SDH应用解析.docx

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SDH应用解析

目录

摘要：

2

一、SONET/SDH发展背景2

二、SONET与SDH关系3

三、SONET与SDH区别3

四、SDH发展4

五、SDH概述5

1.SDH的定义5

2.SDH的优点5

3.SDH的基本传输原理6

3.2网络节点接口（NNI）7

3.3SDH帧结构8

3.4段开销（SOH）9

3.5信息净负荷9

3.6管理单元指针9

4.7SDH的复用包括两种情况9

4.开销和指针10

六、SDH应用11

1.SDH设备的逻辑组成11

2.SDH网络结构和网络保护机理15

3.SDH设备16

3.1终端复用器（TM）16

3.2分插复用器（ADM）17

3.3再生中继器（REG）18

3.4数字交叉连接设备（DXC）19

七、SDH光传输网的传输19

1.SDH光传输网的传输媒质19

2.定时与同步21

3.传输性能22

八、SDH应用领域（22

1.SDH微波通信的定义23

2.SDH微波通信系统的组成23

3.SDH微波技术有下述几个关键技术：

25

3.1编码调制技术25

3.2交叉极化干扰抵消以（XPIC）技术25

3.3自适应频域和时域均衡技术26

3.4高线性功率放大器和自动发射功率控制26

4.SDH微波在SDH电信网中的应用26

九、设计项目27

1.组网规划27

2.数据规划28

3.实验步骤及记录28

3.1启动网管28

3.2创建网元28

3.3安装单板29

3.4连接网元29

3.5业务配置（时隙配置）29

3.6检查业务配置是否正确30

3.7选择接入网元30

3.8时钟源配置30

3.9公务配置31

3.10通道保护配置31

3.11复用段保护配置32

3.12传输设备开局流程及联机业务配置33

3.13结果验证33

光同步

摘要：

SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步数字系列）光端机容量较大，一般16E1到4032E1。

SDH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，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONETSynchronous Optical Network同步光纤网）。

国际电话电报咨询委员会（CCITT）（现ITU-T）于1988年接受了SONET概念并重新命名为SDH，使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。

它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商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，尽管SONET和SDH的规范有差别，但两者的基本原理是完全相同的，SONET和SDH的标准也将互相兼容。

所以，有的把光同步数字传输网称为SDH／SONET网。

因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。

一、SONET/SDH发展背景

我们知道当今社会是信息社会，高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，通过通信网传输、交换、处理的信息量将不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化、智能化和个人化方向发展。

传输系统是通信网的重要组成部分，传输系统的好坏直接制约着通信网的发展。

当前世界各国大力发展的信息高速公路，其中一个重点就是组建大容量的传输光纤网络，不断提高传输线路上的信号速率，扩宽传输频带，就好比一条不断扩展的能容纳大量车流的高速公路。

同时用户希望传输网能有世界范围的接口标准，能实现我们这个地球村中的每一个用户能随时随地便捷地通信。

目前传统的由PDH传输体制组建的传输网，由于其复用的方式很明显的不能满足信号大容量传输的要求，另外PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了难度，由此看出在通信网向大容量、标准化发展的今天，PDH的传输体制已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈，制约了传输网向更高的速率发展。

因此SDH应运而生，它不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制，实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，尽管SONET和SDH的规范有差别，但两者的基本原理是完全相同的，SONET和SDH的标准也将互相兼容。

所以，有的把光同步数字传输网称为SDH／SONET网。

因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。

二、SONET与SDH关系

1985年，Bellcore提出SONET（Synchronous Optical Network同步光纤网）标准，美国国家标准协会（ANSI）通过了一系列有关SONET标准。

1989年，国际电报电话咨询委员会CCITT接受SONET概念制定了SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）标准，使之成为不仅适于光纤也适于微波和卫星传输的通用技术体制。

与SONET有细微差别，SDH/SONET定义了一组在光纤上传输光信号的速率和格式，通常统称为光同步数字传输网，是宽带综合业务数字网B-ISDN的基础之一。

SDH/SONET采用TDM技术，是同步系统（由主时钟控制，精度10^-9）。

两者都用于骨干网传输，是对准同步数字系列PDH （Plesiochronous Digital Hierarchy）的一次革命。

三、SONET与SDH区别

从SONET到SDH，其实质和内容和主要规范并没有很大变化，而且随着国际标准化工作的不断进行，两者也越来越趋于一致，因此两者一般统称为（光）同步传输网。

但由于SONET体制由ANSI（美国国家标准协会）主持制订，应用于美国和加拿大等北美地区以及亚洲的部分国家，SDH体制由ITU-T负责制订，应用于欧洲和亚洲部分地区。

两者在部分细节规定上存在一些差别，从而导致两种体制不能完全互通和兼容。

对于SONET体制，ANSI制订了一系列的标准，除此以外，众多通信厂家如LUCENT,CISCO等支持的Telcordia公司（原名Bellcore，前身即贝尔通信研究所）参考ANSI和ITU-T标准，根据实际商用情况制订了一套独立、完整SONET建议。

我们下文所阐述的内容主要基于Telcordia建议，这是因为Telcordia建议比ANSI标准更为具体，实际可操作性强，而且在实际商用SONET产品中得到广泛支持。

SDH和SONET同是同步传输体制，但两者不能完全兼容，我们有必要搞清楚究竟SDH和SONET的差异体现在哪里，这将是本文着重说明的内容。

这里给出一个简要的比较：

1.速率等级不同

SONET的速率等级较多，SDH不支持SONET的STS-1（51.840Mb/s）和STS-24（1244.160Mb/s）。

2.指针安排和处理方法不同

STM-1速率上尽管帧格式一致，但指针安排和处理方法上略有不同，SONET映射路径也和SDH稍有不同。

例如对于1.544Mb/s的T1信号，SONET的映射复用路径是T1->VT1.5->VTG->STS-1,相当于SDH的AU-3的映射方式，不同于SDH产品一般应用的AU-4方式。

3.净荷类型安排上不同

两者在净荷类型安排上也存在不同，SDH不支持SONET的VT3，而SONET也不支持SDH的VC3。

4.定义、用法、规定不同

两者在少数开销字节的定义、用法或规定有所不同，包括J0，J1，J2，N1等。

5.时钟规范

时钟规范目前也不能兼容，具体体现在对网络时钟规范的参数定义不同。

6.网络保护协议的规定差异

在各种网络保护协议的规定上也存在差别；对应于SDH的保护协议，线性MSP保护对应于SONET的LAPS（LineAutomaticProtectionSwitching），双向MSP环对应于SONET的BLSR（BidirectionalLine-SwitchedRing）,SNCP保护对应于SONET的UPSR保护（Dual-fedUnidirectionalPath-SwitchedRing）,但在协议的处理和应用都有一些细微的差别，另外在SONET中，对冗余设备保护的要求作了一般性的规定（在GR253中的提法是circuitpackprotectionswitching，而在实际北美设备中一般称为EPS,EquipmentProtectionSwitching，类似于我们使用的TPS保护）。

7.PDH业务应用范围不同

SONET产品和SDH产品一般应用于相应地区标准的PDH体制。

例如SONET产品一般支持北美地区的数字信号体系的PDH信号，例如DS1（1.5Mb/s）、DS3（45Mb/s）信号（又称为T1、T3等），而SDH设备一般应用于欧洲PDH信号体系，例如E1、E3等。

8.具体应用标准不同

例如SONET的Telcordia标准规定了TL1通信接口，这在SDH中是没有的。

四、SDH发展

SDH技术同传统的PDH技术相比，有下面几个明显的优点：

1、统一的比特率：

在PDH中，世界上存在着欧洲、北美及日本三种体系的速率等级。

而SDH中实现了统一的比特率。

此外还规定了统一的光接口标准，因此为不同厂家设备间互联提供了可能。

2、极强的网管能力：

在SDH帧结构中规定了丰富的网管字节，可提供满足各种要求的能力。

3、自愈保护环：

在SDH设备还可组成带有自愈保护能力的环网形式，这样可有效地防止传输媒介被切断，通信业务全部终止的情况。

4、SDH技术中采用的字节复接技术：

若把SDH技术与PDH技术的主要区别用铁路运输类比一下的话，PDH技术如同散装列车，各种货物（业务）堆在车厢内，若想把某一包特定货物（某一项传输业务）在某一站取下，即需把车上的所有货物先全部卸下，找到你所需要的货物，然后再把剩下的货物及该站新装货物一一堆到车上，运走。

因此，PDH技术在凡是需上下电路的地方都需要配备大量各次群的复接设备。

而SDH技术就好比集装箱列车，各种货物（业务）贴上标签（各种开销：

Overhead）后装入集装箱。

然后小箱子装入大箱子，一级套一级，这样通过各级标签，就可以在高速行驶的列车上准确地将某一包货物取下，而不需将整个列车“翻箱倒柜”（通过标签可准确地知道某一包货物在第几车厢及第几级箱子内），因此，只有在SDH中，才可以实现简单地上下电路。

因此，可以肯定地说，即将实现的信息高速公路将基本上由SDH设备构成，只有同高速公路（SDH）相连的支路、叉路将仍保留部分PDH设备。

据统计目前世界上共有17家电讯厂商掌握SDH技术。

随着中国邮电工业总公司及所属四家工厂与邮电部第五研究所合作研制的ATM-1/STM-4级别的SDH设备的推出，该公司成为了世界上第18家能够提供SDH设备的企业。

SDH是同步数字体系（SynchronousDigitalHierarchy）的缩写，根据ITU-T的建议定义，它为不同速度的数字信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制。

它是一种新的数字传输体制，被称为电信传输体制的一次革命。

我们可将信息高速公路同目前交通上用的高速公路做一个类比：

公路将是SDH传输系统信号，立交桥将是大型ATM交换机，SDH系列中的上下话量复用器（ADM）就是一些小的立交桥或叉路口，而在“SDH高速公路”上跑的“车”，就将是各种电信业务（语音、图像、数据等）。

与以往传统传输技术不同的是，SDH技术就好比集装箱列车，各种货物（业务）贴上标签（各种开销：

Overhead）后装入集装箱。

然后小箱子装入大箱子，一级套一级，这样通过各级标签，就可以在高速行驶的列车上准确地将某一包货物取下，而不需将整个列车“翻箱倒柜”（通过标签可准确地知道某一包货物在第几车厢及第几级箱子内），因此，只有在SDH中，才可以实现简单地上下电路。

SDH技术的诞生有其必然性，随着通信的发展，要求传送的信息不仅是话音，还有文字、数据、图像和视频等。

加之数字通信和计算机技术的发展，在70至80年代，陆续出现了T1（DS1）／E1载波系统（1.544／2.048Mbps）、X.25帧中继、ISDN（综合业务数字网）和FDDI（光纤分布式数据接口）等多种网络技术。

随着信息社会的到来，人们希望现代信息传输网络能快速、经济、有效地提供各种电路和业务，而上述网络技术由于其业务的单调性，扩展的复杂性，带宽的局限性，仅在原有框架内修改或完善已无济于事。

SDH就是在这种背景下发展起来的。

在各种宽带光纤接入网技术中，采用了SDH技术的接入网系统是应用最普遍的。

SDH的诞生解决了由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展,而产生了用户与核心网之间的接入"瓶颈"的问题，同时提高了传输网上大量带宽的利用率。

SDH技术自从90年代引入以来，至今已经是一种成熟、标准的技术，在骨干网中被广泛采用，且价格越来越低，在接入网中应用可以将SDH技术在核心网中的巨大带宽优势和技术优势带入接入网领域，充分利用SDH同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活网络拓扑能力和高可靠性带来好处，在接入网的建设发展中长期受益。

五、SDH概述

1.SDH的定义

SDH是同步数字体系（SynchronousDigitalHierarchy）的缩写，根据ITU-T的建议定义，它为不同速度的数字信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制。

它是一种新的数字传输体制，被称为电信传输体制的一次革命。

我们可将信息高速公路同目前交通上用的高速公路做一个类比：

公路将是SDH传输系统信号，立交桥将是大型ATM交换机，SDH系列中的上下话量复用器（ADM）就是一些小的立交桥或叉路口，而在“SDH高速公路”上跑的“车”，就将是各种电信业务（语音、图像、数据等）。

与以往传统传输技术不同的是，SDH技术就好比集装箱列车，各种货物（业务）贴上标签（各种开销：

Overhead）后装入集装箱。

然后小箱子装入大箱子，一级套一级，这样通过各级标签，就可以在高速行驶的列车上准确地将某一包货物取下，而不需将整个列车“翻箱倒柜”（通过标签可准确地知道某一包货物在第几车厢及第几级箱子内），因此，只有在SDH中，才可以实现简单地上下电路。

3.SDH的基本传输原理

3.1SDH原理流程图如下图5-1所示

图5-1

3.2网络节点接口（NNI）

网络节点接口是指网络节点之间的接口，具体也可以看作是传输设备和网络节点之间的接口。

NNI在网络中的可能位置如图5-2所示。

图5-2

3.3SDH帧结构

3..3.1帧结构图

ITU-T采用一种以字节结构为基础的矩形块状帧结构用于SDH网，主要是基于SDH网的如下要求：

要求对支路信号进行同步数字复用、交叉连接和交换，因而帧结构必须能适应所有这些功能。

为了便于接入和取出，要求支路信号在帧内的部分是均匀的、有规律的。

要求帧的结构能够兼容1.5Mbit/s系列和2Mbit/s系列信号。

为单位的矩如下图5-3所示。

图5-3STM-N帧结构

3.3.2帧结构

如图5-2所示，一个STM-N帧结构由９行、

列字节的二维结构组成，每个字节为８bit。

这种结构是按从左到右、自上而下的顺序进行字节传输的。

3.3.3帧结构可分为以下三个区域：

段开销（SOH）区域

STM帧结构中附加了一些字节，以保证信息能够正常地传送，我们把这些字节称为段开销。

由图5-2可知：

第1至第9行中，除第4列外的其余8行的前

列（一共

个字节）都属于段开销，可供网络运行、管理和维护使用。

净荷区域

帧结构中存放各种信息的地方即为净荷区域。

图5-2中的1至9行里的第

至

列都分配给净荷区域，共

个字节。

其中包含少量的通道开销字节作通道性能监视、管理和控制之用。

管理单元指针（AUPTR）区域

AUPTR是用来指示信息净荷的第一个字节在STM-N帧中的准确位置以便在接收端正确的分解的一种码组。

图2-2中第4行的前

个字节即为AUPTR。

3.4段开销（SOH）是为了保证信息净负荷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。

段开销又分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH），分别对相应的段层进行监控。

再生段开销在STM-N帧中的位置是第一到第三行的第一到第9×N列，共3×9×N个字节；复用段开销在STM-N帧中的位置是第5到第9行的第一到第9×N列，共5×9×N个字节。

3.5信息净负荷（payload）是在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方。

3.6管理单元指针（AU-PTR）位于STM-N帧中第4行的9×N列，共9×N个字节，指针有高、低阶之分，高阶指针是AU-PTR，低阶指针是TU-PTR（支路单元指针）

4.7SDH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；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。

第一种情况复用的方法主要通过字节间插复用方式来完成的，复用的个数是4合一，即4×STM-1→STM-4，4×STM-4→STM-16。

在复用过程中保持帧频不变（8000帧/秒），这就意味着高一级的STM-N信号是低一级的STM-N信号速率的4倍。

第二种情况用得最多的就是将PDH信号复用进STM-N信号中去。

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）和固定位置映射法。

ITU-T规定了一整套完整的复用结构（也就是复用路线），通过这些路线可将PDH的3个系列的数字信号以多种方法复用成STM-N信号。

如下图5-2所示。

图5-2G.707复用映射结构

4.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。

由此实现了对STM-N层层细化的监控。

STM-N帧的段开销位于帧结构的（1-9）行×（1-9N）列。

如下图5-3所示

图5-3STM-N帧的段开销字节示意图

图5-3中画了再生段开销和复用段开销在STM-1帧中的位置，它们的区别在于监控的范围不同，RSOH是对应一个大的范围—STM-N，MSOH是对应这个大的范围中的一个小的范围—STM-1。

定帧字节A1和A2的作用有点类似于指针，起定位的作用。

A1、A2有固定的值，也就是有固定的比特图案，A1：

11110110（f6H），A2：

00101000（28H）。

收端检测信号流中的各个字节,当发现连续出现3N个f6H，又紧跟着出现3N个26H字节时（在STM-1帧中A1和A2字节各有3个），就断定现在开始收到一个STM-N帧，收端通过定位每个STM-N帧的起点，来区分不同的STM-N帧，以达到分离不同帧的目的，当N=1时，区分的是STM-1帧。

再生段踪迹字节：

J0。

该字节被用来重复地发送段接入点标识符，以便使接收端能据此确认与指定的发送端处于持续连接状态。

数据通信通路（DCC）字节：

D1-D12。

SDH的一大特点就是OAM功能的自动化程度很高，可通过网管终端对网元进行命令的下发、数据的查询，完成PDH系统所无法完成的业务实时调配、告警故障定位、性能在线测试等功能。

用于OAM功能的数据信息——下发的命令，查询上来的告警性能数据等，是通过STM-N帧中的D1-D12字节传送的。

这样D1-D12字节提供了所有SDH网元都可接入的通用数据通信通路，作为嵌入式控制通路（ECC）的物理层，在网元之间传输操作、管理、维护（OAM）信息，构成SDH管理网（SMN）的传送通路。

指针的作用就是定位，通过定位使收端能正确地从STM-N中拆离出相应的VC，进而通过拆VC的包封分离出PDH低速信号，也就是说实现从STM-N信号中直接下低速支路信号的功能。

指针有两种AU-PTR和TU-PTR，分别进行高阶VC（这里指VC4）和低阶VC（这里指VC12）在AU-4和TU-12中的定位。

六、SDH应用

1.SDH设备的逻辑组成

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。

这些网元包括：

·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

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，及其检测机理如下图6-1所示

图6-1SDH设备的逻辑功能构成

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6-1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。

 城域传输网一般采用骨干层、汇聚层和接入层三层结构。

随着SDH技术的发展，大型城域网的汇聚层以及中小型城域网的骨干汇聚层多采用SDH/MSTP环网形式组网。

作为技术上的自然延伸，城域接入层采用SDH/MSTP设备，应该是理想的选择。

但是，由于接入层业务量小而数量众多，对价格十分敏感，因此除了在网络安全性要求较高的场合使用小容量SDH环网外，大多数城市的接入层网络仍然以星型连接的PDH光端机为主，电信大客户也大多采用了PDH方式接入。

为了在第一时间接入大客户，大量的PDH设备以点对点的组网方式应用在城域传输网边缘。

这种接入方式给整个网络的后期维护和可持续发展带来了一系列严重问题。

SDH设备组网时的主要技术指标如下表6-2所示：

项目

局端设备

远端设备或用户侧（CPE）设备

业务接口

上行接口

1、2个标准SDHSTM-1光接口

STM-1光接口（标准或者1+1保护）

4×E1业务（TU-12-1~TU-12-4）

线速100Base-T以太网业务

多种接口插卡自由选择，单设备提供4个槽位，可以混插。

支持光卡和E1,以太网和V.35等业务插卡

下行接口

1、16×STM-1支路光接口；

2、16×10/100Ethernet以太网专线接口；

3、E1、V.35等各类业务接口

插卡类型

一台YKSDH-622支持

1.1~2块SDH汇聚盘（NIU）

2.1~2块以太网汇聚盘

3.辅助信号接口盘，包括时钟，电源等接口盘

4.16块支路盘（LIU），支持各种类型，见表1

不支持插卡

1、STM-1光线路卡

2、4×E1卡

3、1