便于用户按需动态组网,实现灵活的业务调配。
三、 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。
四、 兼容性
SDH有很强的兼容性,这也就意味着当组建SDH传输网时,原有的PDH传输网不会作废,两种传输网可以共同存在。也就是说可以用SDH网传送PDH业务,另外,异步转移模式的信号(ATM)、FDDI信号等其他体制的信号也可用SDH网来传输。
SDH的缺陷
1、 频带利用率低 2、 指针调整机理复杂
3、 软件的大量使用对系统安全性的影响
SDH网络的常见网元
SDH传输网是由不同类型的网元通过光缆线路的连接组成的,通过不同的网元完成SDH网的传送功能:上/下业务、交叉连接业务、网络故障自愈等。
一、 TM——终端复用器
终端复用器用在网络的终端站点上,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,或从STM-N的信号中分出低速支路信号。
二、 ADM——分/插复用器
用于SDH传输网络的转接站点处,将低速支路信号交叉复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。
ADM是SDH最重要的一种网元,通过它可等效成其它网元,即能完成其它网元的功能。
三、 REG——再生中继器
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/电变换、电信号抽样、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。 电再生中继器将w/e侧的光信号经O/E、抽样、判决、再生整形、E/O在e或w侧发出。
四、 DXC——数字交叉连接设备
数字交叉连接设备完成的主要是STM-N信号的交叉连接功能,它是一个多端口器件,它实际上相当于一个交叉矩阵,完成各个信号间的交叉连接。
将输入的m路STM-N信号交叉连接到输出的n路STM-N信号上.
SDH设备的逻辑功能块
SPI:SDH物理接口 TTF:传送终端功能 RST:再生段终端 HOI:高阶接口 MST:复用段终端 LOI:低阶接口
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MSP:复用段保护 HOA:高阶组装器 MSA:复用段适配 HPC:高阶通道连接 PPI:PDH物理接口 OHA:开销接入功能 LPA:低阶通道适配 SEMF:同步设备管理功能 LPT:低阶通道终端 MCF:消息通信功能 LPC:低阶通道连接 SETS:同步设备时钟源 HPA:高阶通道适配 SETPI:同步设备定时物理接口 HPT:高阶通道终端
? 基本的网络拓扑结构
一、 链形网
此种网络拓扑是将网中的所有节点一一串联,而首尾两端开放。这种拓扑的特点是较经济,在SDH网的早期用得较多,主要用于专网(如铁路网)中。
二、 星形网
此种网络拓扑是将网中一网元做为特殊节点与其他各网元节点相连,其他各网元节点互不相连,网元节点的业务都要经过这个特殊节点转接。这种网络拓扑的特点是可通过特殊节点来统一管理其它网络节点,利于分配带宽,节约成本,但存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问题。特殊节点的作用类似交换网的汇接局,此种拓扑多用于本地网(接入网和用户网)。
三、 树形网
此种网络拓扑可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合,也存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈。
四、 环形网
环形拓扑实际上是指将链形拓扑首尾相连,从而使网上任何一个网元节点都不对外开放的网络拓扑形式。这是当前使用最多的网络拓扑形式,主要是因为它具有很强的生存性,即自愈功能较强。环形网常用于本地网(接入网和用户网)、局间中继网。
五、 网孔形网
将所有网元节点两两相连,就形成了网孔形网络拓扑。这种网络拓扑为两网元节点间提供多个传输路由,使网络的可靠更强,不存在瓶颈问题和失效问题。但是由于系统的冗余度高,必会使系统有效性降低,成本高且结构复杂。网孔形网主要用于长途网中,以提供网络的高可靠性。
网络自愈功能
网络自愈是指当业务信道损坏导致业务中断时,网络会自动将业务切换到备用业务信道,使业务能在较短的时间(ITU-T规定为50ms以内)得以恢复正常传输。
SDH网络结构层面
1、 最高层面为长途一级干线网,主要省会城市及业务量较大的汇接节点城市装有DXC 4/4,其
间由高速光纤链路STM-4/STM-16组成,形成了一个大容量、高可靠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体系的140Mbit/s接口,因而原有的PDH的140Mbit/s和565Mbit/s系统也能纳入由DXC4/4统一管理的长途一级干线网中。
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2、 第二层面为二级干线网,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性网结构。由于DXC4/1有2Mbit/s,34Mbit/s或140Mbit/s接口,因而原来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。
3、 第三层面为中继网(即长途端局与市局之间以及市话局之间的部分),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。这些环具有很高的生存性,又具有业务量疏导功能。环形网中主要采用复用段倒换环方式,但究竟是四纤还是二纤取决于业务量和经济的比较。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,最后还可以作为PDH与SDH之间的网关。
4、 最低层面为用户接入网。由于处于网络的边界处,业务容量要求低,且大部分业务量汇集于
一个节点(端局)上,因而通道倒换环和星形网都十分适合于该应用环境,所需设备除ADM外还有光用户环路载波系统(OLC)。速率为STM-1/STM-4,接口可以为STM-1光/电接口、PDH体系的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30B+D接口以及城域网接口等。
光纤通信概念
光纤通信以光作为信息载体,利用光纤传输携带信息的光波,以达到通信之目的。 数字光纤通信系统的基本组成:光发送机﹑光接收机﹑光纤
数字光纤通信系统工作原理
模拟信号——电端机(模/数)——光发送机——光纤——中继器——光纤——光接收机——电端机(模/数)——模拟信号
发送端的电端机把信息(如话音)进行模/数转换,用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件LD,输出发出携带信息的光波。光波经光纤传输后到达接收端,光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机,而电端机再进行数/模转换,恢复成原来的信息。
携带信息的光波
? ?
数字信号为\时,光源器件发送一个\传号\光脉冲; 当数字信号为\时,光源器件发送一个\空号\(不发光)。
光纤通信优点
一、 通信容量大
1、 一根光纤同时传输24万个话路
2、 波分复用技术的采用,把一根光纤当作几根、几十根光纤使用,通信容量近乎无限。
二、 中继距离长
光纤具有极低的衰耗系数。目前商用化石英光纤已达0.19dB/km以下,配以适当的光发送与光接收设备,中继距离达数百公里以上,特别适用于长途一、二级干线通信。
三、 保密性能好,抗干扰能力强
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由于光的频率极高,远高于一般的电磁波的频率,而且光波在光纤中传输时只在其芯区进行,不存在传统的电磁波辐射,因此其保密性能极好,同时也不怕外界强电磁场的干扰,抗干扰能力强。
四、 便于施工和维护
体积小、重量轻。光缆的敷设方式方便灵活。既可以直埋、架空,双可能通过管道和水底敷设。
光纤的各类特性与参数
一、 光纤的工作波长
850nm、1310nm、1550nm 850nm窗口只用于多模传输
1310nm和1550nm窗口 用于单模传输
二、 光通道参数
衰减、色散
光信号在光纤中传输的距离要受到色散和衰减的双重影响。
1、 衰减使在光纤中传输的光信号随着传输距离的增加而功率下降。
1310nm窗口每公里衰减:0.4dB/km 1550nm窗口每公里衰减:0.25dB/km
2、 色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽,引起码间干扰,降低信号质量。
三、 光纤的类型
1、 G.652光纤:在1310nm波长窗口色散性能最佳,是目前应用最广泛的光纤。
在1310nm处,色散小,衰耗大; 在1550nm处,色散大,衰耗小;
2、 G.653光纤:在1550nm波长,衰耗和色散皆为最小值,可实现大容量长距离传输。因出现
四波混频效应(FWM),限制了它在WDM(波分复用)方面的应用。
3、 G.654光纤:1550nm损耗最小光纤,主要用于长再生中继距离的海底光缆。
4、 G.655光纤:克服了G.652光纤在1550nm处色散受限和G.653光纤在1550nm处出现四波混
频效应的缺陷,适用于WDM系统。
四、 光纤的衰耗
光纤通信的中继距离受各种传输衰耗参数的限制
实际接收光功率 =发送光功率 - 光传输距离*衰耗系数/km - 活动连接器总衰耗 光纤的衰耗系数: 1310nm波长:0.3~0.4dB/km
1550nm波长,0.15~0.25dB/km
活动连接器衰耗:一般每个为0.5 dB。
将实际接收光功率与接收灵敏度相比较,前者应比后者高5dB以上,才能保证光传输系统长期正常工作。
光接口类型
1、 局内通信光接口 2、 短距离局间通信光接口 3、 长距离局间通信光接口
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一、 光接口代码
应用场合 工作波长(nm) 光纤类型 传输距离(km) STM-1 STM-4 STM-16 局内 1310 G.652 ≤2 I—1 I—4 I—16 短距离局间 1310 1550 G.652 G.652 ~15 S—1.1 S—1.2 S—4.1 S—4.2 S—16.1 S—16.2 长距离局间 1310 1550 G.652 G.652 G.653 ~40 ~60 L—1.1 L—1.2 L—1.3 L—4.1 L—4.2 L—4.3 L—16.1 L—16.2 L—16.3 代码的第一位字母表示应用场合:I表示局内通信;S表示短距离局间通信;L表示长距离局间通信。字母横杠后的第一位表示STM的速率等级:例如1表示STM-1;16表示STM-16。第二个数字(小数点后的第一个数字)表示工作的波长窗口和所有光纤类型:1和空白表示工作窗口为1310nm,所用光纤为G.652光纤;2表示工作窗口为1550 nm,所用光纤为G.652或G.654光纤;3表示工作窗口为1550nm,所用光纤为G.653光纤。
二、 光线路码型
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。
定时与同步
数字网中要解决的首要问题是网同步问题,网同步的目的是使网中各节点的时钟频率和相位都限制在预先确定的容差范围内,以免由于数字传输系统中收/发定位的不准确导致传输性能的劣化(误码、抖动)。
一、 同步方式
1、 伪同步
指数字交换网中各数字交换局在时钟上相互独立,毫无关联,而各数字交换局的时钟都具有极高的精度和稳定度,一般用铯原子钟。由于时钟精度高,网内各局的时钟虽不完全相同(频率和相位),但误差很小,接近同步。
一般伪同步方式用于国际数字网中,也就是一个国家与另一个国家的数字网之间采取这样的同步方式。 2、 主从同步
指网内设一时钟主局,配有高精度时钟,网内各局均受控于该全局(即跟踪主局时钟,以主局时钟为定时基准),并且逐级下控,直到网络中的末端网元——终端局。
主从同步方式一般用于一个国家、地区内部的数字网,它的特点是国家或地区只有一个主局时钟,网上其它网元均以此主局时钟为基准来进行本网元的定时。
我国采用的同步方式是等级主从同步方式,其中主时钟在北京,副时钟在武汉。 3、 相互同步 4、 外基准注入
起备份网络上重要节点的时钟的作用,以避免当网络重要结点主时钟基准丢失,而本身内置时钟的质量又不够高,以至大范围影响网元正常工作的情况。
外基准注入方法是利用GPS(卫星全球定位系统),在网元重要节点局安装GPS接收机,提供高精度定时,形成地区级基准时钟(LPR),该地区其它的下级网元在主时钟基准丢失后仍采用主从
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