云南大學軟件學院王世普1第5章SDH&WDM5.1.1SDH的基本概念準同步數字體系PDH存在的主要問題兩大體系、3種地區性標準，使國際間的互通存在困難標準體系一次群(基群)二次群三次群四次群北美PCM24系列24路

1.544Mbps96路(24×4)

6.312Mbps672路(96×6)

44.736Mbps4032路(672×6)

274.176Mbps日本PCM24系列24路

1.544Mbps96路(24×4)

6.312Mbps480路(96×5)

32.064Mbps1440路(480×3)

97.782Mbps歐洲、中國PCM30/32系列30路

2.048Mbps120路(30×4)

8.448Mbps480路(120×4)

34.368Mbps1920路(480×3)

139.264Mbps5.1光同步數字傳輸網5.1.1SDH的基本概念準同步數字體系PDH存在的主要問題無統一的光接口，無法實現橫向兼容。復用結構復雜，上下電路不便。網絡管理能力弱，建立集中式電信管理網困難。網絡結構簡單，但缺乏靈活性。設計時主要面向話音業務，用于數據通信效果不好。5.1光同步數字傳輸網5.1.1SDH的基本概念SDH的產生1984年美國貝爾提出光同步傳送網（SYNTRAN）。1985年ANSI通過此標準，并更名為同步光網絡（SONET）。1986年這一體系成為美國數字體系的新標準。同時，引起了ITU-T的關注。1988年ITU-T接受了SONET的概念，并進行了適當的修改，重新命名為同步數字體系（SDH），使之成為不僅適于光纖，也適于微波和衛星傳輸。1989年，ITU-T在其藍皮書上發表了G.707、G.708和G.709三個標準，從而揭開了現代信息傳輸嶄新的一頁。5.1光同步數字傳輸網5.1.1SDH的基本概念SDH的特點SDH網絡由SDH網元（NE）組成，可在光纖或微波、衛星上進行同步信息傳輸、復用和交叉連接的網絡。有全世界統一的網絡節點接口（NNI），簡化了信號的互通及傳輸、復用、交叉連接等過程。有一套標準化的信息結構等級，被稱為同步傳輸模塊STM-N（N=1，4，16，64等）。有一套特殊的復用結構，PDH、B-ISDN信號都可以納入SDH幀結構中傳輸，因而具有廣泛的適應性和兼容性。它具有一種塊狀幀結構，在幀結構中安排了豐富的管理比特，大大增強了網絡的維護管理能力。5.1光同步數字傳輸網5.1.1SDH的基本概念網絡節點接口（NNI）：網絡結點之間的標準接口。5.1光同步數字傳輸網5.1光同步數字傳輸網5.1.1SDH的基本概念SDH速率等級：SDH采用標準化的信息結構等級，稱為同步傳送模塊STM-N(N=1，4，16，64，…)，相應各STM-N等級的速率為：

STM-1 155.520Mbit/s STM-4 622.080Mbit/s STM-16 2488.320Mbit/s，2.5G系統 STM-64 9953.280Mbit/s，10G系統 STM-256 39813.12Mbit/s，40G系統5.1光同步數字傳輸網5.1.1SDH的基本概念幀結構SDH幀結構由9行、270×N列字節組成。幀周期125s，即每秒傳輸8000幀。以STM-1為例，其信息結構為9行×270列的塊狀幀結構，傳輸速率：fb=9×270×8×8000=155.520Mbit/s。幀結構由：段開銷區域、信息凈負荷區域和管理單元指針區域組成。POH：通道開銷5.1.1SDH的基本概念幀結構段開銷（SOH）段開銷是為了保證信息正常傳送所必須附加的字節，主要用于網絡運行、管理、維護。段開銷分為再生段開銷（RSOH）和復用段開銷（MSOH）。A1A1A1A2A2A2J0*X*XB1E1F1XXD1D2D3管理單元指針(AU-PTR)B2B2B2K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E2XX9字節9行RSOHMSOH為與傳輸媒體相關的特征字節（暫用）；X為國內使用保留字節；*為不擾碼字節；所有未標記的字節待將來確定（比如：與媒體相關的應用、附加國內使用、其他用途等）。5.1光同步數字傳輸網A1和A2字節可用來識別幀的起始位置。A1為11110110，A2為00101000。數據通信通路（DCC）D1～D12：用來構成SDH管理網（SMN）的傳送鏈路。公務字節E1和E2：E1和E2兩個字節用來提供公務聯絡話音通路。B1字節用作再生段誤碼監測比特間插24位奇偶檢驗碼自動保護倒換(APS)通路字節K1、K2：用作自動保護倒換(APS)信令。5.1.1SDH的基本概念幀結構信息凈負荷（Payload）區域：主要用于存放各種業務信息比特，少量可用于通道性能監視、管理和控制的通道開銷（POH）字節。管理單元指針區域（AU-PTR）：用來指示凈負荷區域內的信息首字節在STM-N幀內的準確位置，以便在接收端能正確分離凈負荷。5.1光同步數字傳輸網5.1.2SDH中的基本復用、映射結構同步復用和映射方法是SDH的最大特色。它使數字復用由PDH僵硬的大量硬件配置轉變為靈活的軟件配置。它可將PDH兩大體系的絕大多數速率信號都復用進STM-N幀結構中。5.1光同步數字傳輸網云南大學軟件學院王世普125.1.2SDH中的基本復用、映射結構1、SDH的復用結構SDH的通用復用映射結構如圖所示。將各種信號裝入SDH幀結構凈負荷區，需要經過映射、定位校準和復用3個步驟。5.1光同步數字傳輸網5.1.2SDH中的基本復用、映射結構1、SDH的復用結構我國的SDH復用映射結構規范可有3個支路信號輸入口：

1個139.264Mbps可被復用成一個STM-1（155.520Mbps）；

63個2.048Mbps可被復用成一個STM-1；

3個34.368Mbps也能復用成一個STM-1。5.1光同步數字傳輸網5.1.2SDH中的基本復用、映射結構2、SDH的復用單元（1）容器（C）容器是用來裝載各種速率業務信號的信息結構，基本功能是完成支路信號與虛容器VC之間的適配（碼速調整）ITU-T規定了5種標準容器，分別對應于以下標稱速率：

C-11（1.544Mbps）、C-12（2.048Mbps）

C-2（6.312Mbps）

C-3（34.368Mbit/s）

C-4（139.264Mbit/s）。我國的SDH復用映射結構僅涉及C-12、C-3及C-4。5.1光同步數字傳輸網5.1.2SDH中的基本復用、映射結構2、SDH的復用單元（2）虛容器（VC）虛容器是用來支持SDH通道層連接的信息結構，由信息凈負荷（容器的輸出）和通道開銷（POH）組成。VC可分成低階VC和高階VC兩類:TU單元前的VC為低階VC，有VC-11、VC-12、VC-2和VC-3（我國有VC-12和VC-3）；AU單元前的VC為高階VC，有VC-4和VC-3（我國VC-4）。用于維護和管理這些VC的開銷稱為通道開銷（POH）。管理低階VC的通道開銷稱為低階通道開銷（LPOH）。管理高階VC的通道開銷稱為高階通道開銷（HPOH）。5.1光同步數字傳輸網5.1.2SDH中的基本復用、映射結構2、SDH的復用單元（3）支路單元（TU）支路單元是傳送低階VC的實體，可表示為TU-n（n=11，12，2，3）。TU-n由低階VC-n和相應的支路單元指針（TU-nPTR）組成，即

TU-n=低階VC-n+TU-nPTRTU-nPTR指示虛容器在高一階虛容器中的位置，這種指針技術稱為定位。5.1光同步數字傳輸網5.1.2SDH中的基本復用、映射結構2、SDH的復用單元（4）支路單元組（TUG）支路單元組由一個或多個支路單元（TU）組成。SDH有TUG-3和TUG-2兩種支路單元組：

1×TUG-2=3×TU-12 1×TUG-3=7×TUG-2=21×TU-12 1×VC-4=3×TUG-3=63×TU-12從TUTUG高階VC的過程就是復用，復用的方法是字節間插。5.1光同步數字傳輸網5.1.2SDH中的基本復用、映射結構2、SDH的復用單元（5）管理單元（AU）管理單元是傳送高階VC的實體，可表示為AU-n（n=3，4）。它由一個高階VC-n和一個相應的管理單元指針（AU-nPTR）組成，

AU-n=高階VC-n+AU-nPTR5.1光同步數字傳輸網5.1.2SDH中的基本復用、映射結構2、SDH的復用單元（6）管理單元組（AUG）管理單元組由一個或多個管理單元組成。例如：1×AUG=1×AU-4=3×AU-35.1光同步數字傳輸網5.1.2SDH中的基本復用、映射結構2、SDH的復用單元（7）同步傳送模塊（STM-N）N個AUG信號按字節間插同步復用后再加上段開銷SOH就構成了STM-N信號（N=1,4，16，64，…）即：N×AUG+SOH=STM-N5.1光同步數字傳輸網5.1.2SDH中的基本復用、映射結構3、基本復用映射步驟各種信號復用映射進STM-N幀的過程都要經過映射、定位和復用3個步驟。（1）映射映射（Mapping）即裝入，是一種在SDH網絡邊界處，把支路信號適配裝入相應虛容器的過程。例如，將各種速率的PDH信號先分別經過碼速調整裝入相應的標準容器，再加進低階或高階通道開銷，以形成標準的VC。5.1光同步數字傳輸網5.1.2SDH中的基本復用、映射結構3、基本復用映射步驟各種信號復用映射進STM-N幀的過程都要經過映射、定位和復用3個步驟。

（2）定位定位（Alignmem）是把VC-n放進TU-n或AU-n中，同時將其與幀參考點的偏差也作為信息結合進去的過程。通俗講，定位就是用指針值指示VC-n的第一個字節在TU-n或AU-n幀中的起始位置。5.1光同步數字傳輸網5.1.2SDH中的基本復用、映射結構3、基本復用映射步驟（3）復用復用（Multiplex）是一種將多個低階通道層的信號適配進高階通道或者把多個高階通道層信號適配進復用段層的過程，即指將多個低速信號復用成一個高速信號。其方法是采用字節間插的方式將TU組織進高階VC或將AU組織進STM-N。如：

1×STM-1=1×AUG=3×AU-3=3×VC-3=21×TUG-2=63×TU-12=63×VC-12

1×STM-1=1×AUG=1×AU-4=1×VC-4=3×TUG-3=3×TU-3=3×VC-3STM-N=N×STM-1=N×AUG5.1光同步數字傳輸網AU-4PTR每幀增加9字節的通道開銷增加管理單元指針后送到AUG增加段開銷，構成STM-15.1光同步數字傳輸網5.1.2SDH中的基本復用、映射結構3、基本復用映射步驟(4)示例：PDH四次群信號（139.264Mbit/s）復用至STM-1的過程：碼速調整5.1.2SDH中的基本復用、映射結構3、基本復用映射步驟（4）示例：PDH基群信號（2.048Mbit/s）至STM-1的形成過程：5.1光同步數字傳輸網TUG-2:2.340Mbps×3=6.912MbpsTUG-3:6.912Mbps×7=48.384Mbps49.536Mbps×3+POH=150.336Mbps150.336Mbps+PTR=150.912Mbps150.912Mbps+SOH=155.520Mbps5.1.3SDH網元

SDH數字傳輸網由SDH網絡單元（簡稱網元）組成。網元的基本類型有終端復用器（TM）、分插復用器（ADM）、同步數字交叉連接設備（SDXC）等5.1光同步數字傳輸網5.1.3SDH網元

1．終端復用器（TM）把準同步電信號（2Mbit/s、34Mbit/s或140Mbit/s）復接成STM-N信號，并完成電/光轉換；把準同步支路信號和同步支路信號（電的或光的），復接成STM-N信號，并完成電/光轉換；把若干個同步支路信號（電的或光的）復接成STM-N信號，并完成電/光轉換。在收端則完成相反的功能。5.1光同步數字傳輸網5.1.3SDH網元2．分插復用器（ADM）組成及作用ADM有兩個線路（也稱群路）口、一個支路口，支路信號可以是各種準同步信號，也可以是同步信號。ADM作用是從主流中分出支路信號、并將另外一些支路信號接入主流中。連接能力ADM設備具有支路—群路（上/下支路信號）、群路—群路（直通）的連接能力。5.1光同步數字傳輸網5.1.3SDH網元3．數字交叉連接設備（DXC）基本概念DXC是一種具有一個或多個準同步數字體系（G.702）或同步數字體系（G.707）信號的端口，可以在任何端口信號速率（及其子速率）間進行可控連接的設備。適用于SDH的DXC稱為SDXC，SDXC能進一步在端口間提供可控的VC透明連接。這些端口信號可以是SDH速率，也可以是PDH速率。5.1光同步數字傳輸網5.1.3SDH網元3．數字交叉連接設備（DXC）基本結構DXC由復用/解復用器和交叉連接矩陣組成。DXC的核心部分是交叉連接矩陣，參與交叉連接的速率一般等于或低于接入速率。5.1光同步數字傳輸網5.1.3SDH網元3．數字交叉連接設備（DXC）基本功能分離本地交換業務和非本地交換業務；為非本地交換業務（如專用電路）迅速提供可用路由；為臨時性重要事件迅速提供電路；網絡出現故障時，迅速提供網絡的重新配置；按業務流量的季節性變化使網絡最佳化；網絡運營者可以自由地在網中使用不同的數字體系（PDH或SDH）。5.1光同步數字傳輸網5.1.3SDH網元3．數字交叉連接設備（DXC）DXC的分類（按速率）DXC配置類型通常用DXCX/Y表示，其中X表示接入端口數據流的最高等級，Y表示參與交叉連接的最低級別。X和Y可以是數字0，1，2，3，4，5，6，…，其中：0表示64kbit/s的電路速率；1，2，3，4分別表示PDH中的一至四次群速率，其中4也代表SDH中的STM-1等級；5和6分別表示SDH中的STM-4和STM-16等級。DXC1/0，主要提供64kbit/s電路的數字交叉連接功能；DXC4/1，允許所有PDH的1～4次群電信號和STM-1信號接入和進行交叉連接，主要用于局間中繼網；DXC4/4，允許PDH的140Mbit/s和SDH的155Mbit/sPDH接入和進行交叉連接，一般用于長途網。5.1光同步數字傳輸網5.1.3SDH網元3．數字交叉連接設備（DXC）DXC的分類（按連接方式）單向：單向通過SDH網元的連接方式雙向：雙向通過SDH網元的連接方式廣播式：單進多出的連接方式環回：交叉連接到自身的方式分離接入：終結VC-n，并提供測試信號5.1光同步數字傳輸網5.1.3SDH網元4．再生中繼器（REG）再生中繼器的功能是對經傳輸衰減后的信號進行放大、整形和判決再生，以延長傳輸距離。首先將線路口接收到的光信號變換成電信號，然后對電信號進行放大、整形和判決再生，最后再把電信號轉換為光信號送到線路上。5.1光同步數字傳輸網5.1.4SDH光傳輸系統一、點-點鏈狀線路系統點到點系統由具有復用和光接口功能的線路終端、中繼器和光纜傳輸線構成。中繼器可以采用光—電—光再生器，也可以使用摻餌光纖放大器(EDFA)，在光路上完成放大?？梢詷嫵蓡蜗蛳到y，也可以構成雙向系統。5.1光同步數字傳輸網5.1.4SDH光傳輸系統二、環路系統環路系統可選用分插復用器(ADM)，也可以選用交叉連接設備（DXC）作為節點設備。其中，DXC具有交叉連接功能，可對多個電路組成的電路群進行交叉連接，其成本高，用在線路交匯處。接入設備則可以采用數字環路載波系統（DLC）、B-ISDN、FDDI等。5.1光同步數字傳輸網ADM：分插復用器DXC：數字交叉連接設備REG：再生中繼器DLC：數字環路載波系統OS：操作系統POTS：電話業務LCN：本地通信網5.1光同步數字傳輸網5.1.4SDH光傳輸系統二、環路系統SDH環路系統5.1.5SDH的網同步1、網同步方式網絡同步的目的：使網中所有交換節點的時鐘頻率和相位都控制在預先確定的容差范圍內，以便使網內各交換節點的全部數字流實現正確、有效的交換。如果網絡不同步，將會在交換機的緩沖器中產生信息比特的溢出和取空，導致數字流的滑動損傷，造成數據出錯。網絡同步方式：網同步主從同步相互同步準同步5.1光同步數字傳輸網12.25.1.5SDH的網同步1、網同步方式（1）主從同步方式主從同步方式使用一系列分級時鐘，每一級時鐘都與其上一級時鐘同步，網中最高一級時鐘稱為基準主時鐘或基準時鐘（PRC）。ITU-T將各級時鐘分為以下4類：基準主時鐘（PRC），精度達1×10－11，G.811建議規范；轉接局從時鐘，精度達5×10－9

，G.812（T）建議規范；端局從時鐘，精度達1×10－7，G.812（L）建議規范；SDH網元時鐘（SEC），精度達4.6×10－6，G.813建議規范。5.1光同步數字傳輸網5.1.5SDH的網同步1、網同步方式（1）主從同步方式優點：網絡穩定性較好；組網靈活；對從節點時鐘的頻率精度要求較低；控制簡單。缺點：一旦基準主時鐘發生故障會造成全網的問題。因此，基準主時鐘應采用多重備份，同步分配鏈路也盡可能有備用。5.1光同步數字傳輸網5.1.5SDH的網同步1、網同步方式（2）相互同步方式網中不設主時鐘，由網內各交換節點的時鐘相互控制，最