《光通信的基础》ppt课件

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1、1,引言：通信网、传输、SDH,1.通信网的结构,2.SDH在通信网中的位置,3.其他传输技术：微波、卫星、裸光纤、电缆等,2,内 容 提 要,第一部分：SDH的基本概念和原理,1、SDH基本概念 2、帧结构与段开销 3、复用与映射 4、通道开销 5、净负荷指针,3,2.3 保护与恢复,2.2 同步与定时,第二部分：SDH设备,2.1 网元,4,3.4 网络管理系统,3.1 光纤线路与光接口,3.2 网络性能,3.3 测试,第三部分：SDH网络,5,一、PDH缺点 没有国际统一的速率标准 2M系列：2M、8M、34M、140M、565M； 1.5M系列：北美：1.5M、6.3M、45M、274

2、M； 日本：1.5M、6.3M、32M、100M； 没有国际统一的光接口规范（多种码型变换方案） 上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高： 需要用硬件进行逐级复用与解复用（背靠背）； 网络的OAM能力差：无足够的开销字节。,SDH基本概念(一）,6,二、SDH特点 优点： 速率统一：155M、622M、2.5G、10G； 光接口与帧结构统一：STM-N（N=1、4、16、64）； 一步复用特性：可从高速信号中直接提取/接入低速信号 强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化： 丰富的开销（码流量的5%）、强大的软件技术； 组网灵活、网络的生存性强： 可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级；

3、前、后向兼容。 缺点： 带宽利用率稍低，如155M仅包括63个2M或3个34M。,SDH基本概念(二）,7,SDH与PDH分插信号的比较,8,STM-1 分插复用器功能,9,三、SDH基本概况 1、等级与速率,SDH基本概念(三）,10,SDH 与 SONET的标准速率,11,2、SDH设备 . 终端复用器 TM 在线形网的端站，把PDH / SDH 支路信号复用成 SDH线路信号，或反之。,SDH基本概念(四）,12, . 分插复用器 ADM 设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。,SDH基本概念(五）,13, . 再生器 REG 设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电

4、路。,SDH基本概念(六）,14, . 数字交叉连接设备 DXC 兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动 恢复与保护等多项功能的SDH 设备。,SDH基本概念(七）,15,3、SDH网络拓扑 . 线形网,SDH基本概念(八）,16,. 环形网,SDH基本概念(九）,17,. 枢纽网,SDH基本概念(十）,18,. 网状网,SDH基本概念(十一）,19,SOH：段开销 AU PTR：管理单元指针 POH：通道开销,帧结构与段开销(一）,20,SOH：段开销是指STM帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须的附加字节，主要是供网络运行、管理和维护使用的字节。SOH可进一步划分为再生段开销RS

5、OH和复用段开销MSOH。 AU PTR：管理单元指针是一种指示符，主要用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置，以便在接收端正确的分解。 Payload：信息净负荷就是帧结构中用户所需要的真正的信息。其中还包括少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销字节（POH）。,21,一、STM-1 SOH 字节安排,9 列,帧结构与段开销(二）,22,二、 SOH开销字节功能 1. A1、A2： 帧定位字节 （F6 28 H）； 2. J0： 再生段跟踪字节，使收、发能正确对接； 3. B1：再生段比特间插奇偶校验字节(BIP-8)； 校验矩阵,帧结构与段开销(三）,23,4. D1

6、 D3：再生段数据通信通道，可传送再生段运行数据； 5. D4 D12：复用段数据通信通道，可传送复用段运行数据； 6. E1、E2：公务联络字节； 7. F1：使用者通道字节，用于维护的数据/音频通道 8. B2：复用段比特间插奇偶校验字节(BIP-N24)； 工作原理与B1相同； 9. K1、K2：自动保护倒换字节，执行APS协议； 其中： K1的b5 b8为请求保护倒换的局站编号， K2的b1 b4为倒换到保护通路上的局站编号。,帧结构与段开销(四）,24,STEP1：B站检测出工作通路故障后，利用上行保护光纤发出K1字节，K1字节中包含故障通路编号数。 STEP2：A站收到K1字节后，

7、完成下行工作光纤到保护光纤的桥接，并利用下行保护光纤送出K1、K2字节，其中K1字节作为倒换要求，K2字节作为证实。 STEP3：B站收到K2字节后，经过对通道编号的确认后进行下行工作光纤到下行保护光纤的桥接，同时根据K1字节的要求进行上行工作光纤和保护光纤的桥接。之后，利用上行保护光纤送出K2字节。 STEP4：A站收到K2字节后，完成上行工作光纤和保护光纤的桥接。APS完成。,自动保护倒换（APS）与K1、K2字节,25,10. S1：同步状态字节，指示同步状态、时钟级别等； 其中b1 b4暂不使用，b5 b8 表示时钟级别等； b5 b8 = 0010：G.811 时钟， 0100：G.

8、812 时钟（转接局）， 1000： G.812（端局） 1011：设备时钟， 1111：不能用于同步。 11. M1：复用段远端差错指示，指示B2的误块检测结果。 其中b1暂不使用； b2 b8：用二进制编码方式，对B2的误块检测结 果进行误块计数。,帧结构与段开销(五）,26,一、SDH复用特点 1、字节间插复用 各支路信号按字节顺序进行间插排列以形成更高速 率的信号； 各支路信号在帧中的位置固定，可直接提取/接入。 2、净负荷指针技术 用软件指针指示净负荷在帧中的位置； 允许支路信号速率有差异（可进行速率调整）； 不使用125 s缓存器，避免滑动损伤。,复用与映射(一）,27,二、参与复

9、用与映射的单元 1、信息容器 C 用于装载各种速率业务信号的信息结构。 国际规范了5种信息容器，我国使用其中的三种：,种类,C-12,C-3,C-4,装载信号种类,2 Mb/s,34 / 45 Mb/s,140 Mb/s,结 构,9行4列2,9行84列,9行260列,速率（Mb/s）,2.176,48.384,149.760,复用与映射(二）,28,2、虚容器 VC 是用来支持SDH通道层连接的信息结构。 VC 是由信息容器C加上通道开销POH构成。 国际规范了5种虚容器，我国使用其中的三种：,种类,VC-12,VC- 3,VC- 4,装载信号种类,2 Mb/s,34 / 45 Mb/s,2/

10、34/45/140 Mb/s,结 构,9行4列1,9行85列,9行261列,速率（Mb/s）,2.240,48.960,150.336,复用与映射(三）,29,VC-12 VC-3,复用与映射(四）,30,注：TUG3 = 7TUG -2= 21 TU-12（21 VC12 ） TUG3 = TU - 3（ VC-3 ）,复用与映射(五）,31,3、支路单元 T U 是在高阶VC与低阶VC之间进行适配的信息结构。 TU是由低阶VC加上支路单元指针TU PTR构成。,复用与映射(六）,32,复用与映射(七）,33,4、支路单元组 T UG 由几个TU或TUG进行字节间插复用组成。,复用与映射(八

11、）,34,复用与映射(九）,35,5、管理单元 AU - 4 是在高阶VC与复用段之间进行适配的信息结构。 AU是由高阶VC加上管理单元指针AU PTR构成。,复用与映射(十）,36,三、我国规范的SDH复用与映射结构,校准,复用与映射(十一）,37,四、字节间插复用 各支路信号按字节顺序进行间插排列，形成更高速率信号。,复用与映射(十二）,38,五、映射 1、何谓映射 映射就是在SDH网络边界把各种业务信号适配进相 应的虚容器。 如：把2Mb/s信号适配进VC-12； 把34（或45）Mb/s信号适配进VC-3； 把140Mb/s信号适配进VC-4。,复用与映射(十三）,39,2. SDH映

12、射种类 . 异步映射 用码速率调整的方法把与网络同步或不同步的支 路信号映射进相应的虚容器。 优点： 对映射信号无任何限制性要求：如信号速 率的高低、是否具有帧结构等； 接口简单、应用灵活。 缺点：不能直接提取/接入支路信号。,复用与映射(十四）,40,. 字节同步映射 无需进行速率调整，直接把支路信号适配进虚容器。 对映射信号要求：速率必须与网络同步（仅含N64 kb/s）, 必须具有块状帧结构。 优点：可直接提取/接入低速支路信号。 缺点：对映射信号有限制性要求； 硬件接口较复杂。 . 比特同步映射 要求映射信号速率必须与网络同步，但可不具有一定 的帧结构。与PDH相比，无明显优势；尚无人

13、采用。,复用与映射(十五）,41,3、2Mb/s信号异步 映射进VC-12,W = DDDDDDDD D： 数据比特 R： 填充比特 O： 开销比特 C： 调整控制比特 S： 调整机会比特,VC-12（子帧）的速率为 2.240 Mb/s； 映射信号的速率为2.048 Mb/s； 进行速率调整后（加入填充毕 特R），适配进虚容器VC-12。,复用与映射(十六）,42,一、高阶通道开销 VC-4 / VC-3 POH 1、位置与结构,通道开销 (一）,43,2、开销字节功能 J1： 通道跟踪字节，使收、发正确对接； B3：通道奇偶校验字节(BIP-8)； C2： 信号标记字节,指示VC-4的结构

14、； VC-4可能包含1140M、334/45M、632M； G1：通道状态字节：远端差错指示REI（误码计数）、 远端缺陷指示 FDI； F2、F3：使用者通道； H4：位置指示字节：指示TU子帧在复帧中的位置； K3：通道自动保护倒换字节(APS)； N1：网络操作者字节。,通道开销 (二）,44,二、低阶通道开销 VC-12 POH 1、位置与结构,通道开销 (三）,45,2、开销字节功能 V5： 通道状态与信号标记， b1b2：奇偶校验 BIP-2； b3：指示误码检测结果； b4：远端失效指示； b5b6b7：信号标记，映射方式； b8：远端接收失效指示。 J2： 通道跟踪字节：使收、

15、发正确对接； N2：网络操作者字节； K4：通道自动保护倒换字节。,通道开销 (四）,46,一、净负荷指针概念 1、作用 指示净负荷的位置：净负荷的第一个字节相对 于指针最后一个字节的偏移量； 进行速率调整：容纳净负荷速率偏差。 2、种类 管理单元指针 AU PTR； 支路单元指针 TU-3 PTR、TU-12 PTR。,净负荷指针 (一）,47,二、管理单元指针 AU PTR 1、位置与结构,净负荷指针 (二）,48,2、H1、H2、H3 字节安排,净负荷指针 (三）,49,3、H1、H2、H3 字节功能 . 净负荷位置指示 10比特指针指示净负荷的第一个字节相对于第三个H3字节的偏移量。

16、. 对净负荷VC- 4进行速率调整 正调整: 5个I比特反转；在净负荷前面加3个填充字节；指针值加1。 负调整: 5个D比特反转；在净负荷前面3个字节移到3个H3字节中； 指针值减1。 . 新数据标识 NDF 指示净负荷中的新数据变化。正常时：NDF = 0110 有新数据时：NDF = 1001,净负荷指针 (四）,50,三、支路单元指针 TU-3 PTR 1、位置与结构,净负荷指针 (五）,51,2、H1、H2、H3 字节安排,净负荷指针 (六）,52,3、H1、H2、H3 字节功能 . 净负荷位置指示 10比特指针指示净负荷的第一个字节相对于H3字节的偏移量。 . 对净负荷VC-3进行速率调整 正调整: 5个I比特反转；在净负荷前面加1个填充字节；指针值加1。 负调整: 5个D比特反转；在净负荷前面1个字节移到