SDH同步原理.ppt
SDH基本原理介绍一PPT课件
建议逐步完善（设备功能、光接口、
组网方式、网络管理等），形成完整
的SDH通信标准
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PDH的局限性
1、只有地区性的数字信号速率和帧结构标准，而不存在世界性标准。
分为欧洲、日本和北美三种不同的速率标准：
欧洲系列
日本系列
北美系列
565Mbit/s
×4 139Mbit/s
×4 34Mbit/s
×4 8Mbit/s
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再生段误码监测B1字节 对再生段信号流进行监控 方式为BIP-8偶校验 BIP-8偶校验工作机理： ➢以8bit为单位(一个字节为单位) ➢校验相应bit列（bit块） ➢使相应列1的个数为偶
段开销--B1
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段开销--B1
B1字节工作机理 发端对上一个已扰码帧(1#STM-N)进行BIP8偶校验，所得值 放于本帧(2#STM-N)的B1字节处 收端对所收当前未解扰帧(1#STM-N)进行BIP8偶校验，所得 值B1’与所收下一帧解扰后(2#STM-N)的B1字节相异或 异或的值为零则表示传输无误码块，有多少个1则表示出现多 少个误码块 若收端检测到B1误码块，在收端RS-BBE性能事件中反映出来
段开销--M1
复用段远端误块指示字节——M1 对告信息，由信宿回传到信源 告知发端：收端当前收到的B2检测的误块数 在发端MS-REI（复用段远端误块指示）告警事件中反映出来
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段开销--K1、K2
自动保护倒换(APS)通路字节——K1、K2(b1-b5) 传送自动保护倒换信令，使网络具备自愈功能 用于复用段保护倒换情况
1、SDH是世界性的统一标准。 由ITU-T制定，不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输。 统一的接口规程特性，包括速率等级、信号结构、复用和映射等
技术传输培训-SDH原理(ppt 79页)
架基础上就可以发展并建成一种灵活、可靠以及能进行遥控
管理的世界通信传输网。
•
SDH传输网非常容易地扩展，并且非常适于新的电信业
务的开发。
• SDH标准使不同厂家生产的设备之间进行互通成为可能， 这正是网络建设者长期以来一直期望的。
• 对于用户和通信运营商来说，SDH标准可以保证未来的信 息技术的发展将会是有条不紊的，完全不必要担心出现不兼
定的PDH信号在内）。 • 一种具有标准光接口的高速光纤系统 。 • 一种同步复用设备 。 • 一种由基本网元组成,可进行同步信息传输,复用,分插和交叉
连接的传送网 。
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SDH的基本概念
• 同步数字体系所包含的内容：
一套新的国际标准
一个组网原则
一种复用方法
•
SDH提供了一个在国际上得到支持的框架，从而在此框
结构)
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SDH的基本概念
• 同步数字体系 SDH Synchronous Digital Hierarchy 表示一整套可以进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准 化数字传送结构等级，用于在物理传输网上传送经适配的净 负荷
• SDH是一套数字传送结构； • 通过物理传输网络传送经适配的业务信息（净负荷）； • 被设计成多用途，允许传送各种类型的信号（包括G.702规
分组 交换机
用户
户 交换设
接入终端网备交换网
传输设备
传输网
交换设 终端设
备交换网 备接入网
设备
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速率等级
等 级 速率（Mb/s）
STM-1 STM-4
155.520 622.080
STM-16 2488.320 STM-64 9953.280
SDH原理(华为)定时与同步
第7章定时与同步目标：掌握数字网地同步方式.掌握主从同步方式中,节点从时钟地三种工作模式地特点.了解SDH地引入对网同步地要求.知道SDH网主从同步时钟地类型.数字网中要解决地首要问题是网同步问题,因为要保证发端在发送数字脉冲信号时将脉冲放在特定时间位置上<即特定地时隙中）,而收端要能在特定地时间位置处将该脉冲提取解读以保证收发两端地正常通信,而这种保证收/发两端能正确地在某一特定时间位置上提取/发送信息地功能则是由收/发两端地定时时钟来实现地.因此,网同步地目地是使网中各节点地时钟频率和相位都限制在预先确定地容差范围内,以免因为数字传输系统中收/发定位地不准确导致传输性能地劣化<误码、抖动）.7.1 同步方式解决数字网同步有两种方法：伪同步和主从同步.伪同步是指数字交换网中各数字交换局在时钟上相互独立,毫无关联,而各数字交换局地时钟都具有极高地精度和稳定度,一般用铯原子钟.因为时钟精度高,网内各局地时钟虽不完全相同<频率和相位）,但误差很小,接近同步,于是称之为伪同步.主从同步指网内设一时钟主局,配有高精度时钟,网内各局均受控于该全局<即跟踪主局时钟,以主局时钟为定时基准）,并且逐级下控,直到网络中地末端网元——终端局.一般伪同步方式用于国际数字网中,也就是一个国家与另一个国家地数字网之间采取这样地同步方式,例如中国和美国地国际局均各有一个铯时钟,二者采用伪同步方式.主从同步方式一般用于一个国家、地区内部地数字网,它地特点是国家或地区只有一个主局时钟,网上其它网元均以此主局时钟为基准来进行本网元地定时,主从同步和伪同步地原理如图7-1所示.图7-1伪同步和主从同步原理图为了增加主从定时系统地可靠性,可在网内设一个副时钟,采用等级主从控制方式.两个时钟均采用铯时钟,在正常时主时钟起网络定时基准作用,副时钟亦以主时钟地时钟为基准.当主时钟发生故障时,改由副时钟给网络提供定时基准,当主时钟恢复后,再切换回由主时钟提供网络基准定时.我国采用地同步方式是等级主从同步方式,其中主时钟在北京,副时钟在武汉.在采用主从同步时,上一级网元地定时信号通过一定地路由——同步链路或附在线路信号上从线路传输到下一级网元.该级网元提取此时钟信号,通过本身地锁相振荡器跟踪锁定此时钟,并产生以此时钟为基准地本网元所用地本地时钟信号,同时通过同步链路或通过传输线路<即将时钟信息附在线路信号中传输）向下级网元传输,供其跟踪、锁定.若本站收不到从上一级网元传来地基准时钟,那么本网元通过本身地内置锁相振荡器提供本网元使用地本地时钟并向下一级网元传送时钟信号.数字网地同步方式除伪同步和主从同步外,还有相互同步、外基准注入、异步同步<即低精度地准同步）等.下面讲一下外基准注入同步方式.外基准注入方式起备份网络上重要节点地时钟地作用,以避免当网络重要结点主时钟基准丢失,而本身内置时钟地质量又不够高,以至大范围影响网元正常工作地情况.外基准注入方法是利用GPS<卫星全球定位系统）,在网元重要节点局安装GPS接收机,提供高精度定时,形成地区级基准时钟<LPR）,该地区其它地下级网元在主时钟基准丢失后仍采用主从同步方式跟踪这个GPS提供地基准时钟.7.2 主从同步网中从时钟地工作模式主从同步地数字网中,从站<下级站）地时钟通常有三种工作模式.正常工作模式——跟踪锁定上级时钟模式此时从站跟踪锁定地时钟基准是从上一级站传来地,可能是网中地主时钟,也可能是上一级网元内置时钟源下发地时钟,也可是本地区地GPS时钟.与从时钟工作地其它两种模式相比较,此种从时钟地工作模式精度最高.●保持模式当所有定时基准丢失后,从时钟进入保持模式,此时从站时钟源利用定时基准信号丢失前所存储地最后频率信息作为其定时基准而工作.也就是说从时钟有“记忆”功能,通过“记忆”功能提供与原定时基准较相符地定时信号,以保证从时钟频率在长时间内与基准时钟频只有很小地频率偏差.但是因为振荡器地固有振荡频率会慢慢地漂移,故此种工作方式提供地较高精度时钟不能持续很久.此种工作模式地时钟精度仅次于正常工作模式地时钟精度.●自由运行模式——自由振荡模式当从时钟丢失所有外部基准定时,也失去了定时基准记忆或处于保持模式太长,从时钟内部振荡器就会工作于自由振荡方式.此种模式地时钟精度最低,实属万不得已而为之.7.3 SDH地引入对网同步地要求数字网地同步性能对网络能否正常工作至关重要,SDH网地引入对网地同步提出了更高地要求.当网络工作在正常模式时,各网元同步于一个基准时钟,网元节点时钟间只存在相位差而不会出现频率差,因此只会出现偶然地指针调整事件<网同步时,指针调整不常发生）.当某网元节点丢失同步基准时钟而进入保持模式或自由振荡模式时,该网元节点本地时钟与网络时钟将会出现频率差,而导致指针连续调整,影响网络业务地正常传输.SDH网与PDH网会长期共存,SDH/PDH边界出现地抖动和漂移主要来自指针调整和净负荷映射过程.在SDH/PDH边界节点上指针调整地频度与这种网关节点地同步性能密切相关.如果执行异步映射功能地SDH输入网关丢失同步,则该节点时钟地频偏和频移将会导致整个SDH网络地指针持续调整,恶化同步性能；如果丢失同步地网络节点是SDH网络连接地最后一个网络单元,则SDH网络输出仍有指针调整会影响同步性能；如果丢失同步地是中间地网络节点,只要输入网关仍然处于与基准时钟<PRC）地同步状态,则紧随故障节点地仍处于同步状态地网络单元或输出网关可以校正中间网络节点地指针移动,因而不会在最后地输出网关产生净指针移动,从而不会影响同步性能.7.4 SDH网地同步方式7.4.1 SDH网同步原则我国数字同步网采用分级地主从同步方式,即用单一基准时钟经同步分配网地同步链路控制全网同步,网中使用一系列分级时钟,每一级时钟都与上一级时钟或同一级时钟同步.SDH网地主从同步时钟可按精度分为四个类型<级别）,分别对应不同地使用范围：作为全网定时基准地主时钟；作为转接局地从时钟；作为端局<本地局）地从时钟；作为SDH设备地时钟<即SDH设备地内置时钟）.ITU-T将各级别时钟进行规范<对各级时钟精度进行了规范）,时钟质量级别由高到低分列于下：●基准主时钟——满足G.811规范.●转接局时钟——满足G.812规范<中间局转接时钟）.●端局时钟——满足G.812规范<本地局时钟）.●SDH网络单元时钟——满足G.813 规范<SDH网元内置时钟）.在正常工作模式下,传到相应局地各类时钟地性能主要取决于同步传输链路地性能和定时提取电路地性能.在网元工作于保护模式或自由运行模式时,网元所使用地各类时钟地性能,主要取决于产生各类时钟地时钟源地性能<时钟源相应地位于不同地网元节点处）,因此高级别地时钟须采用高性能地时钟源.在数字网中传送时钟基准应注意几个问题：(1) 在同步时钟传送时不应存在环路.例如图7-2所示.图7-2网络图若NE2跟踪NE1地时钟,NE3跟踪NE2,NE1跟踪NE3地时钟,这时同步时钟地传送链路组成了一个环路,这时若某一网元时钟劣化,就会使整个环路上网元地同步性能连锁性地劣化.(2) 尽量减少定时传递链路地长度,避免因为链路太长影响传输地时钟信号地质量.(3) 从站时钟要从高一级设备或同一级设备获得基准.(4) 应从分散路由获得主、备用时钟基准,以防止当主用时钟传递链路中断后,导致时钟基准丢失地情况.(5) 选择可用性高地传输系统来传递时钟基准.7.4.2 SDH网元时钟源地种类●外部时钟源——由SETPI功能块提供输入接口.●线路时钟源——由SPI功能块从STM-N线路信号中提取.支路时钟源——由PPI功能块从PDH支路信号中提取,不过该时钟一般不用,因为SDH/PDH网边界处地指针调整会影响时钟质量.●设备内置时钟源——由SETS功能块提供.同时,SDH网元通过SETPI功能块向外提供时钟源输出接口.7.4.3 SDH网络常见地定时方式SDH网络是整个数字网地一部分,它地定时基准应是这个数字网地统一地定时基准.通常,某一地区地SDH网络以该地区高级别局地转接时钟为基准定时源,这个基准时钟可能是该局跟踪地网络主时钟、GPS提供地地区时钟基准<LPR）或干脆是本局地内置时钟源提供地时钟<保持模式或自由运行模式）.那么这个SDH网是怎样跟踪这个基准时钟保持网络同步呢？首先,在该SDH网中要有一个SDH网元时钟主站,这里所谓地时钟主站是指该SDH网络中地时钟主站,网上其它网元地时钟以此网元时钟为基准,也就是说其它网元跟踪该主站网元地时钟,那么这个主站地时钟是何处而来？因为SDH网是数字网地一部分,网上同步时钟应为该地区地时钟基准时,该SDH网上地主站一般设在本地区时钟级别较高地局,SDH主站所用地时钟就是该转接局时钟.我们在讲设备逻辑组成时,讲过设备有SETPI功能块,该功能块地作用就是提供设备时钟地输入/输出口.主站SDH网元地SETS功能块通过该时钟输入口提取转接局时钟,以此作为本站和SDH网络地定时基准.若局时钟不从SETPI功能块提供地时钟输入口输入SDH主站网元,那么此SDH网元可从本局上/下地PDH业务中提取时钟信息<依靠PPI功能块地功能）作为本SDH网络地定时基准.注意：后一种方法不常用,因为SDH/PDH网络边界处<也即是PDH踎SDH处）指针调整较多,信号抖动较大,影响时钟信号地质量.此SDH网上其它SDH网元是如何跟踪这个主站SDH网时钟呢？可通过两种方法,一是通过SETPI提供地时钟输出口将本网元时钟输出给其它SDH网元.因为SETPI提供地接口是PDH接口,一般不采用这种方式<指针调整事件较多）.最常用地方法是将本SDH主站地时钟放于SDH网上传输地STM-N信号中,其它SDH网元通过设备地SPI功能块来提取STM-N信号中地时钟信息,并进行跟踪锁定,这与主从同步方式相一致.下面以几个典型地例子来说明此种时钟跟踪方式.见图7-3.图7-3网络图上图是一个链网地拓扑,B站为此SDH网地时钟主站,B网元地外时钟<局时钟）作为本站和此SDH网地定时基准.在B网元将业务复用进STM-N帧时,时钟信息也就自然而然地附在STM-N信号上了.这时,A网元地定时时钟可从线路w侧端口地接收信号STM-N中提取<通过SPI）,以此作为本网元地本地时钟.同理,网元C可从西向线路端口地接收信号提取B网元地时钟信息,以此作为本网元地本地时钟,同时将时钟信息附在STM-N信号上往下级网元传输；D网元通过从西向线路端口地接收信号STM-N中提取地时钟信息完成与主站网元B地同步.这样就通过一级一级地主从同步方式,实现了此SDH网地所有网元地同步.当从站网元A、C、D丢失从上级网元来地时钟基准后,进入保持工作模式,经过一段时间后进入自由运行模式,此时网络上网元地时钟性能劣化.注意：A网元同步性能劣化不会影响到网元C和网元D,而C网元同步性能劣化会影响到网元D,因为网元C是网元D地时钟跟踪地上一级网元,即对网元D来说,网元C是它地主站.不管上一级网元处于什么工作模式,下一级网元一般仍处于正常工作模式,跟踪上一级网元附在STM-N信号中地时钟.所以,若网元B时钟性能劣化,会使整个SDH网络时钟性能连锁反应,所有网上网元地同步性能均劣化<对应于整个数字网而言,因为此时本SDH网上地从站网元还是处于时钟跟踪状态）.当链很长时,主站网元地时钟传到从站网元可能要转接多次和传输较长距离,这时为了保证从站接收时钟信号地质量可在此SDH网上设两个主站,在网上提供两个定时基准.每个基准分别由网上一部分网元跟踪,减少了时钟信号传输距离和转移次数.不过要注意地是,这两个时钟基准要保持同步及相同地质量等级.技术细节：为防止SDH主站地外部基准时钟源丢失,可将多路基准时钟源输入SDH主站,这多个基准时钟源可按其质量划分为不同级别,SDH主站在正常时跟踪外部高级别时钟,在高级别基准时钟丢失后,转向跟踪较低级别地外部基准时钟,这样提高了系统同步性能地可靠性.那么环网地时钟是如何跟踪地呢？如图7-4所示.图7-4环形网网络图环中NE1为时钟主站,它以外部时钟源为本站和此SDH网地时钟基准,其它网元跟踪这个时钟基准,以此作为本地时钟地基准.在从站时钟地跟踪方式上与链网基本类似,只不过此时从站可以从两个线路端口西向/东向<ADM有两个线路端口）地接收信号STM-N中提取出时钟信息,不过考虑到转接次数和传输距离对时钟信号地影响,从站网元最好从最短地路由和最少地转接次数地端口方向提取.例如NE5网元跟踪西向线路端口地时钟,NE3跟踪东向线路端口地时钟较适合.再看图7-5：STM-N STM-MNE1NE2NE4NE3NE5外部时钟源×¢N>M图7-5网络图图中NE5为时钟主站,它以外部时钟源<局时钟）作为本网元和SDH网上所有其它网元地定时基准.NE5是环带地一个链,这个链带在网元NE4地低速支路上.NE1、NE2和NE3通过东/西向地线路端口跟踪、锁定网元NE4地时钟,而网元NE4地时钟是跟踪主站NE5传来地时钟<放在STM-M信号中）.怎样跟踪呢？网元NE4通过支路光板地SPI模块提取NE5通过链传来地STM-N信号地时钟信息,并以此同步环上地下级网元<从站）.7.5 S1字节和SDH网络时钟保护倒换原理1. S1字节工作原理随着SDH光同步传输系统地发展和广泛应用,越来越多地人对ITU-T定义地有关同步时钟S1字节地原理及其应用显示出浓厚地兴趣.这里介绍S1字节地工作原理以及利用S1字节实现同步时钟保护倒换地控制协议.并通过一个例子说明了S1字节地应用.在SDH网中,各个网元通过一定地时钟同步路径一级一级地跟踪到同一个时钟基准源,从而实现整个网地同步.通常,一个网元获得同步时钟源地路径并非只有一条.也就是说,一个网元同时可能有多个时钟基准源可用.这些时钟基准源可能来自于同一个主时钟源,也可能来自于不同质量地时钟基准源.在同步网中,保持各个网元地时钟尽量同步是极其重要地.为避免因为一条时钟同步路径地中断,导致整个同步网地失步,有必要考虑同步时钟地自动保护倒换问题.也就是说,当一个网元所跟踪地某路同步时钟基准源发生丢失地时候,要求它能自动地倒换到另一路时钟基准源上.这一路时钟基准源,可能与网元先前跟踪地时钟基准源是同一个时钟源,也可能是一个质量稍差地时钟源.显然,为了完成以上功能,需要知道各个时钟基准源地质量信息.ITU-T定义地S1字节,正是用来传递时钟源地质量信息地.它利用段开销字节S1字节地高四位,来表示16种同步源质量信息.表7-1是ITU-T已定义地同步状态信息编码.利用这一信息,遵循一定地倒换协议,就可实现同步网中同步时钟地自动保护倒换功能.表7-1同步状态信息编码0101 0x04 保留0110 0x06 保留0111 0x07 保留1000 0x08 G.812本地局时钟信号1001 0x09 保留1010 0x0A 保留1011 0x0B 同步设备定时源<SETS）信号1100 0x0C 保留1101 0x0D 保留1110 0x0E 保留1111 0x0F 不应用作同步在SDH光同步传输系统中,时钟地自动保护倒换遵循以下协议：规定一同步时钟源地质量阈值,网元首先从满足质量阈值地时钟基准源中选择一个级别最高地时钟源作为同步源.并将此同步源地质量信息<即S1字节）传递给下游网元.若没有满足质量阈值地时钟基准源,则从当前可用地时钟源中,选择一个级别最高地时钟源作为同步源.并将此同步源地质量信息<即S1字节）传递给下游网元.若网元B当前跟踪地时钟同步源是网元A地时钟,则网元B地时钟对于网元A来说为不可用同步源.2. 工作实例下面通过举例地方法,来说明同步时钟自动保护倒换地实现.如图7-6所示地传输网中,BITS时钟信号通过网元1和网元4地外时钟接入口接入.这两个外接BITS时钟,互为主备,满足G812本地时钟基准源质量要求.正常工作地时候,整个传输网地时钟同步于网元1地外接BITS时钟基准源.图7-6正常状态下地时钟跟踪设置同步源时钟质量阈值“不劣于G812本地时钟”.各个网元地同步源及时钟源级别配置如表7-2所示.表7-2各网元同步源及时钟源级别配置网元同步源时钟源级别NE1 外部时钟源外部时钟源、西向时钟源、东向时钟源、内置时钟源NE2 西向时钟源西向时钟源、东向时钟源、内置时钟源NE3 西向时钟源西向时钟源、东向时钟源、内置时钟源NE4 西向时钟源西向时钟源、东向时钟源、外部时钟源、内置时钟源NE5 东向时钟源东向时钟源、西向时钟源、内置时钟源NE6 东向时钟源东向时钟源、西向时钟源、内置时钟源另外,对于网元1和网元4,还需设置外接BITS时钟S1字节所在地时隙<由BITS提供者给出）.正常工作地情况下,当网元2和网元3间地光纤发生中断时,将发生同步时钟地自动保护倒换.遵循上述地倒换协议,因为网元4跟踪地是网元3地时钟,因此网元4发送给网元3地时钟质量信息为“时钟源不可用”,即S1字节为0XFF.所以当网元3检测到西向同步时钟源丢失时,网元3不能使用东向地时钟源作为本站地同步源.而只能使用本板地内置时钟源作为时钟基准源,并通过S1字节将这一信息传递给网元4,即网元3传给网元4 地S1字节为0X0B,表示“同步设备定时源<SETS）时钟信号”.网元4接收到这一信息后,发现所跟踪地同步源质量降低了<原来为“G812本地局时钟”,即S1字节为0X08）,不满足所设定地同步源质量阈值地要求.则网元4需要重新选取符合质量要求地时钟基准源.网元4可用地时钟源有4个,西向时钟源、东向时钟源、内置时钟源和外接BITS时钟源.显然,此时只有东向时钟源和外接BITS时钟源满足质量阈值地要求.因为网元4中配置东向时钟源地级别比外接BITS时钟源地级别高,所以网元4最终选取东向时钟源作为本站地同步源.网元4跟踪地同步源由西向倒换到东向后,网元3东向地时钟源变为可用.显然,此时网元3可用地时钟源中,东向时钟源地质量满足质量阈值地要求,且级别也是最高地,因此网元3将选取东向时钟源作为本站地同步源.最终,整个传输网地时钟跟踪情况将如图7-7所示.图7-7网元2、3间光纤损坏下地时钟跟踪若正常工作地情况下,网元1地外接BITS时钟出现了故障,则依据倒换协议,按照上述地分析方法可知,传输网最终地时钟跟踪情况将如图7-8所示.图7-8网元1外接BITS失效下地时钟跟踪若网元1和网元4地外接BITS时钟都出现了故障.则此时每个网元所有可用地时钟源均不满足基准源地质量阈值.根据倒换协议,各网元将从可用地时钟源中选择级别最高地一个时钟源作为同步源.假设所有BITS出故障前,网中地各个网元地时钟同步于网元4地时钟.则所有BITS出故障后,通过分析不难看出,网中各个网元地时钟仍将同步于网元4地时钟,如图7-9所示.只不过此时,整个传输网地同步源时钟质量由原来地G812本地时钟降为同步设备地定时源时钟.但整个网仍同步于同一个基准时钟源.图7-9两个外接BITS均失效下地时钟跟踪由此可见,采用了时钟地自动保护倒换后,同步网地可靠性和同步性能都大大提高了.想一想：想想看本节都讲了些什么？1. 网地同步方式——主从同步、伪同步.2. 同步网中节点时钟地三种工作模式.3. SDH网对网同步地要求,及SDH网主从同步时钟地质量级别划分.4. H网中主从同步地实现方法.其中,4.是重点.你掌握了吗？小结本节主要讲述了SDH同步网地常用同步方式,针对设备讲了时钟地常见跟踪方式.习题(1) 数字网地常见同步方式是_______________、_______________.(2) 一个SDH网元可选地时钟来源_______________、_______________、_______________、_______________.。
《培训SDH原理》课件
SDH与OTN比较
背景介绍：SDH和OTN是两种不同的传送技术，具有各自的特点和优势。 对比分析：SDH和OTN在多方面存在差异，如体系结构、帧结构、开销、 业务透明性、保护机制等。 适用场景：SDH适用于TDM业务，而OTN适用于大颗粒业务。
发展趋势：随着技术的发展，SDH和OTN将长期共存，并逐渐融合。
07 SDH应用案例分析
运营商SDH承载网建设案例
运营商背景：中国联通、中国移动等 建设目的：提高网络传输效率，降低运营成本 建设内容：包括传输设备、网络拓扑、业务配置等 建设效果：提高了网络传输效率，降低了运营成本，提高了服务质量
企业SDH应用案例
中国移动：利用SDH技术构建高效传输网络，提供稳定、可靠的数据传输服务。 联通公司：采用SDH技术实现多业务融合，提高网络带宽利用率，降低运营成本。
SDH与PTN比较
网络结构：SDH采用同步时 分复用技术，PTN采用异步 时分复用技术
传输速率：SDH传输速率固 定，PTN传输速率可变
业务承载：SDH主要承载 TDM业务，PTN可以承载多
种业务
网络管理：SDH网络管理相 对简单，PTN网络管理相对
复杂
SDH与分组传送网比较
传输速率：分组传送网高于SDH 带宽利用率：分组传送网较高，支持动态分配带宽 业务处理能力：分组传送网支持更丰富的业务类型，如IP、MPLS等 扩展性：分组传送网更容易扩展网络规模
指针和同步
指针：用于指示SDH帧的位置和顺序 同步：确保SDH帧在传输过程中保持同步 指针调整：根据网络状况调整指针位置 同步机制：通过时钟同步实现SDH帧的同步传输
映射和定位
定位：确定数据信号在SDH 帧中的位置
映射：将数据信号映射到 SDH帧中
SDH基本原理 ppt课件
以字节(8bit)为单位的矩形块状 帧
帧频8000帧/s，帧周期125us
(90 列 for STM-0)
261×N (87 for STM-0)
先行后列传送
1 Section overhead RSOH
3 4 Administrative unit pointer(s) 5
Section overhead MSOH
字节 间插
121×7 1
TUG-2
字节 间插
RR
9
86
TUG-3
2M复用步骤
复帧的概念
4个C-12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。 C-12
C-12 C-12 C-12
1#
STM-1
培训目标
学完本课程后，您应该能：
了解SDH体制的优点和不足，建立有关SDH的整体概念。 描述SDH帧结构的组成及各组成部分的作用。 描述SDH信号的复用步骤。 描述SDH帧结构中各主要开销字节和指针的作用。 了解SDH设备逻辑功能模块的组成。
目录
1. SDH概述 2. SDH帧结构和复用步骤 3. 开销和指针 4. 逻辑功能模块
C-4
1
加入POH 监控/打包
P O
H
9
1 125u2s60
1
1
VC-4
9 125us261
10
270
1
指针 定位
19 AU-PTR
AU-4
1 RSOH
加入段 AU-PTR 开销
MSOH
9
270
SDH基本原理和概念PPT课件
因此，PDH体制不适应大容量传输网的组建，SDH体制 应运而升。
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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
比特率（Mb/s）
STM-1
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？
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140 OLT
34
8 140
2
34
8
140 140 OLT
34 34
8 8
2
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。
155.520简称 155M
STM-4
622.080简称 622M
STM-16
2488.320简称 2.5G
STM-64
9953.280简称 10G
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SDH：高等级信号速率是相邻低等级信号 精确的4倍
光接口：对电信号扰码。 SDH：光口信号码型是加扰的NRZ码， PDH：光口信号码型是mBnB码。
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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
第5章 SDH同步数字传输网络(hu).
同步状态字节
空闲字节
S1（b5~b8）
M1
S1的后4 bit表示同步质量等级
未正式定义
5.2 SDH的复用映射
同步复用映射方法是SDH具有特色的内容之一。
分为两步： 1）将PDH通过映射定位复用成STM-1 2）N个STM-1通过字节间插复用成STM-N。
5.2.1 SDH的复用映射结构
2.048 Mbit/s
下面举例说明我国 PDH 系列一次群 2.048 Mbit/s 速率复 用为STM-1的过程。步骤如图5-4所示。
图5-4 2.048 Mbit/s支路信号复用映射过程
图5-4中的复用过程为：先将标称速率为2.048 Mbit/sPDH一次群支路信号装进入C-12经适配处理，加 上VC-n POH构成VC-12后，其速率为2.240 Mbit/s。VC12加上TU-12-PTR，以指明VC-12相对TU-12的相位， 经速率调准和相位对准后的TU-12速率变为2.304 Mbit/s。 经同步复接，即间插组成TUG-2（3×2.304 Mbit/s）， 又经7个TUG-2单字节间插组成TUG-3（加上塞入字节 使速率达到49.536 Mbit/s），再由3个TUG-3经字节间插 加上高阶POH和塞入字节后构成VC-4净负荷，速率为 150.336 Mbit/s。最后加上AU-4PTR的576 kbit/s的指针 信号组成了AU-4，速率为150.912 Mbit/s。单个AUG直 接接入加上4.608 Mbit/s的段开销组成STM-1（标称速率 为155.520 Mbit/s）的帧结构。
SDH网的主要特点
（1）有标准光接口； （2）同步字节复用(复接)； （3）强大的网络管理功能； （4）有世界统一的数字信号速率和帧结构标准； (5）SDH与PDH网络具有完全的兼容性。
SDH基本原理课件
DWDM规模建 设，全光网试验
PDH：准同步数字传输系统；
DWDM：密集波分复用系统； OXC：光交叉连接系统；
SDH：同步数字传输系统；
OADM：光分插复用系统； ION：智能光网络
SDH的工作方式
SDH的特点
接口方面
电接口 STM-1 是 SDH 的第一个等级，又叫基本同步传送模
块，比特率为155.520Mb/s 。
x1
STM-16
x4
x1 AU-4 x3 x1 STM-0 AU-3 VC-3 x7 x7 x1 TUG-2 TU-2 x3 VC-2 C-2 VC-4 x3 TUG-3 x1 TU-3 VC-3 C-3 C-4
Pointer processing Multiplexing Aligning Mapping
A1 A2 A3
B1 B2 B3
C1 C2 C3
D1 D2 D3
A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2 A3 B3 C3 D3
SDH的特点
PDH→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。
SDH的特点
1、速率统一：155M、622M、2.5G、10G；
2M复用步骤
×3 字节 间插 1 12 1× 7 字节 间插 9 1 R R 86
TUG-2
×3 字 节 1 间 86 插 ×3 1
TUG-3
1 86
1 1 H1 H2 H3
261
3
补齐 缺口
9
P 字 TUG-2—— TUG-3——支路单元组3。 节 支路单元组2； VC-4 TUG-3 间 O R R H —VC-12 —TU-12 ； 3TU-12—TUG-2 ； 7TUG-2—TUG-3 ； R 2M—C-12 插
第二讲 SDH及MSPT的基本原理PPT
传统PDH的缺陷：
1、没有世界性标准的光、电接口规范；
2、2Mb/s以下的信号是同步的，其他信号都是异步的； 3、运行维护不方便；
4、没有统一的网管接口；
传统的PDH网络已不能满足通信网的发展！
构。
2M复用步骤
（2.048Mbit/s) C—1 C—1 VC—1 POH C—1 （2.240Mbit/s) VC—4
TU—1 PTR
VC—1 （2.304Mbit/s)
TU—1
TU—1 PTR
TU—1 PTR
VC—1
VC—1 （6.912Mbit/s)
TUG-2
TUG—2
TUG—2 （49.536Mbit/s)
2、SDH的特点
优点： 统一了光接口及复用标准，使SDH设备容易实现多厂家互连 同步复用，减少了设备的复杂性，增强了设备的可靠性 强大的网络管理能力，使系统的维护费用大大降低 缺点： 频带利用率低 指针调整机理复杂
软件的大量使用对系统安全性的影响
二、 SDH帧结构、复用映射结构
1、STM-N的帧结构 2、复用映射结构
2M复用步骤
×3 字节 间插 1 12 1× 7 字节 间插 9 1 R R 86
TUG2
TUG3
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
以8bit为单位(一个字节为单位) 校验相应bit列（bit块） 使相应列1的个数为偶
光传输设备培训_SDH基本原理.pptx
接口方面
电接口
STM-1是SDH的第一个等级，又叫基本同步传送模块，
比特率为155.520Mb/s 。 STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块，比特率是
STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，- - -)。 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7级扰码。
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、处理大量信息，向数字化、综 合化、智能化、个人化发展。 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
4
欧洲系列
日本系列
北美系列
565Mb/s
×4 139Mb/s
×4 34Mb/s
×4 8Mb/s
10
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 余的原因
兼容性——决定成本 老体制设备是否还可发挥作用 对新体制能否接入
11
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频带利用率不如PDH系统
指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动 软件的大量应用，使系统易受病毒或误操作的危害
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课程介绍
SDH信号帧结构和复用步骤 开销和指针 设备的逻辑构成
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21
帧结构
若复用的低速信号速率较低，即打包后信息包 太小，例：2M、34M。 需进行二级指针定位。先将小信息包打包成中
信息包，通过支路单元指针TU-PTR定位其在
中信息包中的位置。然后将若干中信息包 打包成大信息包，通过AU-PTR指示相应中 信息包的位置。
传输基础知识(SDH)PPT课件
SDH
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2
第一讲 SDH基本知识
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； 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”。 另一种叫“同步数字系列”（Synchronous Digital Hierarchy），简称 SDH。 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。
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三、SDH自愈环保护
SDH环形网络的最大优点就是具有自愈功能。 1、自愈功能：是指在网络出现故障时无须人为干预，网络就能在极短的时间内
（ITU-T规定为50ms以内）自动恢复业务的功能。其基本原理是网络要具备发现 替代传输路由并重新建立通信的能力。替代路由可采用备用设备或利用现有设备 中的冗余能力，以满足全部或指定优先级业务的恢复。由上可知网络具有自愈能 力的先决条件是有冗余的路由、网元强大的交叉能力、网元一定的智能。 2、自愈环保护的目的：提高网络的安全性、可靠性和网络的生存能力。 自愈仅是通过备用信道将失效的业务恢复，而不涉及具体故障的部件和线路的修 复或更换，所以故障点的修复仍需人工干预才能完成，比如中断的光缆还需人工 重新熔接。
SDH基础原理讲解
Multiplexing），是各支路信號按位元組順序進行間插排
列以形成更高速率的信號，是SDH中低級別的同步傳送模 組向高級別同步傳送模組複用的一種方式，高級別的STM 是低級別STM的4倍。
SDH複用步驟
TU-12 a
SDH信號的幀結構
STM-N 信號幀結構是實現數字同步時分複用、保證網路 可靠有效運行的關鍵。
圖2 STM-N 幀結構圖
SDH信號的幀結構
SMT-N幀結構包括：
1 PAYLOAD
資訊淨負荷
2 AU-PTR
管理單元指針
3 SOH
段開銷
SDH信號的幀結構
• 資訊淨負荷 在STM-N幀結構中存放將由STM-N傳
注意！：指針有高低階的分類，高階指針類是AU-PTR， 低階指針類是TUPTR。TU-PTR（支路單元指針）的作用類似於AU-PTR ，只不過所指向的是 淨負荷區的低階速率的單元。
SDH信號的幀結構
• 段開銷（SOH:Section Overhead ）： 段開銷包括：複用段開銷(MSOH:Multiplex Section )
SDH信號的幀結構
關於幀的概念：
幀：數據在網路上是以很小的稱為幀（Frame）的單位傳 輸，幀由幾部分組成，不同的部分執行不同的功能。幀通 過特定的稱為網路驅動程式的軟體進行成型，然後通過網 卡發送到網線上，通過網線到達它們的目的機器，在目的 機器的一端執行相反的過程。接收端機器的以太網卡捕獲 到這些幀，並告訴操作系統幀已到達，然後對其進行存儲。 就是在這個傳輸和接收的過程中，嗅探器會帶來安全方面 的問題 。
SDH複用步驟
• 支路單元 T 加上支路單元指針TU PTR構成。
SDH原理培训课件-20090428
第一节SDH概述1.1 SDH产生的技术背景——为什么会产生SDH传输体制SDH全称叫做同步数字传输体制，由此可见SDH是一种传输的体制（协议），就象PDH ——准同步数字传输体制一样，SDH这种传输体制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。
与PDH相比SDH有哪些优势1. 接口方面1）电接口方面接口的规范化与否是决定不同厂家的设备能否互连的关键。
SDH体制对网络节点接口（NNI）作了统一的规范。
规范的内容有数字信号速率等级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等。
于是这就使SDH设备容易实现多厂家互连，也就是说在同一传输线路上可以安装不同厂家的设备，体现了横向兼容性。
SDH体制有一套标准的信息结构等级，即有一套标准的速率等级。
基本的信号传输结构等级是同步传输模块——STM-1，相应的速率是155Mbit/s。
高等级的数字信号系列例如：622Mbit/s（STM-4）、2.5Gbit/s（STM-16）等，可通过将低速率等级的信息模块（例如STM-1）通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，例如：STM-4＝4×STM-1，STM-16＝4×STM-4。
技术细节：什么是字节间插复用方式呢？我们以一个例子来说明。
有三个信号：帧结构各为每帧3个字节，若将这三个信号通过字节间插复用方式复用成信号D，那D就应该是这样一种帧结构：帧中有9个字节，且这9个字节的排放次序如下图：2）光接口方面线路接口（这里指光口）采用世界性统一标准规范，SDH信号的线路编码仅对信号进行扰码，不再进行冗余码的插入。
扰码（编码的过程）的标准是世界统一的，这样对端设备仅需通过标准的解码器就可与不同厂家SDH设备进行光口互连。
扰码的目的是抑制线路码中的长连“0”和长连“1”，便于从线路信号中提取时钟信号。
所谓扰码：数字通信理论在设计通信系统时都是假设所传输的比特流中“0”与“1”出现的概率是相等的，各为50%，实际应用中的通信系统以及其中的数字通信技术的设计性能指标首先也是以这一假设为前提的。
SDH原理与技术 ppt课件
1 2
125s
9
2.4 段开销（SOH）
一、段开销的字节安排
RSOH (再生段
开销)
管理单元 指针
A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0/C1
B1
E1
F1
D1
D2
D3
H1
H2
H3 H3 H3
B2 B2 B2 K1
K2
D4
D5
D6
MSOH
(复用段
D7
D8
D9
开销)
D10
D11
D12
n + 1 帧 B2 B2 B2
复用段误码监测
发送端对扰码后的前一帧（除了 SOH第1至第3行以外）所有比特进行 BIP-N*24计算，结果置于B2中。
接收端同样进行BIP-N*24计算， 并与B2比较，误块数置于M1中。
M1
段开销
净负荷
SDH原理与技术
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第三章 复用结构和步骤
SDH 网不同于PDH 网的主要一点是SDH 网中的每一 个节点时钟都是同步于一个基准时钟，但由于定时传送链路 的损伤使得每个节点的时钟在频率和相位上会有微小的差异， 故 SDH 的复接也要码速调整。
• 复用段远端失效指示 K2（ b6 ~ b8）：用于远端故障指示。
• 同步状态 S1 （ b5 ~ b8）：用于同步状态指示。
• 段远端误块指示 M1：用于检出误块数。
SDH原理与技术
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再生段误码监测
A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0 B1
n帧
发送端将扰码后的前一帧所有比特 进行BIP-8 计算，结果置于B1中。
• 管理单元和管理单元组：是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； n = 3，4
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❖是指从钟参考频率和规定的标称频率间的最大频率偏差 范围，在这个范围之内，从钟将达到锁定状态。
6
时钟指标
牵引出范围（Pull-out range）
❖是指从钟参考频率和规定的标称频率间的频率偏差范围， 在这个范围之内从钟工作在锁定状态。在这个范围之外 从钟不能工作在锁定状态，而无论参考频率如何变化。
❖ 在SDH 网中同步的目的是限制和减少网元指针调整的次数。
滑动
❖ 在数据设备中，接收数据和恢复时钟的结构如下。 ❖ 发生滑动时会漏读或重读一帧的数据，这种仅对完整的一个帧重读或漏读而不打乱帧
结构的滑动称为受控滑动或帧滑动。
4
时钟指标
飘动（Wander）
❖数字信号的各个有效瞬时相对于理想时间的位置的长期 变化（变化的频率小于10HZ）
抖动（Jitter ）
❖数字信号的各个有效瞬时相对于理想时间的位置的短期 变化（变化的频率大于10HZ）
滑动（Slip）
❖由于数字设备输入/输出信号的频率和/或相位变化而导致 在缓冲存储器产生的数字信息的重读或漏读。
频率准确度（Frequency Accuracy）
❖在规定的周期内时钟频率偏移的最大幅度。
相位瞬变（Phase Transients）
❖由于在定时基准之间或者主/备用硬件之间的倒换（系统 重新安排）而引起在输出口信号相位的瞬时变化。
7
SDH同步网结构
见YDN099 13.3
8
SDH同步网结构
9
SDH同步网结构
10
时钟要求
见YD900 5和6
11
S1 ——见YDN121 第5章
12
5
时钟指标
频率稳定度（Frequency Stability）
❖在給定的时间间隔内由于时钟的内在因素或环境影响而 导致的频率变化。
老化率（Ageing）
❖振荡器随时间变化而产生的系统的频率变化。
保持入范围（Hold-in range）
❖是指从钟参考频率和规定的标称频率间的最大频率偏差 范围，在这个范围之内，无论参考频率如何缓慢变化， 从钟都工作在锁定状态。
SDH网同步
2020年11月11日
1
目录
网同步 标准
2
同步结构
主从同步
直接主从同步
等级主从同步
3
同步和滑动
同步
❖ 同步是指信号之间在频率或相位上保持某种严格的特定关系，就是它们相对应的有效 瞬间以同一平均速率出现。也就是维持通信网络中所有的设备以相同的速率运行
❖ 同步不良不仅仅是造成滑动。在SDH 网中同步不良并不会导致滑动，因为在SDH 网中 净荷是异步传输的，发端与收端的速率不同会造成指针调整，但是指针调整会使输出 信号产生抖动和漂移。过大的抖动会造成失帧（丢失帧同步），过大的漂移会造成终 端设备的滑动。
谢 谢！
13