SDH基础知识
SDH基础知识
— 没有国际统一的速率标准（1.5M与2M系列） — 没有国际统一的光接口规范
— 上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高 — 网络的OAM能力差
第一页，共22页。
没有国际统一的速率标准（1.5M与2M系列）
第二页，共22页。
上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高
第三页，共22页。
二、SDH特点
C-4
E4
P
AU-PTR O
C4
9列
H
AU-4
P
O C4
H
VC4：9X261
9
C4
行
260列
261列
第八页，共22页。
34Mb/s复用进STM-N信号
×N
×1
STM-N
AUG
AU-4
VC-4
×3
×1 TU- 3
TUG3
1
8 6
H 1
1
H 2
H 3 T VU CG 3 3
R 9
TUG3
1
8 6
H 1
✓复用——是一种把TU组织进高阶VC或把AU组织进到STM - N的过程。
➢映射方式
• 异步映射：对映射信号的结构无任何限制 （信号有无帧结构均可），也无需其与网同 步，仅利用正码速调整或正/零/负码速调整将信号适配装人VC的映射方法。
• 比特同步映射
• 字节同步映射 ➢映射模式
• 浮动VC模式
• 锁定TU模式
复用方式复用成信号D，那D就应该是这样一种帧结构：帧中有9个字节，且这9个字节的排 放次序如下图：
这样的复用方式就是字节间插复用方式。
第五页，共22页。
SDH信号的帧结构和复用步骤
9×270×N字节
SDH培训内部资料
SDH培训内部资料一、SDH 技术概述SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）是一种广泛应用于通信领域的技术，它为不同速度的数字信号提供了同步传输、复用和交叉连接的能力。
SDH 具有强大的网络管理功能、高度的可靠性和灵活性，能够满足现代通信对大容量、高速率和高质量传输的需求。
SDH 的核心概念是同步复用，它将各种不同速率的信号通过标准化的容器（C）、虚容器（VC）和支路单元（TU）、管理单元（AU）等进行封装和复用，形成统一的同步传输信号（STMN）。
STMN 的速率等级包括 STM-1（15552 Mbps）、STM-4（62208 Mbps）、STM-16（25 Gbps）等。
二、SDH 帧结构SDH 的帧结构是其实现同步传输和复用的基础。
STMN 帧由 9 行×270×N 列的字节组成，帧周期为125μs。
整个帧结构可以分为段开销（SOH）、管理单元指针（AU PTR）和净负荷（Payload）三个部分。
段开销用于网络的运行、管理和维护，包括再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。
管理单元指针用于指示净负荷在帧内的位置，以便正确地解复用和提取净负荷中的信息。
净负荷则承载了各种用户业务信号。
三、SDH 复用原理SDH 的复用过程包括映射、定位和复用三个步骤。
映射是将各种低速信号适配到相应的容器中；定位是通过管理单元指针确定净负荷在帧中的位置；复用是将多个低阶的虚容器复用成高阶的虚容器，最终形成 STMN 帧。
例如，将 2 Mbps 的信号映射到 C-12 容器中，再经过一系列的复用步骤，可以形成 STM-1 帧进行传输。
四、SDH 网络拓扑结构SDH 网络常见的拓扑结构有链型、星型、环型、树型和网孔型等。
链型结构简单，成本较低，但可靠性相对较差。
星型结构便于集中管理，但中心节点的故障可能影响整个网络。
环型结构具有自愈能力，当网络中的某条链路出现故障时，可以通过环保护机制迅速恢复通信。
SDH所有知识点汇总
1 光传送网络的发展：SDH 的主要优势：接口规范，同步复用 ，运行维护管理（OAM ）功能强大，互联互通兼容性好 DWDM 主要优势：超大容量，对数据率¡°透明¡±按光波长复用和解复用，平滑扩容，兼容光交换。
2 SDH 的基本概念：SDH 的基本概念：是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。
●SDH 产生的社会背景：通信网传输、交换、处理的信息量增大，向数字化、综合化、智能化、个人化发展。
☐作为通信网的承载体，传输网要求：⏹ 宽带化——信息高速公路 ⏹规范化——世界性统一的标准接口●SDH 产生的技术背景：传统的PDH 传输系统已不能适应现代通信发展的要求。
3 SDH 优势体现在那些方面？●SDH 的特点：接口方面☐电接口⏹STM-1是SDH 最基本的同步传送模块STM （Synchronous Transport Module ），速率为155.520Mb/s 。
⏹STM-N 是SDH 更高等级的同步传送模块，速率是STM-1的N 倍(N=4n=1，4，16，64，256)。
☐光接口⏹ 仅对电信号扰码。
光口信号码型是加扰的NRZ 码，采用世界统一的标准扰码。
⏹ 复用方式——同步复用和灵活的映射结构 ⏹低阶S DH→高阶SDH 。
● OAM 功能 用于OAM 的开销多；OAM 功能强——这也是线路编码不用加冗余码的原因 ●兼容性——决定成本☐ 老体制设备是否还可发挥作用 ☐对新体制能否接入4 SDH 不足体现在那些方面？1，SDH 带宽利用率不高 2， SDH 指针容易产生指针抖动 3，软件大量使用，影响网络安全5 中国的SDH 基本复用映射Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 19中国的SDH 基本复用映射结构STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3×N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指针处理映射定位复用AUG-N×1×3×7×3×16 2M 复用步骤？复帧概念Copyright © 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 232M 复用步骤●复帧的概念4个C-12基帧组成一个复帧。
传输基础知识(SDH)
PDH数字系列
SDH的特点
接口方面
电接口
STM-1是SDH最基本的同步传送模块STM （Synchronous Transport Module），速率为 155.520Mb/s 。 STM-N是SDH更高等级的同步传送模块，速率是 STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，64，256)。 仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZ码，采 用世界统一的标准扰码。
m
DXC
n
出线： n 等效为
入 线 ： m
m、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/s 155Mbit/s
622Mbit/s
2.5Gbit/s
二、SDH传输网络结构
1、链形网：在SDH网络建设早期用的较多，主要用于专网。 2、星形网：特点是通过特殊节点来统一管理其他网络节点，有利于分配带 宽，节约成本，但存在特殊节点的安全保障和处理的潜在瓶颈问题。多用 于本地网（接入网和用户网）。 3、树形网：链形网和星型网的结合，也存在特殊节点的安全保障和处理的 潜在瓶颈问题。 4、环形网：环形拓扑实质是将链形首位相连，从而使网上任何一个网元点 都不对外开放的网络拓扑形式。它有很强的生存性，自愈功能较强。环形 网使用较多，常用于本地网（接入网和用户网）和局间中继网。 5、网孔形网：特点为两网元节点间提供多个传输路由，网络的可靠性更高， 不存在瓶颈问题和失效问题。缺点是系统的冗余度高、成本高且结构复杂。 主要用于长途网。 当前使用最多的是链形网和环形网，通过它们的灵活组合，可构成更加复 杂的网路。
漂移是指数字信号的特定时刻相对于其理想参考时间位置的长时间偏 离。所谓长时间偏离是指变化频率低于10HZ的相位变化。
SDH基础原理及应用
SDH基础原理及应用SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是同步数字体系结构的缩写，是用于传输和交换数字信号的一种技术和协议标准。
SDH作为一种传输技术，具有高性能、高可靠性和高可扩展性的特点，被广泛应用于现代通信领域。
SDH的基础原理主要包括以下几个方面：第一，基本架构：SDH的基本架构由三个层次构成，分别是光传输层（OTN），通道层（VC）和传输层（TUG）。
光传输层负责将数据从发送端传输到接收端，通道层负责将数据从发送端的光传输层分解成多个通道，传输层负责将通道层的数据分解成多个TUG。
第二，时钟同步：SDH使用分级的时钟同步结构，可以在不同层次间进行同步传输。
通过在网络中引入主时钟源和从时钟源，可以确保时钟信号在传输过程中保持同步。
时钟同步对于SDH的传输质量和性能至关重要。
第三，传输容量：SDH的传输容量采用分级的方式，分为STM-1、STM-4、STM-16等不同层次。
每个层次下都有固定的传输速率和容量，用于满足不同网络需求。
SDH的应用包括以下几个方面：第一，光纤传输：SDH主要用于光纤传输网络中，能够实现高带宽、低时延和低误码率的数据传输。
光纤传输网络是现代通信网络的基础，SDH可以用于光纤网络的接入、传输和交换。
第二，多业务交叉接入：SDH支持多种业务的交叉接入，如语音、数据和视频等不同类型的业务。
通过SDH的交叉接入技术，可以实现不同类型业务的灵活配置和高效传输。
第三，网络拓扑结构：SDH可以构建多种网络拓扑结构，如点到点、环形和网状等结构。
不同的网络拓扑结构适用于不同的应用场景，可以满足不同的网络需求。
第四，网络保护和恢复：SDH具有强大的网络保护和恢复能力，可以在网络故障时自动切换到备用路径，从而保证网络的连续性和可靠性。
SDH支持多种保护机制，如1+1保护、1:1保护和多点保护等。
第五，网络管理和监控：SDH提供完善的网络管理和监控功能，可以实现对网络资源的配置、监测和故障诊断等操作。
SDH的基本概念
SDH的基本概念1.SDH的概念SDH网是由一些SDH的网络单元（NE）组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络（SDH 网中不含交换设备，它只是交换局之间的传输手段）。
SDH网的概念中包含以下几个要点：（1）SDH网有全世界统一的网络节点接口（NNI），从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接等过程。
（2）SDH网有一套标准化的信息结构等级，称为同步传递模块，并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特（即比特流中除去信息净负荷后的剩余部分）用于网络的OAM。
（3）SDH网有一套特殊的复用结构，允许现存准同步数字体系（PDH）、同步数字体系和B-ISDN的信号都能纳入其帧结构中传输，即具有兼容性和广泛的适应性。
（4）SDH网大量采用软件进行网络配置和控制，增加新功能和新特性非常方便，适合将来不断发展的需要。
（5）SDH网有标准的光接口，即允许不同厂家的设备在光路上互通。
（6）SDH网的基本网络单元有终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC）等。
2.SDH的优缺点（1）SDH的优点SDH与PDH相比，其优点主要体现在如下几个方面：①有全世界统一的数字信号速率和帧结构标准。
②采用同步复用方式和灵活的复用映射结构，净负荷与网络是同步的。
③SDH帧结构中安排了丰富的开销比特（约占信号的5％），因而使得0AM能力大大加强。
④有标准的光接口。
⑤SDH与现有的PDH网络完全兼容。
⑥SDH的信号结构的设计考虑了网络传输和交换的最佳性。
以字节为单位复用与信息单元相一致。
上述SDH的优点中最核心的有三条，即同步复用、标准光接口和强大的网络管理能力。
(2）SDH的缺点SDH的缺点主要有：①SDH的频带利用率不如传统的PDH系统；②采用指针调整技术会使时钟产生较大的抖动，造成传输损伤；③大规模使用软件控制和将业务量集中在少数几个高速链路和交叉节点上，这些关键部位出现问题可能导致网络的重大故障，甚至造成全网瘫痪；④SDH与PDH互连时（在从PDH到SDH的过渡时期，会形成多个SDH“同步岛”经由PDH互连的局面），由于指针调整产生的相位跃变使经过多次SDH／PDH变换的信号在低频抖动和漂移上比纯粹的PDH或SDH信号更严重。
SDH基础知识培训讲稿
– 与PDH设备一样，PCM设备内部的交叉连 接也是固定的
3.1 PCM设备简介-续1
• 3.1.2 PCM设备的用途
– PCM设备用于建立64Kb/s的链路 – PCM设备的2Mb/s端口可以引接到一个2Mb/s的
– 通道同时也与用户业务紧密相关。用户正在使用的链 路才能够称为通道，而闲置的链路是不能称为通道的 。
– 进行通道调度时，可以直接利用闲置的链路，在网络 资源不足的情况下，也可以将闲置的链路拆散成细小 的分段而利用其中的一部分
2.4 网络保护与恢复
– 网络某处出现故障后，如何保证业务能够切换 到其他无故障的段落上，从而保证业务的畅通 ，称为网络保护与恢复
– 两个SDH复用设备间的连接，称为复用段
ADM
再生段
REG
复用段
再生段
ADM
2.2 网络拓补
• 2.2.1 台站拓补
– 传送网内所有台站及其之间的复用段连接，构 成台站拓补
• 2.2.2 设备拓补
– 传送网内所有SDH复用设备及其之间的复用段 连接，构成设备拓补，位于同一台站内的复用 设备，认为他们的支路端口之间可以以人工的 方式进行连接（DDF转接）
1.6 WDM设备简介
• 1.6.1 WDM设备的应用情况
– 目前网管系统对波分复用（WDM）设备还 不具备管理能力，但波分复用设备尤其是 密集波分复用（DWDM）设备在现网上的 使用非常广泛。
– 据报道前一段时间华为公司在湖北建成了 一条320G的光缆干线，在同一根光纤中使 用32束不同波长的光波分别传送每束10G（ STM64）的SDH信号。
• 1.3.2 复用关系简图
sdh的基本原理(一)
sdh的基本原理(一)sdh的基本原理分析1. 什么是sdh？SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一种以同步传输为基础的数字通信传输体系结构。
它利用光纤或微波链路传输数字信号，具有高带宽、低时延和强容错性等特点，被广泛应用于电信运营商的光纤传输网中。
2. sdh的结构以及工作原理SDH的结构SDH采用了一种分层的结构，根据传输需求将信号划分为不同的层次。
常用的层次有STM-1、STM-4、STM-16等，其中STM-1为最基本的层次。
SDH的基本结构如下所示：•首部：用于传输控制信息，包括传输路径标识、错误校验等。
•负载：承载传输的数据信息，可以是电话、数据或视频等。
•长度信息：用于标识数据帧的长度。
SDH的工作原理SDH基于同步传输的原理，其中有两个重要的概念：主时钟和从时钟。
主时钟是网络中的时间源，提供精确的时间参考信号。
所有设备都以主时钟为基准进行同步，保证数据的传输速率和时序一致。
从时钟是依赖于主时钟的设备，通过接收主时钟信号进行同步。
每个设备都有一个时钟恢复单元，用于接收、恢复和传播时钟信号。
SDH的传输过程如下所示：1.信号接收：将外部信号转换为电信号，并进行放大和滤波。
2.时钟恢复：利用时钟恢复单元接收主时钟信号，恢复时钟同步。
3.信号分析：对接收到的信号进行解析，提取出控制信息和数据负载。
4.错误校验和纠错：通过错误检测和纠错技术，确保数据的完整性和正确性。
5.信号调整：根据网络需求对信号进行调整，如增加虚拟通道和虚拟路径。
6.信号传输：将调整后的信号通过光纤或微波链路传输到目标设备。
7.信号恢复：在目标设备上，通过接收和恢复信号，还原原始数据。
8.数据处理：对还原的数据进行处理，如解码、解密等。
3. sdh的优势和应用SDH的优势•高可靠性：采用冗余传输和差错校验技术，保证数据传输的可靠性。
•高带宽：SDH提供高带宽的传输能力，满足大容量数据的传输需求。
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人相应的标准容器，然后再装进虚容器的过程。
定位——是一种以附加于VC上的支路单元指针指示和确定低价VC帧的起点在TU净
负荷中位置或管理单元指针指示和确定高价VC帧的起点在AU净负荷中的位置的过程。
复用——是一种把TU组织进高阶VC或把AU组织进到STM
2M
TU-12
VC-12
C-12
我国SDH基本复用映射结构
140Mb/s复用进STM-N信号
150.336Mb/s 149.76Mb/s 139.264Mb/s
×N STM-N AUG
×1 AU-4
VC-4
P O C4 H VC4：9X261
C-4
E4
AU-PTR
9列
P O C4 H AU-4
C4
1 RSOH 负调整位置 正调整位置 H1YYH2FF H3H3H3 MSOH 9 1 RSOH 435—— 436—— -----522— — 523—— -----696—— 697—— …… 4 H1YYH2FFH3H3H3 MSOH 9 1 9 250us 270 0— — 1— — …… 521—— 608—— 782—— 86—— 125us 0—— 1— — …… 86——
LP-UNEQ LP-TIM LP-BIP Err. LP-REI LP-RDI LP-SLM
"1" AIS
"1" AIS
S D H 各 功 能 块 告 警 流 程 图
表示产生出相应的告警或信号 表示检测出相应的告警
计算同－个VC4中不同位置TU12的序号的公式： TU12序号＝TUG3编号＋（TUG2编号－1）×3＋（TU12编号－1）×21
VC4
1 TUG3
1 TUG2
TU12 TU12 TU12
1 2 3 1 2 此处指的是位置编号 3 1 2 3
2 TUG2 ： ： ： 7 TUG2 2 TUG3 3 TUG3
与双纤双向复用段保护环
重点在告警
)
SDH网络结构和保护机理(5) 双纤单向通道保护环
SDH误码性能(8)
R-LOS
R-LOF
MS-EXC
MS-AIS
AU-LOP
AU-AIS
HP-UNEQ
HP-TIM
HP-SLM
TU-AIS 图4.15
简明TU-AIS告警产生流程图
RST LOS/LOF (J0) (B1) (K2) (B2) (M1) (K2) RS-TIM BIP Err. MS-AIS MS-BIP Err. MS-REI MS-RDI "1"
C-12
VC-12 <= C-12 + VC-12 POH
×N STM-N AUG
×1
AU-4 VC-4 ×3 TUG3 ×7 指针处理 映射 校准 复用 ×1 TU- 3 VC-3
140M
C-4
34M C-3
2M
TUG-2
×3
TU-12
VC-12
C-12
TU-12 <= VC-12 +TU-12 PTR
45Mbit/s ×7 6.3Mbit/s ×4
上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高
140Mbit/s
解 复 34Mbit/s 解 用 复 8Mbit/s 用
解 复 用
复 用
8Mbit/s
复 140Mbit/s 34Mbit/s 用 复 用
2Mbit/s
SDH基本概念
二、SDH特点
优点：
— 速率统一：155M、622M、2.5G、10G — 光接口与帧结构统一(STM-N) — 一步复用特性：从高速信号中直接提取/接入 低速信号 — 强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化 — 组网灵活、网络的生存性强 — 前后向兼容
映射方式
- N的过程。
• 异步映射：对映射信号的结构无任何限制 （信号有无帧结构均可），也 无需其与网同步，仅利用正码速调整或正 /零/负码速调整将信号适配装人VC 的映射方法。 • • 比特同步映射 字节同步映射
映射模式
•
•
浮动VC模式
锁定TU模式
指针定位
定位是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程，即以附加于VC上的指针 （或管理单元指针）指示和确定低阶VC帧的起点在TU净负荷中（或高阶VC帧的起点 在AU净负荷中）的位置。在发生相对帧相位偏差使VC帧起点“浮动”时，指针值亦 随之调整，从而始终保证指针值准确指示VC帧起点位置的过程。对VC4，AU-PTR指 的是J1字节的位置；对于VC12，TU-PTR指的是V5字节的位置。
缺点：
— 带宽利用率稍低
SDH基本概念
什么是字节间插复用方式?
我们以一个例子来说明。有三个信号：帧结构各为每帧3个字节，若将这三个信
号通过字节间插复用方式复用成信号D，那D就应该是这样一种帧结构：帧中 有9个字节，且这9个字节的排放次序如下图： 这样的复用方式就是字节间插复用方式。
A A1 A2 A3
140M
C-4
34M C-3
2M
TUG-2
×3
TU-12
VC-12
C-12
H-n + 固定塞入比特 = C-12
×N STM-N AUG
×1
AU-4 VC-4 ×3 TUG3 ×7 指针处理 映射 校准 复用 ×1 TU- 3 VC-3
140M
C-4
34M C-3
2M
TUG-2
×3
TU-12
VC-12
MST
MSA
HPT
HPA
LPT
AIS
"1"
AIS
AU-AIS AU-LOP HP-SLM HP-UNEQ HP-TIM
"1" "1" AIS
(C2) (J1) (B3) (G1) (G1) (V1-V3)
HP-BIP Errr. HP-REI HP-RDI TU-AIS TU-LOP "1"
(V5) (J2) (V5) (V5) (V5) (V5)
SDH基础
SDH基本概念
一、PDH缺点
— 没有国际统一的速率标准（1.5M与2M系列） — 没有国际统一的光接口规范 — 上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高 — 网络的OAM能力差
没有国际统一的速率标准（1.5M与2M系列）
欧洲系列 565Mbit/s ×4 139Mbit/s ×4 34Mbit/s ×4 8Mbit/s ×4 2Mbit/s 日本系列 1.6Gbit/s ×4 400Mbit/s ×4 100Mbit/s ×3 32Mbit/s ×5 6.3Mbit/s ×4 1.5Mbit/s 274Mbit/s ×6 北美系列
TU12 TU12 TU12 TU12 TU12 TU12
注：此处指的编号是 指VC4帧中的位置编 号，TUG3编号范围： 1~3；TUG2编号范围： 1~7；TU12编号范围： 1~3。TU12序号是指 本TU12是VC4帧63个 TU12的按复用先后顺 序的第几个TU12。
映射、定位和复用的概念
86 1
R R
VC3 TU-3
9
1
TUG3
TU-3
2Mb/s复用进STM-N信号
• 在H-12信息结构中加入固定塞入比特变为C-12信息结构 2M=2.048Mb/s=32字节×8bit×8000帧=>32字节 (4×9-2)=34字节=>34×8bit=272bit
PDH H-12 SDH C-12
T=125s
PDH的帧
帧同步码 Ts0
话路 Ts1
话路 Ts15
信路 Ts16
话路 Ts17
话路 Ts31
SDH信号的帧结构和复用步骤
×N STM-N AUG ×1 AU-4 140M
VC-4
×3 TUG3 ×7 ×1 TU- 3 VC-3
C-4 34M C-3
指针处理 映射 校准 复用 TUG-2 ×3
4
STM-1STM-N：同步字节间插复用
STM-4 STM-1
VC4STM-1：指针调整
9列 261Байду номын сангаас 9 行
第4行
第4行
9 行
第4行
SDH网络的常见网元(4.1) 开销(3.1)
段开销
再生段开销 复用段开销
终端复用器 A 再生器 B 再生器 C 终端复用器 D
通道开销
SDH设备的逻辑功能块(4.2
260列
9 行
1 … … … 9 9列 261列
34Mb/s复用进STM-N信号
×N ×1 140M
STM-N
AUG
AU-4
VC-4 ×3 TUG3 ×1 TU- 3 VC-3
C-4
34M
C-3
1
258 1 C4 9 260
1 H1 H2 H3 R
86 1 TUG3 VC3 9
1 H1 H2 H3
•
通常C-12采用复帧结构，由4个基帧组成一个复帧
4×(4×9-2)=136字节=>136×8bit=1088bit 由于每个基帧的周期是125μs，一个复帧的周期为500μs； 所以复帧的帧频为2000帧/s。 一个复帧的速率为1088×2000=2.176Mb/s
×N STM-N AUG
×1
AU-4 VC-4 ×3 TUG3 ×7 指针处理 映射 校准 复用 ×1 TU- 3 VC-3
B B1 B2 B3
C C1 C2 C3