传输原理基础知识.docx

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传输原理基础知识

SDH原理

PDH，准同步数字传输体制，PDH采用异步复用方式，从高速信号中分/插出低速信号要一级一级的进行，从PDH的高速信号中就不能直接的分/插出低速信号。

SDH，做同步数字传输体制，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）、2.5Gbit/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（622M），STM-16=4×STM-4=16*STM-1（2.5G），STM-64=64*STM-1（10G）。

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。

STM-N的帧频为8000帧/秒，这就是说信号帧中某一特定字节每秒被传送8000次，那么该字节的比特速率是8000×8bit=64kbit/s。

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。

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，主要通过字节间插复用方式来完成;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。

传统的将低速信号复用成高速信号的方法有两种:

●比特塞入法，又叫做码速调整法；

●固定位置映射法

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。

图G.709复用映射结构

我国的SDH基本复用映射结构

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。

2Mbit/s（C12），34Mbit/s（C3），140Mbit/s（C4）。

容器的主要作用就是进行速率调整。

虚容器VC的包封速率也是与SDH网络同步的，不同的VC（例如与2Mbit/s相对应的VC12，与34Mbit/s相对应的VC3）是相互同步的，而虚容器内部却允许装载来自不同容器的异步净负荷虚容器。

开销和指针

开销的功能是完成对SDH信号提供层层细化的监控管理功能，监控的分类可分为段层监控、通道层监控。

段层的监控又分为再生段层和复用段层的监控，通道层监控分为高阶通道层和低阶通道层的监控。

对于STM-1信号段开销包括位于帧中的1-3行、1-9列的RSOH和位于5-9行9、1-9列的MSOH。

如图3-1所示。

图3-1STM-N帧的段开销字节示意图

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A1A2，不能将A1A2扰码。

因此，STM-N信号对段开销第一行不扰码，而进行透明传输，STM-N帧中的其余字节进行扰码后再上线路传输。

高速信号的误码性能是用误码块来反映的，因此STM-N信号的误码情况实际上是误码块的情况。

从BIP-8校验方式可看出，校验结果的每一位都对应一个比特块，例如图3-3中的一列比特，因此B1字节最多可从一个STM-N帧检测出传输中所发生的8个误码块，BIP-8的结果共8位，每位对应一个块。

再生段和复用段究竟指什么呢？

再生段是指在两个设备的RST之间的维护区段，包括两个RST和它们之间的光缆。

复用段是指在两个设备的MST之间的维护区段，包括两个MST和它们之间的光缆。

常见的倒换方式

有1+1、1:

1和1:

n。

以图4-8的设备模型为例：

1+1指发端在主备两个信道上发同样的信息（并发），收端在正常情况下选收主用信道上的业务。

因为主备信道上的业务一模一样，均为主用业务，所以在主用信道损坏时通过切换选收备用信道而使主用业务得以恢复。

此种倒换方式又叫做单端倒换，仅收端切换，倒换速度快但信道利用率低。

1：

1方式指在正常时发端在主用信道上发主用业务，在备用信道上发额外业务（低级别业务），收端从主用信道收主用业务，从备用信道收额外业务。

当主用信道损坏时为保证主用业务的传输，发端将主用业务发到备用信道上，收端将切换到从备用信道选收主用业务。

此时额外业务被终结，主用业务传输得到恢复。

这种倒换方式称之为双端倒换（收/发两端均进行切换），倒换速率较慢，但信道利用率高。

1：

n是指一条备用信道保护n条主用信道，这时信道利用率更高，但一条备用信道只能同时保护一条主用信道所以系统可靠性降低了。

SDH网络的常见网元

●TM终端复用器ADM分/插复用器

●REG再生中继器

●DXC数字交叉连接设备

基本的网络拓扑结构

环网自愈环

二纤单向通道保护环

二纤通道保护环由两根光纤组成两个环。

其中一个为主环S1，一个为备环P1。

两环的业务流向一定要相反，通道保护环的保护功能是通过网元支路板的并发选收功能来实现的，也就是支路板将支路上环业务并发到主环S1、备环P1上，两环上业务完全一样且流向相反。

平时网元支路板选收主环下支路的业务。

二纤双向通道保护环

二纤双向通道保护环网上业务为双向一致路由，保护机理也是支路的并发选收，业务保护是1+1的。

二纤单向复用段倒换环

四纤双向复用段保护环

光纤的种类

同步光缆数字线路系统只使用单模光纤作为传输媒质。

光纤传输中有3个传输窗口适合--用于传输的波长范围：

850nm、1310nm、1550nm，其中850nm窗口只用于多模传输。

用于单模传输的窗口只有1310nm和1550nm两个波长窗口。

光信号在光纤中传输的距离要受到色散和损耗的双重影响，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。

为了延长系统的传输距离人们主要在减小色散和损耗方面入手。

1310nm光传输窗口称之为0色散窗口，光信号在此窗口传输色散最小；1550nm窗口称之为最小损耗窗口，光信号在此窗口传输的衰减最小。

ITU-T规范了三种常用光纤：

符合G.652规范的光纤、符合G.653规范的光纤、符合规范G.655的光纤。

其中G.652光纤指在1310nm波长窗口色散性能最佳，又称之为色散未移位的光纤，也就是0色散窗口在1310nm波长处，它可应用于1310nm和1550nm两个波长区；G.653光纤指1550nm波长窗口色散性能最佳的单模光纤，又称之为色散移位的单模光纤，它通过改变光纤内部的折射率分布，将零色散点从1310nm迁移到1550nm波长处，使1550nm波长窗口色散和损耗都较低，它主要应用于1550nm工作波长区；G.654光纤称之为1550nm波长窗口损耗最小光纤，它的0色散点仍在1310nm波长处，它主要工作于1550nm窗口，主要应用于需要很长再生段传输距离的海底光纤通信。

光接口类型和参数

光接口是同步光缆数字线路系统最具特色的部分，由于它实现了标准化使得不同网元可以经光路直接相连，节约了不必要的光/电转换，避免了信号因此而带来的损伤，例如脉冲变形等，节约了网络运行成本。

按照应用场合的不同可将光接口分为三类：

局内通信光接口、短距离局间通信光接口和长距离局间通信光接口。

不同的应用场合用不同的代码表示，见表6-1。

表6-1光接口代码一览表

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。

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1550nm，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。

传输性能

误码性能

误码是指经接收判决再生后数字码流中的某些比特发生了差错，使传输的信息质量产生损伤。

误码的产生和分布

误码可说是传输系统的一大害，轻则使系统稳定性下降重则导致传输中断（10-3以上）。

从网络性能角度出发可将误码分成两大类：

1.内部机理产生的误码

系统的此种误码包括由各种噪声源产生的误码；定位抖动产生的误码；复用器交叉连接设备和交换机产生的误码；以及由光纤色散产生的码间干扰引起的误码，此类误码会由系统长时间的误码性能反应出来。

2.脉冲干扰产生的误码

由突发脉冲，诸如电磁干扰设备，故障电源瞬态干扰等原因产生的误码。

此类误码具有突发性和大量性，往往系统在突然间出现大量误码，可通过系统的短期误码性能反映出来。

误码性能的度量

传统的误码性能的度量（G.821）是度量64kbit/s的通道在27500km全程端到端连接的数字参考电路的误码性能,是以比特的错误情况为基础的。

当传输网的传输速率越来越高，以比特为单位衡量系统的误码性能有其局限性。

目前高比特率通道的误码性能是以块为单位进行度量的（B1、B2、B3监测的均是误码块），由此产生出一组以块为基础的一组参数。

这些参数的含义如下：

●误块

当块中的比特发生传输差错时称此块为误块。

☆说明：

对B1、B2、B3块进行监测时只能监测出该块中奇数个比特发生差错，对块中偶数个比特发生差错则监测不出。

●误块秒ES和误块秒比ESR

当某一秒中发现1个或多个误码块时称该秒为误块秒，在规定测量时间段内出现的误块秒总数与总的可用时间的比值称之为误块秒比。

●严重误块秒SES和严重误块秒比SESR

某一秒内包含有不少于30%的误块或者至少出现一个严重扰动期SDP时认为该秒为严重误块秒。

其中严重扰动期指在测量时在最小等效于4个连续块时间或者1ms（取二者中较长时间段时）间段内所有连续块的误码率≥10-2或者出现信号丢失。

在测量时间段内出现的SES总数与总的可用时间之比称为严重误块秒比SESR。

严重误块秒一般是由于脉冲干扰产生的突发误块，所以SESR往往反映出设备抗干扰的能力。

●背景误块BBE和背景误块比BBER

扣除不可用时间和SES期间出现的误块称之为背景误块BBE。

BBE数与在一段测量时间内扣除不可用时间和SES期间内所有块数后的总块数之比称背景误块比BBER。

若这段测量时间较长那么BBER往往反映的是设备内部产生的误码情况，与设备采用器件的性能稳定性有关。

多业务传送平台（MSTP）技术

MSTP技术发展可以划分为三个阶段

第一代MSTP的特点是提供以太网点到点透传。

它是将以太网信号直接映射到SDH的虚容器（VC）中进行点到点传送。

在提供以太网透传租线业务时，由于业务粒度受限于VC，一般最小为2Mbit/s因此，第一代MSTP还不能提供不同以太网业务的QoS区分、流量控制、多个以太网业务流的统计复用和带宽共享以及以太网业务层的保护等功能。

第二代MSTP的特点是支持以太网二层交换。

它是在一个或多个用户以太网接口与一个或多个独立的基于SDH虚容器的点对点链路之间实现基于以太网链路层的数据帧交换。

相对于第一代MSTP，第二代MSTP作了许多改进，它可提供基于802.3x的流量控制、多用户隔离和VLAN划分、基于STP的以太网业务层保护以及基于802.1p的优先级转发等多项以太网方面的支持。

目前正在使用的MSTP产品大多都属于第二代MSTP技术。

但是，与以太网业务需求相比，第二代MSTP仍然存在着许多的不足，比如不能提供良好的QoS支持，业务带宽粒度仍然受限于VC，基于STP的业务层保护时间太慢，VLAN功能也不适合大型城域公网应用，还不能实现环上不同位置节点的公平接入，基于802.3x的流量控制只是针对点到点链路，等等。