准同步数字体系
第七章同步数字体系(SDH)
AUPTR还可用于频率调整．以便实现网络各支路同步工作。
这10个比特就是指针值。指针值是用二进制来表示的。亦即用 l0个比特的0、1码构成的二进制数值，来表示十进制的0～782 个编号。再深一步说，就是用上面所述的10比持来表示VC-4第 一个字节在o～782中的位置。
四、指针的频率调整作用
1、当VC帧速率＜AUG帧速率时: 图7—14中的5个I比持反转，通知接收端表示要作正码速调整(加
(C-4)十(VC-4POH)=VC-4 (VC-4) 十(AU-4PTR)＝AU-4 (AU-4)＝(AUG) 最后形成 STM-1
(1)下图画出了两帧，(一帧的时间是125μs，故两帧是250μs (2)对照帧结构图7－2可知，图中左侧第四行的位置就是指针区。 (3)图右侧是两帧STM—1的净负荷区，为了表明净负荷区中某点的 位置，根据行、列来画线打出格子。从第四行向右、向下进行位置 编号。每三格编一个号。例如的000，111，222，－－。
二、PDH的固有缺点
1、存在互为独立的三大数字系列，使国际间的互通存在 困难。
2、无统一的光接口，使各厂家的产品互不兼容。 3、 4、网管通信带宽严重不足，给建立集中式电信管理网带
5
三、SDH网的基本特点
优点： 1）SDH网络是由一系列SDH网元（NE）组成的，它是一个可在
光纤 或微波、卫星上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。 2）具有全世界SDH)传输网中的信号是以同步传输模块(STM)
PDH和SDH
PHD和SDH以往在传输网络中普遍采用的是准同步数字体系(PDH lesiochronous Digital Hierarchy)，随着信息社会的到来，它已不能满足现代信息网络的传输要求，因此同步数字体系应运而生。
PDH存在的主要问题•PDH主要是为话音业务设计，而现代通信的趋势是宽带化、智能化和个人化。
•PDH传输线路主要是点对点连接，缺乏网络拓扑的灵活性。
•存在相互独立的两大类、三种地区性标准（日本、北美、欧洲），难以实现国际互通。
•异步复用，需逐级码速调整来实现复用/解复用。
•缺少统一的标准光接口，无法实现横向兼容。
•网络管理的通道明显不足，建立集中式传输网管困难。
•网络的调度性差，很难实现良好的自愈功能。
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通用标准，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的概念，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。
什么是SDHSDH-Synchronous Digital Hierarchy,是一种传输技术体制。
它是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。
它具有世界性的统一标准，不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星通信。
SDH网络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输网络。
•有全世界统一的网络接口接点（NNI）作用：减少设备种类和数量，简化了操作。
•有一套标准化的信息结构等级（STM）作用：统一了现存的两个数字体系，方便了国际互连。
•具有块状帧结构作用：可以安排丰富的开销比特用于网络运行的维护和管理。
准同步数字体系
准同步数字体系准同步数字体系是一种基于数字技术的通信协议，用于实现高效的信息传输和数据处理。
该体系将支持多种数字设备的互联互通，有助于提高信息交流的效率和准确性。
本文将对准同步数字体系的原理、应用和未来发展进行详细介绍。
一、原理准同步数字体系的基本原理是在数据传输过程中，通过采用准确的时钟同步机制来确保数据的准确性和完整性。
1.1 时钟同步在准同步数字体系中，所有参与通信的设备通过网络同步时钟，以保证数据的传输时序一致。
通过准确的时钟同步机制，可以消除数据传输中的时钟偏差和抖动，从而实现准确的数据传输和处理。
1.2 数据校验为了保证数据的完整性和正确性，准同步数字体系采用了高效的数据校验技术。
在数据传输过程中，发送端会添加校验码，接收端则通过校验码验证数据的准确性。
如果数据出现错误，接收端可以通过重新请求数据或进行差错校正来纠正错误，并确保数据的可靠性。
二、应用准同步数字体系在各个领域都有广泛的应用，特别是在通信、控制和数据处理方面具有重要的意义。
2.1 通信领域在通信领域，准同步数字体系被广泛应用于数据传输和网络通信。
通过准确的时钟同步和高效的数据校验，可以实现高速、稳定的数据传输，满足现代通信网络对于高带宽、低延迟的需求。
2.2 控制系统准同步数字体系在控制系统中起到了重要的作用。
通过时钟同步和数据校验，可以实现各个控制设备之间的数据交换和共享，从而提高控制系统的精确性和稳定性。
例如，在工业自动化领域，准同步数字体系被广泛应用于实现分布式控制和数据采集。
2.3 数据处理准同步数字体系在数据处理领域也有广泛的应用。
通过保证数据的准确性和完整性，可以有效地进行数据分析和处理。
准同步数字体系提供了高效的数据传输和处理方式，有助于提高数据处理的速度和精度。
三、未来发展准同步数字体系在不断发展演进中，随着技术的不断进步和应用需求的增长，其未来发展潜力巨大。
3.1 高速传输随着通信技术的不断发展，对于高速数据传输的需求也越来越大。
同步数字体系的基本概念(ppt 144页)
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图5.20 PDH的网络结构（一种应用）
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版第社 四节 SDH的基本概念
一、 PDH的弱点
现在的准同步数字体系（PDH）传 输体制已不能适应现代通信网的发展要 求，其弱点主要表现在如下几个方面。
(1） 只有地区性数字信号速率和帧 结构标准而不存在世界性标准。
人民邮电出 版社 (2)没有世界性的标准光接口 规范，导致各个厂家自行开发的 专用光接口大量出现。
(3) 准同步系统的复用结构， 除了几个低等级信号（如 2048kbit／s，1544kbit／s）采用 同步复用外，其它多数等级信号 采用异步复用，即靠塞入一些额 外的比特使各支路信号与复用设 备同步并复用成高速信号。
人民邮电出 版社 (4 ) 复接方式大多采用按位复接，虽 然节省了复接所需的缓冲存储器容量，但 不利于以字节为单位的现代信息交换。
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2. 数字复接系统的构成
数字复接器的功能是把4个支 路（低次群）合成一个高次群。
数字分接器的功能是把高次群 分解成原来的低次群，它是由定时、 同步、分接和恢复等单元组成。
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图5.5 数字复接系统方框图
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版第社二节 同步复接与异步复接
一、 同步复接
1. 码速变换与恢复
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图5.13 扣除插入脉冲后的信号序列
图5.14 锁相环方框图
人民邮电出 版社 （1） 由于扣除帧同步码而产 生的抖动，有三位码被扣除，每 帧抖动一次，由于帧周期约为 100μs，故其抖动频率为10kHz。
（2） 由于扣除插入标志码而 产生的抖动。每帧有3个插入标志 码，再考虑到扣除帧码的影响， 相当于每帧有四次扣除抖动，故 其抖动频率为40kHz。
SDH传输网
第5章 SDH 传输网 5.1 概述 5.1.1 SDH 的产生传统的准同步数字体系（PDH ），暴露出现有的准同步数字体系所存在的一些固有弱点，具体表现在：1. 北美、欧洲和日本三种数字体系彼此互不兼容，造成国际互通的困难。
三种数字体系的电接口速率等级如图5.1.12.没有世界性的标准光接口规范，导致不同厂家生产的设备无法在光路上互通和调配，只能通过光/电转换成标准电接口才能互通，限制了联网应用的灵活性，增加了网络复杂性和运营成本。
3.采用的准同步复用技术，难以从高速信号中识别和提取低速之路信号，复用结构复杂，缺乏灵活性，硬件数量大，上下业务费用高。
例如从140Mbit/s 的信号中分/插出2Mbit/s 低速信号要经过如图5.1.2所示的过程。
4.在复用信号的帧结构中，由于开销比特的数量很少，不能提供足够的操作、维护和管理（OAM ）功能；因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。
欧洲系列日本系列北美系列5.由于建立在点对点的传输基础上的复用结构复杂，缺乏网络拓扑灵活性，无法提供最佳路由选择上下话路困难，难于实现数字交叉连接功能。
PDH所存在的上述这些固有弱点，制约了电信网的“网络化、智能化、综合化”的发展，而要想完满地在原有的技术体制和技术框架上来修改完善，解决这些问题已无济于事，于是一个更为先进的体制——同步数字体系（SDH）应运而生。
5.1.2 SDH的基本概念和特点一、SDH的基本概念所谓SDH是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。
SDH网络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。
它的基本网元有终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、同步数字交叉连接设备（SDXC）和再生中继器（REG）等。
SDH网络有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N（N=1，4，16，64……）。
同步数字体系SDH
同步数字体系SDH内容•（一）了解SDH的相关知识；•（二）学习安装SDH网管；•（三）熟悉SDH网管的基本操作；•（四）学习SDH基本配置方法。
SDH简介在数字传输系统中，有两种数字传输系列：•一种叫“准同步数字系列”（Plesiochronous Digital Hierarchy），简称PDH。
•另一种叫“同步数字系列”（Synchronous Digital Hierarchy），简称SDH。
PDH•在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列。
这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步”。
采用准同步数字系列（PDH）的系统，是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。
尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。
为了保证通信的质量，要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。
因此，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”。
•在以往的电信网中，多使用PDH设备。
这种系列对传统的点到点通信有较好的适应性。
而随着数字通信的迅速发展，点到点的直接传输越来越少，而大部分数字传输都要经过转接，因而PDH系列便不能适合现代电信业务开发的需要，以及现代化电信网管理的需要。
SDH就是适应这种新的需要而出现的传输体系。
•最早提出SDH概念的是美国贝尔通信研究所，称为光同步网络（SONET）。
它是高速、大容量光纤传输技术和高度灵活、又便于管理控制的智能网技术的有机结合。
最初的目的是在光路上实现标准化，便于不同厂家的产品能在光路上互通，从而提高网络的灵活性。
ITU-T建议的数字比特速率系列与数字复接等级PDH复接帧结构PDH复接帧结构•三次群复接帧结构•四次群复接帧结构•五次群复接帧结构PDH数字传输系统的局限性•复接方式异步复接体制，在码速调整后，逐比特同步交错复接•群路上/下方式现行异步复接光纤通信系统中，没有专用的上/下话路设备，如果在中继站实现上/下话路，必须采用两套低次群到高次群复接设备•极少的信号传输辅助比特SDH定义•SDH全称同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy）•SDH规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性，提供了一个国际支持框架，在此基础上发展并建成了一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传输网。
准同步数字体系和同步数字体化
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广播电视：用于传输 广播电视节目
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企业网络：用于企业 内部通信和数据传输
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物联网：用于连接各 种智能设备，实现远 程控制和监测
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云计算：用于提供计 算、存储、网络等服 务
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5G网络：用于提供 高速、低延迟、高可 靠性的通信服务
较
定义与特点比较
添加标题
准同步数字体系：采用准同步传输技术，传输速率相对较低，但传输质量较高，适用于 对传输质量要求较高的场合。
添加标题
同步数字体系：采用同步传输技术，传输速率较高，但传输质量相对较低，适用于对传 输速率要求较高的场合。
添加标题
特点比较：准同步数字体系传输质量高，但传输速率相对较低；同步数字体系传输速率 高，但传输质量相对较低。
云计算：准同步数字体系和同步数字体化 在云计算中的应用
大数据：准同步数字体系和同步数字体化 在大数据中的应用
人工智能：准同步数字体系和同步数字体 化在人工智能中的应用
区块链：准同步数字体系和同步数字体化 在区块链中的应用
面临的挑战与机遇
技术挑战：如何实现更高效、更稳定的传输和接收 成本挑战：如何降低建设和运营成本 市场机遇：5G、物联网等新兴技术的发展带来的市场空间 政策机遇：政府对数字化建设的支持政策带来的发展机遇
准同步数字体系：在数据传输过程中，可以保证数据的实时性和准确性，但可能会出现数据 丢失的情况。
同步数字体化：在数据传输过程中，可以保证数据的完整性和可靠性，但可能会出现数据延 迟的情况。
优势与局限性比较
准同步数字体系： - 优势：传输速度快，延迟低，适合实时性要求高的应用 局限性：需要专门的硬件设备，成本较高 - 优势：传输速度快，延迟低，适合实时性要求高的应用 - 局限性：需要专门的硬件设备，成本较高
数字通信原理 第5章
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（5）使用者通路F1
保留给使用者（网络提供者）专用，主要 为特定维护而提供临时的数据/语声通路连接。 （6）比特间插奇偶校验8位码（BIP-8)B1 用作再生段误码性能监测。 （7）比特间插奇偶校验24位码(BIP-N×24)字 节B2B2B2
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(8)自动保护倒换通路(APS)字节K1和 K2(b1~b5) 两个字节用作自动保护倒换（APS)信令。 (9)复用段远端失效指示（MS-RDI）字节K2 （b6~b8）。 MS-RDI用于向发信端回送一个指示信号， 表示收信端检测到来话故障或正接收复用段告 警指示信号（ MS-AIS）。 （10）同步状态字节S1(b5~b8)
（2）虚容器(VC) 用来支持SDH的通道层连接的信息结构，它由容 器输出的信息净负荷加上通道开销(POH)组成，即：
VC-n=C-n+VC-n POH
VC的包逢速率是与 SDH网络同步的，因此不同的 VC是互同步的。
37
而VC内部却允许装载来自不同容器的异步净负荷。
分为高阶虚容器和低阶虚容器。 （3）支路单元和支路单元组 支路单元是提供低阶通道层和高阶通道层之间适 配的信息结构。
TU-n=VC-n+TU-n PTR
（4）管理单元和管理单元组
管理单元提供高阶通道层和复用段层之间适配的 信息结构。
AU-n=VC-n+AU-n PTR
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（3）复用过程
映射是一种在SDH边界处使各支路信号适配进虚容器 的过程。
定位是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过 程。 复用是以字节交错间插方式把TU组织进高阶VC或把AU 组织进STM-N的过程。
④自动保护倒换字节K4（b1~b4)：功能与 高阶通道G1(b5~b7)类似。 ⑤增强型远端缺陷指示K4(b5~b7)： ⑥备用比特K4(b8)：安排将来使用。
同步数字体系概述
第一节SDH传输系统的基本原理一、PDH的固有弱点PDH即准同步数字体系，是指参与复接的各低次群的标称速率相同，而实际速率允许有一定偏差的数字体系。
目前ITU-T推荐应用的主要有两大系列的PDH数字体系，即PCM24路系列和PCM30/32路系列。
北美和日本采用1.544Mb/s作为基群的PCM24路数字系列；欧洲和我国则采用2.048Mb/s作为基群的PCM30/32路数字系列。
我国采用的PDH数字系列如表2-1所示。
表2-1 我国PDH数字系列基群二次群三次群四次群30路2.048 Mb/s 120路（30×4）8.448 Mb/s480路（120×4）34.368 Mb/s1920路（480×4）139.264 Mb/s采用ITU-T建议规定的PDH数字系列作为系统速率标准的光纤通信系统称为PDH光传输系统。
在通信网向大容量、标准化发展的今天，PDH传输体制已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈，制约了传输网向更高的速率发展。
现有的光纤通信系统，现有的PDH主要应用在本地接入；SDH主要应用于城域网、省干网、骨干网；DWDM应用于骨干网（西北环）。
PDH传输体制的弱点主要表现在以下几个方面。
1．没有全世界统一的数字信号标准由于历史的原因，目前世界上的准同步数字体系PDH存在两大体系或三种地区性标准（日本、北美和欧洲），如表8-1所示。
北美和日本都采用以1.544Mb/s为基群速率的PCM24路系列，但略有不同，而欧洲和中国则采用以2.048Mb/s为基群速率的PCM30/32路系列。
由于没有统一的世界性标准，造成国际间互通、互连困难。
表8-1 不同地区PDH速率等级标准一次群二次群三次群四次群北美24路1.544Mb/s96路(24×4)6.312Mb/s672路(96×6)44.736Mb/s4032路(672×6)274.176Mb/s日本24路1.544Mb/s96路(24×4)6.312Mb/s480路(96×5)32.064Mb/s1440路(480×3)97.782Mb/s欧洲、中国30路120路(30×4) 480路(120×4) 1920路（480×4)2．没有标准的光接口规范PDH仅制定了电接口（G.703）的技术标准，但没有世界性的标准光接口规范，导致各个厂家自行开发的专用光接口大量滋生，故使不同厂家生产的设备在光缆线路上不能互通，必须转换为标准的接口后才能互通，从而增加了设备的成本，而且不灵活。
SDH
1.SDH: Synchronous Digital Hierarchy同步数字序列2.与SDH对应的是PDH。
PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy准同步数字序列3.SDH是一个技术体系。
是为不同速度的数位信号传输提供相应等级的信息结构（信息结构包括复用方法（传统TDM-时分复用）和映射方法）以及相关的同步方法。
由这些组成了一个技术体系。
4.ITU-T标准化其使之不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。
5.SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STM-N(Synchronous Transport Module,N=1,4,16,64)。
最基本的模块为STM-1。
1）4个STM-1同步复用构成STM-42）4个STM-4或16个STM-1同步复用构成STM-163）SDH采用块状帧结构来承载信息，每帧由纵向9行和横向270*N列字节组成4）帧分为段开销区（Section OverHead, SOH）、STM-N净负荷区（包含POH）、管理单元指针区（AU PTR）三个区域。
5）段开销区：用于网络的运行、管理、维护及指配，从而保证信息能够正常灵活的传送。
又分为：再生段开销（Rege nerator Section OverHead, RSOH）和复用段开销（Multiplex Section OverHead, MSOH）。
6）净负荷区：用于存放真正用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节。
7）管理单元指针：用于指示净负荷区内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。
8）SDH的帧传输时按由左到右，由上到下的顺序排成串型码流依次传输。
每帧传输时间125us，每秒传输1/125 * 100W=8000帧。
9）STM-1每帧为8bit*(9*270*1)=19440bit，则STM-1传输速率为：19440*8000=155.52Mbit/s。
第8讲同步数字序列
、码速调整码、码速调整控制码等码元，这些码元 的插入使每个一次群的速率由 2048 kbit/s调整到 2112 kbit/s，于是二次群的速率为4×2112 kbit/s ＝8448 kbit/s 。码速调整后的速率高于调整前的 速率，称为正码速调整。
10.04.2021
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缺点：
1.频率利用率不如传统PDH； 2.大规模采用软件控制，人为错误、软件
病毒可导致网络故障。
10.04.2021
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第二节：SDH的速率与帧结构
SDH具有统一规范的速率。SDH信号以同步传输
模块(STM)的形式传送。最基本的同步传输模块是STM
－1，更高等级的STM－N信号是将STM－1按同步复用
速率， 采用的国家有西欧各国和中国。
10.04.2021
3
准同步数字体系
一次群（基 群）
二
次
群
北美
24路1.544 Mbit/s
96路（24×4） 6.312 Mbit/s
三次群
672路（96×6） 44.736 Mbit/s
四次群
4 032路（672×6 ） 274.176 Mbit/s
日本
24路1.544 Mbit/s
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SDH的帧结构(段开销 SOH）
所谓开销是指在网络节点的信息码流中扣除信息净负 荷后的字节，用作网络的运行,维护和管理。由于不是信 息净负荷，从这种角度上来看，它们是一种额外的开支 ，故称为开销，当然，它们又是一些不可缺少的字节。 段开销的区域： 它在帧结构左侧1~9N列中1~3行和5~9行两个区域中。 段开销占有的比特数：
SDH & WDM
CDA。
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故障处理
CA收 AC发
S
A 环回
在B节点执行环回功能： 即把AC业务环回到P光纤上，沿 路径ABADC到达目的地 C。 CA业务：仍按原路径传送。
P B
D
C CA发
AC收
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（3）四纤双向复用段倒换环
CA收 AC发
S1 P1 S2
P2
A D C B
发端A：业务信号AC馈入S1光纤 沿顺时针方向到达C站： ABC。 发端C：业务信号CA馈入S2光纤
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5.1.2 SDH的复用、映射结构
SDH的复用内容 ：（1）对低阶SDH信号复用； （2）对低速PDH支路信号复用。
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（1）低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号
复用：主要通过字节间插复用方式来完成的，复用的个数是4合一， 即 4×STM-1→STM-4，4×STM-4→STM-16。 帧长：在复用过程中保持帧长125微秒不变，这就意味着高一级的 STM-N信号速率是低一级的STM-N信号速率的4倍。
三层之间的关系：下层为上层提供支持手段。
35
根据网元所起作用来划分：
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5.5 SDH网安全性（生存性）问题
5.5.1 SDH网安全性（生存性）策略
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网络故障：设备故障 软件故障 链路故障 解决方法：提高网络单元的可靠性； 提高网络拓扑的可靠性，诸如环形网； 采用网络保护和恢复技术以保证网络的生存性。 通过以上三种方法可有效增强网络生存性。
3
• PCM30/32制式帧结构：
4
控制。 各低次群支路信号的频率相位完全确定，其码元经过压 缩延时后即可进行精确的复接，不会产生错位重叠。
二、异步复接 各低次群使用各自的时钟，而且速率各不相同。在 复接前要调整信号速率使其与传输信道的速率匹配，同 时进行码速调整，以获得同步。
SDH与数字光纤传输系统
PDH 预留的插入比特（开销字节）较少，这也就是为
什么在设备进行光路上的线路编码时，要通过增加冗余 编码来完成线路性能监控功能的原因
开销字节少，对完成传输网的分层管理、性能监控、业
务的实时调度、传输带宽的控制、告警的分析定位很不 利 使得网络的运行、管理和维护（OAM）较困难
PDH传输体制的缺陷
(1) 接口方面
只有地区性的电接口规范。我国和欧洲、北美、日本各
自有不同的 PDH 数字体系，这些体系互不兼容，造成 国际互通的困难
没有统一的光接口规范。为了完成设备对光路上的传输
性能进行监控各厂家各自采用自行开发的线路码型，不 同厂家同一速率等级的光接口码型和速率不一样，致使 不同厂家的设备无法实现横向兼容
PDH主要适用于中、低速率点对点的传输
7.1 PDH准同步数字体系
PDH的复用方式很明显不能满足大容量信息传输 的要求
另外 PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了
难度 PDH不能适应现代通信网对信号宽带化、多样化 的要求 制约了传输网向更高的速率发展
PDH传输体制的缺陷
PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面：
SDH的这些优点是以牺牲其它方面为代价的
(2) 指针调整机理复杂
指针的作用就是时刻指示低速信号的位置，以便在拆包
时能正确地拆分出所需的低速信号，实现从高速信号中 直接分／插出低速支路信号
指针的使用是 SDH 的一大特色，但指针功能的实现增
加了系统的复杂性，并使系统产生 SDH 的一种特有抖 动－由指针调整引起的结合抖动
2．SDH的不足
SDH的这些优点是以牺牲其它方面为代价的
(3) 软件的大量使用对系统安全性的影响
GB1997同步数字体系（SDH）光缆线路系统测试方法pdf
中华人民共和国国家标准同步数字体系光缆线路系统测试方法发布实施国家技术监督局发布前言本标准是根据国际电信联盟电信标准部门有关建议等结合我国具体情况制定的编写格式和方法采用我国标准化工作导则的有关规定本标准主要目的是对国家标准同步数字体系光缆线路系统进网要求中规定的技术指标和性能要求提出测试方法包括系统测试和构成系统的设备外特性测试光缆线路系统是提供一个数字线路段的光缆传输系统这里线路意为有线所有过去光缆线路系统仅包含光线路终端光端机光缆线路和再生器由于新的光缆传输设备实现了线路终端光和复用器电一体化故本标准中的光缆线路系统包括复用器终端复用器或分插复用器光缆线路和再生器与数字线路段概念一致本标准的附录附录是标准的附录本标准的附录附录附录附录是提示的附录本标准由中华人民共和国邮电部提出本标准由邮电部电信科学研究规划院归口本标准由邮电部电信传输研究所负责起草本标准主要起草人邓忠礼赵晖中华人民共和国国家标准同步数字体系光缆线路系统测试方法国家技术监督局批准实施范围本标准规定了同步数字体系光缆线路系统技术指标和性能要求的测试方法适用于工程验收及维护等测试设备验收的部分项目也可参照使用引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性脉冲编码调制通信系统网路数字接口参数光纤的传输特性和光学特性测试方法剪断法光纤的传输特性和光学特性测试方法介入损耗法光纤的传输特性和光学特性测试方法后向散射法光纤的传输特性和光学特性测试方法相移法光纤的传输特性和光学特性测试方法脉冲时延法同步数字体系光缆线路系统进网要求脉冲编码调制通信系统网路数字接口参数测试方法单模光纤波长色散测试方法干涉法色散位移单模光纤光缆特性波长上损耗最小的单模光纤光缆特性与同步数字体系有关的设备和系统的光接口基于同步数字体系的光缆数字线路系统光接口测试平均发送光功率附自动关闭激光器后残余光功率指标平均发送光功率是发送机耦合到光纤的伪随机数据序列的平均功率在参考点上的测试值指标见中表表和表测试配置测试配置见图图案发生器是一个统称它接于被测设备的输入口实际使用的仪表类型与被测设备的输入接口有关线路群路光发送口测试相应可能有几个输入口有时需要有一个输入口送信号如果输入口是接口图案发生器是传输分析仪或误码分析仪的发送部分如果输入口是接口图案发生器则是分析仪的发送部分如果输入口既有又有接口当需要送信号时一般在一个输入口送信号支路光发送口测试通常只有一个相应的输入口有时需要在信号中与被测支路相关的内送测试信号则图案发生器是分析仪的发送部分图平均发送光功率测试配置操作步骤按图接好电路对于设备输入口一般不需要送信号如需要送信号按输入口的速率等级并依照表图案发生器选择适当的伪随机二元序列向输入口送测试信号如有需要测量并记录激光器的偏置电流或输入功率及温度光功率计设置在被测光波长上待输出功率稳定从光功率计读出平均发送光功率注意事项该项测试一定要清洁光接头并保证连接良好如有需要光连接器和测试光纤的衰减可认为是已知定值对光功率计读出的平均发送光功率进行修正精细的测试可通过多次测试取平均值然后再用光连接器和测试光纤的衰减对平均值进行修正表比特率容差测试用比特率容差测试用详见中中中中自动关闭激光器后残余光功率出于安全考虑在光线路信号丢失的情况下可能需要提供自动关闭激光器的功能关闭激光器后的残余光功率测试方法和平均发送光功率测试方法完全相同消光比指标消光比是最坏反射条件时全调制条件下传号发射光信号平均光功率与空号不发射光信号平均光功率的比值指标见中表表和表测试配置测试配置见图关于图案发生器的说明见图中的示波器是一个统称实际使用的仪表可以是通信信号分析仪光电变换器是它的一个附件图消光比测试配置操作步骤按图接好电路对于设备输入口一般不需要送信号如需送信号按输入口的速率等级并依照表图案发生器选择适当的向输入口送测试信号调整光衰减器使光电变换器有合适的输入光功率调整示波器获得稳定的波形读出传号和空号的功率和计算消光比注意事项测试中示波器需工作于直流耦合方式光电变换器不应引入附加的直流测试前进行无光零基线校准使光功率尽量高示波器显示的波形足够大发送信号波形眼图指标发送信号波形以发送眼图模框的形式规定了发送机的光脉冲形状特性它包括上升下降时间脉冲过冲及振荡眼图模框见图参数见表图光发送信号的眼图模框表光发送信号眼图模框参数注对于直角眼图模框的和相对于和处的纵轴不一定等距离偏差范围有待进一步研究考虑到系统的频率及相应的滤波器实现的困难性用于的参数值需要根据经验稍做调整测试配置测试配置见图眼图模框可以由仪表内部提供也可以外加关于图案发生器的说明见光标准接收机也是一种仪器它的传递函数应满足附录图光发送信号眼图测试配置操作步骤按图接好电路按输入口的速率等级并依照表图案发生器选择适当的向输入口送测试信号调整光衰减器使光电变换器有合适的输入光功率调整示波器按表调用相应的模框获得稳定的波形并由人工调整或由仪器自动对准使波形与模框之间位置最佳按模框参数记录相应的数值激光器工作波长指标激光器工作波长指它的主纵模中心波长该波长应在中表表和表规定的工作波长范围内测试配置测试配置见图测量激光器工作波长时可以用光波长计代替图中的光谱分析仪图激光器光谱特性测试配置操作步骤按图接好电路调整光衰减器使输出光功率在光谱分析仪或光波长计要求的范围内调整光谱分析仪或光波长计找到并读出主模中心波长最大均方根谱宽指标最大均方根谱宽是发光二极管和多纵模激光器的光谱特性参数表示规定光谱积分区内的总功率积分区的边界功率相对于主峰跌落指标见中表表和表测试配置测试配置见图操作步骤按图接好电路调整光衰减器使输出光功率在光谱分析仪要求的范围内定义积分区边界和通常选取光功率下降到或或的点对应的波长为和读出最大均方根谱宽最大谱宽指标最大谱宽是单纵模激光器的光谱特性参数它表示光谱积分区的宽度而积分区边界功率相当于主峰跌落指标见中表表和表测试配置测试配置见图操作步骤按图接好电路调整光衰减器使输出光功率在光谱分析仪要求的范围内定义积分区边界和选取光功率下降到的点对应的波长为和读出最大谱宽最小边模抑制比指标最小边模抑制比是单纵模激光器在最坏反射条件下全调制时主纵模的平均光功率与最显著边模的光功率之比的最小值指标见中表表和表测试配置测试配置见图操作步骤按图接好电路调整光衰减器使输出光功率在光谱分析仪要求的范围内测量主纵模的功率测量最显著边模的功率计算最小边模抑制比接收机灵敏度指标接收机灵敏度是在参考点上达到规定的比特差错率所能接收到的最低平均光功率指标见中表表和表测试配置测试配置见图线路群路光接收口测试见图如果被测设备有几个支路输入口应在一个比特率较高的支路口送测试信号并检测误码如果输入支路是接口则图案发生器和误码检测器应分别是传输分析仪或误码分析仪的发送和接收部分如果输入支路是接口则图案发生器和误码检测器应分别是分析仪的发送和接收部分支路光接收口测试见图通常在线路口送测试信号和检测误码分析仪应在与被测支路有关的通道发送和接收测试信号线路光接收图接收机灵敏度及过载功率测试配置支路光接收图完操作步骤按图接好电路按监视误码的通道速率等级并依照表图案发生器或分析仪发送选择适当的向支路输入口或线路输入口与被测支路相关的送测试信号调整光衰减器逐渐加大衰减值使误码检测器测到的误码尽量接近但不大于规定的通常规定断开点的活动连接器将光衰减器与光功率计相连读出点的接收光功率对于精确的测量应考虑和各点光功率的差异用活动连接器的衰减值对读出的接收光功率进行修正注意事项为了判断一次观察的时间按所测比特数计需要不少于比特对于较低比特率的通道误码监视需要很长的时间才能确定实际的对于大量测试接收机灵敏度的场合建议使用外推法见附录对光口横向兼容性有特别严格要求的场合需要另考虑可能的最差发送眼图和消光比影响接收机过载功率指标接收机过载功率是在参考点上达到规定的时所能接收到的最高平均光功率指标见中表表和表测试配置测试配置见图和对该图的说明操作步骤按图接好电路按监视误码的通道速率等级并依照表图案发生器或分析仪发送选择适当的向支路输入口或线路输入口与被测支路相关的送测试信号调整光衰减器逐渐减小衰减值使误码检测器测到的误码尽量接近但不大于规定的通常规定断开点的活动连接器将光衰减器与光功率计相连读出点的接收光功率对于精确的测量应考虑和各点光功率的差异用活动连接器的衰减值对读出的接收光功率进行修正光通道代价指标光通道代价规定了由于反射码间干涉模式分配噪声激光器啁啾声等引起的总色散功率代价指标见中表表和表测试配置测试配置见图线路群路光接收口测试见图并见有关说明支路光接口测试见图并见有关说明图中适当长的光纤指的是该光纤的衰减近似于中表表和表中衰减范围最大值线路光接收支路光接收图光通道代价测试配置操作步骤光通道代价测试分两大步进行第一步只用光衰减器操作步骤与测试接收机灵敏度相同见最后读出的点光功率第二步根据被测光接口参数规范的衰减范围上限取一条衰减等于上限衰减值的光纤进行光纤串接光衰减器的测试操作步骤与测试接收机灵敏度相同见最后读出的点光功率两次结果之差即为光通道代价注意事项基于同所述的原因光通道代价测试也可以使用外推法见附录接收机反射系数指标接收机反射系数是在参考点的反射光功率与入射光功率之比指标见中表表和表测试配置接收机反射系数的测试方法有两种基准方法是光连续波反射仪测试法替代方法是光时域反射仪测试法以上两种方法的原理见附录基准方法测试配置见图图接收机反射系数测试配置操作步骤按图接好电路调整光连续波反射仪读出反射系数接收机老化余度接收机老化余度规定了寿命开始且处于规定温度范围下的接收机灵敏度与寿命终了且处于最坏条件下的接收机灵敏度之差通常在工程中测试的是接收机灵敏度又称工厂检验值并要求该值比进网要求所规定的接收机灵敏度好见中评价接收机灵敏度规范中老化余度影响的可行方法见附录光通道衰减光通道衰减是再生段点之间的衰减指标见中表表和表光通道衰减测试方法有三种基准方法是剪断法见第一替代方法是后向散射法见第二替代方法是介入损耗法见光通道色散光通道色散是再生段点之间的色散指标见中表表和表光通道色散测试方法有三种基准方法是相移法见第一替代方法是干涉法见第二替代方法是脉冲时延法见光缆点回波损耗指标光缆点回波损耗是再生段的光缆线路包括任何光连接器点入射光功率和反射光功率之比指标见中表表和表测试配置光缆点回波损耗测试方法是光连续波反射仪测试法原理见附录测试配置见图光缆点可以接设备图光缆点回波损耗测试配置操作步骤按图接好电路光缆点可以接设备对于长光纤也可以不接调整光连续波反射仪读出回波损耗注意事项回波损耗和反射系数符号相反通常规定为正值为负值一般光连续波反射仪只给出二者之一点间离散反射系数指标点间离散反射系数规定再生段点间光纤包括任何光连接器不均匀性例如接头引起的反射指标见中表表和表测试配置测试配置见图光时域反射仪的测试原理见附录图点离散反射系数测试配置操作步骤按图接好电路调整选择适当的入射光纤长度超过的死区长度获得满意的波形从上读出反射最大点的幅度并按附件所给出的计算方法或按仪表说明书方法得到反射系数光输入口允许频偏指标再生器的内部振荡器在自由运行方式下的长期频率稳定度不得劣于所以下游设备输入口接收到这样的信号应能正常工作测试配置测试配置见图图光输入口允许频偏和光输出口速率测试配置操作步骤按图接好电路按被测接口速率等级分析仪发送送适当的测试信号在被测设备输出口用分析仪接收接收测试信号并检测误码分析仪发送加入正或负的频偏范围整个过程中被测设备不应出现误码光输出口速率指标设备输入口光信号丢失等故障情况下应从输出口向下游发其速率偏差对于再生器在范围内对于复用器在保持工作方式下速率偏差在范围内在自由振荡工作方式下速率偏差在范围内测试配置测试配置见图操作步骤按图接好电路按被测接口速率等级分析仪发送送适当的测试信号在被测设备输出口用分析仪接收接收测试信号断开输入光信号分析仪接收应收到信号从分析仪接收上读出的速率电接口测试若有需要测试输入口时可将以及结合在一起测试以检查输入口对最不利情况的承受能力输出口信号包括比特率指标输出口信号包括比特率规定了设备工作在内时钟状态下输出信号的比特率容差要求指标见表测试配置测试配置见图是支路口测试是群路口电口测试被测试设备有多个电口时应逐个测试如果被测是接口图案发生器和误码检测器分别是传输分析或误码分析仪的发送和接收部分如果被测是接口图案发生器和误码检测器分别是分析仪的发送和接收部分数字频率计的内部时间基准准确度优于显示分辨率个数字如果分析仪具有测量比特率的功能且时钟准确度优于或采用优于的外时钟同步可省去数字频率计支路口图输出口信号比特率测试配置群路口电口图完操作步骤按图接好电路将被测设备设置在内时钟自由振荡工作方式按被测接口的速率等级并依照表图案发生器选择适当伪随机二元序列向与被测输出口相对应的输入口送测试信号群路口测试时与输出口相对应的输入口一般不需要送测试信号用误码检测器在输出口接收测试信号并检查误码检测器的输出时钟已跟踪了测试信号比特率用数字频率计或用误码检测器自身测量频率所得数值即是输出口信号比特率断开图案发生器此时数字频率计测量到的频率数值即是输出口的比特率输出口信号波形和参数指标输出口信号波形规定了输出口终接测试负载阻抗条件下的输出波形指标见具体条目见表表输出口信号波形和参数接口等级指标接口见中表图接口见中表图接口见中表附录接口见中表图和图测试配置测试配置见图平衡输出口波形测试用图不平衡输出口波形测试用图和同等有效被测设备有多个电口时应逐个测试如果被测是接口图案发生器是传输分析或误码分析仪的发送部分如果被测是接口图案发生器是分析仪的发送部分当采用图和测试时射频电缆在频率点上的衰减不得大于注为负载电阻误差小于示波器工作于两通道相加方式并使第二通道处于反相方式通过低电容高阻抗探头测试平衡输出口波形注为负载电阻误差小于通过低电容高阻抗探头测试不平衡输出口波形图输出口信号波形和参数测试配置通过阻抗变换衰减器测试不平衡输出口波形群路口电口图完操作步骤按图接好电路图案发生器送人工码并选择易于观测的序列通常选择向与被测输出口对应的输入口送测试信号群路口测试时与输出口相对应的输入口一般不需要送测试信号调整示波器按表调用相应的模框或者在屏幕上加人工制作的模框并由人工调整或由仪器自动对准使波形与模框之间位置最佳从示波器上的数字读出波形各参数输出口信号眼图和功率指标输出口信号眼图和功率是对信号在交叉连接点上的要求指标见中图测试配置测试配置见图是支路口测试是群路口电口测试图中测试点规定在数字交叉连接设备的输入点连接电缆就是实际布线宽带电平表工作频率范围至少为示波器是一个统称实际使用的仪表可以是通信信号分析仪低通滤波器是它的一个附件支路口群路口电口图输出口信号眼图和功率测试配置操作步骤按图接好电路分析仪发送向与被测输出口相对应的输入口送信号调整示波器调用相应的模框或在屏幕上加人工制作的模框并由人工调整或由仪器自动对准使波形与模框之间位置最佳从示波器上判断眼图是否满足要求并读出波形参数特别注意被测信号中应无直流断开示波器将信号接至宽带电平表测出信号功率输入口允许频偏指标输入口允许频偏规定输入口接收到具有规定频偏信号时输入口应正常工作通常用设备不出现误码来判断指标见表详见测试配置测试配置见图并见说明支路口群路口电口图输入口允许频偏测试配置操作步骤按图接好电路图案发生器工作于外时钟方式如果图案发生器自身具有加频偏功能则用内时钟方式按接口速率等级并依照表选择适当的向支路输入口送测试信号外时钟输出或图案发生器时钟输出用数字频率计监视首先将频率调整到接近标称值的任一频率上用误码检测器监测与被测输入相应的输出判断系统已正常工作无误码逐渐调偏频率直至指标要求的正负范围整个过程中设备应正常工作无误码当需要测出实际可忍受的频偏极限时可继续加大正负频偏直至刚不出现误码为止记录相应频偏值注意事项一般情况下设备满足本项指标且富余度较大测试仪表时钟准确度不高一般为影响不大在设备达到指标困难的情况下应保证外时钟或仪表的内时钟准确度优于作精确测量以严格检验设备是否符合指标要求输入口允许衰减指标输入口允许衰减规定输入口收到受规定衰减的信号时输入口应正常工作通常用设备不出现误码来判断指标见表详见表输入口允许衰减接口速率等级衰减范围测试频率详见接口中接口中接口中接口中测试配置通常输入口允许衰减应和其他参数结合起来测试特别是测试结果会因不同衰减而改变的参数例如输入口抗干扰能力有时也需要单独测试输入口允许衰减测试配置见图并见说明支路口群路口电口图输入口允许衰减测试配置操作步骤按图接好电路按被测接口的速率等级并依照表图案发生器选择适当的通过电缆或人工线向输入口送测试信号用误码检测器在相应的输出口监视误码调整电缆或人工线衰减在表规定的范围内变化对任何值都不应出现误码输入口抗干扰能力指标输入口抗干扰能力规定和支路输入口接收信号被加入一定强度的干扰时输入口也应正常工作无误码指标见表详见表输入口抗干扰能力接口速率等级信噪比详见接口接口测试配置通常将输入口抗干扰能力和允许衰减结合起来测试测试配置见图图案发生器和误码检测器分别是传输分析仪或误码分析仪的发送和接收部分图输入口允许衰减和抗干扰能力测试配置操作步骤按图接好电路按被测接口速率等级并依照表两个图案发生器选择相同的适当但二者不同步二者不同时钟源即异步可变衰减器先置一较大值如误码检测器监视与被测输入口相关的输出信排卸仙璞腹ぷ髡 Ｎ尬舐氲髡 杀渌ゼ跗饔纱蟮叫〔怀鱿治舐胛 勾耸彼ゼ踔挡淮笥诒砉娑ǖ男旁氡榷杂电缆或人工线衰减在表范围内的任何值的测试都应满足输入出口反射衰减指标输入出口反射衰减规定了接口的标称阻抗以及反射衰减指标见表详见表接口反射衰减测试频率范围和指标接口速率等级测试频率范围反射衰减阻。
准同步数字体系(PDH)和同步数字体化(SDH)_
三、 SDH帧结构
ITU-T 最终采纳了一种以字节为单位 的矩形块状（或称页状）帧结构，如图 5.27所示。
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图5.27 SDH帧结构
STM-N 由 270 × N 列 9 行组成，即帧长 度为 270 × N×9 个字节或 270 × N×9×8bit。 帧周期为125μs(即一帧的时间)。 对于 STM-1 而言，帧长度为 270 × 9 ＝ 2 4 3 0 byte， 相 当 于 1 9 4 4 0 bit， 帧 周 期 为 125 μs，由此可算出其速率为 270 × 9 × 8 ／ 125×10-6=155．520Mbit／s。
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(4 ) 复接方式大多采用按位复接，虽 然节省了复接所需的缓冲存储器容量，但 不利于以字节为单位的现代信息交换。 (5) 复用信号的结构中用于网络运行、 管理、维护（OAM）的比特很少，网络的 OAM主要靠人工的数字交叉连接和停业务 检测，这种方式已经不能适应不断演变的 电信网的要求。 (6) 由于建立在点对点传输基础上的复 用结构缺乏灵活性，使数字通道设备利用 率很低。
欧洲 中国
480路 120路 30路 (120*4) (30*4) 2.048Mb/s 8.448Mb/s 34.368Mb/ s
1920路(480*4) 139.264Mb/s
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4. 高次群的接口码型
其中一次群、二次群、三次群的 接口码型是 HDB3 码，四次群的接口 码型是CMI码。
5. PDH的网络结构
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（4） 将标准的光接口综合进各 种不同的网络单元，减少了将传输和 复用分开的需要，从而简化了硬件， 缓解了布线拥挤。 （5） SDH与现有的PDH网络完 全兼容，即可兼容PDH的各种速率， 同时还能方便地容纳各种新业务信号。 （6） SDH的信号结构的设计考 虑了网络传输和交换的最佳性。
准同步数字体系
北美
24路 1.544Mbit/s
24×4=96路 1.544×4+0.136=6.31
2Mbit/s
日本
24路 1.544Mbit/s
24×4=96路 1.544×4+0.136=6
.312Mbit/s
120×4=480路 8.448×4+0.576=34.
368Mbit/s
96×7=672路 6.312×7+0.552=44.7
pdh进行复用时各等级的速率信号相对其标称速率可能有一定的偏差范围称为容差这种具有相同的标称速在对准同步信号进行复用时需要采用插入调整比特的方法来解决各个支路同步的问题即采用异步复用复接pdh复用技术pdh复用中的基本单位是帧每一帧中包含了用于承载净荷的信息位和用于运行管理和维护等的非信息位
7.2 准同步数字体系
PDH复用原理
PDH体系中，一般将4个低等级的信息流（称为支路）通过 字节间插复用的方式复用成1个高等级的信息流（称为群路 或线路）。
PDH进行复用时各等级的速率信号相对其标称速率可能有 一定的偏差范围（称为容差），这种具有相同的标称速 率 ，但是又允许有一定偏差的信号也称为准同步信号。
在对准同步信号进行复用时，需要采用插入调整比特的方 法来解决各个支路同步的问题，即采用异步复用（复接） 。
PDH码速调整示例
PDH技术特点
由于采用了码速调整机制，PDH中存在着固有的 相位抖动现象。
PDH技术另一个主要缺点是复杂的复用和解复 用 过程。
由于各支路信号在进行复用时需要进行码速调整 以及解复用时需要进行码速恢复，因此无法在高 等级PDH群路信号中直接对支路信号进入分插处 理，这也使得PDH在网络中上下业务非常困难。
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复用示意图
PDH复用原理
PDH体系中，一般将4个低等级的信息流（称为支路）通过字节间插复用的方式复用成1个高等级的信息流（称为群路或线路）。
PDH进行复用时各等级的速率信号相对其标称速率可能有一定的偏差范围（称为容差），这种具有相同的标称速率，但是又允许有一定偏差的信号也称为准同步信号。
在对准同步信号进行复用时，需要采用插入调整比特的方法来解决各个支路同步的问题，即采用异步复用（复接）。
PDH复用技术
PDH复用中的基本单位是帧，每一帧中包含了用于承载净荷的信息位和用于运行管理和维护等的非信息位。
其中，信息位（I）包含了支路中的所有比特（如支路中各时隙的信息及同步、信令和告警等），附加的非信息位也称控制位，主要包括了同步位F、调整指示位J 和调整位Y、Z等。
PDH传输体制采用插入控制位的方法来实现可能出现的瞬时读写时差的弥补。
PDH码速调整示例
PDH技术特点
由于采用了码速调整机制，PDH中存在着固有的相位抖动现象。
PDH技术另一个主要缺点是复杂的复用和解复用过程。
由于各支路信号在进行复用时需要进行码速调整以及解复用时需要进行码速恢复，因此无法在高等级PDH群路信号中直接对支路信号进入分插处理，这也使得PDH在网络中上下业务非常困难。
PDH固有缺陷
接口方面
电接口——只有地区性的电接口规范，无世界标准。
光接口——无光接口规范，各厂家独自开发。
复用方式
PDH采用异步复用方式，不能从高速信号中直接分离低速信号。
运行维护功能
PDH信号帧中用于OAM的开销少，OAM功能弱，系统安全性差。
无统一的网关接口
PDH体制不适应大容量传输网的组建。