传输网SDH原理及光纤通信

SDH 介绍
3. 运行维护方面
★SDH信号的帧结构中安排了丰富的用于运行维护（OAM &P）功 能的开销字节（码流量的5%） ，使网络的监控管理功能智 能化大大加强，也就是说维护的自动化程度大大加强。 4. 兼容性 ★组网灵活、网络的生存性强： 可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级； ★SDH有很强的兼容性，这也就意味着当组建SDH传输网时，原 有的PDH传输网不会作废，两种传输网可以共同存在。
ATM
行业集团
N*64K/2M/10M/100M 大企业集团
ATM
Ethernet
行业集团
大企业集团
智能小区
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W TM STM-N
140Mbit/s 2Mbit/s34Mbit/s STM-M
注：M＜N
TM——终端复用器 它的作用是将支路端口的低速信号复用到线路端口的高速信号 STM-N中，或从STM-N的信号中分出低速支路信号。用于端点站。
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常见故障处理思路
先定位外部，后定位传输
先定位单站，后定位单板
先高速部分，后低速部分
先分析高级别告警，后低级别告警
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SDH故障处理方法（环回法）
软件环回/硬件环回 内环回/外环回 线路环回/支路环回
端口环回/VC4环回
线路
SDH网元设备
线路
外环回
支路 支路
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光功率计：R_LOS、R_LOF 万用表：接地或是电压问题 SDH分析仪：误码等问题
SDH 介绍
SDH时钟
SDH网元时钟源的种类 外部时钟源——由外部提供时钟输入。 线路时钟源——从STM-N线路信号中提取时钟输入。 支路时钟源——从PDH支路信号中提取，不过该时钟一般不用，因 为SDH/PDH网边界处的指针调整会影响时钟质量。
SDH 介绍
2、复用方式
★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。这样就能从高速SDH信号例如2.5Gbit/s （STM-16）中直接分/插出低速SDH信号例如155Mbit/s （STM-1），这样就简化了信号的复接和分接，使SDH 体制特别适合于高速大容量的光纤通信系统。
ADM
ADM
网状网是网络中的任何两个节点都能直接相 连，能为两点间的通信提供多种路由选择， 可用性高，结构复杂，成本较高。
SDH 介绍
SDH环自愈环保护 SDH环形网络最大的优点就是具有自愈功能 自愈功能是指在网络出现故障时无需人为干预，网络就 能在极短的时间内（50ms）自动回复业务的功能。 自愈功能的目的就是提高网络的安全性、可靠性和网络 的生存能力。
SDH 介绍
两纤单向通道保护环
二纤单向通道保护环由两根光纤组成两个环，其中一个为主环 -S1；一个为备环-P1。 当B-C之间故障时，业务倒换到备环，达到业务保护的目的。 二纤单向通道保护环业务的特点首端双发，末端桥接。
SDH 介绍
两纤双向复用段保护环
二纤双向复用段保护环上无专门的主、备用光纤，每一条光纤 的前半个时隙是主用信道，后半个时隙是备信道， 在环网B—C间光缆段被切断时，网元A到网元C的主用业务沿 S1/P2光纤传到网元B，在网元B处进行环回（故障端点处环 回），环回是将S1/P2光纤上S1时隙的业务全部环到S2/P1光纤 上的P1时隙上去。
×N ×1 STM-N AU-4 AUG ×3 AU-3
SDH 介绍
VC-4 ×3 TUG-3 VC-3 ×7 C-4 ×1 ×7 TU-3 VC-3 C-3
139264kbit/s
44736kbit/s 34368kbit/s
6312kbit/s 2048kbit/s 1544kbit/s
指针处理 复用 定位校准 映射
SDH介绍



SDH的基本概念
SDH：Synchronous Digital Hierarchy
SDH是由一些基本网元(NE)组成，在光纤上可以进行同步信 息传输、复用、分叉和交叉连接的传送网络。


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：
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出线：n 等效为 m DXC n
入线：m
DXC——数字交叉连接设备 DXC可将输入的m路STM-N信号交叉连接到输出的n路STM-N信号上，上图 表示有m条入光纤和n条出光纤。DXC的核心是交叉连接，功能强的DXC 能完成高速（例STM-16）信号在交叉矩阵内的低级别交叉（例如VC12 级别的交叉）。
这样就会使信号在复用/解复用过程中产生的损伤加大，使传输性能
劣化，这也就是为什么PDH体制传输信号的速率没有更进一步提高的 原因。
PDH 介绍
3、运行维护方面 ★PDH信号的帧结构里用于运行维护工作（OAM）的开销 字节不多，这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、告警的分析定位是很 不利的。 4、没有统一的网管接口 ★不利于统一维护。
2、段开销----SOH
完成对STM-N整体信号流的监控。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中的某个STM-1信号进行监控。 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 的位置可欲知，方便低速信号的上下。
9 9×N 261×N
STM-N的帧结构由3部分组成： 段开销，包括再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）； 管理单元指针（AU-PTR）；信息净负荷（payload）。
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1、信息净负荷---payload
STM-N帧中放置各种负荷的地方。各种有效信息，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。
骨干层
DWDM
TDM ATM IP
汇接层
OptiX 10G/2.5G SNCP/MSP/VP/IP RING
ATM
MSTP
2M/10M/100M
POS STM-4/STM-1 10M/100M 2M/34/45M ATM 业务类型 DDN/DSL
接入层
OptiX
2.5G/622M/155M SNCP/MSP/VP/IP RING
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环形网
ADM
ADM
ADM
ADM
环形网就是把线型网的首尾相连，从而使任何一点都不 对外开放。环形网在SDH中广泛应用，应为它具有自愈 能力，使网络具有很强的自愈性。
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枢纽网
TM TM ADM TM DXC
REG
ADM
TM
TM
ADM TM
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网状网
ADM ADM
SDH 介绍
等级与速率：
等 级 STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 速率（Mb/s） 155.520 622.080 2488.320 9953.280 含2M数量
63 252
1008 4032
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9×270×N个字节
1 3 4 5
RSOH
AU-PTR
MSOH
payload
×1 TU-2 TUG-2 ×3
×4 TU-12 TU-11
VC-2 VC-12 VC-11
C-2 C-12 C-11
G.709复用映射结构
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×N ×1 STM-N AU-4 AUG VC-4 ×3 TUG-3 指针处理 ×1 ×7 TUG-2 ×3 TU-12 VC-12 C-12 2048kbit/s TU-3 VC-3 C-3 C-4 139264kbit/s
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SDH网络拓扑
线形网
TM ADM REG ADM
TM
网络中的所有节点一一相连并且首尾开放，又称链型网 。结构简单，经济。
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SDH网络拓扑
树形网
TM ADM REG ADM TM
ADM
TMBiblioteka Baidu
将点到点拓扑单元的末端连接到几个特殊点时，就形成了 所谓的树形拓扑。 线型网的一个扩展
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w STM-N REG e STM-N
REG——再生中继器 光传输网的再生中继器有两种，一种是纯光的再生中继器，主要进行光 功率放大以延长光传输距离；另一种是用于脉冲再生整形的电再生中继 器，主要通过光/电变换、电信号抽样、判决、再生整形、电/光变换， 以达到不积累线路噪声，保证线路上传送信号波形的完好性。
SDH故障处理方法（替换法）
适用场合
排除传输外部设备的问题
故障定位到单站后，怀疑单站内单板或附件有
问题
替换法就是使用一个工作正常的物件去替换一个 被怀疑工作不正常的物件，可替换物件包括线缆、 光纤、法兰盘、电源、单板、设备等。
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SDH故障处理方法（仪表测试法）
适用场合
排除传输设备外部问题 设备对接问题 设备性能指标问题
34368kbit/s
复用 定位校准 映射
我国的SDH基本复用映射结构
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SDH设备的逻辑组成
TM——终端复用器
ADM——分/插复用器
REG——再生中继器 DXC——数字交叉连接设备
SDH 介绍
业务类型
STM-64/16/4/1 GE/POS/10M/100M STM-16/C STM-4/C FIBER CHANNAL ESCON FICON STM/16/4/1 GE/POS/10M/100M STM-16/C STM-4/C 业务类型 2M/34/45M FIBER CHANNAL ESCON FICON

宽带化——信息高速公路 规范化——世界性统一的标准接口
SDH 介绍
SDH的特点： Synchronous Digital Hierarchy同步数字体系 1、接口方面 ★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。STM-N(N=1,4,16,64) 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。
设备内置时钟源——由设备内部提供时钟。
SDH 介绍
SDH时钟
A TM w w B ADM STM-N e w C ADM e w D ADM
主站
外时钟
外部时钟源 w e NE2 w e NE3 w e w NE4 STM-N e w NE5 e NE1 w NE6 e
SDH 介绍
误码性能
误码是指经接收、判决、再生后，数字码流中的某些比特发生了差 错，使传输的信息质量产生损伤。 抖动漂移性能 抖动和漂移与系统的定时特性有关。定时抖动（抖动）是指数字信 号的特定时刻（例如最佳抽样时刻）相对其理想时间位置的短时间 偏离。所谓短时间偏离是指变化频率高于10Hz的相位变化。而漂移 指数字信号的特定时刻相对其理想时间位置的长时间的偏离，所谓 长时间是指变化频率低于10Hz的相位变化。
SDH 介绍
STM-N w ADM e STM-N
2Mbit/s 34Mbit/s
STM-M
注：M＜N
140Mbit/s
ADM——分/插复用器 ADM的作用是将低速支路信号交叉复用进东或西向线路上去，或从 东或西侧线路端口收的线路信号中拆分出低速支路信号。用于节 点站。 另外，还可将东/西向线路侧的STM-N信号进行交叉连接。
PDH 介绍
PDH:Plesiochronous Digital Hierarchy 准同步数字系列
PDH 介绍
1、接口方面 ★只有地区性的电接口规范，不存在世界性标准。 ★没有世界性标准的光接口规范。 2、复用方式
★从高速信号中分/插出低速信事情要一级一级的进行。
★由于低速信号分/插到高速信号要通过层层的复用和解复用过程，
传输网SDH原理及光纤概述
2016年11月
内容介绍
一、传输网SDH原理及组网 二、光纤概述
传输SDH概述
1、传输网SDH原理 2、传输网SDH组网
SDH 产生的背景
PDH:Plesiochronous Digital Hierarchy 准同步数字系列 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”。