光传输-SDH技术总结

SDH的概念

SDH全称同步数字传输体制
SDH是一整套可以进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。
作为通信网的承载体传输网要求：宽带化、规范化
PDH欧洲系列：2M→8M→34M→139M→565M
PDH采用异步复用方式；通过码速调整匹配和容纳信号时钟的偏差；低速信号在高速信号中的位置无规律性（插分信号要一级一级进行（群）；多次复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输）
STM-1是SDH的第一个等级，又叫基本同步传送模块，比特率为155.520Mb/s。STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块，比特率是STM-1的N倍(N=1，4，16，64，256)
SDH仅对电信号扰码，光口信号码型是加扰的NRZ码
在传输系统中，光接口码型是NRZ码；2M/34M电接口码型是HDB3码；140M/155M电接口码型是CMI码
低阶SDH（STM-1）到高阶SDH（STM-N）：采用字节间插复用方式，PDH信号→STM-N信号：同步复用和灵活的映射
SDH采用指针定位预见低速信号在帧中的位置，使收端可直接下低速信号
SDH的优点：开销字节多，OAM维护功能强大；兼容性强；SDH的缺点：频带利用率不如PDH系统；指针调整机制复杂
3R：再放大、再整形、再定时
PDH系列速率：2M、8M、34M、140M；SDH系列速率：155M、622M、2.5G、10G
STM-1可以复用进63个2M信号、3个34M信号、1个140M信号
STM-1速率计算公式：9*270*8000*8

SDH信号的帧结构和复用步骤

SDH帧结构：以字节为单位的块状帧，帧频为8000帧/s，帧周期为125μs，大小为9×270×N字节；按照从左到右，从上到下，先行后列传输。

2. 再生段开销RSOH：对再生段信号进行监控

复用段开销MSOH：对复用段信号进行监控

管理单元指针AU-PTR：定位低速信号在STM-N帧中的位置

支路单元指针TU-PTR：定位信息包的位置

3. 将低速支路信号复用STM-N信号时，要经过三个步骤：映射、定位、复用

容器C装载信号种类：C-12（2Mb/s），C-3（34 Mb/s或45Mb/s），C-4（140 Mb/s）

虚容器VC装载信号种类：VC-12（2Mb/s），VC-3（34 Mb/s或45Mb/s），VC-4（2 Mb/s 、34 Mb/s 、45 Mb/s 、140 Mb/s）

开销和指针

开销（SDH监控的实现）：段开销（RSHO、MSOH）；通道开销（HPOH、LPOH）

指针：管理单元指针（AU-PTR）；支路单元指针（TU-PTR）

RSOH、MSOH、HPOH、LPOH完成层层细化的监控功能。

如何理解POH和SOH？

段开销、通道开销都是为了保证信号正常灵活传送所必须附加的供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。

段开销、通道开销是从不同的层面来监视、管理信号的传送。RSOH、MSOH分别对应于再生段和复用段，而HPOH和LPOH分别对应于VC-3 /VC-4和VC-12。

RSOH和MSOH中字节的含义

HPOH（高阶通道开销）中字节的含义

LPOH（低阶通道开销）中字节的含义
误码监视字节：B1用于再生段误码监视；B2用于复用段误码监视；B3用于高阶通道误码监视；V5中b1b2字节用于低阶通道误码监视

B1一次最多检测8个误码块；B2一次最多检测24个误码块

指针

AU-PTR：指针调整单位是3个字节；定位VC4在AU-4中的位置。主要由H1、H2、H3H3H3组成；指针值H1、H2后10bit；指针范围0-782；若收H1H2H3H3H3为全“1”，本端产生AU-AIS告警；VC4和AU-4无频差相差,AU-PTR的值为522

TU-PTR：指针调整单位是1个字节；定位VC12在TU12中的位置。由V1、V2、V3、V4 4个字节组成；指针值V1、V2后10bit；指针范围0-139；若收V1、V2、V3为全“1”，本端产生TU-AIS告警；VC12和TU-12无频差相差,V5字节的位置是70

对于VC4，AU-PTR指的是J1字节的位置；对于VC12，TU-PTR指的是V5字节的位置
AU指针产生规则规定，经过一次指针调整后，至少要经过3帧才能继续进行调整
SDH网络中时钟源包括：外部时钟源、内部时钟源、线路时钟源、支路时钟源

G.811是等级最高的时钟

时钟有三种工作模式：时钟同步模式、保持模式、自由振荡模式

SDH网络结构

网络结构：线形网、树形网、环形网、星形网、网状网
SDH网络的保护可以分为路径保护和子网连接保护

路径保护：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：可以分为二种方式1+1 与1：N；线路系统的复用段保护倒换要使用APS协议，倒换要在50ms时间内完成
环网的复用段保护：可分为二纤环和四纤环（适用于长途网）
通道环保护：一般采用1+1方式，二纤；通道环的保护一般不使用APS协议，倒换时间小于30ms

子网连接保护：子网连接保护通常采用1+1工作方式

1+1：STM-N信号永久性地被连接在工作通路与保护通路上，二个通路皆传送业务信号；收端择优选用。

1：N：N个工作通路共用一个保护通路，保护通路可传额外业务（N <14）。

一般来讲，网络的恢复时间要比保护倒换时间长。
网络自愈：当网络发生故障时，不需要人为的干预，网络本身能在极短的时间内自动恢复传送业务。
四种自愈环的特性比较与应用（除四纤外全部是双纤）

复用保护环上网元节点数最大为16，这是因为K字节表示网元节点数的bit共4位
三级保护方案

设备的逻辑构成及告警

SDH网络常见网元

TM 终端复用器：位于网络的终端站点上；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
ADM插分复用器：位于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。另外还可将东/ 西向线路侧的STM-N信号进行交叉连接，一个ADM可等效成两个TM
REG再生中继器：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
DXC数字交叉连接设备：完成STM-N信号的交叉连接功能
SDH的四种网络单元类型：终端复用器、分插复用器、再生中继器、数字交叉连接设备

SDH逻辑功能块

SDH告警流程图

告警产生的原因：开销字节发生了变化

再生段终端RST告警: R-LOS, R-LOF

复用段终端MST告警: MS-AIS

复用段适配MSA告警: AU-AIS，AU-LOP

高阶通道终端HPT告警: HP-UNEQ,HP-TIM,HP-SLM

高阶通道适配HPA告警: TU-AIS

各告警信号含义

LOS：信号丢失输入无光功率光功率过低光功率过高使BER劣于10-3
LOF：帧丢失OOF持续3ms以上
MS-AIS：复用段告警指示信号K2=111超过3帧
MS-EXC：复用段误码过量由B2检测
AU-AIS：管理单元告警指示信号整个AU为全1包括AU-PTR
AU-LOP：管理单元指针丢失连续8帧收到无效指针或NDF
HP-TIM：高阶通道踪迹字节失配J1应收和实际所收的不一致
HP-SLM：高阶通道信号标记失配C2应收和实际所收的不一致
HP-UNEQ：高阶通道未装载C2=00H超过了5帧
TU-AIS：支路单元告警指示信号整个TU为全1包括TU指针

为什么PDH从高速信号中分出低速信号要一级一级进行，而SDH能直接从高速信号中分离出低速信号？

因为PDH采用异步复用方式，导致当低速信号复用到高速信号中时，在高速信号帧结构中的位置没有规律性
而SDH采用同步复用方式，低速信号在高速信号中的位置有规律可循

简述N个STM-1信号复用成一个STM-N信号的过程

N个STM-1通过字节间插复用的方式复用成一个STM-N信号
字节间插复用时各个STM-1中指针字节和净负荷的所有字节原封不动
段开销中只有第一个的段开销被完整地保存下来，其余的仅保留帧字节和B2字节