《现代通信网及其关键技术》sdh设备ppt课件.ppt

《《现代通信网及其关键技术》sdh设备ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

STM-4/STM-1兼容型SDH设备SDH设备 5.4SDH的网络单元设备1．终端复用器（TM）终端复用器（TM）的主要任务是将低速支路信号纳入STM-1帧结构，并经电/光转换成为STM-1光线路信号，其逆过程正好相反。在线形网的端站，把PDH/SDH支路信号复用成SDH线路信号. 2．分插复用器（ADM）分插复用器（ADM）设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。将同步复用和数字交叉连接功能综合于一体，具有灵活地分插任意支路信号的能力，在网络设计上有很大灵活性。PDH支路信号SDH支路信号 光/电光信号分接分接分接140/34Mb/s34/8Mb/s8/2Mb/s复接复接复接电/光光信号2/8Mb/s8/34Mb/s34/140Mb/s2Mb/s(电信号)SDHADM155Mb/s光接口155Mb/s光接口2Mb/s(电信号)PDH采用SDH分插复用器(ADM)，可以直接分出和插入2Mb/s支路信号，节省了大量的复接/分接设备，减少了信号损伤。PDH和SDH分插信号流程的比较 3．再生中继器（REG）再生中继器的作用是将光纤长距离传输后受到较大衰减及色散畸变的光脉冲信号转换成电信号后进行放大整形、再定时、再生为规划的电脉冲信号，再调制光源变换为光脉冲信号送入光纤继续传输，设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。 4．数字交叉连接设备（SDXC）数字交叉连接设备兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复与保护等多项功能.我国最常用的DXC设备有DXC4/4、DXC4/1和DXC1/0， 通常用DXCm/n来表示一个DXC的类型和性能,注m≥nm表示可接入DXC的最高速率等级n表示在交叉矩阵中能够进行交叉连接的最低速率级别m越大表示DXC的承载容量越大n越小表示DXC的交叉灵活性越大 5.4.2SDH基本网络拓扑结构SDH网是由SDH网元设备通过光缆互连而成的，网络节点（网元）和传输线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构。网络的有效性（信道的利用率）、可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关。网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形。 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，也可以在通道层进行。线路系统的复用段保护（MSP）复用段保护倒换要使用APS协议，倒换要在50ms时间内完成。复用段保护环可分为二纤环与四纤环。根据业务传送方向又可分单向保护环与双向保护环。线路系统的通道保护（PP）业务保护以通道为基础（通道信号质量优劣），通道保护一般采用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。5.4.3SDH的生存性 自愈环的作用是提高网络的生存性，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,使用户几乎感觉不到网络出了故障.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,以满足全部或指定优先级业务的恢复。网络具有自愈能力的先决条件是有冗余的路由,网元强大的交叉能力,以及网元一定的智能.1.自愈环保护 自愈仅是通过备用信道将失效的业务恢复,而不涉及具体故障的部件和线路的修复或更换,所以故障点的修复仍需人工干预才能完成,就象断了的光缆还需人工接好. 自愈环的种类：1）按环上业务的方向可分为（按照业务信号是沿一个方向还是两个相反的方向传输）单向环双向环2）按网元节点间的光纤数可分为（二纤环（一对收/发光纤）四纤环（两对收发光纤）；3）按保护的业务级别可分为通道保护环复用段保护环 单向环和双向环单向环双向环概念：进入环的支路信号与由该支路信号分插节点返回的支路信号方向相同，称为单向环；反之，就称为双向环。 3.）APS（自动保护切换）保护方式SDH的APS机制，可以提供点到点的保护。APS具体实现可以采取1+1，1：1或1：N保护倒换几种方式。 1:1方式该方式是为一条工作光纤设置一条保护光纤。但正常情况下，保护光纤传送的不是被保护的业务流，而是传送低优先级的数据。一旦工作光纤被切断，由分插复用器（ADM）控制切换到保护光纤。由于此方式涉及到业务的优先级问题，这就要求引入APS信令信道来协调交换机工作，从而实现保护倒换。 1＋1方式对于被保护业务分别用发送源与目的地之间的两条物理光纤来同时传送，一条为工作光纤和另一条为保护光纤。其中任意一条被切断，则由另一条光纤承载数据。 它是N条工作光纤共享同1条保护光纤。当没有出现故障时，保护光纤传送低优先级的业务，当只有1条工作光纤出现故障时，该光纤上的业务就切换到保护光纤上传送，而当有超过1条工作光纤同时出现故障时，就要根据业务优先级的高低，保护光纤先传送优先级高的业务，1:N方式 1+1方式是指发端在主，备用两个信道(一般是位于两根不同的光纤)上发送同样的业务流，收端在正常情况下从主用信道接收业务流。当主用信道故障时．收端将切换到从备用信道上接收业务流，从而使业务流得以恢复。此种方式优点是倒换速度快，缺点是信道利用率低，只有50％。1：1方式是指在正常时发端在主用信道上发送主用业务流．而在备用信道上发送额外业务流(可被中断的低优先级业务数据)。当主用信道故障时，发端把主用业务流桥接到备用信道发送，额外业务流将被丢弃。而收端将从备用信道接收主用业务流，从而使主用业务得到恢复。此种方式倒换也可以保证100％的业务恢复，而且信道利用率较高，但速度比1：1方式要慢。1：N方式类似于1：1方式，只不过是N条主用信道共享1条备用信道。因此当有两条以上的主用信道故障时，却只有1条主用业务可以得到恢复。这种方式进一步提高了信道的利用率，为N／(N+I)，但降低了系统的可靠性．不能保证100％的业务恢复。 3）按保护的业务级别可分为通道保护环复用段保护环对于通道保护环，业务量的保护是以通道为基础的，并通常利用简单的通道告警指示AIS信号来决定是否应进行倒换。而对于复用段倒换环，业务量的保护是以复用段为基础的，倒换与否按每一对节点间的复用段信号质量的优劣而定。 通常，通道倒换环主要工作在单向二纤方式。而复用段倒换环既可以工作在单向方式，又可以工作在双向方式；既可以是二纤方式，又可以是四纤方式。两者的区别体现在前者往往使用专用保护，即正常情况下保护段也在传业务信号，保护时隙为整个环专用：后者往往使用公用保护，即正常情况下保护段是空闲的，保护时隙由每对节点共享。通道倒换环还有一个优点，即可以有选择地决定某些通道保护，某些不保护。这样在实际网络中，由于往往有其他保护方式(诸如业务量路由分摊或DXC恢复)需要1+1保护的通道量并不很大，此时通道保护环就比较经济了：而当局间通信各节点之问均有较大业务量．而且节点需要较大的业务量分插能力时，具有较大业务量的双向复用段倒换环比较合适。 3.SDH环网自愈保护1）二纤单向通道保护环PWABCDa)正常情况b)故障情况下PWABCD倒换 2）二纤双向通道共享保护环 二纤单向和二纤双向通道保护环a)优点：双发选收实现简单；不使用APS倒换协议，倒换速度快，倒换时间一般小于30ms。b)缺点：因不能重复使用节点间的时隙，环传输容量较小，整个环的传输容量为STM-N。 通道共享保护环保护机理与复用段保护环基本相同，区别在于倒换发生在业务受影响的节点而不象光复用段保护环发生在光路中断的相邻节点。优点在于它减少了倒换后的光信号传输距离，减少了光信号的衰减变型和噪声积累，这种方式需要更复杂的倒换协议来支持。 二纤单向复用段保护环a)优点：备用光纤可以传送额外业务，增大了环网的传输容量；如不发生故障，整个环网的传输容量可达2×STM-N。b)缺点：因为需要使用APS倒换协议，它的倒换速度相对较慢(其倒换速度比通道环慢，但比二纤双向复用段共享保护环要快一些)。 b)二纤双向复用段保护环由于具有“时隙可以重复使用”的优点，所以特别适用于业务量分散型的应用场合，即环网中的各个节点之间，尤其是相邻节点之间的业务流量比较多，而且分布比较均匀的情况，一般局间通信就属于此种情况。 a)正常情况二纤双向复用段共享保护环示意图b)故障情况下的倒换W2/P1W1/P2ABCDABCD倒换W2/P1W1/P2 二纤双向复用段保护环a)优点：时隙可以重复使用，增大了环的传输容量(可达k/2×STM-N)；可利用保护通道传送额外业务。b)缺点：使用桥接与倒换技术，技术比较复杂。因为需要使用APS协议，倒换速度较慢。当环的传输路径小于1　200　km时，其保护倒换时间小于50　ms；当环网的传输路径很长时，保护倒换时间可能会高达100～200　ms。 通道保护环往往是专用保护，在正常情况下保护信道也传主用业务（业务的1＋1保护），信道利用率不高。复用段保护环使用公用保护，正常时主用信道传主用业务，备用信道传额外业务（业务的1：1保护），信道利用率高 c)四纤双向复用段保护环具有“时隙可以重复使用”的优点，环的容量较大，并且同步复用设备一般采用双系统结构设计，所以适用于业务量大而分散、组网复杂的应用场合。对于接入网，由于它处于网络的边界，所需的业务量较小，而且大部分业务量汇集在一个节点上，因此，可使用比较简单经济的通道保护环(单向或双向)。 四纤双向复用段倒换环 四纤双向复用段保护环a)优点：时隙可以重复使用，增大了环的传输容量(可达k×STM-N)；可以利用保护光纤传送额外业务；可抗多节点失效。b)缺点：因为需要使用APS协议，倒换速度慢。当环网的长度小于1200km时，其保护倒换时间小于50ms；当环网的长度大于1200km时，其保护倒换时间可能会高达100～200ms。技术复杂，节点成本高。四纤双向复用段保护环对同步复用设备提出了更高的要求：一是设备必须具有4个光线路接口；二是必须是双系统设计，即不仅要具有2个系统的容量，而且要具有更强的交叉连接能力。 五种自愈环的特性比较与应用项目单向通道环单向复用段环二纤复用段环四纤复用段环节点数线路速率环传输容量APS协议倒换时间节点成本抗多点失效系统复杂性kkkkSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-Nk/2*STM-Nk*STM-N不用用用用30ms30ms50-200ms50-200ms低低中高无无无有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）主要应用场合 5.4.4SDH传输网的网络结构现阶段我国的SDH传输网分为四个层面：省际干线层面,省内干线层面,中继网层面、用户接入网层面。图2-19我国的SDH传输网的网络结构 第一层面为长途一级干线网，主要省会及业务量较大的汇接节点城市装有DXC4/4，其间由高速光纤链路STM-4/STM-16等组成，形成一个大容量、高可靠性的网孔形国家骨干网结构，并辅以少量线形网。由于DXC4/4也具有PDH系列的140Mbit/s接口，因而原有PDH的140Mbit/s系统也能纳入由DXC4/4统一管理的长途一级干线网。第2层面为二级干线网，主要汇接节点装有DXC4/4或DXC4/1，其间由STM-1/STM-4组成，形成省内网状或环形骨干网结构，并辅以少量线形网结构。由于DXC4/1有2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s接口，因而原有PDH系统也能纳入统一管理的二级干线网，并具有灵活调度电路的能力。5.2.3SDH传送网结构 第3层面为中继网，可以按区域划分为若干个环，由ADM组成速率为STM-1/STM-4的自愈环，也可以是路由备用方式的两节点环。环间由DXC4/1沟通，完成业务量疏导和其他管理功能，同时也可以作为长途网与中继网之间以及中继网和用户网之间的网关或接口，还可以作为PDH与SDH之间的网关。第4层面为用户网，或称接入网。由于处于网络的边界处，业务容量要求低，且大部分业务量汇聚于一个节点（端局），因而通道倒换环和星形网都十分适合该应用环境，所需设备除了ADM外，还有光纤用户环路载波系统（OLC），速率为STM-1/STM-4，接口可以为STM-1光/电接口，PDH系列的2Mbit/s、34Mbit/s或140Mbit/s接口，普通电话用户接口，小交换机接口，2B+D或3OB+D接口以及城域网接口等。5.2.3SDH传送网结构