传输系统培训SDH原理.ppt

S D H 原 理 培 训1、SDH信号的帧结构信号的帧结构2、SDH开销及告警信号流开销及告警信号流3、SDH信号复用信号复用4、SDH网元类型网元类型5、自愈原理、自愈原理6、SDH网络拓扑及组网应用网络拓扑及组网应用7、SDH时钟同步时钟同步8、SDH传输性能传输性能SDH信号的帧结构帧结构中各部分功能介绍STM-N帧结构由三部分组成：段开销、管理指针和信息净负荷。其中段开销包括：再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH)信息净负荷：STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方，在信息净负荷中还包括通道开销（POH）。RSOH：对整个STM-N信号再生段层的传输性能进行监控，提供相应的开销字节供网络运行、管理和维护。MSOH：对整个STM-N信号复用段层的传输性能进行监控，提供相应的开销字节供网络运行、管理和维护。POH：对整个STM-N信号的低速通道层的传输性能进行监控，提供相应的开销字节供网络运行、管理和维护。管理指针（AU-PTR）：用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置，以便收端能根据这个位置指示符的值（指针值）正确分离信息净负荷。SDH信号的传送 遵循比特的传输方式，帧结构中的字节从左到右，从上到下一个字节一个字节（一个比特一个比特）的传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。ITU-T规定对于任何级别的STM等级，帧频是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为恒定的125s。SDH开销字节#为与传输媒质有关的特殊字节&为国内使用保留字节*为不扰码字节 所有未标记字节待将来国际标准确定 A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0*B1#E1#F1&D1#D2#D3 管 理 单 元 指 针 B2 B2 B2 K1 K2 D4 D5 D6 D7 D8 D9D10D11D12 S1 M1E2&开销字节功能介绍及失配告警*A1、A2：定帧字节。固定比特图案：F6H、28H。连续5帧收不到正确的A1、A2字节，将上报OFF帧失步告警，OFF持续3ms，将上报LOF帧丢失告警，同时下插全“1”。J0:再生段踪迹字节。使接收端能据此确认与指定的发送端处于持续连接状态。设备缺省为：HuaWei SBS。字节失配将上报J0MN告警，不向下插全“1”。B1B1、B2:B2:误码监控字节。分别负责监控再生段和复用段的误码性能。当出现再生段和复用段误码时，上报B1SD、B2SD、B1OVER和B2OVER。E1E1、E2E2：公务联络字节。分别提供一个64Kb/s的语音通道。E1属于再生段开销，E2属于复用段开销。F1F1：使用者通路字节，提供速率为64kbit/s数据/语音通路，保留给使用者用于特定维护目的的临时公务联络。D1-D12:数据通信通路（DCC）字节。为网元之间传输操作、维护和管理信息提供ECC通道物理层。构成SDH管理网的传送通道。整个DCC通道速率总共768kbit/s，它为SDH网络管理提供了强大的通信基础。K1、K2：自动保护倒换通路字节。用于作传送自动保护倒换（APS）信令，保证设备能在故障时自动切换，使网络业务恢复自愈。S1S1：同步状态字节。不同的比特图案表示ITU-T的不同时钟质量级别，使设备能据此判定接收的时钟信号的质量，以此决定是否切换时钟源，即切换到较高质量的时钟源上。通道开销（POH）J1：通道踪迹字节。该字节作用与J0字节类似，设备缺省为：HuaWei SBS。失配时上报HP-TIM告警，不向下插全“1”。C2C2：信号标记字节。用来指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质，例如C202，表示信号为TUG结构；C2=13，表示信号为ATM业务；设备缺省为02，即TUG结构。C2字节失配上报HP-SLM，不向下插全“1”。B3：通道误码监控字节。与B1、B2误码监控原理一致，提供对高阶通道的误码监控。高阶通道有误码时，上报B3SD,B3OVER告警。设备告警信号流分析S D H 信号复用一、SDH信号复用原理 各种业务信号复用进STM-N帧的过程都要经历映射映射（相当于信号打包）、定位定位（相当于指针调整）、复用复用（字节间插复用）三个步骤，其中复用的方法主要通过4合1间插复用来完成。二、SDH信号复用体系 ITU-T规定了一整套完整的复用结构（也就是复用路线），通过这些路线可将PDH的3个系列的数字信号以多种方法复用成STM-N信号。ITU-T G.709复用映射结构三、2M bit/s信号复用进STM-N信号过程 1、2Mbit/s的PDH信号经过速率适配装载到对应的标准容器C12中，4个C12基帧组成一个复帧。2、C12再打包，加入相应的通道开销（低阶通道开销），使其成为VC12的信息结构。低阶通道开销包括4个字节：V5、J2、N2、K4。3、VC12复帧的4个缺口上再加上4个字节的TU-PTR 这时信号的信息结构就变成了TU12。4、3个TU12经过字节间插复用合成TUG-2。5、7个TUG-2经过字节间插复用合成TUG3的信息结构。6、3个TUG3通过字节间插复用方式，复合成C4信号结构。7、在C4的基础上加上一列开销POH，就变成了VC4信号结构。8、通过SDH间插复用，2M信号就完成了到STM-N信号的复用过程。我国SDH复用结构体系SDH网元类型TM（终端复用器）线路端口输入/输出一路STM-N信号，支路端口却可以输出/输入多路低速支路信号。ADM（分/插复用器）ADM有两个线路端口和一个支路端口，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。REG（再生中继器）双端口器件，只有两个线路端口。它的作用是将w/e侧的光信号经O/E、抽样、判决、再生整形、E/O在e或w侧发出。DXC（数字交叉连接设备）它是一个多端口器件，它实际上相当于一个交叉矩阵，完成各个信号间的交叉连接。自愈网自愈网：无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到故障的产生网络保护：利用节点间预先分配的容量实施网络保护，如1+1保护、M:N保护等，保护倒换时间短网络恢复：利用节点间可用的任何容量实施网络中业务的恢复，实质是在网络中寻找替代路由，具有较长的计算时间网络保护分类按传输单位分类复用段保护通道保护按网络拓扑分类线路保护倒换环形网保护网孔形保护（利用DXC）线形网保护：1+1（或1：N)MSP也适用于点到点应用的保护只能保护链路，无法保护节点的失效业务恢复时间小于50ms1+1 MSPSTM-N信号同时在工作复用段和保护复用段传送，接收端从两个复用段接收的信号种选择一路合适的信号进行接收。不允许提供无保护的额外业务通路。可靠性高，成本大。TMTM工作路由保护路由线路保护倒换1+1制式：并发选收1：N MSP保护段由许多工作通路共享。（1 N 14)接收端对收到的信号状态进行监视和评估，并执行桥接和选择适当的STM-N经由保护段传送。TMTM保护路由线路保护倒换1:N制式保护段由N个工作段共享工作路由1工作路由N环形网保护自愈环：-通道倒换环与复用段倒换环 -单向环与双向环 -二纤环与四纤环 二纤单向通道倒换环 二纤双向通道倒换环 四纤双向复用段倒换环 二纤双向复用段倒换环环形网保护自愈环通道倒换环与复用段倒换环二纤环与四纤环单向环与双向环ACDBLALBLALB单向环ACDBLALBLALB双向环SNCP保护ACDBLALBLALBACDBLALBLALB故障MSP保护ACDBS2/P1S1/P2二纤双向复用段倒换环S2/P1S1/P2ACDBS2/P1S1/P2S2/P1S1/P2故障SDH基本网络拓扑结构网络拓扑分析链形网 网络拓扑是将网中的所有节点一一串联，而首尾 两端开放。这种拓扑的特点是较经济，在SDH网的早期用得较多，主要用于专网（如铁路网）中。星形网 网络拓扑是将网中一网元做为特殊节点与其他各网元节点相连，其他各网元节点互不相连，网元节点的业务都要经过这个特殊节点转接。这种网络拓扑的特点是可通过特殊节点来统一管理其它网络节点，利于分配带宽，节约成本，但存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问题。树形网 这种网络拓扑可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合，也存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈。环形网 环形拓扑实际上是指将链形拓扑首尾相连，从而使网上任何一个网元节点都不对外开放的网络拓扑形式。这是当前使用最多的网络拓扑形式，主要是因为它具有很强的生存性，即自愈功能较强。环形网常用于本地网（接入网和用户网）、局间中继网。网孔形网 将所有网元节点两两相连，就形成了网孔形网络拓扑。这种网络拓扑为两网元节点间提供多个传输路由，使网络的可靠更强，不存在瓶颈问题和失效问题。但是由于系统的冗余度高，必会使系统有效性降低，成本高且结构复杂。网孔形网主要用于长途网中，以提供网络的高可靠性。传输网络时钟同步 数字网中要解决的首要问题是网同步问题，因为要保证发端在发送数字脉冲信号时将脉冲放在特定时间位置上（即特定的时隙中），而收端要能在特定的时间位置处将该脉冲提取解读以保证收发两端的正常通信，而这种保证收/发两端能正确的在某一特定时间位置上提取/发送信息的功能则是由收/发两端的定时时钟来实现的。SDH网同步方式同步方式整网只有一个主时钟伪同步方式有几个主时钟准同步方式进入保持模式异步方式网络存在缺陷，时钟精度不到G.81s标准同步方式主从同步主从同步网从时钟工作模式正常工作模式跟踪锁定上级时钟模式 从站跟踪锁定的时钟基准是从上一级站传来的，可能是网中的主时钟，也可能是上一级网元内置时钟源下发的时钟，也可是本地区的GPS时钟。在三种工作模式中，时钟精度最高。保持模式 当所有定时基准丢失后，从时钟进入保持模式，此时从站时钟源利用定时基准信号丢失前所存储的最后频率信息作为其定时基准而工作。在三种工作模式中，时钟精度次高。自由运行模式自由振荡 当从时钟丢失所有外部基准定时，也失去了定时基准记忆或处于保持模式太长，从时钟内部振荡器就会工作于自由振荡方式。在三种工作模式中，时钟精度最低。各时钟工作模式关系自由运行自由运行默认默认锁定模式锁定模式经设置经设置外部同步参考信号外部同步参考信号保持模式保持模式外部同步信号失效外部同步信号失效超过超过2424小时小时外部同步信号恢复外部同步信号恢复网同步的实现同步网的设计原则：整个网络同步于一个主时钟同步路由不可环回不能采用经过SDH的2M支路信号做同步源定时链路的传递长度不可过长应从分散路由获得主、备用基准时钟SDH传输网络性能 影响SDH传输网络性能的重要传输损伤包括：误码、抖动和漂移。一、误码性能 误码是指经接受、判决和再生后，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。误码可说是传输系统的一大害，轻则使系统稳定性下降，重则导致传输中断（10-3 以上）。描述误码性能的几个参数*误块秒（ES）：在一秒内有1个或多个误块*严重误码秒（SES）：在一秒内有不少于30误块*不可用时间：连续10秒每秒的误码率均不小于10-3，从这 10秒的第一秒起就算进入了不可用时间。*背景误块（BBE）：扣除不可用时间和SES期间出现的误 块，剩余的误块称之为背景误块。二、抖动漂移性能 抖动：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。漂移：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。抖动和漂移会使收端出现信号溢出或取空，从而导致信号滑动损伤。描述抖动漂移性能的几个参数 *输入抖动容限：输入口在使设备不产生误码的情况下，该输口所能承受的最大输入抖动值。包含PDH输入口和STM-N输入口抖动容限。*输出抖动：设备输入无抖动的情况下，由端口输出的最大抖动。包含PDH支路口和STM-N线路口输出抖动。*映射抖动：支路端口处输入不同频偏的PDH信号，在STM-N信号未发生指针调整时，此时PDH口的最大输出抖动。*结合抖动：SDH设备线路端口处输入符合G.783规范的指针测试序列信号，此时SDH设备发生指针调整，适当改变输入信号频偏，这时设备的PDH支路端口处输出信号测得的最大抖动就为设备的结合抖动。传输工程验收中涉及到的网络指标一、光口指标 1、平均发送光功率 STM-1接口 局内、短距：-8dbm -15dbm；长距 ：0dbm -5dbm。STM-4接口 局内、短距：-8dbm -15dbm；长距 ：2dbm -3dbm。STM-16接口 局内：-3dBm -10dBm；短距：0dBm -5dBm；长距：3dBm -2dBm。2、接收机灵敏度 STM-1接口 局内：-23dBm；短距：-28dBm；长距：-34dBm。STM-4接口 局内：-23dBm；短距、长距：-28dBm；STM-16接口 局内、短距：-18dBm；长距：L-16.1：-27dBm；L-16.2：-28dBm；L-16.3：-27dBm；3、接收机过载光功率 STM-1接口 局内、短距：-8dBm；长距 ：-10dBm；STM-4接口 -8dBm；STM-16接口 局内、短距：1dBm；长距：L-16.1：1dBm；L-16.2：2dBm；L-16.3：1dBm；4、实际接收光功率 要求光板处测量到的“实际接收光功率”大于该光板的灵敏度指标值3dB，小于该光板的过载光功率指标值5dB。5、光输入口允许频偏 主要是测试接收机的锁相环能力，对光口输入频偏的允许能力。20ppm 6、输出抖动等级 最大输出抖动峰峰值 B1 B2 测量滤波器参数 f1(hz)f2(khz)f3(mhz)STM-10.75 0.15 500 65 1.3STM-40.75 0.15 1000 250 5STM-16 0.75 0.15 5000 1000 20 7、输入抖动容限 测试出来的抖动容限波形应该在上述模板的上面，否则不合格。二、电口指标 1、输入口允许频偏 当输入口接收到具有规定频偏信号时，输入口应能正常工作通常用设备不出现误码来判断这个指标主要是测试接收机的锁相环能力。20ppm 2、输入抖动容限 与光口的抖动容限指标含义和测试方法一致，要求测试结果波形在模坂上面，否则不合格。3、输出抖动 数字率 (Kbits/s)最大输出抖动峰峰值 B1 B2 测量滤波器参数 f1(hz)f3(khz)f4(khz)20481.5 0.2 20 18 100 343681.5 015 100 10 800139264 1.5 0.075 200 10 3500155520 1.5 0.075 500 65 1.3 三、系统测试指标 1、保护倒换测试 a、复用段保护倒换测试 倒换时间、倒换恢复时间不大于50ms。b、通道保护倒换测试 倒换时间、倒换恢复时间不大于50ms。c、SNCP倒换测试 倒换时间、倒换恢复时间不大于50ms。2、全程误码测试 主用和备用通道全程24小时0误码。3、公务电话测试 a、选址呼叫测试 b、会议电话测试 c、公务穿通测试 4、其它测试 a、TPS支路保护倒换测试 b、时钟保护倒换测试 c、时钟板、交叉板主备倒换测试讨 论 与 答 疑谢 谢 大 家