A,P1,P1,S1,S1,B,D,CA,AC,C,CA,AC,A,自愈,二纤双向复用段倒换环,业务量的保护以复用段为基础。 正常情况下保护段是空闲的。 环中支路信号的上下按不同方向传输。,B,D,CA,AC,CA,AC,A,S1/P2,S1/P2,S2/P1,S2/P1,C,B,D,CA,AC,CA,AC,A,S1/P2,S1/P2,S2
10、/P1,S2/P1,C,5.1 网同步的概念,是指使网中所有交换节点的时钟频率和相位都控制在预先确定的容差范围内，以便使网内各交换节点的全部数字流实现正确有效的交换。,5.2 同步方式,主从同步方式 每一级时钟都与其上一级时钟同步，最高一级时钟称基准主时钟（PRC）。 相互同步方式 网内各交换节点的时钟相互控制，最后都调整到一个稳定的、统一的系统频率上，从而实现全网的同步工作。,主从同步方式,相互同步方式,主时钟,从时钟,时钟,各级时钟划分,基准主时钟（PRC等级、由建议G.811规范） 转接局从时钟（SSU-T等级、由建议G.812规范） 端局从时钟（SSU-L等级、由建议G.812规范）
11、SDH网元时钟（SEC等级、由建议G.813规范）,5.3 同步网设计原则,整个网络都同步于一个主时钟 同步信号不能环回 不能采用经过SDH网络的2Mb/s 支路信号作为同步信号 为确保网同步信号的精度： 定时信号经过最多20个SDH网元传输后必须由外部同步提供单元（SSU）设备进行再生重整处理 SSU设备的个数不应超过10个 SDH网元的总数不能超过60个 应从分散路由获得主、备基准时钟,5.4 定时信号来源,从STM-N等级的线路信号中提取时钟 从外部输入站时钟（2048kb/s） 从来自纯PDH网或交换系统的2Mb/s 支路信号中提取时钟 从内部定时源获得时钟,5.5时钟工作模式,正常工作模式（Locked） 是指时钟同步于输入的基准时钟信号。 保持模式Holdover 是指系统在外部定时基准失效时，内部晶振利用失效前存储的最后的频率信号为基准工作。 自由振荡模式Free running 是指系统工作于内部自由振荡的晶振，无外部定时参考。,5.6定时工作方式,外同步方式 线路定时 环路定时 内部定时 通过定时,时钟,定时基准信号,时钟,STM-N,STM-N,STM-N,STM-N,外同步定时,线路定时,时钟,时钟,时钟,时钟,时钟,STM-N,STM-N,STM-N,STM-N,STM-N,STM-N,环路定时,内部定时,通过定时,谢谢！,
