《北邮现代通信技术第8、9章课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北邮现代通信技术第8、9章课件（152页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,现代通信技术,第8章 传送网技术基础 第9章 光纤通信技术 第11章 综合业务接入技术 第12章 12.4 自动交换光网络 技术,北京邮电大学 电信工程学院 李蔚,第8章 传送网技术基础,主要内容 传送网基本概念 传送网基本功能 传送网基本组成 重点内容 同步数字体系(SDH)技术,8.1 传送网概述,8.1.1 传送与传输 电信网的功能可以归纳为两大类： 传送(Transport)功能 实现任何电信信息从一点到另一点(或另一些 点)的传递 控制(Control)功能 实现辅助业务和操作维护功能, 传送：侧重于从信息传递的功能过程描述 传输：侧重于从信息信号通过具体物理媒质 传递的物理过程来
2、描述 传送网：将网络的传送功能的集合看作一 个逻辑的网络 传输网：实际设备组成的网络,8.1.2 传送网分层结构,电路层,通道层,段层,物理层,传输媒质层,传送层, 传送网分层的优点 各层单独设计修改 各层功能相对独立 层与层关系 客户-服务者 各层现有技术 电路层: 64kb/s, 2Mb/s 通道层: PDH, SDH, ATM,(波长) 传输媒质层: 电缆,光纤,微波,卫星,铜线等,8.2 同步数字传送网技术,8.2.1 SDH(Synchronous Digital Hierarchy) 传送网产生背景 PDH的特点与存在的主要问题 面向话音业务 适合点对点传输 存在多种地区性标准 异
3、步复用，逐级复接 不具备统一的光接口 开销缺乏，网管有限,PDH复接等级,E1,E2,E3,E4,E5,T1,T2,T3,T4,2.SDH的产生,SDH的研究工作始于1986年，其目的是建立光纤通信的用标准，通过一组网络单元提供一个经济、简单、灵活的网络应用。 美国贝尔通信研究所最先提出了光同步传输网概念，并称之为同步光网络（SONET）。 1988年，美国国家标准协会（ANSI）通过了两个最早的SONET标准。 国际电话电报咨询委员会（CCITT）于1988年接受了SONET的概念，重新命名为同步数字系列(SDH），建立了世界性的统一标准。,3. SDH的概念和特点 概念,SDH是一套可进行
4、同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化的数字信号技术体制。 统一网络节点接口 标准信息结构等级 块状帧和开销功能 同步复用映射结构 适用多种传输媒质 SDH传送网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。,网络节点接口（NNI）,line radio,DXC EA,line radio,NNI,NNI,NNI,NNI,TR：支路信号 line：线路系统 DXC：数字交叉连接设备 SM：同步复用器 radio：无线系统 EA：外部接入设备,SDH接口的速率等级 STM-N, N=1, 4, 16, 64 STM: Sy
5、nchronous Transport Module 同步传送模块,特点 同步复用： 直接分插，一步到位 标准光接口：保障横向兼容 世界性标准：统一两大数字体系,前向兼容 容纳新业务: 后向兼容 开销丰富： 强大的网管能力 定时透明： 指针调整，支持伪同步工作环境 净荷透明： 简化网络管理 组网与自愈能力强 系列标准规范,SDH核心特征 同步复用 强大的网络管理能力 统一的光接口及复用标准,4. SDH的不足 开销信息的增加带来频带利用率的降低 指针调整技术的引入劣化了抖动性能 软件控制对网络可靠性和生存性提出更高的要求 网同步复杂 需解决对IP业务量波动大,流量不对称的不适应 问题,8.2.
6、2 SDH的帧结构与段开销,STM-1 的帧结构,9270 字节,STM-N 的帧结构,在帧同步的基础上 以字节为单位的时 分复用,SDH帧结构的特点,以字节为基础的矩形块状帧结构 纵向9行，横向270N列 由左到右、由上到下顺序排成串行码流依次传输 传输一帧需 125s，每秒 8000 帧 STM-N传输速率： N892708000 = N155.520 Mbit/s 其中 N 取 1, 4, 16, 64, ,SDH帧结构的功能区域,STM-1(N) 的开销,段开销SOH(Section OverHead) 再生段开销RSOH 复用段开销MSOH (字节的功能与应用P189-196) 通道
7、开销POH(Path OverHead) 高阶通道开销HPOH 低阶通道开销LPOH (字节的功能与应用P200-203),STM-1段开销安排,再生段开销 （RSOH）,复用段开销 （MSOH）,STM-N段开销字节安排,STM-N的SOH字节可利用字节间插方式构成。安排规则 如下: 第一个STM-1的SOH被完整保留，其余N-1个SOH 中仅保留定帧字节A1、A2和BIP-N24字节B2， 其它字节（B1，E1，E2，F1，K1，K2和D1D12） 均省去 M1字节要专门定义位置,定帧字节:A1,A2 再生段踪迹字节:J0 数据通信通路字节:D1D12 公务联络字节:E1,E2 使用者通路
8、字节:F1 自动保护倒换字节:K1,K2(b1b5) 复用段远端缺陷指示字节:K2(b6b8) 同步状态字节:S1(b5b8) 比特间插奇偶校验8位码(BIP-8)字节:B1 比特间插奇偶校验N24位码(BIP-N24)字节:B2 复用段远端差错指示字节:M1,BIP-8原理,第1字节,第2字节,第N9270字节,B1,上1帧,8.2.3 同步复用和映射原理,SDH通用复用映射结构,特点： 多种信息单元,多条复用路线,多层复用结构,中国采用的复用结构,特点： 规定以2.048Mb/s为基础的PDH系列作为SDH的有效负荷 选用AU-4复用路线,映 射,定 位,基本工作原理,信号复用进STM-N
9、帧都要经历映射、定位校准 和复用三个步骤. 各种速率等级的数据流进入相应的容器（C）， 完成适配功能（主要是速率调整） 进入虚容器（VC），加入通道开销（POH） 进入管理单元（AU）或支路单元（TU） 进行速率调整 设置指针（AU PTR或TU PTR） 在N个AUG的基础上，附加段开销SOH 形成STM-N的帧结构,基本单元,容器 (Container) 容器是一种用来装载各种速率业务信号的信息 结构，基本功能是完成适配即码速调整 容器类型包括C-n(n=11,12,2,3,4)五种，我国 目前仅涉及C-12,C-3及C-4容器 每种容器分别对应于一种标称输入速率，即 2.048Mb/s(
10、C-12)；34.368Mbit/s(C-3)； 139.264 Mbit/s (C-4),虚容器 (Virtual Container),虚容器是用来支持SDH通道层连接的信息结构 VC是SDH通道的信息终端，由安排在重复周期 为125s或500s的块状帧结构中的信息净负荷 （容器的输出）和通道开销（POH）组成，即： VC-n = C-n + VC-n POH 虚容器可分为低阶虚容器和高阶虚容器，VC-11、 VC-12、VC-2和TU-3前的VC-3为低阶虚容器； C-4和AU-3前的VC-3为高阶虚容器,支路单元 (Tributary Unit), 支路单元是一种提供低阶通道层和高阶通
11、道层 之间适配功能的信息结构，表示为 TU-n (n=11,12,2,3) TU-n由一个相应的低阶VC-n和一个相应的支路 单元指针（TU-n PTR）组成，即： TU-n = VC-n + TU-n PTR TU-n PTR指示VC-n 净负荷帧起点相对于高阶VC 帧起点间的偏移量。,支路单元组 (Tributary Unit Group),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。 通过把一些不同大小的TU组合成一个 TUG， 可以增加传送网络的灵活性 VC-4/3中有TUG-3和TUG-2两种支路单元组,管理单元 (Administrative U
12、nit),管理单元是提供高阶通道层和复用段层之间适配 功能的信息结构，可表示为AU-n(n=3,4) 管理单元由一个相应的高阶VC-n和一个相应的管 理单元指针（AU-n PTR）组成，即： AU-n = VC-n + AU-n PTR AU-n PTR指示VC-n净负荷起点相对于复用段帧 起点间的偏移，而其自身相对于STM-N帧的 位置总是固定的。,管理单元组 (Administrative Unit Group),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 一个AUG是由一个AU-4或三个AU-3按字节间插 组合而成,同步传送模块 (Synchrono
13、us Transport Module),同步传送模块代表提供段层连接的信息结构 基本模块STM-1的信号速率为155.520Mbit/s 更高阶的STM-N模块（N=4,16,64,.）由N个 STM-1信号以同步复用方式构成,复用步骤,映射 定位 复用,映射,映射 (Mapping) ，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。,D,S,D,S,D,S,映射技术：码速调整,实例：将2.048Mbit/s信号映射进VC-12,步骤： H-12异步装入C-12 加入VC-12 POH,H-12异步装入VC-12,正/零/负码速调整策略,定位,定位（ Alignment ），
14、是一种当支路单元或管理 单元适配到支持层的帧结构时，帧偏移信息随之转移 的过程。利用指针(TU PTR或AU PTR)来表示在STM-N 帧内浮动的净负荷的准确位置。当出现净荷在一定范 围内的频率变化时，只须增加或减小指针数值即可达 到目的。,指针的概念, 指针(PTR)是一种指示符，其值定义为虚容器相对于 支持它的传送实体的帧参考点的帧偏移。, SDH中指针的作用可归结为三条：,当网络处于同步工作状态时，指针用来进行同步 信号间的相位校准；,当网络失去同步时，指针用作频率和相位校准； 当网络处于异步工作时，指针用作频率跟踪校准；,指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移。, 指针分为AU-4
15、指针、TU-3指针、TU-12指针。,AU-4指针定义与编码, AU-4指针定义：H1, Y, Y, H2, 1* , 1* , H3, H3, H3 其中 Y=1001SS11；1*=11111111 H1和 H2字节结合使用，可以看作1个码字，其中码字 的最后10个比特(即第7至第16比特)携带具体指针值。 H1、H2共可提供1024个指针值 VC-4内共有2349字节，需用783个指针值来表示， 实际AU-4指针值为0782内所对应的二进制数 该值表示了指针和VC-4第1个字节间的相对位置 指针值每增/减“1”，代表3个字节的偏移量 指针奇数比特记为 I 比特，偶数比特记为 D 比特,AU-4指针偏移值(P204),AU-4指针定位功能,正调整,当VC的帧速率比AUG的帧速率慢时，需提高VC帧速率 操作：在 VC前插入3个填充伪信息的空闲字节(即 正调整字节)， 从而增加了 VC帧速率。但由于 插入了正调整字节，实际VC在时间上向后推移， 因而用来指示其起始位置的指针值要增加1。 操作指示：是将指针码字的5个增加比特(I比特)， 即第7、9、11、13和15比特进行反转，并在接收 机中按5比特多数表决准则作出决定。 正调整字节的位置：AU一4帧内最后一个 H3字节后 出现3个正调整字节。,
