SDH基本原理和概念
SDH原理
VC-4 (b)
注：TUG3 = 7֠TUG -12= 21 ֠ TU-12（63 ֠VC12 ）
3、支路单元（TU）： 、支路单元（ ）： ）：是一种提供低阶通道层和高阶通道 层之间适配功能的信息结构。 TU-n由一个相应的低阶VC-n和一个相应的支路单元指针组 成，即： TU-n=VC-n+TU-n PTR 其中，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。
9 行
TUG-2
TUG-3
R 为填充字节
）：提供高阶通道层和复用段层之间 5、管理单元（AU）： 管理单元（ ）： 适配功能的信息结构，可表示为AU-n（n=3，4）。 它是由一个相应的高阶VC-n和一个相应的管理单元指针 （AU-nPTR）组成，即： AU-n=VC-n+AU-n PTR 其中，AU-nPTR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。
SDH同步数字体系
主要内容
一、SDH的基本概念 二、SDH的设备类型 三、SDH网络拓扑 四、SDH的帧结构 五、SDH的开销字节 六、SDH同步复用映射结构
一、SDH的基本概念
（一）SDH的概念：
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。
（二）PDH 的固有弱点：
261列 9列
（三）环形网
ADM
ADM
ADM
ADM 环形网是将线形物理拓扑网络中两个端点相连的物理拓扑 结构。由于环形网具有自愈能力，在SDH网中深受重视。 通常应用于长途二级干线网、市话局间中继网和本地网中。 在环形网中也可使用DXC设备。
（四）网状网
ADM ADM
技术传输培训-SDH原理(XXXX1112)
DWDM规模 建
设，全光网试
OTN/PTN/RT N
验
PDH：准同步数字传输系统； SDH：同步数字传输系统； MSTP：多业务传
送平台
DWDM：密集波分复用系统； ASON：自动交换光网络（智能光网络）
SDH的主要优势：接口规范，同步复用 ，运行维护管理（OAM）功能强大，互联 互通兼容性好
DWDM主要优势：超大容量，对数据率“透明”按光波长复用和解复用，平滑扩容， 兼容光交换
ADM
环形网
第3层---中继网
STM-16 DXC4/1
STM-16 DXC4/1
STM-4
环形网
第4层---接入网
TM ADM
STM-1 线形 ADM
TM
STM-1/4 环形
ADM
STM-16
ADM
TM
星形
STM-1
STM-1
TM
传输网结构
622M配b 线架622Mb/传输备设
/s
s
光纤线
ODF
传输技术发展与回顾
• 传输技术发展回顾—光网络发展历程：
实用化 产品出现
SDH标准完 善PDH仍为
主力
DWDM 开始建设
MSTP/ASO N
1976 1966
90年代初
98年
02年
容量增加/业务多样化
80年代
94年
99
年
21世 纪
高锟提出 光传输理论
PDH产品开始 规模使用
SDH逐步成为 传输主力设备
A率13折线量化法：
y 1.0 7/8 6/8
5/8 4/8 3/8
2/8
1/8
0.2
0 1/16 1/8
SDH基本原理-A(第一小结)
SDH通信原理与线路传输等效性
SDH采用分组交换和复用技术，实现了多个用户之间的并行传输。它提供了线路传输的等效性和可靠性。
SDH中的频段与波长的映射
为了提高传输容量和灵活性，SDH将不同的频段和波长映射到光纤中，实现多 业务传输。
SDH标准传输速率及帧结构
SDH定义了多种传输速率和帧结构，以满足不同的业务需求。它提供了灵活的带宽分配和服务等级管理。
SDH的发展历程经历了多个阶段，从传统的PDH到现代的SDH标准。国际电信联盟和ITU-T起着关键的标 准制定和推动作用。
SDH传输系统组成及功能
SDH传输系统由光纤、光传输设备、业务交叉设备等组成。它具有增强的传输能力、强大的保护能力和 灵活的业务配置功能。
SDH中的时钟ห้องสมุดไป่ตู้步技术
时钟同步是SDH中的关键技术之一，保证各个传输链路之间的时钟同步，确保 数据的准确传输和解析。
SDH中的网络配置与数据透传 技术
SDH支持灵活的网络配置和数据透传技术，实现不同网络设备之间的互联和数 据交换。
SDH与其他传输技术的比较与融合
SDH与其他传输技术（如PDH、OTN）相比具有不同的特点和应用场景，在实际网络中进行融合和协同 工作。
SDH基本原理-A(第一小结)
SDH是同步数字系列层次结构，用于高速传输语音、数据和视频等信息。本节 将介绍SDH的基本概念、发展历程、传输系统组成与功能等。
SDH基本概念及意义
SDH是一种高速同步基础架构，用于各种数字通信应用。它提供可靠的信息传输和管理，为通信网络的 稳定运行提供支持。
SDH的发展历程与标准制定
SDH中的T/V通道与管理通道
SDH中的T/V通道用于传输业务数据和管理信息。管理通道提供了对传输链路 的监控和管理功能。
SDH培训内部资料
SDH培训内部资料一、SDH 技术概述SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）是一种广泛应用于通信领域的技术，它为不同速度的数字信号提供了同步传输、复用和交叉连接的能力。
SDH 具有强大的网络管理功能、高度的可靠性和灵活性，能够满足现代通信对大容量、高速率和高质量传输的需求。
SDH 的核心概念是同步复用，它将各种不同速率的信号通过标准化的容器（C）、虚容器（VC）和支路单元（TU）、管理单元（AU）等进行封装和复用，形成统一的同步传输信号（STMN）。
STMN 的速率等级包括 STM-1（15552 Mbps）、STM-4（62208 Mbps）、STM-16（25 Gbps）等。
二、SDH 帧结构SDH 的帧结构是其实现同步传输和复用的基础。
STMN 帧由 9 行×270×N 列的字节组成，帧周期为125μs。
整个帧结构可以分为段开销（SOH）、管理单元指针（AU PTR）和净负荷（Payload）三个部分。
段开销用于网络的运行、管理和维护，包括再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。
管理单元指针用于指示净负荷在帧内的位置，以便正确地解复用和提取净负荷中的信息。
净负荷则承载了各种用户业务信号。
三、SDH 复用原理SDH 的复用过程包括映射、定位和复用三个步骤。
映射是将各种低速信号适配到相应的容器中；定位是通过管理单元指针确定净负荷在帧中的位置；复用是将多个低阶的虚容器复用成高阶的虚容器，最终形成 STMN 帧。
例如，将 2 Mbps 的信号映射到 C-12 容器中，再经过一系列的复用步骤，可以形成 STM-1 帧进行传输。
四、SDH 网络拓扑结构SDH 网络常见的拓扑结构有链型、星型、环型、树型和网孔型等。
链型结构简单，成本较低，但可靠性相对较差。
星型结构便于集中管理，但中心节点的故障可能影响整个网络。
环型结构具有自愈能力，当网络中的某条链路出现故障时，可以通过环保护机制迅速恢复通信。
SDH原理
SDH 基本原理一．SDH概述：SDH的基本概念：是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。
SDH产生的社会背景：通信网传输、交换、处理的信息量增大，向数字化、综合化、智能化、个人化发展。
SDH产生的技术背景：传统的PDH传输系统已不能适应现代通信发展的要求。
SDH的特点：1.接口方面：电接口STM-1是SDH最基本的同步传送模块STM，速率为155.520Mb/s 。
STM-N是SDH更高等级的同步传送模块，速率是STM-1的N倍。
光接口仅对电信号扰码。
光口信号码型是加扰的NRZ码，采用世界统一的标准扰码。
2.复用方式：同步复用和灵活的映射结构3. OAM功能：用于OAM的开销多OAM功能强—这也是线路编码不用加冗余码的原因二．SDH帧结构和复用步骤：帧结构：SDH帧一个STMN帧有9行，每行由270×N个字节组成。
这样每帧共有9×270×N个字节，每字节为8 bit。
帧周期为125 μs，即每秒传输8000帧。
1. RSOH（再生段开销）：1-3行前9×N列，监控整个STM-N的性能。
2. AU-PTR（管理单元指针）：第4行前9×N列，定位VC-4在AU-4中的位置。
3. MSOH（复用段开销）：5-9行前9×N列，监控除再生段外的某个STM-1的性能。
4. 信息净负荷：1-9行261×N列，存放信息包。
5. POH（通道开销）：监控每个信息包的性能。
6. TU-PTR（支路单元指针）：定位VC-12在TU-12中的位置。
复用步骤：PDH复用成SDH三步骤：映射-定位-复用（不能打乱）2M信号的复用步骤：2M→C-12→VC-12→TU-12(×3)→TUG-2(×7)→TUG-3(×3)→VC-4→AU-4→STM-1备注：1个STM-1可以复用1个140M，3个34M，63个2M。
SDH技术介绍
SDH技术介绍一、SDH的概念SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。
国际电话电报咨询委员会（CCITT）（现ITU-T）于1988年接受了SONET 概念并重新命名为SDH，使其成为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。
它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。
本文对SDH的产生背景，技术特点，基本原理，网络生存性及应用作了介绍，并展望了SDH将来的发展趋势。
二、SDH技术发展背景介绍当今社会是信息社会，高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，通过通信网传输、交换处理的信息量将不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化智能化和个人化方向发展。
目前传统的由PDH传输体制组建的传输网，由于其复用的方式很明显的不能满足信号大容量传输的要求，另外PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了难度，由此看出在通信网向大容量标准化发展的今天，PDH的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。
传统的PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面：1. 接口方面（1）只有地区性的电接口规范，不存在世界性标准。
（2）没有世界性标准的光接口规范。
2. 复用方式现在的PDH体制中只有1.5Mbit/s和2Mbit/s速率的信号，（包括日本系列6.3Mbit/s速率的信号）是同步的，其他速率的信号都是异步的，需要通过码速的调整来匹配和容纳时钟的差异。
这就会引起两个问题：（1）从高速信号中分/插出低速信号要一级一级的进行。
数字通信原理讲解ch1隋(4)
● 采用同步复用方式和复用映射结构，只需利用软件控制即可使高速信号一次 分接出支路信号。既不影响别的支路信号，又避免对整个高速信号都分解；
● OAM能力大大加强，使信道分配、路由选择最佳； ● 硬件得到简化，有标准光接口，允许同步厂家设备在光路上互通，兼容性强； ● 与PDH 网络兼容，可兼容PDH的各种速率，并可容纳各种新业务信号； ● 信号结构利于进行网络传输和交换，以字节为单位复用与信息单元相一致，
信号互连和管理简单灵活。
3、SDH 的不足
● 频带利用率不如 PDH 系统； ● 采用指针调整技术会使时钟产生较大抖动，造成传输损伤； ● 大规模使用软件控制，业务量会集中在少数几个高速链路和交叉节点上，若
关键部位出现问题可能导致网络重大故障，甚至造成全网瘫痪； ● SDH与PDH互连时由于指针调整产生相位跃变，以致信号产生的低频抖动和
漂移现象比纯粹的PDH或SDH信号更严重；
4.2 SDH 的速率与帧结构
一、网络节点接口
网络节点接口NNI 是网络节点之间的接口，也是传输设备与其他网络单元之 间的接口。理想的NNI能结合不同的传输设备和网络节点（不受限于传输媒 介和网络节点），可构成统一的传输、复用、交叉连接和交换接口。
TR : 支路 SM ：同步复用设备
交叉连接和停业务检测； ● 复用结构缺乏灵活性，数字通道设备利用率很低。
二、SDH 的概念及特点
1、SDH 的概念
SDH网是由一些SDH的网络单元（NE）组成，在光纤上进行同步信 息传输、复用、分插和交换连接的网络。（但SDH网中不含交换设 备，它只是交换局之间的传输手段）
● SDH网有世界统一的网络节点接口，简化了信号互通以及信号的传输、复 用、交叉连接等过程；
SDH基础原理及应用
2
SDH帧结构定义了多个通道，用于传
输不同速率的数据。
3
帧同步
SDH帧结构采用固定的时间间隔来传 输数据，保持帧同步。
容错与恢复
SDH帧结构中包含容错和恢复机制， 确保数据传输的可靠性。
SDH时钟同步原理
1 主时钟源
2 时钟恢复
3 网络同步
SDH网络中的主时钟源 用于生成和分发时钟信 号，以确保全网的时钟 同步。
SDH设备可以从主时钟 源接收和恢复时钟信号， 在时钟源故障时自动切 换到备用时钟源。
通过时钟信号的传输和 恢复，SDH网络中的各 个设备可以保持高度的 同步性。
SDH网络管理
设备管理
通过管理软件对SDH设备进行配置、监控和 故障排查，以确保网络的稳定运行。
故障定位
通过故障定位技术，快速识别和定位SDH网 络中的故障点，提高故障排查效率。
性能监测
通过收集和分析各种性能参数，实时监测 SDH网络的状态和质量。
远程配置
通过远程配置功能，管理员可以远程管理和 配置SDH网络中的设备，提高操作效率。
SDH性能参数
误码率（BER）
吞吐量
用于衡量数据传输中的比特错 误率，影响数据传输的可靠性。
用于衡量网络中的数据传输速 率，影响数据传输的效率。
SDH基础原理及应用
SDH是一种光纤传输技术，它通过光纤传输数据，具有高传输速率和可靠性。 本演示将介绍SDH的基本原理、应用领域以及未来的发展趋势。
SDH概述及基本概念
SDH（同步数字系列层次）是一种同步数字传送技术，用于高速数据传输，具有可靠性和可扩展性 。它包括各种层次结构和协议，用于传输电话、数据和视频。
用于多业务接入和互联，提高网络的灵活性 和可用性。
sdh的基本原理(一)
sdh的基本原理(一)sdh的基本原理分析1. 什么是sdh？SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一种以同步传输为基础的数字通信传输体系结构。
它利用光纤或微波链路传输数字信号，具有高带宽、低时延和强容错性等特点，被广泛应用于电信运营商的光纤传输网中。
2. sdh的结构以及工作原理SDH的结构SDH采用了一种分层的结构，根据传输需求将信号划分为不同的层次。
常用的层次有STM-1、STM-4、STM-16等，其中STM-1为最基本的层次。
SDH的基本结构如下所示：•首部：用于传输控制信息，包括传输路径标识、错误校验等。
•负载：承载传输的数据信息，可以是电话、数据或视频等。
•长度信息：用于标识数据帧的长度。
SDH的工作原理SDH基于同步传输的原理，其中有两个重要的概念：主时钟和从时钟。
主时钟是网络中的时间源，提供精确的时间参考信号。
所有设备都以主时钟为基准进行同步，保证数据的传输速率和时序一致。
从时钟是依赖于主时钟的设备，通过接收主时钟信号进行同步。
每个设备都有一个时钟恢复单元，用于接收、恢复和传播时钟信号。
SDH的传输过程如下所示：1.信号接收：将外部信号转换为电信号，并进行放大和滤波。
2.时钟恢复：利用时钟恢复单元接收主时钟信号，恢复时钟同步。
3.信号分析：对接收到的信号进行解析，提取出控制信息和数据负载。
4.错误校验和纠错：通过错误检测和纠错技术，确保数据的完整性和正确性。
5.信号调整：根据网络需求对信号进行调整，如增加虚拟通道和虚拟路径。
6.信号传输：将调整后的信号通过光纤或微波链路传输到目标设备。
7.信号恢复：在目标设备上，通过接收和恢复信号，还原原始数据。
8.数据处理：对还原的数据进行处理，如解码、解密等。
3. sdh的优势和应用SDH的优势•高可靠性：采用冗余传输和差错校验技术，保证数据传输的可靠性。
•高带宽：SDH提供高带宽的传输能力，满足大容量数据的传输需求。
SDH原理幻灯片
华为 ）SDH网产生的技术背景 一 SBS155/622
PDH之不足：（ PDH之不足：（PDH是直接使用PCM信号体系 是直接使用PCM信号体系 之不足：（PDH是直接使用 的光传输技术） 的光传输技术） 1、 只有地区性的电接口规范，没有世界 只有地区性的电接口规范， 标准的光接口规范。 标准的光接口规范。 2、 没有足够的运维开销（OAM）字节。 没有足够的运维开销（OAM）字节。 3、 管理系统没有规范的接口进行互连。 管理系统没有规范的接口进行互连。 4、 网络运行和管理主要靠人工连接。 网络运行和管理主要靠人工连接。
华为 SBS155/622 VCC、3个TUG3复用到VC-4
1
a TUG3 TUG3
1
b
1
c 86列 86列
TUG3
9 1
塞入2 塞入2列
86列 86列
9
9
86列 86列
VCVC-4
a b c a b c a b c
P O H
9
a b c a b c 261列 261列
a b c
华为 SBS155/622
华为 SBS155/622
SDH的不足之处
1、频带利用率不如PDH系统。 频带利用率不如PDH系统。 PDH系统 2、指针调整增加了设备的复杂性。 指针调整增加了设备的复杂性。 3、软件病毒造成全网瘫痪 。
华为 SBS155/622
二、SDH帧结构 及复用步骤
华为 SBS155/622
STM一） STM-N帧结构
ADM ADM
SDH分插信号流图 SDH分插信号流图
华为 SBS155/622
二） SDH特点
1、有统一规范的网络节点接口 2、有一套标准的信息速率等级（STM-N） 有一套标准的信息速率等级（STMPDH三种数字等级系列 北美、 3、可包容PDH三种数字等级系列 （北美、 可包容PDH 日本、欧洲和中国），在STM日本、欧洲和中国），在STM-1级别上 ）， 获得统一
SDH基本原理
1 3 4 5
MSOH RSOH
AU-PTR
STM-N净负荷 (含POH)
以字节为单位(8bit) 的块状帧 帧 频 8000 帧 /s ， 帧 周期125us
9
9× N 261× N
SDH是什么
信息净负荷(9行×261列)
• STM-N帧中放置各种业务信息的地方。 • 2M/34M/140M等PDH信号、ATM信号、IP信息包 等打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信 号承载，在SDH网上传输。若将STM-N信号帧比 做一辆货车，其净负荷区即为该货车的车厢。 • 在将低速信号打包装箱时，在每一个信息包中加 入通道开销POH，以完成对每一个“货物包”在 “运输”中的监视。
SDH是什么
帧结构
STM-N
信息包 信息包 信息包
净负荷
信息包 信息包
SDH是什么
段开销
• 段开销——完成对STM-N整体信号流进行监控。 即对STM-N―车厢”中所有“货物包”进行整体 上的性能监控。 – 再生段开销(RSOH)—完成对STM-N整体信息 结构进行监控 – 复用段开销(MSOH)—完成对STM-N中的复用 段层信息结构进行监控 – RSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化的监 控体制 – 二者区别：宏观（RSOH）和微观（MSOH）
SDH基本原理
10电信科技师范2班
目录
• SDH是什么？ • SDH能带来什么？ • SDH应用和发展趋势？
SDH是什么
SDH概述
SDH的基本概念
SDH：Synchronous Digital Hierarchy （同步数字体系）
光纤通信系统中的一种数字通信体系，是一复接、线路 传输及交换功能融为一体的、并由统一网管系统操作的综合
SDH基本原理和概念
TM
ADM
REG
DXC
1、终端复用器——TM 具有交叉复用功能
w
STM-N
TM
2M
（光接口）
STM-M 注：（M<N）
（支路接口）
34M
140M
TM
ADM
TM
TM在链形网中的应用
2、分插复用器——ADM 具有交叉复用ห้องสมุดไป่ตู้能
STM-N
w
（光接口）
2M
ADM
（支路接口）
34M 140M STM-M
e
STM-N
STM-1
例如：STM-1→STM-4。采用字节间插复用方式， 4xSTM-1→STM-4。
A1 A2 A3
B1 B2 B3
C1 C2 C3
D1 D2 D3
A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2 A3 B3 C3 D3
Page 10
其他体制信号→SDH： 通过指针定位预见低速信号在帧中位置， 使收端可直接下低速信号。例：
140 OLT
34 8 140 34 8 2 2 8 8 34
140 34
140 OLT
2Mb/s
从高速信号插/分低速信号要一级一级进行， 层层的复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输。
欧 洲 系 列
日 本 系 列 1.6Gbit/s × 4 400Mbit/s × 4 100Mbit/s × 3 32Mbit/s × 5 6.3Mbit/s × 4 1.5Mbit/s
打包 打包 传输
信息包
STM-N
SDH传输 网络
传输
STM-N
卸货
信息包 拆包
PDH、ATM FDDI等信号
SDH基本原理
第1章SDH基本原理1.1 通信网简介1.1.1 通信网的概念与分类通信网的划分方法很多按照所能实现的业务种类不同通信网可以划分为电话通信网计算机通信网数据通信网广播电视网以及综合业务数字网按照网络所服务的范围不同通信网可以划分为本地网长途网及国际网按照传输介质不同通信网可以划分为微波通信网光纤通信网及无线通信网等按照拓扑结构形式不同通信网可以划分为线形环形星形网形和复合形五种基本结构形式1.1.2 通信网的基本要素通信网的基本构成要素是终端设备传输链路转接交换设备及接入部分1.1.3 通信网的发展方向现代通信网正在加速采用以计算机为基础的各种智能终端技术和数据库技术向着数字化综合化宽带化智能化和个人化方向发展1.2 PCM30/32系统介绍1.2.1 多路复用技术多路复用技术作为提高线路利用率的主要手段目前主要包括频分复用FDM时分复用TDM和码分复用CDM频分复用系统中每路终端信号占用不同的频率段时分复用系统中每路终端信号占用不同的时间段码分复用系统中每路终端信号使用不同的随机码序列1.2.2 语音信号的数字化对于时间上连续的模拟语音信号要实现时分复用就要先将模拟信号转换为时间上离散的信号即模拟信号数字化PCM Pulse Code Modulation脉冲编码调制是一种常用的模拟信号数字化技术如图1-1所示接收端数模转换发送端(模数转换信 道模拟信号图1-1 PCM 系统的方框图 如图1-1所示PCM通信系统由三部分组成1发送端包括低通滤波抽样量化和编码即模数变换2信道部分包括传输线路和再生中继3接收端包括信号再生和数模变换而数模变换又包括解码和低通滤波PCM 基本单元完成的信号处理过程如下 1抽样所谓抽样就是每隔一定的时间间隔T抽取模拟信号的一个瞬时浮动值抽样值抽样后所得的一系列在时间上离散的抽样值称为抽样值序列根据奈奎斯特抽样定理只要抽样脉冲的时间间隔T 1/2f m 即抽样频率f s 2f m f m 是模拟信号的最高频率则抽样后的样值序列可以不失真地还原成原来的模拟信号2量化量化是将幅度连续的抽样值通过相应的办法变换为幅度离散的样值序列这样就能用有限位的二进制数字来表示信号的幅度 3编码和解码编码是将抽样并量化后的信号幅度值变换成一组二进制码元解码是将一组二进制码元还原成相应信号幅度的量化值1.2.3 P CM30/32系统 根据ITU-T 建议话音信号300Hz 3400Hz 的抽样频率为8kHz 抽样值量化级数为256抽样值编码位数为8所以单路话音PCM 信号的传输速率为88k=64kbit/s对于PCM 基群一次群目前国际上有两种复用制式30/32路帧结构和24路帧结构我国采用的是30/32路帧结构即每一帧占125µs 分为32个时隙但只传送30路话音信息一次复用后的基群复用速率为3264kbit/s=2048kbit/s=2.048Mbit/s 也就是我们常说的E1用它可组成高次群也可独立使用 1.3 光纤通信概述光纤即光导纤维的简称光纤通信是以光信号为载体光导纤维为传输介质的一种通信方式由于光纤通信具有传输频带宽通信容量大损耗低不受电磁干扰等一系列优点光纤通信技术近年来得到飞速发展1.3.1 光纤通信的三个低损耗窗口光波是人类最熟悉的电磁波其波长在微米级频率为1014Hz 1015Hz 数量级目前光纤通信使用的波长范围在近红外区即波长为0.8µm 1.8µm目前光纤通信所采用的三个实用的波长为0.8µm 1.31µm 和1.55µm 而0.8µm 1.31µm和1.55µm左右则是光纤通信中常用的三个低损耗窗口0.8µm短波长窗口是最早发现的因为首先研制成功的半导体激光器GaAlAs的发射波长刚好在这一区域随着对光纤损耗机理的深入研究人们发现在长波长1.31µm和1.55µm处光纤的传输损耗更小因此长波长光纤通信受到重视并得到非常迅速的发展1.3.2 光纤的结构目前通信用的光纤是用石英玻璃SiO 2制成的横截面很小的双层同心圆柱体未经涂覆和套塑时称为裸光纤如图1-3所示裸光纤由纤芯和包层组成折射率高的中心部分叫做纤芯其折射率为n1直径为2a折射率低的中心部分叫做包层其折射率为n2直径为2b根据在光纤中传输的光信号的波长和模式的不同a与b具有不同的值图1-3 裸光纤剖面结构示意图1.3.3 光纤的分类光纤可以根据构成光纤的材料成分制造方法传输模数横截面上的折射率分布以及工作波长进行分类对目前通信上所采用的石英系光纤常从以下两方面来分类1按照折射率分布不同来分1均匀光纤光纤纤芯的折射率n 1和包层的折射率n2都为常数且n1>n2在纤芯和包层的交界处折射率呈阶梯型变化这种光纤称为均匀光纤2非均匀光纤光纤纤芯的折射率n 1随着半径的增加而按一定规律减小到纤芯与包层交界处为包层的折射率n2这种光纤称为非均匀光纤2按照传输模式数量来分所谓模式实质上是电磁场的一种分布形式模式不同其电磁场的分布形式也不同根据光纤中传输模式数量来分可分为单模光纤和多模光纤1单模光纤SM单模光纤的纤芯直径很小约为4µm10µm理论上只传输一种模式由于单模光纤只传输主模从而完全避免了模式色散使得这种光纤的传输频带很宽传输容量很大适用于大容量长距离的光纤通信2多模光纤MM在一定的工作波长下当有多个模式在光纤中传输时则这种光纤称为多模光纤多模光纤的纤芯直径一般为50µm75µm包层直径为100µm200µm 这种光纤的传输性能较差带宽比较窄传输容量也比较小由于单模光纤具有带宽大易于升级扩容和成本低的优点国际上已一致认为同步光缆数字传输系统只使用单模光纤作为传输媒质在3个光传输窗口中850nm窗口只用于多模传输1310nm和1550nm两个窗口用于单模传输光信号在光纤中的传输距离要受到色散和损耗双重影响色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽引起码间干扰从而降低信号质量当码间干扰使传输性能劣化到一定程度时传输系统将不能工作损耗使在光纤中传输的光信号强度随着传输距离的增加而逐渐下降当光功率下降到一定程度时传输系统也无法正常工作为了延长系统的传输距离人们主要在减小色散和损耗两方面入手1310nm光传输窗口称为零色散窗口光信号在此窗口的传输色散最小1550nm窗口称为最小损耗窗口光信号在此窗口的传输衰减最小ITU-T规定了三种常用光纤规范G.652G.653和G.654G.652光纤又称标准光纤其零色散波长在1310nm在波长为1550nm处衰减最小所以G.652光纤可以工作于1310nm和1550nm两个窗口G.653光纤又称色散位移单模光纤它通过改变光纤内部的折射率分布将零色散点从1310nm处位移至1550nm处成功实现了在1550nm处的低衰减和零色散这种光纤主要工作于1550nm窗口G.654光纤又称1550nm波长最低衰减光纤这种光纤的优点是在1550nm处的最低衰减为0.15Db/km其主要工作于1550nm窗口这种光纤因其制造困难价格昂贵主要应用于需要很长再生段传输距离的海底光纤通信1.4 同步数字体系SDH1.4.1 S DH简介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等特性这种传输网易于扩展适于新电信业务的开展并且使不同厂家生产的设备互通成为可能这正是网络建设者长期以来追求的目标1.4.2 P DH的缺点和SDH的产生在SDH应用之前传输系统采用准同步数字体系PDH PDH采用比特填充和码位交织的方法将低速率等级的信号复合成高速信号它能够独立传送国内长途和市话网业务当网络需要扩容时只需增加新的PDH设备就行但是随着电信网的发展和用户要求的提高PDH逐渐暴露出其本身固有的缺点1只有地区性的数字信号速率和帧结构而不存在世界性的标准现在国际上通行的有三种信号速率等级即欧洲系列北美系列和日本系列欧洲使用2M体制北美和日本使用1.5M体制我国采用的是欧洲体制欧洲体制的速率标准是2Mbit/s E18Mbit/s E234Mbit/s E3140Mbit/s ET4北美体制的速率标准是1.5Mbit/s T1 6.3Mbit/s T245Mbit/s T3日本体制的速率标准是1.5Mbit/s 6.3Mbit/s32Mbit/s这三种通行的信号速率等级互不兼容造成了国际互通的困难2没有世界性的标准光接口规范各个厂家自行开发的专用光接口互不兼容限制了联网的灵活性也增加了网络的复杂性和运营成本3PDH是建立在点对点传输基础上的复用结构它只支持点对点传输组成一段一段PDH网络拓扑缺乏灵活性数字设备的利用率较低不能提供最佳的路由选择4传统PDH的运行管理和维护主要靠人工的数字信号交叉连接和停业务测试因PDH信号帧结构中未安排用于网络运行管理和维护的开销比特这种开销比特的缺乏使得难以建立集中式的传输网管难以满足用户对网络动态组网和新业务接入的要求5PDH的复用结构中除了像欧洲的2Mbit/s北美的1.5Mbit/s以及日本的1.5Mbit/s和6.3Mbit/s这几个低速率等级的信号采用同步复用外其他多数等级的信号采用的是异步复用也就是说靠塞入一些额外的比特使各支路信号和复用设备同步并复用成高速信号这种方式难以从高速信号中识别和提取低速支路信号为上下话路唯一的办法就是将整个高速线路信号一步步地解复用到所要取出的低速线路信号上下话路后再一步步地复用到高速线路信号进行传输例如从140Mbit/s码流中分出一个2Mbit/s的低速支路信号采用PDH 时光信号经光/电转换成电信号后需要经过140Mbit/s34Mbit/s140M解复用到34M34Mbit/s8Mbit/s和8Mbit/s2Mbit/s这三次解复用到2Mbit/s下话路再经过2Mbit/s 8Mbit/s2M复用到8M8Mbit/s34Mbit/s和34Mbit/s140Mbit/s三次复用到140Mbit/s 来进行传输参见图1-5可见PDH系统不仅复用结构复杂也缺乏灵活性硬件数量大上下业务费用高数字交叉连接功能的实现也十分复杂要想满足现代电信网络的发展需要和用户的业务需求在原有体制和技术框架内解决上述问题是事倍功半的最佳的解决途径就是从技术体制上进行根本的改革SDH作为一种结合高速大容量光传输技术和智能网络技术的新体制就在这种情况下诞生了1.4.3 S DH的优越性由于SDH是为克服PDH的缺点而产生的因此它是先有目标再定规范然后研制设备这个过程与PDH正好相反显然这就可能最大限度地以最理想的方式来定义符合未来电信网要求的系统和设备下列的SDH主要特点反映了这些要求1使北美日本和欧洲三个地区性的标准在STM-1及其以上等级获得了统一2统一的标准光接口能够在基本光缆段上实现横向兼容即允许不同厂家的设备在光路上互通满足多厂家环境的要求3SDH采用同步复用方式和灵活的复用映射结构各种不同等级的码流在帧结构净负荷内的排列是有规律的而净负荷与网络是同步的因而只需利用软件即可使高速信号一次直接分插出低速支路信号也就是所谓的一步解复用特性参照图1-5比较SDH和PDH 系统中分插信号的过程要从155Mbit/s码流中分出一个2Mbit/s的低速支路信号采用了SDH的分插复用器ADM后可以利用软件直接一次分出2Mbit/s的支路信号避免了对全部高速信号进行逐级分解后再重新复用的过程省去了全套背靠背的复用设备所以SDH 的上下业务十分容易网络结构和设备都大大简化而且数字交叉连接的实现也比较容易SDH 140/34Mbit/2Mbit/s(电信号34/140Mbit/s图1-5 SDH 与PDH 分插信号的比较 4SDH 采用大量的软件进行网络配置和控制使得配置更为灵活调度也更为方便 5SDH 帧结构中安排了丰富的开销比特这些开销比特大约占了整个信号的5%可利用软件对开销比特进行处理因而使网络的运行管理和维护能力都大大加强6SDH 网与现有网络能够完全兼容即SDH 兼容现有PDH 的各种速率使SDH 可以支持已经建起来的PDH 网络同时也有利于PDH 向SDH 顺利过渡同时SDH 网还能容纳像ATM 信元等各种新业务信号也就是说SDH 具有完全的后向兼容性和前向兼容性1.4.4 S DH 速率SDH 信号的速率等级表示为STM-N 其中N 是正整数目前SDH 只能支持一定的N 值即N 只能为1416和64其中最基本也是最重要的模块信号是STM-1其速率是155.520Mbit/s 更高等级的STM-N 信号是将基本模块信号STM-1经过字节间插后得出STM-4等级的速率为622.080Mbit/s STM-16等级的速率为2488.320Mbit/s STM-64等级的速率为9953.280Mbit/s1.4.5 S DH 帧结构SDH 帧结构如图1-6所示再生段开销RSOH管理单元指针AU PTR复用段开销MSOH270N 列行传输方向s13594图1-6 SDH帧结构SDH 以字节为单位进行传输它的帧结构是一种以字节结构为基础的矩形块状帧结构它由270N列和9行8bit字节组成SDH的矩形帧在光纤上传输时是逐行传输的在光发送端经并/串转换后逐行进行传输而在光接收端经串/并转换后还原成矩形块状进行处理在SDH 帧中字节的传输是从左到右按行进行的首先由图中左上角第一个字节开始从左向右按顺序传送传完一行再传下一行直至整个9270N 个字节都传送完再转入下一帧如此一帧一帧地传送每秒可传8000帧帧长恒定为125µs SDH的帧频为8000帧/秒这就是说信号帧中某一特定字节每秒被传送8000次那么该字节的比特速率是8000 8bit 64kbit/s也即是一路数字电话的传输速率以STM-1等级为例其速率为270每帧270列9共9行64kbit/s每个字节64kbit=155520kbit/s=155.520Mbit/s 从图1-6中看出STM-N 的帧结构由三部分组成段开销包括再生段开销RSOH 复用段开销MSOH 信息净负荷Payload和管理单元指针AU-PTR 1段开销SOH区域段开销是指STM-N帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传送所必需的附加字节主要用于网络的运行管理和维护SDH帧中的第1至第9N 列中第1至第3行和第5行至第9行分配给段开销段开销还可以进一步划分为再生段开销RSOH和复用段开销MSOH第1行至第3行分给RSOH 而第5行至第9行分给MSOH RSOH既可在再生器接入又可在终端设备接入而MSOH将透明地通过再生器只能在终端设备处终结2信息净负荷Payload区域信息净负荷区域是SDH帧结构中用于存放各种业务信息的地方横向第10N列至第270N列纵向第1至第9行都属于信息净负荷区域在这里面还含有通道开销字节POH 也作为净负荷的一部分并与之一齐在网络中传送主要用于通道性能的监视管理和控制3管理单元指针AU PTR区域AU PTR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内的准确位置以便在接收端正确地进行信息分解它位于STM-N帧结构中1至第9N列中的第四行采用指针方式是SDH的重要创新可使之在准同步环境中完成复用同步和STM-N信号的帧定位1.4.6 S DH 复用映射结构和复用映射过程ITU-T 规定了一套完整的复用结构如图1-7通过这些路线可将PDH 的3个系列的数字信号以多种方法复用成STM-N 信号我国为了使每种净负荷只有一条复用映射途径规定了一个较为简单的复用映射结构如图1-8它是标准复用映射结构的一个子集139264kbit/s 1544kbit/s 131343图1-7 ITU-T 规定的SDH 复用结构 1定位校准映射图1-8 我国规定的SDH 复用结构各种信号装入SDH 帧结构的净负荷区都需经过映射定位校准和复用三个步骤映射相当于一个对信号打包的过程它使不同的支路信号和相应的n 阶虚容器VC-n 同步定位校准即加入调整指针用来校正支路信号频差和实现相位对准复用即字节间插复用用于将多个低阶通道层信号适配进高阶通道或将多个高阶通道层信号适配进复用段层首先各种速率等级的数字流先进入相应的接口容器C 这些容器C 是一种用来装载各种速率业务信号的信息结构主要完成适配功能例如速率调整让那些最常使用的准同步数字体系信号能进入有限数目的标准容器完成象速率调整这样的适配功能例如对于各路来的2M 信号由于各路的时钟精度不同所以有的可能是2.0481Mbit/s 有的可能是2.0482Mbit/s 都将在C 里做容差调整适配成速率一致的标准信号目前有5种标准容器C-11C-12C-2C-3和C-4我国定义C-12对应速率是2.048Mbit/s C-3对应速率是34.368Mbit/s C-4对应速率是139.264Mbit/s由标准容器出来的数字流加上通道开销POH 后就构成了虚容器VC这一过程就是映射VC是SDH中最重要的一种信息结构主要支持通道层连接VC的包封速率是与网络同步的因而不同VC的包封是互相同步的而包封内部却允许装载各种不同容量的准同步支路信号除在VC的组合点和分解点即PDH网和SDH网的边界处外VC在SDH中传输时总是保持完整不变的所以VC可作为一个独立的实体在通道中任一点取出或插入可以进行同步复用和交叉连接处理十分灵活和方便VC可分为低阶虚容器和高阶虚容器两类这里VC-12和VC-3为低阶虚容器VC-4为高阶虚容器AU-3中的VC-3为高阶虚容器若通过TU-3把VC-3复用进VC-4则VC-3属于低阶虚容器由VC出来的数字流再按规定的路线进入管理单元AU或支路单元TU在SDH帧中VC-n是一个独立的整体传送过程中不能分割因此VC-n到TU-n和VC-n到AU-n的转换是一个速率适配的过程也就是复用结构中的定位校准过程AU是由高阶VC和AU-PTR组成其中AU-PTR用来指明高阶VC在STM-N帧内的位置因而允许高阶VC在STM-N帧内的位置是浮动的但AU-PTR本身在STM-N帧内位置是固定的一个或多个在STM-N帧内占有固定位置的AU组成管理单元组AUG它由3个AU-3或单个AU-4按字节间插方式组成TU是由低阶VC和TU PTR组成TU PTR用于指明低阶VC在帧结构中的位置一个或多个在高阶VC净负荷中占有固定位置的TU组成支路单元组TUG最后在N个AUG 的基础上再附加上段开销SOH便形成了最终的STM-N帧结构下面以2M支路信号的复用映射过程为例来详细说明标称速率为2.048Mbit/s的信号先进入C-12进行适配处理C-12加上POH映射后构成VC-12经过定位校准TU-12中PTR就指明VC-12相对TU-12的相位3个TU-12经过均匀的字节间插后复用成TUG-27个TUG-2同样经字节间插后复用成TUG-33个TUG-3再经字节间插并加上高阶POH后构成VC-4净负荷定位校准后加上PTR组成AU-4单个AU-4直接置入AUG最后N 个AUG通过字节间插附加上SOH就得到了STM-N信号1.5 SDH开销功能1.5.1 开销类型SDH帧结构中安排有两种不同的开销即段开销SOH和通道开销POH分别用于段层和通道层的维护即SDH系统的开销是分层使用的1SOHSOH包含有定帧信息用于维护和性能监视的信息以及其它操作功能SOH可以进一步划分为再生段开销RSOH和复用段开销MSOH其中RSOH既可以在再生器接入又可以在终端设备接入MSOH透明通过再生器只能终结在AUG的组合和分解点即终端设备处在SOH中第1至第3行分配给RSOH而第5至第9行分配给MSOH 2POHPOH可以分为两类低阶VC POH和高阶VC POH1低阶VC POH将低阶VC POH附加给C-1/C-2即可形成VC-1/VC-2其主要功能有VC通道功能监视传送维护信号以及告警状态指示等2高阶VC POH将VC-3 POH附加给C-3或者多个TUG-2的组合体便形成了VC-3而将VC-4 POH附加给C-4或者多个TUG-3的组合体便形成了VC-4高阶VC POH的主要功能是VC通道功能监视传送维护信号告警状态指示以及复用结构指示等1.5.2 段开销安排1段开销字节的位置各个SOH字节在STM-1帧中的安排如图1-9所示A1 A1 A1 A2 A2 A2 JOF1D3管理单元指针E2为与传输媒质有关的特征字节暂用为国内使用保留字节为不扰码国内使用字节所有未标记字节待将来国际标准确定与媒质有关的应用附加国内使用和其他用途图1-9 STM-1 SOH字节安排在SDH中STM-N帧的SOH字节也是由N个STM-1帧的SOH交错间插排列构成但构成时仅完整保留第一个STM-1的段开销其余N-1个STM-1帧的段开销仅保留帧定位字节A1A2和B2字节其它字节均略去一个段开销字节在STM-N帧中的位置可以用坐标矢量S a,b,c来表示其中a表示行数取值为1到3或5到9b表示复列数取值为1到9c表示复列数内的间插层数取值可为1到64该字节在STM-N帧中的实际行数列数与a b c间的关系如下行数= a列数= N b-1+ c2段开销功能1帧定位字节A1和A2SOH中的A1和A2字节可用来识别帧的起始位置A1和A2具有固定的二进制数值即A1为11110110A2为00101000当连续5帧以上收不到正确的A1A2字节即连续5帧以上无法区分出不同的帧那么接收端进入帧失步状态产生帧失步告警OOF若OOF持续了3ms则进入帧丢失状态设备产生帧丢失告警LOF插入告警指示信号AIS 整个业务中断在LOF状态下若收端又连续1ms以上处于定帧状态那么设备恢复到正常状态2再生段踪迹字节J0该字节用来重复发送段接入点标识符以便使段接收端能据此确认其与指定的发送端处于持续连接状态在同一个运营者的网络内该字节可为任意字符而在两个不同运营者的网络边界处要使设备收发两端的J0字节相互匹配通过J0字节可使运营者提前发现和解决故障缩短网络恢复时间J0字节还有一个用法在STM-N帧中每一个STM-1帧的J0字节定义为STM的标识符C1用来指示每个STM-1在STM-N中的位置即指示该STM-1是STM-N中的第几个STM-1间插层数和该C1在该STM-1帧中的第几列复列数3数据通信通路DCC D1D12SOH中的DCC用来构成SDH管理网SMN的传送链路在传统的准同步系统中尽管也有控制通路但都是专用的外界无法接入而DCC则是通用的嵌入在段开销中所有网络单元都具备便于构成统一的管理网也避免了为每个设备都配备专用的数据通讯链路其中D1D3字节称为再生段DCC用于再生段终端之间的OAM操作维护管理信息的传送速率为192kbit/s364kbit/s D4D12字节称为复用段DCC用于复用段终端之间的OAM信息的传送速率为576kbit/s964kbit/s上述总共768kbit/s数据通路为SDH网的管理和控制提供了强大的通讯基础结构例如SDH网络管理控制的一个重要目标是实现快速的分布式控制有了DCC通路后网络管理系统所算得的最佳路由表可以随时经DCC通路迅速传给网络单元4公务字节E1和E2这两个字节用来提供公务联络语音通路E1属于RSOH用于本地公务通路可以在再生器接入E2属于MSOH用于直达公务通路可以在复用段终端接入公务通路的速率为64kbit/s5使用者通路F1该字节保留为使用者通常指网络提供者专用主要为特定维护目的而提供临时的数据/语音通道连接6比特间插奇偶校验8位码BIP-8码B1B1字节8个比特用作再生段误码监视是使用偶校验的比特间插奇偶校验码BIP-8码对扰码后的前一个STM-N帧的所有比特进行计算结果置于扰码前的B1字节位置这种误码监视方式是SDH的特点之一它以比较简单的方式实现对再生段的误码自动监视但是对于在同一监视码组内恰好发生偶数个误码的情况这种方法无法检出但这种情况出现的概率很小因而总的误码检出概率还是很高的7比特间插奇偶校验N24位码BIP-N24位码B2B2字节用于复用段误码监视段开销中安排有3个B2字节共24比特作此用途B2字节是使用偶校验的比特间插奇偶校验N24位码其产生方式与BIP-8类似BIP-N 24码对前一个STM-N帧除SOH中的第1到第3行以外的所有字节进行计算结果置于扰码前的B2字节位置STM-N帧中有N3个B2字节每3个B2对应于一个STM-1帧的奇偶校验码SDH除在再生段和复用段中安排B1字节和B2字节用于误码监视外还在VC-3/VC-4高阶通道层POH中安排了1个B3字节做误码监视在VC-1/VC-2低阶通道层POH中安排了第1和第2比特做误码监视可以看出SDH在误码性能监视上是十分周到的每一层网络都有性能监视共分4个不同层次可以对小至一个再生段大至任意一个VC-1/VC-2通道进行误码监视8自动保护倒换APS通路K1和K2b1b5。
SDH_原理介绍
— 网络的OAM能力差：无足够的开销字节。
SDH基本概念(二）
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：
6、公务单元
提供公务联络电话。
数字交叉连接设备(一）
一、DXC概念
1、定义
拥有一个或多个准同步或同步数字端口，并可以 对其任意端口的速率信号（和/或子速率信号）和其它 端口的速率信号（和/或子速率信号）进行可控透明的 连接与再连接。
数字交叉连接设备(二）
2、规范化表示： DXC x/y
x： DXC 端口的速率最高等级； y：可进行交叉连接的最低速率等级；
SDH基础理论
内容提要
1、光纤通信基本概念 2、SDH基本概念 3、帧结构与段开销 4、复用与映射 5、同步复用设备 6、数字交叉连接设备 7、SDH传送网 8、网络管理系统
一、光纤通信基本概念
何谓光纤通信？ 利用光纤来传输携带通信信息的光波，以实现通 信的目的
电端 光发
机
送机
模拟信息
光纤 再生 器
种类；对于SDH支路接口还有光、电之分。
4、定时单元
对内：向设备的各单元提供定时信号。 对外：或跟踪外同步定时信号；或从线（支） 路信号中提取定时；或以保持/自由运行方式提 供定时。
同步复用设备(十）
5、通信与控制单元
采集设备各单元的数据；通过DCC通道传到网关， 然后由网关提供给网管系统； 另一方面，接收网管系统的命令并执行。
sdh传输基本原理及概念
SDH传输的定义
由于低速SDH信号是以字节间插方式复用进高速SDH信号的 帧结构中的，这样就使低速SDH信号在高速SDH信号的帧中的 位置是固定的、有规律性的，也就是说是可预见的. 由于采用了同步复用方式和灵活的映射结构，可将PDH低速 支路信号（例如2Mbit/s）复用进SDH信号的帧中去（STMNБайду номын сангаас，这样使低速支路信号在STM-N帧中的位置也是可预见的， 于是可以从STM-N信号中直接分/插出低速支路信号 SDH信号的帧结构中安排了丰富的用于运行维护（OAM）功 能的开销字节，使网络的监控功能大大加强，也就是说维护 的自动化程度大大加强
SDH原理及概念
SDH传输的定义
SDH的帧结构 SDH的段开销 SDH自愈保护环
SDH的段开销
STM-N帧的段开销位于帧结构的（1-9）行×（1-9N）列。 注：第4行为AU-PTR除外。我们以STM-1信号为例来讲述段开 销各字节的用途
SDH的段开销
定帧字节：A1和A2 。就是起到定位一个方队的作用，通过 它，收端可从信息流中定位、分离出STM-N帧，再通过指针 定位到帧中的某一个低速信号， A1、A2有固定的值， A1：11110110（f 6H），A2：00101000（28H） 再生段踪迹字节：J0。该字节被用来重复地发送段接入点 标识符，以便使接收端能据此确认与指定的发送端处于持续 连接状态 数据通信通路（DCC）字节：D1-D12。用于OAM功能的数据 信息——下发的命令，查询上来的告警性能数据等，是通过 STM-N帧中的D1-D12字节传送的
映射是一种在SDH网络边界处（例如SDH/PDH边界处），将 支路信号适配进虚容器的过程
定位是指通过指针调整，使指针的值时刻指向低阶VC帧的 起点在TU净负荷中或高阶VC帧的起点在AU净负荷中的具体位 置，使收端能据此正确地分离相应的VC 复用是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层或 把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程,复用也就是通 过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,由于经过TU和AU指针处理后的各VC支路信号已相位 同步，因此该复用过程是同步复用
sdh方案
SDH方案SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一种广泛应用于光纤通信系统的同步数字传输技术。
它通过分层和分时复用的方式，实现了高速、高带宽的数字传输。
本文将介绍SDH方案的基本原理、优势以及应用场景。
基本原理SDH基于光纤通信技术，主要利用了光纤的高带宽、低损耗和抗干扰等特点。
它将传输的数据分割成一系列固定长度的帧，每个帧包含了控制信息和数据信息。
这些帧按照层次结构进行组织，最终形成了一个层级化的传输网络。
SDH采用了同步传输的方式，即发送和接收两端的时钟完全同步。
这种同步性能可以保证数据的可靠传输和时延一致性。
为了实现同步传输，SDH引入了STM （Synchronous Transport Module）的概念。
STM定义了一系列标准化的传输速率，包括STM-1、STM-4、STM-16等。
不同的STM级别对应着不同的传输速率，从而满足不同应用场景的需求。
优势SDH方案具有多方面的优势，使其成为广泛采用的数字传输技术。
首先，SDH具有灵活性。
由于其层次化结构，可以根据实际需求灵活组合不同的传输容量。
这种灵活性使得SDH可以针对不同规模和带宽需求的网络进行定制，提供最佳的性能和可靠性。
其次，SDH拥有高可靠性。
通过使用光纤作为传输介质，SDH能够提供更好的抗干扰和抗干扰能力。
同时，SDH具备多重保护机制，能够在传输链路出现故障时，自动切换到备份链路，保证数据传输的连续性和稳定性。
另外，SDH还具有高效性和可扩展性。
SDH采用了分时复用的技术，可以多路复用不同信号，充分利用传输资源。
同时，SDH具备良好的扩展性，可以根据需求随时增加或减少传输容量，满足不断变化的业务需求。
应用场景SDH方案在各种通信网络中都有广泛的应用。
首先，SDH在骨干网中扮演着重要角色。
骨干网是一个网络的核心部分，负责连接各个节点和子网。
SDH的高带宽和可靠性使其成为骨干网的理想选择。
它可以有效地承载大量的数据流量，并保证数据的高速、稳定传输。
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1.1 SDH产生的技术背景
SDH是什么——同步数字传输体制。类似于PDH， 均为数字信号传输体制。 产生的社会背景： 1）信息社会要求： 通信网传输、交换、处理大量信息，向数字化、综 合化、智能化、个人化发展。 2）作为通信网的承载体传输网要求： 宽带化——信息高速公路 规范化——世界性统一的标准接口
.
SDH 段信号 （SOH）
低速通道信号（POH）
3）管理单元指针（AU-PTR）：
定位低速信号在STM-N帧中（净负荷）的位置， 使低速信号在高速信号中的位置可预知。 发端在将信号包装入STM-N净负荷时，加入 AU-PTR，指示信号包在净负荷中的位置，即 将装入“车厢”的“货物包”，赋予一个位置坐 标 值。
E1
C12
VC12
TU12
E3
C3
VC3
TU3
E4
C4
VC4
PDH基群至STM-1的复用过程
C-12
VC-12 POH
TU-12 PTR
C-12
VC-12
2.048Mb/s
2.240Mb/s
C-12
VC-12
TU-12
2.304Mb/s
TU-12 PTR
TU-12 PTR
TU-12 PTR
VC-12 VC-12 VC-12
SDH开销功能的组织结构
低阶 容器 高阶 容器 低阶 容器 高阶 容器
低阶 组装 器
低阶通道（LPOH）
低阶 组装 器
高阶组装
高阶通道（HPOH）
高阶组装
STM-N复用
复用段（MSOH） 再生段 （RSOH）
STM-N复用
再生段 （RSOH） REG
REG
再生段（RSOH）
通道与段
低速信号1
低速信号2 低速信号n
REG: regenerator 再生器 TUG: tributary unit group 支路单元组
AUG：administration unit group 管理单元组
VC: virtual container 虚容器
SDH传输原理课程介绍
本课程讲述SDH基本原理，结构上分为4部分： 1、SDH概述——建立SDH基本概念 SDH是什么？为什么会产生SDH体制？ SDH体制的优缺点。 2、SDH信号帧结构和复用步骤 SDH信号帧结构中各部分的作用。 常用PDH信号是如何复用进SDH信号？ 3、开销和指针 4、设备的逻辑构成 SDH常用网元 5、SDH网络
1.2 PDH的固有缺陷：
作为传统的数字传输体制，PDH具有以 下固有的缺陷：
1、接口方面
电接口——只有地区性的电接口规范，无 世界标准。 PDH有3种速率等级：欧洲和中国（2Mb/s）、 日本、北美（1.5Mb/s）。 光接口——无光接口规范，各厂家独自开发。
设备间互连困难
2、复用方式：
复用/解复用的方式，决定高速信号上/下低速 信号的方便性。 PDH采用异步复用方式： 低速信号在高速信号中的位置无规律性，即无 预知性，即不能从高速信号中直接分离低速信号。 东西放在 哪儿了？
SDH网络兼容性示意图
PDH、ATM FDDI、以太网IP等信号
打包 打包 传输
信息包
STM-N
SDH传输 网络
传输
STM-N
卸货
信息包 拆包
PDH、ATM FDDI等信号
1.4 SDH的固有缺陷
1、频带利用率低——有效性和可靠性的矛盾 632M 2M
34M 140M
334M=482M
STM-1 （155M）
140 OLT
34 8 140 2 34 8 2 8 8 34
140
140 OLT
34
2Mb/s
从高速信号插/分低速信号要一级一级进行， 层层的复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输。
欧 洲 系 列
日 本 系 列 1.6Gbit/s × 4 400Mbit/s × 4 100Mbit/s × 3 32Mbit/s × 5 6.3Mbit/s × 4 1.5Mbit/s
1、SDH信号帧特点：
以字节为单位（8bit）的块状帧， 传输方式——从左到右、从上到下， 帧频固定为8000帧/s，帧周期125us。
2、 SDH信号帧的构成：
1）信息净负荷：
STM-N帧中放置各种负荷的地方。各种有效信息， 例如2M、34M 、140M打包成信息包后，放于其中。 然后由STM-N信号承载，在SDH网上传输。
•ITU-T规定的复用路线
× N STM-N AUG × 3 AU-3 VC-3 × 7 TUG-2 指针处理 复用 定位校准 映射 × 1 TU-2 × 3 TU-12 TU-11 VC-2 VC-12 VC-11 × 1 AU-4 VC-4 × 3 TUG-3 C-4 × 1 × 7 C-3 C-2 C-12 C-11 44736kbit/s 34368kbit/s 6312kbit/s 2048kbit/s 1544kbit/s TU-3 VC-3 139264kbit/s
4、无统一的网管接口，无法形成统一 的TMN
因此，PDH体制不适应大容量传输网的组建，SDH体制 应运而升。
1.3 SDH体制的优点：
与PDH相对比SDH体制的优势： 1、接口方面 电接口：标准的信息结构等级（速率等级） 同步传输块STM-N ： SDH信号 STM-1 STM-4 STM-16 比特率（Mb/s） 155.520简称 155M 622.080简称 622M 2488.320简称 2.5G 9953.280简称 10G
TUG2
9
字节 间插
RR
9
TUG3
125us
125us
2M复用步骤（2M →VC4）
C12——容器12；与2M相对应的标准信息结构， 完成2M信号速率适配，4个基帧组成一复帧。 VC12——虚容器12；与2M相对应的标准信息 结构，完成对2M信号实时监控。 TU12——支路单元12；与VC12相对应的标准 信息结构，完成对VC12的一级指针定位。 TUG2——支路单元组2；TUG3——支路单元组3。 2M—C12—VC12—TU12；3TU12—TUG2； 7TUG2—TUG3；3TUG3—VC4—STM-1。 STM-1可装入3×7×3=63个2M信号。2M复用结构 是3-7-3结构
列车
乙地
编 号
（AU） 编 号 （高阶VC） 标 签
标 签
集装箱（ TUG）
编 号 标 签 （TU） （VC） 容器（C） 货物 编 号 标 签
2）段开销：
完成对STM-N整体信号流进行监控。即对STM-N“车厢” 中所有“货物包”进行整体上的性能监控。 再生段开销（RSOH）：对STM-N整体信号进行监控。 复用段开销（MSOH）：对STM-N中的某一个STM-1信号 进行监控。 RSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化的监控体制。
TM: terminal multiplexer 终端复用
TMN：telecommunication management network 电信管理网 TU-PTR：tributary unit pointer 支路单元指针
AU-PTR: administration unit pointer 管理单元指针
1140M=642M
2、指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动 3、软件的大量应用，使系统易受病毒或误操作的 危害。
2.1 STM-N帧结构及组成
9×270 ×N字节
传输方向 1
RSOH
3 4 AU-PTR 5 MS OH 9 9×N
（先行后列） STM-N净负荷 （含POH） 传输顺序
261×N 270×N列
SOH
AUG
STM-1
155.520Mb/s
PDH四次群至STM-1的复用过程
C-4 C-4 139.246Mb/s 149.760Mb/s VC-4 POH C-4
VC-4 AU-4
150.336Mb/s
AU-4 PTR
VC-4 AU-4 PTR VC-4
AUG
150.912Mb/s
SOH
AUG
收端根据AU指针值，从STM-N帧净负荷中直接 拆分出所需的低速支路信号；即依据“货物包” 位置坐标，从 “车厢”中直接提取所需要的那一个 “货包”。 由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律摆放的 对 “货物包”的定位仅需定位“车厢”中第一个“货 物包”即可。
2.2 SDH信号复用步骤
低阶SDH→高阶SDH：字节间插方式，4合1。 PDH信号→STM-N：采用同步复用： 140M→STM-N 34M→ STM-N 2M→STM-N 复用是以复用路线图进行的，ITU-T规定的路线 图有多种，但一个国家和地区仅使用一种。
1# 2#
STM-1
STM-1 STM-1 STM-1
复帧的概念：
4个C12基帧组成一个复帧。 基帧、复帧装入的是同一 路2M信号。 基帧装入2M信号的125us 时间段的信息；复帧装入 2M信号500us时间段的信 息
3# 4#
SDH复用器
C12 C12 C12
1#
2#
63个2M
3#
4#
C12
信息结构的对应关系
× 4
•图 G.709复用映射结构
2M复用步骤（2M →VC4）
POH 1 速率 适配 2M 9 1 1 1
C12
125us
加POH 监控
一级 VC12 定位
TU12
9 1 125us 4
转下页
PTR
4
9 1
125us
4
2M复用步骤（2M →VC4）
1 1
×3 ×7