【正文】 SDH 原理培訓 第一節(jié) SDH概述 了解 SDH的產(chǎn)生背景 ——為什么會產(chǎn)生 SDH傳輸體制。 了解 SDH體制的優(yōu)點和不足。 建立有關(guān) SDH的整體概念為以后更深入的學習打下基礎(chǔ)。 SDH產(chǎn)生的技術(shù)背景 ——為什么會產(chǎn)生 SDH傳輸體制 在講 SDH傳輸體制之前，我們首先要搞清楚 SDH到底是什么。那么 SDH是什么呢？ SDH全稱叫做同步數(shù)字傳輸體制，由此可見 SDH是一種傳輸?shù)捏w制（協(xié)議），就象 PDH——準同步數(shù)字傳輸體制一樣， SDH這種傳輸體制規(guī)范了數(shù)字信號的幀結(jié)構(gòu)、復用方式、傳輸速率等級，接口碼型等特性。 那么 SDH產(chǎn)生的技術(shù)背景是什么呢？ 我們知道當今社會是信息社會，高度發(fā)達的信息社會要求通信網(wǎng)能提供多種多樣的電信業(yè)務(wù)，通過通信網(wǎng)傳輸、交換、處理的信息量將不斷增大，這就要求現(xiàn)代化的通信網(wǎng)向數(shù)字化、綜合化、智能化和個人化方向發(fā)展。 傳輸系統(tǒng)是通信網(wǎng)的重要組成部分，傳輸系統(tǒng)的好壞直接制約著通信網(wǎng)的發(fā)展。當前世界各國大力發(fā)展的信息高速公路，其中一個重點就是組建大容量的傳輸光纖網(wǎng)絡(luò)，不斷提高傳輸線路上的信號速率，擴寬傳輸頻帶，就好比一條不斷擴展的能容納大量車流的高速公路。同時用戶希望傳輸網(wǎng)能有世界范圍的接口標準，能實現(xiàn)我們這個地球村中的每一個用戶能隨時隨地便捷地通信。 目前傳統(tǒng)的由 PDH傳輸體制組建的傳輸網(wǎng)，由于其復用的方式很明顯的不能滿足信號大容量傳輸?shù)囊?，另?PDH體制的地區(qū)性規(guī)范也使網(wǎng)絡(luò)互連增加了難度，由此看出在通信網(wǎng)向大容量、標準化發(fā)展的今天， PDH的傳輸體制已經(jīng)愈來愈成為現(xiàn)代通信網(wǎng)的瓶頸，制約了傳輸網(wǎng)向更高的速率發(fā)展。 傳統(tǒng)的 PDH傳輸體制的缺陷體現(xiàn)在以下幾個方面 ： ?1. 接口方面 ?1）只有地區(qū)性的電接口規(guī)范，不存在世界性標準。現(xiàn)有的 PDH數(shù)字信號序列有三種信號速率等級：歐洲系列、北美系列和日本系列。各種信號系列的電接口 ?速率等級以及信號的幀結(jié)構(gòu)、復用方式均不相同，這種局面造成了國際互通的困難，不適應當前隨時隨地便捷通信的發(fā)展趨勢。三種信號系列的電接口速率等級。 5 6 5 M b i t / s1 3 9 M b i t / s3 4 M b i t / s8 M b i t / s2 M b i t / s1 . 6 G b i t / s4 0 0 M b i t / s1 0 0 M b i t / s6 . 3 M b i t / s1 . 5 M b i t / s2 7 4 M b i t / s4 5 M b i t / s6 . 3 M b i t / s4 4444444673歐 洲 系 列 日 本 系 列 北美系列53 2 M b i t / s2）沒有世界性標準的光接口規(guī)范。為了完成設(shè)備對光路上的傳輸性能進行監(jiān)控，各廠家各自采用自行開發(fā)的線路碼型。典型的例子是 mBnB碼。其中 mB為信息碼， nB是冗余碼，冗余碼的作用是實現(xiàn)設(shè)備對線路傳輸性能的監(jiān)控功能。由于冗余碼的接入使同一速率等級上光接口的信號速率大于電接口的標準信號速率，不僅增加了發(fā)光器的光功率代價，而且由于各廠家在進行線路編碼時，為完成不同的線路監(jiān)控功能，在信息碼后加上不同的冗余碼，導致不同廠家同一速率等級的光接口碼型和速率也不一樣，致使不同廠家的設(shè)備無法實現(xiàn)橫向兼容。這樣在同一傳輸路線兩端必須采用同一廠家的設(shè)備，給組網(wǎng)、管理及網(wǎng)絡(luò)互通帶來困難。 ?2. 復用方式 ? 現(xiàn)在的 PDH體制中，只有 （包括日本系列 ）是同步的，其他速率的信號都是異步的，需要通過碼速的調(diào)整來匹配和容納時鐘的差異。由于 PDH采用異步復用方式，那么就導致當?shù)退傩盘枏陀玫礁咚傩盘枙r，其在高速信號的幀結(jié)構(gòu)中的位置沒規(guī)律性和固定性。也就是說在高速信號中不能確認低速信號的位置，而這一點正是能否從高速信號中直接分 /插出低速信號的關(guān)鍵所在。正如你在一堆人中尋找一個沒見過的人時，若這一堆人排成整齊的隊列，那么你只要知道所要找的人站在這堆人中的第幾排和第幾列，就可以將他找了出來。若這一堆人雜亂無章的站在一起，若要找到你想找的人，就只能一個一個的按照片去尋找了。 ? 既然 PDH采用異步復用方式，那么從 PDH的高速信號中就不能直接的分 /插出低速信號，例如：不能從 140Mbit/s的信號中直接分 /插出 2Mbit/s的信號。這就會引起兩個問題： ? 1）從高速信號中分 /插出低速信事情要一級一級的進行。例如從 140Mbit/s的信號中分 /插出2Mbit/s低速信號要經(jīng)過如下過程。 2M bi t / s解解解復復復用用用復復復用用用14 0M bi t / s34 M bi t / s8M bi t / s 8M b i t / s34 M bi t / s14 0M bi t / s2）由于低速信號分 /插到高速信號要通過層層的復用和解復用過程，這樣就會使信號在復用 /解復用過程中產(chǎn)生的損傷加大，使傳輸性能劣化，在大容量傳輸時，此種缺點是不能容忍的。這也就是為什么 PDH體制傳輸信號的速率沒有更進一步提高的原因。 從圖中看出，在將 140Mbit/s信號分 /插出 2Mbit/s信號過程中，使用了大量的“背靠背”設(shè)備。通過三級解復用設(shè)備從 140Mbit/s的信號中分出 2Mbit/s低速信號；再通過三級復用設(shè)備將 2Mbit/s的低速信號復用到 140Mbit/s信號中。一個 140Mbit/s信號可復用進 64個 2Mbit/s信號，若在此處僅僅從 140Mbit/s信號中上下一個 2Mbit/s的信號，也需要全套的三級復用和解復用設(shè)備。這樣不僅增加了設(shè)備的體積、成本、功耗，還增加了設(shè)備的復雜性，降低了設(shè)備的可靠性。 2M bi t / s解解解復復復用用用復復復用用用14 0M bi t / s34 M bi t / s8M bi t / s 8M b i t / s34 M bi t / s14 0M bi t / s3. 運行維護方面 PDH信號的幀結(jié)構(gòu)里用于運行維護工作（ OAM）的開銷字節(jié)不多，這也就是為什么在設(shè)備進行光路上的線路編碼時，要通過增加冗余編碼來完成線路性能監(jiān)控功能。由于 PDH信號運行維護工作的開銷字節(jié)少，這對完成傳輸網(wǎng)的分層管理、性能監(jiān)控、業(yè)務(wù)的實時調(diào)度、傳輸帶寬的控制、告警的分析定位是很不利的。 4. 沒有統(tǒng)一的網(wǎng)管接口 由于沒有統(tǒng)一的網(wǎng)管接口，這就使你買一套某廠家的設(shè)備，就需買一套該廠家的網(wǎng)管系統(tǒng)。容易形成網(wǎng)絡(luò)的七國八制的局面，不利于形成統(tǒng)一的電信管理網(wǎng)。 由于以上這種種缺陷，使 PDH傳輸體制越來越不適應傳輸網(wǎng)的發(fā)展，于是美國貝爾通信研究所首先提出了用一整套分等級的標準數(shù)字傳遞結(jié)構(gòu)組成的同步網(wǎng)絡(luò)（ SONET）體制，CCITT于 1988年接受了 SONET概念，并重命名為同步數(shù)字體系（ SDH），使其成為不僅適用于光纖傳輸，也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制。本課程主要講述 SDH體制在光纖傳輸網(wǎng)上的應用。 ？ 想一想： 你也許在資料中看過 SDH信號能直接從高速信號中下低速信號，例如直接從 622Mbit/s信號中下 2M信號，為什么？這種特性跟 SDH所特有的同步復用方式有關(guān)，既然是同步復用方式，那么低速信號在高速信號幀中的位置是可預見，于是從高速信號中直接下低速信號就變成了一件很容易的事了。 與 PDH相比 SDH有哪些優(yōu)勢 既然 SDH傳輸體制是 PDH傳輸體制進化而來的，因此它具有 PDH體制所無可比擬的優(yōu)點，它是不同于 PDH體制的全新的一代傳輸體制，與 PDH相比在技術(shù)體制上進行了根本的變革。 首先，我們先談一談 SDH的基本概念。 SDH概念的核心是從統(tǒng)一的國家電信網(wǎng)和國際互通的高度來組建數(shù)字通信網(wǎng)，是構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ ISDN），特別是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ BISDN）的重要組成部分。那么怎樣理解這個概念呢？因為與傳統(tǒng)的 PDH體制不同，按 SDH組建的網(wǎng)是一個高度統(tǒng)一的、標準化的、智能化的網(wǎng)絡(luò)，它采用全球統(tǒng)一的接口以實現(xiàn)設(shè)備多廠家環(huán)境的兼容，在全程全網(wǎng)范圍實現(xiàn)高效的協(xié)調(diào)一致的管理和操作，實現(xiàn)靈活的組網(wǎng)與業(yè)務(wù)調(diào)度，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈功能，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，由于維護功能的加強大大降低了設(shè)備的運行維護費用。 下面我們就 SDH所具有的優(yōu)勢（可以算是 SDH的特點吧），從幾個方面進一步說明。注意與 PDH體制相對比。 AA1 A 2 A 3 B 1 B 2 B 3 C 1 C 2 C 3B CA1 B1 B2C1 C2 C3B3DA2 A3?1. 接口方面 ?1）電接口方面 ?接口的規(guī)范化與否是決定不同廠家的設(shè)備能否互連的關(guān)鍵。 SDH體制對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口（NNI）作了統(tǒng)一的規(guī)范。規(guī)范的內(nèi)容有數(shù)字信號速率等級、幀結(jié)構(gòu)、復接方法、線路接口、監(jiān)控管理等。于是這就使 SDH設(shè)備容易實現(xiàn)多廠家互連，也就是說在同一傳輸線路上可以安裝不同廠家的設(shè)備，體現(xiàn)了橫向兼容性。 ?SDH體制有一套標準的信息結(jié)構(gòu)等級，即有一套標準的速率等級。基本的信號傳輸結(jié)構(gòu)等級是同步傳輸模塊 —— STM1，相應的速率是 155Mbit/s。高等級的數(shù)字信號系列例如：622Mbit/s（ STM4）、 （ STM16）等，可通過將低速率等級的信息模塊（例如STM1）通過字節(jié)間插同步復接而成，復接的個數(shù)是 4的倍數(shù)，例如： STM4＝ 4 STM1， STM16＝ 4 STM4。 ?amp。 技術(shù)細節(jié)： ?什么是字節(jié)間插復用方式呢？ ?我們以一個例子來說明。有三個信號：幀結(jié)構(gòu)各為每幀 3個字節(jié)，若將這三 ?個信號通過字節(jié)間插復用方式復用成信號 D，那 D就應該是這樣一種幀結(jié)構(gòu)：幀中有 9個字節(jié)，且這 9個字節(jié)的排放次序如下圖： 那么這樣的復用方式就是字節(jié)間插復用方式。你明白了嗎？ 2）光接口方面 線路接口（這里指光口）采用世界性統(tǒng)一標準規(guī)范， SDH信號的線路編碼僅對信號進行擾碼，不再進行冗余碼的插入。想想看，為什么會這樣？ 擾碼的標準是世界統(tǒng)一的，這樣對端設(shè)備僅需通過標準的解碼器就可與不同廠家 SDH設(shè)備進行光口互連。擾碼的目的是抑制線路碼中的長連“ 0”和長連“ 1”，便于從線路信號中提取時鐘信號。由于線路信號僅通過擾碼，所以 SDH的線路信號速率與 SDH電口標準信號速率相一致，這樣就不會增加發(fā)端激光器的光功率代價。 2. 復用方式 由于低速 SDH信號是以字節(jié)間插方式復用進高速 SDH信號的幀結(jié)構(gòu)中的，這樣就使低速 SDH信號在高速 SDH信號的幀中的位置是固定的、有規(guī)律性的，也就是說是可預見的。這樣就能從高速 SDH信號例如 （ STM16）中直接分 /插出低速 SDH信號例如155Mbit/s（ STM1），這樣就簡化了信號的復接和分接，使 SDH體制特別適合于高速大容量的光纖通信系統(tǒng)。 另外，由于采用了同步復用方式和靈活的映射結(jié)構(gòu)，可將 PDH低速支路信號（例如2Mbit/s）復用進 SDH信號的幀中去（ STMN），這樣使低速支路信號在 STMN幀中的位置也是可預見的，于是可以從 STMN信號中直接分 /插出低速支路信號。注意此處不同于前面所說的從高速 SDH信號中直接分插出低速 SDH信號，此處是指從 SDH信號中直接分 /插出低速支路信號，例如 2Mbit/s， 34Mbit/s與 140Mbit/s等低速信號。于是節(jié)省了大量的復接 /分接設(shè)備（背靠背設(shè)備），增加了可靠性，減少了信號損傷、設(shè)備成本、功耗、復雜性等，使業(yè)務(wù)的上、下更加簡便。 SDH的這種復用方式使數(shù)字交叉連接（ DXC）功能更易于實現(xiàn)，使網(wǎng)絡(luò)具有了 很強的自愈功能，便于用戶按需動態(tài)組網(wǎng)，實時靈活的業(yè)務(wù)調(diào)配。 技術(shù)細節(jié)： 什么是網(wǎng)絡(luò)自愈功能？ 網(wǎng)絡(luò)自愈是指當業(yè)務(wù)信道損壞導致業(yè)務(wù)中斷時，網(wǎng)絡(luò)會自動將業(yè)務(wù)切換到備用業(yè)務(wù)信道，使業(yè)務(wù)能在較短的時間（ ITUT規(guī)定為 50ms以內(nèi)）得以恢復正常傳輸。注意這里僅是指業(yè)務(wù)得以恢復，而發(fā)生故障的設(shè)備和發(fā)生故障的信道則還是要人去修復。