數(shù)字通信原理第六章(新).ppt

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1 第6章數(shù)字信號復(fù)接 6 1準(zhǔn)同步數(shù)字體系 PDH 6 1 1數(shù)字復(fù)接的基本概念1 準(zhǔn)同步數(shù)字體系 PDH 根據(jù)不同的需要和不同的傳輸介質(zhì)的傳輸能力 要有不同的話路數(shù)和不同速率復(fù)接 形成一個系列 由低到高逐級復(fù)接 這就是數(shù)字復(fù)接 國際上有兩大系列的準(zhǔn)同步數(shù)字體系 表6 1數(shù)字復(fù)接的優(yōu)點 2 2 PCM復(fù)用和數(shù)字復(fù)接 1 PCM復(fù)用直接將多路信號編碼復(fù)用 既將多路模擬話音信號按125微秒的周期分別進(jìn)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(fù)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(dá)到數(shù)字復(fù)接的目的 首先將各低次群的脈沖縮窄 以便留出空隙進(jìn)行復(fù)接 然后低次群 2 進(jìn)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(fù)接的實現(xiàn)數(shù)字復(fù)接的實現(xiàn)方式有兩種 按位復(fù)接和按字復(fù)接 1 按位復(fù)接 每次復(fù)接各低次群的一位碼形成高次群 2 按字復(fù)接 每次復(fù)接各低次群的一個碼字 7 8 4 數(shù)字復(fù)接的同步數(shù)字復(fù)接要解決的兩個問題 同步和復(fù)接 5 數(shù)字復(fù)接的方法及系統(tǒng)構(gòu)成 1 數(shù)字復(fù)接的方法分為同步復(fù)接和異步復(fù)接 2 數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)的構(gòu)成 圖6 4 9 10 6 1 2同步復(fù)接與異步復(fù)接1 同步復(fù)接 1 碼速變換與恢復(fù) 2 同步復(fù)接系統(tǒng)的構(gòu)成 3 同步復(fù)接二次群幀結(jié)構(gòu) 11 2 異步復(fù)接 1 碼速調(diào)整與恢復(fù)碼速調(diào)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(diào)整成2112kb s 接收端進(jìn)行碼速恢復(fù) 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(fù)接二次群的幀結(jié)構(gòu) 圖6 9 3 異步復(fù)接系統(tǒng)的構(gòu)成 4 復(fù)接抖動的產(chǎn)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 15 6 1 5PDH弱點只有地區(qū)性數(shù)字信號速率和幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)而不存在世界性標(biāo)準(zhǔn) 沒有世界性的光接口規(guī)范異步復(fù)用缺乏靈活性按位復(fù)接不利于以字節(jié)為單位的現(xiàn)代信息交換網(wǎng)絡(luò)管理能力較差數(shù)字通道設(shè)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(wǎng)是由一些SDH的網(wǎng)絡(luò)單元組成的 在光纖上進(jìn)行同步信息傳輸 復(fù)用 分插和交叉連接的網(wǎng)絡(luò) 19 包括以下幾點 1 SDH網(wǎng)有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口 從而簡化了信號的互通及信號的傳輸 復(fù)用 交叉連接的過程 2 具有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級 稱為同步傳遞模塊 并具有一種塊狀的幀結(jié)構(gòu) 3 具有一套特殊的復(fù)用結(jié)構(gòu) 具有兼容性和廣泛的適應(yīng)性 20 4 采用軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置 適應(yīng)不斷發(fā)展的需要 5 具有標(biāo)準(zhǔn)的光接口 允許不同廠家的設(shè)備在光路互通 6 基本網(wǎng)絡(luò)單元有終端復(fù)用器 分插復(fù)用器 再生中繼器和數(shù)字交叉連接設(shè)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(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn) b 采用同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用結(jié)構(gòu) 凈負(fù)荷與網(wǎng)絡(luò)是同步的 c SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特 因而使網(wǎng)絡(luò)運行 管理 維護(hù)能力大大增強 d 將標(biāo)準(zhǔn)的光接口綜合進(jìn)各種不同的網(wǎng)絡(luò)單元 減少了將傳輸和復(fù)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(wǎng)絡(luò)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(wù) f SDH的信號結(jié)構(gòu)的設(shè)計考慮了網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換的最佳性 最核心的三條 同步復(fù)用 標(biāo)準(zhǔn)光接口和強大的網(wǎng)絡(luò)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(fù)用 字節(jié)間插的結(jié)果 6 2 3SDH的基本網(wǎng)絡(luò)單元終端復(fù)用器 分插復(fù)用器 再生中繼器和數(shù)字交叉連接設(shè)備 24 終端復(fù)用器和分插復(fù)用器 電源 電源 公務(wù) 公務(wù) 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(fù)用器 圖5 23STM 1分插復(fù)用器 STM 1終端復(fù)用器 STM 1分插復(fù)用器 155Mb s 155Mb s 155Mb s 25 圖6 226 2 4SDH的幀結(jié)構(gòu)1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口2 SDH的幀結(jié)構(gòu)采用以字節(jié)為單位的矩形塊狀的幀結(jié)構(gòu) 270 N 9 由三部分組成 段開銷 凈負(fù)荷 管理單元指針 26 9 270 N字節(jié) SOH SOH AU PTR STM N凈負(fù)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(jié)構(gòu) 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(hù)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(fù)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(biāo)矢量S a b c 來表示 字節(jié)的行列坐標(biāo) 行數(shù) 列數(shù) 與三坐標(biāo)矢量S a b c 的關(guān)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(fù)發(fā)送 段接入點識別符 以便接收機(jī)能據(jù)此確認(rèn)其是否與指定的發(fā)射機(jī)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(gòu)成SDH管理網(wǎng)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(fù)用段交流OAM信息 d 公務(wù)字節(jié)E1和E2用來提供公務(wù)聯(lián)絡(luò)語聲通路 32 e 使用者通路F1保留給使用者 網(wǎng)絡(luò)提供者 專用 主要為特定維護(hù)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(hù)倒換通路 APS 字節(jié)K1和K2 b1 b5 兩個字節(jié)用作自動保護(hù)倒換 APS 信令 i 復(fù)用段遠(yuǎn)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(fù)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(fù)用段遠(yuǎn)端差錯指使 MS REI M1該字節(jié)用作復(fù)用段差錯指示 l 與傳輸媒質(zhì)有關(guān)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(fù)用與映射方法1 SDH的一般復(fù)用結(jié)構(gòu)是由一些基本復(fù)用單元組成的有若干中間復(fù)用步驟的復(fù)用結(jié)構(gòu) 各種業(yè)務(wù)信號復(fù)用進(jìn)STM N幀的過程都要經(jīng)歷映射 定位和復(fù)用三個步驟 36 C 4 AU 3 STM N VC 3 139 264Mbit s 37 2 復(fù)用單元SDH基本的復(fù)用單元包括標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)容器 C 是一種用來裝載各種速率的業(yè)務(wù)信號的信息結(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu) 它由容器輸出的信息凈負(fù)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(wǎng)絡(luò)同步的 因此不同的VC是互同步的 39 而VC內(nèi)部卻允許裝載來自不同容器的異步凈負(fù)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(jié)構(gòu) 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(fù)用段層之間適配的信息結(jié)構(gòu) AU n VC n AU nPTR 40 我國的SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu)規(guī)范可有三個PDH支路信號輸入口 3 復(fù)用過程4 我國的SDH復(fù)用結(jié)構(gòu) 41 三 我國的SDH復(fù)用結(jié)構(gòu) 139 264Mbit s 34 368Mbit s 2 048Mbit s 42 由圖可見 我國的SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu)規(guī)范可有三個PDH支路信號輸入口 一個139 264Mit s可被復(fù)用成一個STM 1 155 520Mbit s 63個2 048Mbit s可被復(fù)用成一個STM 1 3個34 368Mbit s也能復(fù)用成一個STM 1 43 為了對SDH的復(fù)用映射過程有一個較全面的認(rèn)識 也為后面具體介紹映射 定位 復(fù)用作個鋪墊 現(xiàn)以139 264Mbit s支路信號復(fù)用映射成STM N幀為例詳細(xì)說明整個復(fù)用映射過程 1 首先將標(biāo)稱速率為139 264Mbit s的支路信號裝進(jìn)C 4 經(jīng)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(dāng)于576kbit s 后 便構(gòu)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(jìn)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(hù)信號和告警狀態(tài)指示 1 高階通道開銷 HPOH 位于幀結(jié)構(gòu)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(fù)發(fā)送多階通道接入點識別符 這樣 通道接收端可以確認(rèn)它與預(yù)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(biāo)記字節(jié) C2 用來指示VC幀的復(fù)接結(jié)構(gòu)和信息凈負(fù)荷的性質(zhì) 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(fù)荷的復(fù)幀類別和凈負(fù)荷位置 自動保護(hù)倒換字節(jié) K3 b1 b4 網(wǎng)絡(luò)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(fù)幀的概念 為了適應(yīng)不同容量的凈負(fù)荷在網(wǎng)中的傳送需要 SDH允許組成若干不同的復(fù)幀形式 例如 四個C 12基本幀組成一個500s的C 12復(fù)幀 C 12復(fù)幀加上低階通道開銷V5 J2 N2 K4字節(jié)便構(gòu)成VC 12復(fù)幀 52 V5 J2 N2 K4 1 2 3 4 a C 12復(fù)幀結(jié)構(gòu) 圖5 37 b VC 12復(fù)幀結(jié)構(gòu) 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(biāo)記和通道狀態(tài)功能 通道蹤跡字節(jié)J2 用來重復(fù)發(fā)送低階通道接入點識別符 網(wǎng)絡(luò)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(hù)倒換字節(jié)K4 b1 b4 功能與高階通道G1 b5 b7 類似 增強型遠(yuǎn)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(jié)構(gòu)容量一定大于139 264Mbit s 只有這樣才能進(jìn)行正碼速調(diào)整 C 4的子幀結(jié)構(gòu)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(diào)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(nèi)含1個調(diào)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(nèi)含6個信息比特 I碼 1個調(diào)整機(jī)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(diào)整控制比特C 5調(diào)整機(jī)會比特S 1C碼主要用來控制相應(yīng)的調(diào)整機(jī)會比特S 確定S應(yīng)作為信息比特I還是調(diào)整比特 接收機(jī)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(gòu)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(gòu)成的C 12復(fù)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(fù)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(fù)幀 C 12基幀的結(jié)構(gòu)是9 4 2字節(jié) C 12復(fù)幀的字節(jié)數(shù)為4 9 4 2 其結(jié)構(gòu)參見圖2 5 在C 12復(fù)幀中加上低階通道開銷 VC lPOH 字節(jié)V5 J2 N2 K4 便構(gòu)成VC 12 復(fù)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(dāng)C1C1C1 000時 表示S1是信息比特 而C1C1C1 111時 表示S1是調(diào)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(jìn)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(diào)整控制比特 C1 C2 2個調(diào)整機(jī)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(diào)整機(jī)會比特S1 負(fù)調(diào)整機(jī)會 和S2 正調(diào)整機(jī)會 進(jìn)行碼速調(diào)整 當(dāng)C1C1C1 000時 表示S1是信息比特 而C1C1C1 111時 表示S1是調(diào)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(jié)為三條 1 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于同步工作方式時 指針用來進(jìn)行同步信號間的相位校準(zhǔn) 2 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)失去同步時 即處于準(zhǔn)同步工作方式 指針用作頻率和相位校準(zhǔn) 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于異步工作方式時 指針用作頻率跟蹤校準(zhǔn) 3 指針還可以用來容納網(wǎng)絡(luò)中的頻率抖動和漂移 69 二 指針調(diào)整原理及指針調(diào)整過程下面以139 264Mbit s的PDH支路信號復(fù)用過程中在AU 4內(nèi)的指針調(diào)整 34 368Mbit sPDH支路信號復(fù)用過程中在TU 3內(nèi)的指針調(diào)整以及2 048Mbit s的支路信號復(fù)用過程中在TU 12內(nèi)的指針調(diào)整為例說明指針調(diào)整原理及指針調(diào)整過程 70 1 VC 4在AU 4中的定位 AU 4指針調(diào)整 1 AU 4指針VC 4進(jìn)入AU 4時應(yīng)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(diào)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(biāo)識 指針類型 比特指針值 負(fù)調(diào)整機(jī)會 正調(diào)整機(jī)會 72 指針調(diào)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(diào)整 負(fù)調(diào)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(fù)幀結(jié)構(gòu)如圖 V1 V2字節(jié)表示指針值 V 字節(jié)做負(fù)調(diào)整用 隨后的字節(jié)作正調(diào)整用 V4作為保留字節(jié) 75 TU 12指針調(diào)整原理調(diào)整原理與AU 4基本相同 唯一的區(qū)別是AU 4有 個調(diào)整字節(jié) 而TU 12只有一個調(diào)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(fù)幀結(jié)構(gòu) 77 四 復(fù)用復(fù)用是一種使多個低階通道層的信號適配進(jìn)高階通道 或者把多個高階通道層信號適配進(jìn)復(fù)用層的過程 TU 12復(fù)用進(jìn)TUG 2再復(fù)用進(jìn)TUG 3 TUG 3復(fù)用進(jìn)VC 4個 AU 4復(fù)用進(jìn)AUG N個AUG復(fù)用進(jìn)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(fù)用進(jìn)TUG 2再復(fù)用進(jìn)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(fù)用進(jìn)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(fù)用進(jìn)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(fù)用進(jìn)STM N 82 2 048Mb s信號的復(fù)用 定位 映射過程總結(jié) 映射 定位 復(fù)用 定位 復(fù)用 83 VC 12POH C 12 VC 12 TU 12 圖2 262 048Mb s支路信號映射 定位 復(fù)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(fù)用過程 b 85 第七節(jié)SDH傳送網(wǎng)一 傳送網(wǎng)的基本概念從信息傳遞的角度來分析 傳送網(wǎng)是完成信息傳送功能的手段 它是網(wǎng)絡(luò)邏輯功能的集合 所謂傳輸網(wǎng)是以信息信號通過具體物理媒質(zhì)傳輸?shù)奈锢磉^程來描述 它是由具體設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò) 在SDH體制中使用傳送網(wǎng)的概念 86 關(guān)于通道 復(fù)用段 再生段的說明在SDH傳輸系統(tǒng)中 通道 復(fù)用段 再生段間的關(guān)系可參看圖 87 為了便于理解 將上述關(guān)于通道 復(fù)用段 再生段的劃分與相應(yīng)的設(shè)備聯(lián)系起來 其示意如圖所示 88 二 SDH傳送網(wǎng)的物理拓?fù)?SDH基本網(wǎng)絡(luò)單元SDH是由一些基本的網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成的 目前實際應(yīng)用的基本網(wǎng)絡(luò)單元有四種 即終端復(fù)用器 TM 分插復(fù)用器 ADM 再生中繼器 REG 和數(shù)字交叉連接設(shè)備 SDXC 89 1 終端復(fù)用器 TM 2 分插復(fù)器 ADM 再生中繼器 REG 數(shù)字交叉連接設(shè)備 DXC 90 終端復(fù)用器 TM 1 在發(fā)送端將各個PDH支路信號復(fù)用進(jìn)STM N的幀結(jié)構(gòu)中 在接收端進(jìn)行分解 2 在發(fā)送端將若干個STM N信號復(fù)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(zhuǎn)換 91 分插復(fù)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(wǎng)中 92 終端復(fù)用器和分插復(fù)用器是SDH網(wǎng)中最為重要的網(wǎng)絡(luò)單元 由這兩個網(wǎng)絡(luò)單元組成的典型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有多種 如點到點傳輸 線形 樞紐網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng) 如圖所示 p171 93 再生中繼器 REG 數(shù)字交叉連接設(shè)備 SDXC SDH網(wǎng)絡(luò)中的DXC設(shè)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(jìn)行可控連接和再連接的設(shè)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(yīng)用的SDH設(shè)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(jìn)行交叉連接 96 SDXC的功能 復(fù)用功能 將若干個2Mb s信號復(fù)用進(jìn)155Mb s的信號中 業(yè)務(wù)匯集 將不同傳輸方向上傳送的業(yè)務(wù)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(wù)輸導(dǎo) 將不同的業(yè)務(wù)加以分類 歸入不同的傳輸通道中 保護(hù)倒換 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)某通道發(fā)生故障后 迅速在全網(wǎng)范圍內(nèi)尋找替代路由 恢復(fù)被中斷的業(yè)務(wù) 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(jìn)行監(jiān)視 并進(jìn)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(jìn)行測試 廣播業(yè)務(wù) 可支持一些新的業(yè)務(wù)并以廣播的形式輸出 97 SDH傳送網(wǎng)的基本物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浞褐妇W(wǎng)絡(luò)的形狀 即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和傳輸線路的幾何排列 它反映了物理上的連接 網(wǎng)絡(luò)的效能 可靠性和經(jīng)濟(jì)性在很大程度上均與具體物理拓?fù)溆嘘P(guān) 98 SDH的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有5種 線型 星型 樹型 環(huán)型 網(wǎng)孔型 99 100 三 SDH的自愈網(wǎng)自愈網(wǎng)就是無需人為干預(yù) 網(wǎng)絡(luò)就能在極短時間內(nèi)從失效的故障中自動恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù) 使用戶感覺不到網(wǎng)絡(luò)已出了故障 實現(xiàn)自愈網(wǎng)的手段多種多樣 主要采用的是線路保護(hù)倒換 環(huán)形網(wǎng)保護(hù) DXC保護(hù)及混合保護(hù) 101 線路保護(hù)倒換當(dāng)出現(xiàn)故障時 由工作通道倒換到保護(hù)通道上 用戶業(yè)務(wù)得以繼續(xù)傳送 線路保護(hù)倒換方式 1 1方式 1 n方式 線路保護(hù)倒換的特點 業(yè)務(wù)恢復(fù)時間很快 小于50毫秒 若工作段和保護(hù)段屬于同纜復(fù)用 則會失去保護(hù)作用 102 環(huán)形網(wǎng)保護(hù)當(dāng)把網(wǎng)絡(luò)節(jié)點連成一個環(huán)形時 可以進(jìn)一步改善網(wǎng)絡(luò)的生存性和降低成本 這是SDH網(wǎng)絡(luò)的一種典型應(yīng)用 環(huán)形網(wǎng)的節(jié)點一般采用ADM 或DXC 而利用ADM的分插能力和智能構(gòu)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(hù)倒換的層次來分 可分為通道倒換和復(fù)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(fù)用段倒換環(huán) 四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán) 二纖雙向復(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(hù)主要指利用DXC設(shè)備在網(wǎng)孔形網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行保護(hù)的方式 12單位業(yè)務(wù)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(hù) 115 4 混合保護(hù)是采用環(huán)形網(wǎng)保護(hù)和DXC保護(hù)相結(jié)合 這樣可以取長補短 大大增加網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)能力 DXC4 4 ADM ADM ADM ADM ADM ADM DXC4 1 長途網(wǎng) 局間中繼網(wǎng) 圖5 60混合保護(hù)結(jié)構(gòu) 116 5 各種自愈網(wǎng)的比較線路保護(hù)倒換配置簡單 網(wǎng)絡(luò)管理簡單 恢復(fù)時間很短 缺點是成本較高 環(huán)形網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有很高的生存性 故障恢復(fù)時間短 具有良好的業(yè)務(wù)輸導(dǎo)能力 DXC保護(hù)具有很高的生存性 混和保護(hù)網(wǎng)的可靠性和生存性較高 117 四 SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)SDH是一種傳送網(wǎng) 它為交換局間提供高速高質(zhì)量的數(shù)字傳送能力 我國的SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為四個層面 1 最高層面為長途一級干線網(wǎng) 2 第二層面為二級干線網(wǎng) 3 第三層面為中繼網(wǎng) 4 最低層面為用戶接入網(wǎng) 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(shè)備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)孔形結(jié)構(gòu) 可靠性高第二級干線 省內(nèi)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(shè)備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)孔形 環(huán)形輔以少量線形結(jié)構(gòu) 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(wǎng) 速率 STM 1或STM 4匯接節(jié)點 ADM或DXC4 1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 環(huán)形第四級網(wǎng)絡(luò) 最低層 用戶網(wǎng)或接入網(wǎng) 特點 業(yè)務(wù)量低速率 STM 1或STM 4 根據(jù)業(yè)務(wù)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(jī)接口 2B D或30B D接口以及城域網(wǎng)接口等 接入網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計 3 適應(yīng)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(jìn)性 122 五 SDH的網(wǎng)同步1 網(wǎng)同步的基本概念 1 網(wǎng)同步的概念所謂網(wǎng)同步是使網(wǎng)中所有的交換節(jié)點的時鐘和相位保持一致 以便使網(wǎng)內(nèi)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(wǎng)同步的必要性以如圖數(shù)字網(wǎng)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(fù)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(wǎng)絡(luò) 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(wǎng)示意圖 125 3 網(wǎng)同步的方式主從同步方式 在網(wǎng)內(nèi)某一主交換局設(shè)置高精度高穩(wěn)定度的時鐘源 基準(zhǔn)主時鐘 并以其為基準(zhǔn)時鐘通過樹狀結(jié)構(gòu)的時鐘分配網(wǎng)傳送到網(wǎng)內(nèi)其他各交換局 各交換局采用鎖相技術(shù)將本局時鐘頻率和相位鎖定在基準(zhǔn)主時鐘上 使全網(wǎng)各交換節(jié)點時鐘都與基準(zhǔn)主時鐘同步 126 前ITU T將時鐘劃分為四級 一級時鐘 基準(zhǔn)主時鐘 G 811來規(guī)范 二級時鐘 轉(zhuǎn)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(jī) 遠(yuǎn)端模塊或SDH網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)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(shù) 用途 作為基準(zhǔn)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(zhì)量恒溫箱的石英晶振的老化率可達(dá) 天 缺點 長期頻率穩(wěn)定度不好應(yīng)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(diào)范圍大于銫原子鐘 長期穩(wěn)定度低一個量級左右 應(yīng)用 銣原子鐘適于作同步區(qū)的基準(zhǔn)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(wǎng)同步 1 SDH網(wǎng)同步結(jié)構(gòu) 局間應(yīng)用 局間同步時鐘分配采用樹型結(jié)構(gòu) 使SDH網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點都能同步 局內(nèi)同步分配一般采用邏輯上的星型結(jié)構(gòu) 所有網(wǎng)元都直接從本局內(nèi)最高質(zhì)量的時鐘 BITS 獲取 133 2 SDH網(wǎng)同步的工作方式 同步方式 網(wǎng)中的所有時鐘都能最終跟蹤到同一個網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)主時鐘 偽同步方式 在網(wǎng)中有幾個都遵守G 811建議要求的基準(zhǔn)主時鐘 他們有相同的標(biāo)稱頻率 但實際頻率略有差別 134 準(zhǔn)同步方式 同步網(wǎng)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(jìn)入保持模式或自由運行模式工作 異步方式 網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)很大的頻率偏差 當(dāng)時鐘精度達(dá)不到ITU TG 81s所規(guī)定的數(shù)值時 SDH將不再維持業(yè)務(wù)而將發(fā)送AIS告警信號 135 根據(jù)我國標(biāo)準(zhǔn)GB12048 89 數(shù)字網(wǎng)內(nèi)時鐘和同步設(shè)備的進(jìn)網(wǎng)要求 數(shù)字同步網(wǎng)采用主從同步方式 按照時鐘的性能 我國的同步網(wǎng)劃分為以下四級 第一級 數(shù)字網(wǎng)中最高質(zhì)量的時鐘 它是網(wǎng)內(nèi)時鐘的唯一基準(zhǔn) 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(shè)在匯接局和端局 第四級 一般晶體時鐘 137 同步網(wǎng)內(nèi)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(nèi)的時鐘就脫離了本段基準(zhǔn)時鐘的同步控制 影響時鐘輸出信號的準(zhǔn)確度 b 環(huán)內(nèi)時鐘形成自反饋 造成頻率不穩(wěn) 138 小節(jié) 139 140 141 142 143 144