1、刘春龙刘春龙 工程技术科工程技术科5382684 5382684 传输网络及电源传输网络及电源 主要内容主要内容 传输网络简介传输网络简介 数字信号的概念数字信号的概念 传输方式传输方式 复用方式复用方式 兖矿集团兖矿集团SDH传输网传输网 供电系统要点及整体考虑供电系统要点及整体考虑 存在的问题存在的问题 一、传输网络简介一、传输网络简介 几个概念几个概念 电信网：指可以提供通信服务的所有实体 及逻辑配置。完成的基本功能包括信息传送、呼叫/连接控制以及网络管理三部分。传送（transport）：指信息的传递过程。传送网一般指实际设备组成的网络。传输（transmission）：指信息信号通过
2、具有物理媒体传输的物理过程。传输网络一般指逻辑意义上的网络既网络逻辑功能实体。代表性技术代表性技术 PDH：plesiosychronous digital hierchary 准同步数字系列 SDH：sychronous digital hierchary 同步数字系列 ATM：asychronous transfer mode 异步转移模式传输媒质和系统传输媒质和系统有线发展：明线（铁、铜）-对称电缆-同轴电缆-光纤 明线：12路、高12路、超12路、载波 对称电缆：60路、132路、载波 同轴电缆：小同轴、中同轴 光纤：PDH SDH WDM音频电缆：线径.32.4.5.6.8 单线直流
3、电阻236 148 95 65.8 36.6 工作电容52左右 绞距平均不大于155五类双绞线:线径.5 单线直流电阻93.8 工作电容33左右 不 同线对绞距144381 A、B端的区别无线微波:模拟-数字 480路 960路 1920路 干线2-11G 支线13-26G 与SDH接轨卫星：C波段6/4G 上行5.925-6.425G 下行3.7-4.2G Ku波段14/11G 上行14-14.5G 下行10.7-11.2G Ka波段30/20G 上行30G 下行20G数字系统各种速率数字系统各种速率D16KE12.048MH0384KOC1=STM-051.84MDS0=B64KE28.4
4、48MH111536KOC3=STM-1155.52MDS1=T11.544KE334.368MH121920KOC12=STM-4622.08MDS2=T26.312KE4139.264MH2132.768MOC48=STM-162488.32MDS3=T344.736K H2244.160MOC192=STM-649953.28M H4135.168M光纤发展光纤发展 1970年 低损失光纤制成(美国,康宁公司)半导体雷射在室温可连续发光(美国,贝尔研究所)1979年 0.2dB/Km光纤制成 1980年 光纤通信进入实用化(850nm,1310nm,1550nm)1989年 光纤通信进入
5、ISDN领域(应用由多模单模)1990年 光纤通信进入用戶領域光纤通信特点光纤通信特点光光发射机发射机光纤光纤电端机电端机中继器中继器光光接收机接收机光源光源LED LD电端机电端机光纤光纤光纤通信组成光纤通信组成9/125um50/125um62.5/125um100/140um典型光纤内外径典型光纤内外径1.传输参数*孔孔径径(NA,Numerical Aperture)NA=(n12 n22)1/2 表示光纤捕捉光射线能力的物理量*正正规规化化频率频率(V,Normalized Frequency)V 2.405 单模光纤单模光纤 *折射率折射率差差比比()=(n1 n2)/n1*衰减衰
6、减(dB/Km)*频宽频宽(MHz*Km)1.2.几何参数2.*纤核直径纤核直径 MM-50um 6%3.SM-9um 10%4.*纤壳纤壳直径直径 125 3um5.*偏偏心率心率 3%以下以下6.*偏圓率偏圓率 2%以下以下7.*纤核纤核不圓率不圓率 2%以下以下光纤重要参数光纤重要参数0.20.40.60.81.01.21.41.6波长波长(um)1001010.1传输损耗传输损耗(dB/Km)Rayleigh散射损耗散射损耗理论值理论值OH-吸收吸收中损耗光纤中损耗光纤 (玻璃系玻璃系)低低损失光纤损失光纤 (硅系硅系)传播窗口传播窗口r rran1n2n纤核纤壳光纤分类光纤分类光光的
7、的反射与折射反射与折射N1*Sin =N2*Sin Snell,s Lawi法线it介质 2 N1N2反射角反射角入射角入射角折射角折射角rt介质 1 传播原理传播原理匹配包层型光纤性能稍差，下凹内包层型光纤性能较好。1550nm窗口衰减小，但色散大，不利于高速系统的长距离传输。适用于2.5Gb以下中距离传输。采用分段芯和双台阶芯型。1550nm低衰减和零色 散，但在波分复用时有混频效应，被限于单信道高速系统。在1550nm波长下，最低衰减为0.15dB/Km。价格昂贵使用少，应用于长距离，且不能插入有源器件的无中继海底光纤系统。具有可移动零色散波长的作用。实现较低的衰减和色散，因此可用于远距
8、离，波分复用，高速系统。光纤类型光纤类型 在1310nm和1550nm处都是低色散，但光纤衰减大。色散影响1310nm在1550nm的升级扩容，通过在系统中加入很 短的一段负色散光纤，可以抵消1550nm处的正色散。带来的衰减由光纤放大器得到补偿。光缆传输计算光缆传输计算 最坏值设计法，就是在设计光传输距离时，所有的相关参数都采用寿命期中允许的最坏值。如发送光功率、接收灵敏度。L=（PS Pr 2Ac PP MC）/（f+S）其中：其中：PS：光发送机在S参考点的发送光功率（dBm）；Pr：光接收机在R参考点的接收灵敏度（dBm）；Ac：每个连接器的损耗，一般取0.5dB；PP：光通道代价，一
9、般取1dB，但对L16.2取2dB MC：光缆富余度，取3dB；f：光纤衰减系数（dB/km）；S：光纤每公里接续损耗，一般取0.025 dB/km例：某2.5G系统的相关参数为:S点发送光功率 PS=2+3 dBm，R点接收灵敏度 Pr=-31 -28 dBm，光纤衰减系数 f=0.22 dB/km，求其最大传输距离。其它参数取值为：因是L16.2接口，故光通道代价为PP=2 dB，光缆富余度Mc=3dB，每个连接器损耗为Ac=0.5 dB，每公里光纤平均接续损耗为s=0.05/2=0.025 dB/km。把以上数据代入公式：L=（PS Pr 2Ac PP MC）/（f+S）=-2（-28）
10、20.5 2 3 /（0.22+0.025）=20/0.245=82 km 光纤连接器纤芯光纤作用力套筒插针体连接器分类连接器分类纤芯光纤作用力套筒插针体表面技术要求曲率半径曲率半径球心偏移率球心偏移率平整度平整度光洁度光洁度角度偏差角度偏差光学技术要求回波损耗回波损耗插入损耗插入损耗10-25mm50um0.05um 4A40dB0.4dB10-25mm50um0.05um 4A50dB0.4dB10-25mm50um0.05um 4A60dB0.4dB LC/PC 端面为平面LC/UPC 端面为球面，降低了端面的反射插拔自锁式固定 MU/PC 端面为平面MU/UPC 端面为球面，降低了端面
11、的反射插拔式固定二、数字信号的基本概念二、数字信号的基本概念 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号 模拟信号 信号波形模拟着信息的变化而变化，称为模拟信号。其特点是幅度连 续(连续的含义是在某一取值范围内可以取无限多个数值)。分为连续信号和离散信号。电话、传真、电 视信号都是模拟信号。数字信号数字信号 数字信号 其特点是幅值被限制在有限个数值之内，它不是连续的而是离散的。图(a)是二进码，每一个码元只取两个幅值(0，A)：(b)是四进码，每个码元取四(3、1、1、3)中的一个。这种幅度是离散的信号称数字信号。信号的数字化过程信号的数字化过程 信号的数字化需要三个步骤：抽样、量化和编码。抽样是指
12、用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。编码则是按照一定的规律，把量化后的值用二进制数字表示，然后转换成二值或多值的数字信号流。抽抽 样样 所谓抽样就是每隔一定的时间间隔T，抽取话音信号的一个瞬时幅度值(抽样值)，抽 样后所得出的一系列在时间上离散的抽样值称为样值序列。抽样定理：只要抽样脉冲的间隔 T1/2fm(或fs2fm)(fm是话音信号的 最高频率)，则抽样后的样值序列可不失真地还原成原来的话音信号。一路电话信号的频带为3003400Hz，
13、fm=3400Hz，则抽样频率fs23400=6800Hz。则抽样后的样值序列可不失真地还原 成原来的话音信号，话音信号的抽样频率通常取8000Hz/s。对于PAL制电视信号。视频带宽为6MHz，按照CCIR601建议，亮度信号的抽样频率为13.5MHz，色度信号为6.75MHz。量量 化化 抽样把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号，但脉冲的幅度仍然是模拟的，还必须进行离 散化处理，才能最终用数码来表示。这就要对幅值进行舍零取整的处理，这个过程称为量化。实际信号可以看成量化输出信号与量化误差之和，因此只用量化输出信号来代替原信号就会 有失真。采用均匀间隔量化级进行量化的方法称为均匀量化或线性量
14、化。如果使小信号时量化级间宽度小些，而大信号时量化级间宽度大些，就可以使小信号时和大信号时的信噪比趋于一致。这种非 均匀量化 级的安排称为非均匀量化或非线性量化。数字信号大多采用非均匀量化方式。对于音频信号的非均匀量化也是采用压缩、扩张的方法，即在发送端对输入的信号进行压缩 处理再均匀量化，在接收端再进行相应的扩张处理。目前国际上普遍采用容易实现的A律13折线压扩特性和律15折线的压扩特性。我国规 定采用A律13折线压扩特性。编编 码码 抽样、量化后的信号还不是数字信号，需要把它转换成数字编码脉冲，这一过程称为编码。最简单的编码方式是二进制编码。具体说来，就是用n比特二进制码来表示已经量化了的
15、样值，每个二进制数对应一个量化值，然后把它们排列，得到由二值脉冲组成的数字信息流。抽样频率越高，量化比特数越大，数码率就越高，所需要的传输带宽就越宽。语音信号一般采用8比特二进制码。语音64KBIT/S的：语音带宽：0-3.4KHZ 一般取4KHZ 抽样频率：fs=2*4KHZ=8KHZ 抽样值8BIT编码：8*8=64KBIT/S 信源编码与信道编码 信源编码的目的是提高信源的效率，去除冗余度。信道编码使传输过程中能量损失最小，提高信号 能量与噪声能量的比例效率；增加纠错能力。数字话音编码技术通常分为三类，包括波形编码技术、参量编码技术和混合编码技术。波形编码是将时间域信号直接变换为数字代码
16、，重建语音波形时尽量保持原语音信号的波形形状。参量编码又称为声源编码，是将信源信号在频率域上或其它正交变换域上提取特征参量，并将其变换成数字代码进行传输。线性预测编（LPC）及其它各种改进型都属于参量编码。该编码比特率可压缩到24.8kbit/s，甚至更低，但语音质量不是很好，自然度较低。数字话音编码技术数字话音编码技术 浑合编码 混合编码将波形编码和参量编码组合起来应用，尽量保持波形编码的高质量和参量编码的低速率，在416kbit/s速率上能够得到高质量的合成语音。多脉冲激励线性预测编码（MPLPC），规划脉冲激励线性预测编码（KPELPC），码本激励线性预测编码（CELP）及其改进型代数码
17、激励线性预测编码(ACELP)和矢量和激励线性预测编码(VSELP)等都是属于混合编码技术。脉冲编码调制(PCM)模拟信号经过抽样和量化以后，可以得到一系列输出，它们共有Q个电平状态。当Q比较大时，如果直接传输Q进制的信号，其抗噪声性能将会是很差的，因此，通常在发射端通过编码器把Q进制信号变换为k位二进制数字信号。而在接收端将收到的二进制码元经过译码器再还原为Q进制信号，这种系统就是脉冲编码调制(PCM)。增量调制（M）增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别(增加、还是减少)而不是代表抽样值本身的大小，因此把它称为增量调制。增量调制以及它们的各种改进型自适
18、应增量调制（ADM），自适应差分编码（ADPCM）、自适应传输编码（AdaptiveTransfer Coding，ATC）和子带编码（SBC）等，都属于波形编码技术。它们能分别在64kbit/s以及16kbit/s的速率上给出高的编码质量。但当速率进一步下降时，其性能会下降较快。数字信号的调制数字信号的调制 为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字信号对载波进行调制，载波调制是信道编码的一部份。大多数数字通信采用正弦波作为载波，正弦波的幅度、频率和相位三个参数携信息，构成调幅、调频、调相三种形式。对应二进制情况下为幅度键控（ASK），频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。几种常用的调制方
19、式几种常用的调制方式 正交移相键控调制（QPSK）利用数字信号对四个同频、相位相差/2的正弦波进行控制、不断切换合成调相波。方法常用于上、下通道交互式信息的传送。正交幅度调制（QAM）用数字信号同时去调制载波的幅度和相位，使载波的幅度和相位受控于数字信号，常用有16QAM，32QAM，64QAM等。无载波幅度相位调制(CAP)正交幅度调制（QAM）抑制载波后即无载波幅度相位调制(CAP)离散多音频调制(DMT)将一段串行的数据流变成N组低速并行的数据流，将它们分别调制到不同的载频上传输。ADSL将POTS以外频谱1.1M分成255个子带，每个4.3K，每HZ最多承载15BIT信息。三、传输方式
20、三、传输方式 同步与异步同步与异步 时钟：按精度分4级基准主时钟（铯钟）、转接局从时钟（铷钟）、端局从时钟、SDH设备从时钟 同步：同步是指接收速度和发送速度保持一致，也就是接收端要根据发送端所发送的信号频率和起止时间来接收信号。接收端通过校准自己的接收时间和重复频率，使得与发送端的信号一致。在采用同步传输的数据通信中，字符之间是以固定的速度连续传输的，字符与字符之间没有空闲的间隔。异步：在采用异步传输的数据通信中，每个字符是作为一个独立的整体进行发送的，字符之间的传输时间间隔可以是任意的。PDH（准同步数字系列）采用准同步数字系列（PDH）的系统，是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的
21、时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。为了保证通信的质量，要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。因此，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”。在以往的电信网中，多使用PDH设备。这种系列对传统的点到点通信有较好的适应性存在的问题存在的问题 接口方面：不存在世界性标准、没有世界性标准的光接口规范。复用方式：只有1.5Mbit/s 和2Mbit/s 速率的信号同步，其他速率的信 号都是异步的，设备背靠背，从高速信号中分/插出低速信事情要一级一级的进行。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
22、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。运行维护：PDH信号的帧结构里用于运行维护工作的开销字节不多 网 管：没有统一的网管接口，不利于形成统一的电 信管理网。PDH三种电接口速率PCM30/32帧结构每秒钟能传送8000帧，而每帧包含328256bit，因此，总码率为256比特/帧8000帧/秒2048kb/s。对于每个话路来说，每秒钟要传输8000个时隙，每个时隙为8bit，所以可得每个话路数字化后信息传输速率为8800064kb/s。PCM的高次群 SDH（同步数字系列）最早提出SDH概念的是美国贝尔通信研究所，称为光同步网络（SONET）。它是高
23、速、大容量光纤传输技术和高度灵活、又便于管理控制的智能网技术的有机结合。最初的目的是在光路上实现标准化，便于不同厂家的产品能在光路上互通，从而提高网络的灵活性。1988年，国际电报电话咨询委员会（CCITT）接受了SONET的概念，重新命名为“同步数字系列（SDH）”，使它不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输的技术体制，并且使其网络管理功能大大增强。光同步传输网设备SDH是新一代的传输网体制，它是由若干网元组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络，具有全世界统一的网络节点接口NNI，从而简化了信号的互通及信号的传输、交叉连接和交换过程，具有一套标准化的信息结构等级，即STM1、
24、STM4、STM16等，并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特，用于网络的操作维护管理（OAM），它有一套特殊的复用结构，允许现存的准同步数字体系、同步数字体系及BISDN信号都能进入其帧结构，因而具有广泛的适应性。SDH系统的线路码型采用加扰的NRZ码线路信号，速率等于标准STM-N 信号速率。它大量采用软件进行网络配置和控制，新功能和新特性的增加非常方便，适合于未来的发展。SDH技术特点 与PDH技术相比，有如下明显优点：网络管理能力大大加强。提出了自愈网的新概念。用SDH设备组成的带有自愈保护能力的环网形式，可以在传输媒体主信号被切断时，自动通过自愈网恢复正常通信。统一的比特率，统
25、一的接口标准，为不同厂家设备间的互联提供了可能。附图是SDH和PDH在复用等级及标准上的比较。采用字节复接技术，使网络中上下支路信号变得十分简单。SDH的缺陷 频带利用率低 PDH：140M容纳64*2M SDH：155M容纳63*2M 指针调整机理复杂 软件的大量使用对系统安全性的影响 等 级STM-1STM-4STM-16STM-64 速率（Mb/s）155.520 622.080 2488.320 9953.280 含2M数量 63 252 1008 4032等级与速率等级与速率STM-N 块状帧结构 SDH信号是一种以字节结构为基础的矩形块状帧结构,由9行和270N列8 bit字节组成
26、.整个帧结构主要分为三个部分:段开销、管理单元指针和信息净负荷。其中，在净区可以封装各种信息(如PPP帧、ATM信元等)或其混合体,而不管其具体信息结构是什么样的,所以说信息净具有透明性。因此，在SDH调整传输网上可以直接实现IP over SDH技术,也可以间接承载ATM业务。STM-N的帧结构由3部分组成包括：段开销：再生段开销RSOH 复用段开销MSOH 管理单元指针：AU-PTR 信息净负荷：payloadSTM-N 帧结构图9270N字节13459SOHSTM-N 净负荷 (含POH)传输方向SOHSOH：段开销AU PTR：管理单元指针POH：通道开销AU PTRT=125sSDH
27、复用结构C:容器 VC:虚容器 TU:支路单元 TUG:支路单元组 AU:管理单元 AUG:管理单元 组 ITU-T G.709 复用映射结构 我国的SDH基本复用映射结构 AUGTUG-2VC-3C-3 C 4TU-12VC-12C-12140M34M/45M2M指针处理映射复用校准N733TUG3STM-NAU-4VC-4TU-311我国规范的我国规范的SDH复用与映射结构复用与映射结构C:容器 VC:虚容器 TU:支路单元 TUG:支路单元组 AU:管理单元 AUG:管理单元 组信息容器信息容器 C用于装载各种速率业务信号的信息结构。我国使用其中的三种（共5种）：种类C-12 C-3 C
28、-4装载信号种类 2 Mb/s 34/45 Mb/s 140 Mb/s 结 构 9行4列2 9行84列 9行260列速率（Mb/s）2.176 48.384149.760虚容器虚容器 VC 是用来支持SDH通道层连接的信息结构。VC 是由信息容器C加上通道开销POH构成。种类VC-12 VC-3 VC-4装载信号种类 2 Mb/s 34/45 Mb/s 2/34/45/140 Mb/s 结 构9行4列19行85列9行261列速率（Mb/s）2.240 48.960150.336字节间插复用字节间插复用2b 各支路信号按字节顺序进行间插排列，形成更高速率信号。12313123cacbaTU-12
29、 aTU-12 bTU-12 cTUG-2444 数字同步网数字同步网结构与同步方式结构与同步方式 数字同步网是为各种业务网提供同步信号的支撑网。它一般采用等级主从同步方式：网络中设一最高级主时钟和一系列分级从时钟，每一级从时钟皆与上一级时钟同步，从而使网中所有时钟都和最高级时钟 基准主时钟（PRC）同步。SDH同步网我国的数字同步网采用等级主从同步与伪同步相结合的方式，又称分布定时方式。一者，用设在北京的符合G.811的PRC分级下控，直到最低一级的从时钟，符合等级主从同步方式。二者，把全国划分为几个同步区，每个区设一个区域基准时钟（LPR）-铷原子钟；LPR既可以接收PRC信号，又可以接收
30、GPS（全球定位系统）信号。因各同步区的LPR有微小差异，但误差极小而接近于同步，故又称伪同步方式。如图所示。其中武汉为副时钟，主时钟（北京）发生故障时，它取而代之。我国的数字同步网我国的数字同步网主时钟（北京）主时钟（北京）从时钟（武汉）从时钟（武汉）区域基准时钟区域基准时钟区域基准时钟区域基准时钟 省会局省会局 省会局省会局 市市 局局 市市 局局 县县 局局 县县 局局GPSGPS同步区1同步区2SDH网的同步方式大致有四种：全同步、伪同 步、准同步、异步。、全同步方式全同步方式：全网皆同步于唯一的基准主时钟（PRC），同步精度高，但实施困难。一般考虑分级控制的方案；即可用等级主从同步方
31、式代替。主从同步方式：在正常时，主时钟起网络定时基准作用，副时钟亦以主时钟的时钟为基准。当主时钟发生故障时，改由副时钟给网络提供定时基准，当主时钟恢复后，再切换回由主时钟提供网络基准定时。SDH网网同步方式同步方式、伪同步方式伪同步方式：全网划分为几个分网，各分网的主时 钟符合G.811规定；分网中的从时钟 分别同步于分网的主时钟；因此各 分网时钟相互独立，但误差极小而 接近于同步。、准同步方式准同步方式：当外定时基准丢失后，节点时钟进 入保持模式；网络同步质量不高。、异步方式异步方式：各节点时钟出现较大偏差，不能维持正 常业务，将发送告警信号。目前，SDH网广泛采用等级主从同步方式。映射映射
32、 映射就是在SDH网络边界把各种业务信号适配进相应的虚容器。如：把2Mb/s信号适配进VC-12；把34（或45）Mb/s信号适配进VC-3；把140Mb/s信号适配进VC-4。定位与复用的概念 定位是指通过指针调整，使指针的值时刻指向低阶VC帧的起点在TU净负荷中或高阶VC帧的起点在AU净负荷中的具体位置，使收端能据此正确地分离相应的VC。复用的概念比较简单，复用是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层。常见网元-TMTM（终端复用器）模型作用：将支路端口的低速信号复用到线路端口的高速信号STM-N中常见网元-ADM ADM（分/插复用器）模型作用：最重要的一种网元。将低速支路信号交叉复
33、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。另外，还可将东/西向线路侧的STM-N 信号进行交叉连接。常见网元-REG 光传输网的再生中继器有两种：一种是纯光的再生中继器，主要进行光功率放大以延长光传输距离；另一种是用于脉冲再生整形的电再生中继器，主要通过光/电判决再生整形，电/光变换以达到不积累线路噪声，保证线路上传送信号波形的完好性。REG（再生中继器）常见网元-DXC DXC（数字交叉连接设备）功能图 作用：主要是STM-N信号的交叉连接功能，它是一个多端口器件，相当于一个交叉钜阵，完成各个信号间的交叉连接。SDH网络保护基本网络拓扑图 自愈的概念 当今社
34、会各行各业对信息的依赖愈来愈大，要求通信网络能及时准确的传递信息。随着网上传输的信息越来越多，传输信号的速率越来越快，一旦网络出现故障，例如土建施工中将光缆挖断 将对整个社会造成极大的损坏，因此网络的生存能力即网络的安全性是当今第一要考虑的问题。所谓自愈是指在网络发生故障，例如光纤断时无需人为干预网络自动地在极短的时间内（ITU-T规定为50ms以内），使业务自动从故障中恢复传输。其基本原理是网络要具备发现替代传输路由并重新建立通信的能力，替代路由可采用备用设备或利用现有设备中的冗余能力。自愈技术细节 发生自愈时，业务切换到备用信道传输切换的方式有恢复方式和不恢复方式两种：恢复方式：指在主用信
35、道发生故障时业务切换到备用信道，当主用信道修复后，一般在主要信道修复后还要再等一段时间，以使主用信道传输性能稳定，这时才将业务从备用信道切换过来。不恢复方式：指在主用信道发生故障时业务切换到备用信道后，业务不切回主用信道，此时将原主用信道做为备用信道，原备用信道当作主用信道，在原备用信道发故障时业务才会切回原主用信道。自愈环的分类 按环上的业务方向：单向环、双向环网元节点间光纤数：双纤环（一对收/发光纤）、四纤环（两对收/发光纤）通道保护环：子网连结保护，业务的保护是以通道为基础的，也就是保护的是STM-N信号中的某个VC，倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的。复用段保护环：路径
36、保护，业务的保护以复用段为基础的，倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。1+1：STM-N信号永久性地被连接在工作通路与保护通路上，二个通路皆传送业务，收端择优选用。1 N：N个工作通路共用一个保护通路，保护通路可传额 外业务（N14）。自愈恢复时间 1级：50MS200MS 2级：200MS2S 3级：2S10S 4级：10S5MIN 各种业务对恢复有不同的要求，如话音可忍受150MS2S的中断；而对数据业务这个时间在2S300S之间，大多数业务在中断2S10S时，认为业务受到严重影响。50MS的通信中断对所有业务的影响可以忽略。常见自愈环的类型与工作原理常见自愈环的类型与工作原理
37、 单向通道保护环（二纤）双向通道保护环（二纤）单向复用段保护环（二纤）双向复用段保护环（二纤）四纤环AC发发CA收收AC收收CA发发ACBD工作原理：双发选收：双发选收二根光纤：S光纤，P光纤。正常时：正常时：信号AC在发端A同时馈入S与P光纤（双发），沿二条路径到达C：S：ABC，P：ADC。收端选收，一般选 S：ABC同理，信号CA：S：C D A；P：C B A。收端选用 S：C D A。SP单向通道保护环（二纤单向通道保护环（二纤）AC发发CA收收AC收收CA发发ACBD故障时：故障时：如B、C间的光缆被切断。AC业务：在C节点由于来自S光纤的AC信号 ABC丢失，所以接收倒换开关转向
38、来自P光纤，即接收信号：ADCCA业务信号仍按原路径传送。SP倒换倒换AC发发CA收收AC收收CA发发ACBD正常时：正常时：信号AC在发端同时馈入S1与P1光纤（双发），沿二条路径到达C站：S1：ABC，P1：ADC。收端选收，一般选S1：ABC同理，业务信号CA：S2：CB A；P2：C D A。收端择优选用，一般选 S2：CBA。S1S2P1P2双向通道保护环（二纤）双向通道保护环（二纤）AC发发CA收收AC收收CA发发ACBD故障时：故障时：如B、C间的光缆被切断。AC业务：在C节点由于来自S1光纤的AC信号：ABC丢失，所以倒换开关转向P1光纤，接收信号：ADC同理，在节点A接收从P
39、2光纤来的CA业务信号：CDA。双向通道保护环与单向通道保护环无多大区别。S1P1倒换倒换S2P2倒换倒换AC发发CA收收AC收收CA发发ACBD单向复用段保护环（二纤）单向复用段保护环（二纤）二根光纤：S（业务）光纤，P（保护）光纤。正常时：正常时：业务信号AC在发端A只馈入S光纤，沿顺时针方向到达C站：ABC。同理，业务信号CA在发端C只馈入S光纤，沿顺时针方向到达C站：CDA。SP单向复用段保护环（二纤）单向复用段保护环（二纤）故障时：故障时：如B、C间光缆被切断在B节点执行环回功能：即把AC业务环回到P光纤上，沿路径ABADC到达目的地C。在节点C：把接收点切换到P光纤上。CA业务仍按
40、原路径传送。优点：优点：倒换速度快（用APS）；P光纤可传送额外业务。缺点：缺点：不能重复使用节点间时隙环传输容量：STM-NAC发发CA收收AC收收CA发发ACBDSP环回环回 二纤双向复用段保护环是目前SDH应用最广泛的一种保护方式，兖矿集团采用此方式。它由二根光纤组成：S1/P2光纤与S2/P1光纤。每根光纤传输容量的一半为工作通道（S）；一半为保护通道（P），且为另一根光纤的工作通道提供反方向保护。如S1/P2光纤的工作通道为S1，保护通道为P2，P2为第二根光纤的工作通道S2提供反方向保护。另一根光纤S2/P1的含义与之类似。双向复用段保护环（二纤）双向复用段保护环（二纤）AC发发C
41、A收收AC收收CA发发ACBDS1/P2正常时：正常时：利用S1与S2工作通道传送业务业务信号AC在发端A馈入SI/P2光纤的工作通道S1，沿顺时针方向到达C站：ABC。同理，业务信号CA在发端C馈入S2/P1光纤的工作通道S2，沿逆时针方向到达A站：CBA。P1与P2通道可传送额外业务。S2/P1AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDS1/P2故障时：故障时：如B、C间光缆被切断在B、C点执行交叉连接。B节点：把AC业务从S1通道交叉到P1通道，并使其沿逆时针方向传输：AB A D C。C节点：把CA业务从S2通道交叉到P2通道，并使其沿顺时针方向传输：C D A。S2/P1S1/P2交叉
42、交叉连接连接ATM（异步传输模式）ATM(Asynchronous Transfer Mode)顾名思义就是异步传输模式，在这一模式中，信息被组织成信元，因包含来自某用户信息的各个信元不需要周期性出现，这种传输模式是异步的。ATM信元是固定长度的分组，共有个字节，分为个部分。前面个字节为信头，主要完成寻址的功能；后面的个字节为信息段，用来装载来自不同用户，不同业务的信息。话音，数据，图象等所有的数字信息都要经过切割，封装成统一格式的信元在网中传递，并在接收端恢复成所需格式。由于ATM技术简化了交换过程，去除了不必要的数据校验，采用易于处理的固定信元格式，所以ATM交换速率大大高于传统的数据网，
43、如x.25，DDN,帧中继等。结合电路交换和分组交换的优点，是面向连接技术。对于如此高速的数据网，ATM网络采用了一些有效的业务流量监控机制，对网上用户数据进行实时监控，把网络拥塞发生的可能性降到最小。对不同业务赋予不同的“特权”，如语音的实时性特权最高，一般数据文件传输的正确性特权最高，网络对不同业务分配不同的网络资源，这样不同的业务在网络中才能做到“和平共处”。信元的复用、交换和传输均在虚通道（VC）上进行。ATM信元结构信元结构 NNI接口的信元头结构 UNI接口的信元头结构 UNI为用户网络接口；NNI为网络节点接口；GFC为一般流量控制域；VPI为虚路径 标识符；VCI为虚通道标识符
44、；PT为净荷类型，即后面48个字节信息域的信息类型；RES为保 留位，可以用作将来扩展定义，现在指定它恒为0；CLP为信元丢弃优先权，在发生信元冲突时，CLP用来说明该信元是否可以丢掉；HEC为信头校验码，检验多项式 四、复用方式四、复用方式复用方式复用方式 波分复用（WDM）：同一光纤同时传送波长不同的多个光载波。一般WDM：相邻波长间隔50100NM CWDM：相邻波长间隔2050NM DWDM：相邻波长间隔110NM 频分复用（FDM）：与波分复用（WDM）无本质区别，一般当相邻波长间隔小于1NM时。时分复用（TDM）：分不同的时隙，每一时隙传不同的信道。空分复用（SDM）：利用空间分割
45、构成不同的信道进行光复用。负载波复用（SCM）：将多个基带信号分别调制不同的电载波，然后对一个光载波进行调制。码分复用（OCDM）：给每个用户分配唯一光正交码做地址码，对要传输的信息进行用该地址码进行光编码，实现信道复用；接收端用相同的地址码解码。统计复用 发展：频分复用-时分复用-统计复用五、兖矿集团SDH传输网矿区光缆网络SDH传输拓扑结构LX网管服务器LXLXLXSDH 2.5 GSDH 622 MSDH 622 MSDH 622 MSDH 622 M杨村鲍店铁运东滩兴隆总部岗山铺岗山桥东南屯北宿唐村水泥厂物资部济东新村济二济三LX 2.5GAC1 622M世纪花园欧陆商城AC1 155
46、M选用的设备及性能 深圳键桥通讯技术有限公司的SDH设备采用系统全部采用由美国TELLABS公司提供的LX系列和AC1系列光同步传输方式(SDH)设备.具有集中统一的网管系统，包括系统和应用软件。采用二纤复用段倒换环路 LX设备的CXC交叉连接模块、EXT6低阶扩展模块均可采用11保护，做到“无单点故障”。采用美国NM2100SDH网络管理系统，使光纤传输系统的网络管理变得统一性、系统性、先进性、高效性。支持多种管理和运行特性。这些特性可以通过管理系统访问，管理系统可以是本地维护终端(LC)，单元管理器(EM)或者网络管理 美国Tellabs公司FOCUS LX系列大型SDH交叉连接和复用设备
47、,可以提供从STM-1到STM-16的单一硬件平台，它既是SDH复用器（ADM或TM），又是交叉连接设备（SDXC），可提供最大48端口VC-4交叉连接和1008端口VC-12交叉连接。LX设备可提供最完善的设备保护和网络保护，LX设备的光接口模块、CXC交叉连接模块、EXT6低阶扩展模块采用11保护，电源模块采用N:M保护.FOCUS AC1系列SDH设备，通过STM-4光接口接入到LX设备中。AC1系列SDH设备的主要模块ADM板集成了两个STM-4光口，212M支路接口和交叉矩阵，可提供最大16个STM-4光方向，2M、34M、ATM接入以及网络保护功能。AC1 SDH 设备特点设备特点
48、高集成度、单板实现ADM1/ADM4的功能单板可从STM1或STM4分支21 X 2 Mbit/s3块板实现完全的 STM1 TM 或 ADM，63X3MB/S4 块板可实现小型的数字交叉 SDXC 4/1(8方向STM1端口）提供环路结构的各种保护功能在 VC-12,VC-3 和 VC-4 等级的全连接低功耗、体积小EMC电磁屏蔽符合国际标准机械结构和监控系统SDH和PDH系统兼容安装维护简便。AC1 SDH AC1 SDH 设备单元模块设备单元模块 ADM，TM模块：按接口分：OEO，OEE，EEE型按距离分：S1.1（短距），L1.1(长距），L1.2(超长距）LI，RI模块按接口分：L
49、I-O，RI-O，LI-E，RI-E按距离分：S1.1（短距），L1.1(长距），L1.2(超长距）TEX模块：TEX-1/1，TEX-1/3，TEX-3/3，TEX-1-RATEX，HTEX等 辅助模块：PS（电源）及EOW（勤务）模块简易配置 一块ADM（TM）OEO板，二块TEX板，构成一个SDH光端机系统，可下42个至63个2Mb/s信号RCFADMCPSTEXTEXLX SDH复用器和交叉连接设备 ADM、TM、SDXC网络单元 STM-1、STM-4、STM-16群路接口 2Mb/s、34Mb/s、45Mb/s、ATM、STM-1、STM-4支路接口 低阶和高阶交叉连接(VC-12
50、，VC-3，VC-4)设备保护 对于所有网络单元的单一硬件平台 可升级和灵活的结构 网络管理、网元管理、本地终端管 一个模块抽出的满配置子架 应用示例STM-4STM-1 45 Mb/sSTM-1STM-42 Mb/s 34 Mb/sSDXCLX ADM4AC1 ADM4AC4 ADM445 Mb/s STM-12 Mb/s34 Mb/sAC1、AC4和LX用于同一网络 NM2100 网管 网元模块管理网元模块管理 AC、PS、TEX等各种模块 网络数据库管理网络数据库管理 在联机状态下配置网元、恢复备份的网元数据 告警信息管理告警信息管理 告警功能配置、当前告警、告警历史记录等 模块性能和状
