第9讲_SDH网络结构和链型网
(信息与通信)SDH网络结构和网络保护机理
在满足业务需求和网络可靠性的前提 下，应选择性价比高的保护方案，以 降低总体投资成本。
05
未来SDH网络保护技术的发展趋势
动态网络保护
动态网络保护是一种新型的网络保护 技术，它可以根据网络的实际运行状 态和业务需求，动态地调整保护策略 和资源分配，提高网络的可靠性和资 源利用率。
VS
动态网络保护技术可以通过实时监测 网络状态、分析业务流量和需求，以 及智能决策等方式实现，它能够有效 地应对网络故障和业务变化，提高网 络的适应性和智能化水平。
传送平面的主要功能是实现信号的映射、定位和复用，以保证信息的可靠 传输。
管理平面
管理平面负责对传送平面中的 网元进行配置、监控和维护， 以确保网络的正常运行。
管理平面的主要功能包括：配 置管理、故障管理、性能管理 和安全管理等。
管理平面的实现依赖于各种网 络管理系统和通信协议，如 SNMP、FTP等。
基于IP的SBiblioteka H网络保护基于IP的SDH网络保护技术是将IP技术与SDH技术相结合， 实现基于IP的传输和保护。
这种技术可以利用IP网络的灵活性和可扩展性，实现更加高 效和可靠的网络保护，同时也可以提供更多的增值业务和智 能化服务。
光层保护
光层保护是一种利用光层技术实现的 保护方式，它可以提供更高的传输速 率和更大的传输容量，同时也可以提 供更加可靠的网络保护。
子网连接保护
提供部分网络的保护，主要针对特定节点或链路故障，通过切换到备用路径恢 复通信。
三种保护方案的总结
01
线路保护适用于点到点连接，主 要解决光缆线路故障问题；
02
环形保护适用于环网结构，能够 快速恢复环网内的通信；
子网连接保护适用于部分网络的 保护，主要解决特定节点或链路 故障问题。
---SDH技术及其结构特点
第三章SDH技术及其结构特点3.1SDH技术的帧结构3.11SDH的帧结构SDH传输网的一个关键功能是要对支路信号进行同步和数字服用和交叉连接。
SDH帧结构必须适应这些功能要求，同时也希望支路信号在一帧内呈现均匀地、有规律的排列。
这样便于实现支路低速信号的分/插、复用和交换，说到底就为了方便的从高速SDH信号中直接上/下低速支路信号。
鉴于此，ITU-T规定了STM-N的帧是以字节（8bit）为单位的矩形块状帧结构，如图3-1所示。
从图3-1看出STM-N的信号是9行X270XN列的帧结构。
此处的N与STM-N的N相一致，取值范围：1,4,16,64……，表示此信号由N个STM-1信号通过字节间插复用而成。
由此可知，STM-1信号的帧结构是9行X270列的块状帧，由上图看出，当N个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N信号时，仅仅是将STM-1信号的列按字节间插复用，行数恒定为9行。
SDH的矩形帧在光纤上传输时是成链传输的，在光发送端经并/串转换成链状结构进行传输，而在光接收端经串/并转换成矩形块状进行处理.SDH信号帧传输的原则是：帧结构中的字节（8bit）从左到右，从上到下一个字节一个字节（一个比特一个比特）的传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。
如此一帧一帧地传输，每秒可传8000帧。
SDH的帧频率为8000帧/秒，那么该字节的比特速率为8000*8bit=64kb/s.这里需要注意到的是：帧周期的恒定是SDH信号的一大特点，任何级别的STM-N帧它的帧频都是8000帧/秒。
由于帧周期的恒定使STM-N信号的速率有其规律性。
例如STM-4的传输数速恒定的等于STM-1信号传输数速的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍，等于STM-1的16倍。
SDH信号的这种规律性使高速SDH信号直接分/插出低速SDH信号成为可能，特别适用于大容量的传输情况。
从图3-1中看出，STM-N的帧结构由3部分组成：段开销，包括再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）;管理单元指针（AU-PTR）;信息净负荷（payload）。
SDH传输组网结构
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. 双向复用段保护环（二）
二纤双向复用段保护环是目前SDH应用最广泛的一 种保护方式。 它由二根光纤组成：S1 / P2光纤与S2 / P1光纤。 每根光纤传输容量的一半为工作通道（S）；一半为 保护通道（P），且为另一根光纤的工作通道提供反方向 保护。 如S1/P2光纤的工作通道为S1，保护通道为P2，P2 为第二根光纤的工作通道S2提供反方向保护。 另一根光纤S2/P1的含义与之类似。
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SDH网络结构结束
谢谢大家！
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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（N=1、4、16、64）； 一步复用特性：可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： 丰富的开销（码流量的5%）、强大的软件技术； — 组网灵活、网络的生存性强： 可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级； — 前、后向兼容。
缺点：
— 带宽利用率稍低，如155M仅包括63个2M或3个34M。
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三、SDH基本概况
1、等级与速率
等级 STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 速率（Mb/s） 155.520 622.080 2488.320） 9953.280 含2M数量 63 252 1008 4032
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SDH基本原理和概念PPT课件
因此，PDH体制不适应大容量传输网的组建，SDH体制 应运而升。
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1.3 SDH体制的优点：
与PDH相对比SDH体制的优势： 1、接口方面
电接口：标准的信息结构等级（速率等级） 同步传输块STM-N ：
SDH信号
比特率（Mb/s）
STM-1
2、复用方式：
复用/解复用的方式，决定高速信号上/下低速 信号的方便性。 PDH采用异步复用方式： 低速信号在高速信号中的位置无规律性，即无 预知性，即不能从高速信号中直接分离低速信号。
东西放在 哪儿了？
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140 OLT
34
8 140
2
34
8
140 140 OLT
34 34
8 8
2
2）段开销：
完成对STM-N整体信号流进行监控。即对STM-N“车厢” 中所有“货物包”进行整体上的性能监控。 再生段开销（RSOH）：对STM-N整体信号进行监控。 复用段开销（MSOH）：对STM-N中的某一个STM-1信号 进行监控。 RSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化的监控体制。
155.520简称 155M
STM-4
622.080简称 622M
STM-16
2488.320简称 2.5G
STM-64
9953.280简称 10G
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SDH：高等级信号速率是相邻低等级信号 精确的4倍
光接口：对电信号扰码。 SDH：光口信号码型是加扰的NRZ码， PDH：光口信号码型是mBnB码。
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1.1 SDH产生的技术背景
SDH是什么——同步数字传输体制。类似于PDH， 均为数字信号传输体制。 产生的社会背景： 1）信息社会要求： 通信网传输、交换、处理大量信息，向数字化、综 合化、智能化、个人化发展。 2）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
第 SDH传送网络结构和自愈网PPT课件
传送层的最底层，无需服务层的支持，因而网络连接可以由传输媒质支持。
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③ 光通信系统中的再生段、复用段和通道
•
按照分层的概念，不同层的网络有不同的开销和传递功能。为了便
于对上述信息进行管理控制，因而在SDH传送网中的开销和传递功能也是分
层的。图5-1给出了再生段、复用段和通道在系统组成中的定义和分界。其中
点应设置DXC，其他节点可设置TM或ADM。
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•
这种网络结构适合于广播式业务，而不利于提供双向通信业务，同时
也存在枢纽点可靠性不高和光功率预算问题，但这种网络结构仍在长途网中
使用。
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•(4) 环形网络结构
•
所谓环形网络是指那些将所有网络节点串联起来，并且使之首尾相连，
•
② 当B、C节点间出现断纤故障时
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-
图 5 12 二 纤 双 向 复 用 段 倒 换 环
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•（4） 二纤单向通道倒换环
• 二纤单向通道倒换环的结构如图5-13(a) 所示，可见它采用1+1保护方式。当信息由A 节点插入时，一路由主用光纤S1携带，经B节 点到达C节点，另一路由备用光纤P1携带，经 D节点到达C节点，这样在C节点同时从主用 光纤S１和备用光纤P1中分离出所传送的信息，
之间的信息传递为例，说明其工作原理。
•
①正常工作情况下
•
②当BC节点间的光缆出现断线故障时
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-
图 5 10 二 纤 单 向 复 用 段 倒 换 环
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（2） 四纤双向复用段倒换环
•
四纤双向复用段倒换环的工作原理如图5-11(a)所示。以A、C节点间
SDH基本原理 ppt课件
VC-4-64c
VC-4-16c
VC-4-4c
VC-4 VC-3
x3 TUG-3
x7
x1 TU-3
x7 TUG-2
x1 TU-2
x3 TU-12
x
4
TU-11
C-4-256c
C-4-64c
C-4-16c
C-4-4c
C-4 VC-3
C-3
VC-2
C-2
VC-12 C-12
VC-11 C-11
中国的SDH基本复用映射结构
2#STM-N 将A置于2＃ 帧B1字节处
与2＃帧B1字节 的值(A)相异或
BIP8偶校验 所得值为A’
2#STM-N 1#STM-N
B2
复用段误码监测字节： B2
对复用段信号流进行监控，方式为BIP24偶校验。 收端检测到B2误码块，在MS-BBE性能事件中反映出来。
发端
发端上报MS-REI告警， MS-FEBBE性能事件
信号流 对告M1
收端
收到端检测到有B2 误块：MS-BBE
M1
复用段远端误块指示字节：M1
对告信息：由信宿回传到信源。 告知发端：收端当前收到的B2检测的误块数；并在发端上报
MS-FEBBE性能事件。 同时在发端有MS-REI（复用段远端误块指示）告警事件上报。
信号流
发端
对告M1
发端上报MS-REI告警， MS-FEBBE性能事件,remote error indication
定帧字节：A1,A2
寻找连续信号流的帧头 A1=f6H、A2=28H
连续信号流
STMN
STMN
STMN
STMN
知识点SDH网络结构课件.
STM-N
REG
STM-N
•REG是双端口器件（只有两个线路端口），它的作用是将
东（或西）侧的光信号经整形放大后在东（或西）侧发出。
（4）数字交叉连接设备—DXC
出线：n
数字交叉连接设备——DXC
多端口器件，用于重要节 点站，提供强大的交叉能 力。 以m/n表征其特点
等效为
入线：m
• 交叉连接设备DXC主要完成
•对2.5G系统的监控，再生段开销对整个STM-16信号监控，复用段开销细 化到其中16个STM-1的任一个进行监控，高阶通道开销再将其细化成对每 个STM-1中VC4的监控，低阶通道开销又将对VC4的监控细化为对其中63 个VC12的任一个VC12进行监控。
SDH传送网的连接模型 •通过DXC的交叉连接作用，在SDH传送网内可提供许多条传输 通道，每条通道都有相似的结构，其连接模型如图。 •每个通道(Path)由一个或多个复接段(Line)构成，而每一复接段 又由若干个再生段(Section)串接而成。
2-11-8-2-2 知识点SDH网络结构课件
2.4.6 SDH网络及保护机制
•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。
SDH传送网的结构
SDH自愈网与网络保护
1. SDH传送网的结构
• • SDH网络的结构泛指传输网络的形态，即网络节点和传输线路的几 何排列，反映了物理上的连接关系。 SDH网是SDH网元设备通过光缆互连而成的，SDH网络的基本物理 拓扑有点对点、线形、星形、树形、环形和网孔等类型（见图2-18）。
m
DXC
n
SDH基本的网络拓扑结构
SDH基本的网络拓扑结构SDH网是由SDH网元设备通过光缆互连而成的，网络节点（网元）和传输线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构。
网络的有效性（信道的利用率）、可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关。
网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形，如图1-1所示。
1.链形网此种网络拓扑是将网中的所有节点一一串联，而首尾两端开放。
这种拓扑的特点是较经济，在SDH网的早期用得较多，主要用于专网（如铁路网）中。
2.星形网此种网络拓扑是将网中一网元做为特殊节点与其他各网元节点相连，其他各网元节点互不相连，网元节点的业务都要经过这个特殊节点转接。
这种网络拓扑的特点是可通过特殊节点来统一管理其它网络节点，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能力的潜在瓶颈问题。
特殊节点的作用类似交换网的汇接局，此种拓扑多用于本地网（接入网和用户网）。
(a) 链形(b)星形(c) 树形(d) 环形(e) 网孔形TMTMTMTMTM TM TMTMTMTMADMADMADMADMDXC/ADMDXC/ADM图1-1基本网络拓扑图3.树形网此种网络拓扑可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合，也存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈。
{4.环形网环形拓扑实际上是指将链形拓扑首尾相连，从而使网上任何一个网元节点都不对外开放的网络拓扑形式。
这是当前使用最多的网络拓扑形式，主要是因为它具有很强的生存性，即自愈功能较强。
环形网常用于本地网（接入网和用户网）、局间中继网。
2.网孔形网将所有网元节点两两相连，就形成了网孔形网络拓扑。
这种网络拓扑为两网元节点间提供多个传输路由，使网络的可靠更强，不存在瓶颈问题和失效问题。
但是由于系统的冗余度高，必会使系统有效性降低，成本高且结构复杂。
网孔形网主要用于长途网中，以提供网络的高可靠性。
当前用得最多的网络拓扑是链形和环形，通过它们的灵活组合，可构成更加复杂的网络。
本节主要讲述链网的组成和特点和环网的几种主要的自愈形式（自愈环）的工作机理及特点。
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链形网的保护方式
典型的链形网包括：
两纤链
无保护链
1+1保护链
四纤链
1:1保护链
1+1 线形复用段
1+1线性复用段保护工作方式 A
工作段 工作段
B
IN(收) OUT(发)
OUT
保护段
保护段
IN
双发
选收
1+1 线形复用段
光板检测告警
光板上检测到任 何告警都会引起 保护倒换吗?
主控板监视光 板告警，控制 交叉板倒换
交叉板进行保 护倒换动作
复用段保护倒换条件有： SD： B2SD、 B2OVER SF ：LOS 、LOF、MS-AIS
此过程仅对1+1单端倒换有效
保护工作方式
保护工作方式
单端不恢复式 单端恢复式
单端、双端： 保护倒换发生在线路的一端或两端
恢复、不恢复： 在工作路由恢复正常后，业务是否 切换回工作路由上。
链型网
典型的链型网如下图所示: A B C D
TM ADM ADM TM
链形网的特点是具有时隙复用功能， 即线路STM-N信号中某一序号的VC可 在不同的传输光缆段上重复利用。
链型网的业务容量
最小业务量(集中业务) :发生在链网的 端站为业务主站的情况下。即指各网 元都与主站互通业务，其余网元间无 业务互通。 业务容量:STM-N。
这种网络拓扑的特点是可通过特殊节点 来统一管理其它网络节点，利于分配带 宽节约成本。但存在特殊节点的安全保 障和处理能力的潜在瓶颈问题。
DXC/ADM
TM TM TM TM
树形网
此种网络拓扑可看成是链形拓扑和星 形拓扑的结合，也存在特殊节点的安 全保障和处理能力的潜在瓶颈。
DXC/ADM
TM
TM
双端恢复式
双端不恢复式
1:1线性复用段
1:N线性复用段保护工作原理 A
工作段 工作段 IN
正常 B
OUT 保护段 保护段 IN
OUT
1:1线性复用段
倒换后 A
工作段 工作段 IN(收) OUT(发) 保护段 保护段
B
OUT
IN
1:1线性复用段
保护倒换过程:
A在主用通道上接收到信号失效，在备用通 道上向B发送倒换请求。 B在备用通道上接收到A的倒换请求，在备 用通道上向A发送倒换响应。 A收到B的响应后执行倒换和桥接，并在备 用通道上向B发送倒换确认。 B收到A的倒换确认后执行倒换和桥接，信 令达到稳态，倒换完成。
TM ADM ADM TM
成都
西安
郑洲
北京
链型网的业务容量
最大业务量 (相邻业务):即链网中只存 在相邻网元间的业务。 业务容量为:（M-1）×STM-N，M为 节点数。
成都
TM
西安
ADM
郑洲
ADM
北京
TM
链型网的业务容量
例: 某链型网有4个节点,光纤上传输速率 为STM-4, 请问该链型网的最小业务 容量是多少个2M?最大业务容量是多 少个2M?
1+1： 业务同时在工作路由和保护路由上传送。 工作方式以单端不恢复式最为简单。
1:1(1:N)： 业务只在工作路由或保护路由上传送。从 而使得保护路由可以保护多个工作路由， 或者承载冗余业务。 工作方式只能为双端恢复式。
线形复用段
两种保护倒换方式的比较:
目 录1 ＋ 1 线 性 保 护 1 ： 1 线 性 保 护 最 大 业 务 容 量 S T M N S T M N * 2 节 点 成 本 中中
DXC
DXC
DXC
DXC
网孔形网
将所有网元节点两两相连就形成了网 孔形网络拓扑，这种网络拓扑为两网 元节点间提供多个传输路由，使网络 的可靠更强，不存在瓶颈问题和失效 问题，但是由于系统的冗余度高必会 使系统有效性降低，成本高且结构复 杂。网孔形网主要用于长途网中，以 提供网络的高可靠性。
业务方向及路由
A P S 协 议 可 选 择 要 求 组 网 灵 活 性 一 般 一 般 系 统 复 杂 性 简 单 复 杂 倒 换 速 度 较 快 较 快
总结
本次课程的重点: SDH的网络拓扑结构的类型 SDH的链型网的特点及业务容量 SDH的链型网的保护方式
思考题
1.什么是双向业务?什么是单向业务? 2.链型网的特点是什么? 3.链型网的1+1保护与1:1保护有何区 别?
1:1线性复用段
主用
A
倒换请求/倒换 确认 倒换 倒换响应 备 用
B
1:1线性复用段
本站检测告警 向对端站发出倒换申请
对端站收到倒换申请, 发 出倒换响应信号
本站接收倒换响应信号 进行保护倒换,发出倒换确认 对端站收到倒换确认执行倒换, 业务切换至保护通道
1:1复用段保护过程
保护工作方式
保护工作方式
TM
ADM
TM
环形网
环形拓扑实际上是指将链形拓扑首尾 相连，从而使网上任何一个网元节点 都不对外开放的网络拓扑形式，这是 当前使用最多的网络拓扑形式，主要 是因为它具有很强的生存性即自愈功 能较强，环形网常用于本地网接入网 和用户网局间中继网。
环形网
ADM ADM
ADM
ADM
ADM
ADM
网孔形网
第9讲 SDH网络结构和链型网
主要内容
基本的网络拓扑结构 链型网线形) 星形 树形 环形 网孔形
链形网
此种网络拓扑是将网中的所有节点一 一串联，而首尾两端开放。这种拓扑 的特点是较经济，在SDH网的早期用 得较多。
TM ADM ADM TM
星形网
传输网上的业务按流向可分为单向业 务和双向业务，以环网为例 :
业务方向及路由
A到C的业务路由:A→B→C
一致路由
(双向业务)
C到A的业务路由:C→B→A A到C的业务路由:A→B→C
分离路由
C到A的业务路由:C→D→A
(单向业务)
常见组网的业务方向和路由表
组网类型 链型网 环行 双向通道环 网 双向复用段 环 单向通道环 单向复用段 环 路由 一致路由 一致路由 一致路由 分离路由 分离路由 业务方向 双向 双向 双向 单向 单向