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OptiX 155622H(Metro1000) STM-1STM-4 MSTP 光传输系统用户手册
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OptiX 155622H(Metro1000) STM-1STM-4 MSTP 光传输系统用户手册
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OptiX 155/622H
(Metro1000)
STM-1/STM-4 MSTP 光传输系统
用户手册
第一部分 SDH 原理与 ATM、IP 技术
第一章 SDH 概述
1-1
第一章
第一章第一章
第一章 SDH 概述
概述概述
概述
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(Synchronous Digital
Hierarchy),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 :
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第一章 SDH 概述
1-2
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
×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
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第一章 SDH 概述
1-3
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/插出低速信号要一级一级的进行。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
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。
(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
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第一章 SDH 概述
1-4
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。
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第一章 SDH 概述
1-5
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。
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。
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