1、SDH/MSTP基本原理培训2010.11 技术中心技术中心 2 基本概念基本概念 帧结构、开销和指针帧结构、开销和指针 设备逻辑构成与性能指标设备逻辑构成与性能指标 复用的结构与步骤复用的结构与步骤提纲1234 组网及保护组网及保护5典型传输设备介绍典型传输设备介绍63基本概念光传输网以光纤通信为基本传输手段的通信网络.传输网主要完成业务网络节点间带宽的传送，为各种业务网提供服务，是一个统一的业务承载平台。终端接入设备交换设备传输传输设备设备传输传输设备设备交换设备终端接入设备NNINNINNINNINNIUNIUNI光传输网的基本概念传输损耗小。目前实用单模光纤在1550nm波长下的衰减系
2、数已降到0.2dB/km以下。传输带宽非常宽，一对光纤的理论通信容量可达到40,000Gbit/s。传输距离长，可以实现超长距离的传输。抗电磁干扰能力强。建设成本低。4SDH的基本概念定义：同步数字体系（SDHSynchrounous Digital Hierarchy）是一整套可以进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字传送结构体系，用来通过物理传输网络传送经适配的业务信息。工作波长区：1310nm和1550nm波长区。传输比特率：传输的信号由不同等级的同步传送模块（STM-N）信号组成，N为1、4、16、64和256。MSTP的基本概念定义：MSTP是指基于SDH平台，同时实现TDM、
3、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务传送平台多业务传送平台。MSTP可捆绑多个2M，带宽可相对自由调控。MSTP设备的接口类型较丰富，支持直接下以太接口、ATM接口、E1/IMAE1接口等。MSTP支持V-LAN功能，能够提高数据业务安全性。基本概念5提纲 基本概念基本概念 帧结构、开销和指针帧结构、开销和指针 设备逻辑构成与性能指标设备逻辑构成与性能指标 复用的结构与步骤复用的结构与步骤1234 组网及保护组网及保护56 帧结构 SDH 终端复用设备（TM）把各种业务信号码流按同步传送模块的结构规范组成STM-N 成帧信号，即SDH 信号码流。一个 STM-N 是SD
4、H信号码流中由帧头字节组领头的9270N 个连续字节。这段字节的持续时间，即STM-N 以时间计量的帧长，无论N 取何值都是125s。41359以字节为单位(8bit)的块状帧帧频8000帧/s，帧周期125us先行后列先行后列9 270 N字节RSOHAUPTRMSOHSTM-N净负荷(含POH)261 N9 N7 帧结构信息净负荷(9行261列)lSTM-N帧中放置各种业务信息的地方。2M、34M 140M打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信号承载，在SDH网上传输。若将STM-N信号帧比做一辆货车，其净负荷区即为该货车的车厢。l在将低速信号打包装箱时，在每一个信息包中加入通道开销
5、POH，以完成对每一个“货物包”在“运输”中的监视。8 开销SDH监控的实现监控的实现开销开销段开销RSOH、MSOH通道开销HPOH、LPOHA1A1A1A2A2A2J0*B1E1F1D1D2D3B2B2B2K1K2AU PTRD4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E29 行行RSOHMSOH不扰码，因此应注意其内容不扰码，因此应注意其内容*国内使用字节国内使用字节传输媒质指示字节传输媒质指示字节9字节字节9段开销（RSOH、MSOH）开销l段开销为STM-N 传送服务的操作、管理与维护（OAM）字节，它被AU PTR 间隔成上部的再生段开销（RSOH）和下部的复用段开销（MSO
6、H）两部分。段开销共有89N 个字节。相当丰富的段开销是光同步传输网的重要特点之一。再生段开销(RSOH)39 个字节，对STM-N整体信号进行监控复用段开销(MSOH)59 个字节，对STM-N中的某一个STM-1信号进行监控RSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化的监控体制二者区别：宏观（RSOH）和微观（MSOH）10 开销段开销（SOH）字节功能：a)A1、A2：定帧字节A1=F6H;A2=28Hb)J0：再生段踪迹字节确定收端和发端保持连接c)D1D12：数据通信通路（DCC）传送网管ECC信息。D1-D3在RSOH；D4-D12在MSOH。d)E1、E2：公务联络字节E1在RS
7、OH；E2在MSOH。e)F1：使用者通路字节运营商专用f)B1：BIP-8字节，用作再生段的误码监测g)B2：BIP-N24字节，用于复用段误码监测h)K1、K2(b1b5)：自动保护倒换(APS)通路字节i)K2(b6b8)：复用段远端缺陷指示（MS-RDI）j)S1(b5b8)：同步状态字节k)M1：复用段远端误块指示字节11通道开销（POH）字节功能：开销高阶通道开销VC4J1 通道踪迹字节B3 通道BIP-8字节C2 信号标识字节G1 通道状态字节F2、F3 通道使用者通路H4 位置指示器K3(b1b4)自动保护倒换(APS)通路N1 网络运营者字节K3(b5b8)备用比特 J1B3
8、C2G1F2H4F3K3N1VC411261912AU-PTRl定位低速信号在STM-N帧中(净负荷)的位置，使低速信号在高速信号中的位置可预知。l发端在将信号包装入STM-N净负荷时，加入AU-PTR，指示信号包在净负荷中的位置，即将装入“车厢”的“货物包”，赋予一个位置坐标值。l收端根据AU指针值，从STM-N帧净负荷中直接拆分出所需的低速支路信号；即依据“货物包”位置坐标，从“车厢”中直接所需要的那一个“货包”。l由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律摆放的字节间插复用方式；所以对货物包的定位仅需定位“车厢”中第一个“货物包”即可。指针13TU-PTR指针l若复用的低速信号速率较低，即
9、打包后信息包太小，例：2M、34M。l需进行二级指针定位。先将小信息包打包成中信息包，通过支路单元指针TU-PTR定位其在中信息包中的位置。然后将若干中信息包打包成大信息包，通过AU-PTR指示相应中信息包的位置。14提纲 基本概念基本概念 帧结构、开销与指针帧结构、开销与指针 设备逻辑构成与性能指标设备逻辑构成与性能指标 复用的结构与步骤复用的结构与步骤1234 组网及保护组网及保护515复用的结构与步骤我国的SDH基本复用结构STM-NAUGAU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3N139264kbit/s34268kbit/s44736
10、kbit/s2048kbit/s指针处理指针处理映射映射定位校准定位校准复用复用73311复用(Multiplexing)：指以字节交错间插的方式把若干个TU-n 复用成TUG-n，多个AU-n 复用成AUG-n，或N 个 STM-1 复用成STM-N 的过程。16lC12容器容器12；与；与2M相对应的标准信息结构，完成相对应的标准信息结构，完成2M信号速率适配，信号速率适配，4个基帧组成一复帧。个基帧组成一复帧。lVC12虚容器虚容器12；与；与2M相对应的标准信息结构，完成对某路相对应的标准信息结构，完成对某路2M信号信号实时监控。实时监控。lTU12支路单元支路单元12；与；与VC12
11、相对应的标准信息结构，完成对相对应的标准信息结构，完成对VC12的的一级指针定位。一级指针定位。2M125us 基帧POH速率适配14C1219加POH监控一级指针定位VC12TU1211441199接下页速率适配2M17字节字节间插间插3112TUG219字节字节间插间插7 R RTUG3186lTUG2支路单元组支路单元组2；TUG3支路单元组支路单元组3。l2MC12VC12TU12；3TU12TUG2；7TUG2TUG3；接下页接下页18字字节节间间插插 P O H R R VC49112613l3TUG3VC4STM1。lSTM-1可装入可装入373=63个个2M信号。信号。2M复用
12、结构是复用结构是3-7-3结构。结构。19复用的结构与步骤STM-N的复用的步骤l低阶SDH高阶SDH的复用结构：B1 B2 B3C1 C2 C3A1 A2 A3A3B2B3B1 C1A2C2C3A1D1 D2 D3D3D2D1l方式：字节间插复用方式：字节间插复用l注意：注意：4合1。STM-1STM-4STM-16STM-64STM-25620提纲 基本概念基本概念 帧结构、开销和指针帧结构、开销和指针 设备逻辑构成与性能指标设备逻辑构成与性能指标 复用的结构与步骤复用的结构与步骤1234 组网及保护组网及保护521 设备逻辑构成与性能指标SDH设备逻辑构成定 时通信与控制 公 务 PDH
13、&SDH&MSTP支路接口线路接口线路接口交叉矩阵交叉矩阵22 设备逻辑构成与性能指标TMSTM-N终端复用设备终端复用设备ADMSTM-NSTM-N支路侧 线路侧（群路侧）分插复用设备分插复用设备REGSTM-NSTM-N再生中继设备再生中继设备DXCSTM-NSTM-N交叉连接设备交叉连接设备设备主要类别设备主要类别23 设备逻辑构成与性能指标设备性能指标设备性能指标 SDH/MSTP设备的性能指标主要包括：1、误码性能；2、同步性能；3、定时性能 抖动与漂移 4、交叉性能 24 设备逻辑构成与性能指标1、误码性能 误码的产生是由于在信号传输中，衰变改变了信号的电压,致使信号在传输中遭到破
14、坏，产生误码。噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障及其他因素都会导致误码。误码率是最常用的数据通信传输质量指标。它表示数字系统传输质量的公式是“在多少位数据中出现一位差错”。举例来说，如果在一万位数据中出现一位差错，即误码率为万分之一，即10E-4。目前常用的SDH/MSTP设备对于误码性能的要求是非常高的。252、同步性能 设备逻辑构成与性能指标 当两个或以上的设备一起工作并对时间有精确要求的时候，就需要在它们之间进行同步。同步是基于在两个设备之间规定一个共同的时间参考。当两台（或多台）设备进行同步的时候，其中一台称为主机（以其内部发送的时间码为准），而其它的则称为从机。在只有一台从机
15、的时候，同步信号可直接由主机发送给从机，这时，从机的时钟方式要打到“外部时钟方式”（External Clock Mode）。有多台从机时，则需一个专门产生同步信号的设备作为主机，以便多台从机进行同步。目前有以下几种同步方式：1、外同步定时方式，又称跟踪方式，即设备内部的时钟严格跟踪(锁定)从外部输入的定时基准信号。2、提取定时方式，设备从含有定时基准信息的外来信号中提取定时。主要有线路定时、通过定时、环路定时几种模式。3、内部定时方式，当外同步定时与提取定时不能正常工作时，设备还可转入内部定时工作方式。目前主要有保持和自由运行两种模式。263、定时性能 抖动与漂移 设备逻辑构成与性能指标抖动
16、：抖动：数字信号的特定时刻（如最佳抽样时刻）与理想时刻位置的短时间偏差。噪声、码间干扰、时钟的不稳定、映射、指针调整等是产生抖动的主要原因漂移：漂移：数字信号的特定时刻（如最佳抽样时刻）与理想时刻位置的长时间（0.1s以上）偏差。温度的变化是产生漂移的主要原因。SDH系统的输入抖动与漂移容限A）.STM-N光接口输入抖动与漂移容限 在STM-N 输入信号上使光设备产生1dB光功率 代价的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。B）.STM-N电接口输入抖动与漂移容限 在STM-N 输入信号上使设备刚刚不产生误码的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。C）.PDH接口输入抖动与漂移容限 在PDH 支路输入信号上使
17、设备刚刚不产生误码的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。27 设备逻辑构成与性能指标4、交叉性能 为保证对系统容量中的支路信号进行调度，以完成按需求组网、上下电路、电路调度等，同步复用设备应具有较强的交叉连接功能。高阶交叉：是指对VC4级信号的交叉连接。交叉容量以VC-4为单位；一般写为 n*n VC4，例如256*256 VC4，即40G高阶交叉。低阶交叉：是指对VC12级信号的交叉连接,具有低阶交叉连接能力，才能直接从高速信号中上下2M电路；一般写为n*n VC12，例如4032*4032VC12，即10G低阶交叉。交叉容量视同步复用设备的STM-N级别不同而不同。28提纲 基本概念基本概念 帧
18、结构、开销和指针帧结构、开销和指针 设备逻辑构成与性能指标设备逻辑构成与性能指标 复用的结构与步骤复用的结构与步骤1234 组网及保护组网及保护529SDH/MSTP系统常见网络结构TMREGADMTMADMADMADMADMREGREGADMADM链型系统环型DXCDXCDXCDXC网型DXCTMTMREGADMTM树型、星型组网及保护30 SDH/MSTP系统传输速率高，容量大，必须充分重视生存性问题。主要方式就是利用预先安排好的备用容量去保护主用容量。SDH/MSTP网的保护可分为二大类：路径保护与子网连接保护。1、路径保护 对业务信号的传送路径进行保护，它既可以在复用段层进行，也可以在
19、通道层进行。A）.线路系统的复用段保护（MSP）业务保护以复用段为基础（复用段信号质量），它可以分为1+1 与1：N两种方式。线路系统的复用段保护倒换要使用开销字节以及APS协议，倒换要在50ms时间内完成。此方法较简单但成本较高。SDH/MSTP 保护及自愈环组网及保护31组网及保护B).环网的复用段保护 复用段保护环可分为二纤环与四纤环。二纤环：环网由二根光纤组成，根据业务传送方向又可分单向保护环与双向保护环。四纤环：环网由四根光纤组成，二根主用光纤与二根备用光纤，备用光纤为主用光纤提供反方向保护；备用光纤可传送额外业务。C).通道保护环 业务保护以通道为基础（通道信号质量优劣），通道保护
20、一般采用1+1方式。通道环一般由二纤组成，根据业务传送方向又可分单向通道环与双向通道环。通道环的保护一般不使用APS协议，倒换时间小于30ms。SDH/MSTP 保护及自愈环32组网及保护SDH/MSTP 保护及自愈环2、子网连接保护（SNCP）A站站B站站子网子网1子网子网2 对某一子网预先安排专用的保护路由。子网连接保护通常采用1+1工作方式。33组网及保护SDH/MSTP 保护及自愈环3、SDH/MSTP 自愈环定义：是指在网络出现故障时无须人为干预，网络就能在极短的时间内自动恢复业务的功能。自愈环保护的目的：提高网络的安全性、可靠性。最常见的保护方式二纤单向通道保护倒换环二纤双向通道保
21、护倒换环二纤单向复用段保护倒换环二纤双向复用段保护倒换环四纤双向复用段保护倒换环34二纤单向通道保护倒换环（双发选收）正常时：信号在外纤传正常时：信号在外纤传故障时：故障时：A-CA-C业务倒换到内纤传业务倒换到内纤传组网及保护AC发发CA收收AC收收CA发发ACBSPAC发发CA收收AC收收CA发发ACBDSP35组网及保护二纤单向通道保护倒换环（双发选收）单向通道保护环的特点：单向通道保护环的特点：优点：优点：实现简单，不需使用APS协议，倒换速度最快（30ms）。缺点：缺点：不能重复使用节点间的时隙，环传输容量较小；不能传送额外业务。环传输容量环传输容量：STM-NSTM-N。注注：单向
22、通道保护环获得非常广泛的应用；它适用于集中型业务。36二纤双向通道保护倒换环（双发选收）P1AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDS1S2P2正常时：信号在正常时：信号在S1S1、S2S2纤传纤传P1AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDS1S2P2故障时：故障时：A-CA-C业务倒换到业务倒换到P1P1、P2P2传传组网及保护37组网及保护二纤双向通道保护倒换环（双发选收）双向通道保护环的特点：双向通道保护环的特点：与单向保护环不同的是每个单纤环按段分，既做工作光纤又做保护光纤。不是由单环，而是由双环同侧的两段光纤各支持一个方向的通信。保证双向业务的一致路由，这一点对于时延敏感的业务（如
23、视频）很重要。38二纤单向复用段保护环组网及保护AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDSP正常时：信号在正常时：信号在S S纤传，纤传，P P纤保护纤保护ASAC发发CA收收AC收收CA发发CBDP环回环回故障时：故障时：B B、C C节点业务环回到节点业务环回到P P纤，其余任纤，其余任在在S S纤运行纤运行39组网及保护二纤单向复用段保护环优点：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环传输容量：STM-N40二纤双向复用段保护倒换环正常时：信号都走正常时：信号都走A-B-CA-B-C路由，路由，S1S1与与S2S2互互为备用，每个
24、纤上前半个时隙为主用业务，为备用，每个纤上前半个时隙为主用业务，后半个时隙作为备用后半个时隙作为备用故障时：故障时：B B、C C桥接，将桥接，将S1-P1S1-P1与与S2-P2S2-P2连接，连接，形成一个新的光纤环形成一个新的光纤环组网及保护AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDS1/P2S2/P1AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDS1/P2S2/P1S1/P2交叉交叉连接连接41组网及保护二纤双向复用段保护倒换环优点：优点：能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的 传输容量。备用通道PI、P2可传送额外业务。缺点：缺点：倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行交叉连接功能。环传输
25、容量环传输容量：k/2k/2STM-N STM-N (k为网络中的节点数)。注注：双向复用段保护环获得非常广泛的应用；它适用于分散型业务。42组网及保护四纤双向复用段保护倒换环S2P1ACBDS1P2AC发发AC收收CA发发CA收收正常时：正常时：S1 S1与与S2S2光纤传送正常业务，光纤传送正常业务，P1P1与与P2P2光纤光纤分别为二根业务光纤提供反方向分别为二根业务光纤提供反方向保护保护CABDS1S2P2P1AC发发AC收收CA收收CA发发环回环回故障时：故障时：从从S1S1光纤环回到光纤环回到P1P1光纤，从光纤，从S2S2光光纤环回到纤环回到P2P2光纤，并沿逆时针方向传输光纤，
26、并沿逆时针方向传输43组网及保护四纤双向复用段保护倒换环优点：优点：能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的 传输容量。备用光纤PI、P2可传送额外业务。缺点：缺点：倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行交叉连接功能；对设备要求较高。环传输容量：环传输容量：kSTM-N(k为网络中的节点数)。注：注：四纤环对ADM设备提出了很高的要求，如系统容量、交叉容量、软件功能等；它适用于分散型业务。44组网及保护四种自愈环的特性比较四种自愈环的特性比较 项目项目 通道环通道环单向复用段环单向复用段环二纤复用段环二纤复用段环 四纤复用段环四纤复用段环 节点数节点数线路速率线路速率 环传输容量环传输容量 APS协议协议 倒换时间倒换时间 节点成本节点成本 系统复杂性系统复杂性 k k k k STM-N STM-N STM-N STM-N STM-N STM-Nk/2STM-N kSTM-N 不用 用 用 用 30ms 50ms 50ms 50ms 低 低 中 高 简单 简单 复杂 复杂接入网、中继网（集中型业务）接 入 网、中 继 网 中继网、长途网（分散型业务）中继网、长途网（分散型业务）主主 要要 应应 用用 场场合合45
