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综合宽带接入考试答案

第六章（SDH）光同步数字体系

概述

SDH的结构和开销功能

同步复用与映射原理

SDH传送网结构与自愈网

第一节概述

SDH（SynchronousDigitalHierarchy同步数字体系

是将复接、线路传输及交换功能融为一体的，并由统一网管系统操作的高速大容量综合信息传送网络。

第一节概述

1．PDH

PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy）准同步数字体系。

PDH为语音业务设计

PDH传输线路主要是点对点连接

标准不统一,有三种不同地区性的标准

采用异步复用技术，复用结构复杂

无统一的光接口标准

缺乏强大的网络管理功能

2.SDH的产生

美国贝尔公司首先提出了同步光网络（SONET），美国国家标准协会（ANSI）于20世纪80年代制定了有关SONET的国家标准。

CCITT采纳了SONET的概念，进行修改和扩充，重新命名为SDH，并制定了一系列的国际标准。

二．SDH的网络

三．SDH传输速率

1.SONET、SDH比较

SONET基本速率为51.840Mbps，其速率分级名称为同步传递信号STS（SynchronousTransportSignal），

SDH的基本速率为155.520Mbps，其速率分级名称为同步传递模块STM（SynchronousTransportModule）。

我国采用SDH标准

四．SDH的特点

1.优点

世界统一标准

光接口有标准规范

有丰富的开销比特

简化复接分接，不必逐级进行

组网灵活，适应性强

2.缺点

频率利用率低

抖动性能和漂移更严重

软件权限过大

定时信息不易确定

电路更复杂

第二节SDH的结构

SDH技术的基础是它的帧结构，而实现各种网络管理的基础是它的开销

段开销（SOH）:

用于网的运行、管理、维护及指配（OAM&P）

复用段开销（MSOH）：

负责管理由若干再生段组成的复用段，它将透明地通过每个再生段，只能在管理单元组（AUG）进行组合或分解的地方才能接入或终结

再生段开销（RSOH：

）负责管理再生段，可在再生器接入，也可在终端设备接入

管理单元指针（AU-PRT：

）表示信息在净负荷区所处的位置

STM-N净负荷（Payload）：

存放各种业务的地方

通道开销（POH）：

用于通道性能监视、管理和控制

一．SDH的帧结构

SDH网中数据传输是以帧为单位进行的，帧的时间长度叫帧周期（或帧长），以字节为最小单元基础

帧长为125μs，每秒共传1/125×10-6=8000帧

STM-1的传输速率为8×9×270×1（N）×8000=155.520Mbit/s

二.段开销中的字节安排

段开销（SOH）：

再生段开销（RSOH），复用段开销（MSOH）

通道开销（POH）：

低阶通道开销（LPOH），高阶通道开销（HPOH）

2.段开销中的字节安排STM-1（155.520Mbps）

X：

国内使用保留字节

*：

不扰码字节

#：

与传输媒质有关的特征字节

所有未标记字节为将来由国际标准确2.段开销中的字节安排STM-1（155.520Mbps）

（1）A1、A2（帧定位字节）：

用于识别帧的开始位置

其中A1=11110110A2=00101000。

为避免因传输信息的随机性可能出现与帧同步序列完全相同的所谓伪同步

为避免帧同步序列可能会因误码而出现帧失步

（2）B1、B2、B3（误码监测字节）：

B1<比特间插奇偶校验8位码（BIP－8码）>：

为再生段误码监测

B2<比特间插奇偶校验24位码（BIP－24码）>：

为复接段误码监测

B3为通道误码监测。

（BIP－8码）

（3）J0（再生段踪迹字节）：

为检验再生段中信号源端和终端是否按要求而连接，用来重复发送端接入点识别符，以使端接收机能根据此确认与指定的发射机是否处于持续的连接状态。

（4）D1～D12（数据通信通路（DCC）字节）：

提供所有SDH网元都可接入的通用数据通路,构成SDH管理网（SMN）的传送链路。

a）D1～D3为192kbps（3×64kbps）的数据通道，用于再生段间传送OAM信息

b）D4～D12为576kbps（9×64kbps）的数据通道，用于复用端间传送OAM信息。

（5）E1、E2（公务联络字节）：

提供两路64kbps的公务联络语声通路，其中E1为用于本地公务通路，在再生器接入；E2为用于直达公务通路，在复接段终端接入。

（6）F1、F2（使用者通路字节）：

提供给系统操作者专用。

为特定维护目的提供临时的数据／语声通路。

（7）S1（b5～b8）（同步状态字节）：

用作同步状态消息

（8）M1（复用段远端差错指示（MS-REI）字节）：

传送BIP-N×24（B2）所检出的差错块（误块）个数

（9）K1、K2（自动保护倒换（APS）字节）：

当工作通路出现故障时，自动倒换到保护光纤。

K1：

b1～b4表示请求的类型和状态，b5～b8表示请求倒换的信道号

K2（b1～b5）：

其中b1～b4表示桥接到保护信道的信道号，b5取“0”表示1+1APS，取“1”表示1：

nAPS

K2（b6～b8）（复用段源端缺陷（失效）（MS-RDI）指示字节）：

用于向发送端回送一个指示信号，表示接受端已检测到上游端缺陷或收到复用端告警指示信号（MS-RDI）

（10）G1（通道状态字节）：

用来将通道终端的状态和性能情况回送给高阶VC通道的源设备，实现双向通道的状态和性能监视。

（11）C2（信号标志字节）：

用来指示VC帧中内的复接结构和信息净负荷的性质。

（12）H4（复帧指示字节）：

为净负荷提供一般的位置指示，也可指示特殊净负荷的位置。

（13）J1（通道跟踪字节）：

用于跟踪通道连接状态，用来重复发送高阶通道接入点识别符，以使接收终端能根据此确认与所指定的发送端是否处于持续的连接状态。

（14）K3（b1～b4）（自动保护倒换（APS）通路）：

用作高阶通道级保护的APS。

K3（b5～b8）留作将来使用，尚未规定具体数字。

（15）N1（网络操作者字节）：

用于高阶通道的串联连接监视功能（HP-TCM）

2.段开销中的字节安排STM-1（155.520Mbps）

STM－1是SDH网中最低等级的速率，N个STM－1以字节为单位同步交错复接后构成STM－N信号，STM－N的帧结构。

第三节SDH的复用结构和映射方法

二．基本复用映射单元

容器（C）：

用来装载各种速率的业务信号的信息结构，可表示为C-n（n=11，12，2，3，4）

主要完成适配功能，即码速调整

容器的种类：

二．基本复用映射单元

虚容器（VC）：

用来支持通道层连接的信息结构

VC-n=C-n+VC-nPOH这个过程称为映射。

分类：

低阶虚容器：

VC-11，VC-12，VC-2，VC-3（TU-3前）

高阶虚容器：

VC-4，VC-3（AU-3前）

二．基本复用映射单元

支路单元（TU）:

提供低阶通道层和高阶通道层之间的适配功能的信息结构

TU-n=VC-n+TU-nPTR，（n=11，12，2，3）

其中TU-nPTR指示VC-n在高阶VC中的位置

这种在静负荷中对虚容器位置的安排称为定位

二．基本复用映射单元

支路单元组（TUG）：

由一个或多个在高阶VC净负荷中占据固定的、确定位置的支路单元组成

TUG-2=1×（TU-2）或3×（TU-12）或4×（TU-11）

TUG-3=1×（TU-3）或7×（TU-2）

VC-4=3×（TUG-3）

VC-3=7×（TUG-2）

这种TU经TUG到高阶VC以及后面从AU到STM-N的过程称为复用。

复用的方法是按字节间插组合而成

二．基本复用映射单元

管理单元（AU）：

提供高阶通道层和复用段层之间适配功能的信息结构，可表示为AU-n（n=3，4）

AU-n=VC-n+AU-nPTR

AU-nPTR的作用是用来指示这个相应的高阶VC在STM-N的位置

二．基本复用映射单元

管理单元组（AUG）：

由一个或多个在STM-n中占据固定的、确定位置的管理单元组成

AUG=1×AU-4或3×（AU-3）（按字节间插组合而成）

二．基本复用映射单元

同步传输模块STM-N：

AUG+SOH（段开销）=STM-N

三．映射、定位、复用过程

映射（mapping）：

在SDH网络边界处，把支路信号适配装入相应虚容器的过程。

定位（alignment）：

当支路单元或管路单元适配到支持层的帧结构时，帧偏移信息随之转移的过程。

复用（multiplex）：

使多个低阶通道层信号适配进复用段层的过程．其基本方式是字节间插。

第四节SDH自愈网

一．传送网的结构

1.电信网的功能

传送功能和控制功能传送功能：

实现任何电信信息从一点到另一点的传递

控制功能：

实现辅助业务和操作维护功能

2.传送网与传输网

传送网（transportnetwork）：

完成传送功能的手段，即逻辑功能意义上的网络，描述对象是信息传送的功能过程。

传输网（transmissionnetwork）：

由实际信息传递设备（如光缆）组成的物理网络，他的描述对象是信号在具体物理媒质中传输的物理过程。

3.传送网的分层

电路层网络：

直接面向公用交换业务，并向用户直接提供通信业务

通道层网络：

为电路层网络节点提供透明通道。

传输媒质层：

支持一个或多个通道层网络，为通道层网络节点（如DXC）之间提供合适的通道容量。

二．网络保护方式

1．自愈的概念：

当网络发生故障时，无需人为干预，即可在极短的时间内从失效故障中自动恢复工作。

2．线路保护倒换的原理与应用：

（1）1+1保护：

采用并发优收，即工作段和保护段在发送端永久地连在一起（桥接），而在接收端根据故障情况择优接收性能良好的信号。

（2）1：

N保护：

N：

1~14

1个保护段，N个工作段，保护段由N个工作段公用，当其中任意一个工作段出现故障时，均可倒换到保护段（利用APS协议）。

其中1：

1方式是1：

N方式的特例。

正常工作时，可将保护段用来传输额外业务。

但一旦需要保护倒换时，额外业务将随之丢失。

三．自愈环的保护

自愈环是指采用分插复用器（ADM）组成环形网实现自愈的一种保护方式。

1.分类

按结构分类：

通道倒换环和复用段倒换环。

按光纤的数量分类：

有二纤环和四纤环

按接收和发送信号的传输方向分类：

单向环和双向环

2.工作原理

二纤单向通道保护环

采用两根光纤，一根用于传送业务信号，称W1光纤，另一根用于保护，称P1光纤。

基本原理采用1+1的保护方式（首端桥接，末端倒换）

二纤双向通道保护环

二纤双向通道保护环仍采用两根光纤，并可分为1+1和1：

1两种方式

其中的1+1方式与单向通道保护环基本相同（并发优收），只是返回信号沿相反方向（双向）而已。

二纤双向通道保护环1：

1方式只在主光纤上传送信号，在保护通道中可传送额外业务，只有当出现故障时，才从工作通道转向保护通道。

四纤双向复用段共享保护环

四纤双向复用段共享保护环在每个区段（节点间）采用两根工作光纤和两根保护光纤

在每一节点上都有相应的倒换开关作为保护倒换之用

这种结构的最大业务容量可达单个ADM容量K倍（K为节点数），即K×STM-N。

二纤双向复用段共享保护环

二纤双向复用段保护环采用了时隙交换（TSI）技术。

在一根光纤中同时载有工作通路W1和保护通路P2

在另一根光纤中同时载有工作通路W2和保护通路P1。

四．SDH网的物理拓扑

1．线形结构：

将所有站点串联，首末两点开放⏹所有点应具有连接功能。

中间各点应使用（ADM）分插复用设备，首末两端使用（TM）终端复用设备。

2.星形结构：

当网络中的所有点有一个特殊的点，其余各点之间的通信连接都通过该特殊点来完成，而并不直接相连。

该特殊点应具有连接和路由调度功能。

3.树形结构：

将通信网络的末端点连接至几个特殊点可构成树形拓扑结构。

适合于广播式业务，不适合提供双向通信业务。

在特殊点也存在瓶颈问题和光功率预算限制问题。

4.环形结构

将通信网的所有站点串联起来首尾相连，而且没有任何点开放。

优点是自愈功能，具有很高的网络生存性。

5.网孔形结构：

当通信网的许多点直接互连时就形成网孔形拓朴。

优点是不存在瓶颈问题和失效问题，两个点间有多种路由可选

缺点是结构复杂，成本高。

第五章光纤接入网

一．概述

光纤接入网（OAN）（OpticalAccessNetwork）：

局端与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。

二．OAN示意图

在交换局交换和用户接收的都为电信号

交换局：

电/光（E/O）

用户端：

光/电（O/E）

三．光纤接入网的分类

有源光网络（）：

局端设备（CE）和远端设备（RE）通过有源光传输设备相连，传输技术采用的SDH和PDH技术。

拓扑结构：

星形，环形

无源光网络（PON）：

一种纯介质网络，光配线网（ODN）全部由光分路器等无源器件组成，不包括任何有源节点。

拓扑结构：

树形

四．光接入网的应用类型

1.光纤到路边（FTTC）（FibertotheCurb）

位置：

ONU设置在路边

线路：

仍用双绞线或铜轴电缆

结构：

点对多点

业务：

电话，数据，图像

用户数量：

128户，逐步向8~32户降低

1.光纤到路边（FTTC）

光纤到远端（FTTR）：

将ONU的位置放置在远端（RT）处

用户数量：

大于256户

2.光纤到楼（FTTB）（FibertotheBuilding）

位置：

将ONU直接放到大楼内

线路：

双绞线

结构：

点对多点

业务：

电话、高速数据、电子商务、远程教育、远程医疗等宽带业务

用户：

高密度用户区

3.光纤到户（FTTH）和光纤到办公室（FTTO）

位置：

将ONU移到用户家里或企事业用户

线路：

全部光缆

业务：

提供宽带交互式业务

结构：

点对点或环形结构

五．光纤接入网的业务类型

窄带业务：

POTS、租用线、分组数据、BRI和PRI，N64Kbit/s，2Mbit/s。

宽带业务：

图像业务，、交换式双向业务，电视节目等。

六．光接入网的应用类型的选择1.用户型：

FTTO大企事业用户

FTTC住宅用户

FTTB公寓大楼用户

FTTH住户专用

六．光接入网的应用类型的选择2.成本：

FTTH价格最贵。

FTTC和FTTB最经济

FTTO结构最适合大企事业单位

六．光接入网的应用类型的选择3.与本地交换综合：

一个ONU应能为256个用户服务才比较经济。

SDH环形局可以将FTTC/FTTB和FTTH接入网连成一体。

七．光接入网的主要发展趋势

宽带化：

电视

混合组网：

与VDSL，与HFC，与无线接入以及与SDH的结合。

第二节光纤接入网的拓扑结构

一.单星形结构

优点：

相互独立，互不干扰，容易增加新业务。

缺点：

不能共享，成本高。

适用于大单位的用户

ONU：

光网络单元OLT：

光线路终端SP：

分支器

SW：

交换机

二.多星形（树形）结构

优点：

用户可以共享，成本低。

缺点：

限制连接的数量和传输的距离。

适合于窄带双向业务和单向广播式业务。

三.总线结构（链形结构）

优点：

共享，成本低，

缺点：

离越远，接收信号越弱。

用于沿公路状分布的用户以及广播型的业务。

四.环形结构

优点：

自愈能力，可靠性最好

缺点：

为每一个用户提供新业务较困难。

第三节OAN的功能结构

光接入网（OAN）的参考配置

ONU光网络单元

OLT光线路终端

ODN光配线网络

AF适配器

操作管理维护功能

二．ONU（OpticalDistributionNetwork）光网络单元

作用：

提供通往ODN的光接口，用于实现OAN的用户接口。

功能：

光/电和电/光，数/模和模/数

位置：

用户住宅，也可在DP处甚至FP

三．OLT（OpticalLineTermincal）光线路终端

作用：

提供网络侧与本地交换机之间的接口

位置：

本地交换机接口处，也可在远端

四．ODN光配线网络

作用：

完成光信号功率分配

组成：

由无源光元件组成的无源光分配网

配置：

点到多点，呈树形-分支结构

五．AF适配器

功能：

提供适配功能

位置：

可包含在ONU内，也可完全独立

六．操作管理维护功能

OAN特有的OAM功能：

设备、传输、光和业务子系统

OAM功能类别：

配置、性能、故障、安全及计费管理

可通过Q3接口与TMN相连

第四章无线接入技术

第一节基本概念

定义：

从交换机到用户终端全部或部分采用无线传输方式和设备。

特点：

安装便捷、使用灵活、建设投资少、维护费用低、安全性好。

其传输速率和容纳的用户量不如有线接入方式

应用：

石油工业、医护管理、工厂车间、库存控制、展览和会议、旅游服务、移动办公

一.无线接入系统的组成

由四个基本模块组成：

用户台（SS），基站（BS）、基站控制器（BSC），网络管理系统（NMS）

1.用户台用户随身携带或固定在某一地方的无线收发信机

主要功能

组成

用户终端类型

（1）主要功能

与基站进行双向的无线交换信息

（3）用户终端类型

单用户终端：

支持一个用户

多用户终端：

支持多个用户，多个用户共同承担费用，可降低成本

固定式

移动式

便携式

2．基站基站是位于中心位置的一个多路收发机，可设置在室内也可设置在室外。

（1）覆盖范围：

几百米到几十公里

小区：

对全向天线

扇区：

对方向性天线

（2）功能：

无线信道管理

码型转换

加密

（3）组成

接口单元提供到控制器的接口

数字信号处理单元：

完成信号的中频调制、解调，编、解码，扩频和解扩频等

无线收发信机：

混频、高放、功放、功率控制

中央控制单元：

信令处理、系统控制

定时频率单元：

为系统提供定时频率参考信号

公共设备单元：

电源系统，外接UPS电源

（4）性能

防雷：

基站设备应具有防雷设施

天馈线：

可根据应用和地形，分为无方向性天线和定向型天线

天线增益：

应优先采用高增益天线

3.基站控制器控制整个无线本地环路系统的运行

安装位置：

在交换机房或交换机内

与其它实体的接口：

控制器有至基站的接口，至操作维护中心的接口和至本地交换机的接口

接地

3.基站控制器

功能：

一个基站控制器可控制多个基站

决定各用户的电路分配

监控系统的性能

提供并控制无线接入系统与外部网络的接口

其他功能：

越区切换，定位等

三.基站控制器

线路接口：

提供基站与控制器之间的接续和路由

交换矩阵：

完成基站和交换机之间的话路连接

信令处理器：

完成系统的呼叫处理功能

网络接口：

固定无线接入与PSTN（或ISDN）之间的接口

系统控制处理器：

通信规程处理和数据维护管理

系统时钟产生电路：

完成时钟摘取和同步等功能

4．网管中心

所有信息的存储和管理

功能：

配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和计费管理

二.网络的拓扑结构

有中心拓扑：

要求有一个站点担当中心站，所有站点间的访问均通过中心站来控制用户多时，服务质量可控，网络结构抗毁性较差

无中心拓扑：

网络中任意两个站点都可以直接通信组网简单，费用低，网络稳定，用户多时，服务质量下降

三.无线接入信道的频谱分配

窄带无线接入：

语音或传真等低速率业务，工作频段470MHz（模拟调频技术，用户少），800/900MHz，1.9GHz（蜂窝通信技术，高业务量）

中宽带无线接入：

传输速率在64Kbps与2Mbps之间，工作频段3.5GHz

宽带无线接入：

LMDS（本地多点分布系统）工作频段10~40GHz，最高速率为155Mbit/s

ISM频段无线接入：

ISM（工业、科学、医疗）专业共用频段，工作频段2.4GHz

第三节多址接入技术

一.基本概念

多址接入技术：

为用户提供用户之间的双向通信

多址接入系统的优点：

系统允许同一个信道同时传输多个的信息。

按照先到先服务的原则，一有呼叫请求，就分配电路

多址系统设计的问题：

多路复用、信道分配

二.多址接入技术

1.FDMA（频分多址）

将通信系统的总频段划成为若干个等间隔的频道（或称信道），将频道再分配给不同的用户使用

2.TDMA（时分多址）

将无线频道按时间分成大量单个的时隙通路，每个时隙通路可以携带一个语音电路，在规定的时隙内收发信息。

一个载频下复用的通路数为2~30个以上。

2.TDMA（时分多址）

现在正将TDMA和FDMA混合，使通信链路充分利用时域和频域应用的特点，即所谓TDMA/FDD系统，有时简称TDMA方式

优点：

传输带宽较宽

传输额外开销较大

成本低

软件量大

便于灵活地提供新业务

3.CDMA（码分多址）

在发送端用互不相同的，相互正交或准正交的地址码来调制所发送的信号

在接收端利用地址码的正交性或准正交性，通过相关检测从混合信号中选出相应的信号。

3.CDMA（码分多址）

优点：

CDMA系统比FDMA的容量达20倍，比TDMA系统达4倍

CDMA设备抗干扰性较强

第四节无线接入技术的三种应用情况

无线接入网：

从交换机到用户终端全部或部分采用无线传输方式和设备。

一．无线传输技术只应用在引入线段

无线基站代替分线盒的位置

低功率、辐射距离短、覆盖区为微微小区，覆盖范围为几百米，

用于农村、人口稀疏。

二．无线传输技术应用到引入线段和分配线段

无线基站设置在传统交接箱的位置

中功率发射系统、中等范围的通信、覆盖区为微小区，覆盖范围为几公里

用于新居民区、小区，近郊、大的机关、厂矿、水库

三．无线传输技术应用到全部用户本地线路

单个的无线系统代替交换区内的多个配线系统，实现整个无线覆盖区的接入

高天线和大功率的无线基站，覆盖区大，相当于宏区

用于郊区、山区、农村

第五节本地多点分布业务系统

LMDS（LocalMultipointDistributionServices）是一种宽带无线点对多点接入技术

本地：

单个基站所能覆盖的范围

多点：

信号由基站到用户端是以点对多点广播方式传送

分配：

基站将发出的信号分别分配至各个用户

业务：

指系统运营者与用户之间的业务提供与使用关系

一．基本概念

工作频段：

24~40GHz

点对多点的微波传输

无线收发方式：

频分双工（FDD）

调制方式：

相移键控和正交幅度调制QAM

提供双向的语音、数据、视频、图像业务

实现从64kbit/s到2Mbit/s，甚至高达155Mbit/s的用户接入速率

被称为无线光纤”技术

组成：

基站、用户端设备以及网管系统

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