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第 5 章　光同步网

第 5 章　光同步网. 5.1 同步数字体系的概念 5.2 SDH 设备 5.3 SDH 传送网及其网络安全 5.4 SDH 网络性能分析 5.5 SDH 光接口、电接口技术指标. 5.1 同步数字体系的概念. 5.1.1 PDH 的主要缺陷 5.1.2 SDH 的网络节点接口、速率和帧结构 5.1.3 SDH 网的特点 5.1.4 SDH 中的基本复用、映射结构. 5.1.1 PDH 的主要缺陷. 1 ．复用结构复杂，缺乏灵活的上下话路的调度能力 2 ．网络结构缺乏灵活性 3 ．存在互为独立的三大数字系列，使国际间的互通存在困难

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第 5 章　光同步网

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  1. 第5章　光同步网 5.1 同步数字体系的概念 5.2 SDH设备 5.3 SDH传送网及其网络安全 5.4 SDH网络性能分析 5.5 SDH光接口、电接口技术指标

  2. 5.1 同步数字体系的概念 5.1.1 PDH的主要缺陷 5.1.2 SDH的网络节点接口、速率和帧结构 5.1.3 SDH网的特点 5.1.4 SDH中的基本复用、映射结构

  3. 5.1.1 PDH的主要缺陷 1．复用结构复杂，缺乏灵活的上下话路的调度能力 2 ．网络结构缺乏灵活性 3 ．存在互为独立的三大数字系列，使国际间的互通存在困难 4 ．无统一的光接口，使各厂家的产品互不兼容 5 ．网管通信带宽严重不足，给建立集中式电信管理网带来困难

  4. 5.1.2 SDH的网络节点接口、速率和帧结构 1．网络节点接口 2．同步数字体系的速率 3．帧结构

  5. 1．网络节点接口 • 图5-1 NNI在网络中的位置

  6. 1．网络节点接口 • 一个传输网主要由传输设备和网络节点构成。简单的网络节点只有复用功能，而复杂的网络节点应包括复用和交叉连接等多种功能。 • 要规范一个统一的网络节点接口，则必须有一个统一、规范的接口速率和信号帧结构。

  7. 2．同步数字体系的速率 • STM-1 155.520Mbit/s • STM-4 622.080Mbit/s • STM-16 2 488.320Mbit/s • STM-64 9 953.280Mbit/s • STM-256 39 813.12Mbit/s

  8. 3．帧结构 • 由于要求SDH网能够支持支路信号（2/34/140Mbit/s）在网中进行同步数字复用和交叉连接等功能，因而其帧结构必须具备下述功能。 • 支路信号在帧内的分布是均匀的有规律的，便于接入、取出。 • 对PDH各大系列信号，都具有同样的方便性和实用性。

  9. 3．帧结构 • 图5-2 STM-N的帧结构

  10. 3．帧结构 • 整个帧结构分为三个区域：段开销（SOH）区、信息净负荷区和管理单元指针。

  11. 图5-3 STM-1 SOH字节安排

  12. 5.1.3 SDH网的特点 （1） SDH网络是由一系列SDH网元（NE）组成的，它是一个可在光纤或微波、卫星上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。 （2） 它有全世界统一的网络节点接口（NNI）。 （3） 它有一套标准化的信息结构等级，被称为同步传输模块STM-N。 （4） 它具有一种块状帧结构，在帧结构中安排了丰富的管理比特，大大增加了网络的维护管理能力。 （5） 它有一套特殊的复用结构，可以兼容PDH的不同传输速率，而且还可以容纳B-IS-DN信号，因而具有广泛的适应性。

  13. 5.1.4 SDH中的基本复用、映射结构 1．SDH复用结构 2．复用单元 3．关于通道、复用段和再生段的说明 4．复用过程举例

  14. 1．SDH复用结构 • ITU-T在G707建议中给出了SDH的复用结构与过程。 • 由于我国选用PCM30/32系列PDH信号，因而根据ITU-T的复用结构，简化出适用于我国的SDH复用结构。 • 我国目前采用的复用结构是以2Mbit/s系列PDH信号为基础的，通常采用2Mbit/s和140Mbit/s支路接口，当然如有需要时也可以采用34Mbit/s支路接口。

  15. 1．SDH复用结构 • 图5-4 我国目前采用的SDH复用映射结构示意图

  16. 2．复用单元 （1）容器C （2）虚容器VC （3）支路单元TU与支路单元组TUG （4）管理单元AU （5）同步传输模块STM-N

  17. 3．关于通道、复用段和再生段的说明 • 图5-5 SDH传输系统中通道、复用段和再生段间的关系

  18. 4．复用过程举例 • 图5-6 PDH四次群信号至STM-1的复用、映射过程

  19. 5.2 SDH设备 5.2.1 SDH逻辑功能块 5.2.2 再生器 5.2.3 复用设备 5.2.4 数字交叉连接器

  20. 5.2.1 SDH逻辑功能块 • 根据所完成的功能不同，SDH逻辑功能块可分为基本功能块和辅助功能块。 1．基本功能块 2．复合功能块 3．辅助功能块

  21. 5.2.1 SDH逻辑功能块 • 图5-7 SDH设备的功能块的组成

  22. 1．基本功能块 （1） SDH物理接口（SPI）功能 • SDH物理接口功能块所起的作用是在STM-N线路接口信号与逻辑电平信号之间完成相互转换。 （2） 再生段终端（RST）功能 • RST功能块是RSOH（再生段开销）的源和宿，即在构成SDH帧信号的复用过程中加入RSOH，而在解复用过程中取出RSOH。 ① 信号流从参考点〖WTBX〗B到C〖WTBZ〗时RST完成的功能 ②当信号流从参考点〖WTBX〗C到B时完成的功能

  23. 1．基本功能块 • 图5-8 SDH物理接口功能

  24. 1．基本功能块 • 图5-9 再生段终端功能

  25. 1．基本功能块 （3） 复用段终端（MST）功能 • MST功能与RST的功能相似，只是复用段终端功能是MSOH（复用段开销）的源和宿，即在构成STM-N信号的复用过程中加入MSOH，而在解复用过程中取出MSOH。 （4） 复用段保护（MSP）功能 • MSP功能是通过对STM-N信号的监测及系统的评价来完成在复用段内避免STM-N信号出现故障的功能块。

  26. 1．基本功能块 • 图5-10 复用段保护功能

  27. 1．基本功能块 （5） 复用段适配（MSA）功能 • MSA功能块是用于处理AU-3/4指针，并完成组合/分解整个STM-N帧信号的任务。 （6） 高阶通道连接（HPC）功能 • 高阶通道连接功能是指只对信号的传输路由做出选择或改变，而不对信号本身进行任何处理，即将输入的VC-3/4指定给可供使用的输出口的VC-3/4，从而实现在VC-3/4等级上的重新排列。

  28. 1．基本功能块 • 图5-11 复用段适配功能

  29. 1．基本功能块 （7） 高阶通道终端（HPT）功能 • 与RST、MST的功能相似，高阶通道终端功能是高阶通道开销的源和宿，即在构成STM-N净负荷过程中加入高阶通道开销（POH），而在分解过程中则取出POH，并通过U3参考点将部分开销字节送入开销接入功能块（OHA）。 （8） 高阶通道适配（HPA）功能 • 与MSA相似，高阶通道适配功能所完成的是高阶通道与低阶通道之间的组合和分解以及指针处理等项工作。

  30. 1．基本功能块 （9） 低阶通道连接（LPC）功能 • 低阶通道连接（LPC）功能与高阶通道连接功能基本相同，只是对低阶通道信号的传输路由做出选择或改变，而不对其信号进行处理。 （10） 低阶通道终端（LPT）功能 • 与RST相似，低阶通道终端功能是低阶通道开销的源和宿，即在构成TU支路信号过程中，加入低阶通道开销（V5、J2、N2、K4四个字节），而在分解过程中，取出低阶POH，并经U4参考点将部分开销送入OHA进行处理。

  31. 1．基本功能块 （11） 低阶通道适配（LPA）功能 • 与MSA、HPA相似，低阶通道适配功能是通过映射、去映射的方式，用于完成PDH信号与SDH网络之间的适配过程。 （12） PDH物理接口 • 目前在光纤通信系统中仍采用强度调制——直接检波的通信方式，为适合光通路的信号传输，因而采用非归零码（NRZ）作为光线路码。 • 该信号通过PDH物理接口（PPl）功能块之后，将所接收的信息流按HDB-3编码方式变换成适于支路传输的HDB-3码，从而形成支路信号。

  32. 图5-12 PDH物理接口

  33. 1．基本功能块 （13） 高阶、低阶连接监控功能块 • 由于高阶连接监控（HCS）功能和低阶连接监控（LCS）功能均由两个模块构成，因而它们同属于复用功能块，它们可以处于活动状态，也可以处于不活动状态。 • 活动状态是指信息流透明地完成由参考点F到G点，或由G点到F点的传输，而无需对其通道开销进行监视。 • 然而不活动状态是指在完成数据流从F点到G点或从G点到F点的同时，还通过HPOM或LPOM进行通道开销的提取，从而达到对传输质量的监控。

  34. 图5-13 高阶、低阶连接监控功能示意图

  35. 2．复合功能块 • 根据不同的基本功能，可以构成两类不同的复合功能，一类是适配功能，另一类为监控功能。 （1） 适配功能包括传送终端功能（TTF）、高阶接口（HOI）、低阶接口（LOI）和高阶组装（HOA）。 （2） 监控功能包括高阶连接监控（HCS）和低阶连接监控（LCS）。

  36. 3．辅助功能块 （1） 同步设备管理（SEMF）功能 • SEMF功能是用以完成电信网管理任务而所需的各类数据采集工作的功能块。 （2） 消息通信功能块（MCF） • 消息通信功能块是用来完成网管所需的各类数据信息传输的功能块。 （3） 同步设备定时源（SETS） • SETS功能代表SDH网络单元的时钟。 • SDH设备中的各基本功能块都是以此时钟为依据进行工作的。

  37. 3．辅助功能块 （4） 同步设备定时物理接口（SETPI） • SETPI是用来完成对外来2Mbit/s信号进行时钟的提取、编/解码功能和提供与物理接口适配功能。 （5） 开销接入功能（OHA） • 不同的容器，对其进行运行、维护和管理的开销字节不同。 • 通过图5-7中所示的开销接入功能的U参考点，可以实现对各相应单元功能块的开销字节的统一管理。

  38. 5.2.2 再生器 • 图5-14 再生器模型

  39. 5.2.2 再生器 1．SDH物理接口（1） 2．再生器终端（1） 3．再生器终端（2） 4．SDH物理接口（2）

  40. 5.2.3 复用设备 1．终端复用设备（TM） 2．复用器类型Ⅳ

  41. 1．终端复用设备（TM） （1） 复用器Ⅰ.1 （2） 复用器Ⅰ.2 （3） 分插复用器ADM

  42. 1．终端复用设备（TM） • 图5-15 复用器类型Ⅰ.1和Ⅰ.2示意图

  43. 1．终端复用设备（TM） • 图5-16 复用器类型Ⅲ.1和Ⅲ.2示意图

  44. 2．复用器类型Ⅳ • 由于国际上主要存在三大系列的准同步数字系列，因而不同的体系下的数字信号其映射路径不同。 • 当两种不同体系的网络间需进行互通时，则要求VC-3净负荷能在使用AU-3与使用AU-4的网络之间进行转换。 • 复用器类型Ⅳ正提供了此种功能。 • 无论何种复用器，都未包括特殊的物理功能分割，而仅仅是一般性的描述。 • 不同的网络应用场合所需的配置不同，以上几种最常见的复用器类型的应用场合也不同。

  45. 5.2.4 数字交叉连接器 1．问题的提出 2．DXC的基本功能 3．DXC设备类型

  46. 1．问题的提出 • 在过去的电信网中，如果要对电路进行调度则是靠值机人员在人工配线架上进行操作来完成的。 • 随着电信网的飞速发展，传输容量越来越大，传输系统种类也有所增加，这时再通过传统的人工配线架互连来调度路由，将因为它的低效率、低可靠性和高费用显得越来越不适应快速连接和再连接的要求。 • 于是，人们就研制出了一种相当于“自动配线架”的数字交叉连接器（Digital Cross Conect equipment,DXC）其中适用于SDH的数字交叉连接器则称为SDXC，但大多数场合仍称为DXC。

  47. 2．DXC的基本功能 （1） 电路高度功能 （2） 业务的汇集和疏导功能 （3） 保护倒换功能

  48. 3．DXC设备类型 • 图5-17 DXC类型I

  49. 3．DXC设备类型 （1） 线路接口的作用 （2） 接口控制器的作用 （3） 交叉连接矩阵的作用 （4） 矩阵控制器的作用 （5） 主控制器 （6） 定时系统功能

  50. 3．DXC设备类型 • DXC类型Ⅱ和类型Ⅲ与DXC类型Ⅰ的基本功能大致相同，它们之间的区别在于。 • DXC类型Ⅱ仅提供低阶VC（LOVC）的交叉连接。 • DXC类型Ⅲ设备可为所有VC（包括HOVC和LOVC）提供交叉连接。 

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