光纤通信6-SDH网络

622.080Mb/s
139.260Mb/s
C4 C4 C4 C4
映射
VC 4 VC 4 VC 4 VC 4
打包
AU 4 AU 4 AU 4 AU 4
定位
AUG
复用
STM 4 开销处理
C 4 VC 4
C4 C4
VC 4 VC 4
C4
7 D7
D8
D9
8 D10
D11
D12
9 S1 12
34 5
E2 67 8
A 帧同步字节 E 公务联络字节 F 使用者字节 D 数据通道
DR 192 kb/ s
DM 576 kb/ s
K 自动保护切换 J0 再生段踪迹 B 比特交错校验 S 同步状态
9
6.3 SDH复用和映射过程

SDH信号复用 STM N
VC 4
139.260Mb/s
260
AU 4 AU 4 AU 4 AU 4
AUG
STM 4
POH
9
SOH
6.4 SDH设备
SDH设备类型：
复用设备TM
基本终端复用器I.1,I.2型 高阶复用器II.1,II.2型 分插复用器ADM III.1,III.2型 互通复用器IV型
1、SDH网络保护
保护机制：路径保护，子网连接保护
路径保护：段层（复用段层）保护 环形、线形
通道层保护 环形
保护环： 线路保护环 通道保护环 单向环（双纤） 双向环（双纤、四纤）
2、SDH传送网自愈机制
SDH传送网中一个10Gbit/s系统等效容量就 超过120000条话路，一根光缆可以容纳48、96 芯乃至更多数量的光纤。这样巨大的通信容量在 带来经济效益的同时，也对网络的可靠性提出了 极高的要求。
SDH传送网分层
带光放大器的SDH分层模型
在SDH系统以及波分复用系统中， 配置光放大器是克服损耗，延长 中继距离的主要手段。由 于光放大器的引入，SDH的分层 模型将在再生段层和复用段层之 间引入新的光通路层网络、光复 用段网络和光放大器网络。
6.6 SDH网络保护和恢复
SDH光纤传送网络具有很大的通信容量。 这样的传送网络一旦发生光缆被切断等故障，将会 带来严重的损失。
������ 故障管理 ������ 性能管理 ������ 配置管理 ������ 安全管理 ������ 计费管理
2. SDH设备的管理功能模块SEMF
SDH设备的管理功能模块SEMF为SDH管理网提供了一种有效 的管理手段。 利用这种手段，网元NE内部或外部的管理者就可以方便地对其 进行管理。
6.5 SDH网络结构
网络拓扑
网络拓扑，即网络节点和传输线路的几何排列， 反映了网络的物理连接结构。
SDH传送网物理拓扑的选择应综合考虑 网络的生存性、配置的难易度、网络结构是否适应新 业务的引进等多种因素。
SDH网络结构：线形、环形、网格形，星形
用户网适于星形拓扑和环形拓扑， 中继网适于环形和线形拓扑， 长途网适于树形和网孔形的结合
Q3接口是定义在TMN中OS与NE（或通过QA、MD） 之间的接口，也是SDH管理网与TMN的通信接口。 Q3接口是TMN的核心，提供了管理操作系统与其他实体间 的通信。
SDH网元设备
复用设备包括 终端复用器（TM）和 分插复用器（ADM）， 中继设备 交叉连接设备DXC
把SDH设备按逻辑功能划分为许多基本功能 块，每一个基本功能块完成一种简单的功能，几个 基本功能块组合在一起构成较复杂的复合功能。全 部基本功能块构成一个功能最完善的SDH设备，
帧结构
帧周期 125s
SOH Section Overhead POH Path Overhead
段开销 通道开销
AU-PTR 管理单元指针
SOH: STM-1
1 A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0
2 B1
E1
F1
3 D1
D2
D3
4
AU-PTR
5 B2 B2 B2 K1
K2
6 D4
D5
D6
6.7 SDH网络管理
SDH的一个重要特点就是在帧结构中安排了 丰富的开销字节用于网络的管理、运营和维护， 从而使得SDH网络管理的能力有了很大的增强。
同时SDH传送网对管理系统的依赖性也更加紧密 了，只有在先进的网络管理系统的支持下，SDH 强大的优势及其优越的性能才能充分体现出来。
1. SDH网络管理功能
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提供话音、数据、图
像、视频等多媒体综
合业务，其中又以IP
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SDH
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WDM
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为代表的数据业务为 重点。
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WDM
SDH ¶à Òµ Îñ ´«
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（2）自动保护倒换APS
APS通过向备用系统切换来恢复业务。 防止光缆被切断，需要1：1的APS， 并且备用系统必须选取不同的路由，即异径保护（DRP）。
在DRP中，保护线路物理上不与被保护的服务线路在一起， 因而能够避免光缆切断时的服务中断。
1+1 和1:n 保护
（2）自愈环SHR
SHR实际上就是基于环网的自动保护切换
第六章 SDH光通信网络
光传送网层次结构
接入网
业务设备到用户之间的线路设备
用户终端 接入网
核心网
城域网的分层
城域光网络处于核心光网络和接入光网络之间， 把接入网中企业与私人客户的各种协议、数据等 无缝和灵活地连接到运营商的骨干网。
城域光网络是一种主要面向企事业用户的、 最大可覆盖城市及其郊区范围的、 可提供丰富业务并支持多种通信协议的网络。
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3.5G¹Ì
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SDH
LMDS ¶¨ÎÞ Ïß
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6.1 SDH的提出
PDH的弱点 两种体制三个标准，国际互通困难 没有统一的光接口，各厂家设备不兼容 准同步复用结构复杂，不灵活 管理比特少，网络管理能力弱
光通信的发展，传输速率提高很快，速率越高，不同标准差别越大，互通越困难 计算机的迅猛发展，对网络的智能管理成为可能，需要建立智能化管理的通信网 1985年 Bellcore 提出了SONET Synchronous Optical Network 1988年 CCITT 接受了 SONET 更名为SDH
2s以内完成故障恢复，则对话音用户来说仅会感到对话被中断 了一下。对于数据用户采说，基本上不会引起会晤的切断.
3、 SDH自愈环
自愈环（SHR）就是一种环型网络体系结构。
由于具有共享带宽和提高存活性的特点，环 型网络体系结构得到了广泛的应用。
SDH自愈环体系结构可分为两类： 双向SHR（B-SHR）和 单向SHR（U-SHR）。
大规模光纤网络必须具备有效的自愈（Selfhealing）机制， 即在网络发生故障时，无需人为干预就能自动而迅速地恢复 失效节点或链路，重新配置业务。 网络的自愈机制是提高网络可靠性尤其是生存性的主要手段 之一。
（1） 自愈体系
目前有3个自愈体系； 自动保护倒换（APS）、 自愈环（SHR）、 以及基于数字交叉连接的自愈网（SHN）。
3 管理协议及标准接口
SDH系统管理广泛地采用了开放系统互联（OSI）的 协议规范、服务定义和系统管理的原理。
SDH在帧结构的开销部分安排了若干字节作为数据通 信通路DCC（帧结构中的D1～D12字节），用来构成 SDH传送网的传送链路。由于ECC嵌入在段开销中，所有 的网元都具备，为构成统一的管理网提供了方便。
2. ADM类型和功能块描述
分插复用设备ADM分为两类：Ⅲ.1型和Ⅲ.2型。 ������ Ⅲ.1型复用设备 该型复用设备提供分出和插入PDH信号的能力， 分出和插入信号的接口符合G.703建议。 ������ Ⅲ.2复用设备 该型复用设备提供分出和插入SDH信号的能力， 分出和插入信号的接口符合G.707建议。
（4）故障恢复速度与备用容量效率
不同的用户对故障恢复速度要求也不同。
有的用户对网络的无间断运行具有强烈的依赖性， 如银行自动取款机、大贸易公司等。 对于这类用户，恢复时间应是自愈机制所能达到的最短时间， 目前这个时间约为50ms。
但是多数应用的故障恢复时间的容许范围 可以在几秒钟到几分钟之间。 特别是业务成本比较低的时候，容许范围可以达到30min。
交叉连接设备SDXC
中继设备
G.703
TM
G.707 STM-N
TM STM-M
STM-N
STM-N STM-N ADM
PDH
STM-N STM-N ADM
STM-M
SDXC
复用设备一般化逻辑方框图
SDH物理接
再生段终结 复用段保护 高阶通道连接
TTF传送终端功能
复用段适配
HOI高阶接口 LOI低阶接口
SDH STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 STM-128
SONET STS-1/oc STS-3/oc-3 STS-6 STS-12/oc-12 STS-24 STS-48/oc-48 STS-96 STS-192/oc-192 STS-384 STS-768/oc-768
Mbit/s 51.84 155.52 311.04 622.08 1244.16 2488.32 4976.64 9953.28 19906.56 39813.12
连接切断最小时间的确定 实验结果表明
50ms到200ms的传送中断将引起电路交换业务5％以下 的呼损率的增大。
传送中断2s，所有电路交换的连接都将被切断。
中断10s，多数音频数据MODEM将出现超时， 连接型数据会晤也会由于超时而中断， X.25的会晤也会被切断。
5min以上的传送中断，将引起数字交换机的严重拥塞。 50ms内切换对绝大多数业务的影响可以忽略
Synchronous Digital Hierarchy
SDH传送网主要特点
������ 接口统一 ������ 灵活复用和解复用 ������ OAM能力强 ������ 结构简化 ������ 对信息负荷透明 ������ 便于多厂家产品互通，良好的兼容性
6.2、SDH的速率等级和帧结构
同步数字体系的速率 STM-N N=1,4,16,64、256 Synchromous Transport module
复用设备一般化逻辑方框图
TM类型和功能块
������ Ⅰ.1型复用设备 该型复用设备提供把PDH支路信号映射、复接到STM-N信 号的功能， ������ Ⅰ.2型复用设备 该型复用设备提供把PDH支路信号灵活地映射，安排到 STM-N信号帧中任何位置上的能力。 ������ Ⅱ.1型复用设备 该型设备提供把若干个STM-N信号组合成一个STM-M（M ＞N）信号的能力。 ������ Ⅱ.2型复用设备 该型设备提供把若干个STM-N信号灵活地组合成一个STMM（ M＞N）信号的能力。




G.707给出的复用途径
C-x 容器，速率适配 VC-x 虚容器 通路层信号单元
TU 支路单元 指针处理 TUG 支路单元组 AUG 管理单元组
我国的SDH基本复用映射结构
PDH信号复用成SDH信号
PDH信号复用成SDH信号必须经过 映射、 定位 复用
三个步骤
139.260Mb/s
因此SDH光纤传送网络必须具有较强的抵抗故障 或灾害的能力，即SDH网络的生存性。
SDH生存性的实现主要有两种方法，即 保护（Protection）和恢复（Restoration），
保护的基本思想是利用预先规ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的备用系统容量对 主用系统进行切换保护，
恢复则是在业务失效后利用快速路由等机制重新建立连接。
使用2条互为反方向的光缆， 环上的节点对2个方向来的信号形成1：1的保护。
（3）基于数字交叉连接的自愈网SHN
SHN是基于网格型网和数字交叉连接（DCS）的自愈机 制。
它能够灵活地处理网络故障或业务量的变化， 进行资源自组织。 SHN在每个节点上配置DCS， 利用光波跨接（span）形成节点间的连接。 当一个跨接失效，导致两个节点间服务通道中断 时，通过对其它跨接上的备用通道进行交叉连接 形成恢复通道。
。
单向自愈环（U-SHR）
U-SHR只用两条光纤， 一条工作，另一条备用。 每个节点一个分插复用器（ADM）。
ADM

s
ADM
p
ADM
ADM

二纤单向通道保护环工作原理
二纤单向复用段保护环工作原理
双向自愈环（B-SHR）
根据备用容量分配的不同，B-SHR可以使用 4条光纤或2条光纤。 四纤双向复用段保护环工作原理