SDH原理第四章.docx

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SDH原理第四章

第4章SDH设备的逻辑组成

P目标：

了解SDH传输网的常见网元类型和基本功能。

掌握组成SDH设备的基本逻辑功能块的功能，及其监测的相应告警和性能事件。

掌握辅助功能块的功能。

了解复合功能块的功能。

掌握各功能块提供的相应告警维护信号，及其相应告警流程图。

4.1SDH网络的常见网元

SDH传输网是由不同类型的网元通过光缆线路的连接组成的，通过不同的网元完成SDH网的传送功能：

上/下业务、交叉连接业务、网络故障自愈等。

下面我们讲述SDH网中常见网元的特点和基本功能。

●TM——终端复用器

终端复用器用在网络的终端站点上，例如一条链的两个端点上，它是一个双端口器件，如图4-1所示。

图4-1TM模型

它的作用是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。

请注意它的线路端口输入/输出一路STM-N信号，而支路端口却可以输出/输入多路低速支路信号。

在将低速支路信号复用进STM-N帧（将低速信号复用到线路）上时，有一个交叉的功能，例如：

可将支路的一个STM-1信号复用进线路上的STM-16信号中的任意位置上，也就是指复用在1~16个STM-1的任一个位置上。

将支路的2Mbit/s信号可复用到一个STM-1中63个VC12的任一个位置上去。

对于华为设备，TM的线路端口（光口）一般以西向端口默认表示的。

●ADM——分/插复用器

分/插复用器用于SDH传输网络的转接站点处，例如链的中间结点或环上结点，是SDH网上使用最多、最重要的一种网元，它是一个三端口的器件，如图4-2所示。

图4-2ADM模型

ADM有两个线路端口和一个支路端口。

两个线路端口各接一侧的光缆（每侧收/发共两根光纤），为了描述方便我们将其分为西（W）向、东向（E）两个线路端口。

ADM的作用是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，例如将东向STM-16中的3#STM-1与西向STM-16中的15#STM-1相连接。

ADM是SDH最重要的一种网元，通过它可等效成其它网元，即能完成其它网元的功能，例如：

一个ADM可等效成两个TM。

●REG——再生中继器

光传输网的再生中继器有两种，一种是纯光的再生中继器，主要进行光功率放大以延长光传输距离；另一种是用于脉冲再生整形的电再生中继器，主要通过光/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。

此处讲的是后一种再生中继器，REG是双端口器件，只有两个线路端口——W、E。

如图4-3所示：

图4-3电再生中继器

它的作用是将w/e侧的光信号经O/E、抽样、判决、再生整形、E/O在e或w侧发出。

注意到没有，REG与ADM相比仅少了支路端口，所以ADM若本地不上/下话路（支路不上/下信号）时完全可以等效一个REG。

真正的REG只需处理STM-N帧中的RSOH，且不需要交叉连接功能（w—e直通即可），而ADM和TM因为要完成将低速支路信号分/插到STM-N中，所以不仅要处理RSOH，而且还要处理MSOH；另外ADM和TM都具有交叉复用能力（有交叉连接功能），因此用ADM来等效REG有点大材小用了。

●DXC——数字交叉连接设备

数字交叉连接设备完成的主要是STM-N信号的交叉连接功能，它是一个多端口器件，它实际上相当于一个交叉矩阵，完成各个信号间的交叉连接，如图4-4所示。

图4-4DXC功能图

DXC可将输入的m路STM-N信号交叉连接到输出的n路STM-N信号上，上图表示有m条入光纤和n条出光纤。

DXC的核心是交叉连接，功能强的DXC能完成高速（例STM-16）信号在交叉矩阵内的低级别交叉（例如VC12级别的交叉）。

通常用DXCm/n来表示一个DXC的类型和性能（注m≥n），m表示可接入DXC的最高速率等级，n表示在交叉矩阵中能够进行交叉连接的最低速率级别。

m越大表示DXC的承载容量越大；n越小表示DXC的交叉灵活性越大。

m和n的相应数值的含义见表4-1：

表4-1m、n数值与速率对应表

m或n

0

1

2

3

4

5

6

速率

64kbit/s

2Mbit/s

8Mbit/s

34Mbit/s

140Mbit/s155Mbit/s

622Mbit/s

2.5Gbit/s

4.2SDH设备的逻辑功能块

我们知道SDH体制要求不同厂家的产品实现横向兼容，这就必然会要求设备的实现要按照标准的规范，而不同厂家的设备千差万别，那么怎样才能实现设备的标准化，以达到互连的要求呢？

ITU-T采用功能参考模型的方法对SDH设备进行规范，它将设备所应完成的功能分解为各种基本的标准功能块，功能块的实现与设备的物理实现无关（以哪种方法实现不受限制），不同的设备由这些基本的功能块灵活组合而成，以完成设备不同的功能。

通过基本功能块的标准化，来规范了设备的标准化，同时也使规范具有普遍性，叙述清晰简单。

下面我们以一个TM设备的典型功能块组成，来讲述各个基本功能块的作用，应该特别注意的是掌握每个功能块所监测的告警、性能事件，及其检测机理。

如图4-5所示。

图4-1SDH设备的逻辑功能构成

为了更好地理解上图，对图中出现的功能块名称说明如下：

SPI：

SDH物理接口TTF：

传送终端功能

RST：

再生段终端HOI：

高阶接口

MST：

复用段终端LOI：

低阶接口

MSP：

复用段保护HOA：

高阶组装器

MSA：

复用段适配HPC：

高阶通道连接

PPI：

PDH物理接口OHA：

开销接入功能

LPA：

低阶通道适配SEMF：

同步设备管理功能

LPT：

低阶通道终端MCF：

消息通信功能

LPC：

低阶通道连接SETS：

同步设备时钟源

HPA：

高阶通道适配SETPI：

同步设备定时物理接口

HPT：

高阶通道终端

图4-5为一个TM的功能块组成图，其信号流程是线路上的STM-N信号从设备的A参考点进入设备依次经过A→B→C→D→E→F→G→L→M拆分成140Mbit/s的PDH信号；经过A→B→C→D→E→F→G→H→I→J→K拆分成2Mbit/s或34Mbit/s的PDH信号（这里以2Mbit/s信号为例），在这里将其定义为设备的收方向。

相应的发方向就是沿这两条路径的反方向将140Mbit/s和2Mbit/s、34Mbit/s的PDH信号复用到线路上的STM-N信号帧中。

设备的这些功能是由各个基本功能块共同完成的。

●SPI：

SDH物理接口功能块

SPI是设备和光路的接口，主要完成光/电变换、电/光变换，提取线路定时，以及相应告警的检测。

（1）信号流从A到B——收方向

光/电转换，同时提取线路定时信号并将其传给SETS（同步设备定时源功能块）锁相，锁定频率后由SETS再将定时信号传给其它功能块，以此作为它们工作的定时时钟。

当A点的STM-N信号失效（例如：

无光或光功率过低，传输性能劣化使BER劣于10-3），SPI产生R-LOS告警（接收信号丢失），并将R-LOS状态告知SEMF（同步设备管理功能块）。

（2）信号流从B到A——发方向

电/光变换，同时，定时信息附着在线路信号中。

●RST：

再生段终端功能块

RST是RSOH开销的源和宿，也就是说RST功能块在构成SDH帧信号的过程中产生RSOH（发方向），并在相反方向（收方向）处理（终结）RSOH。

（3）收方向——信号流B到C

STM-N的电信号及定时信号或R-LOS告警信号（如果有的话）由B点送至RST，若RST收到的是R-LOS告警信号，即在C点处插入全“1”（AIS）信号。

若在B点收的是正常信号流，那么RST开始搜寻A1和A2字节进行定帧，帧定位就是不断检测帧信号是否与帧头位置相吻合。

若连续5帧以上无法正确定位帧头，设备进入帧失步状态，RST功能块上报接收信号帧失步告警R-OOF。

在帧失步时，若连续两帧正确定帧则退出R-OOF状态。

R-OOF持续了3ms以上设备进入帧丢失状态，RST上报R-LOF（帧丢失）告警，并使C点处出现全“1”信号。

RST对B点输入的信号进行了正确帧定位后，RST对STM-N帧中除RSOH第一行字节外的所有字节进行解扰，解扰后提取RSOH并进行处理。

RST校验B1字节，若检测出有误码块，则本端产生RS-BBE；RST同时将E1、F1字节提取出传给OHA（开销接入功能块）处理公务联络电话；将D1—D3提取传给SEMF，处理D1—D3上的再生段OAM命令信息。

（4）发方向——信号流从C到B

RST写RSOH，计算B1字节，并对除RSOH第一行字节外的所有字节进行扰码。

设备在A点、B点、C点处的信号帧结构如图4-6：

图4-2A、B、C点处的信号帧结构图

●MST：

复用段终端功能块

MST是复用段开销的源和宿，在接收方向处理（终结）MSOH，在发方向产生MSOH。

（5）收方向——信号流从C到D

MST提取K1、K2字节中的APS（自动保护倒换）协议送至SEMF，以便SEMF在适当的时候（例如故障时）进行复用段倒换。

若C点收到的K2字节的b6—b8连续3帧为111，则表示从C点输入的信号为全“1”信号，MST功能块产生MS-AIS（复用段告警指示）告警信号。

&诀窍：

MS-AIS的告警是指在C点的信号为全“1”。

它是由R-LOS，R-LOF引发的，因为当RST收到R-LOS、R-LOF时，会使C点的信号为全“1”，那么此时K2的b6—b8当然是“111”了。

另外，本端的MS-AIS告警还可能是因为对端发过来的信号本身就是MS-AIS，即发过来的STM-N帧是由有效RSOH和其余部分为全“1”信号组成的。

若在C点的信号中K2为110，则判断为这是对端设备回送回来的对告信号：

MS-RDI（复用段远端失效指示），表示对端设备在接收信号时出现MS-AIS、B2误码过大等劣化告警。

MST功能块校验B2字节，检测复用段信号的传输误码块，若有误块检测出，则本端设备在MS-BBE性能事件中显示误块数，向对端发对告信息MS-REI，由M1字节回告对方接收端收到的误块数。

若检测到MS-AIS或B2检测的误码块数超越门限（此时MST上报一个B2误码越限告警MS-EXC），则在点D处使信号出现全“1”。

另外，MST将同步状态信息S1（b5—b8）恢复，将所得的同步质量等级信息传给SEMF。

同时MST将D4—D12字节提取传给SEMF，供其处理复用段OAM信息；将E2提取出来传给OHA，供其处理复用段公务联络信息。

（6）发方向——信号流从D到C

MST写入MSOH：

从OHA来的E2；从SEMF来的D4—D12；从MSP来的K1、K2写入相应B2字节、S1字节、M1等字节。

若MST在收方向检测到MS-AIS或MS-EXC（B2），那么在发方向上将K2字节b6—b8设为110。

D点处的信号帧结构如图4-7所示。

图4-3D点处的信号帧结构图

&诀窍：

再生段和复用段的名字听得多了，但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）。

再生段只处理STM-N帧的RSOH，复用段处理STM-N帧的RSOH和MSOH。

●MSP：

（复用段保护功能块）

MSP用以在复用段内保护STM-N信号，防止随路故障，它通过对STM-N信号的监测、系统状态评价，将故障信道的信号切换到保护信道上去（复用段倒换）。

ITU-T规定保护倒换的时间控制在50ms以内。

复用段倒换的故障条件是R