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1 第6章數(shù)字信號復接 6 1準同步數(shù)字體系 PDH 6 1 1數(shù)字復接的基本概念1 準同步數(shù)字體系 PDH 根據(jù)不同的需要和不同的傳輸介質的傳輸能力 要有不同的話路數(shù)和不同速率復接 形成一個系列 由低到高逐級復接 這就是數(shù)字復接 國際上有兩大系列的準同步數(shù)字體系 表6 1數(shù)字復接的優(yōu)點 2 2 PCM復用和數(shù)字復接 1 PCM復用直接將多路信號編碼復用 既將多路模擬話音信號按125微秒的周期分別進行抽樣 然后合在一起統(tǒng)一編碼形成多路數(shù)字信號 3 2 數(shù)字復接將幾個低次群在時間的空隙上疊加合成高次群 圖6 1 圖中兩個低次群的速率完全相同 為了達到數(shù)字復接的目的 首先將各低次群的脈沖縮窄 以便留出空隙進行復接 然后低次群 2 進行時間位移 最后將兩個低次群合成高次群 4 5 6 3 數(shù)字復接的實現(xiàn)數(shù)字復接的實現(xiàn)方式有兩種 按位復接和按字復接 1 按位復接 每次復接各低次群的一位碼形成高次群 2 按字復接 每次復接各低次群的一個碼字 7 8 4 數(shù)字復接的同步數(shù)字復接要解決的兩個問題 同步和復接 5 數(shù)字復接的方法及系統(tǒng)構成 1 數(shù)字復接的方法分為同步復接和異步復接 2 數(shù)字復接系統(tǒng)的構成 圖6 4 9 10 6 1 2同步復接與異步復接1 同步復接 1 碼速變換與恢復 2 同步復接系統(tǒng)的構成 3 同步復接二次群幀結構 11 2 異步復接 1 碼速調整與恢復碼速調整是利用插入一些碼元將各一次群的速率由2 048Mb s左右統(tǒng)一調整成2112kb s 接收端進行碼速恢復 通過去掉插入的碼元 將各一次群的速率由2112kb s還原成2048kb s左右 2 異步復接二次群的幀結構 圖6 9 3 異步復接系統(tǒng)的構成 4 復接抖動的產生和抑制 12 13 6 1 3PCM零次群和PCM高次群1 PCM零次群2 PCM子群3 PCM高次群 14 6 1 4PDH網絡結構 15 6 1 5PDH弱點只有地區(qū)性數(shù)字信號速率和幀結構標準而不存在世界性標準 沒有世界性的光接口規(guī)范異步復用缺乏靈活性按位復接不利于以字節(jié)為單位的現(xiàn)代信息交換網絡管理能力較差數(shù)字通道設備利用率低 16 17 6 2同步數(shù)字體系SDHSONET6 2 1SDH的基本概念 18 1 SDH的概念SDH網是由一些SDH的網絡單元組成的 在光纖上進行同步信息傳輸 復用 分插和交叉連接的網絡 19 包括以下幾點 1 SDH網有全世界統(tǒng)一的網絡節(jié)點接口 從而簡化了信號的互通及信號的傳輸 復用 交叉連接的過程 2 具有一套標準化的信息結構等級 稱為同步傳遞模塊 并具有一種塊狀的幀結構 3 具有一套特殊的復用結構 具有兼容性和廣泛的適應性 20 4 采用軟件進行網絡配置 適應不斷發(fā)展的需要 5 具有標準的光接口 允許不同廠家的設備在光路互通 6 基本網絡單元有終端復用器 分插復用器 再生中繼器和數(shù)字交叉連接設備 21 2 SDH的有缺點 1 SDH優(yōu)點a 有全世界統(tǒng)一的數(shù)字信號速率和幀結構標準 b 采用同步復用方式和靈活的復用結構 凈負荷與網絡是同步的 c SDH幀結構中安排了豐富的開銷比特 因而使網絡運行 管理 維護能力大大增強 d 將標準的光接口綜合進各種不同的網絡單元 減少了將傳輸和復用分開的需要 簡化了硬件 緩解了布線擁擠 22 e SDH與現(xiàn)有的PDH網絡完全兼容 既可兼容PDH的各種速率 同時還方便的容納各種新業(yè)務 f SDH的信號結構的設計考慮了網絡傳輸和交換的最佳性 最核心的三條 同步復用 標準光接口和強大的網絡管理能力 2 SDH的缺點 23 6 2 2SDH的速率體系 表6 4 二 同步數(shù)字體系的速率同步數(shù)字體系最基本的模塊信號是STM 1 其速率是155 520Mbit s 更高等級的STM N信號是將基本模塊信號STM 1同步復用 字節(jié)間插的結果 6 2 3SDH的基本網絡單元終端復用器 分插復用器 再生中繼器和數(shù)字交叉連接設備 24 終端復用器和分插復用器 電源 電源 公務 公務 告警 告警 TMN接口 TMN接口 1 5 2 6 34 45 140 155Mb s 1 5 2 6 34 45 140 155Mb s 圖5 22STM 1終端復用器 圖5 23STM 1分插復用器 STM 1終端復用器 STM 1分插復用器 155Mb s 155Mb s 155Mb s 25 圖6 226 2 4SDH的幀結構1 網絡節(jié)點接口2 SDH的幀結構采用以字節(jié)為單位的矩形塊狀的幀結構 270 N 9 由三部分組成 段開銷 凈負荷 管理單元指針 26 9 270 N字節(jié) SOH SOH AU PTR STM N凈負荷 含POH 9 N 261 N 270 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 傳輸方向 圖5 27SDH幀結構 27 3 段開銷 SOH 字節(jié)開銷 段開銷和通道開銷 1 段開銷字節(jié)的安排SOH中包括定幀信息 用于維護與性能監(jiān)視的信息及其其他操作功能 分為再生段開銷和復用段開銷 28 STM N中的N不同 SOH字節(jié)在空間中的位置也不同 段開銷字節(jié)在幀中的位置可用一個三坐標矢量S a b c 來表示 字節(jié)的行列坐標 行數(shù) 列數(shù) 與三坐標矢量S a b c 的關系是 行數(shù) a列數(shù) N b 1 c 29 A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0 B1 E1 F1 D1 D2 D3 B2 B2 B2 K1 K2 D4 D5 D D7 D8 D9 D10 D11 D12 S1 D11 E2 M1 9字節(jié) 9行 圖5 28STM 1SOH字節(jié)安排 30 2 SOH字節(jié)的功能a 幀定位字節(jié)A1和A2A1 A2用來識別幀的起始位置 A1為11110110 A2為00101000 b 再生段蹤跡字節(jié)J0用來重復發(fā)送 段接入點識別符 以便接收機能據(jù)此確認其是否與指定的發(fā)射機處于持續(xù)的連接狀態(tài) 31 c 數(shù)據(jù)通信通路 DCC D1 D12 DCC用來構成SDH管理網的傳送鏈路 D1 D3用于再生段終端之間交流OAM信息 D4 D12用于復用段交流OAM信息 d 公務字節(jié)E1和E2用來提供公務聯(lián)絡語聲通路 32 e 使用者通路F1保留給使用者 網絡提供者 專用 主要為特定維護而提供臨時的數(shù)據(jù) 語聲通路連接 f 比特間插奇偶校驗8位碼 BIP 8 B1用作再生段誤碼性能監(jiān)測 g 比特間插奇偶校驗24位碼 BIP N 24 字節(jié)B2B2B2 33 h 自動保護倒換通路 APS 字節(jié)K1和K2 b1 b5 兩個字節(jié)用作自動保護倒換 APS 信令 i 復用段遠端失效指示 MS RDI 字節(jié)K2 b6 b8 MS RDI用于向發(fā)信端回送一個指示信號 表示收信端檢測到來話故障或正接收復用段告警指示信號 MS AIS j 同步狀態(tài)字節(jié)S1 b5 b8 34 k 復用段遠端差錯指使 MS REI M1該字節(jié)用作復用段差錯指示 l 與傳輸媒質有關的字節(jié) m 備用字節(jié)Z0 3 簡化的SOH功能接口 35 6 2 5同步復用與映射方法1 SDH的一般復用結構是由一些基本復用單元組成的有若干中間復用步驟的復用結構 各種業(yè)務信號復用進STM N幀的過程都要經歷映射 定位和復用三個步驟 36 C 4 AU 3 STM N VC 3 139 264Mbit s 37 2 復用單元SDH基本的復用單元包括標準容器 C 虛容器 VC 支路單元 TU 支路單元組 TUG 管理單元 AU 和管理單元組 TUG 38 1 標準容器 C 是一種用來裝載各種速率的業(yè)務信號的信息結構 主要完成適配功能 2 虛容器 VC 用來支持SDH的通道層連接的信息結構 它由容器輸出的信息凈負荷加上通道開銷 POH 組成 即 VC n C n VC nPOHVC的包逢速率是與SDH網絡同步的 因此不同的VC是互同步的 39 而VC內部卻允許裝載來自不同容器的異步凈負荷 分為高階虛容器和低階虛容器 3 支路單元和支路單元組支路單元是提供低階通道層和高階通道層之間適配的信息結構 TU n VC n TU nPTR 4 管理單元和管理單元組管理單元提供高階通道層和復用段層之間適配的信息結構 AU n VC n AU nPTR 40 我國的SDH復用映射結構規(guī)范可有三個PDH支路信號輸入口 3 復用過程4 我國的SDH復用結構 41 三 我國的SDH復用結構 139 264Mbit s 34 368Mbit s 2 048Mbit s 42 由圖可見 我國的SDH復用映射結構規(guī)范可有三個PDH支路信號輸入口 一個139 264Mit s可被復用成一個STM 1 155 520Mbit s 63個2 048Mbit s可被復用成一個STM 1 3個34 368Mbit s也能復用成一個STM 1 43 為了對SDH的復用映射過程有一個較全面的認識 也為后面具體介紹映射 定位 復用作個鋪墊 現(xiàn)以139 264Mbit s支路信號復用映射成STM N幀為例詳細說明整個復用映射過程 1 首先將標稱速率為139 264Mbit s的支路信號裝進C 4 經適配處理后C 4的輸出速率為149 760Mbit s 然后加上每幀9字節(jié)的POH 相當于576kbit s 后 便構成了VC 4 150 336Mbit s 以上過程稱為映射 44 139 264Mbit s 45 小節(jié) 46 47 二 映射是一種在SDH邊界處使支路信號適配進虛容器的過程 1 通道開銷 POH 通道開銷分為低階通道開銷和高階通道開銷 功能是VC通道性能監(jiān)視 維護信號和告警狀態(tài)指示 1 高階通道開銷 HPOH 位于幀結構的第一列的9個字節(jié) J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 如圖5 36 48 VC 4 HPOH的位置 49 通道蹤跡字節(jié) J1用來重復發(fā)送多階通道接入點識別符 這樣 通道接收端可以確認它與預定的發(fā)送端是否處于持續(xù)的連接狀態(tài) 通道BIP 8碼 B3高階通道誤碼監(jiān)視功能 信號標記字節(jié) C2 用來指示VC幀的復接結構和信息凈負荷的性質 50 通道狀態(tài)字節(jié) G1該字節(jié)用來將通道終端的狀態(tài)和性能回傳給VC 3 VC 4 通道使用者字節(jié) F2 F3 TU位置指示字節(jié) H4用來指示有效負荷的復幀類別和凈負荷位置 自動保護倒換字節(jié) K3 b1 b4 網絡操作者字節(jié) N1 備用比特 K3 b5 b8 51 2 低階通道開銷 VC 1 VC 2 由V5 J2 N2 K4組成 復幀的概念 為了適應不同容量的凈負荷在網中的傳送需要 SDH允許組成若干不同的復幀形式 例如 四個C 12基本幀組成一個500s的C 12復幀 C 12復幀加上低階通道開銷V5 J2 N2 K4字節(jié)便構成VC 12復幀 52 V5 J2 N2 K4 1 2 3 4 a C 12復幀結構 圖5 37 b VC 12復幀結構 1 2 3 4 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 2 9 4 1 9 4 1 9 4 1 9 4 1 53 V5字節(jié) 為VC 1 VC 2通道提供誤塊檢測 信號標記和通道狀態(tài)功能 通道蹤跡字節(jié)J2 用來重復發(fā)送低階通道接入點識別符 網絡操作者字節(jié)N2 提供低階通道的串接監(jiān)視功能 自動保護倒換字節(jié)K4 b1 b4 功能與高階通道G1 b5 b7 類似 增強型遠端缺陷指示K4 b5 b7 備用比特K4 b8 安排將來使用 54 2 映射過程 1 映射方式的分類 三種映射方法 異步映射 比特同步映射 字節(jié)同步映射 55 兩種工作模式浮動VC模式 鎖定TU模式 映射方式的比較 1 139 264Mbit s支路信號的映射采用異步映射 浮動模式 139 264Mbit s支路信號異步裝入C 4 56 我們可以把C 4比喻成一個集裝箱 其結構容量一定大于139 264Mbit s 只有這樣才能進行正碼速調整 C 4的子幀結構如下圖 57 58 C 4基幀的每行為一個子幀 每個子幀為一個速率調整單元 并分成20個13字節(jié)塊 每個13字節(jié)塊的第一個字節(jié)依次分別為 W X Y Y Y X Y Y Y X Y Y Y X Y Y Y X Y Z 59 X字節(jié)內含1個調整控制比特 C碼 5個固定塞入比特 R碼 和2個開銷比特 O碼 由于每行有5個X字節(jié) 因此每行有5比特C碼 Z字節(jié)內含6個信息比特 I碼 1個調整機會比特 S碼 和1個R碼 Y字節(jié)為固定塞入字節(jié) 含8個R碼 W字節(jié)為信息字節(jié) 含8個信息比特 每個13字節(jié)塊的后12個字節(jié)均為信息字節(jié)W 共96個I碼 60 C4子幀 C 4 9 241W 13Y 5X 1Z 260 字節(jié) 1934I S 5C 130R 10 2080 bit 一個C 4子幀總計有8 260 2080bit 其分配是 信息比特I 1934固定塞入比特R 130開銷比特O 10調整控制比特C 5調整機會比特S 1C碼主要用來控制相應的調整機會比特S 確定S應作為信息比特I還是調整比特 接收機對不予理睬 61 C 4裝入VC 4在C 4的9個子幀前分別插入VC 4的通道開銷字節(jié)J1 B3 C2 G1 F2 H4 F3 K3 N1 就構成了VC 4幀 J1B3C2G1F2H4F3K3N1 C 49 260 子幀 1 261 1 260 VC 49 261 139 264Mb s 140 760Mb s 150 336Mb s 圖5 39139 264Mb s信號映射圖解 62 3 2 048Mb s支路信號的映射可采用異步映射 也可采用比特同步映射或字節(jié)同步映射 首先將2 048Mb s的支路信號裝入四個基幀構成的C 12復幀 63 3 2 048Mbit s支路信號 H 12 的映射對于2 048Mbit s支路信號不論是異步映射還是同步映射 均采用復幀形式 首先將2 048Mbit s的支路信號裝入四個基幀組成的C 12復幀 C 12基幀的結構是9 4 2字節(jié) C 12復幀的字節(jié)數(shù)為4 9 4 2 其結構參見圖2 5 在C 12復幀中加上低階通道開銷 VC lPOH 字節(jié)V5 J2 N2 K4 便構成VC 12 復幀 64 V5字節(jié) 500 s R 32字節(jié) R R J2 C1C2OOOORR S2IIIIIII N2 32字節(jié) 31字節(jié) R K4 C1C2RRRRRS1 32字節(jié) 140字節(jié) C1C2OOOORR 65 當C1C1C1 000時 表示S1是信息比特 而C1C1C1 111時 表示S1是調整比特 C2按同樣的方式控制S2比特 三 定位定位是一種將幀偏移信息收進支路單元或管理單元的過程 66 由圖可見 VC 12由VC 1POH加上1023 32 3 8 31 8 7 個信息比特 I 6個調整控制比特 C1 C2 2個調整機會比特 S1 S2 8個開銷通信通路比特 O 以及49個固定塞入比特 R 組成 67 2套C1和C2比特可以分別控制2個調整機會比特S1 負調整機會 和S2 正調整機會 進行碼速調整 當C1C1C1 000時 表示S1是信息比特 而C1C1C1 111時 表示S1是調整比特 C2按同樣方式控制S2比特 68 2 指針的作用SDH中指針的作用可歸結為三條 1 當網絡處于同步工作方式時 指針用來進行同步信號間的相位校準 2 當網絡失去同步時 即處于準同步工作方式 指針用作頻率和相位校準 當網絡處于異步工作方式時 指針用作頻率跟蹤校準 3 指針還可以用來容納網絡中的頻率抖動和漂移 69 二 指針調整原理及指針調整過程下面以139 264Mbit s的PDH支路信號復用過程中在AU 4內的指針調整 34 368Mbit sPDH支路信號復用過程中在TU 3內的指針調整以及2 048Mbit s的支路信號復用過程中在TU 12內的指針調整為例說明指針調整原理及指針調整過程 70 1 VC 4在AU 4中的定位 AU 4指針調整 1 AU 4指針VC 4進入AU 4時應加上AU 4指針 即AU 4 VC 4 AU 4PIRAU 4PTR由位于AU 4幀第4行第1至9列的9個字節(jié)組成 具體為 AU 4PTR H1YYH2H3H3H3 71 VC 4在AU 4中的定位 指針調整 AU 4指針AU 4 VC 4 AU PTRAU 4PTR H1YYH21 1 H3H3H3用于指針的只有H1和H2字節(jié) 指針圖案如下 H1 H2 H3 D N N N N S S I D I I I I D D D 新數(shù)據(jù)標識 指針類型 比特指針值 負調整機會 正調整機會 72 指針調整原理為便于說明問題 將VC 4的所有字節(jié)安排在本幀的第 行到下幀的第三行 正調整 負調整 73 12345678910 270字節(jié) H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3 H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3 SOH SOH SOH 000 111 782782782 868686 12345678910111213141516bit N N N N S S I I I I I D D D D D 10bit指針值 圖2 17AU 4指針位置和偏移編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 74 VC 12在TU 12的定位TU 12 VC 12 TU 12PTR 1 TU 12指針TU 12復幀結構如圖 V1 V2字節(jié)表示指針值 V 字節(jié)做負調整用 隨后的字節(jié)作正調整用 V4作為保留字節(jié) 75 TU 12指針調整原理調整原理與AU 4基本相同 唯一的區(qū)別是AU 4有 個調整字節(jié) 而TU 12只有一個調整字節(jié) 76 字節(jié) 字節(jié) 字節(jié) 字節(jié) V2 V1 V3 V4 TU 12 125 V5 J2 N2 K4 250 375 500 字節(jié) 字節(jié) 字節(jié) 字節(jié) 圖5 43TU 12復幀結構 77 四 復用復用是一種使多個低階通道層的信號適配進高階通道 或者把多個高階通道層信號適配進復用層的過程 TU 12復用進TUG 2再復用進TUG 3 TUG 3復用進VC 4個 AU 4復用進AUG N個AUG復用進STM N 78 TU 12 TU 12 TU 12 TUG 2 1 2 3 7 1 2 3 4 7 5 6 123456789 86 圖2 21TU 12復用進TUG 2再復用進TUG 3 79 TUG 3 A TUG 3 B TUG 3 C 1 1 1 86 86 86 A A A A A B B B B C C C C 12345678910 261 POH 圖2 233個TUG 3復用進VC 4 80 POH 1 1 261 VC 4 浮動相位 AU 4 AUG 固定相位 261 1 261 圖2 24AU 4復用進AUG 81 1 2 N 12 N12 N AUG AUG AUG 1 1 1 9 9 9 1 1 1 261 261 261 12 N12 N STM N SOH SOH N 9 N 261 圖2 25將N個AUG復用進STM N 82 2 048Mb s信號的復用 定位 映射過程總結 映射 定位 復用 定位 復用 83 VC 12POH C 12 VC 12 TU 12 圖2 262 048Mb s支路信號映射 定位 復用過程 a TUG 2 TUG 3 2 048Mb s 2 176Mb s 2 240Mb s 2 304Mb s 6 912Mb s 49 536Mb s 3 7 84 TUG 3 TUG 3 3 VC 4 VC 4POH AU 4 AU 4PTR AUG SOH STM N 150 336Mb s 150 912Mb s 150 912Mb s N 155 520Mb s 圖2 262 048Mb s支路信號映射 定位 復用過程 b 85 第七節(jié)SDH傳送網一 傳送網的基本概念從信息傳遞的角度來分析 傳送網是完成信息傳送功能的手段 它是網絡邏輯功能的集合 所謂傳輸網是以信息信號通過具體物理媒質傳輸?shù)奈锢磉^程來描述 它是由具體設備組成的網絡 在SDH體制中使用傳送網的概念 86 關于通道 復用段 再生段的說明在SDH傳輸系統(tǒng)中 通道 復用段 再生段間的關系可參看圖 87 為了便于理解 將上述關于通道 復用段 再生段的劃分與相應的設備聯(lián)系起來 其示意如圖所示 88 二 SDH傳送網的物理拓撲 SDH基本網絡單元SDH是由一些基本的網絡單元構成的 目前實際應用的基本網絡單元有四種 即終端復用器 TM 分插復用器 ADM 再生中繼器 REG 和數(shù)字交叉連接設備 SDXC 89 1 終端復用器 TM 2 分插復器 ADM 再生中繼器 REG 數(shù)字交叉連接設備 DXC 90 終端復用器 TM 1 在發(fā)送端將各個PDH支路信號復用進STM N的幀結構中 在接收端進行分解 2 在發(fā)送端將若干個STM N信號復用為一個STM M M N 信號 在接收端將一個STM M信號分解成若干個STM N信號 3 光電 電光轉換 91 分插復用器 ADM 1 具有支路 群路 上 下支路 能力 2 具有群路 群路 直通 能力 3 可以具有數(shù)字交叉連接功能 即將DXC的功能融于ADM中 4 用于環(huán)形網中 92 終端復用器和分插復用器是SDH網中最為重要的網絡單元 由這兩個網絡單元組成的典型網絡應用有多種 如點到點傳輸 線形 樞紐網和環(huán)形網 如圖所示 p171 93 再生中繼器 REG 數(shù)字交叉連接設備 SDXC SDH網絡中的DXC設備稱為SDXC 它是一種具有一個或多個PDH或SDH信號端口并至少可以對任何端口速率與其它端口速率進行可控連接和再連接的設備 94 SDXC的配置類型通常用SDXCX Y來表示 其中X表示接入端口數(shù)據(jù)流的最高等級 Y表示參與交叉連接的最低級別 數(shù)字1 4分別表示PDH體系中的1 4次群信號 4也可表示SDH體系中的STM 1 數(shù)字5和6分別表示SDH體系中的STM 4和STM 16信號 95 目前實際應用的SDH設備主要有三種基本配置 類型 提供高階Vc的交叉連接 類型 提供低階Vc的交叉連接 類型 對2Mb s信號在64kb s速率等級上進行交叉連接 96 SDXC的功能 復用功能 將若干個2Mb s信號復用進155Mb s的信號中 業(yè)務匯集 將不同傳輸方向上傳送的業(yè)務填充入同一傳輸方向的通道中 最大限度的利用傳輸通道資源 業(yè)務輸導 將不同的業(yè)務加以分類 歸入不同的傳輸通道中 保護倒換 當網絡某通道發(fā)生故障后 迅速在全網范圍內尋找替代路由 恢復被中斷的業(yè)務 通道監(jiān)視 通過SDXC的高階通道開銷監(jiān)視功能 采用非介入方式對通道進行監(jiān)視 并進行故障定位 測試接入 通過SDXC的測試接入口 將測試儀表接入到被測通道上進行測試 廣播業(yè)務 可支持一些新的業(yè)務并以廣播的形式輸出 97 SDH傳送網的基本物理拓撲網絡的物理拓撲泛指網絡的形狀 即網絡節(jié)點和傳輸線路的幾何排列 它反映了物理上的連接 網絡的效能 可靠性和經濟性在很大程度上均與具體物理拓撲有關 98 SDH的網絡拓撲結構有5種 線型 星型 樹型 環(huán)型 網孔型 99 100 三 SDH的自愈網自愈網就是無需人為干預 網絡就能在極短時間內從失效的故障中自動恢復所攜帶的業(yè)務 使用戶感覺不到網絡已出了故障 實現(xiàn)自愈網的手段多種多樣 主要采用的是線路保護倒換 環(huán)形網保護 DXC保護及混合保護 101 線路保護倒換當出現(xiàn)故障時 由工作通道倒換到保護通道上 用戶業(yè)務得以繼續(xù)傳送 線路保護倒換方式 1 1方式 1 n方式 線路保護倒換的特點 業(yè)務恢復時間很快 小于50毫秒 若工作段和保護段屬于同纜復用 則會失去保護作用 102 環(huán)形網保護當把網絡節(jié)點連成一個環(huán)形時 可以進一步改善網絡的生存性和降低成本 這是SDH網絡的一種典型應用 環(huán)形網的節(jié)點一般采用ADM 或DXC 而利用ADM的分插能力和智能構成的自愈環(huán)是SDH的特色之一 自愈環(huán)的種類較多 也可以有不同的分類 按環(huán)中每個節(jié)點插入支路信號在環(huán)中流動的方向 分為單向環(huán)和雙向環(huán) 按保護倒換的層次來分 可分為通道倒換和復用段倒換環(huán) 按環(huán)中每一對節(jié)點間所采用光纖的最小數(shù)量來分 可分為二纖環(huán)和四纖環(huán) 103 下面是幾種常用的自愈環(huán) 二纖單向通道倒換環(huán) 二纖雙向通道倒換環(huán) 二纖單向復用段倒換環(huán) 四纖雙向復用段倒換環(huán) 二纖雙向復用段倒換環(huán) 104 A B C D P1 S1 P1 S1 CA AC AC CA 圖5 10二纖單向復用段倒換環(huán) a 105 A B C D P1 S1 P1 S1 CA AC AC CA 圖5 10二纖單向復用段倒換環(huán) b 倒換 106 S1 S2 P1 P2 P2 S2 P1 S1 A B C D AC CA AC CA 圖5 11四纖雙向復用段倒換環(huán) a 107 S1 S2 P1 P2 P2 S2 P1 S1 A B C D AC CA AC CA 圖5 11四纖雙向復用段倒換環(huán) b 倒換 108 A B C D CA AC AC CA 圖5 12二纖雙向復用段倒換環(huán) a S1 P2 S2 P1 S2 P1 S1 P2 109 A B C D CA AC AC CA 圖5 12二纖雙向復用段倒換環(huán) b S1 P2 S2 P1 S2 P1 S1 P2 倒換 110 S1 P1 P1 S1 AC CA AC CA 圖5 13二纖單向通道倒換環(huán) a 111 S1 P1 P1 S1 AC CA AC CA 圖5 13二纖單向通道倒換環(huán) b A B C D 112 S1 S2 AC CA AC CA 圖5 14二纖雙向通道倒換環(huán) a A B C D P2 P1 113 S1 S2 AC CA AC CA 圖5 14二纖雙向通道倒換環(huán) b A B C D P2 P1 114 3 DXC保護主要指利用DXC設備在網孔形網絡中進行保護的方式 12單位業(yè)務量 DXC DXC DXC DXC DXC DXC A B E C F D 6單位 2單位 4單位 圖5 59采用DXC為節(jié)點的保護 115 4 混合保護是采用環(huán)形網保護和DXC保護相結合 這樣可以取長補短 大大增加網絡的保護能力 DXC4 4 ADM ADM ADM ADM ADM ADM DXC4 1 長途網 局間中繼網 圖5 60混合保護結構 116 5 各種自愈網的比較線路保護倒換配置簡單 網絡管理簡單 恢復時間很短 缺點是成本較高 環(huán)形網結構具有很高的生存性 故障恢復時間短 具有良好的業(yè)務輸導能力 DXC保護具有很高的生存性 混和保護網的可靠性和生存性較高 117 四 SDH網絡結構SDH是一種傳送網 它為交換局間提供高速高質量的數(shù)字傳送能力 我國的SDH網絡結構分為四個層面 1 最高層面為長途一級干線網 2 第二層面為二級干線網 3 第三層面為中繼網 4 最低層面為用戶接入網 118 119 第一級干線 省會 城市間的長途通信 速率 STM 64 STM 16 匯接節(jié)點 DXC4 4設備網絡結構 網孔形結構 可靠性高第二級干線 省內的長途通信速率 STM 4 或STM 16 匯接節(jié)點 主要城市采用DXC4 4或DXC4 1設備網絡結構 網孔形 環(huán)形輔以少量線形結構 120 第三級干線 長途端局與市話之間以及市話局之間通信的中繼網 速率 STM 1或STM 4匯接節(jié)點 ADM或DXC4 1網絡結構 環(huán)形第四級網絡 最低層 用戶網或接入網 特點 業(yè)務量低速率 STM 1或STM 4 根據(jù)業(yè)務量需求而定 匯接節(jié)點 ADM或TM OLC 光纖用戶環(huán)路系統(tǒng) 接口 STM 1光 電接口 PDH體系的2Mbit s 34Mbit s和140Mbit s接口 普通電話用戶接口 小交換機接口 2B D或30B D接口以及城域網接口等 接入網要求 寬帶化 多樣化和智能化接入方式 光纖到路邊 FTTC 和光纖到戶 FTTM 121 我國SDH網絡結構的特點 1 具有4個相對獨立而又綜合一體的層面 2 簡化了網絡的規(guī)劃設計 3 適應現(xiàn)行的行政管理體制 4 各個層面可獨立實現(xiàn)最佳化 5 具有體制和規(guī)劃的統(tǒng)一性 完整性和先進性 122 五 SDH的網同步1 網同步的基本概念 1 網同步的概念所謂網同步是使網中所有的交換節(jié)點的時鐘和相位保持一致 以便使網內各交換節(jié)點的全部數(shù)字流實現(xiàn)正確有效的交換 123 2 網同步的必要性以如圖數(shù)字網為例 寫入速率大于讀出速率 將會造成存儲器溢出 致使輸入信息比特丟失 漏讀 寫入速率小于讀出速率 可能會造成某些比特被讀出兩次 即重復讀出 上述兩種情況都會造成幀錯位 使接收信息流出現(xiàn)滑動 124 數(shù)字交換網絡 DNS 寫入脈沖 讀出脈沖 時鐘 緩沖存儲器 A B C 交換局 交換局 交換局 圖6 1數(shù)字網示意圖 125 3 網同步的方式主從同步方式 在網內某一主交換局設置高精度高穩(wěn)定度的時鐘源 基準主時鐘 并以其為基準時鐘通過樹狀結構的時鐘分配網傳送到網內其他各交換局 各交換局采用鎖相技術將本局時鐘頻率和相位鎖定在基準主時鐘上 使全網各交換節(jié)點時鐘都與基準主時鐘同步 126 前ITU T將時鐘劃分為四級 一級時鐘 基準主時鐘 G 811來規(guī)范 二級時鐘 轉接局從時鐘 G 812來規(guī)范 三級時鐘 端局從時鐘 G 812來規(guī)范 四級時鐘 數(shù)字小交換機 遠端模塊或SDH網絡單元從時鐘 G 813來規(guī)范 127 4 時鐘類型和工作模式 1 時鐘類型 目前公用網中實際使用的時鐘類型主要分為下面三類 銫原子鐘特點 優(yōu)點 長期頻率穩(wěn)定度和精確度很高 其長期頻偏優(yōu)于 缺點 可靠性較差 平均無故障工作時間僅5 8年 短期穩(wěn)定度也不夠理想 要求 采用多重備用和自動切換技術 用途 作為基準主時鐘 128 石英晶體振蕩器特點 優(yōu)點 可靠性高 價格低 頻率穩(wěn)定度范圍很寬 采用高質量恒溫箱的石英晶振的老化率可達 天 缺點 長期頻率穩(wěn)定度不好應用 作為長途交換局和端局的從時鐘 129 銣原子鐘特點 性能和成本介于上述兩種時鐘之間 具有出色的短期穩(wěn)定度 且成本較低 其壽命大約10年 頻率可調范圍大于銫原子鐘 長期穩(wěn)定度低一個量級左右 應用 銣原子鐘適于作同步區(qū)的基準時鐘 130 主時鐘 從時鐘 從時鐘 從時鐘 從時鐘 從時鐘 從時鐘 從時鐘 從時鐘 從時鐘 從時鐘 圖6 3主從同步方式 131 4 從時鐘工作模式 正常工作模式 保持模式 自由運行模式 132 2 SDH網同步 1 SDH網同步結構 局間應用 局間同步時鐘分配采用樹型結構 使SDH網內所有節(jié)點都能同步 局內同步分配一般采用邏輯上的星型結構 所有網元都直接從本局內最高質量的時鐘 BITS 獲取 133 2 SDH網同步的工作方式 同步方式 網中的所有時鐘都能最終跟蹤到同一個網絡的基準主時鐘 偽同步方式 在網中有幾個都遵守G 811建議要求的基準主時鐘 他們有相同的標稱頻率 但實際頻率略有差別 134 準同步方式 同步網中有各個或多個時鐘的同步路徑或替代路徑出現(xiàn)故障時 失去所有外同步鏈路的節(jié)點時鐘 進入保持模式或自由運行模式工作 異步方式 網絡中出現(xiàn)很大的頻率偏差 當時鐘精度達不到ITU TG 81s所規(guī)定的數(shù)值時 SDH將不再維持業(yè)務而將發(fā)送AIS告警信號 135 根據(jù)我國標準GB12048 89 數(shù)字網內時鐘和同步設備的進網要求 數(shù)字同步網采用主從同步方式 按照時鐘的性能 我國的同步網劃分為以下四級 第一級 數(shù)字網中最高質量的時鐘 它是網內時鐘的唯一基準 采用銫原子時鐘組 136 第二級 具有保持功能的高穩(wěn)定時鐘 可以是受控銣鐘或高穩(wěn)定度晶體鐘 一級和二級長途交換中心 C1和C2 用A類時鐘 三級和四級長途交換中心 C3和C4 用B類時鐘 B類時鐘受A類時鐘控制 第三級 具有保持功能的高穩(wěn)定晶體時鐘 設在匯接局和端局 第四級 一般晶體時鐘 137 同步網內必須避免定時環(huán)路的發(fā)生 這是因為 a 定時信號發(fā)生環(huán)路后 環(huán)路內的時鐘就脫離了本段基準時鐘的同步控制 影響時鐘輸出信號的準確度 b 環(huán)內時鐘形成自反饋 造成頻率不穩(wěn) 138 小節(jié) 139 140 141 142 143 144