37SDH传输系统原理及9号线ALCATELSDH传输系统简述.docx

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37SDH传输系统原理及9号线ALCATELSDH传输系统简述

SDH传输系统原理及9号线ALCATEL—SDH传输系统简述

摘要：

SDH系统的简称是同步数字传输系统，它是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体，并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。

目前9号线一期二期均是使用1660SM设备，一期最大的传输速率为2.5G（STM-16）二期的最大传输速率为10G（STM-64）的2FMS-SPRING的环形组结构。

关键词：

同步数字传输系统1660SM设备介绍业务通道的建立

目录

1.SDH的含义.................................................1

2.信息结构等级以及结构速率....................................1

3.帧结构......................................................1

3.1段开销（SOH）区域.......................................2

3.2信息净负荷（Payload）区域...............................2

3.3管理单元指针（AUPTR）区域..............................3

4.SDH复用映射结构和复用映射过程..............................3

5.九号线SDH简述以及运用......................................4

5.11660SM设备介绍.........................................5

5.2SDH中的常见告警........................................6

5.3SDH业务通道建立........................................7

6.参考文献...................................................19

当今大容量的城市轨道交通（地铁，轻轨等）在亦然成为我国大中城市交通发张的主要方向，在轨道交通中，地铁通信系统亦是不容忽视的一个重要系统这一。

城市交通线路中的各个站点，分散布置于城市中个区域，每个站点都不是一个独立的信息、业务的区域，各站点与控制中心之间，以及各个站点之间需要通信系统为其搭建一个同意的信息沟通平台，实现信息的交互。

因此，必须构建通信传输网，以满足城轨各系统、个区域的信息、业务的传输要求。

目前上海地铁交通领域大多采用的传输制度是SDH传输系统制度。

1.什么叫SDH？

SDH系统的简称是同步数字传输系统，它是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体，并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。

它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的主流，也是全球传输领域应用最广泛、技术最成熟、性价比最高的一种制式。

在数字通信分类法中，按时钟源同步方式分，SDH为同步方式。

SDH网是有一些SDH网元（NE）组成，在光钎上进行同步信息传输、复用、分插、和交叉连接的网络。

它有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N，并具有一种块状帧结构。

2.信息结构等级以及结构速率

SDH采用的信息结构等级成为同步传送模块STM-M，最基本的模块有分别为STM-1,4个STM-1同步复用构成STM-4,16个STM-1或者4个STM-4同步复用构成STM-16。

SDH信号的速率等级表示为STM-N，其中N是正整数。

目前SDH只能支持一定的N值，即N只能为1，4，16和64，其中最基本、也是最重要的模块信号是STM-1，其速率是155.520Mbit/s，更高等级的STM-N信号是将基本模块信号STM-1经过字节间插后得出，STM-4等级的速率为622.080Mbit/s，STM-16等级的速率为2488.320Mbit/s，STM-64等级的速率为9953.280Mbit/s。

3.帧结构

SDH采用帧结构来承载信息，每帧由一个9行、270列组成的矩阵结构，含9*270个字节。

每个字节长为8比特，每帧持续时间TF=1251LS，帧频tF=8kHz,则可求得比特速率fb*270*8*800=155.52Mbit/s.除了第4行外，每帧的前9列分配给开销比特，第4行用于放置AU-4指针。

第10列为VC-4POH，第11列-270列为净负荷区，用于放置VC-4中的数据。

它又分为段开销（SOH）,管理单元指针（AUPTR），通道开销（POH）和净负荷区四个装有不同用途信息比特的区域。

除了净负荷区用于PDH信息或其它数字信源外，其他区域用来支持系统的管理和维护功能。

STM-N信号的帧结构组成由9行，270*N列组成。

每幀长度为9*270*N字节。

每帧持续时间为TF=125LLS，帧频fF=8kHz，则可求得STM-N比特速率fb=9*270*8*N*8000Mbit/s.

STM-1的段开销传输速率为：

8*9*8*1*8000Mbit/s=4.608Mbit/s。

从图中看出，STM-N的帧结构由三部分组成：

段开销（包括再生段开销RSOH、复用段开销MSOH），信息净负荷（Payload），和管理单元指针（AU-PTR）。

3.1段开销（SOH）区域

段开销是指STM-N帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传送所必需的附加字节，主要用于网络的运行、管理和维护。

SDH帧中的第1至第9×N列中，第1至第3行和第5行至第9行分配给段开销。

段开销还可以进一步划分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。

第1行至第3行分给RSOH，而第5行至第9行分给MSOH。

RSOH既可在再生器接入，又可在终端设备接入，而MSOH将透明地通过再生器，只能在终端设备处终结。

3.2信息净负荷（Payload）区域

信息净负荷区域是SDH帧结构中用于存放各种业务信息的地方。

横向第10×N列至第270×N列，纵向第1至第9行都属于信息净负荷区域，在这里面还含有通道开销字节（POH），也作为净负荷的一部分并与之一齐在网络中传送，主要用于通道性能的监视、管理和控制。

3.3管理单元指针（AUPTR）区域

AUPTR是一种指示符，主要用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N内的准确位置，以便在接收端正确地进行信息分解。

它位于STM-N帧结构中1至第9×N列中的第四行。

采用指针方式是SDH的重要创新，可使之在准同步环境中完成复用同步和STM-N信号的帧定位。

4.SDH复用映射结构和复用映射过程

ITU-T规定了一套完整的复用结构可将PDH的3个系列的数字信号以多种方法复用成STM-N信号。

我国为了使每种净负荷只有一条复用映射途径，规定了一个较为简单的复用映射结构，如图：

各种信号装入SDH帧结构的净负荷区都需经过映射、定位校准和复用三个步骤。

映射相当于一个对信号打包的过程，它使不同的支路信号和相应的n阶虚容器（VC-n）同步。

定位校准即加入调整指针，用来校正支路信号频差和实现相位对准。

复用即字节间插复用，用于将多个低阶通道层信号适配进高阶通道或将多个高阶通道层信号适配进复用段层。

首先，各种速率等级的数字流先进入相应的接口容器C，这些容器C是一种用来装载各种速率业务信号的信息结构，主要完成适配功能（例如速率调整），让那些最常使用的准同步数字体系信号能进入有限数目的标准容器，完成象速率调整这样的适配功能。

例如对于各路来的2M信号，由于各路的时钟精度不同，所以有的可能是2.0481Mbit/s，有的可能是2.0482Mbit/s，都将在C里做容差调整，适配成速率一致的标准信号。

目前有5种标准容器：

C-11，C-12，C-2，C-3和C-4。

我国定义C-12对应速率是2.048Mbit/s，C-3对应速率是34.368Mbit/s，C-4对应速率是139.264Mbit/s。

由标准容器出来的数字流加上通道开销POH后就构成了虚容器（VC），这一过程就是映射。

VC是SDH中最重要的一种信息结构，主要支持通道层连接。

VC的包封速率是与网络同步的，因而不同VC的包封是互相同步的，而包封内部却允许装载各种不同容量的准同步支路信号。

除在VC的组合点和分解点（即PDH网和SDH网的边界处）外，VC在SDH中传输时总是保持完整不变的，所以VC可作为一个独立的实体在通道中任一点取出或插入，可以进行同步复用和交叉连接处理，十分灵活和方便。

VC可分为低阶虚容器和高阶虚容器两类，这里，VC-12和VC-3为低阶虚容器，VC-4为高阶虚容器（AU-3中的VC-3为高阶虚容器，若通过TU-3把VC-3复用进VC-4，则VC-3属于低阶虚容器）。

由VC出来的数字流再按规定的路线进入管理单元AU或支路单元TU。

在SDH帧中，VC-n是一个独立的整体，传送过程中不能分割。

因此VC-n到TU-n和VC-n到AU-n的转换是一个速率适配的过程，也就是复用结构中的定位校准过程。

AU是一种为高阶通道层和复用段层提供适配功能的信息结构，它由高阶VC和AU-PTR组成。

其中AU-PTR用来指明高阶VC在STM-N帧内的位置，因而允许高阶VC在STM-N帧内的位置是浮动的，但AU-PTR本身在STM-N帧内位置是固定的。

一个或多个在STM-N帧内占有固定位置的AU组成管理单元组AUG，它由3个AU-3或单个AU-4按字节间插方式组成。

TU是一种为低阶通道层和高阶通道层提供适配功能的信息结构，它由低阶VC和TUPTR组成。

TUPTR用于指明低阶VC在帧结构中的位置。

一个或多个在高阶VC净负荷中占有固定位置的TU组成支路单元组TUG。

最后，在N个AUG的基础上再附加上段开销SOH便形成了最终的STM-N帧结构。

下面以2M支路信号的复用映射过程为例来详细说明。

标称速率为2.048Mbit/s的信号先进入C-12进行适配处理，C-12加上POH映射后构成VC-12，经过定位校准，TU-12中PTR就指明VC-12相对TU-12的相位，3个TU-12经过均匀的字节间插后复用成TUG-2，7个TUG-2同样经字节间插后复用成TUG-3，3个TUG-3再经字节间插并加上高阶POH后构成VC-4净负荷，定位校准后加上PTR组成AU-4，单个AU-4直接置入AUG，最后，N个AUG通过字节间插，附加上SOH就得到了STM-N信号。

5.九号线SDH简述以及运用

9号线使用的是ALCATEL多业务节点（OMSN），它作为SDH网络中的节点使用的设备，它满足ITU-TG.707建议中的规定。

OMSN能兼容已经存在的PDH系统和SDH网络；能被灵活的配制成多线路终端复用器、分插复用器和交叉连接器；通过选择ATM业务交换版，OMSN能拥有ATM交换能力。

OMSN拥有MPLS功能，可以对数据包进行分级、路由和集合；OMSN能够传送以太网信号，满足LAN之间的连接还能至此粗波分复用功能。

目前9号线一期二期均是使用1660SM设备，一期最大的传输速率为2.5G（STM-16）二期的最大传输速率为10G（STM-64）的2FMS-SPRING的环形组结构。

5.11660SM设备介绍

5.1.1EQUICO板提供设备控制功能：

通过板上的F接口与本地的终端通信；通过CONGI板上的Q3接口或STM-N端口上的DCC通道与操作系统通信；通过STM-N端口上的DCC通道与远端的终端通信。

5.1.2MATRIX功能：

连接各业务板；设备同步处理；支架控制性能；监控收集远端信息；提供槽位23为主用，槽位40为备用。

5.1.3SYNTH俗称光板卡：

一期OCC的SDH在25，26，28，29四个槽位上分别用了两个STM-16的增强业务板，二期OCC以及各车站的SDH在25，26槽位上使用一个STM-16的增强业务办，每块2个槽位各提供一路STM-16信号接入，STM-16光模块插在前面板上的槽位。

5.1.4CONGI板：

在10，12分别装有2块CONGI板，即CONGI-A和CONGI-B；他们不是简单的主备用关系，每块板都有一部分功能，两块板一起提供完整功能；如果CONGI-A使用，所有的接口都可以使用；如果CONGI作为CONGI-B使用，只有电源接口和环境监控和外部告警可以使用，这是设备可以接入2组环境监控和外部告警；CONGI-A中保存网元的MAC地址，CONGI-B中没有MAC地址。

5.1.5SERVICE板：

在11槽位装有一块SERVICE板，它提供了辅助通道管理；时钟输入/输出接口；公务管理，允许3种呼叫：

双方通话，三方通话，群呼；为了实现公务，面板上有一个电话插座。

5.1.6P63E1业务板以及A21E1接入板:

一期两期OCC1660SM上有两块P63E1板；P63E1板有63个双向的E1信号接口，每块P63E1对应接入3块A21E1接入板；

A21E1通过背板连线提供21路双向PDH信号接入到业务板去，每车站各有1块A21E1板。

5.1.7以太网业务板：

9号线分别使用ISA-ES4和ES16两种业务板。

分别为个系统提供传输接入业务。

5.2SDH中的常见告警

LOS（lossofsignal）信号丢失，一般出现此类告警是因为本地的信号丢失。

AIS（alarmindicationsignal）告警指示信号，AIS相应的信号全为“1”，当信号包含有缺陷的情况时，用全“1”的AIS代替普通的SDH信号。

告警信息查询：

选择网元，鼠标右键选择ShowNEAlarms,出现告警一栏的对话框:

5.3SDH业务通道建立

5.3.1查看中心以太网台帐，找出还未启用的端口（控制中心至宜山路业务通道为例）

5.3.2中心网管观察以太网板卡的内部通道

中心网元Showequipment，configuration里选择ISAportconfiguration，如下图所示

5.3.3以太网建立业务端口

选择board#37ES4-8FE在SelectedRem中选择3号端口，Signal中选择VC12XV，Concat.Level中选择1，点击CreateChange提交操作，如下图所示

5.3.4开启保护

1、点击LCAS.Cfg如下图所示

2、点击Enable,如下图所示

3、等待黄色的Disabled变成绿色的Enabled后Apply提交操作

5.3.5、激活物理端口

1、选择CtrlPathAct.如下图所示

2、在TPstobeActive里选择1再Apply提交操作

（同理，建立4号端口）

5.3.6建立交叉连接

1、在中心网元Showequipment的界面下，双击r01sr1board#25,再右键选择NavigatetoTransmissionView,如下图所示

2、找到光板与以太网板需要打通的通道：

3-7-2，右击，选择CreateCrossConnections,如下图所示

3、点击Choose选择交叉连接的另一端口

4、选择ES4-8FE-37，Search后，点击ShowCCState，再选择（ISA板上前面做过保护的4号端口）r01sr1sl37/port#04OK提交

（同理在r01sr1board#28光板上建立交叉连接）

5.3.7激活端口

1、将ETHRemPort1003#和ETHLocport22#的ETS转化成ETB，如下图所示

2、右击ETHRemPort1003#选择configureEthernetPort如下图所示

3、将UnderlyingLayer的sdh改为vconcOK提交

4、将Admin.status中的DOWN改为UPOK提交（同理，ETHRemPort1004#也这样操作）

5、右击ETHLocport22#选择configureEthernetPort如下图所示

6、将Admin.status中的DOWN改为UPOK提交

7、右击Bridge选择VLANRegistration如下图所示

8、在VID中输入99点击

如下图所示

9、选中ETHLocport22#、ETHRemPort1003#、ETHRemPort1004#将其添加到EgressPorts中，OK提交操作，如下图所示

10、右击ETHRemPort1003#选择ConfigureVirtualBridgePort,如下图所示

11、点击

如下图所示

12将ForcePortState中的dynamic改成fowardingOK提交

5.3.8查看端口状态

点击

如下图所示

5.3.9车站做串通

1、右击宜山路网元showequipment双击28#槽位光板，再右击，选择NavigatetoTransmissionView,如下图所示

2、找到前面光路和以太网所打通的3-7-2，右击，选择CreatCrossConnections,如下图所示

3、复制input的地址：

r01sr1sl23/port#07-#-3-7-2-Tu12,如下图所示

4、退到宜山路ShowEquipment,双击25#槽位光板，同理，找到前面光路和以太网所打通的3-7-2，右击，选择CreatCrossConnections,在output粘贴前面复制的input的地址：

r01sr1sl23/port#07-#-3-7-2-Tu12，如下图所示

5、点击OK，提交操作

参考文献：

1.关令波.SDH培训:

中兴通讯,2005-1-8

2.叶华平.《城市轨道交通概论》:

北京中国铁道出版社,2009

3.Alcatel.lucent.SDH原理:

上海贝尔,2007