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傳輸原理及網管培訓教材

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第一部分 基礎知識

第一章? 光纖傳輸原理

作為電信三大支撐網之一，傳輸網提供給各種用戶不同速率的接入通道，目前設備提供的業務接口主要有電接口和光接口。其中電接口主要有64Kb/s、2Mb/s、155Mb/s，除64Kb/s外，一般提供75Ω射頻接口。光接口主要有155 Mb/s、622 Mb/s、2.5Gb/S和10Gb/S，接口電平在規定范圍內可根據用戶需要通過調整光衰耗器改變。業務用戶主要有局內用戶和出租電路用戶。局內用戶包括交換、數據、多媒體等；出租電路用戶主要包括黨政軍專線、大客戶及其它運營商租用電路等。

第一節? 概述

??? 光纖是光導纖維的簡稱。光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。是目前傳輸的主要手段。

????光纖通信之所以發展迅猛，主要緣于它具有以下特點：

1、????? 通信容量大、傳輸距離遠。

2、????? 信號串擾小、保密性能好。

3、????? 抗電磁干擾、傳輸質量佳。

4、????? 光纖尺寸小、重量輕，便于敷設和運輸。

5、????? 材料來源豐富，環境保護好。

6、????? 無輻射，難于竊聽。

7、????? 光纜適應性強，壽命長。

????光纖通信與電通信的主要差異有兩點：一是傳輸的是光波信號；二是傳送光信號的介質是利用光纖。目前光纖通信光源使用的波長范圍是在近紅外區內，即波長為0.8~1.8mm之間。

我們已經知道，光波在光纖中傳輸時會帶來一定的傳輸損耗。光纖每公里（km）長度的損耗值直接關系到光纖通信系統傳輸距離的長短。通過對光纖傳輸特×××發現，光纖對于不同波長的光波信號呈現不同的衰減特征。于是，很自然地就會將呈低損耗的波長用于光纖通信，并將低損耗波長點稱為傳輸窗口。

<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" /> 光纖損耗特性 目前光纖通信采用的通信窗口有三個（見圖），它們分別是：

???（1）短波長窗口，波長為0.85mm。

???（2）長波長窗口為，波長1.31mm和1.55mm。

其中，在0.8~0.9mm波段內，損耗約為2dB/km左右；在1.31mm波長處損耗為0.5dB/km；而在1.55mm處，損耗可降至0.2dB/km，這已接近光纖的理論損耗極限值。?

第二節? 光纖通信的歷史和現狀

????光纖通信發展已經歷了五代，這里簡要介紹第三代以后的發展情況：

1982年~1988年的第三代光纖通信系統，采用1.31mm長波長單模光纖，光纖損耗降至0.3~0.5dB/km，實用化、大規模應用是其主要特征，傳輸信號為準同步數字系列（PDH）的各次群路信號，中繼距離為50~100km，于1983年以后陸續投入使用，主要用于長途干線和海底通信，是光纖通信重點推廣應用階段。

??? 1988~1996年的第四代光纖通信系統。主要特征是：開始采用1.55mm波長窗口的光纖，光纖損耗進一步降至0.2dB/km，應用中主要用于建設同步數字系列（SDH）同步傳送網絡，傳輸速率達2.5Gbit/s，中繼距離為80~120km，并開始采用摻鉺光纖放大器（EDFA）和波分復用（WDM）器等新型器件。

1996年~今的第五代光纖通信系統。主要特征是：采用密集波分復用（DWDM）技術的全光網絡開發與應用，充分利用光纖低損耗波段潛在容量實現傳輸系統的急劇擴容。采用DWDM技術不僅僅是帶來巨大容量方面的好處，可以預計，隨著DWDM技術的推廣應用，將會對現行的光纖網絡帶來深刻的變革，最終會成為全光網絡的基石。

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第二章 同步數字體系（SDH）原理簡介

第一節SDH概述

一、???????????????????????????? 什么是同步數字體系(SDH)

???? SDH的概念源自美國AT&T貝爾實驗室的SONET。這是在80年代初為解決標準光接口問題而提出的。隨后不斷的發展顯示出這種概念的潛在革新作用，因而于一九八八年CCITT（現ITU-T）采納了這個概念 ，后來就形成了同步數字體系(SDH)由于SDH是為克服PDH的缺點而產生的，因此它是先有目標再定規范，然后研制設備，這個過程與PDH的正相反。顯然，這就可能最大限度地以最理想的方式來定義符合未來通信網要求的系統和設備。一九八八年原CCITT通過三個SDH的基本建議，標志著數字傳輸的新紀元?，F在SDH已成為本領域的發展熱點。

??? 同步數字體系(SDH－Synchrounous Digital Hierarchy)所包含的內容非常豐富：它既是一套新的國際標準，又是一個組網原則，也是一種復用方法。最重要的是，它提供了一個在國際上得到支持 的框架， 從而在此框架基礎上就可發展并建成一種靈活、 可靠和能進行遙控管理的世界電信傳輸網。這種未來的傳輸網可以非常容易地擴展和適應新的電信業務。此標準使不同廠家生產的設備之間進行互通成為可能，這正是網絡建設者長期以來一直期求的。對于用戶和電信網的運行者來說，這套SDH標準可以保證未來的信息技術發展將會是有條不紊的，他們不必擔心不兼容性或網絡的過時。具體來說，SDH是一套數字傳送結構，供用來通過物理傳輸網絡傳 送經適配的業務信息(凈負荷)；它是設計成多用途的，以允許傳 送各種類型的信號，包括G.702規定的PDH信號在內。

二、??? SDH的特點

SDH網的主要特點是同步復用、標準光接口和強大的網管功能，這三點在后面都要詳細說明 。SDH網絡還是一個非常靈活的網絡，這體現在以下幾個方面。 SDH統一了北美、日本和歐洲三個地區性標準，各種數字傳送信號在STM-1等級以上獲得統一，使國際電信互通成為可能。

1、???????? 由于SDH電信傳送采用了同步復用方式和靈活的映射結構，可以利用軟件實現高階信號與低階支路信號之間所謂的一步復用，上下業務十分容易，大大簡化了交叉連接設備。

2、???????? 由于SDH幀結構中安排了大約占總信號5%的豐富的開銷比特，極大的加強了網絡的運行、管理和維護能力。

3、???????? SDH傳送網具有信息傳送透明性。

4、???????? 統一了網絡接口標淮，使不同廠家的產品可以直接互通，各種傳送媒質如光纖、數字微波等可以直接連接，組網十分方便。

5、???????? 網絡兼容能力強，它能與現有的PDH完全兼容，并容納各種新的業務信號。

三、??? SDH與PDH的比較

在SDH之前，多年以來一直到現在還在使用的數字傳輸設備均屬于準同步數字系列（PDH）?，F代及未來通信網絡在可靠性、靈活性和針對性這三方面要求特別突出。反映在網絡功能上則需要具有以下的能力：

●?????????????????????????????????????????? 強大的網絡管理

●?????????????????????????????????????????? 自愈

●?????????????????????????????????????????? 重組或恢復

此外，對設備而言，還對兼容性、經濟性、適應性和可升級性等方面提出更高要求。以下我們就PDH的特點來說明為什么要引入SDH這一概念。

現存的PDH網是在原有的模擬電話網的基礎上引入PCM數字傳輸技術而發展起來的。因此：它主要是為話音業務而設計，不具備帶寬及信息的多樣化服務能力，傳輸網的基礎是點對點的連接，難于提供網絡拓撲的靈活性。

??? PDH 傳輸設備采用復式定幀和碼速調整技術，按固定的復用結構,通過異步復用形成各次速率等級的信號。從2Mbit/s到140Mbit/s，其中2/8，8/34，34/140Mbit/s的復用/反復用器一個都不能少。如此，使得通信系統的組成和操作復雜，特別是當要從較高等級的數字信息流中提取(或插入)低等級的通路信息時，不能直接進行，必須逐級進行復用或反復用，例如從140Mbit/s信息流中提取(或插入)2Mbit/s的通路信息，必須經過三次復用/反復用的過程。上/下電路困難，設備復雜而不靈活。

??? PDH 的網絡管理能力差。由于PDH復用的幀結構中只能提供十分有限的額外信息傳輸容量(備用比特或服務比特)，因此它不能為強大的網管系統提供足夠的信息通道。

??? PDH系統實際上是先有設備后有國際建議標準。既成事實使得CCITT建議的PDH實際上不是一個數字系列 而是三個系列(北美、日本的1.544Mbit/s以及歐洲的2.048Mbit/s)，如此不僅網內的設備復雜而且會造成不同設備之間的接口困難。

PDH光纖傳輸系統的兼容性差。CCITT未能為光纖傳輸設備提供統一的光接口標準。由于線路編碼以及監控等方面的差異，現有PDH的光纖設備均存在著兼容性問題。不同廠家的設備都只能在CCITT(現稱ITU－T)建議的電接口互連。根據上述特點，我們應不難理解，為什么 CCITT只對PDH的1－4次群系統作出建議，而沒有沿著這條路子繼續對565Mbit/s的五次群系統正式作出建議(盡管這種設備早已制造出來并投入應用)。

而PDH的這些不足在SDH中都得到了有效的解決，所以CCITT(ITU－T)認為采用SDH才是滿足未來通信網要求的解決方案。

以下是SDH與PDH的比較

1、復用方式及傳輸技術不同

PDH的復用方式是逐級復用，而SDH則一步到位就可完成。由圖示可以清楚的看到它們之間的區別。

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2、其它有關比較見表：

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四、SDH網絡設備

SDH傳輸網是由一些SDH網絡單元組成的。SDH設備主要有：同步終端復用器STM(Synchronous Terminal Multiplexer)，分插復用器ADM(Add/Drop Multiplexer)和同步交叉連接設備SDXC(Synchronous Digital Cross Connect) 。另外，還有網絡管理系統設備NMS(Network Management System)。設備框圖如下：

其中，分插復用器是SDH中應最廣、最富特色的設備。它是一個三端口設備，具有兩個SDH 光接口，通過另一端可以靈活地上／下路復用在STM信號中的低速率信號。ADM內部還具有時隙交換功能，允許兩個STM信號之間不同VC的互聯，并能方便地進行帶寬管理。在實際網絡中，根據ADM的結構特點，它可靈活地用在網絡中不同的位置。作為終端復用器時，可將兩個SDH光接口分別作主備用，實際復用設備往往既可配置成終端復用器又可配置成分插復用器。利用ADM還可構成各種自愈環。

此外，?數字交叉連接設備(DXC)也是現代數字通信網中非常重要的設備之一， SDXC結構如圖所示，它的核心是 一個交叉連接矩陣。SDXC是種兼有復用、配線、保護、監控和網管多功能的傳輸設備。它能代替配線架，對VC進行交叉連接。動態調整網絡，實現半永久連接；SDXC還能對業務進行集散，利用SDXC的自動配置功能也可以構成SDH的自愈網，在網絡出現故障后自動重選路由，恢復業務。干線網中就常采用由SDXC構成的自愈網。

網絡管理系統設備完成對整個SDH網的管理，它應滿足有關電信管理網的規定，并應有各類標準接口以便與各類網絡設備連接。在SDH的網絡設備中都設有同步設備管理功能(SEMF)， 它將性能數據和硬件告警等信號轉變成面向目標的消息，并送入DCC或Q接口。

第二節? SDH原理

一、??? 幀結構

如圖： STM-1幀結構 SDH用來承載信息的是一種塊狀幀結構，塊狀幀由縱向9行和橫向270×N列字節組成，每個字節含8bit。整個幀結構由段開銷區、凈負荷區和管理單元指針區三部分組成。其中段開銷區主要用于網絡的運行、管理、維護及指配，以保證信息能夠正常靈活地傳送，管理單元指針用來指示凈負荷區域內的信息首字節在STM-N幀內的準確位置，以便接收時能正確分離凈負荷。凈負荷區域用來存放用于信息業務的比特和少量的用于通道維護管理的通道開銷字節。[d1]?

其中，段開銷和通道開銷字節的安排如圖。

段開銷的前3行為再生段開銷(ROSH)，第5－9行為 復接段開銷(MSOH)。再生段、復接段以及通道在實際系統中的位置可參見圖12－5，POH在整個通道中保持不變；RSOH由再生段終端修改，在一個再生段內保持不變；MSOH由復接段設備( 如ADM、SDXC)修改，在一個復接段內不變。對于再生段、復接段及通道的定義，可由下圖看出。

???段開銷和通道開銷各字節功能如下：

A1A2為幀定位字節

B1B2B3為誤 碼監測字節,其中：? ?B1：再生段誤碼監測

B2：復接段誤碼監測?? B3：通道誤碼監測。

C1C2為標記符號字節，其中

C1：STM識別符，識別每個STM－1信號在STM－N復用信號中的位置；

C2：信號指示標記，標明VC中映射的是ATM信元、FDDI、MAN還是某種PDH信號。

D1~D12為數據通信通路(DCC)，構成SDH管理網(SMN)的傳送鏈路，其中：

D1~D3：192kbps的數據通道，用于再生段。

D4~D12：576kbps的數據通道，用于復接段。

E1E2提供兩路64kbps的公務聯絡語聲通路，其中：

E1：用于本地公務通路，在再生器接入；

E2：用于直達公務通路，在復接段終端接入。

F1F2為用戶通路，為特定維護目的提供臨時的數據／語聲通路。

G1：通道狀態字節。

H4：TU位置指示字節，指示當前TU幀在TU復幀中的位置。

J1：用于跟蹤通道連接狀態，在J1中重復發送高階通道接入點識別符，以使接收終 端能根據J1確認與發送終端處于連接狀態。

K1K2用于自動保護倒換，專用于保護目的的128kbps APS信令信道。

Z1~Z5：分別為復接段和通道段備用字節。

X標示為國內備用字節，其余為國際備用字節。

從段開銷和通道開銷的內容可知：段開銷SOH提供幀定位，另外SOH和POH都提供了誤碼監測、自動保護倒換以及維護公務信道，SOH的DCC信道則為網管提供了專門的通路，這些都顯示了SDH網豐富的輔助通路資源。

STM－1是SDH網中最低等級的速率，N個STM－1以字節為單位同步交錯復接后構成STM－N信號 ，STM－N的幀結構如下圖所示。

SDH的幀傳輸時，按由左向右，由小到大的順序排成串型碼流依次進行。每幀傳輸時間為125μS，每秒傳輸1/125×106 =8000幀。對STM-1而言，每幀能傳輸的比特數為8×(270×9×1)=19940b，則STM-1的傳輸速率為19440×8000=155.52Mb/s，而STM-4為622.080Mb/s、STM-16為2488.320Mb/s。

各種業務信號進入SDH的幀結構都要經過三個步驟，即映射、定位和復用。

二、 復用映射結構

G.707 SDH復用映射結構

上圖是一個完整的SDH同步復用映射結構。SDH的復接方式中應用了幾個非常重要的概念，即C、VC、TU和AU，它們之間的簡單關系可由上圖表示，下面對這兩個圖以及這些名詞作一些具體說明。

(1)容器C

用于傳遞同步信號的一種信息結構，主要完成速率調整等適配功能。需要傳送的電路層信號 (如準同步信號以及B－ISDN信號等)在容器中經過碼速調整后變換為同步信號，因此經過容 器后信號的速率將會變化。G.709建設中定入了5種標準容器:c-11,c-12,c-2,c-3,c-4各容器的標準輸入速率如圖12－7。?

????(2)虛容器VC

虛容器(VC)是SDH網中用以支持通道層連接的一種信息結構，它是由信息凈負荷和通道開銷( POH：Path Overhead)組成的一矩形塊狀幀結構。

VC是支持通道層連接的一種信息結構，分低階VC和高階VC(見圖12－9)，分別由C和TUG加上通 道開銷構成(見圖12－8)。VC是SDH中最重要的一種信息結構，它的包封速率與SDH網同步，V C可作為一個獨立實體在通道中任一點取出、插入，以進行同步復用或交叉連接處理。

(3)支路單元TU和支路單元組TUG。

????TU是一種為低階通道層和高階通道層提供適配功能的信息結構，它由低階VC加TU指針組成( 見圖12－8)。VC在TU中的起始位置是浮動的，由TU指針指明。一個或多個TU經字節交叉復用 并加入一些塞入字節組成TUG，加入額外的字節是為了保證完整的幀結構。

? ?(4)管理單元AU和管理單元組AUG

AU對高階VC和復接段層進行適配，由高階VC加上AU指針構成(見圖12－8，AU經AUG復接后成 為STM－1幀結構的組成部分，AUG本身又可以復接成高階同步傳遞模塊。

三、映射、復用和指針處理

如前述，信號裝入SDH幀的凈負荷中要經過三個主要過程：映射、復用和指針處理。

1、映射

所謂映射(Mapping)是指在SDH網絡邊界處，把支路信號適配裝入相應虛容器的過程。[d2]???

2、復用

SDH的復用最基本 的原則是字節間插復用，即復用時按順序從各支路中讀取一個字節。[d3]?

3、 指針

指針的設置是同步數字系列和異步數字系列的重大區別之一。

指針的作用之一是保證復用時各支路信號的同步。指針指示了虛容器在凈負荷區中的起始位置，通過調整這個起始位置，可以進行同步信號間的相位校準；同時，由于設置了正、負調 整機會，指針還可完成頻率校準。網絡處于同步狀態時，指針進行相位校準；當網絡失去同步時，指針用來進行頻率和相位校準；指針還用來容納網絡的頻率抖動和漂移。同步數字系列這個名詞可能會使人誤認為SDH要求網絡各部分時鐘嚴格同步。實際上，指針的設置保證了在一定時鐘精度下可使各信號間同步。

四、SDH復用過程的解釋?

為便于理解SDH的復用結構，現用集裝箱運載貨物作比喻，如圖所示。將容器C視為運 輸用的標準包裝箱，C-n表示不同的容量規格，以便能適配裝進PDH的各種物品(信息)，在容 器的包封上面附上稱作通道開銷(POH)的一些碼字，如此處理后的箱體稱為虛容器(VC)。而 包封上的POH只是用來指示箱內物品在端到端運送過程中的狀態、性能以及裝載情況等，因 而是為運營者操作維護而設。在虛容器基礎上再附上指針(PTR)就構成支路單元(TU)或管理 單元(AU)。PTR是用來指明虛容器在支路單元內或在STM幀結構內的準確位置，根據PTR所指 示的地址可以實現靈活轉移VC，或在需要時直接取下(或插入)物品而不必拆卸整車物資。把多個同等級的相同支路單元、支路單元組、管理單元及管理單元組集裝(復用)起來構成一個 大型集裝箱后，并利用管理單元指針指明地址，然后再附上段開銷，這是為了在運營段上進行運行中的操作維護和管理，于是各種物資(信息)將十分靈活、方便、準確、可靠地被送往各地。?

五、?? SDH傳送網的保護????

　　SDH保護分為子網連接保護（SNCP）和路徑保護,路徑保護包括線路系統的復用段保護、環網的復用段保護、環網的通道保護。[dyb4]?

　　目前生產廠商采用的主要保護方法是線性復用段保護1+1、復用段共享保護環（MS-SPRING）、子網連接保護方法。以下主要介紹目前網絡中常用的復用段共享保護環（MS-SPRing）、通道保護和子網連接保護方法（SNCP）

1、復用段共享保護環

復用段共享保護環的工作通道傳送業務,其保護通道則留作業務信號的保護之用,復用段共享保護環需要使用APS協議,其保護倒換時間為50ms,分為二纖雙向復用段共享保護環和四纖雙向復用段共享保護環兩種保護方式。

MS-SPRing示意圖 倒換示意圖

　　復用段共享保護環多用于STM-16和STM-64干線網以及中繼網。它的主要優點是：在業務量呈均勻分布的情況下有些容量可重復利用,這種情況下,同樣的保護容量適用于不同的故障情況,故復用段共享保護環保護方式能提供高容量使用效率。另一方面,復用段共享保護環只能用于環形網絡拓撲結構,而且節點數最多不能超過16個,同時網絡中環的容量用滿時,就要增加一個新環。目前,復用段共享保護環已被確定用來保護環上的所有傳輸容量。

2、通道保護環

二纖雙向通道保護環

　　通道保護環的業務保護是以通道為基礎的,是否進行保護倒換要根據出、入環的個別通道信號質量的優劣來決定。通道保護環一般采用1+1保護方式,即工作通道與保護通道在發送端永久性地橋接在一起,接收端則從中選取質量好的信號作為工作信號。在進行通道保護倒換時只需在接收端把開關從工作通道倒換到保護通道上,所以不需要使用APS倒換協議,其保護倒換時間小于50ms。常用的通道保護環有二纖單向通道保護環和二纖雙向通道保護環兩種。

3、子網連接保護

　　子網連接保護是指對某一子網連接預先安排專用的保護路由,這樣一旦子網發生故障,專用保護路由便取代子網擔當在整個網絡中的傳送任務。子網連接保護包括利用固有的子網連接保護（SNC/I）和利用非介入式監測的子網連接保護（SNC/N）。固有監測是指利用網絡的固有可用信息如連接狀態、性能數據等,來間接地檢測連接情況,能防止服務層故障。非介入式監測是指利用對原來特征信息的只聽監測（非介入）來直接地監測連接情況,能防止連接性故障。

　　子網連接保護在網絡中的配置保護連接方面具有很大的靈活性,特別適用于不斷變化、對未來傳輸需求不能預測的、根據需要就可以靈活增加連接的網絡,故而它能夠應用于干線網、中繼網、接入網等網絡,以及樹形、環形、網狀的各種網絡拓撲,其保護結構為1+1方式,即每一個工作連接都有一個相應備用連接,保護可任意置于VC12、VC2、VC3、VC4各通道,同樣,運營者也能決定那些連接需要保護,那些連接不需要保護。當同時在復用段實行保護時,傳輸信號將有可能被雙重保護。

六、SDH的網同步

? ?SDH網同步結構采用主從同步方式，要求所有網絡單元時鐘都能最終跟蹤到全網的基準主時鐘。

? 局內同步分配一般用星形拓撲，即局內所有時鐘由本局最高質量的時鐘獲取定時，只有高質量的時鐘由外部定時同步。獲取的定時由SDH網絡單元經同步鏈路送往其他局的網絡單元。 由于TU(支路單元)指針調整引起的抖動會影響時鐘性能，因而不再推薦在TU內傳送的一次群 信號作為局間同步分配，而直接用STM－N傳送同步信息。局間同步分配一般采用樹形拓撲。 SDH網同步方式一般有網同步方式，偽同步方式及準同步方式等三種。?

各網元時鐘有三種狀態，即自由振蕩、保持和鎖定。它們之間關系如圖所示。

七、SDH的網絡管理

? ?SDH具有很強的管理功能，共有五類。第一類是一般管理功能(ECC管理、安全等)；第二類是 故障管理功能(告警監視、測試等)；第三類是性能管理(數據采集，門限設置和數據報告等) ；第四類是配置管理(供給狀態和控制等)；第五類是安全管理(注冊、口令和安全等級等)。具體內容將在網管部分介紹。??

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?[d1]?STM－1比特率為155. 520Mbps，幀長為125μs， 因此一幀包括19 440比特，即2430字節，如圖排列成9行270列，發送順序為從左至右；從上至下依次發送。每行的前9個字節(前9列)，共81字節中放置了段開銷(SOH——Section Over head)和管理單元指針(AU PTR)；每行的后261個字節構成了信息凈負荷區(Payload)，其中 有9字節為通道開銷(POH——Path Overhead)。

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?[d2]它的目 的是為了使信號能與相應的VC包封同步，以使VC成為能獨立進行傳送、復用和交叉連接的實 體。圖12－7中表明了各種速率的PDH信號的復用映射過程，對于高次群信號，經異步映射就可裝入相應的VC中。異步映射不要求信號與網絡同步，只通過以后的各級TU指針、AU指針處 理將PDH信號接入SDH中。對于基群信號可采用異步映射和同步映射，同步映射要求信號先經過一個一幀長度的滑動緩沖器，以使信號和網絡同步。同步映射的好處是信號在VC凈負荷 中的位置是固定的，無需TU指針，減少了處理過程，并使TU、TUG的所有字節都可用于傳送信號，提高了傳輸效率。代價是加入了時延和滑動損傷。

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?[d3]?從圖12－7中可知，在組裝AUG和TUG以及從TUG到VC的過程中要進行復用。SDH的復用最基本 的原則是字節間插復用，即復用時按順序從各支路中讀取一個字節。這通過比較圖12－4中S TM－1的SOH與圖12－6中STM－N的SOH結構可以看出。從圖12－10中3個TU12復用成一個TUG2 的過程可以更清楚地看到字節間插的復用過程。TU12是9行4列的結構，TUG2是9行12列的結 構，因此無需插入額外的字節。?

?[dyb4]　子網連接保護（SNCP）和路徑保護的區別是：路徑保護的兩個獨立的路徑先進行終結,而后進行交叉連接；子網連接保護是交叉連接在先,路徑終結在后。實際上,路徑保護經常用作段層端到端或通道層端到端的保護,而子網連接保護則由用戶自由地定義網絡連接中需要保護的部分,它可能只是連接的一小部分,也可能是多重保護的部分,當然也可以是端到端的整個網絡連接,子網連接保護具有較大的靈活性。 ?

第三節 密集波分復用（DWDM）技術簡介

在模擬載波通信系統中，為了充分利用電纜的帶寬資源，提高系統的傳輸容量，通常利用頻分復用的方法，即在同一根電纜中同時傳輸若干個信道的信號，接收端根據各載波頻率的不同，利用帶通濾波器就可濾出每一個信道的信號。

同樣，在光纖通信系統中也可以采用光的頻分復用的方法來提高系統的傳輸容量，在接收端采用解復用器（等效于光帶通濾波器）將各信號光載波分開。由于在光的頻域上信號頻率差別比較大，人們更喜歡采用波長來定義頻率上的差別，因而這樣的復用方法稱為波分復用。

所謂WDM技術就是為了充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源，根據每一信道光波的頻率（或波長）不同可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發送端采用波分復用器（合波器）將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由一波分復用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開的復用方式。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立（不考慮光纖非線性時），從而在一根光纖中可實現多路光信號的復用傳輸。雙向傳輸的問題也很容易解決，只需將兩個方向的信號分別安排在不同波長傳輸即可。根據波分復用器的不同，可以復用的波長數也不同，從2個至幾十個不等，現在商用化的一般是8波長和16波長系統，這取決于所允許的光載波波長的間隔大小，下圖為其原理框圖。

WDM本質上是光域上的頻分復用FDM技術，每個波長通路通過頻域的分割實現，如圖所示。

WDM系統頻譜圖 每個波長通路占用一段光纖的帶寬，與過去同軸電纜FDM技術不同的是：（1）傳輸媒質不同，WDM系統是光信號上的頻率分割，同軸系統是電信號上的頻率分割利用。（2）在每個通路上，同軸電纜系統傳輸的是模擬信號4kHz語音信號，而WDM系統目前每個波長通路上是數字信號SDH 2.5Gb／s或更高速率的數字系統。

WDM技術特點

1、可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加幾倍至幾十倍。

　　2、使N個波長復用起來在單模光纖中傳輸，在大容量長途傳輸時可以大量節約光纖。另外，對于早期安裝的芯數不多的電纜，芯數較少，利用波分復用不必對原有系統作較大的改動即可比較方便地進行擴容。

3、由于同一光纖中傳輸的信號波長彼此獨立，因而可以傳輸特性完全不同的信號，完成各種電信業務信號的綜合和分離，包括數字信號和模擬信號，以及PDH信號和SDH信號的綜合與分離。

4、波分復用通道對數據格式是透明的，即與信號速率及電調制方式無關。一個WDM系統可以承載多種格式的“業務”信號，ATM、IP或者將來有可能出現的信號。WDM系統完成的是透明傳輸，對于“業務”層信號來說，WDM的每個波長就像“虛擬”的光纖一樣。

5、在網絡擴充和發展中，是理想的擴容手段，也是引入寬帶新業務（例如CATV、HDTV和B-ISDN等）的方便手段，增加一個附加波長即可引入任意想要的新業務或新容量。利用WDM技術選路來實現網絡交換和恢復，從而可能實現未來透明的、具有高度生存性的光網絡。

6、在國家骨干網的傳輸時，EDFA的應用可以大大減少長途干線系統SDH中繼器的數目，從而減少成本。距離越長，節省成本就越多。

DWDM技術是在WDM技術的基礎上發展起來的，所謂密集是指特定波長區內有更多的工作波長。可以認為，DWDM是WDM的一種特殊形式。一般來講，如無特別說明，我們所說的WDM系統都是DWDM系統。下圖就是1550窗口的DWDM系統框圖。

　　過去無論PDH的34Mb／s-140Mb／s-565Mb／s，還是SDH的155Mb／622Mb／2.5Gb／s，其擴容升級方法都是采用電的TDM方式，即在電信號上進行的時間分割復用技術，光電器件和光纖完成的只是光電變換和透明傳輸，對信號在光域上沒有任何處理措施（甚至于放大）。WDM技術的應用第一次把復用方式從電信號轉移到光信號，在光域上用波分復用（即頻率復用）的方式提高傳輸速率，光信號實現了直接復用和放大，而不再回到電信號上處理，并且各個波長彼此獨立，對傳輸的數據格式透明。因此，從某種意義上講，WDM技術的應用標志著光通信時代的“真正”到來。

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第二部分 傳輸網管簡介

第一章??? SDH網管概述

建立電信網絡的目的是為用戶提供電話和數據通信等各種業務。電信網絡不僅要由各種設備組成，而且應該保證通信的質量，例如接收信息的精確度，網絡的可連接性、網絡安全性，對意外中斷的保護等。所有這些需求都需要有一個靈活的、標準的網絡管理系統來滿足OAM&P功能。

在SDH網絡中，管理對象基本可分為兩大類：

1、網絡或設施管理。

2、業務管理。

??? 網絡管理體系大致可分為五個層次，由高至低依次為：商務管理層、業務管理層、網絡控制層、網元控制層和網元。

SDH具有很強的管理功能，共有五類。第一類是一般管理功能(ECC管理、安全等)；第二類是 故障管理功能(告警監視、測試等)；第三類是性能管理(數據采集，門限設置和數據報告等) ；第四類是配置管理(供給狀態和控制等)；第五類是安全管理(注冊、口令和安全等級等)。

在CCITT的建議中，已選擇了一套七層協議棧(一組按次序堆積起來的協議)，來滿足維護管 理信息傳遞的要求。它符合目前開放系統管理所采用的面向目標的方法。用于SDH的協議棧 如圖所示。 SDH網絡分層示意圖

第三部分：障礙分析

第一章 基礎知識

第一節??? ?誤碼

??? 對于數字通信來說，誤碼是表征傳輸質量最重要的指標。在SDH傳輸網中，誤碼性能同樣是系統中最主要的傳輸損傷之一，特別是在目前數據通信、移動通信、圖象通信等高速發展的今天對傳輸誤碼提出了更高的要求。?? ????ITU-T有兩個建議規定誤碼性能，G.821《低于基群速率的國際數字連接的誤碼性能》和G.826《基群及更高速率的國際數字通道的誤碼性能》。G.821以比特差錯(誤碼)事件為基礎的規范,而G.826以塊差錯(誤塊)事件為基礎的規范,目前尚有一些問題需要協調,因G.826建議制訂較遲更多地注意到了SDH傳輸網的特點。 ?1、G.821誤碼性能事件和參數

????誤碼性能事件是導出誤碼性能參數的基礎,G.821定義了以下事件: ????.誤碼秒(ES):在1秒時間周期有1個或更多差錯比特; ????.嚴重誤碼秒(SES):在1秒時間周期的比特差錯比≥10-3; ????考查誤碼性能總的觀察時間分兩個部分，即可用時間與不可用時間，誤碼性能將只考慮連接可用狀態。在10個連續秒的時間里，每一秒都是SES，則連接進入不可用狀態，這10秒也被認為是不可用時間（UAS）；爾后，如果在10個連續秒時間內，每一秒都不是SES，則連接進入可用狀態，這10秒也被認為是可用時間。 ????G.821定義的誤碼性能參數有: ????.誤碼秒比(ESR):在1個固定測試時間間隔上的可用時間內,ES與總秒數之比; .嚴重誤碼秒比(SES): 在1個固定測試時間間隔上的可用時間內,SES與總秒數之比。 2、G.826誤碼性能事件和參數:

????事件的定義: ????.誤塊(EB):在1塊中有1個或多個差錯比特; ????.誤塊秒(ES):在1秒中有1個或多個誤塊; ????.嚴重誤塊秒(SES):在1秒中含有≥30%的誤塊,或至少有一個缺陷; ????.背景誤塊(BBE):發生在SES以外的誤塊; ????參數的定義: ????.誤塊秒比(ESR):在一個確定的測試期間,在可用時間內的ES和總秒數之比; ????.嚴重誤塊秒比(SESR): 在一個確定的測試期間,在可用時間內的SES與總秒數之比; .背景誤塊比(BBER): 在一個確定的測試期間,在可用時間內的背景誤塊與總塊數扣除SES中的所有塊后剩余塊數之比。 3、???誤碼與開銷

????SDH的最大優越性是其強大的開銷字節功能，其中有不少用來表征誤碼性能，從SDH的網管在線檢測中可輕易了解整個網絡的性能，對檢測到的事件（異常和缺陷）進行近端或遠端評估，及時發現各種隱患。熟悉各種開銷功能，對于日常運行維護和排障非常有用。 ????先了解一下幾個術語： ????.異常:在線異常狀態用于確定不處于缺陷狀態的SDH通道差錯性能,1個BIP-n檢出1個誤塊(EB)就認為是異常; ????.缺陷:在線缺陷狀態用來確定可能發生在通道中的性能狀態變化,由前面G.826定義知,在1秒中1個或多個缺陷導致1個SES; ????.近端與遠端 ????在網管中做性能報告以及儀表測試中經常會遇到近端（Near End）與遠端（Far End）兩種情況，如果不知其所以然會引起錯誤判斷。如圖： ????遠端性能事件的評估用REI和RDI來指示，其中REI是異常用于確定遠端ES、SES、BBE事件的發生，RDI是缺陷用于評估遠端SES事件的發生。 ??4、誤碼性能在實際排障中的應用

????誤碼在傳輸領域一直是個較為頭痛的問題，據估計大約60%的故障由誤碼引起，有些誤碼并不持續出現如瞬間誤碼、斷續誤碼等，很難進行故障定位，只有通過長期性能分析、深入了解有關誤碼誤碼性能基本原理，并在實際維護和排障工作中進行綜合運用，才能查明原因。一般引起誤碼的原因有：DDF接觸不良、連接區接觸不良、機盤本身性能下降、光口性能不良、光纖衰耗偏大等。實際維護中會遇到很多起誤碼故障。

第二節 常用性能指標及告警分析

一、??? 平均發送光功率和接收機靈敏度

1、平均發送光功率是發送機耦合到光纖的偽隨機數據序列的平均功率在S參考點的測試值。一般在-1--+1 dB之間。

2、接收機靈敏度是指在R參考點上達到規定誤比特率（BER）是所能接收到的最低平均光功率。一般在-30dB左右。

上述兩項指標在對光路障礙判斷時常用，可通過網管在線觀測判斷障礙段落。

三、AIS和LOS

1、AIS:告警指示信號。

上游設備收不到信號而向下游節點設備發出AIS告警。同時向上游節點設備發出RDI（對告）告警。告之未收到信號。

2、LOS：信號丟失告警。

有兩種情況，一是復用設備輸入信號丟失時產生，一般發生在低次群信號輸出無或用戶信號輸出無。二是線路收信光盤產生該告警，則為線路輸入信號丟失。

3、運用舉例

實際維護中，以上涉及三種告警往往是同時產生的，為障礙段落判斷提供依據。如圖：

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A

B

C

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? 1）??????????? 設A、C站均為ADM站，B站為中繼站。線路傳輸速率為2. 5G。當A站發信光盤故障時，B站收信光盤收不到A站來的信號，將產生LOS，同時向C站送AIS信號；C站收到AIS后繼續向下游節點設備（如本站低次群設備）送AIS，同時通過復用段開銷向A站送RDI信號。 2）??????????? A站某155M電路出現LOS告警，則向下游節點C站對應155M送AIS，C站向A站該155M送RDI，同時向本站2M復用設備送AIS。 第三節 障礙處理

傳輸系統是由傳輸設備和線路構成，傳輸設備有復用設備分MUX（電復用設備）和OMUX（光電轉換設備）。用戶送入傳輸系統中的端口一般為低次群電端口，經過高次群MUX設備后復用成高次群電路，再經過OMUX后把電信號變換成光信號，送至遠端局。設備的端口在機房中有專門的地方放置，分別為DDF（數字配線架）和ODF（光配線架），電接口放在DDF架，光接口放在 ODF架，便于電路開放、調度和測試，如下圖所示。 一、故障定位??? 對傳輸系統故障定位的基本方法是分段測試，逐一排除非故障段。下面我們以長途傳輸系統的2M故障為例作具體的說明。 ????對照圖（2）的槽路連接圖，當本端局發現一條2M電路中斷，第一步，在2M電口的DDF架分別作本端自環和環給遠端，用在線監測表分別測本端信號和遠端信號，可判斷是本端至用戶端不好還是本端傳輸至遠端用戶端不好。第二步，如果是本端不好，則在用戶端口配線架（如程控配線架）環給用戶，如果用戶端信號是好的，則是用戶配線架至傳輸配線架之間的跳線或接頭有問題，若用戶端信號不好，則是用戶配線架至用戶設備段有問題，可配合用戶處理。第三步若遠端信號不好，可叫對端局維護人員在對端局傳輸2M DDF架向本端局環路，用在線監測，如果信號是好的，則一般認為對端局2M DDF架至對端用戶設備之間有問題，可由對端局與對端用戶配合處理；如果信號不好，可再用環路測試判斷，有轉接局則再分段環路測試，最終定位故障段，判斷是設備故障還是線路故障，若一時無法消除故障，則要將此電路調至備用路由上。 ????其他34M，140M，155M的電口故障定位方法跟2M故障定位是一樣的。對于高次群光路故障，可先在ODF架自環，看光端機是否告警，或測低次群信號判斷好壞，如果不好，則檢查跳纖、轉接頭、光端機發盤、收盤；自環好，證明本端設備正常，這時可用光功率計測接收光功率，收不到光，則用光時域反射儀測試光纖，可判斷是否斷纖，或本端光路放通，叫對端局在光口環路過來，不好，則為線路問題，好則是對端局問題。 ????二、處理故障的一些技巧 ????1、如果故障為高次群故障，如34M、140M、155M、622M、2.5G等電路，以及一些重要的2M專線電路，一時無法修復的，應考慮先調開電路，再修復原槽路。 ????2、在故障定位的過程中，要體現全程全網的概念。如在判斷是遠端信號不好時，應由遠至近定位故障，先與遠端終端局對電路，而且盡量將傳輸的全程槽路包括進去，再與次遠端轉接局對電路，由遠至近，逐級排除非故障段。在處理故障過程中，可充分調動各部門協作，特別是在儀表不夠用的情況下，可以請用戶或網管查看信號的告警情況，同時，也可由設備上的告警指示燈來判斷。在故障修復時，應請用戶證實。 ????3、從告警類型判斷故障點： ????如圖（3），當A局發給B局的信號中斷時，B局收LOS(信號丟失),向上游A局發RDI（對端告警），向下游C局、D局傳全1碼，即AIS(告警指示信號)，下游C局、D局 向上 游發RDI，由此可知： ????當我局收RDI，發正常時，是對端收故障；當我局收LOS，發RDI，說明我局收不好或對端發不好；當我局收AIS時，是上游信號不好。以此，可快速定位故障。 ????4、關于傳輸錯線及電路被環路的判斷： ????例有A、B兩套電路，其錯線有兩種情況，一是A發與B收(或B發與A收)交叉，此時兩套電路傳輸均有告警，另一種是A發與B發（或A收與B收）交叉，此時傳輸無告警，監測話路，可發現是單通。當電路被環路時，傳輸交換均無告警，但時隙無法占用，交換撥測不通。 ????判斷傳輸槽路的連接是否正確且接觸良好的最直接的方法是：請對端局在最遠端（用戶DDF架）環路過來，我方在用戶DDF架掛表環測正常，對端局拉斷我端收AIS告警，是這種情況，則傳輸槽路正常。如果對端環路、拉斷電路，我端均有告警或均無告警，則電路錯線、中間連接中斷或被環路了，可采用上述第2點方法，由遠至近，分段判斷故障點。對錯線的第二種情況，當拉斷一套電路時，應有兩套電路告警。另外，若2M電路是承載信令的鏈路，它的中斷或被環路將影響多套話務電路。 ????5、有一種故障現象較特殊，兩端用戶自環均無告警，故障定位在傳輸槽路，當環測傳輸槽路時正常，但放通在線監測電路就有告警。這種情況，很可能是有一端電路的發端或收端接地不好。其環測無告警是因為環路時，發端和收端的接地線（75Ω電纜為屏蔽層）連在一起，地電平就一致了，儀表測不出來。這種情況可以檢查接地是否正常。 另外，設備、電纜老化，接頭接觸不良，跳線過長等經常會引起電路誤碼、幀失步等不穩定告警，這時需要更換設備老化盤、跳線，重做接頭等。 思考題： 1、畫出SDH幀結構簡圖。 2、說明2M信號復用至STM-1過程。 3、

A

B

C

D

如圖： A、B、C、D四站，其中B站為中繼站，其余各站均為ADM站，現用戶申告A站至C站一155M速率ATM電路不好，網管看兩站均無LOS或AIS告警，試問，如何分析并判斷障礙性質。如障礙為B、C站之間線路誤碼，請問如何利用網管分析出該段落。 4、名詞解釋：AIS、開銷、時鐘的保持模式 5、畫出MS-SPRing保護環簡圖，并說明其保護原理。 6、說明時鐘三種模式的關系。

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總結

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