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傳輸原理及網(wǎng)管培訓(xùn)教材

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第一部分 基礎(chǔ)知識(shí)

第一章? 光纖傳輸原理

作為電信三大支撐網(wǎng)之一，傳輸網(wǎng)提供給各種用戶不同速率的接入通道，目前設(shè)備提供的業(yè)務(wù)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(guī)定范圍內(nèi)可根據(jù)用戶需要通過(guò)調(diào)整光衰耗器改變。業(yè)務(wù)用戶主要有局內(nèi)用戶和出租電路用戶。局內(nèi)用戶包括交換、數(shù)據(jù)、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(yùn)營(yíng)商租用電路等。

第一節(jié)? 概述

??? 光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)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?shù)闹饕侄巍?span lang="en-us">

????光纖通信之所以發(fā)展迅猛，主要緣于它具有以下特點(diǎn)：

1、????? 通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn)。

2、????? 信號(hào)串?dāng)_小、保密性能好。

3、????? 抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳。

4、????? 光纖尺寸小、重量輕，便于敷設(shè)和運(yùn)輸。

5、????? 材料來(lái)源豐富，環(huán)境保護(hù)好。

6、????? 無(wú)輻射，難于竊聽(tīng)。

7、????? 光纜適應(yīng)性強(qiáng)，壽命長(zhǎng)。

????光纖通信與電通信的主要差異有兩點(diǎn)：一是傳輸?shù)氖枪獠ㄐ盘?hào)；二是傳送光信號(hào)的介質(zhì)是利用光纖。目前光纖通信光源使用的波長(zhǎng)范圍是在近紅外區(qū)內(nèi)，即波長(zhǎng)為0.8~1.8mm之間。

我們已經(jīng)知道，光波在光纖中傳輸時(shí)會(huì)帶來(lái)一定的傳輸損耗。光纖每公里（km）長(zhǎng)度的損耗值直接關(guān)系到光纖通信系統(tǒng)傳輸距離的長(zhǎng)短。通過(guò)對(duì)光纖傳輸特×××發(fā)現(xiàn)，光纖對(duì)于不同波長(zhǎng)的光波信號(hào)呈現(xiàn)不同的衰減特征。于是，很自然地就會(huì)將呈低損耗的波長(zhǎng)用于光纖通信，并將低損耗波長(zhǎng)點(diǎn)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(gè)（見(jiàn)圖），它們分別是：

???（1）短波長(zhǎng)窗口，波長(zhǎng)為0.85mm。

???（2）長(zhǎng)波長(zhǎng)窗口為，波長(zhǎng)1.31mm和1.55mm。

其中，在0.8~0.9mm波段內(nèi)，損耗約為2dB/km左右；在1.31mm波長(zhǎng)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(jié)? 光纖通信的歷史和現(xiàn)狀

????光纖通信發(fā)展已經(jīng)歷了五代，這里簡(jiǎn)要介紹第三代以后的發(fā)展情況：

1982年~1988年的第三代光纖通信系統(tǒng)，采用1.31mm長(zhǎng)波長(zhǎng)單模光纖，光纖損耗降至0.3~0.5dB/km，實(shí)用化、大規(guī)模應(yīng)用是其主要特征，傳輸信號(hào)為準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）的各次群路信號(hào)，中繼距離為50~100km，于1983年以后陸續(xù)投入使用，主要用于長(zhǎng)途干線和海底通信，是光纖通信重點(diǎn)推廣應(yīng)用階段。

??? 1988~1996年的第四代光纖通信系統(tǒng)。主要特征是：開(kāi)始采用1.55mm波長(zhǎng)窗口的光纖，光纖損耗進(jìn)一步降至0.2dB/km，應(yīng)用中主要用于建設(shè)同步數(shù)字系列（SDH）同步傳送網(wǎng)絡(luò)，傳輸速率達(dá)2.5Gbit/s，中繼距離為80~120km，并開(kāi)始采用摻鉺光纖放大器（EDFA）和波分復(fù)用（WDM）器等新型器件。

1996年~今的第五代光纖通信系統(tǒng)。主要特征是：采用密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)的全光網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，充分利用光纖低損耗波段潛在容量實(shí)現(xiàn)傳輸系統(tǒng)的急劇擴(kuò)容。采用DWDM技術(shù)不僅僅是帶來(lái)巨大容量方面的好處，可以預(yù)計(jì)，隨著DWDM技術(shù)的推廣應(yīng)用，將會(huì)對(duì)現(xiàn)行的光纖網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)深刻的變革，最終會(huì)成為全光網(wǎng)絡(luò)的基石。

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第二章 同步數(shù)字體系（SDH）原理簡(jiǎn)介

第一節(jié)SDH概述

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

???? SDH的概念源自美國(guó)AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室的SONET。這是在80年代初為解決標(biāo)準(zhǔn)光接口問(wèn)題而提出的。隨后不斷的發(fā)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(xiàn)ITU-T）采納了這個(gè)概念 ，后來(lái)就形成了同步數(shù)字體系(SDH)由于SDH是為克服PDH的缺點(diǎn)而產(chǎn)生的，因此它是先有目標(biāo)再定規(guī)范，然后研制設(shè)備，這個(gè)過(guò)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(lái)定義符合未來(lái)通信網(wǎng)要求的系統(tǒng)和設(shè)備。一九八八年原CCITT通過(guò)三個(gè)SDH的基本建議，標(biāo)志著數(shù)字傳輸?shù)男录o(jì)元?，F(xiàn)在SDH已成為本領(lǐng)域的發(fā)展熱點(diǎn)。

??? 同步數(shù)字體系(SDH－Synchrounous Digital Hierarchy)所包含的內(nèi)容非常豐富：它既是一套新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，又是一個(gè)組網(wǎng)原則，也是一種復(fù)用方法。最重要的是，它提供了一個(gè)在國(guó)際上得到支持 的框架， 從而在此框架基礎(chǔ)上就可發(fā)展并建成一種靈活、 可靠和能進(jìn)行遙控管理的世界電信傳輸網(wǎng)。這種未來(lái)的傳輸網(wǎng)可以非常容易地?cái)U(kuò)展和適應(yīng)新的電信業(yè)務(wù)。此標(biāo)準(zhǔn)使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備之間進(jìn)行互通成為可能，這正是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者長(zhǎng)期以來(lái)一直期求的。對(duì)于用戶和電信網(wǎng)的運(yùn)行者來(lái)說(shuō)，這套SDH標(biāo)準(zhǔn)可以保證未來(lái)的信息技術(shù)發(fā)展將會(huì)是有條不紊的，他們不必?fù)?dān)心不兼容性或網(wǎng)絡(luò)的過(guò)時(shí)。具體來(lái)說(shuō)，SDH是一套數(shù)字傳送結(jié)構(gòu)，供用來(lái)通過(guò)物理傳輸網(wǎng)絡(luò)傳 送經(jīng)適配的業(yè)務(wù)信息(凈負(fù)荷)；它是設(shè)計(jì)成多用途的，以允許傳 送各種類型的信號(hào)，包括G.702規(guī)定的PDH信號(hào)在內(nèi)。

二、??? SDH的特點(diǎn)

SDH網(wǎng)的主要特點(diǎn)是同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)光接口和強(qiáng)大的網(wǎng)管功能，這三點(diǎn)在后面都要詳細(xì)說(shuō)明 。SDH網(wǎng)絡(luò)還是一個(gè)非常靈活的網(wǎng)絡(luò)，這體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 SDH統(tǒng)一了北美、日本和歐洲三個(gè)地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)，各種數(shù)字傳送信號(hào)在STM-1等級(jí)以上獲得統(tǒng)一，使國(guó)際電信互通成為可能。

1、???????? 由于SDH電信傳送采用了同步復(fù)用方式和靈活的映射結(jié)構(gòu)，可以利用軟件實(shí)現(xiàn)高階信號(hào)與低階支路信號(hào)之間所謂的一步復(fù)用，上下業(yè)務(wù)十分容易，大大簡(jiǎn)化了交叉連接設(shè)備。

2、???????? 由于SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了大約占總信號(hào)5%的豐富的開(kāi)銷比特，極大的加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理和維護(hù)能力。

3、???????? SDH傳送網(wǎng)具有信息傳送透明性。

4、???????? 統(tǒng)一了網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)淮，使不同廠家的產(chǎn)品可以直接互通，各種傳送媒質(zhì)如光纖、數(shù)字微波等可以直接連接，組網(wǎng)十分方便。

5、???????? 網(wǎng)絡(luò)兼容能力強(qiáng)，它能與現(xiàn)有的PDH完全兼容，并容納各種新的業(yè)務(wù)信號(hào)。

三、??? SDH與PDH的比較

在SDH之前，多年以來(lái)一直到現(xiàn)在還在使用的數(shù)字傳輸設(shè)備均屬于準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）。現(xiàn)代及未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)在可靠性、靈活性和針對(duì)性這三方面要求特別突出。反映在網(wǎng)絡(luò)功能上則需要具有以下的能力：

●?????????????????????????????????????????? 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理

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

●?????????????????????????????????????????? 重組或恢復(fù)

此外，對(duì)設(shè)備而言，還對(duì)兼容性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性和可升級(jí)性等方面提出更高要求。以下我們就PDH的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)明為什么要引入SDH這一概念。

現(xiàn)存的PDH網(wǎng)是在原有的模擬電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上引入PCM數(shù)字傳輸技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的。因此：它主要是為話音業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)，不具備帶寬及信息的多樣化服務(wù)能力，傳輸網(wǎng)的基礎(chǔ)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，難于提供網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞撵`活性。

??? PDH 傳輸設(shè)備采用復(fù)式定幀和碼速調(diào)整技術(shù)，按固定的復(fù)用結(jié)構(gòu),通過(guò)異步復(fù)用形成各次速率等級(jí)的信號(hào)。從2Mbit/s到140Mbit/s，其中2/8，8/34，34/140Mbit/s的復(fù)用/反復(fù)用器一個(gè)都不能少。如此，使得通信系統(tǒng)的組成和操作復(fù)雜，特別是當(dāng)要從較高等級(jí)的數(shù)字信息流中提取(或插入)低等級(jí)的通路信息時(shí)，不能直接進(jìn)行，必須逐級(jí)進(jìn)行復(fù)用或反復(fù)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(jīng)過(guò)三次復(fù)用/反復(fù)用的過(guò)程。上/下電路困難，設(shè)備復(fù)雜而不靈活。

??? PDH 的網(wǎng)絡(luò)管理能力差。由于PDH復(fù)用的幀結(jié)構(gòu)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(wù)比特)，因此它不能為強(qiáng)大的網(wǎng)管系統(tǒng)提供足夠的信息通道。

??? PDH系統(tǒng)實(shí)際上是先有設(shè)備后有國(guó)際建議標(biāo)準(zhǔn)。既成事實(shí)使得CCITT建議的PDH實(shí)際上不是一個(gè)數(shù)字系列 而是三個(gè)系列(北美、日本的1.544Mbit/s以及歐洲的2.048Mbit/s)，如此不僅網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備復(fù)雜而且會(huì)造成不同設(shè)備之間的接口困難。

PDH光纖傳輸系統(tǒng)的兼容性差。CCITT未能為光纖傳輸設(shè)備提供統(tǒng)一的光接口標(biāo)準(zhǔn)。由于線路編碼以及監(jiān)控等方面的差異，現(xiàn)有PDH的光纖設(shè)備均存在著兼容性問(wèn)題。不同廠家的設(shè)備都只能在CCITT(現(xiàn)稱ITU－T)建議的電接口互連。根據(jù)上述特點(diǎn)，我們應(yīng)不難理解，為什么 CCITT只對(duì)PDH的1－4次群系統(tǒng)作出建議，而沒(méi)有沿著這條路子繼續(xù)對(duì)565Mbit/s的五次群系統(tǒng)正式作出建議(盡管這種設(shè)備早已制造出來(lái)并投入應(yīng)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(rèn)為采用SDH才是滿足未來(lái)通信網(wǎng)要求的解決方案。

以下是SDH與PDH的比較

1、復(fù)用方式及傳輸技術(shù)不同

PDH的復(fù)用方式是逐級(jí)復(fù)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(qū)別。

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2、其它有關(guān)比較見(jiàn)表：

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四、SDH網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

SDH傳輸網(wǎng)是由一些SDH網(wǎng)絡(luò)單元組成的。SDH設(shè)備主要有：同步終端復(fù)用器STM(Synchronous Terminal Multiplexer)，分插復(fù)用器ADM(Add/Drop Multiplexer)和同步交叉連接設(shè)備SDXC(Synchronous Digital Cross Connect) 。另外，還有網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)備NMS(Network Management System)。設(shè)備框圖如下：

其中，分插復(fù)用器是SDH中應(yīng)最廣、最富特色的設(shè)備。它是一個(gè)三端口設(shè)備，具有兩個(gè)SDH 光接口，通過(guò)另一端可以靈活地上／下路復(fù)用在STM信號(hào)中的低速率信號(hào)。ADM內(nèi)部還具有時(shí)隙交換功能，允許兩個(gè)STM信號(hào)之間不同VC的互聯(lián)，并能方便地進(jìn)行帶寬管理。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)ADM的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它可靈活地用在網(wǎng)絡(luò)中不同的位置。作為終端復(fù)用器時(shí)，可將兩個(gè)SDH光接口分別作主備用，實(shí)際復(fù)用設(shè)備往往既可配置成終端復(fù)用器又可配置成分插復(fù)用器。利用ADM還可構(gòu)成各種自愈環(huán)。

此外，?數(shù)字交叉連接設(shè)備(DXC)也是現(xiàn)代數(shù)字通信網(wǎng)中非常重要的設(shè)備之一， SDXC結(jié)構(gòu)如圖所示，它的核心是 一個(gè)交叉連接矩陣。SDXC是種兼有復(fù)用、配線、保護(hù)、監(jiān)控和網(wǎng)管多功能的傳輸設(shè)備。它能代替配線架，對(duì)VC進(jìn)行交叉連接。動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)半永久連接；SDXC還能對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行集散，利用SDXC的自動(dòng)配置功能也可以構(gòu)成SDH的自愈網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障后自動(dòng)重選路由，恢復(fù)業(yè)務(wù)。干線網(wǎng)中就常采用由SDXC構(gòu)成的自愈網(wǎng)。

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)備完成對(duì)整個(gè)SDH網(wǎng)的管理，它應(yīng)滿足有關(guān)電信管理網(wǎng)的規(guī)定，并應(yīng)有各類標(biāo)準(zhǔn)接口以便與各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接。在SDH的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中都設(shè)有同步設(shè)備管理功能(SEMF)， 它將性能數(shù)據(jù)和硬件告警等信號(hào)轉(zhuǎn)變成面向目標(biāo)的消息，并送入DCC或Q接口。

第二節(jié)? SDH原理

一、??? 幀結(jié)構(gòu)

如圖： STM-1幀結(jié)構(gòu) SDH用來(lái)承載信息的是一種塊狀幀結(jié)構(gòu)，塊狀幀由縱向9行和橫向270×N列字節(jié)組成，每個(gè)字節(jié)含8bit。整個(gè)幀結(jié)構(gòu)由段開(kāi)銷區(qū)、凈負(fù)荷區(qū)和管理單元指針區(qū)三部分組成。其中段開(kāi)銷區(qū)主要用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理、維護(hù)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(lái)指示凈負(fù)荷區(qū)域內(nèi)的信息首字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置，以便接收時(shí)能正確分離凈負(fù)荷。凈負(fù)荷區(qū)域用來(lái)存放用于信息業(yè)務(wù)的比特和少量的用于通道維護(hù)管理的通道開(kāi)銷字節(jié)。[d1]?

其中，段開(kāi)銷和通道開(kāi)銷字節(jié)的安排如圖。

段開(kāi)銷的前3行為再生段開(kāi)銷(ROSH)，第5－9行為 復(fù)接段開(kāi)銷(MSOH)。再生段、復(fù)接段以及通道在實(shí)際系統(tǒng)中的位置可參見(jiàn)圖12－5，POH在整個(gè)通道中保持不變；RSOH由再生段終端修改，在一個(gè)再生段內(nèi)保持不變；MSOH由復(fù)接段設(shè)備( 如ADM、SDXC)修改，在一個(gè)復(fù)接段內(nèi)不變。對(duì)于再生段、復(fù)接段及通道的定義，可由下圖看出。

???段開(kāi)銷和通道開(kāi)銷各字節(jié)功能如下：

A1A2為幀定位字節(jié)

B1B2B3為誤 碼監(jiān)測(cè)字節(jié),其中：? ?B1：再生段誤碼監(jiān)測(cè)

B2：復(fù)接段誤碼監(jiān)測(cè)?? B3：通道誤碼監(jiān)測(cè)。

C1C2為標(biāo)記符號(hào)字節(jié)，其中

C1：STM識(shí)別符，識(shí)別每個(gè)STM－1信號(hào)在STM－N復(fù)用信號(hào)中的位置；

C2：信號(hào)指示標(biāo)記，標(biāo)明VC中映射的是ATM信元、FDDI、MAN還是某種PDH信號(hào)。

D1~D12為數(shù)據(jù)通信通路(DCC)，構(gòu)成SDH管理網(wǎng)(SMN)的傳送鏈路，其中：

D1~D3：192kbps的數(shù)據(jù)通道，用于再生段。

D4~D12：576kbps的數(shù)據(jù)通道，用于復(fù)接段。

E1E2提供兩路64kbps的公務(wù)聯(lián)絡(luò)語(yǔ)聲通路，其中：

E1：用于本地公務(wù)通路，在再生器接入；

E2：用于直達(dá)公務(wù)通路，在復(fù)接段終端接入。

F1F2為用戶通路，為特定維護(hù)目的提供臨時(shí)的數(shù)據(jù)／語(yǔ)聲通路。

G1：通道狀態(tài)字節(jié)。

H4：TU位置指示字節(jié)，指示當(dāng)前TU幀在TU復(fù)幀中的位置。

J1：用于跟蹤通道連接狀態(tài)，在J1中重復(fù)發(fā)送高階通道接入點(diǎn)識(shí)別符，以使接收終 端能根據(jù)J1確認(rèn)與發(fā)送終端處于連接狀態(tài)。

K1K2用于自動(dòng)保護(hù)倒換，專用于保護(hù)目的的128kbps APS信令信道。

Z1~Z5：分別為復(fù)接段和通道段備用字節(jié)。

X標(biāo)示為國(guó)內(nèi)備用字節(jié)，其余為國(guó)際備用字節(jié)。

從段開(kāi)銷和通道開(kāi)銷的內(nèi)容可知：段開(kāi)銷SOH提供幀定位，另外SOH和POH都提供了誤碼監(jiān)測(cè)、自動(dòng)保護(hù)倒換以及維護(hù)公務(wù)信道，SOH的DCC信道則為網(wǎng)管提供了專門的通路，這些都顯示了SDH網(wǎng)豐富的輔助通路資源。

STM－1是SDH網(wǎng)中最低等級(jí)的速率，N個(gè)STM－1以字節(jié)為單位同步交錯(cuò)復(fù)接后構(gòu)成STM－N信號(hào) ，STM－N的幀結(jié)構(gòu)如下圖所示。

SDH的幀傳輸時(shí)，按由左向右，由小到大的順序排成串型碼流依次進(jìn)行。每幀傳輸時(shí)間為125μS，每秒傳輸1/125×106 =8000幀。對(duì)STM-1而言，每幀能傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)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(yè)務(wù)信號(hào)進(jìn)入SDH的幀結(jié)構(gòu)都要經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟，即映射、定位和復(fù)用。

二、 復(fù)用映射結(jié)構(gòu)

G.707 SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu)

上圖是一個(gè)完整的SDH同步復(fù)用映射結(jié)構(gòu)。SDH的復(fù)接方式中應(yīng)用了幾個(gè)非常重要的概念，即C、VC、TU和AU，它們之間的簡(jiǎn)單關(guān)系可由上圖表示，下面對(duì)這兩個(gè)圖以及這些名詞作一些具體說(shuō)明。

(1)容器C

用于傳遞同步信號(hào)的一種信息結(jié)構(gòu)，主要完成速率調(diào)整等適配功能。需要傳送的電路層信號(hào) (如準(zhǔn)同步信號(hào)以及B－ISDN信號(hào)等)在容器中經(jīng)過(guò)碼速調(diào)整后變換為同步信號(hào)，因此經(jīng)過(guò)容 器后信號(hào)的速率將會(huì)變化。G.709建設(shè)中定入了5種標(biāo)準(zhǔn)容器:c-11,c-12,c-2,c-3,c-4各容器的標(biāo)準(zhǔn)輸入速率如圖12－7。?

????(2)虛容器VC

虛容器(VC)是SDH網(wǎng)中用以支持通道層連接的一種信息結(jié)構(gòu)，它是由信息凈負(fù)荷和通道開(kāi)銷( POH：Path Overhead)組成的一矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)。

VC是支持通道層連接的一種信息結(jié)構(gòu)，分低階VC和高階VC(見(jiàn)圖12－9)，分別由C和TUG加上通 道開(kāi)銷構(gòu)成(見(jiàn)圖12－8)。VC是SDH中最重要的一種信息結(jié)構(gòu)，它的包封速率與SDH網(wǎng)同步，V C可作為一個(gè)獨(dú)立實(shí)體在通道中任一點(diǎn)取出、插入，以進(jìn)行同步復(fù)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(jié)構(gòu)，它由低階VC加TU指針組成( 見(jiàn)圖12－8)。VC在TU中的起始位置是浮動(dòng)的，由TU指針指明。一個(gè)或多個(gè)TU經(jīng)字節(jié)交叉復(fù)用 并加入一些塞入字節(jié)組成TUG，加入額外的字節(jié)是為了保證完整的幀結(jié)構(gòu)。

? ?(4)管理單元AU和管理單元組AUG

AU對(duì)高階VC和復(fù)接段層進(jìn)行適配，由高階VC加上AU指針構(gòu)成(見(jiàn)圖12－8，AU經(jīng)AUG復(fù)接后成 為STM－1幀結(jié)構(gòu)的組成部分，AUG本身又可以復(fù)接成高階同步傳遞模塊。

三、映射、復(fù)用和指針處理

如前述，信號(hào)裝入SDH幀的凈負(fù)荷中要經(jīng)過(guò)三個(gè)主要過(guò)程：映射、復(fù)用和指針處理。

1、映射

所謂映射(Mapping)是指在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處，把支路信號(hào)適配裝入相應(yīng)虛容器的過(guò)程。[d2]???

2、復(fù)用

SDH的復(fù)用最基本 的原則是字節(jié)間插復(fù)用，即復(fù)用時(shí)按順序從各支路中讀取一個(gè)字節(jié)。[d3]?

3、 指針

指針的設(shè)置是同步數(shù)字系列和異步數(shù)字系列的重大區(qū)別之一。

指針的作用之一是保證復(fù)用時(shí)各支路信號(hào)的同步。指針指示了虛容器在凈負(fù)荷區(qū)中的起始位置，通過(guò)調(diào)整這個(gè)起始位置，可以進(jìn)行同步信號(hào)間的相位校準(zhǔn)；同時(shí)，由于設(shè)置了正、負(fù)調(diào) 整機(jī)會(huì)，指針還可完成頻率校準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)處于同步狀態(tài)時(shí)，指針進(jìn)行相位校準(zhǔn)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)失去同步時(shí)，指針用來(lái)進(jìn)行頻率和相位校準(zhǔn)；指針還用來(lái)容納網(wǎng)絡(luò)的頻率抖動(dòng)和漂移。同步數(shù)字系列這個(gè)名詞可能會(huì)使人誤認(rèn)為SDH要求網(wǎng)絡(luò)各部分時(shí)鐘嚴(yán)格同步。實(shí)際上，指針的設(shè)置保證了在一定時(shí)鐘精度下可使各信號(hào)間同步。

四、SDH復(fù)用過(guò)程的解釋?

為便于理解SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)，現(xiàn)用集裝箱運(yùn)載貨物作比喻，如圖所示。將容器C視為運(yùn) 輸用的標(biāo)準(zhǔn)包裝箱，C-n表示不同的容量規(guī)格，以便能適配裝進(jìn)PDH的各種物品(信息)，在容 器的包封上面附上稱作通道開(kāi)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(lái)指示箱內(nèi)物品在端到端運(yùn)送過(guò)程中的狀態(tài)、性能以及裝載情況等，因 而是為運(yùn)營(yíng)者操作維護(hù)而設(shè)。在虛容器基礎(chǔ)上再附上指針(PTR)就構(gòu)成支路單元(TU)或管理 單元(AU)。PTR是用來(lái)指明虛容器在支路單元內(nèi)或在STM幀結(jié)構(gòu)內(nèi)的準(zhǔn)確位置，根據(jù)PTR所指 示的地址可以實(shí)現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)移VC，或在需要時(shí)直接取下(或插入)物品而不必拆卸整車物資。把多個(gè)同等級(jí)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(fù)用)起來(lái)構(gòu)成一個(gè) 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(kāi)銷，這是為了在運(yùn)營(yíng)段上進(jìn)行運(yùn)行中的操作維護(hù)和管理，于是各種物資(信息)將十分靈活、方便、準(zhǔn)確、可靠地被送往各地。?

五、?? SDH傳送網(wǎng)的保護(hù)????

　　SDH保護(hù)分為子網(wǎng)連接保護(hù)（SNCP）和路徑保護(hù),路徑保護(hù)包括線路系統(tǒng)的復(fù)用段保護(hù)、環(huán)網(wǎng)的復(fù)用段保護(hù)、環(huán)網(wǎng)的通道保護(hù)。[dyb4]?

　　目前生產(chǎn)廠商采用的主要保護(hù)方法是線性復(fù)用段保護(hù)1+1、復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)（MS-SPRING）、子網(wǎng)連接保護(hù)方法。以下主要介紹目前網(wǎng)絡(luò)中常用的復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)（MS-SPRing）、通道保護(hù)和子網(wǎng)連接保護(hù)方法（SNCP）

1、復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)

復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)的工作通道傳送業(yè)務(wù),其保護(hù)通道則留作業(yè)務(wù)信號(hào)的保護(hù)之用,復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)需要使用APS協(xié)議,其保護(hù)倒換時(shí)間為50ms,分為二纖雙向復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)和四纖雙向復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)兩種保護(hù)方式。

MS-SPRing示意圖 倒換示意圖

　　復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)多用于STM-16和STM-64干線網(wǎng)以及中繼網(wǎng)。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：在業(yè)務(wù)量呈均勻分布的情況下有些容量可重復(fù)利用,這種情況下,同樣的保護(hù)容量適用于不同的故障情況,故復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)保護(hù)方式能提供高容量使用效率。另一方面,復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)只能用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),而且節(jié)點(diǎn)數(shù)最多不能超過(guò)16個(gè),同時(shí)網(wǎng)絡(luò)中環(huán)的容量用滿時(shí),就要增加一個(gè)新環(huán)。目前,復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)已被確定用來(lái)保護(hù)環(huán)上的所有傳輸容量。

2、通道保護(hù)環(huán)

二纖雙向通道保護(hù)環(huán)

　　通道保護(hù)環(huán)的業(yè)務(wù)保護(hù)是以通道為基礎(chǔ)的,是否進(jìn)行保護(hù)倒換要根據(jù)出、入環(huán)的個(gè)別通道信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣來(lái)決定。通道保護(hù)環(huán)一般采用1+1保護(hù)方式,即工作通道與保護(hù)通道在發(fā)送端永久性地橋接在一起,接收端則從中選取質(zhì)量好的信號(hào)作為工作信號(hào)。在進(jìn)行通道保護(hù)倒換時(shí)只需在接收端把開(kāi)關(guān)從工作通道倒換到保護(hù)通道上,所以不需要使用APS倒換協(xié)議,其保護(hù)倒換時(shí)間小于50ms。常用的通道保護(hù)環(huán)有二纖單向通道保護(hù)環(huán)和二纖雙向通道保護(hù)環(huán)兩種。

3、子網(wǎng)連接保護(hù)

　　子網(wǎng)連接保護(hù)是指對(duì)某一子網(wǎng)連接預(yù)先安排專用的保護(hù)路由,這樣一旦子網(wǎng)發(fā)生故障,專用保護(hù)路由便取代子網(wǎng)擔(dān)當(dāng)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的傳送任務(wù)。子網(wǎng)連接保護(hù)包括利用固有的子網(wǎng)連接保護(hù)（SNC/I）和利用非介入式監(jiān)測(cè)的子網(wǎng)連接保護(hù)（SNC/N）。固有監(jiān)測(cè)是指利用網(wǎng)絡(luò)的固有可用信息如連接狀態(tài)、性能數(shù)據(jù)等,來(lái)間接地檢測(cè)連接情況,能防止服務(wù)層故障。非介入式監(jiān)測(cè)是指利用對(duì)原來(lái)特征信息的只聽(tīng)監(jiān)測(cè)（非介入）來(lái)直接地監(jiān)測(cè)連接情況,能防止連接性故障。

　　子網(wǎng)連接保護(hù)在網(wǎng)絡(luò)中的配置保護(hù)連接方面具有很大的靈活性,特別適用于不斷變化、對(duì)未來(lái)傳輸需求不能預(yù)測(cè)的、根據(jù)需要就可以靈活增加連接的網(wǎng)絡(luò),故而它能夠應(yīng)用于干線網(wǎng)、中繼網(wǎng)、接入網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò),以及樹(shù)形、環(huán)形、網(wǎng)狀的各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?span lang="en-us">,其保護(hù)結(jié)構(gòu)為1+1方式,即每一個(gè)工作連接都有一個(gè)相應(yīng)備用連接,保護(hù)可任意置于VC12、VC2、VC3、VC4各通道,同樣,運(yùn)營(yíng)者也能決定那些連接需要保護(hù),那些連接不需要保護(hù)。當(dāng)同時(shí)在復(fù)用段實(shí)行保護(hù)時(shí),傳輸信號(hào)將有可能被雙重保護(hù)。

六、SDH的網(wǎng)同步

? ?SDH網(wǎng)同步結(jié)構(gòu)采用主從同步方式，要求所有網(wǎng)絡(luò)單元時(shí)鐘都能最終跟蹤到全網(wǎng)的基準(zhǔn)主時(shí)鐘。

? 局內(nèi)同步分配一般用星形拓?fù)?#xff0c;即局內(nèi)所有時(shí)鐘由本局最高質(zhì)量的時(shí)鐘獲取定時(shí)，只有高質(zhì)量的時(shí)鐘由外部定時(shí)同步。獲取的定時(shí)由SDH網(wǎng)絡(luò)單元經(jīng)同步鏈路送往其他局的網(wǎng)絡(luò)單元。 由于TU(支路單元)指針調(diào)整引起的抖動(dòng)會(huì)影響時(shí)鐘性能，因而不再推薦在TU內(nèi)傳送的一次群 信號(hào)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(shù)形拓?fù)洹?span lang="en-us"> SDH網(wǎng)同步方式一般有網(wǎng)同步方式，偽同步方式及準(zhǔn)同步方式等三種。?

各網(wǎng)元時(shí)鐘有三種狀態(tài)，即自由振蕩、保持和鎖定。它們之間關(guān)系如圖所示。

七、SDH的網(wǎng)絡(luò)管理

? ?SDH具有很強(qiáng)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(jiān)視、測(cè)試等)；第三類是性能管理(數(shù)據(jù)采集，門限設(shè)置和數(shù)據(jù)報(bào)告等) ；第四類是配置管理(供給狀態(tài)和控制等)；第五類是安全管理(注冊(cè)、口令和安全等級(jí)等)。具體內(nèi)容將在網(wǎng)管部分介紹。??

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?[d1]?STM－1比特率為155. 520Mbps，幀長(zhǎng)為125μs， 因此一幀包括19 440比特，即2430字節(jié)，如圖排列成9行270列，發(fā)送順序?yàn)閺淖笾劣?#xff1b;從上至下依次發(fā)送。每行的前9個(gè)字節(jié)(前9列)，共81字節(jié)中放置了段開(kāi)銷(SOH——Section Over head)和管理單元指針(AU PTR)；每行的后261個(gè)字節(jié)構(gòu)成了信息凈負(fù)荷區(qū)(Payload)，其中 有9字節(jié)為通道開(kāi)銷(POH——Path Overhead)。

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?[d2]它的目 的是為了使信號(hào)能與相應(yīng)的VC包封同步，以使VC成為能獨(dú)立進(jìn)行傳送、復(fù)用和交叉連接的實(shí) 體。圖12－7中表明了各種速率的PDH信號(hào)的復(fù)用映射過(guò)程，對(duì)于高次群信號(hào)，經(jīng)異步映射就可裝入相應(yīng)的VC中。異步映射不要求信號(hào)與網(wǎng)絡(luò)同步，只通過(guò)以后的各級(jí)TU指針、AU指針處 理將PDH信號(hào)接入SDH中。對(duì)于基群信號(hào)可采用異步映射和同步映射，同步映射要求信號(hào)先經(jīng)過(guò)一個(gè)一幀長(zhǎng)度的滑動(dòng)緩沖器，以使信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)同步。同步映射的好處是信號(hào)在VC凈負(fù)荷 中的位置是固定的，無(wú)需TU指針，減少了處理過(guò)程，并使TU、TUG的所有字節(jié)都可用于傳送信號(hào)，提高了傳輸效率。代價(jià)是加入了時(shí)延和滑動(dòng)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(guò)程中要進(jìn)行復(fù)用。SDH的復(fù)用最基本 的原則是字節(jié)間插復(fù)用，即復(fù)用時(shí)按順序從各支路中讀取一個(gè)字節(jié)。這通過(guò)比較圖12－4中S TM－1的SOH與圖12－6中STM－N的SOH結(jié)構(gòu)可以看出。從圖12－10中3個(gè)TU12復(fù)用成一個(gè)TUG2 的過(guò)程可以更清楚地看到字節(jié)間插的復(fù)用過(guò)程。TU12是9行4列的結(jié)構(gòu)，TUG2是9行12列的結(jié) 構(gòu)，因此無(wú)需插入額外的字節(jié)。?

?[dyb4]　子網(wǎng)連接保護(hù)（SNCP）和路徑保護(hù)的區(qū)別是：路徑保護(hù)的兩個(gè)獨(dú)立的路徑先進(jìn)行終結(jié),而后進(jìn)行交叉連接；子網(wǎng)連接保護(hù)是交叉連接在先,路徑終結(jié)在后。實(shí)際上,路徑保護(hù)經(jīng)常用作段層端到端或通道層端到端的保護(hù),而子網(wǎng)連接保護(hù)則由用戶自由地定義網(wǎng)絡(luò)連接中需要保護(hù)的部分,它可能只是連接的一小部分,也可能是多重保護(hù)的部分,當(dāng)然也可以是端到端的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接,子網(wǎng)連接保護(hù)具有較大的靈活性。 ?

第三節(jié) 密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)簡(jiǎn)介

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

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

所謂WDM技術(shù)就是為了充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來(lái)的巨大帶寬資源，根據(jù)每一信道光波的頻率（或波長(zhǎng)）不同可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個(gè)信道，把光波作為信號(hào)的載波，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器（合波器）將不同規(guī)定波長(zhǎng)的信號(hào)光載波合并起來(lái)送入一根光纖進(jìn)行傳輸。在接收端，再由一波分復(fù)用器（分波器）將這些不同波長(zhǎng)承載不同信號(hào)的光載波分開(kāi)的復(fù)用方式。由于不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)可以看作互相獨(dú)立（不考慮光纖非線性時(shí)），從而在一根光纖中可實(shí)現(xiàn)多路光信號(hào)的復(fù)用傳輸。雙向傳輸?shù)膯?wèn)題也很容易解決，只需將兩個(gè)方向的信號(hào)分別安排在不同波長(zhǎng)傳輸即可。根據(jù)波分復(fù)用器的不同，可以復(fù)用的波長(zhǎng)數(shù)也不同，從2個(gè)至幾十個(gè)不等，現(xiàn)在商用化的一般是8波長(zhǎng)和16波長(zhǎng)系統(tǒng)，這取決于所允許的光載波波長(zhǎng)的間隔大小，下圖為其原理框圖。

WDM本質(zhì)上是光域上的頻分復(fù)用FDM技術(shù)，每個(gè)波長(zhǎng)通路通過(guò)頻域的分割實(shí)現(xiàn)，如圖所示。

WDM系統(tǒng)頻譜圖 每個(gè)波長(zhǎng)通路占用一段光纖的帶寬，與過(guò)去同軸電纜FDM技術(shù)不同的是：（1）傳輸媒質(zhì)不同，WDM系統(tǒng)是光信號(hào)上的頻率分割，同軸系統(tǒng)是電信號(hào)上的頻率分割利用。（2）在每個(gè)通路上，同軸電纜系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M信號(hào)4kHz語(yǔ)音信號(hào)，而WDM系統(tǒng)目前每個(gè)波長(zhǎng)通路上是數(shù)字信號(hào)SDH 2.5Gb／s或更高速率的數(shù)字系統(tǒng)。

WDM技術(shù)特點(diǎn)

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(zhǎng)傳輸增加幾倍至幾十倍。

　　2、使N個(gè)波長(zhǎng)復(fù)用起來(lái)在單模光纖中傳輸，在大容量長(zhǎng)途傳輸時(shí)可以大量節(jié)約光纖。另外，對(duì)于早期安裝的芯數(shù)不多的電纜，芯數(shù)較少，利用波分復(fù)用不必對(duì)原有系統(tǒng)作較大的改動(dòng)即可比較方便地進(jìn)行擴(kuò)容。

3、由于同一光纖中傳輸?shù)男盘?hào)波長(zhǎng)彼此獨(dú)立，因而可以傳輸特性完全不同的信號(hào)，完成各種電信業(yè)務(wù)信號(hào)的綜合和分離，包括數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)，以及PDH信號(hào)和SDH信號(hào)的綜合與分離。

4、波分復(fù)用通道對(duì)數(shù)據(jù)格式是透明的，即與信號(hào)速率及電調(diào)制方式無(wú)關(guān)。一個(gè)WDM系統(tǒng)可以承載多種格式的“業(yè)務(wù)”信號(hào)，ATM、IP或者將來(lái)有可能出現(xiàn)的信號(hào)。WDM系統(tǒng)完成的是透明傳輸，對(duì)于“業(yè)務(wù)”層信號(hào)來(lái)說(shuō)，WDM的每個(gè)波長(zhǎng)就像“虛擬”的光纖一樣。

5、在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充和發(fā)展中，是理想的擴(kuò)容手段，也是引入寬帶新業(yè)務(wù)（例如CATV、HDTV和B-ISDN等）的方便手段，增加一個(gè)附加波長(zhǎng)即可引入任意想要的新業(yè)務(wù)或新容量。利用WDM技術(shù)選路來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)，從而可能實(shí)現(xiàn)未來(lái)透明的、具有高度生存性的光網(wǎng)絡(luò)。

6、在國(guó)家骨干網(wǎng)的傳輸時(shí)，EDFA的應(yīng)用可以大大減少長(zhǎng)途干線系統(tǒng)SDH中繼器的數(shù)目，從而減少成本。距離越長(zhǎng)，節(jié)省成本就越多。

DWDM技術(shù)是在WDM技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，所謂密集是指特定波長(zhǎng)區(qū)內(nèi)有更多的工作波長(zhǎng)?？梢哉J(rèn)為，DWDM是WDM的一種特殊形式。一般來(lái)講，如無(wú)特別說(shuō)明，我們所說(shuō)的WDM系統(tǒng)都是DWDM系統(tǒng)。下圖就是1550窗口的DWDM系統(tǒng)框圖。

　　過(guò)去無(wú)論PDH的34Mb／s-140Mb／s-565Mb／s，還是SDH的155Mb／622Mb／2.5Gb／s，其擴(kuò)容升級(jí)方法都是采用電的TDM方式，即在電信號(hào)上進(jìn)行的時(shí)間分割復(fù)用技術(shù)，光電器件和光纖完成的只是光電變換和透明傳輸，對(duì)信號(hào)在光域上沒(méi)有任何處理措施（甚至于放大）。WDM技術(shù)的應(yīng)用第一次把復(fù)用方式從電信號(hào)轉(zhuǎn)移到光信號(hào)，在光域上用波分復(fù)用（即頻率復(fù)用）的方式提高傳輸速率，光信號(hào)實(shí)現(xiàn)了直接復(fù)用和放大，而不再回到電信號(hào)上處理，并且各個(gè)波長(zhǎng)彼此獨(dú)立，對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式透明。因此，從某種意義上講，WDM技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)志著光通信時(shí)代的“真正”到來(lái)。

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第二部分 傳輸網(wǎng)管簡(jiǎn)介

第一章??? SDH網(wǎng)管概述

建立電信網(wǎng)絡(luò)的目的是為用戶提供電話和數(shù)據(jù)通信等各種業(yè)務(wù)。電信網(wǎng)絡(luò)不僅要由各種設(shè)備組成，而且應(yīng)該保證通信的質(zhì)量，例如接收信息的精確度，網(wǎng)絡(luò)的可連接性、網(wǎng)絡(luò)安全性，對(duì)意外中斷的保護(hù)等。所有這些需求都需要有一個(gè)靈活的、標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)來(lái)滿足OAM&P功能。

在SDH網(wǎng)絡(luò)中，管理對(duì)象基本可分為兩大類：

1、網(wǎng)絡(luò)或設(shè)施管理。

2、業(yè)務(wù)管理。

??? 網(wǎng)絡(luò)管理體系大致可分為五個(gè)層次，由高至低依次為：商務(wù)管理層、業(yè)務(wù)管理層、網(wǎng)絡(luò)控制層、網(wǎng)元控制層和網(wǎng)元。

SDH具有很強(qiáng)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(jiān)視、測(cè)試等)；第三類是性能管理(數(shù)據(jù)采集，門限設(shè)置和數(shù)據(jù)報(bào)告等) ；第四類是配置管理(供給狀態(tài)和控制等)；第五類是安全管理(注冊(cè)、口令和安全等級(jí)等)。

在CCITT的建議中，已選擇了一套七層協(xié)議棧(一組按次序堆積起來(lái)的協(xié)議)，來(lái)滿足維護(hù)管 理信息傳遞的要求。它符合目前開(kāi)放系統(tǒng)管理所采用的面向目標(biāo)的方法。用于SDH的協(xié)議棧 如圖所示。 SDH網(wǎng)絡(luò)分層示意圖

第三部分：障礙分析

第一章 基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)??? ?誤碼

??? 對(duì)于數(shù)字通信來(lái)說(shuō)，誤碼是表征傳輸質(zhì)量最重要的指標(biāo)。在SDH傳輸網(wǎng)中，誤碼性能同樣是系統(tǒng)中最主要的傳輸損傷之一，特別是在目前數(shù)據(jù)通信、移動(dòng)通信、圖象通信等高速發(fā)展的今天對(duì)傳輸誤碼提出了更高的要求。?? ????ITU-T有兩個(gè)建議規(guī)定誤碼性能，G.821《低于基群速率的國(guó)際數(shù)字連接的誤碼性能》和G.826《基群及更高速率的國(guó)際數(shù)字通道的誤碼性能》。G.821以比特差錯(cuò)(誤碼)事件為基礎(chǔ)的規(guī)范,而G.826以塊差錯(cuò)(誤塊)事件為基礎(chǔ)的規(guī)范,目前尚有一些問(wèn)題需要協(xié)調(diào),因G.826建議制訂較遲更多地注意到了SDH傳輸網(wǎng)的特點(diǎn)。 ?1、G.821誤碼性能事件和參數(shù)

????誤碼性能事件是導(dǎo)出誤碼性能參數(shù)的基礎(chǔ),G.821定義了以下事件: ????.誤碼秒(ES):在1秒時(shí)間周期有1個(gè)或更多差錯(cuò)比特; ????.嚴(yán)重誤碼秒(SES):在1秒時(shí)間周期的比特差錯(cuò)比≥10-3; ????考查誤碼性能總的觀察時(shí)間分兩個(gè)部分，即可用時(shí)間與不可用時(shí)間，誤碼性能將只考慮連接可用狀態(tài)。在10個(gè)連續(xù)秒的時(shí)間里，每一秒都是SES，則連接進(jìn)入不可用狀態(tài)，這10秒也被認(rèn)為是不可用時(shí)間（UAS）；爾后，如果在10個(gè)連續(xù)秒時(shí)間內(nèi)，每一秒都不是SES，則連接進(jìn)入可用狀態(tài)，這10秒也被認(rèn)為是可用時(shí)間。 ????G.821定義的誤碼性能參數(shù)有: ????.誤碼秒比(ESR):在1個(gè)固定測(cè)試時(shí)間間隔上的可用時(shí)間內(nèi),ES與總秒數(shù)之比; .嚴(yán)重誤碼秒比(SES): 在1個(gè)固定測(cè)試時(shí)間間隔上的可用時(shí)間內(nèi),SES與總秒數(shù)之比。 2、G.826誤碼性能事件和參數(shù):

????事件的定義: ????.誤塊(EB):在1塊中有1個(gè)或多個(gè)差錯(cuò)比特; ????.誤塊秒(ES):在1秒中有1個(gè)或多個(gè)誤塊; ????.嚴(yán)重誤塊秒(SES):在1秒中含有≥30%的誤塊,或至少有一個(gè)缺陷; ????.背景誤塊(BBE):發(fā)生在SES以外的誤塊; ????參數(shù)的定義: ????.誤塊秒比(ESR):在一個(gè)確定的測(cè)試期間,在可用時(shí)間內(nèi)的ES和總秒數(shù)之比; ????.嚴(yán)重誤塊秒比(SESR): 在一個(gè)確定的測(cè)試期間,在可用時(shí)間內(nèi)的SES與總秒數(shù)之比; .背景誤塊比(BBER): 在一個(gè)確定的測(cè)試期間,在可用時(shí)間內(nèi)的背景誤塊與總塊數(shù)扣除SES中的所有塊后剩余塊數(shù)之比。 3、???誤碼與開(kāi)銷

????SDH的最大優(yōu)越性是其強(qiáng)大的開(kāi)銷字節(jié)功能，其中有不少用來(lái)表征誤碼性能，從SDH的網(wǎng)管在線檢測(cè)中可輕易了解整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，對(duì)檢測(cè)到的事件（異常和缺陷）進(jìn)行近端或遠(yuǎn)端評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種隱患。熟悉各種開(kāi)銷功能，對(duì)于日常運(yùn)行維護(hù)和排障非常有用。 ????先了解一下幾個(gè)術(shù)語(yǔ)： ????.異常:在線異常狀態(tài)用于確定不處于缺陷狀態(tài)的SDH通道差錯(cuò)性能,1個(gè)BIP-n檢出1個(gè)誤塊(EB)就認(rèn)為是異常; ????.缺陷:在線缺陷狀態(tài)用來(lái)確定可能發(fā)生在通道中的性能狀態(tài)變化,由前面G.826定義知,在1秒中1個(gè)或多個(gè)缺陷導(dǎo)致1個(gè)SES; ????.近端與遠(yuǎn)端 ????在網(wǎng)管中做性能報(bào)告以及儀表測(cè)試中經(jīng)常會(huì)遇到近端（Near End）與遠(yuǎn)端（Far End）兩種情況，如果不知其所以然會(huì)引起錯(cuò)誤判斷。如圖： ????遠(yuǎn)端性能事件的評(píng)估用REI和RDI來(lái)指示，其中REI是異常用于確定遠(yuǎn)端ES、SES、BBE事件的發(fā)生，RDI是缺陷用于評(píng)估遠(yuǎn)端SES事件的發(fā)生。 ??4、誤碼性能在實(shí)際排障中的應(yīng)用

????誤碼在傳輸領(lǐng)域一直是個(gè)較為頭痛的問(wèn)題，據(jù)估計(jì)大約60%的故障由誤碼引起，有些誤碼并不持續(xù)出現(xiàn)如瞬間誤碼、斷續(xù)誤碼等，很難進(jìn)行故障定位，只有通過(guò)長(zhǎng)期性能分析、深入了解有關(guān)誤碼誤碼性能基本原理，并在實(shí)際維護(hù)和排障工作中進(jìn)行綜合運(yùn)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(qū)接觸不良、機(jī)盤本身性能下降、光口性能不良、光纖衰耗偏大等。實(shí)際維護(hù)中會(huì)遇到很多起誤碼故障。

第二節(jié) 常用性能指標(biāo)及告警分析

一、??? 平均發(fā)送光功率和接收機(jī)靈敏度

1、平均發(fā)送光功率是發(fā)送機(jī)耦合到光纖的偽隨機(jī)數(shù)據(jù)序列的平均功率在S參考點(diǎn)的測(cè)試值。一般在-1--+1 dB之間。

2、接收機(jī)靈敏度是指在R參考點(diǎn)上達(dá)到規(guī)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(xiàng)指標(biāo)在對(duì)光路障礙判斷時(shí)常用，可通過(guò)網(wǎng)管在線觀測(cè)判斷障礙段落。

三、AIS和LOS

1、AIS:告警指示信號(hào)。

上游設(shè)備收不到信號(hào)而向下游節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)出AIS告警。同時(shí)向上游節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)出RDI（對(duì)告）告警。告之未收到信號(hào)。

2、LOS：信號(hào)丟失告警。

有兩種情況，一是復(fù)用設(shè)備輸入信號(hào)丟失時(shí)產(chǎn)生，一般發(fā)生在低次群信號(hào)輸出無(wú)或用戶信號(hào)輸出無(wú)。二是線路收信光盤產(chǎn)生該告警，則為線路輸入信號(hào)丟失。

3、運(yùn)用舉例

實(shí)際維護(hù)中，以上涉及三種告警往往是同時(shí)產(chǎn)生的，為障礙段落判斷提供依據(jù)。如圖：

?

A

B

C

?

? 1）??????????? 設(shè)A、C站均為ADM站，B站為中繼站。線路傳輸速率為2. 5G。當(dāng)A站發(fā)信光盤故障時(shí)，B站收信光盤收不到A站來(lái)的信號(hào)，將產(chǎn)生LOS，同時(shí)向C站送AIS信號(hào)；C站收到AIS后繼續(xù)向下游節(jié)點(diǎn)設(shè)備（如本站低次群設(shè)備）送AIS，同時(shí)通過(guò)復(fù)用段開(kāi)銷向A站送RDI信號(hào)。 2）??????????? A站某155M電路出現(xiàn)LOS告警，則向下游節(jié)點(diǎn)C站對(duì)應(yīng)155M送AIS，C站向A站該155M送RDI，同時(shí)向本站2M復(fù)用設(shè)備送AIS。 第三節(jié) 障礙處理

傳輸系統(tǒng)是由傳輸設(shè)備和線路構(gòu)成，傳輸設(shè)備有復(fù)用設(shè)備分MUX（電復(fù)用設(shè)備）和OMUX（光電轉(zhuǎn)換設(shè)備）。用戶送入傳輸系統(tǒng)中的端口一般為低次群電端口，經(jīng)過(guò)高次群MUX設(shè)備后復(fù)用成高次群電路，再經(jīng)過(guò)OMUX后把電信號(hào)變換成光信號(hào)，送至遠(yuǎn)端局。設(shè)備的端口在機(jī)房中有專門的地方放置，分別為DDF（數(shù)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(kāi)放、調(diào)度和測(cè)試，如下圖所示。 一、故障定位??? 對(duì)傳輸系統(tǒng)故障定位的基本方法是分段測(cè)試，逐一排除非故障段。下面我們以長(zhǎng)途傳輸系統(tǒng)的2M故障為例作具體的說(shuō)明。 ????對(duì)照?qǐng)D（2）的槽路連接圖，當(dāng)本端局發(fā)現(xiàn)一條2M電路中斷，第一步，在2M電口的DDF架分別作本端自環(huán)和環(huán)給遠(yuǎn)端，用在線監(jiān)測(cè)表分別測(cè)本端信號(hào)和遠(yuǎn)端信號(hào)，可判斷是本端至用戶端不好還是本端傳輸至遠(yuǎn)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(huán)給用戶，如果用戶端信號(hào)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(wèn)題，若用戶端信號(hào)不好，則是用戶配線架至用戶設(shè)備段有問(wèn)題，可配合用戶處理。第三步若遠(yuǎn)端信號(hào)不好，可叫對(duì)端局維護(hù)人員在對(duì)端局傳輸2M DDF架向本端局環(huán)路，用在線監(jiān)測(cè)，如果信號(hào)是好的，則一般認(rèn)為對(duì)端局2M DDF架至對(duì)端用戶設(shè)備之間有問(wèn)題，可由對(duì)端局與對(duì)端用戶配合處理；如果信號(hào)不好，可再用環(huán)路測(cè)試判斷，有轉(zhuǎn)接局則再分段環(huán)路測(cè)試，最終定位故障段，判斷是設(shè)備故障還是線路故障，若一時(shí)無(wú)法消除故障，則要將此電路調(diào)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(duì)于高次群光路故障，可先在ODF架自環(huán)，看光端機(jī)是否告警，或測(cè)低次群信號(hào)判斷好壞，如果不好，則檢查跳纖、轉(zhuǎn)接頭、光端機(jī)發(fā)盤、收盤；自環(huán)好，證明本端設(shè)備正常，這時(shí)可用光功率計(jì)測(cè)接收光功率，收不到光，則用光時(shí)域反射儀測(cè)試光纖，可判斷是否斷纖，或本端光路放通，叫對(duì)端局在光口環(huán)路過(guò)來(lái)，不好，則為線路問(wèn)題，好則是對(duì)端局問(wèn)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(shí)無(wú)法修復(fù)的，應(yīng)考慮先調(diào)開(kāi)電路，再修復(fù)原槽路。 ????2、在故障定位的過(guò)程中，要體現(xiàn)全程全網(wǎng)的概念。如在判斷是遠(yuǎn)端信號(hào)不好時(shí)，應(yīng)由遠(yuǎn)至近定位故障，先與遠(yuǎn)端終端局對(duì)電路，而且盡量將傳輸?shù)娜滩勐钒ㄟM(jìn)去，再與次遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)接局對(duì)電路，由遠(yuǎn)至近，逐級(jí)排除非故障段。在處理故障過(guò)程中，可充分調(diào)動(dòng)各部門協(xié)作，特別是在儀表不夠用的情況下，可以請(qǐng)用戶或網(wǎng)管查看信號(hào)的告警情況，同時(shí)，也可由設(shè)備上的告警指示燈來(lái)判斷。在故障修復(fù)時(shí)，應(yīng)請(qǐng)用戶證實(shí)。 ????3、從告警類型判斷故障點(diǎn)： ????如圖（3），當(dāng)A局發(fā)給B局的信號(hào)中斷時(shí)，B局收LOS(信號(hào)丟失),向上游A局發(fā)RDI（對(duì)端告警），向下游C局、D局傳全1碼，即AIS(告警指示信號(hào))，下游C局、D局 向上 游發(fā)RDI，由此可知： ????當(dāng)我局收RDI，發(fā)正常時(shí)，是對(duì)端收故障；當(dāng)我局收LOS，發(fā)RDI，說(shuō)明我局收不好或?qū)Χ税l(fā)不好；當(dāng)我局收AIS時(shí)，是上游信號(hào)不好。以此，可快速定位故障。 ????4、關(guān)于傳輸錯(cuò)線及電路被環(huán)路的判斷： ????例有A、B兩套電路，其錯(cuò)線有兩種情況，一是A發(fā)與B收(或B發(fā)與A收)交叉，此時(shí)兩套電路傳輸均有告警，另一種是A發(fā)與B發(fā)（或A收與B收）交叉，此時(shí)傳輸無(wú)告警，監(jiān)測(cè)話路，可發(fā)現(xiàn)是單通。當(dāng)電路被環(huán)路時(shí)，傳輸交換均無(wú)告警，但時(shí)隙無(wú)法占用，交換撥測(cè)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(qǐng)對(duì)端局在最遠(yuǎn)端（用戶DDF架）環(huán)路過(guò)來(lái)，我方在用戶DDF架掛表環(huán)測(cè)正常，對(duì)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(duì)端環(huán)路、拉斷電路，我端均有告警或均無(wú)告警，則電路錯(cuò)線、中間連接中斷或被環(huán)路了，可采用上述第2點(diǎn)方法，由遠(yuǎn)至近，分段判斷故障點(diǎn)。對(duì)錯(cuò)線的第二種情況，當(dāng)拉斷一套電路時(shí)，應(yīng)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(huán)路將影響多套話務(wù)電路。 ????5、有一種故障現(xiàn)象較特殊，兩端用戶自環(huán)均無(wú)告警，故障定位在傳輸槽路，當(dāng)環(huán)測(cè)傳輸槽路時(shí)正常，但放通在線監(jiān)測(cè)電路就有告警。這種情況，很可能是有一端電路的發(fā)端或收端接地不好。其環(huán)測(cè)無(wú)告警是因?yàn)榄h(huán)路時(shí)，發(fā)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(cè)不出來(lái)。這種情況可以檢查接地是否正常。 另外，設(shè)備、電纜老化，接頭接觸不良，跳線過(guò)長(zhǎng)等經(jīng)常會(huì)引起電路誤碼、幀失步等不穩(wěn)定告警，這時(shí)需要更換設(shè)備老化盤、跳線，重做接頭等。 思考題： 1、畫(huà)出SDH幀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 2、說(shuō)明2M信號(hào)復(fù)用至STM-1過(guò)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(xiàn)用戶申告A站至C站一155M速率ATM電路不好，網(wǎng)管看兩站均無(wú)LOS或AIS告警，試問(wèn)，如何分析并判斷障礙性質(zhì)。如障礙為B、C站之間線路誤碼，請(qǐng)問(wèn)如何利用網(wǎng)管分析出該段落。 4、名詞解釋：AIS、開(kāi)銷、時(shí)鐘的保持模式 5、畫(huà)出MS-SPRing保護(hù)環(huán)簡(jiǎn)圖，并說(shuō)明其保護(hù)原理。 6、說(shuō)明時(shí)鐘三種模式的關(guān)系。

?

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總結(jié)

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