SDH原理 第一章SDH概述 第一章SDH概述 目标 了解SDH的产生背景一一为什么会产生SDH传输体制 了解SDH体制的优点和不足, 建立有关SDH的整体概念为以后更深入的学习打下基础 11SDH产生的技术背景—为什么会产生SDH传输体制 在讲SDH传输体制之前,我们首先要搞清楚SDH到底是什么。那么SDH是什 么呢?SDH全称叫做同步数字传输体制,由此可见SDH是一种传输的体制 协议),就象PDH一准同步数字传输体制一样,SDH这种传输体制规范 了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级,接口码型等特性ε 那么SDH产生的技术背景是什么呢? 我们知道当今社会是信息社会,高度发达的信息社会要求通信网能提供多种 多样的电信业务,通过通信网传输、交换、处理的信息量将不断增大,这就 要求现代化的通信网向数字化、综合化、智能化和个人化方向发展 传输系统是通信网的重要组成部分,传输系统的好坏直接制约着通信网的发 展。当前世界各国大力发展的信息高速公路,其中一个重点就是组建大容量 的传输光纤网络,不断提高传输线路上的信号速率,扩宽传输频带,就好比 一条不断扩展的能容纳大量车流的高速公路。同时用户希望传输网能有世界 范围的接口标准,能实现我们这个地球村中的每一个用户能随时随地便捷地 通信 目前传统的由PDH传输体制组建的传输网,由于其复用的方式很明显的不能 满足信号大容量传输的要求,另外PDH体制的地区性规范也使网络互连增加 1-1
第一 章 SDH概述 P 目标 了解SDH的产生背景 为什么会产生SDH传输体制 了解SDH体制的优点和不足 建立有关SDH的整体概念为以后更深入的学习打下基础 1.1 SDH产生的技术背景 为什么会产生SDH传输体制 在讲SDH传输体制之前 我们首先要搞清楚SDH到底是什么 那么SDH是什 么呢 SDH全称叫做同步数字传输体制 由此可见SDH是一种传输的体制 协议 就象PDH 准同步数字传输体制一样 SDH这种传输体制规范 了数字信号的帧结构 复用方式 传输速率等级 接口码型等特性 那么SDH产生的技术背景是什么呢 我们知道当今社会是信息社会 高度发达的信息社会要求通信网能提供多种 多样的电信业务 通过通信网传输 交换 处理的信息量将不断增大 这就 要求现代化的通信网向数字化 综合化 智能化和个人化方向发展 传输系统是通信网的重要组成部分 传输系统的好坏直接制约着通信网的发 展 当前世界各国大力发展的信息高速公路 其中一个重点就是组建大容量 的传输光纤网络 不断提高传输线路上的信号速率 扩宽传输频带 就好比 一条不断扩展的能容纳大量车流的高速公路 同时用户希望传输网能有世界 范围的接口标准 能实现我们这个地球村中的每一个用户能随时随地便捷地 通信 目前传统的由PDH传输体制组建的传输网 由于其复用的方式很明显的不能 满足信号大容量传输的要求 另外PDH体制的地区性规范也使网络互连增加 SDH原理 第一章 SDH概述 1-1
SDH原理 第一章SDH概述 了难度,由此看出在通信网向大容量、标准化发展的今天,PDH的传输体制 已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈,制约了传输网向更高的速率发展 传统的PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面 1.接口方面 1)只有地区性的电接口规范,不存在世界性标准。现有的PDH数字信号序 列有三种信号速率等级:欧洲系列、北美系列和日本系列。各种信号系列的 电接口速率等级以及信号的帧结构、复用方式均不相同,这种局面造成了国 际互通的困难,不适应当前随时随地便捷通信的发展趋势。三种信号系列的 电接口速率等级如图1-1所示。 欧洲系列 日本系列 北美系列 565Mbit/ 1.6Gbit/s 139Mbit/s 274Mbit/ 34Mbit/s 100Mbit/ 8Mbit/s 32Mbit/s 45Mbit/s 2Mbit/s 6. 3Mbit/s 6.3Mbit/s 5Mbit/ 图1-1电接口速率等级图 2)没有世界性标准的光接口规范。为了完成设备对光路上的传输性能进行 监控,各厂家各自采用自行开发的线路码型。典型的例子是mBnB码。其中 mB为信息码,nB是冗余码,冗余码的作用是实现设备对线路传输性能的监 控功能。由于冗余码的接入使同一速率等级上光接口的信号速率大于电接口 的标准信号速率,不仅增加了发光器的光功率代价,而且由于各厂家在进行 线路编码时,为完成不同的线路监控功能,在信息码后加上不同的冗余码 导致不同厂家同一速率等级的光接口码型和速率也不一样,致使不同厂家的
了难度 由此看出在通信网向大容量 标准化发展的今天 PDH的传输体制 已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈 制约了传输网向更高的速率发展 传统的PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面 1. 接口方面 1 只有地区性的电接口规范 不存在世界性标准 现有的PDH数字信号序 列有三种信号速率等级 欧洲系列 北美系列和日本系列 各种信号系列的 电接口速率等级以及信号的帧结构 复用方式均不相同 这种局面造成了国 际互通的困难 不适应当前随时随地便捷通信的发展趋势 三种信号系列的 电接口速率等级如图1-1所示 565Mbit/s 139Mbit/s 34Mbit/s 8Mbit/s 2Mbit/s 1.6Gbit/s 400Mbit/s 100Mbit/s 6.3Mbit/s 1.5Mbit/s 274Mbit/s 45Mbit/s 6.3Mbit/s ×4 ×4 ×4 ×4 ×4 ×4 ×4 ×4 ×6 ×7 ×3 欧洲系列 日本系列 北美系列 ×5 32Mbit/s 图1-1 电接口速率等级图 2 没有世界性标准的光接口规范 为了完成设备对光路上的传输性能进行 监控 各厂家各自采用自行开发的线路码型 典型的例子是mBnB码 其中 mB为信息码 nB是冗余码 冗余码的作用是实现设备对线路传输性能的监 控功能 由于冗余码的接入使同一速率等级上光接口的信号速率大于电接口 的标准信号速率 不仅增加了发光器的光功率代价 而且由于各厂家在进行 线路编码时 为完成不同的线路监控功能 在信息码后加上不同的冗余码 导致不同厂家同一速率等级的光接口码型和速率也不一样 致使不同厂家的 SDH原理 第一章 SDH概述 1-2
SDH原理 第一章SDH概述 设备无法实现横向兼容。这样在同一传输路线两端必须采用同一厂家的设备, 给组网、管理及网络互通带来困难 2.复用方式 现在的PDH体制中,只有1.5Mbts和2Mbts速率的信号(包括日本系列 63Mbs速率的信号)是同步的,其他速率的信号都是异步的,需要通过码 速的调整来匹配和容纳时钟的差异。由于PDH采用异步复用方式,那么就导 致当低速信号复用到高速信号时,其在高速信号的帧结构中的位置没规律性 和固定性。也就是说在高速信号中不能确认低速信号的位置,而这一点正是 能否从高速信号中直接分插出低速信号的关键所在。正如你在一堆人中寻找 一个没见过的人时,若这一堆人排成整齐的队列,那么你只要知道所要找的 人站在这堆人中的第几排和第几列,就可以将他找了出来。若这一堆人杂乱 无章的站在一起,若要找到你想找的人,就只能一个一个的按照片去寻找了。 既然PDH采用异步复用方式,那么从PDH的高速信号中就不能直接的分插出 低速信号,例如:不能从140Mbis的信号中直接分/插出2Mbs的信号。这就 会引起两个问题: 1)从高速信号中分/插出低速信事情要一级一级的进行。例如从140 Mbit/sh的 信号中分插出2Mbs低速信号要经过如下过程。如图1-2所示。 140Mbs解 34b以复 8MbsJ解 友/Mbm复34Mbs复40Mie 复 2Mbit/s 图1-2从140Mbs信号分插出2Mbs信号示意图 从图中看出,在将140Mb信号分插出2Mbts信号过程中,使用了大量 的“背靠背”设备。通过三级解复用设备从140Mb/s的信号中分出 2Mbis低速信号;再通过三级复用设备将2Mbs的低速信号复用到 140Mbs信号中。一个140Mbs信号可复用进64个Mbts信号,若在此 处仅仅从140Mbs信号中上下一个2Mbts的信号,也需要全套的三级复 用和解复用设备。这样不仅增加了设备的体积、成本、功耗,还增加了 设备的复杂性,降低了设备的可靠性
设备无法实现横向兼容 这样在同一传输路线两端必须采用同一厂家的设备 给组网 管理及网络互通带来困难 2. 复用方式 现在的PDH体制中 只有1.5Mbit/s和2Mbit/s速率的信号 包括日本系列 6.3Mbit/s速率的信号 是同步的 其他速率的信号都是异步的 需要通过码 速的调整来匹配和容纳时钟的差异 由于PDH采用异步复用方式 那么就导 致当低速信号复用到高速信号时 其在高速信号的帧结构中的位置没规律性 和固定性 也就是说在高速信号中不能确认低速信号的位置 而这一点正是 能否从高速信号中直接分/插出低速信号的关键所在 正如你在一堆人中寻找 一个没见过的人时 若这一堆人排成整齐的队列 那么你只要知道所要找的 人站在这堆人中的第几排和第几列 就可以将他找了出来 若这一堆人杂乱 无章的站在一起 若要找到你想找的人 就只能一个一个的按照片去寻找了 既然PDH采用异步复用方式 那么从PDH的高速信号中就不能直接的分/插出 低速信号 例如 不能从140Mbit/s的信号中直接分/插出2Mbit/s的信号 这就 会引起两个问题 1 从高速信号中分/插出低速信事情要一级一级的进行 例如从140Mbit/s的 信号中分/插出2Mbit/s低速信号要经过如下过程 如图1-2所示 2Mbit/s 解 解 解 复 复 复 用 用 用 复 复 复 用 用 用 140Mbit/s 34Mbit/s 8Mbit/s 8Mbit/s 34Mbit/s 140Mbit/s 图1-2 从140Mbit/s信号分/插出2Mbit/s信号示意图 从图中看出 在将140Mbit/s信号分/插出2Mbit/s信号过程中 使用了大量 的 背靠背 设备 通过三级解复用设备从140Mbit/s的信号中分出 2Mbit/s低速信号 再通过三级复用设备将2Mbit/s的低速信号复用到 140Mbit/s信号中 一个140Mbit/s信号可复用进64个2Mbit/s信号 若在此 处仅仅从140Mbit/s信号中上下一个2Mbit/s的信号 也需要全套的三级复 用和解复用设备 这样不仅增加了设备的体积 成本 功耗 还增加了 设备的复杂性 降低了设备的可靠性 SDH原理 第一章 SDH概述 1-3
SDH原理 第一章SDH概述 2)由于低速信号分插到高速信号要通过层层的复用和解复用过程,这样就 会使信号在复用檞解复用过程中产生的损伤加大,使传输性能劣化,在大容量 传输时,此种缺点是不能容忍的。这也就是为什么PDH体制传输信号的速率 没有更进一步提高的原因 3.运行维护方面 PDH信号的帧结构里用于运行维护工作(OAM)的开销字节不多,这也就是 为什么在设备进行光路上的线路编码时,要通过增加冗余编码来完成线路性 能监控功能。由于PDH信号运行维护工作的开销字节少,这对完成传输网的 分层管理、性能监控、业务的实时调度、传输带宽的控制、告警的分析定位 是很不利的 4.没有统一的网管接口 由于没有统一的网管接口,这就使你买一套某厂家的设备,就需买一套该厂 家的网管系统。容易形成网络的七国八制的局面,不利于形成统一的电信管 理网 由于以上这种种缺陷,使PDH传输体制越来越不适应传输网的发展,于是美 国贝尔通信研究所首先提出了用一整套分等级的标准数字传递结构组成的同 步网络( SONET)体制, CCITT于1988年接受了 SONET概念,并重命名为 同步数字体系(SDH),使其成为不仅适用于光纤传输,也适用于微波和卫 星传输的通用技术体制。本课程主要讲述SDH体制在光纤传输网上的应用。 ?想一想 你也许在资料中看过SDH信号能直接从高速信号中下低速信号,例如直接从 62Mits信号中下2M信号,为什么?这种特性跟SDH所特有的同步复用方式 有关,既然是同步复用方式,那么低速信号在高速信号帧中的位置是可预见, 于是从高速信号中直接下低速信号就变成了一件很容易的事了 1.2与PDH相比SDH有哪些优势 既然SDH传输体制是PDH传输体制进化而来的,因此它具有PDH体制所无可 比拟的优点,它是不同于PDH体制的全新的一代传输体制,与PDH相比在技 术体制上进行了根本的变革
2 由于低速信号分/插到高速信号要通过层层的复用和解复用过程 这样就 会使信号在复用/解复用过程中产生的损伤加大 使传输性能劣化 在大容量 传输时 此种缺点是不能容忍的 这也就是为什么PDH体制传输信号的速率 没有更进一步提高的原因 3. 运行维护方面 PDH信号的帧结构里用于运行维护工作 OAM 的开销字节不多 这也就是 为什么在设备进行光路上的线路编码时 要通过增加冗余编码来完成线路性 能监控功能 由于PDH信号运行维护工作的开销字节少 这对完成传输网的 分层管理 性能监控 业务的实时调度 传输带宽的控制 告警的分析定位 是很不利的 4. 没有统一的网管接口 由于没有统一的网管接口 这就使你买一套某厂家的设备 就需买一套该厂 家的网管系统 容易形成网络的七国八制的局面 不利于形成统一的电信管 理网 由于以上这种种缺陷 使PDH传输体制越来越不适应传输网的发展 于是美 国贝尔通信研究所首先提出了用一整套分等级的标准数字传递结构组成的同 步网络 SONET 体制 CCITT于1988年接受了SONET概念 并重命名为 同步数字体系 SDH 使其成为不仅适用于光纤传输 也适用于微波和卫 星传输的通用技术体制 本课程主要讲述SDH体制在光纤传输网上的应用 想一想 你也许在资料中看过SDH信号能直接从高速信号中下低速信号 例如直接从 622Mbit/s信号中下2M信号 为什么 这种特性跟SDH所特有的同步复用方式 有关 既然是同步复用方式 那么低速信号在高速信号帧中的位置是可预见 于是从高速信号中直接下低速信号就变成了一件很容易的事了 1.2 与PDH相比SDH有哪些优势 既然SDH传输体制是PDH传输体制进化而来的 因此它具有PDH体制所无可 比拟的优点 它是不同于PDH体制的全新的一代传输体制 与PDH相比在技 术体制上进行了根本的变革 SDH原理 第一章 SDH概述 1-4
SDH原理 第一章SDH概述 首先,我们先谈一谈SDH的基本概念。SDH概念的核心是从统一的国家电信 网和国际互通的高度来组建数字通信网,是构成综合业务数字网(ISDN), 特别是宽带综合业务数字网(B-SDN)的重要组成部分。那么怎样理解这个 概念呢?因为与传统的PDH体制不同,按SDH组建的网是一个高度统一的 标准化的、智能化的网络,它采用全球统一的接口以实现设备多厂家环境的 兼容,在全程全网范围实现高效的协调一致的管理和操作,实现灵活的组网 与业务调度,实现网络自愈功能,提高网络资源利用率,由于维护功能的加 强大大降低了设备的运行维护费用 下面我们就SDH所具有的优势(可以算是SDH的特点吧),从几个方面进一 步说明。注意与PDH体制相对比 1.接口方面 1)电接口方面 接口的规范化与否是决定不同厂家的设备能否互连的关键。SDH体制对网络 节点接口(NN)作了统一的规范。规范的内容有数字信号速率等级、帧结 构、复接方法、线路接口、监控管理等。于是这就使SDH设备容易实现多厂 家互连,也就是说在同一传输线路上可以安装不同厂家的设备,体现了横向 兼容性 SDH体制有一套标准的信息结构等级,即有一套标准的速率等级。基本的信 号传输结构等级是同步传输模块一—STM-l,相应的速率是155Mbit/s。高等 级的数字信号系列例如:622Mbts(STM4)、25Gbis(STM-16)等,可 通过将低速率等级的信息模块(例如STM-1)通过字节间插同步复接而成 复接的个数是4的倍数,例如:STM4=4×STM-1,STM-16=4×STM4 技术细节 什么是字节间插复用方式呢? 我们以一个例子来说明.有三个信号:帧结构各为每帧3个字节,若将这三 B
首先 我们先谈一谈SDH的基本概念 SDH概念的核心是从统一的国家电信 网和国际互通的高度来组建数字通信网 是构成综合业务数字网 ISDN 特别是宽带综合业务数字网 B-ISDN 的重要组成部分 那么怎样理解这个 概念呢 因为与传统的PDH体制不同 按SDH组建的网是一个高度统一的 标准化的 智能化的网络 它采用全球统一的接口以实现设备多厂家环境的 兼容 在全程全网范围实现高效的协调一致的管理和操作 实现灵活的组网 与业务调度 实现网络自愈功能 提高网络资源利用率 由于维护功能的加 强大大降低了设备的运行维护费用 下面我们就SDH所具有的优势 可以算是SDH的特点吧 从几个方面进一 步说明 注意与PDH体制相对比 1. 接口方面 1 电接口方面 接口的规范化与否是决定不同厂家的设备能否互连的关键 SDH体制对网络 节点接口 NNI 作了统一的规范 规范的内容有数字信号速率等级 帧结 构 复接方法 线路接口 监控管理等 于是这就使SDH设备容易实现多厂 家互连 也就是说在同一传输线路上可以安装不同厂家的设备 体现了横向 兼容性 SDH体制有一套标准的信息结构等级 即有一套标准的速率等级 基本的信 号传输结构等级是同步传输模块 STM-1 相应的速率是155Mbit/s 高等 级的数字信号系列例如 622Mbit/s STM-4 2.5Gbit/s STM-16 等 可 通过将低速率等级的信息模块 例如STM-1 通过字节间插同步复接而成 复接的个数是4的倍数 例如 STM-4 4 STM-1 STM-16 4 STM-4 & 技术细节 什么是字节间插复用方式呢 我们以一个例子来说明 有三个信号 帧结构各为每帧3个字节 若将这三 A A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 B C SDH原理 第一章 SDH概述 1-5