现代通信技术之SDH技术
发布日期:2022-02-19 23:50:31 浏览次数:13 分类:技术文章

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传送网

基本概念

电信网的功能基本可以归纳为两大类:
传送( Transport )功能
实现任何电信信息从一点到另一点或另一些点 的传递
控制( Control )功能
实现辅助业务和操作维护功能
传送功能和控制功能并存于任何一个物理网络中。

传送( Transport ):侧重于从信息传递的功能过程来描述
传输( Transmission ):侧重于从信息信号通过具体物理媒质传递的物理过程来描述
传送网: 将网络的传送功能的集合看作一个逻辑的网络
传输网: 实际设备组成的网络

传送网是在不同地点的各点之间完成转移信息传递功能的一种网络,传送网也能传送各种网络控制信息。

传送网的分层结构

PDH 与 SDH 比较

共同点

PDH 和 SDH 都是基于同步时分复用方式的数字传输技术体制。

不同点

体系结构与光接口的标准化

PDH:

  • 三种地区标准,难以国际互通
  • 光接口不规范,无法横向兼容
    SDH:
  • 统一网络节点接口
  • 规范物理接口性能

体系结构:PDH->SDH


光接口:PDH->SDH

信息传送与管理的网络化

PDH:

  • 人工连接配置,监控开销不足
  • 用于点-点传输,拓扑灵活性差
    SDH:
  • 开销比特丰富,网管能力增强
  • 智能分插交换,支持自愈组网

组网能力

开销功能

  • PDH 以人工数字交叉连接与维护管理为主,安排的开销信息数量和种类较少,且扩展麻烦,难以满足未来动态组网和统一网管的要求。
  • SDH 在帧结构中安排了充足的比特用于开销管理信息的通信。并且在性能监视、告警传输、公务通信、嵌入数据通路等方面已形成了一系列较完善的标准和操作机制,网元设备具有强大的智能化控制和管理能力。

信号处理的同步化

PDH:

  • 背靠背异步复接
  • 逐级复用解复用

SDH:

  • 同步复用,指针处理
  • 直接分插,一步到位

同步 :指两个或多个信号之间在频率或相位上保持某种严格的特定关系(最简单的关系即频率相等)。在实际工程中,如果两个或多个数字信号所对应的有效瞬时以同样的平均速率出现,我们就认为这两个或多个数字信号同步。

PDH和 SDH 同步策略比较

同步处理技术

PDH :正码速调整原理

  • 比特填充控制
  • 比特间插复用

SDH :指针原理

  • 指针数值定位
    *字节间插复用

正码速调整原理

指针原理

同步相关特征

  • 复用处理结构
    • PDH 逐级复用
    • SDH 一步复用
  • 复用信息类型
    • PDH 基于 N 次群的逐比特间插复用
    • SDH 基于虚容器的逐字节间插复用
  • 帧同步方式
    • PDH 基于帧对准信号的帧同步
    • SDH 基于指针的帧同步

PDH逐级复用

SDH一步复用

PDH:基于 N 次群的逐比特间插复用

SDH:基于虚容器的逐字节间插复用

PDH:基于帧对准信号的帧同步

SDH:基于指针的帧同步

SDH主要优点

  • 系列标准规范,接口统一兼容
  • 复用映射结构,同步透明灵活
  • 开销信息丰富,网管能力强大
  • 指针定位调整,支持自愈组网

核心特征:

  • 同步复用
  • 强大的网络管理能力
  • 统一的光接口与复用标准

SDH不足之处

  • 频带利用率
  • 抖动性能
  • 软件权限
  • 定时信息的传送
  • IP 业务对 SDH 传送网结构的影响

SDH帧结构

SDH 网络节点接口( NNI)

SDH 标准速率等级

SDH 帧结构的设计原则

功能
表征网络节点接口中串行数据流的信息组成与时序分布规律,是实现SDH网络诸多功能的基础
目标

  • 同时支持业务(客户信息)和开销(特征信息)两类信息的传送处理
  • 满足光纤媒质传输特性的要求
    要求
    既能满足对支路信号进行同步数字复用、交叉连接和交换,也能使支路信号在一帧内的分布是均匀、规则和可控的,以便于接入和取出。

STM-1帧结构

STM-N帧结构

SDH帧结构的特点

  • 以字节为基础的矩形块状帧结构
  • 横向9行,纵向270×N列
  • 由左至右、自上而下排成串行码流传输
  • 帧重复周期 125 μs 每秒传输 8000 帧
  • 每个字节对应一路 64Kbit/s 数字信道

SDH帧结构的功能区域

SDH段开销

SDH开销管理

STM-N 的段开销安排

段开销字节编号方案

典型段开销字节定义

帧定位字节: A1 、 A2
再生段踪迹字节: J0
公务联络字节: E1 、 E2
使用者通路字节: F1
比特间插奇偶校验 8 位码( BIP 8 ): Bl
比特间插奇偶校验 24 位码( BIP 24 ): B2
数据通信通路字节: D1~D12
自动保护倒换( APS )通路字节: Kl 、 K2 (b1~b5)
复用段远端差错指示( MS REI )字节: M1
复用段远端缺陷指示( MS RDI )字节 :K2 (b6~b8)
同步状态字节: S1 (b5 b8)

帧定位字节 A1 、 A2

再生段踪迹字节 J0

公务联络字节 E1 、 E2

使用者通路字节 F1

数据通信通路(D1~D12)

D1~D3字节: 再生段数据通信通路 (192 kbit/s)
D4~D12字节: 复用段数据通信通路 (576 kbit/s)

比特间插奇偶校验8 位码( BIP 8): Bl

比特间插奇偶校验N×24 位码 (BIP-N×24) :B2

自动保护倒换(APS) 通路字节: Kl, K2(b1~b5)

复用段远端差错指示(MS REI) 字节: M1

复用段远端缺陷指示(MS RDI) 字节: K2(b6~b8)

作用 :向发送端回送一个指示信号,表示接收端已检测到上游段缺陷或收到复用段告警指示信号( MS-AIS )。
规则 :当解扰后 K2 的 b6~b8 为“ 110 ”,则表示 MS-RDI 。

同步状态字节:S1(b5~b8)

SDH在线误码监视

BIP-N 生成原理

误码监视过程

SDH复用映射结构

SDH复用过程的实物化描述

与运输问题的比较

复用模型

SDH通用复用映射结构

中国采用的复用映射结构

SDH复用映射结构的特点

分层次: 通道层段层
分等级: X-n
分路线: AU-3AU-4
信号复用进STM-N帧必须经历映射定位复用三个步骤

基本复用映射单元类型

SDH指针处理

处理步骤:映射

映射(Mapping),是一种在SDH网络边界处把支路信号适配装入相应虚容器的过程。

PDH信号进入SDH的映射方式

处理步骤:定位

定位(Alignment),是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程。

定位原理示意

指针

指针( PTR Pointer )是一种指示符,其值定义为虚容
器相对于支持它的传送实体的帧参考点的帧偏移。

SDH 中指针的作用可归结为三条:

当网络处于同步工作状态时,指针用来进行同步
信号间的相位校准

当网络失去同步时,指针用作频率和相位校准;
当网络处于异步工作时,指针用作频率跟踪校准

指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移

指针分为 AU 4 指针、 TU 3 指针、 TU 12 指针,此外还有
表示 TU 12 复帧位置的指示字节 H4 。

注:现代通信技术_北京邮电大学

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