A市本地网SDH传输网设计方案.docx
- 文档编号:11878828
- 上传时间:2023-04-08
- 格式:DOCX
- 页数:46
- 大小:397.93KB
A市本地网SDH传输网设计方案.docx
《A市本地网SDH传输网设计方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《A市本地网SDH传输网设计方案.docx(46页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
A市本地网SDH传输网设计方案
A市本地网SDH传输网设计方案
第一章概述
第二章传输网络可靠性的理论依据
1、一、SDH原理
2、二、开销
3、三、指针
4、光接口类型和参数
5、五、时钟同步
第三章SDH设备的逻辑组成
1、SDH网络的常见网元
2、SDH设备的逻辑功能块
第四章 SDH网络结构及网络保护机理
1、链网和自愈环
2、二纤单向通道保护环
3、二纤双向通道保护环
4、二纤单向复用段环
5、四纤双向复用段保护环
6、双纤双向复用段保护环
7、第七节 子网连接保护SNCP
第五章 墨江SDH组网方案
1、组网配置及应用概述
2、故障定位的基本思路和方法
第六章多业务SDH传送网的发展方向
第一章、概述
随着时代的发展和人们对信息多样性、安全性的需求增长,对传输网络的要求也越来越高。
而本地传输网作为网络的末梢,直接面对用户,更需要紧跟时代发展的步伐,满足市场的需求。
今后需要建设的本地传输网应具备高可靠性、大传输带宽、多种接口接入能力的特点。
笔者根据所工作的墨江县电信分公司传输网络中存在的问题:
网络结构存在着一些缺陷、影响可靠性的因素,设备接口类型比较单一;论述充分利用现有的资源对传输网进行改造和优化,提高传输网络稳定性。
第二章、传输网络可靠性的理论依据
第一节、SDH原理
SDH定义
SDH的全称叫同步数字体制(即SynchronousDigitalHierarchy),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。
与传统的PDH相比,SDH网络是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。
因此在目前的电信网络中被广泛的使用。
与PDH相比SDH的优势
1)接口方面
在电接口方面方面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。
在光接口方面线路接口(这里指光口)采用世界性统一标准规范,SDH信号的线路编码仅对信号进行扰码,不再进行冗余码的插入。
扰码的标准是世界统一的,这样对端设备仅需通过标准的解码器就可与不同厂家SDH设备进行光口互连。
2)复用方式
由于低速SDH信号是以字节间插方式复用进高速SDH信号的帧结构中的,这样就使低速SDH信号在高速SDH信号的帧中的位置是固定的、有规律性的,也就是说是可预见的。
这样就能从高速SDH信号例如s(STM-16)中直接分/插出低速SDH信号例如155Mbit/s(STM-1),这样就简化了信号的复接和分接,使SDH体制特别适合于高速大容量的光纤通信系统。
另外,由于采用了同步复用方式和灵活的映射结构,可将PDH低速支路信号(例如2Mbit/s)复用进SDH信号的帧中去(STM-N),这样使低速支路信号在STM-N帧中的位置也是可预见的,于是可以从STM-N信号中直接分/插出低速支路信号。
于是节省了大量的复接/分接设备(背靠背设备),增加了可靠性,减少了信号损伤、设备成本、功耗、复杂性等,使业务的上、下更加简便。
SDH的这种复用方式使数字交叉连接(DXC)能更易于实现,使网络具有了很强的自愈功能,便于用户按需动态组网,实时灵活的业务调配。
3)运行维护方面
SDH信号的帧结构中安排了丰富的用于运行维护(OAM)功能的开销字节,使网络的监控功能大大加强,也就是说维护的自动化程度大大加强。
SDH信号丰富的开销占用整个帧所有比特的1/20,大大加强了OAM功能。
这样就使系统的维护费用明显降低。
4)兼容性
SDH有很强的兼容性,利用SDH网可以传送PDH,异步转移模式的信号(ATM)、FDDI信号等其他体制的信号。
SDH网中用SDH信号的基本传输模块(STM-1)可以容纳PDH的三个数字信号系列和其它的各种体制的数字信号系列——ATM、FDDI、DQDB等,从而体现了SDH的前向兼容性和后向兼容性,确保了PDH网向SDH网和SDH向ATM的顺利过渡。
SDH的缺陷
凡事有利就有弊,SDH的这些优点是以牺牲其他方面为代价的。
1)频带利用率低
这是由于在SDH的信号--STM-N帧中加入了大量的用于OAM功能的开销字节,这样必然会使在传输同样多有效信息的情况下,PDH信号所占用的频带(传输速率)要比SDH信号所占用的频带(传输速率)窄,即PDH信号的频带利用率高。
2)指针调整机理复杂
SDH体制可从高速信号(例如STM-1)中直接下低速信号(例如2Mbit/s),省去了多级复用/解复用过程。
而这种功能的实现是通过指针机理来完成的,指针的作用就是时刻指示低速信号的位置,以便在“拆包”时能正确地拆分出所需的低速信号,保证了SDH从高速信号中直接下低速信号的功能的实现。
可以说指针是SDH的一大特色。
但是指针功能的实现增加了系统的复杂性。
最重要的是使系统产生SDH的一种特有抖动--由指针调整引起的结合抖动。
这种抖动多发于网络边界处(SDH/PDH),其频率低,幅度大,会导致低速信号在拆出后性能劣化,这种抖动的滤除会相当困难。
SDH信号的帧结构和复用步骤
1)SDH信号的帧结构
SDH体制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)、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。
ITU-T规定了STM-N的帧是以字节(8bit)为单位的矩形块状帧结构如图2-1所示:
图2-1 SDH块状帧结构
从图2-1看出STM-N的信号是9行×270×N列的帧结构。
此处的N与STM-N的N相一致,取值范围:
1,4,16,64……。
表示此信号由N个STM-1信号通过字节间插复用而成。
由此可知,STM-1信号的帧结构是9行×270列的块状帧,由上图看出,当N个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N信号时,仅仅是将STM-1信号的列按字节间插复用,行数恒定为9行。
SDH信号帧传输的原则是:
从左到右,逐行传送每个字节,并且根据ITU-T规定,任何级别的STM等级,帧频是8000帧/秒,也就是帧长或帧周期为恒定的125μs。
2)STM-N帧结构中各部分的作用
从2-1图中看出,STM-N的帧结构由3部分组成:
段开销,包括再生段开销(RSOH)和复用段开销(MSOH);管理单元指针(AU-PTR);信息净负荷(payload)。
下面介绍这三大部分的功能。
(1)信息净负荷(payload)
信息净负荷有9行×261列×N个字节,它是STM-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,其净负荷即为该货车的车厢在将低速信号打包装箱时,在每一个信号包中加入通道开销POH,以完成对每一个“货物包”在“运输”中的监视。
(2)段开销
完成对STM-N整体信号流进行监控。
即对STM-N“车厢”中所有“货物包”进行整体上的性能监控。
其中,再生段开销(RSOH)是对STM-N整体信号进行监控,复用段开销(MSOH)是对STM-N中的某一个STM-1信号进行监控的。
RSOH、MSOH、POH构成了SDH层层细化的监控体制。
(3)管理单元指针(AU-PTR)
用于定位低速信号在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。
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。
收端根据AU指针值,从STM-N帧净负荷中直接所需要的那一个“货包”。
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。
若复用的低速信号速率较低,即打包后信息包太小,例:
2M、34M。
需进行二级指针定位。
先将小信号包打包成中信息包,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。
3)我国的SDH基本复用映射结构
SDH的复用包括两种情况:
一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号;另一种是低速支路信号(例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s)复用成SDH信号STM-N。
第一种情况在前面已有所提及,复用的方法主要通过字节间插复用方式来完成的,复用的个数是4合一,即4×STM-1→STM-4,4×STM-4→STM-16。
在复用过程中保持帧频不变(8000帧/秒),这就意味着高一级的STM-N信号是低一级的STM-N信号速率的4倍。
在进行字节间插复用过程中,各帧的信息净负荷和指针字节按原值进行间插复用,而段开销则会有些取舍。
第二种情况用得最多的就是将PDH信号复用进STM-N信号中去。
通过指针调整定位技术来校正支路信号频差和实现相位对准,各种业务信号复用进STM-N帧的过程都要经历映射(相当于信号打包)、定位(相当于指针调整)、复用(相当于字节间插复用)三个步骤。
具体的复用路线图ITU-T规定了多种,我国采用的路线图如图2-2所示。
从图2-2中可以看到此复用结构包括了一些基本的复用单元:
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,这些复用单元的下标表示与此复用单元相应的信号级别。
图2-2 我国的SDH基本复用映射结构
具体PDH信号的复用步骤
根据图的复用路线图,我们以最复杂也是最常用的2M信号复用进STM-N为例,讲述具体PDH信号的复用步骤。
如图2-3所示。
1)首先,将2Mbit/s的PDH信号经过速率适配装载到对应的标准容器C12中,并且将同一路2M信号的4个C12基帧组成一个复帧。
之所以引入复帧的概念完全是为了码速调整的方便。
C12容器结构是9×4-2=34个字节的带缺口的块状帧,4个基帧组成一个复帧,在前三个C12基帧每帧装入256bit(32字节)有效信息,在第4帧再进行调整,将剩余的bit完整的适配进C12中去。
即每隔500μs进行一次码速调整。
只要E1信号的速率范围在ss的范围内,就可以将其装载进标准的C12容器中,并且经过码速调整将其速率调整成标准的C12速率——s。
备注:
(34字节×8bit)/125μs=s。
图2-3 2M信号复用进STM-N流程图
2)为了在SDH网的传输中能实时监测任一个2Mbit/s通道信号的性能,需将C12再打包——加入相应的通道开销(低阶通道开销LPOH),使其成为VC12的信息结构。
一个C12复帧装载的是4帧PCM30/32的信号,因此,一组LP-POH监控的是4帧PCM30/32信号的传输状态。
此时C12容器有35个字节。
3)为了使收端能正确定位VC12的帧,在VC12复帧的4个缺口上再加上4个字节的支路单元指针TU-PTR,这时信号的信息结构就变成了TU12,9行×4列=36个字节。
TU-PTR指示复帧中第一个VC12的起点在TU12复帧中的具体位置。
4)3个TU12经过字节间插复用合成TUG-2,此时的帧结构是9行×12列。
5)7个TUG-2经过字节间插复用合成TUG3的信息结构。
请注意7个TUG-2合成的信息结构是9行×84列,为满足TUG3的信息结构9行×86列,则需在7个TUG-2合成的信息结构前加入两列固定塞入比特。
6)三个TUG3通过字节间插复用方式,复合成VC4信号结构,并且加入了高阶通道开销HPOH。
7)VC4加入了9个字节的管理单元指针AU-PTR,就构成了AU-4。
7)AU-4加入了段开销包括再生段和复用段开销,就构成了STM-1的帧。
8)N个STM-1采用字节间插的方式构成了STM-N。
第二节、开销
开销是完成对SDH信号层层细化的监控管理功能,开销的分类可分为段开销、通道开销。
段开销又分为再生段开销和复用段开销,通道开销分为高阶通道开销和低阶通道开销。
由此实现了对STM-N层层细化的监控。
段开销
STM-N帧的段开销位于帧结构的(1-9)行×(1-9N)列。
注:
第4行为AU-PTR除外,段开销包括RSOH和MSOH。
这两中开销的区别在于监控的范围不同,RSOH监控的是整个STM-N,MSOH则监控的是STM-N中的每个STM-1。
具体字节如图2-4所示。
1)定帧字节A1和A2
定帧字节是起到定位作用的字节。
在SDH中,当要从高速信号中直接分/插出低速支路信号,第一步是收端必须在收到的信号流中正确地选择分离出各个STM-N帧,也就是先要定位每个STM-N帧的起始位置在哪里。
这样呢,收端就可以通过找到定帧字节A1和A2,从而在信息流中定位、分离出STM-N帧,第二步再通过各级指针定位到帧中的某一个低速信号。
A1、A2有固定的值,A1:
(f6H),A2:
00101000(28H)。
收端检测信号流中的各个字节,当发现连续出现3N个f6H,又紧跟着出现3N个26H字节时(在STM-1帧中A1和A2字节各有3个),就断定现在开始收到一个STM-N帧。
当连续5帧以上(625μs)收不到正确的A1、A2字节,那么收端进入帧失步状态,产生帧失步告警——OOF;若OOF持续了3ms则进入帧丢失状态——设备产生帧丢失告LOF,下插AIS信号,整个业务中断。
在LOF状态下若收端连续1ms以上又处于定帧状态,那么设备回到正常状态。
STM-N信号在线路上传输要经过扰码,主要是为了便于收端能提取线路定时信号,但又为了在收端能正确的定位帧头A1、A2,对A1、A2字节不进行扰码。
图2-4STM-N段开销字节示意图
2)再生段踪迹字节:
J0
该字节被用来重复地发送段接入点标识符,以便使接受段能确认指定的发送端处于持续发送状态。
这个字节各个生产厂家可以自行定义,但如果是不同厂家的设备对接时,需要将收发端的J0字节设成一致。
3)数据通信通路(DCC)字节:
D1-D12
SDH的一大特点就是网管功能强大。
相关的网管数据是放在STM-N帧中的D1-D12字节处,由STM-N信号在SDH网络上传输的。
这样D1-D12字节提供了所有SDH网元都可接入的通用数据通信通路,作为嵌入式控制通路(ECC)的物理层,在网元之间传输操作、管理、维护(OAM)信息,构成SDH管理网(SMN)的传送通路。
其中,D1-D3是再生段数据通路字节(DCCR),速率为3×64kbit/s=192kbit/s,用于再生段终端间传送OAM信息;D4-D12是复用段数据通路字节(DCCM),共9×64kbit/s=576kbit/s,用于在复用段终端间传送OAM信息。
DCC通道速率总共768kbit/s,它为SDH网络管理提供了强大的通信基础。
4)公务联络字节:
E1和E2
分别提供一个64kbit/s的公务联络语声通道,语音信息放于这两个字节中传输。
E1属于RSOH,用于再生段的公务联络;E2属于MSOH,用于终端间直达公务联络。
5)使用者通路字节:
F1
提供速率为64kbit/s数据/语音通路,保留给使用者(通常指网络提供者)用于特定维护目的的临时公务联络。
6)再生段误码监测字节B1
这个字节就是用于再生段层误码监测的(B1位于再生段开销中)。
监测的机理是采用比特间插奇偶校验8位码BIP-8方法,首先先解释一下BIP-8奇偶校验的概念。
若某信号帧由4个字节A1=00110011、A2=、A3=、A4=00001111,那么将这个帧进行BIP-8奇偶校验的方法是以8bit为一个校验单位(1个字节),按图2-5方式摆放整齐:
依次将每一列中的所有字符进行逻辑加,得数放在(B)的相应bit位上。
这种校验方法就是BIP-8奇偶校验,实际上是偶校验,因为保证的是1的个数为偶。
A1 00110011
A2
A3
A4 00001111
-----------------------
B01011010
图2-5BIP-8奇偶校验示意图
B1字节的工作机理是:
发送端对本帧(第N帧)加扰后的所有字节进行BIP-8偶校验,将结果放在下一个待扰码帧(第N+1帧)中的B1字节;接收端将当前待解扰帧(第N-1帧)的所有比特进行BIP-8校验,所得的结果与下一帧(第N帧)解扰后的B1字节的值相异或比较,若这两个值不一致则异或有1出现,根据出现多少个1,则可监测出第N帧在传输中出现了多少个误码块。
7)复用段误码监测字节:
B2
B2的工作机理与B1类似,只不过它检测的是复用段层的误码情况。
STM-N帧中有N×3个B2字节,每三个B2对应一个STM-1帧。
由于有三个B2字节,所以它采用的是BIP-24偶校验,检测机理是发端B2字对前一个待扰的STM-1帧中除了RSOH(RSOH包括在B1对整个STM-N帧的校验中了)的全部比特进行BIP-24计算,结果放于本帧待扰STM-1帧的B2字节位置。
收端对当前解扰后STM-1的除了RSOH的全部比特进行BIP-24校验,其结果与下一STM-1帧解扰后的B2字节相异或,根据异或后出现1的个数来判断该STM-1在STM-N帧中的传输过程中出现了多少个误码块。
可检测出的最大误码块个数是24个。
注:
在发端写完B2字节后,相应的N个STM-1帧按字节间插复用成STM-N信号(有3N个B2),在收端先将STM-N信号分间插成N×STM-1信号,再校验这N组B2字节。
8)自动保护倒换(APS)通路字节:
K1、K2(b1-b5)
这两个字节用作传送自动保护倒换(APS)信令,用于保证设备能在故障时自动切换,使网络业务恢复——自愈,用于复用段保护倒换自愈情况。
9)复用段远端失效指示(MS-RDI)字节:
K2(b6-b8)
这是一个对告的信息,由收端(信宿)回送给发端(信源),表示收信端检测到来话故障或正收到复用段告警指示信号。
也就是说当收端收信劣化,这时回送给发端MS-RDI告警信号,以使发端知道收端的状态。
若收到的K2的b6-b8为110码,则此信号为对端对告的MS-RDI告警信号;若收到的K2的b6-b8为111,则此信号为本端收到MS-AIS(复用段全1告警指示)信号,此时要向对端发MS-RDI信号,即在发往对端的信号帧STM-N的K2的b6-b8放入110比特图案。
10)同步状态字节:
S1(b5-b8)
用于更正时钟信号的质量,值越小,表示当前所跟踪的时钟源质量越高,以此决定是否切换时钟源,即切换到较高质量的时钟源上。
11)复用段远端误码块指示(MS-REI)字节:
M1
这是个对告信息,由接收端回发给发送端。
M1字节用来传送接收端由BIP-N×24(B2)所检出的误块数,以便发送端据此了解接收端的收信误码情况。
小结:
以上就是段开销字节的主要功能和作用。
我们知道N个STM-1帧通过字节间插复用成STM-N帧。
进行字节间插复用过程时,各STM-1帧的AU-PTR和payload的所有字节原封不动的按字节间插的方式复用,而段开销则会有些取舍。
段开销的复用规则是:
N个STM-1帧以字节间插复用成STM-N帧时,每个STM-1帧的段开销中的只有A1、A2、B2字节按字节间插的方式复用进STM-N,其它的段开销字节经过终结处理,再重新插入STM-N相应的开销字节中。
(备注:
所谓的终结处理是指复用之后,只有第一个STM-1的全部段开销字节被保留,放入STM-N的中的相应位置,其他STM-1帧只保留A1,A2,B2字节,其余的销字节舍弃)。
通道开销
通道开销负责的是通道层的OAM(操作、维护和管理)功能。
通道开销又分为高阶通道开销和低阶通道开销。
在本文中,高阶通道开销是指对VC4级别的通道进行监测,可对140Mbit/s在STM-N帧中的传输情况进行监测;低阶通道开销是监测2Mbit/s在STM-N帧中的传输性能。
1)高阶通道开销:
HP-POH
高阶通道开销的位置在VC4帧中的第一列,共9个字节,如图2-6所示
图2-6高阶通道开销的结构图
·J1:
通道踪迹字节
AU-PTR指针指的是VC4的起点在AU-4中的具体位置,即VC4的第一个字节的位置,以使收信端能据此AU-PTR的值,正确的在AU-4中分离出VC4。
J1正是VC4的起点,那AU-PTR所指向的正是J1字节的位置。
该字节的作用与J0字节类似:
被用来重复发送高阶通道接入点标识符,使该通道接收端能据此确认与指定的发送端处于持续连接(该通道处于持续连接)状态。
要求也是收发两端J1字节相匹配即可。
J1字节可按需要进行设置、更改。
·B3:
高阶通道误码监测字节
通道BIP-8码B3字节负责监测VC4在STM-N帧中传输的误码性能,监测机理与B1、B2相类似。
若在收端监测出误码块,那么设备本端的性能监测事件—HP-BBE(高阶通道背景误码块)显示相应的误块数,同时在发端相应的VC4通道的性能监测事件—HP-REI(高阶通道远端误块指示)显示出收端收到的误块数(相当于对告)。
B1、B2字节也与此类似,通过这种方式你可实时监测STM-N信号传输的误码性能。
注意:
当接收端的误码超过了一定的限度,这时设备会上报一个误码越限的告警信号。
(细节:
收端B1检测出误码块,在本端的性能事件RS-BBE(再生段背景误码块)显示B1检测出的误块数。
收端B2检测出误块,在本端的性能事件MS-BBE(复用段背景误码块)显示B2检测出的误块数,同时在发端的性能事件MS-REI(复用段远端误块指示)中显示相应的误块数(MS-REI由M1字节传送)
·C2:
信号标记字节
C2用来指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质,例如通道是否已装载、所载业务种类和它们的映射方式。
C2=00H表示这个VC4通道未装载,这时要往这个VC4通道的净负荷TUG3中插全“1”码——TU-AIS,设备出现高阶通道未装载告警:
HP-UNEQ。
C2字节的设置一定要使收/发两端相一致——收发匹配,否则在收端设备会出现HP-SLM(高阶通道信号标记字节失配)。
(备注:
HP-SLM告警是否引起全“1”下插,是由不同型号的设备来决定,有些下插,有些不下插。
)
·G1:
通道状态字节
G1字节反映高阶VC传输的状态,实际上G1是
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 本地网 SDH 传输 设计方案
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)