01 SDH原理及网络保护
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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与MSTP原理及应用
光传送网络的发展
实用化 产品出现
SDH标准完善， PDH仍为主力
DWDM 开始建设
Metro城域网兴起、 OADM、OXC、ION
将会逐渐使用
1976 1966
90年代初 80年代
98年 容量增加/业务多样化 94年
2002年以后 99年
高锟提出 光传输理论
PDH产品开始 规模使用
SDH逐步成为 传输主力设备
MSTP工作原理
STM-N
SDH交叉
矩阵
STM-N
PPP/HDLC/LAPS/GFP HDLC
ATM映射
Ethernet L2 交 换 ； VLAN 控制，虚拟 网桥
Ethernet 透 明 传 ATM统计复用&
送
信元交换
PDH/SDH传统接口、PoS(级联/非级联可选)、Ethernet接口（10M/100M/GE）、 ATM-UNI接口（ 622M/155M/34M/45M）
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。
SDH基本概况
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
中国的SDH基本复用映射结构
DWDM规模建 设，全光网试验
PDH：准同步数字传输系统； DWDM：密集波分复用系统； OXC：光交叉连接系统；
SDH：同步数字传输系统； OADM：光分插复用系统； ION：智能光网络
PDH的不足
— 没有国际统一的速率标准 2M系列：2M、8M、34M、140M、565M； 1.5M系列：北美：1.5M、6.3M、45M、274M； 日本：1.5M、6.3M、32M、100M；
SDH系统日常维护及故障处理
2 ． 取消信号芯线和屏蔽层的短接，在另一端用万用表测量电阻，电阻 应该为无穷大。
这两项测试正常说明所测电缆两端是同一根电缆的两个端头，并且 此电缆正常。否则说明电缆中间存在断点或插头存在虚焊、漏焊、短路， 甚至所测试的两端不是同一根电缆。
基本维护操作
维护操作可分为设备侧维护和网管侧维护。
设备维护是针对设备硬件进行的操作，如：拔插尾纤，硬件环回，清扫 、板件更换等；
目录
1 SDH设备日常维护及注意事项 2 SDH系统网络保护机理 3 SDH故障处理及分析方法
4 西宝客专设备介绍（中兴S385/S330）
SDH设备日常维护
设备维护可以分为例行维护、性能及告警信息处理和突发性维护。
1． 例行维护 例行维护是日常的周期性维护，主要是对设备运行情况的周期性检查，对出现的
时钟板指示灯：时钟板主要有主备用指示灯（MS）、时钟状态
运行灯（CKS1和CKS2）均为绿灯。当本板工作在主用状态时，主备用 指示灯常亮；否则长灭。
公务板指示灯：公务板除标识运行和告警的指示灯外，还有话机
指示灯，对应每路话机。话机摘机时，对应的指示灯常亮，否则灭。
1：N保护状态指示灯：处在保护组内的工作单板和备用板，发
常用仪表——2M表
测试结果说明：
AS
可用秒。满足 ITU - T 建议 G.821 的可用时间定义的测试秒计数。
ES
误码秒。一个或多个相关异常或缺陷出现的可用秒数。
ESR
误码秒率。误码秒与可用秒数的比率。
SES
严重误码秒。一个或多个异常出现或者异常率超过 ITU - T 建议
G.821 阈值。
SESR
尘网，以保证设备散热良好。 5． 在完成对设备的维护操作后，应关上机柜前门，保证设备始终具有良好的防电磁干
这两项测试正常说明所测电缆两端是同一根电缆的两个端头，并且 此电缆正常。否则说明电缆中间存在断点或插头存在虚焊、漏焊、短路， 甚至所测试的两端不是同一根电缆。
基本维护操作
维护操作可分为设备侧维护和网管侧维护。
设备维护是针对设备硬件进行的操作，如：拔插尾纤，硬件环回，清扫 、板件更换等；
目录
1 SDH设备日常维护及注意事项 2 SDH系统网络保护机理 3 SDH故障处理及分析方法
4 西宝客专设备介绍（中兴S385/S330）
SDH设备日常维护
设备维护可以分为例行维护、性能及告警信息处理和突发性维护。
1． 例行维护 例行维护是日常的周期性维护，主要是对设备运行情况的周期性检查，对出现的
时钟板指示灯：时钟板主要有主备用指示灯（MS）、时钟状态
运行灯（CKS1和CKS2）均为绿灯。当本板工作在主用状态时，主备用 指示灯常亮；否则长灭。
公务板指示灯：公务板除标识运行和告警的指示灯外，还有话机
指示灯，对应每路话机。话机摘机时，对应的指示灯常亮，否则灭。
1：N保护状态指示灯：处在保护组内的工作单板和备用板，发
常用仪表——2M表
测试结果说明：
AS
可用秒。满足 ITU - T 建议 G.821 的可用时间定义的测试秒计数。
ES
误码秒。一个或多个相关异常或缺陷出现的可用秒数。
ESR
误码秒率。误码秒与可用秒数的比率。
SES
严重误码秒。一个或多个异常出现或者异常率超过 ITU - T 建议
G.821 阈值。
SESR
尘网，以保证设备散热良好。 5． 在完成对设备的维护操作后，应关上机柜前门，保证设备始终具有良好的防电磁干
SDH原理与技术
用3个A1、A2？
防止 虚警：位数太少，易伪告警，248≈1015。 虚漏：位数太多，易漏告警，采用择多判决。
18
(2) 再生段踪迹字节 J0：用于识别收发设备。
发 J0 端 机
J0
J0 收 端
J0 机
在国内网络或单个营运者区域：J0用单字节(编码0~255)； 在国际边界或不同营运者边界：用Z.164编码格式(P31表)； 若下游设备检测J0不匹配，则产生RS-TIM告警。(烽火、 华为设备只上报，不下插AIS，国外设备上报，同时下插AIS) 处理办法：检查光纤连接是否正确。 若单盘没有配置J0，则要屏蔽此告警。
复用段 再生段 再生段 再生段
支
路
SDH TM
信 终端复用器
号
SDH ADM （DXC） 分插复用器
REG 再生器
支
SDH TM
路
终端复用器 信
号
通道
支路信号
通道
14
2. 段开销的字节安排
STM-1 SOH 字节安排(P28图)
9 字节
A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0 × ×
B1
E1
F1 × × RSOH
作业：P36：8，9，13
17
3. 段开销字节的功能
P31
(1) 定帧字节 A1和A2：用于识别帧的起始位置。 A1= 11110110， A2= 00101000.
收信正常时，再生器直接转发A1、A2字节；收信故障时， 再生器产生A1、A2字节，全透明传送。
收端设备搜索不到A1、A2超过625μ s就出现帧失步(OOF) 告警，OOF持续3ms以上将出现帧丢失(LOF)告警。
帧结构由段开销(SOH)、管理单元指针(AU-PTR)和信息净荷 (含POH)3个主要区域组成。
SDH原理详解(共67张)
（A）STM-N帧
周期为125s。STM-1帧有19440比特，
STM-4帧有77760比特，STM-16帧有
1
9N
270N
311040比特，STM-64帧有1244160比特。
1 再生段开销
3
图B表示再再生段上传送的信号帧，
再生段净荷
它有再生段净荷和再生段开销组成。再
段净荷支持复用段层信号传送，而再生段
F1 × ×
3 D1 △ △ D2 △
D3
4
AU PTR
5 B2 B2 B2 K1
K2
6 D4
D5
D6
7 D7
D8
D9
8 D10
D11
D12
9 S1
M1 E2 × ×
第21页，共67页。
STM-1 段开销 字节安 (kāi xiāo)
排1 2 3
4
5
67
8
9
1
2
△
3 D1
△
4
5
6 D4
7 D7
8 D10
（SONET）的研究。 1986年CCITT开始审议SONET标准，并于1988年通
过了第一批SDH建议。
第4页，共67页。
1.2 PDH 和 SDH 的 比 较
1.2.1 PDH是逐级复接，SDH是一步到位；用SDH设备组网简单(jiǎndān)
经济
140
34
8
OLTE
140
2
34
OLTE:光线路终端 8
（1）一次到位的同步复用方式使传输系统的硬件品种、
数量减少。
（2）高度标准化的光接口。
（3） 具有强有力的标准化网管功能
SDH-第1章
SDH的帧结构
光传输技术
STM-N
信息包 信息包 信息包
净负荷
信息包 信息包Βιβλιοθήκη （动画）SDH的帧结构
5、段开销字节
SDH开销是指用于SDH网络的运行、管理和维护的比特。
光传输技术
SDH的开销分两类：段开销SOH和通道开销POH，分别用于段 层和通道层的维护。 SOH分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）两种。 RSOH负责管理再生段，完成对STM-N整体信息结构进行监控， 可在再生器接入，也可在终端设备接入。 MSOH负责管理复用段，完成对STM-N中的复用段层信息结构进 行监控，它将透明地通过每个再生器，只能在AUG组合或分解的 地方才能接入或终结。
一次群（基群）
北美 24路 1.544 Mbit/s 24路 1.544 Mbit/s 30路 2.048 Mbit/s
光传输技术
二 次 群
96路（24×4） 6.312 Mbit/s 96路（24×4） 6.312 Mbit/s 120路（30×4） 8.448 Mbit/s
三 次 群
672路（96×6） 44.736 Mbit/s 480路（96×5） 32.064 Mbit/s 480路（120×4） 34.368 Mbit/s
重新命名为同步数字体系（SDH），使之成为不仅适于光纤，
也适于微波和卫星传输。表6-2是SONET和SDH的速率对照。 1989年，ITU-T在其蓝皮书上发表了G.707、G.708和G.709 三个标准，从而揭开了现代信息传输崭新的一页。
8
第二节 SDH的产生和基本概念
表1-1 准同步数字体系（PDH）
OC-24/STS-24
OC-36/STS-36 STM-16（30720CH） 2488.320 2.5Gbit/s OC-48/STS-48（32356CH）
SDH设备基础知识
2、SDH复用结构和步骤：
×N STM -N AUG ×1 AU-4 VC-4 ×3 TUG-3 指针处理 复用 定位校准 映射 ×1 TU-3 VC-3 C-3 34368kbit/s C-4 139264kbit/s
×7 TUG-2 ×3 TU-12 VC-12 C-12 2048kbit/s
X 时 隙
X 时 隙
X 时 隙
Y 时 隙
• 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。 • 如图：A—B、B—C、C—D以及A—D之间通有业务，这时可将A—B 之间的业务占用A—B光缆段X时隙（序号为X的VC，例如3VC4的第 48个VC12），将B—C的业务占用B—C光缆段的X时隙（第3VC4的第 48VC12），将C—D的业务占用C—D光缆段的X时隙（第3VC4的第 48个VC12），这种情况就是时隙重复利用。这时A—D的业务因为光 缆的X时隙已被占用，所以只能占用光路上的其它时隙Y时隙，例如第 3VC4的第49VC12
高速公路通信系统维护 技术基础
广东新粤投资有限公司技术服务部
课程要点：
• • • • 1、SDH传输原理 2、程控交换原理 3、接入网原理 4、高速公路通信系统结构
一、SDH原理
1、SDH信号帧结构
9× 270× N 个 字 节
1 3 4 5
R SO H AU -PTR M SO H payload
1
270 1 AU-PTR 9
140Mbit/s→STM-N的复用全过程
3、SDH网络结构和网络保护原理：
重点介绍两种常用结构：
• 1、环形网 • 2、链型网
（1）、链型网：
A TM
sdh保护倒换原理
sdh保护倒换原理
SDH（同步数字分层）保护倒换原理指的是在SDH网络中，当主接口发生故障时，保护接口能够迅速接管并提供持续的服务。
SDH网络中常用的保护方式有1+1保护和1:N保护。
1+1保护是指在主接口和备份接口之间建立一条完全冗余的保护链路，主接口和备份接口同时工作，但只有主接口的信号被传送给用户设备。
当主接口发生故障时，备份接口可以立即接管，并将信号传送给用户设备，实现对用户不可察觉的切换。
1:N保护是指多个备份接口依次排列组成一条保护链路，主接口和备份接口轮流工作，每次只有一个备份接口传送信号给用户设备。
当主接口发生故障时，备份接口立即接管，并继续传送信号给用户设备。
保护倒换原理包括两个关键的步骤：故障感知和倒换操作。
首先，网络监测到主接口故障，触发保护倒换。
然后，倒换操作将备份接口切换到工作状态，接管信号传送。
整个倒换过程应尽可能迅速，以保证对用户服务的连续性和可靠性。
在SDH网络中，保护倒换原理的实现需要网络元素（例如交叉连接设备和复用设备）的支持，并且需要一定的网络管理控制机制来监测故障和执行倒换操作。
第二讲 SDH及MSPT的基本原理PPT
为什么要引入SDH？ PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy 准同步数字体系
传统PDH的缺陷：
1、没有世界性标准的光、电接口规范；
2、2Mb/s以下的信号是同步的，其他信号都是异步的； 3、运行维护不方便；
4、没有统一的网管接口；
传统的PDH网络已不能满足通信网的发展！
构。
2M复用步骤
（2.048Mbit/s) C—1 C—1 VC—1 POH C—1 （2.240Mbit/s) VC—4
TU—1 PTR
VC—1 （2.304Mbit/s)
TU—1
TU—1 PTR
TU—1 PTR
VC—1
VC—1 （6.912Mbit/s)
TUG-2
TUG—2
TUG—2 （49.536Mbit/s)
2、SDH的特点
优点： 统一了光接口及复用标准，使SDH设备容易实现多厂家互连 同步复用，减少了设备的复杂性，增强了设备的可靠性 强大的网络管理能力，使系统的维护费用大大降低 缺点： 频带利用率低 指针调整机理复杂
软件的大量使用对系统安全性的影响
二、 SDH帧结构、复用映射结构
1、STM-N的帧结构 2、复用映射结构
2M复用步骤
×3 字节 间插 1 12 1× 7 字节 间插 9 1 R R 86
TUG2
TUG3
TUG2——支路单元组2；TUG3——支路单元组3。
2M—C12—VC12—TU12 ； 3TU12—TUG2 ； 7TUG2—TUG3 ；
3TUG3—VC4—STM-1。 STM-1可装入3×7×3=63个2M信号。2M复用结构是3-7-3结
以8bit为单位(一个字节为单位) 校验相应bit列（bit块） 使相应列1的个数为偶
传统PDH的缺陷：
1、没有世界性标准的光、电接口规范；
2、2Mb/s以下的信号是同步的，其他信号都是异步的； 3、运行维护不方便；
4、没有统一的网管接口；
传统的PDH网络已不能满足通信网的发展！
构。
2M复用步骤
（2.048Mbit/s) C—1 C—1 VC—1 POH C—1 （2.240Mbit/s) VC—4
TU—1 PTR
VC—1 （2.304Mbit/s)
TU—1
TU—1 PTR
TU—1 PTR
VC—1
VC—1 （6.912Mbit/s)
TUG-2
TUG—2
TUG—2 （49.536Mbit/s)
2、SDH的特点
优点： 统一了光接口及复用标准，使SDH设备容易实现多厂家互连 同步复用，减少了设备的复杂性，增强了设备的可靠性 强大的网络管理能力，使系统的维护费用大大降低 缺点： 频带利用率低 指针调整机理复杂
软件的大量使用对系统安全性的影响
二、 SDH帧结构、复用映射结构
1、STM-N的帧结构 2、复用映射结构
2M复用步骤
×3 字节 间插 1 12 1× 7 字节 间插 9 1 R R 86
TUG2
TUG3
TUG2——支路单元组2；TUG3——支路单元组3。
2M—C12—VC12—TU12 ； 3TU12—TUG2 ； 7TUG2—TUG3 ；
3TUG3—VC4—STM-1。 STM-1可装入3×7×3=63个2M信号。2M复用结构是3-7-3结
以8bit为单位(一个字节为单位) 校验相应bit列（bit块） 使相应列1的个数为偶
SDH复习
•
虚容器是用来支持SDH的通道层连接的信息
结构。
•
其中VC-11、VC-12、VC-2及TU-3中的VC-3是
低阶通道层的信息结构；而AU-3中VC-3和VC-4是
高阶通道层的信息结构。
•
虚容器由容器输出的信息净负荷加上通道
开销（POH）组成，即
• VC-n=C-n+VC-nPOH
•
VC的输出将作为其后接基本单元（TU或AU）
作方式），指针用作频率和相位校准；当网络处
于异步工作方式时，指针用作频率跟踪校准。
• （3） 指针还可以用来容纳网络中的频率抖
动和漂移。
二、 指针调整原理及指针调整过程
•1. VC-4在AU-4中的定位（AU-4指针调整）
（1） AU-4指针
•VC-4进入AU-4时应加上AU-4指针，即 •AU-4＝VC-4 + AU-4 PTR
AU-n PTR指示VC-n净负荷起点在AU帧内的位
•
两种指针（AU-PTR和TU-PTR）分别对高阶
VC在相应AU帧内的位置以及VC-1、VC-2、VC-3在
相应TU帧内的位置进行灵活动态的定位。 • 在N个AUG的基础上再附加段开销（SOH）
便可形成最终的STM-N帧结构。
•
映射——是将各种速率的G.703支路信号先
的信息净负荷。
•
虚容器有5种：VC-11、VC-12、VC-2、VC-3
和VC-4。虚容器可分成低阶虚容器和高阶虚容器
两类。
• 低阶虚容器：VC-1和VC-2 VC-3（通过TU-3将VC-3复用到VC-4时） 高阶虚容器：VC-4 VC-3（AU-3中）
•
3.支路单元和支路单元组（TU和TUG）