1、2020/8/10,SDH基本原理,光網(wǎng)絡技術(shù)服務部 熊枝滿 32711,Page 2,前言,基于SDH基本原理教材，開發(fā)此課程。 本課程旨在讓學員理解SDH設備的工作原理，是SDH的基礎(chǔ)課程,Page 3,課程目標,學習完此課程，您應能： 掌握SDH信號幀結(jié)構(gòu)以及各種開銷字節(jié)及相關(guān)告警的含義 掌握設備的邏輯組成 理解各種設備級保護和網(wǎng)絡級保護 理解復用和解復用的過程,Page 4,第1章 SDH概述 第2章 SDH信號幀結(jié)構(gòu)和復用步驟 第3章 開銷和指針 第4章 設備的邏輯功能塊構(gòu)成,內(nèi)容介紹,Page 5,SDH概述,內(nèi)容 SDH的定義 光傳送網(wǎng)絡的發(fā)展 SDH的工作方式 SDH的特點 目

2、標 掌握SDH體制的整體概念,Page 6,SDH的基本概念,SDH產(chǎn)生的社會背景,SDH的定義,SDH：Synchronous Digital Hierarchy 是一整套可進行同步數(shù)字傳輸、復用和交叉連接的標準化數(shù)字信號的等級結(jié)構(gòu)。,通信網(wǎng)傳輸、交換、處理大量信息，向數(shù)字化、綜合化、智能化、個人化發(fā)展。 作為通信網(wǎng)的承載體傳輸網(wǎng)要求： 寬帶化信息高速公路 規(guī)范化世界性統(tǒng)一的標準接口,Page 7,DWDM 開始建設,SDH逐步成為 傳輸主力設備,容量增加/業(yè)務多樣化,WDM規(guī)模建 設，全光網(wǎng)試驗,SDH標準完善， PDH仍為主力,PDH產(chǎn)品開始 規(guī)模使用,實用化 產(chǎn)品出現(xiàn),高錕提出 光傳輸

3、理論,1966,80年代,94年,99年,90年代初,98年,1976,Metro城域網(wǎng)興起、 OADM、OXC、ION 將會逐漸使用,2002年以后,PDH：準同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)； SDH：同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)； WDM：波分復用系統(tǒng)； OADM：光分插復用系統(tǒng)； OXC：光交叉連接系統(tǒng)； ION：智能光網(wǎng)絡,光傳送網(wǎng)絡的發(fā)展,Page 8,SDH的工作方式,信息包,STM-N,STM-N,信息包,PDH/FDDI/ATM/IP信號,PDH/FDDI/ATM/IP信號,打包,拆包,SDH網(wǎng)絡,復用,解復用,傳輸,傳輸,Page 9,接口方面,SDH的特點,光接口 STM-1是SDH的第一個等級，又

4、叫基本同步傳送模塊，比特率為155.520Mb/s 。 STM-N是SDH第N個等級的同步傳送模塊，比特率是STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，64，256)。 電接口 僅對電信號擾碼。光口信號碼型是加擾的NRZ碼，采用世界統(tǒng)一的標準擾碼。,Page 10,例如：STM-1STM-4。采用字節(jié)間插復用方式， 4xSTM-1STM-4。,SDH的特點,復用方式同步復用和靈活的映射結(jié)構(gòu) 低階SDH高階SDH。,Page 11,SDH的特點,PDHSDH通過指針定位預見低速信號在幀中位置，使收端可直接下低速信號。,Page 12,SDH的特點,OAM功能 用于OAM的開銷多 OAM功能強這也是

5、線路編碼不用加冗余碼的原因 兼容性決定成本 老體制設備是否還可發(fā)揮作用 對新體制能否接入,Page 13,本節(jié)我們主要學習了： SDH的定義 光傳送網(wǎng)絡的發(fā)展 SDH的工作方式 SDH的特點,小結(jié),Page 14,第1章 SDH概述 第2章 SDH信號幀結(jié)構(gòu)和復用步驟 第3章 開銷和指針 第4章 設備的邏輯功能塊構(gòu)成,內(nèi)容介紹,Page 15,幀結(jié)構(gòu)和復用步驟,內(nèi)容： STM-N的幀結(jié)構(gòu)和幀各部分的作用 PDH信號復用進STM-N幀的方式 140M復用進STM-N幀 34M復用進STM-N幀 2M復用進STM-N幀,Page 16,幀結(jié)構(gòu),Page 17,信息凈負荷(9行261列),STM-N

6、幀中放置各種業(yè)務信息的地方。 2M/34M/140M等PDH信號、ATM信號、IP信息包等打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信號承載，在SDH網(wǎng)上傳輸。若將STM-N信號幀比做一輛貨車，其凈負荷區(qū)即為該貨車的車廂。 在將低速信號打包裝箱時，在每一個信息包中加入通道開銷POH，以完成對每一個“貨物包”在“運輸”中的監(jiān)視。,Page 18,幀結(jié)構(gòu),Page 19,段開銷,段開銷完成對STM-N整體信號流進行監(jiān)控。即對STM-N“車廂”中所有“貨物包”進行整體上的性能監(jiān)控。 再生段開銷(RSOH)完成對STM-N整體信息結(jié)構(gòu)進行監(jiān)控 復用段開銷(MSOH)完成對STM-N中的復用段層信息結(jié)構(gòu)

7、進行監(jiān)控 RSOH、MSOH、POH組成SDH層層細化的監(jiān)控體制 二者區(qū)別：宏觀（RSOH）和微觀（MSOH）,Page 20,管理單元指針AU-PTR,定位低速信號在STM-N幀中(凈負荷)的位置，使低速信號在高速信號中的位置可預知。 發(fā)端在將信號包裝入STM-N凈負荷時，加入AU-PTR，指示信號包在凈負荷中的位置，即將裝入“車廂”的“貨物包”，賦予一個位置坐標值。 收端根據(jù)AU指針值，從STM-N幀凈負荷中直接拆分出所需的低速支路信號；即依據(jù)“貨物包”位置坐標，從“車廂”中直接所需要的那一個“貨包”。 由于“車廂”中的“貨物包”是以一定的規(guī)律擺放的字節(jié)間插復用方式；所以對貨物包的定位僅需

8、定位“車廂”中第一個“貨物包”即可。,Page 21,幀結(jié)構(gòu),Page 22,幀結(jié)構(gòu),若復用的低速信號速率較低，即打包后信息包太小，例：2M、34M。 需進行二級指針定位。先將小信息包打包成中信息包，通過支路單元指針TU-PTR定位其在中信息包中的位置。然后將若干中信息包打包成大信息包，通過AU-PTR指示相應中信息包的位置。,Page 23,幀結(jié)構(gòu),Page 24,復用步驟(復用方式、復用結(jié)構(gòu)),低階SDH高階SDH：同步字節(jié)間插復用方式 PDH信號STM-N：同步復用和靈活的映射 140MSTM-N 34MSTM-N 2MSTM-N 復用是依復用路線圖進行的，ITU-T規(guī)定的路線圖有多種，

9、但通常一個國家或地區(qū)僅使用一種。,Page 25,G.707新的SDH復用路徑圖,Page 26,中國的SDH基本復用映射結(jié)構(gòu),Page 27,140M復用步驟,C-4容器4；與140M相對應的標準信息結(jié)構(gòu)，完成速率適配功能。 VC-4虛容器4；與C-4相對應的標準信息結(jié)構(gòu)，完成對裝載的140M信號進行實時的性能監(jiān)控。,Page 28,140M復用步驟,AU-4管理單元4，與VC-4相對應的信息結(jié)構(gòu) 復用路線140MC-4VC-4AU-4STM-1，所以STM-1僅能復用進一路140M信號,Page 29,34M復用步驟,C-3容器3；與34M相對應的標準信息結(jié)構(gòu)，完成速率適配功能。 VC-3

10、虛容器3；與C-3相對應的標準信息結(jié)構(gòu)，完成對裝載的34M信號進行實時的性能監(jiān)控。,Page 30,34M復用步驟,TU-3支路單元3；與VC-3相對應的標準信息結(jié)構(gòu)，完成一級指針定位。 TUG-3支路單元組3；與TU-3相對應的標準信息結(jié)構(gòu)。 復用路線34MC-3VC-3TU-3TUG-3；3TUG-3VC-4STM-1；所以STM-1僅能復用進3路34M。,Page 31,2M復用步驟,C-12容器12；與2M相對應的標準信息結(jié)構(gòu)，完成2M信號速率適配，4個基幀組成一復幀。 VC-12虛容器12；與2M相對應的標準信息結(jié)構(gòu)，完成對某路2M信號實時監(jiān)控。 TU-12支路單元12；與VC-12

11、相對應的標準信息結(jié)構(gòu)，完成對VC-12的一級指針定位。,Page 32,2M復用步驟,TUG-2支路單元組2；TUG-3支路單元組3。 2MC-12VC-12TU-12；3TU-12TUG-2；7TUG-2TUG-3；3TUG-3VC-4STM-1。 STM-1可裝入373=63個2M信號。2M復用結(jié)構(gòu)是3-7-3結(jié)構(gòu)。,Page 33,復幀的概念,2M復用步驟,4個C-12基幀組成一個復幀。 基幀、復幀裝入的是同一路2M信號。 基幀裝入2M信號的125us時間段的信息；復幀裝入2M信號500us時間段的信息,Page 34,時隙編號：VC-12序號TUG-3編號+（TUG-2編號-1）3+（

12、TU-12編號-1）21 從第一個VC12的第一個TUG-2開始，在同一個TUG-2內(nèi)按字節(jié)間插的復用方式將相鄰的TUG-3業(yè)務順序編號的方式。 華為采用該方式，網(wǎng)管上稱為順序方式 線路編號：VC-12序號（TUG-3編號-1）21+（TUG-2編號-1）3+TU-12編號 從第一個TUG-3的第一個TUG-2開始，將同一個TUG-2內(nèi)的VC12業(yè)務順序編號的方式。網(wǎng)管上稱為間插方式。,時隙的兩種編號方式：,Page 35,時隙的兩種編號方式：,Page 36,本節(jié)我們主要學習了： STM-N的幀結(jié)構(gòu)和幀各部分的作用 PDH復用進STM-N幀的方式,小結(jié),Page 37,第1章 SDH概述 第

13、2章 SDH信號幀結(jié)構(gòu)和復用步驟 第3章 開銷和指針 第4章 設備的邏輯功能塊構(gòu)成,內(nèi)容介紹,Page 38,開銷和指針,SDH監(jiān)控的實現(xiàn)開銷 段開銷RSOH、MSOH 通道開銷HPOH、LPOH 指針 管理單元指針AU-PTR 支路單元指針TU-PTR,Page 39,開銷,RSOH、MSOH、HPOH、LPOH完成層層細化的監(jiān)控功能。,Page 40,開銷,Page 41,開銷,定幀字節(jié)：A1、A2 尋找連續(xù)信號流的幀頭 A1=f6H、A2=28H,Page 42,開銷,數(shù)字通信通路(DCC)字節(jié)：D1D12 網(wǎng)元網(wǎng)管之間、網(wǎng)元和網(wǎng)元之間OAM信息通路 D1D3用于再生段(DCCR)，帶寬

14、364kb/s D4D12用于復用段(DCCM)，帶寬964kb/s,Page 43,開銷,公務聯(lián)絡字節(jié)：E1、E2 光纖連通業(yè)務未通或業(yè)務已通時各站間的公務聯(lián)絡 分別提供1個64kb/s數(shù)字電話通路 E1用于再生段公務聯(lián)絡 E2用于復用段公務聯(lián)絡,再生段誤碼監(jiān)測B1字節(jié) 對再生段信號流進行監(jiān)控 方式為BIP8偶校驗 BIP8偶校驗工作機理： 以8bit為單位(一個字節(jié)為單位) 校驗相應bit列（bit塊） 使相應列1的個數(shù)為偶,Page 44,A1 00110011,A2 11001100,A3 10101010,A4 00001111,B 01011010,BIP-8,例：某信號一幀有4個

15、字節(jié)，對其進行BIP8偶校驗如圖：,開銷,B1字節(jié)工作機理 發(fā)端對對上一個已擾碼幀(1#STM-N)進行BIP8偶校驗，所得值放于本幀(2#STM-N)的B1字節(jié)處 收端對所收當前未解擾幀(1#STM-N)進行BIP8偶校驗，所得值B1與所收下一幀解擾后(2#STM-N)的B1字節(jié)相異或 異或的值為零則表示傳輸無誤碼塊，有多少個1則表示出現(xiàn)多少個誤碼塊 若收端檢測到B1誤碼塊，在收端RS-BBE性能事件中反映出來,Page 45,開銷,Page 46,開銷,復用段誤碼監(jiān)測B2字節(jié) 對復用段信號流進行監(jiān)控 方式為BIP24偶校驗 BIP24偶校驗工作機理： 以24bit為單位（3個字節(jié)為單位，S

16、TM-1幀有3個B2字節(jié)） 校驗相應bit列（bit塊） 使相應列1的個數(shù)為偶,Page 47,11001100,11001100,11001100,01011101,01011101,01011101,11110000,11110000,11110000,BIP24,01100001,01100001,01100001,例：某信號一幀有9個字節(jié)，對其進行BIP24偶校驗如圖：,開銷,B2字節(jié)工作機理 發(fā)端對上一個未擾碼幀除去RSOH外的所有字節(jié)進行BIP24偶校驗，所得值放于本幀的3個B2字節(jié)處 收端對所收當前已解擾幀且除去RSOH外的所有字節(jié)進行BIP24偶校驗，所得值B2與所收下一幀解擾

17、后的B2字節(jié)相異或 異或的值為零則表示傳輸可能無誤碼塊 異或的值不為零，則1的數(shù)目表示出現(xiàn)多少個誤碼塊 若收端檢測到B2誤碼塊，在收端MS-BBE性能事件中反映出來,Page 48,開銷,復用段遠端誤塊指示字節(jié)M1 對告信息，由信宿回傳到信源 告知發(fā)端：收端當前收到的B2檢測的誤塊數(shù)；并在發(fā)端上報MS-FEBBE性能事件 同時在發(fā)端有MS-REI（復用段遠端誤塊指示）告警事件上報,Page 49,開銷,自動保護倒換(APS)通路字節(jié)K1、K2 傳送自動保護倒換信令，使網(wǎng)絡具備自愈功能 用于復用段保護倒換情況 其中K2(b6b8)可以用于指示復用段告警 b6b8=111，表示收到復用段全1信號，

18、本端產(chǎn)生MS-AIS告警 b6b8=110，表示收到對告信息MS-RDI，表示對端收信號失效(R-LOS、R-LOF、MS-AIS等),Page 50,開銷,Page 51,注：字節(jié)間插復用時，各STM-1幀的 AU-PTR和PAYLOAD的所有字節(jié)原封不動間插，而段開銷有所不同。只有第一個STM-1的段開銷被保留，其余N-1個STM-1的段開銷中僅保留A1,A2,B2字節(jié),其余均略去。,段開銷S1,同步狀態(tài)字節(jié)S1（b5b8） 用于表示各時鐘源的時鐘質(zhì)量，并可用于時鐘源保護倒換 值越小，表示時鐘源質(zhì)量越高 RSOH、MSOH完成了段層的層層細化的監(jiān)控功能,Page 52,通道開銷,分類 低階

19、通道開銷VC-12 高階通道開銷VC-4,區(qū)別 宏觀和微觀 包容和被包容,Page 53,高階通道開銷,高階通道開銷 J1 通道蹤跡字節(jié) B3 通道BIP-8字節(jié) C2 信號標識字節(jié) G1 通道狀態(tài)字節(jié) F2、F3 通道使用者通路 H4 復幀位置指示器 K3(b1b4) 自動保護倒換(APS)通路 N1 網(wǎng)絡運營者字節(jié) K3(b5b8) 備用比特 VC3的開銷結(jié)構(gòu)和VC4開銷結(jié)構(gòu)相同,VC4,Page 54,高階通道開銷J1,通道蹤跡字節(jié)：J1 VC-4的首字節(jié)，即AU-PTR所指的字節(jié) 發(fā)端持續(xù)的發(fā)此字節(jié)高階通道接入點標識符，使收端能具此確認于指定發(fā)端處于持續(xù)連接狀態(tài)。 J1字節(jié)設置要求：收

20、發(fā)相匹配。即設備實際收的值=設備應收的值 華為公司SDH設備J1字節(jié)值默認為：HuaWei SBS 收端檢測到J1失配，相應通道（VC-4）產(chǎn)生HP-TIM告警.,Page 55,高階通道開銷B3,高階通道誤碼監(jiān)測字節(jié)：B3 監(jiān)測高階VC的誤碼性能 監(jiān)測方式BIP-8偶校驗 機理類似于B1、B2 本端監(jiān)測到相應VC通道B3誤塊，在相應通道的性能事件HP-BBE中反映出來,Page 56,高階通道開銷C2,信號標記字節(jié)：C2 指示VC幀的復接結(jié)構(gòu)和信息凈負荷的性質(zhì) 要求收發(fā)相匹配，失配則本端相應VC-4通道產(chǎn)生HP-SLM告警，并可能往下級信息結(jié)構(gòu)C-4下插全“1” C2=00H表示該VC-4未

21、裝載，本端產(chǎn)生HP-UNEQ告警，并可能往下級信息結(jié)構(gòu)C-4插全“1” 設置設備時要求：VC-4裝載2M設為TUG結(jié)構(gòu)，34M設為TUG結(jié)構(gòu)，140M設為140M結(jié)構(gòu)。,Page 57,高階通道開銷G1,通道狀態(tài)字節(jié)：G1 反映高階VC傳輸?shù)臓顟B(tài) 對告信息：信宿反饋給信源，以便使信源知道信宿當前的接收狀態(tài) b1b4：回傳由B3檢測的誤碼塊數(shù)。發(fā)端上報性能事件 HP-FEBBE及告警HP-REI b5：收端檢測到AU-AIS、J1和C2失配、VC-4未裝載，在相應VC-4通道上由b5回傳，在發(fā)端上報HP-RDI告警,Page 58,高階通道開銷H4,TU位置指示字節(jié)：H4 指示有效負荷的復幀類別

22、和凈負荷的位置 PDH復用進SDH時，H4字節(jié)僅對2M信號有意義。指示當前幀是復幀的第幾個基幀，以便收端據(jù)此找到TU-PTR，拆分出2M信號 H4的范圍00H03H 若收端收到的H4字節(jié)超出此范圍，或不是預期值，本端在相應通道產(chǎn)生HP-LOM(復幀丟失)告警，并在相應通道的下級信息結(jié)構(gòu)插全“1”,Page 59,低階通道開銷,Page 60,低階通道開銷V5,通道狀態(tài)和信號標記字節(jié)：V5(類似G1和C2字節(jié)) 復幀中的第一個字節(jié)，TU-PTR所指示的字節(jié) VC-12誤碼監(jiān)測、VC-12通道狀態(tài)對告、信號標記 b1b2：BIP2誤碼監(jiān)測LP-BBE b3：收端接收誤碼情況對告指示LP-REI b

23、4：遠端故障指示 LP-RFI b5b7：信號標記；若為000，本端相應通道產(chǎn)生LP-UNEQ告警 b8：本端接收到TU-AIS、LP-TIM、LP-SLM時，通過b8反饋給發(fā)端相應通道上LP-RDI告警信號,Page 61,指針,AU-PTR,TU-PTR,指針,分類 AU-PTR定位VC-4在AU-4中的位置 TU-PTR定位VC-12在TU-12中的位置 與定幀字節(jié)一起完成從高速信號STM-N中直接下低速信號,Page 62,管理單元指針AU-PTR,管理單元指針AU-PTR 主要由H1、H2、H3H3H3組成 指針值H1、H2后10bit 指針范圍0782 H3H3H3為調(diào)整單位3個字

24、節(jié) VC-4和AU-4無頻差相差，AU-PTR的值為522. 若收H1H2為全“1”，本端產(chǎn)生AU-AIS告警 若收指針值超出允許范圍，或連續(xù)收到8幀以上NDF，則本端在相應通道上產(chǎn)生AU-LOP告警，下插全“1” 指針調(diào)整間隔為3幀,Page 63,支路單元指針TU-PTR,支路單元指針TU-PTR V1、V2、V3、V4 4個字節(jié) 指針值V1、V2后10bit 指針范圍0139 V3為調(diào)整單位1字節(jié) 若收V1、V2為全“1”，本端產(chǎn)生TU-AIS告警 若收指針值超出允許范圍，或連續(xù)收到8幀以上NDF，則本端在相應通道上產(chǎn)生TU-LOP告警，下插全“1” VC-12和TU-12無頻差,V5字

25、節(jié)的位置是70。,Page 64,本節(jié)我們主要學習了： SDH監(jiān)控的實現(xiàn)開銷 段開銷RSOH、MSOH 通道開銷HPOH、LPOH 指針 管理單元指針AU-PTR 支路單元指針TU-PTR,小結(jié),Page 65,第1章 SDH概述 第2章 SDH信號幀結(jié)構(gòu)和復用步驟 第3章 開銷和指針 第4章 設備的邏輯功能塊構(gòu)成,內(nèi)容介紹,Page 66,TM,W,STM-N,STM-M,140Mb/s,2Mb/s,34Mb/s,注MN,終端復用器TM,終端復用器TM 雙端口器件，用于端點站。群路端口默認為w 交叉復用功能 作用TULU,Page 67,STM-M,注：MN,w,e,2Mb/s,34Mb/s

26、,140Mb/s,ADM,STM-N,STM-N,插/分復用器ADM,插/分復用器ADM 三端口器件，用于節(jié)點站。群路端口默認為：左w、右e 交叉復用功能 作用LU(w)TULU(e)、LU(w)LU(e) 最常用網(wǎng)元，可等效其他網(wǎng)元,Page 68,再生中繼器REG,再生中繼器REG（電） 雙端口器件，用于節(jié)點站。群路端口默認為：左w、右e 不需交叉復用功能 功能：O/E、抽樣、判決、再生整形、E/O；使線路噪聲不積累,Page 69,數(shù)字交叉連接設備DXC,數(shù)字交叉連接設備DXC 多端口器件，用于重要節(jié)點站，提供強大的交叉能力。 以m/n表征其特點,Page 70,邏輯功能塊,產(chǎn)生背景 S

27、DH設備統(tǒng)一的接口 不同廠家的實現(xiàn)的方式千差萬別 ITU-T規(guī)定統(tǒng)一的基本功能塊標準 講述方式 以整個系統(tǒng)的角度講述 重點講述各個功能塊的告警、性能監(jiān)測機理,Page 71,STM,A,B,C,D,E,F,F,F,G,G,H,H,I,N,P,G.703,G.703,140Mb/s,2Mb/s,34Mb/s,注：以2Mb/s為例,SPI,RST,TTF,MSP,MST,MSA,HPC,PPI,PPI,LPA,LPA,HPT,HPT,LPT,LPC,HPA,OHA,OHA接口,SEMF,MCF,Q接口,F接口,D4D12,D1D3,外同步,HOA,HOI,LOI,w,L,J,K,M,SETS,SE

28、TPI,TM設備的典型功能塊的組成,Page 72,同步設備物理接口功能塊SPI,Page 73,再生段終端功能塊RST,Page 74,再生段終端功能塊RST,Page 75,A、B、C點信號幀結(jié)構(gòu),再生段終端功能塊RST,Page 76,復用段終端功能塊MST,Page 77,復用段終端功能塊MST,Page 78,D點信號幀結(jié)構(gòu),再生段和復用段的區(qū)別,復用段終端功能塊MST,Page 79,復用段保護功能塊MSP,MSP:復用段保護功能塊 進行復用段保護倒換 啟動條件：R-LOS、R-LOF、MS-AIS 不倒換時，信號透明傳輸 1+1、1：1、1：n,Page 80,復用段適配功能塊MS