SDH 原理与技术

以64kbit/s的幀同步通道為基礎，以網路同步的速率逐行串行傳輸。
8000幀/秒 容量 = 9 ×270 ×N 位元組
1 2 RSOH 3 4 AU-PTR 5 6 7 MSOH 8 9
9×N 列
STM-N淨荷 （含POH）
261 ×N列（位元組）
1 2
125s
1
SDH-N幀是由9行、270×N列(N=1、4、16、64，256)的 8bit位元組組成的碼塊，故:幀長=9×270×N×8=19440×N bit。
1
2.1 同步數字系列的速率
SDH具有統一規範的速率，信號以同步傳送模組（STM）的形式傳輸。 基本模組是STM-1，高等級速率以位元組交錯間插方式同步複用。
簡稱
SDH 等級
標840Mb/s
155M STM-1（1920CH） 155.520Mb/s
622M STM-4（7680CH） 622.080Mb/s
2.5G STM-16（30720CH） 2488.320Mb/s
10G STM-64（122880CH） 9953.280Mb/s
40G STM-256（491520CH）39813.120Mb/s
1
2.2 幀結構
P11
幀結構是一種按規律有序排列的重複性圖案。為了便於實現支路信號
的同步複用、交叉連接和上下電路，SDH幀結構以125μs的同步幀週期、
RSOH MSOH
1
2.3.3 SOH位元組功能
1、定幀位元組：A1和A2
用於識別幀的起始位置（A1=F6H、A2=28H）。收信正常時，再生器 直接轉發A1、A2位元組；收信故障時，再生器產生A1、A2位元組。(全透明傳送
設備搜索不到A1、A2超過625μs就出現幀失步(OOF)告警， OOF持續3ms以上將出現幀丟失(LOF)告警。
REG 再生器
支
SDH TM
路
終端複用器 信
號
通道
支路信號
通道
1
2.3.2 段開銷的位元組安排
9 位元組
A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0
B1
E1
F1
D1
D2
D3
管理單元指針
9 行 B2 B2 B2 K1
K2
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
D11
D12
S1
M1 E2
圖2.4 STM-1 SOH 位元組安排
1
SDH 的缺點
1. 頻帶利用率不如 PDH 系統；
2M
2M 2M
8M
34M
140M
2/8
8/34
34/140
PDH 64個2M 140M
2M
2M 2M
SDH 63個2M
34M 34M
SDH 48個2M 140M SDH 64個2M
155M
2M
34M 155M
155M
2. 技術和功能上的複雜性大大增加；
一個電信傳輸網原則上包含兩種基本設備：傳輸設備和網 路節點設備。網路節點介面(NNI)是網路節點互連的介面。
支路信號 TR SM TR
NNI NNI
有線
NNI NNI
有線
Line SM Radio
無線
DXC EA
Line Radio SM
無線
支路信號 SM TR
TR
TR
SM
同步複用器
DAX：數字交叉連接設備 EA:外部接入設備
連續信號流
STM-N STM-N STM-N STM-N STM-N STM-N
搜索 A1、A2
連續5幀 搜索不到
產生
R-OOF
下插
持續3ms R-LOF 全“1”AIS 定幀持 續1上ms以
R-LOF告警消失
1
2、再生段蹤跡位元組： J0
用來重複地發送段接入點識別字，以便使接收機能確認其與指定的發射 機處於持續連接的狀態。以確認再生段兩端的連接是否正確。 • 如果下游檢測到J0位元組與預定值不匹配，則會產生RS_TIM告警信號。 • 有的公司對此告警只上報，不下插AIS，因此不影響業務(如烽火、華為)； • 有的公司除上報此告警外，還下插AIS，因此影響業務。
發微 信波 機收
光纖
光 端 機
模擬用戶線 300~3400Hz
中繼線 2Mb/s 程式控制
交換機
電
移動
端 交換機 基站
機
分組 交換機 PCM
用戶 終端設備 交換設備
接入網 交換網
SDH WDM
SDH WDM
傳輸設備
傳輸網
PCM 分組 交換機
用戶
交換設備 終端設備
交換網 接入1網
程式控制交換機
原理
300~3400Hz
2. 可容納北美、日本和歐洲准同步數字系列(1.5M、2M、 6.3M、34M、45M和140M)，便於PDH向SDH過渡；
1
3. 採用了同步複用方式和靈活的複用映射結構，因而只需 利用軟體即可從高速信號中直接分插出低速信號，使上下業務 十分容易；
4. SDH的網同步和靈活的複用方式，大大簡化了數字交叉 連接功能的實現，便於根據用戶的需要進行動態組網和新業務 接入；
之間的全部物理實體定義為複用段(MS)；將終端複用器或分插複用器與再
生器之間、再生器與再生器之間的全部物理實體定義為再生段(RS)。不同
再生段開銷互不相關,不同複用段開銷也互不相關。
通道
複用段 再生段
複用段 再生段 再生段 再生段
支
路
SDH TM
信 終端複用器
號
SDH ADM （DXC） 分插複用器
A局
SDH 設備
B局
SDH 設備
2Mbit/s 34Mbit/s 140Mbit/s
網管系統
1
1.1 SDH產生的技術背景
傳輸系統是現代通信網的主要組成部分，而傳統的准同步
數字體系(PDH)已不適應現代通信網發展的要求：
1. 只有地區性的電介面規範，造成國際互通困難；
日本系列 北美系列
歐洲系列
四次群 三次群 二次群 基群
SM
TR
同步複用器
圖2.1 NNI 的位置示意圖
1
在電信網中，規範一個統一的NNI標準的基本出發點是： 1.不受限於特定的傳輸媒質； 2.不受限於網路節點所完成的功能； 3.不受限於對局間或局內通信的應用場合。 因此NNI的標準化不僅可以使3種地區性的PDH系列在 SDH網中實現統一，而且在建設SDH網和開發應用新設備時， 可使網路節點設備功能模組化、系列化，並能根據電信網絡 中心規模和功能要求靈活地進行網路配置，從而使SDH網路 結構更加簡單、高效和靈活，並在將來需要擴展時具有很強 的適應能力。 同步數字系列的NNI的基本特徵：具有國際標準化的介面 速率和信號的幀結構。
SDH 原理與技術
1
內容提要
SDH(Synchronous Digital Hierarchy)是20世紀80 年代末崛起的一門傳輸技術，是為滿足電信網朝著高 速化、數位化、綜合化及智能化方向發展的必然結果. 第1章 主要介紹SDH的基本概念和特點； 第2章 重點介紹SDH的速率、幀結構及段開銷功能； 第3章 詳細介紹SDH的複用結構、映射方法及指針調
出現RS_TIM告警的原因：可能是由於再生段跟蹤標識J0出現了錯誤。
J0位元組可用於判斷光纖是否正確接續：
① 如果在單盤上沒有配置J0位元組，出現此告警可以遮罩 ； ② 若光路盤上配置了J0，就不能遮罩此告警；若在某站曾用光功率計測 試過光功率，或對光纖進行過維修，後出現此類告警時，可能是機盤上的光 纖方向接錯了，需檢查接收光纖東西方向是否接反了。用此方法可驗查光纖 連接的正確性。
×4
2.048Mbit/s ±50×10-6
圖1.1 准同步數字系列
1
2. 沒有標準的光介面規範，由各廠家自行開發線路碼型，
因此無法實現橫向相容；
3. 只有1.5Mbit/s 和 2Mbit/s 是同步複用的，其他從低次群
到高次群採用非同步複接，需要通過碼速調整來達到速率的匹配
和容納時鐘頻率的偏差，而且每提高一個次群，都要經歷複雜
模擬信號
抽樣
量化
64kbit/s 編碼 數字信號 時分
抽樣 量化 編碼
用戶電路
同步
PCM 30/32 時隙 複用
2M入1 2M入n 2M出1
抽樣 量化 編碼
交換 信令
2M出n
︷8 bit
32 時隙（ 125μ s）
2M
︸ ︸ 幀結構 TS0 TS1 TS2
TS15 TS16 TS17
TS31
同步碼
1~15個話路
2.管理單元指針是用來指示信息淨荷第1個位元組在STM-N 幀內的準確位置，以便在收信端正確分離資訊淨荷。
3.資訊淨荷是存放用戶資訊的地方，也存放少量用於通道性 能監視、管理和控制的通道開銷位元組。
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2.3 段開銷
2.3.1 SDH的複用段與再生段
在SDH分層概念中，通常將終端複用器與交叉連接設備或分插複用器
97.728Mbit/s 274.176Mbit/s
×3
×6
32.064Mbit/s 44.736Mbit/s
×5
6.312Mbit/s
×7
6.312Mbit/s
×4
×4
1.544Mbit/s
139.264Mbit/s ±15×10-6
×4
34.368Mbit/s ±20×10-6
×4
8.448Mbit/s ±30×10-6
SDH網是由終端複用器(TM)、分插複用器(ADM)、再生中 繼器(REG)和同步數字交叉連接設備(SDXC)基本網元組成,在 光纖上進行同步資訊傳輸、複用、分插和交叉連接的網路。
支 路 信 號
TM 終端複用器
ADM （DXC） 分插複用器
支路信號
REG 再生器
支
TM
路
終端複用器 信
號
1. 對網路節點介面進行了統一的規範(速率等級、幀結構、 複接方法、線路介面、監控管理等)，使各廠家設備橫向相容；
3. 強大的軟體控制能力潛在重大故障隱患（病毒、操作失誤 或死機等）。
1
思考題：
1. SDH是一個什麼技術？ 2. SDH有哪些基本網元，其核心是什麼？ 3. SDH存在哪些缺點？
1
第2章 速率與幀結構
速 率：每秒鐘傳輸的比特數。如基群設備為2048kbit/s. 幀結構：包含用戶資訊和定時維護管理設備的一組數據塊。
5. 幀結構中安排了豐富的開銷比特(段開銷 和通道開銷)， 提高了網路的運行、管理和維護能力；
6. SDH是智能化的設備，兼有終結、分插複用和交叉連接 功能，可通過遠控靈活組網和管理；
7. 採用級聯技術，實現了IP over SDH。
1
SDH的優勢
1
SDH 的核心
1. 同步複用：便於上下業務； 2. 標準光介面：便於橫向相容； 3. 強大的網管能力：便於維護管理。
5. 網路運行和管理主要靠人工對數字信號交叉連接，無法 經濟地對網路組織、電路帶寬和業務提供線上即時控制。
為了解決上述問題，美國貝爾通信研究所首先提出了用一 整套分等級的准數字傳遞結構組成同步光網絡(SONET)，後來 CCITT於1988年重新命名為同步數字體系(簡稱SDH)。
1
1.2 SDH 基本概念和特點
1
3. 比特間插奇偶檢驗8位碼(BIP-8)位元組：B1
用於再生段的誤碼監測。告警信號是RS-BIP Error。
01
111
0
01
1
1 2 ... 8 1 2 ... 8 ... 1 2... 8
偶校驗1
…. 偶校驗2
偶校驗8
1----奇 B1 1 2 . . . . . .
8
0----偶
11
0
圖2.9 BIP-8 奇偶校驗運算方法
隨路信令 16~30個話路
傳輸速率=32×8/125×10-6=2048kbit/s （簡稱2M）
1
第1章 概 述
SDH是一個將複接、線路傳輸及交叉功能結合在 一起並由統一網管系統進行管理操作的綜合資訊網絡 技術。
複接 交叉 線路傳輸 交叉 分接
2Mbit/s 34Mbit/s 140Mbit/s
幀結構由段開銷(SOH)、管理單元指針(AU-PTR)和資訊淨荷
(pay各loa區d)域3個的主作要區用域：組成。
1.段開銷是為保證資訊淨荷正常靈活傳送所必須附加的，供 網路運行、管理和維護(OMA)使用的位元組。 再生段開銷用於幀定位、再生段的監控和維護管理； 複用段開銷用於傳送複用段的監控和維護管理。
的碼變換、碼速調整、定時、複接/分接過程；
光信號
140/34Mb/s
34/140Mb/s
光 /
分 34/8Mb/s
8/34Mb/s 複
電 /
電 接 分 8/2Mb/s 2/8Mb/s 複 接 光
接分
複接
逐級分解還原 接
接 逐級調整複用
光信號
2Mb/s
圖1.2 PDH分插支路信號的過程
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4. 開銷少，無法對傳輸網實現分層管理和對通道的傳輸性 能實現端對端的監控；
整技術； 第4章 全面介紹SDH的網路結構及保護與恢復技術； 第6章 側重介紹SDH網同步結構、規劃及定時系統； 第7章 主要介紹光線路系統及光介面技術。
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通信網的
基本結構
模擬用戶線 300~3400Hz
中繼線 程式控制2Mb/s
交換機
基站
移動 電 交換機 端
機
發微 信波 機收
光 端 機
衛星 微波
1
再生段誤碼監測方法
n幀
A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0 B1
發送端將擾碼後的當前幀所有 比特進行 BIP-8 計算，結果置於下 一幀B1中。