SDH及WDM原理及其组网精讲
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Байду номын сангаас
Fiber Duct
IE1
1660SM子架： A21E1: 212Mbit/s接入板 CONGI: 电源及控制接入板 SERVICE: 服务信号接入板 A2S1: 2STM-1接入板 IS1.1:短距离STM-1光接口模块(=1310nm)
EQUICO: 设备监控盘 MXB: 矩阵盘 P63E1: 632Mbit/s端口盘 P4S1: 4STM-1端口盘 S4.1: 短距离STM-4光盘(=1310nm) 3AL78856BAAB01 S16.1ND:短距离STM-16光盘(=1310nm 3AL78894CAAC01) L16.2: 长距离STM-16光盘(=1550nm) 3AL78898BAAB01 L16.2JE1: JE1型L16.2光盘(=1550nm) 3AL79028BAAB01 L16.2JE2: JE2型L16.2光盘(=1550nm) 3AL79029BAAB01 Fiber Duct: 光纤引入槽 1664OA子架： AND OR/3: 电源告警模块 SER_P/2: 串口盘 CNVR: 电源转换盘 +10dB OA: +10dB光放盘 +15dB OA: +15dB光放盘
SDH的组网
下图是一个阿尔卡特公司的在SDH网 络中某个站点的设备机架示意图：
RACK1
RACK: N3机架 Power Acc. & Alarm: 电源接入及告警单元 1660SM: 1660同步复用子架 1664OA: 1664光放子架 FAN Unit: 风扇单元子架
Power Acc. & Alarms
DWDM的基本原理
从线路的角度来说，我们可以把现在的 WDM线路的一条纤看作是一根管道光缆，里 面复用的每个光波看成是原来的一根光缆纤 芯。32波复用的就是32芯光缆，40波复用的 就是40芯光缆，80波复用的就是80芯光缆， 160波复用的就是160芯光缆等等。目前为止， 由于光波的波间干扰、衍射等等影响，暂时 只能做到160个波的复用。40波的波间隔是 100THz； 80波的波间隔是50THz。
SDH的优越性
具体来说，SDH技术与原来我们所用 的PDH(准同步数字体系)相比，具有较大 的优越性，主要表现在以下几个方面： (1)SDH具有世界标准，使1.5Mbit/s和 2Mbit/s两大数字体系在STM-1上得到统 一。 (2)高度灵活性：SDH传输网具有信息透 明性，可以传输各种净负荷及混合体。
IE A2S1
FAN Unit
1664OA Rel. 1.1
AND OR/3 CNVR B CNVR A
DWDM的基本原理
DWDM的基本原理
DWDM，中文的意思是密集波分复用，它是 利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资 源，根据每一信道光波的频率（或波长） 不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个 信道，把光波作为信号的载波，在发送端 采用合波器将不同规定波长的信号光载波 合并起来送入一根光纤进行传输；在接收 端，再由分波器将这些承载不同信号并且 波长不同的光载波分开的复用方式。
63×2M 63×2M
63×2M
*
AU4(1) AU4(2)
63×2M
AU4(3)
AU4(4) AU4(5) AU4(6) AU4(7) AU4(8)
由图中可以看到，1个2.5G的SDH环， 一般只配了8个AU4，而一个2.5G满配置是 可以达到16个AU4的。为什么只配一半呢， 就是为了保护。一旦发生了保护倒换。从 第9个AU4到第16个AU4，就用来做保护了。 主用的第N个AU4由第N+8个AU4来保护。
DWDM的基本原理
WDM与DWDM有不同？基本上尚无一 个严谨的定义，但是一般认为，波道间距 大于1nm且波道总数低于8以下，称之 为 WDM系统，反之，若波道间距小于1nm且 波道总数大 于8以上者，即称之为DWDM 系统，现有的商用系统大 部份属于DWDM 系统。
DWDM的组网
DWDM的组网
SDH的组网
SDH的组网
目前，SDH的组网，其网络结构，主 要是环形和链型。环形的具有保护机制， 单方向断了，可以自愈，不会断业务。而 链型一旦断了，整个网络就断掉了，业务 也断了，不具有保护机制。 SDH的组网，是由多个节点组成的， 按照其实现的功能的不同，分为TM、ADM、 REG、DXC等等几种节点。
SDH的优越性
(3)SDH设备使用指针调整技术，可以容 忍各路信号频率和相位上的差异。
(4)SDH设备能容纳各种新的业务信号， 如宽带ISDN、FDDI(光纤分布式数据 接口)、ATM(异步转移模式)等。
SDH的优越性
(5)SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，因 而使网络的操作维护管理功能大大加强， 便于集中统一管理，大大节约了维护费用 的开支。 (6)由于SDH网络大都采用自愈环的网络结构， 因此可靠性高、业务恢复时间短、经济性 好，十分适应现代传输网的发展趋势。
SDH及WDM原理及其组网
黄桂生
SDH及WDM原理及其组网
SDH的基本原理 SDH的组网 DWDM的基本原理 DWDM的组网 DWDM和SDH综合组网
SDH的基本原理
SDH的基本原理
1、SDH的意思 2、SDH的由来和优越性 3、SDH的复用和映射 4、SDH的网络构成 5、SDH的设备
SDH的意思
DXC：数字交叉连接设备，是一种能将一个 端口的数字信号的全部或部分时隙交连到 任意端口的设备。常用的DXC有DXC4/4与 DXC4/1两类，交叉连接的最低速率分别为 VC4与VC12，端口种类有2Mbit/s、 34Mbit/s、140Mbit/s、155Mbit/s等。 DXC4/4主要应用于干线网节点， DXC4/1主 要应用于在本地网。
要讲DWDM的组网，就先讲DWDM的 相关设备，因为DWDM的网络是由这些相 关设备构成的。这些相关设备具有不同的 作用，在网络中担当不同的功能。 那么DWDM的相关设备有哪些。我们 根据他们的功能的不同来了解一下。
SDH的复用和映射
其中，我们看到，从2M复用到VC4，有一 个*3、 *7、 *3的路径，这个就是我们常 说的3、7、3结构，也是一些产家督导说的 矩阵结构。由此可以知道，一个155M的 STM-1信号，最多可以容纳63个2M信号，换 成工程上的说法，就是1个155M的时隙通道 可以下63个2M支路。
SDH的组网
TM：终端复用器 ，能够从线路信号中分出 和插入低阶信号。线路上的信号到此设备 终结，往后不再有新的节点设备。 ADM ：分插复用器 ，能够从线路信号中分 出和插入低阶信号。线路上的信号经过此 设备进行穿通，还有后续节点设备。往后 续节点设备去的信号不在此设备中进行处 理。
SDH的组网
SDH的组网
REG ：再生中继器，只对信号进行再生，不 对其进行处理。
SDH的组网
SDH的组网，主要就是由以上的节点设备 组成。目前，我们所做过的主要是由TM和 ADM组成的SDH网络。大部分都是由ADM 所构成的二纤双向复用段保护环。因为， 二纤双向复用段保护环投资省，性能稳定， 而且具有保护功能，如果在环网中的某处 光缆断掉了，该网络自动发生倒换，能够 保证业务不会中断。
DWDM的基本原理
原理图
信道1
光源λ1
检测器λ1
信道1
信道2
光源λ2
检测器λ2
信道2
合波器
信道3 光源λ3
分波器
检测器λ3
信道3
λ1、λ2、λ3 ···λN
信道N
光源λN
检测器λN
信道N
DWDM的基本原理
SDH信 号1 SDH信 号N
OTU1
OMU
OTUN
BA
监测信号
LA
设备连接示意图
SDH信 号1 监测信号
DWDM的基本原理
DWDM到底能传送几个波道？这必须 考虑光纤的损 失特性及半导体激光、光滤 波器、光放大器等技术的配合，以现有的 商用技术，C 波段(1530 ~1565nm)加L波段 (1565 ~1615nm)，采用ITU-T建议0.8nm波 道间距，约可传送100 个波道；若采用 0.4nm波道间距，则可传送200个波道。这 是理论的推断，目前在商用上主要是40、 80和160个波道。
SDH的组网
请看下面一个典型的由ADM和REG组 成的SDH环形网络：
REG
西元
REG
魁斗
ADM 龙岩
漳州
SDH环 2.5G
厦门
泉州
ADM
ADM
主信号方向
ADM
备信号方向
SDH的组网
下图，是基于上面的网络构成所定的通 道时隙配置图。
厦门
E
漳州
W E
泉州
W E
龙岩
E W E
厦门
W
*
63×2M 63×2M 63×2M 63×2M 1×155M
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Fiber Duct
S16.1 ND W (ring5) MXB B IS1.1 IS1.1 P4S1
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
DWDM的基本原理
不同波长的光载波信号可以看作互相独 立（不考虑光纤非线性时），从而在一根 光纤中可实现多路光信号的复用传输。将 两个方向的信号分别安排在不同波长传输 即可实现双向传输。根据波分复用器的不 同，可以复用的波长数也不同，从2个至几 十个不等，目前商用化是32、40、80、 160个波长系统，这取决于所允许的光载波 波长的间隔大小。
SDH的复用和映射
我国的SDH复用映射结构图
× N STM-N TUG-3 ×7 TUG-2 ×3 TU-12 VC-12 C-12
2M
AUG
×1
AU-4 ×3 ×1 TU-3 ×1
VC-4
C-4
140M
VC-3
C-3
34M
45M
TU-2
C-2
SDH的复用和映射
由上面的映射图可以看到，SDH可以把 PDH中的2M、34M、45M、140M等多个级 别的速率一次性映射到STM-N当中，而不 需要一级一级地解复用。 这大大提高了效率，降低了设备的成 本，加强了SDH设备的适用环境。
SDH的由来
那么一个话音信号抽样8000次，每次 8bit表示一个信号，所以话音信号的速 率就是8000*８=64000=64Kbit。32路 电话话音信号合成在一起，放到同一 个系统中，就是 32*64000=2048000=2.048M。 这就是我们平常说到的2M。
SDH的由来
由于PDH在复用时，各国所采用的标准不同，各 个设备产家采用的标准及其控制方式也不一样， 因此无法在不同的体系之间实现传输设备的互联 互通。随着通信的发展，要求能够有统一的标准 来实现各种体系的规范。于是，产生了SDH 。 SDH灵活兼容，具有很高的可靠性，完全可以实 现系统的互通。并且使用SDH作为基础结构，可 以使传送网承载不同的业务信号，而不会被淘汰 或出现业务不兼容的情况。
光缆线路
OTU1
SDH信 号N
ODU
OTUN
PA
LA
DWDM的基本原理
DWDM本质上是光频上的频分复用 （FDM）技术。是光纤上频分复用技术， 40（80）×2.5Gb/s或者40（80） ×10Gb/s的DWDM系统则是光频上的FDM 模拟技术和电频率上TDM数字技术的结合 。 每个波长通路通过频域的分割实现，每个 波长通路占用一段光纤的带宽。如下图所 示：
环 五
1660SM Rel. 4.0
CONGI B SERVICE CONGI A A21E1 A21E1 A21E1 A21E1 A21E1 A21E1 A21E1 A21E1 A21E1 L16.2 JE2 E (ring5)TO GT P63E1 MXB A EQUICO +10dB OA W (ring5) TO GT SER_P/2 P63E1 Spare P63E1 P63E1
SDH的英文名称是Synchronous Digital Hierarchy，译成中文，就是同 步数字系列。它是与准同步数字系列相 对而言的。准同步数字系列也就是平常 所说的PDH，英文全称是 Plesiochronous Digital Hierarchy。
SDH的由来
2M的由来：声音的能量大部分位于频率 在3400Hz。而对模拟信号以其2倍的频率 进行抽样之后，能够在抽样信号的基础上 完全恢复原来的信号。又为了计算方便， 所以取了抽样频率为8000Hz。这就是每秒 8000帧的由来。对每个话音信号进行量化， 量化成∓128个等级，共256=2的8次方，用 8bit即1个字节表示一个话音信号。
Fiber Duct
IE1
1660SM子架： A21E1: 212Mbit/s接入板 CONGI: 电源及控制接入板 SERVICE: 服务信号接入板 A2S1: 2STM-1接入板 IS1.1:短距离STM-1光接口模块(=1310nm)
EQUICO: 设备监控盘 MXB: 矩阵盘 P63E1: 632Mbit/s端口盘 P4S1: 4STM-1端口盘 S4.1: 短距离STM-4光盘(=1310nm) 3AL78856BAAB01 S16.1ND:短距离STM-16光盘(=1310nm 3AL78894CAAC01) L16.2: 长距离STM-16光盘(=1550nm) 3AL78898BAAB01 L16.2JE1: JE1型L16.2光盘(=1550nm) 3AL79028BAAB01 L16.2JE2: JE2型L16.2光盘(=1550nm) 3AL79029BAAB01 Fiber Duct: 光纤引入槽 1664OA子架： AND OR/3: 电源告警模块 SER_P/2: 串口盘 CNVR: 电源转换盘 +10dB OA: +10dB光放盘 +15dB OA: +15dB光放盘
SDH的组网
下图是一个阿尔卡特公司的在SDH网 络中某个站点的设备机架示意图：
RACK1
RACK: N3机架 Power Acc. & Alarm: 电源接入及告警单元 1660SM: 1660同步复用子架 1664OA: 1664光放子架 FAN Unit: 风扇单元子架
Power Acc. & Alarms
DWDM的基本原理
从线路的角度来说，我们可以把现在的 WDM线路的一条纤看作是一根管道光缆，里 面复用的每个光波看成是原来的一根光缆纤 芯。32波复用的就是32芯光缆，40波复用的 就是40芯光缆，80波复用的就是80芯光缆， 160波复用的就是160芯光缆等等。目前为止， 由于光波的波间干扰、衍射等等影响，暂时 只能做到160个波的复用。40波的波间隔是 100THz； 80波的波间隔是50THz。
SDH的优越性
具体来说，SDH技术与原来我们所用 的PDH(准同步数字体系)相比，具有较大 的优越性，主要表现在以下几个方面： (1)SDH具有世界标准，使1.5Mbit/s和 2Mbit/s两大数字体系在STM-1上得到统 一。 (2)高度灵活性：SDH传输网具有信息透 明性，可以传输各种净负荷及混合体。
IE A2S1
FAN Unit
1664OA Rel. 1.1
AND OR/3 CNVR B CNVR A
DWDM的基本原理
DWDM的基本原理
DWDM，中文的意思是密集波分复用，它是 利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资 源，根据每一信道光波的频率（或波长） 不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个 信道，把光波作为信号的载波，在发送端 采用合波器将不同规定波长的信号光载波 合并起来送入一根光纤进行传输；在接收 端，再由分波器将这些承载不同信号并且 波长不同的光载波分开的复用方式。
63×2M 63×2M
63×2M
*
AU4(1) AU4(2)
63×2M
AU4(3)
AU4(4) AU4(5) AU4(6) AU4(7) AU4(8)
由图中可以看到，1个2.5G的SDH环， 一般只配了8个AU4，而一个2.5G满配置是 可以达到16个AU4的。为什么只配一半呢， 就是为了保护。一旦发生了保护倒换。从 第9个AU4到第16个AU4，就用来做保护了。 主用的第N个AU4由第N+8个AU4来保护。
DWDM的基本原理
WDM与DWDM有不同？基本上尚无一 个严谨的定义，但是一般认为，波道间距 大于1nm且波道总数低于8以下，称之 为 WDM系统，反之，若波道间距小于1nm且 波道总数大 于8以上者，即称之为DWDM 系统，现有的商用系统大 部份属于DWDM 系统。
DWDM的组网
DWDM的组网
SDH的组网
SDH的组网
目前，SDH的组网，其网络结构，主 要是环形和链型。环形的具有保护机制， 单方向断了，可以自愈，不会断业务。而 链型一旦断了，整个网络就断掉了，业务 也断了，不具有保护机制。 SDH的组网，是由多个节点组成的， 按照其实现的功能的不同，分为TM、ADM、 REG、DXC等等几种节点。
SDH的优越性
(3)SDH设备使用指针调整技术，可以容 忍各路信号频率和相位上的差异。
(4)SDH设备能容纳各种新的业务信号， 如宽带ISDN、FDDI(光纤分布式数据 接口)、ATM(异步转移模式)等。
SDH的优越性
(5)SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，因 而使网络的操作维护管理功能大大加强， 便于集中统一管理，大大节约了维护费用 的开支。 (6)由于SDH网络大都采用自愈环的网络结构， 因此可靠性高、业务恢复时间短、经济性 好，十分适应现代传输网的发展趋势。
SDH及WDM原理及其组网
黄桂生
SDH及WDM原理及其组网
SDH的基本原理 SDH的组网 DWDM的基本原理 DWDM的组网 DWDM和SDH综合组网
SDH的基本原理
SDH的基本原理
1、SDH的意思 2、SDH的由来和优越性 3、SDH的复用和映射 4、SDH的网络构成 5、SDH的设备
SDH的意思
DXC：数字交叉连接设备，是一种能将一个 端口的数字信号的全部或部分时隙交连到 任意端口的设备。常用的DXC有DXC4/4与 DXC4/1两类，交叉连接的最低速率分别为 VC4与VC12，端口种类有2Mbit/s、 34Mbit/s、140Mbit/s、155Mbit/s等。 DXC4/4主要应用于干线网节点， DXC4/1主 要应用于在本地网。
要讲DWDM的组网，就先讲DWDM的 相关设备，因为DWDM的网络是由这些相 关设备构成的。这些相关设备具有不同的 作用，在网络中担当不同的功能。 那么DWDM的相关设备有哪些。我们 根据他们的功能的不同来了解一下。
SDH的复用和映射
其中，我们看到，从2M复用到VC4，有一 个*3、 *7、 *3的路径，这个就是我们常 说的3、7、3结构，也是一些产家督导说的 矩阵结构。由此可以知道，一个155M的 STM-1信号，最多可以容纳63个2M信号，换 成工程上的说法，就是1个155M的时隙通道 可以下63个2M支路。
SDH的组网
TM：终端复用器 ，能够从线路信号中分出 和插入低阶信号。线路上的信号到此设备 终结，往后不再有新的节点设备。 ADM ：分插复用器 ，能够从线路信号中分 出和插入低阶信号。线路上的信号经过此 设备进行穿通，还有后续节点设备。往后 续节点设备去的信号不在此设备中进行处 理。
SDH的组网
SDH的组网
REG ：再生中继器，只对信号进行再生，不 对其进行处理。
SDH的组网
SDH的组网，主要就是由以上的节点设备 组成。目前，我们所做过的主要是由TM和 ADM组成的SDH网络。大部分都是由ADM 所构成的二纤双向复用段保护环。因为， 二纤双向复用段保护环投资省，性能稳定， 而且具有保护功能，如果在环网中的某处 光缆断掉了，该网络自动发生倒换，能够 保证业务不会中断。
DWDM的基本原理
原理图
信道1
光源λ1
检测器λ1
信道1
信道2
光源λ2
检测器λ2
信道2
合波器
信道3 光源λ3
分波器
检测器λ3
信道3
λ1、λ2、λ3 ···λN
信道N
光源λN
检测器λN
信道N
DWDM的基本原理
SDH信 号1 SDH信 号N
OTU1
OMU
OTUN
BA
监测信号
LA
设备连接示意图
SDH信 号1 监测信号
DWDM的基本原理
DWDM到底能传送几个波道？这必须 考虑光纤的损 失特性及半导体激光、光滤 波器、光放大器等技术的配合，以现有的 商用技术，C 波段(1530 ~1565nm)加L波段 (1565 ~1615nm)，采用ITU-T建议0.8nm波 道间距，约可传送100 个波道；若采用 0.4nm波道间距，则可传送200个波道。这 是理论的推断，目前在商用上主要是40、 80和160个波道。
SDH的组网
请看下面一个典型的由ADM和REG组 成的SDH环形网络：
REG
西元
REG
魁斗
ADM 龙岩
漳州
SDH环 2.5G
厦门
泉州
ADM
ADM
主信号方向
ADM
备信号方向
SDH的组网
下图，是基于上面的网络构成所定的通 道时隙配置图。
厦门
E
漳州
W E
泉州
W E
龙岩
E W E
厦门
W
*
63×2M 63×2M 63×2M 63×2M 1×155M
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Fiber Duct
S16.1 ND W (ring5) MXB B IS1.1 IS1.1 P4S1
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
DWDM的基本原理
不同波长的光载波信号可以看作互相独 立（不考虑光纤非线性时），从而在一根 光纤中可实现多路光信号的复用传输。将 两个方向的信号分别安排在不同波长传输 即可实现双向传输。根据波分复用器的不 同，可以复用的波长数也不同，从2个至几 十个不等，目前商用化是32、40、80、 160个波长系统，这取决于所允许的光载波 波长的间隔大小。
SDH的复用和映射
我国的SDH复用映射结构图
× N STM-N TUG-3 ×7 TUG-2 ×3 TU-12 VC-12 C-12
2M
AUG
×1
AU-4 ×3 ×1 TU-3 ×1
VC-4
C-4
140M
VC-3
C-3
34M
45M
TU-2
C-2
SDH的复用和映射
由上面的映射图可以看到，SDH可以把 PDH中的2M、34M、45M、140M等多个级 别的速率一次性映射到STM-N当中，而不 需要一级一级地解复用。 这大大提高了效率，降低了设备的成 本，加强了SDH设备的适用环境。
SDH的由来
那么一个话音信号抽样8000次，每次 8bit表示一个信号，所以话音信号的速 率就是8000*８=64000=64Kbit。32路 电话话音信号合成在一起，放到同一 个系统中，就是 32*64000=2048000=2.048M。 这就是我们平常说到的2M。
SDH的由来
由于PDH在复用时，各国所采用的标准不同，各 个设备产家采用的标准及其控制方式也不一样， 因此无法在不同的体系之间实现传输设备的互联 互通。随着通信的发展，要求能够有统一的标准 来实现各种体系的规范。于是，产生了SDH 。 SDH灵活兼容，具有很高的可靠性，完全可以实 现系统的互通。并且使用SDH作为基础结构，可 以使传送网承载不同的业务信号，而不会被淘汰 或出现业务不兼容的情况。
光缆线路
OTU1
SDH信 号N
ODU
OTUN
PA
LA
DWDM的基本原理
DWDM本质上是光频上的频分复用 （FDM）技术。是光纤上频分复用技术， 40（80）×2.5Gb/s或者40（80） ×10Gb/s的DWDM系统则是光频上的FDM 模拟技术和电频率上TDM数字技术的结合 。 每个波长通路通过频域的分割实现，每个 波长通路占用一段光纤的带宽。如下图所 示：
环 五
1660SM Rel. 4.0
CONGI B SERVICE CONGI A A21E1 A21E1 A21E1 A21E1 A21E1 A21E1 A21E1 A21E1 A21E1 L16.2 JE2 E (ring5)TO GT P63E1 MXB A EQUICO +10dB OA W (ring5) TO GT SER_P/2 P63E1 Spare P63E1 P63E1
SDH的英文名称是Synchronous Digital Hierarchy，译成中文，就是同 步数字系列。它是与准同步数字系列相 对而言的。准同步数字系列也就是平常 所说的PDH，英文全称是 Plesiochronous Digital Hierarchy。
SDH的由来
2M的由来：声音的能量大部分位于频率 在3400Hz。而对模拟信号以其2倍的频率 进行抽样之后，能够在抽样信号的基础上 完全恢复原来的信号。又为了计算方便， 所以取了抽样频率为8000Hz。这就是每秒 8000帧的由来。对每个话音信号进行量化， 量化成∓128个等级，共256=2的8次方，用 8bit即1个字节表示一个话音信号。