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关于同步光网络与同步数字体系(SONET/SDH)

浏览:9900  来源:通信人在线  日期:2018-11-11

在早期的数字通信网中,多使用准同步数字体系(PDH)设备。这种体系对传统的点到点通信有较好的适应性。而随着数字通信的迅速发展,点到点的直接传输越来越少,而大部分数字传输都要经过转接,因而PDH系列便不能适合现代电信业务开发的需要,以及现代化电信网管理的需要。SDH技术就是适应这种新的需要而出现的传输体系。

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一、SDH技术的由来

最早提出同步数字体系(SDHSynchronous Digital Hierarchy概念的是美国贝尔通信研究所,当时称为同步光网络SONETSynchronous Optical Network)。它是高速、大容量光纤传输技术和高度灵活、又便于管理控制的智能网络技术的有机结合。最初的目的是在光路上实现标准化,便于不同厂家的产品能在光路上互通,从而提高网络的灵活性。

国际电信联盟标准化部(ITU-T)的前身国际电报电话咨询委员会(CCITT)于1988年接受了SONET的概念,并重新命名为同步数字体系(SDH),使之成为不仅适合光纤也适合微波和卫星传输的通用技术体制。为了建立世界性的统一标准,ITU-T在光电接口、设备功能和性能、管理控制以及协议和信令方面进行了重要修改和扩展,已经在世界范围内就SDH的基本软硬件问题达成了一致协议。如ITU-T 19933月第一次发布了建议书G.803《基于同步数字体系(SDH)的传送网结构》,若要详细了解该建议书具体内容的请查阅下附件1

附件1G.80303/2000)《基于同步数字体系(SDH)的传送网结构》

SDH技术与PDH技术相比,有如下表1-1所示的4大显著的优点。由于SDH具有上述显著优点,它将成为实现信息高速公路的基础技术之一。但是在与信息高速公路相连接的支路和叉路上,PDH设备仍将有用武之地。

1-1SDH技术与PDH技术相比的优势

SONETSDH,其实质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,因此一般统称为(光)同步数字传输网,或SDH/SONET网。但由于历史的原因,在少数细节的规定上仍有一些差别,主要表现汇列在下表1-2所示的5个方面;由于是在速率等级上的差别详见下表1-3。如此等等,都导致两者尚不能完全互通兼容,但其基本原理和主要规范是一致的。

1-2SONETSDH的差别

1-3SDHSONET速率等级比较

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二、SDH的相关基本概念

1SDHSTM的概念

ITU-T建议书G.780SDH的术语和定义》对SDH的相关基本概念做出了定义。其中,同步数字体系(SDHSynchronous Digital Hierarchy)和同步传送模块(STMSynchronous Transport Module)的定义详见下表2-1

2-1:同步数字体系(SDH)和同步传送模块(STM)的定义

2SDH信号的帧结构与基本复用结构

SDH信号由不同阶的同步传送模块(STM-N)信号组成。STM-N帧可表示成二维的块状帧结构,它由段开销(SOH)、管理单元指针(AU PTRAU Pointer)和信息净负荷(可简称净负荷或净荷)三个区域组成。SDH信号的帧结构是由ITU-T建议G.707规范的,在我国是由国家标准GB/T 15409规范的。

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SDH复用是指多个低阶通道层信号适配进高阶通道或多个高阶通道层信号适配进复用段层的过程。为此,SDH信号由基本的复用方法和相应的复用结构。SDH信号的复用结构是由ITU-T建议G.707规范的,在我国是由国家标准GB/T 15940规范的。

欲详细了解SDH信号基本复用结构和复用方法的请进入

三、SDH网络与网元组成

1SDH网络

SDH网络由相应的网元(NE)组成,有全世界统一的网络节点接口(NNI),在光纤上进行同步信息的传输、复用、分插和交叉连接的网络。它从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接和交换过程;它有一套标准化的信息结构等级(称为STM-N),并具有一种块状帧结构,允许安排丰富的开销比特(即网络节点接口比特流中扣除净负荷后的剩余部分)用于网络的OAMITU-T建议G.780SDH网络节点接口(NNINetwork Node Interface)的定义是:网络节点上用来与另一个网络节点互连的接口。ITU-T建议G.707中,给出了一个可能的SDH网络配置,以说明NNI的位置,如下图3-1所示。

3-1ITU-T G.707建议NNI的位置

SDH网络的物理拓扑结构可采用线形、星形、树形、环形及格形5种基本形式。根据网络组织的需要,可设置长途传输网络和本地传输网络。本地传输网络宜采用分层的结构进行组网,可分为核心层、汇聚层和接入层。

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由于SDH的体制和网络的固有特性,SDH网络有一整套保护架构,组成不同的保护方案及相应的保护方式,使得SDH网络的运行更加安全可靠。

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2SDH的网元

由此,它的基本网元设备有终端复用器(TMTerminal Multiplexer)、再生中继器(REGRegenerator)、分插复用器(ADMAdd and Drop Multiplexer)和同步数字交叉连接设备(SDXCSynchronous Digital Cross Connector)等等。其功能各异,但都有统一的标准光接口,能够在基本光缆段上实现横向兼容性,即允许不同厂家设备在光路上互通;它有一套特殊的复用结构,允许现存准同步数字体系、同步数字体系和B-ISDN信号都能进入其帧结构,因而具有广泛的适应性;它大量采用软件进行网络配置和控制,使得新功能和新特性的增加比较方便,适于将来的发展。

光同步数字传输网早期应用时最重要的两个网元是TMADM。以STM-1等级为例,TMADM网元的功能作用详见下表3-2-1。由表中两个基本网元组成的典型网络应用有多种形式,诸如点到点传输、线形、枢纽网和环形网,实际应用时,还可能出现别的形式或者各种组合形式。

3-2-1TMADM网元的功能作用

长距离SDH传输网络还需要REG。光传输网的再生中继器有两种,一种是纯光学的再生中继器,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(O/E)、电信号抽样、判决、再生整形、电/光变换(E/O)等处理,以达到不积累线路噪声、保证传送信号波形完好的目的。此处指的是后一种再生中继器,REG只有两个线路端口。REG的作用是将接收的光信号经O/E、抽样、判决、再生整形、E/O后在对侧发出。

适用于SDHDXC(即SDXC)则能进一步在接口间提供可控的虚通道(VC)透明连接和再连接,这些接口信号既可以是SDH速率,也可以是PDH速率。此外,SDXC还能支持G.784建议所规定的控制和管理功能。可见,SDXC只是DXC中的一类,两者的差别在于下表3-2-2所示的3个方面。而后来开发的DXC设备都是既能工作于PDH环境,又能工作于SDH环境的同步系统。

3-2-2SDXCDXC的差别表现

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3SDH设备的功能要求

SDH设备的功能主要表现为相应层的连接、终接、适配与子层功能,及定时功能和开销接入功能等。

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四、SDH系统相关技术指标要求

对于SDH网络的技术要求,应该主要包括SDH光接口的技术要求和SDH光缆线路传输系统的技术要求。

欲详细了解SDH光接口技术要求的请进入应用分类及代码规范参数

欲详细了解SDH光缆线路系统传输性能指标要求的请进入误码性能指标要求抖动和漂移指标

五、SDH网络的同步要求

SDH传输网络的网同步要求包含有两层的含义,一方面是SDH传输网络自身的网络同步,应满足于ITU-T G.803的要求;另一方面是SDH网元作为数字同步网链路中的SEC时钟传递同步时钟信号,应满足于ITU-T G.813的要求。

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