A市本地网SDH传输网设计方案第一章概述
第二章传输网络可靠性的理论依据
1、一、SDH原理
2、二、开销
3、三、指针
4、光接口类型和参数
5、五、时钟同步
第三章 SDH设备的逻辑组成
1、SDH 网络的常见网元
2、SDH设备的逻辑功能块
第四章SDH网络结构及网络保护机理
1、链网和自愈环
2、二纤单向通道保护环
3、二纤双向通道保护环
4、二纤单向复用段环
5、四纤双向复用段保护环
6、双纤双向复用段保护环
7、第七节子网连接保护SNCP
第五章墨江SDH组网方案
1、组网配置及应用概述
2、故障定位的基本思路和方法
第六章多业务SDH传送网的发展方向
第一章、概述
随着时代的发展和人们对信息多样性、安全性的需求增长，对传输网络的要求也越来越高。而本地传输网作为网络的末梢，直接面对用户，更需要紧跟时代发展的步伐，满足市场的需求。今后需要建设的本地传输网应具备高可靠性、大传输带宽、多种接口接入能力的特点。笔者根据所工作的墨江县电信分公司传输网络中存在的问题：网络结构存在着一些缺陷、影响可靠性的因素，设备接口类型比较单一；论述充分利用现有的资源对传输网进行改造和优化，提高传输网络稳定性。
第二章、传输网络可靠性的理论依据
第一节、SDH原理
1.1 SDH定义
SDH的全称叫同步数字体制（即Synchronous Digital Hierarchy），可见SDH 是一种传输的体制（协议），就象PDH ——准同步数字传输体制一样，SDH 规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级，接口码型等特性。与传统的PDH相比，SDH网络是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。因此在目前的电信网络中被广泛的使用。
1.2 与PDH相比SDH的优势
1）接口方面
在电接口方面方面SDH 体制对网络节点接口（NNI ）作了统一的规范。规范的内容有数字信号速率等级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等。于是这就使SDH 设备容易实现多厂家互连，也就是说在同一传输线路上可以安装不同厂家的设备，体现了横向兼容性。
在光接口方面线路接口（这里指光口）采用世界性统一标准规范，SDH 信号的线路编码仅对信号进行扰码，不再进行冗余码的插入。扰码的标准是世界统一的，这样对端设备仅需通过标准的解码器就可与不同厂家SDH 设备进行光口互连。
2）复用方式
由于低速SDH 信号是以字节间插方式复用进高速SDH 信号的帧结构中的，这样就使低速SDH 信号在高速SDH 信号的帧中的位置是固定的、有规律性的，也就是说是可预见的。这样就能从高速SDH 信号例如2.5Gbit/s （STM-16 ）中直接分/ 插出低速SDH 信号例如155Mbit/s （STM-1 ），这样就简化了信号的复接和分接，使SDH 体制特别适合于高速大容量的光纤通信系统。另外，由于采用了同步复用方式和灵活的映射结构，可将PDH 低速支路信号（例如2Mbit/s ）复用进SDH 信号的帧中去（STM-N ），这样使低速支路信号在STM-N 帧中的位置也是可预见的，于是可以从STM-N 信号中直接分/ 插出低速支路信号。于是节省了大量的复接/ 分接设备（背靠背设备），增加了可靠性，减少了
信号损伤、设备成本、功耗、复杂性等，使业务的上、下更加简便。SDH 的这种复用方式使数字交叉连接（DXC）能更易于实现，使网络具有了很强的自愈功能，便于用户按需动态组网，实时灵活的业务调配。
3）运行维护方面
SDH 信号的帧结构中安排了丰富的用于运行维护（OAM ）功能的开销字节，使网络的监控功能大大加强，也就是说维护的自动化程度大大加强。SDH 信号丰富的开销占用整个帧所有比特的1/20 ，大大加强了OAM 功能。这样就使系统的维护费用明显降低。
4）兼容性
SDH 有很强的兼容性，利用SDH 网可以传送PDH，异步转移模式的信号（ATM ）、FDDI 信号等其他体制的信号。SDH 网中用SDH 信号的基本传输模块（STM-1 ）可以容纳PDH 的三个数字信号系列和其它的各种体制的数字信号系列——ATM 、FDDI 、DQDB 等，从而体现了SDH 的前向兼容性和后向兼容性，确保了PDH 网向SDH 网和SDH 向ATM 的顺利过渡。
1.3 SDH 的缺陷
凡事有利就有弊，SDH 的这些优点是以牺牲其他方面为代价的。
1）频带利用率低
这是由于在SDH 的信号－－STM-N 帧中加入了大量的用于OAM 功能的开销字节，这样必然会使在传输同样多有效信息的情况下，PDH 信号所占用的频带（传输速率）要比SDH 信号所占用的频带（传输速率）窄，即PDH 信号的频带利用率高。
2）指针调整机理复杂
SDH 体制可从高速信号（例如STM-1 ）中直接下低速信号（例如2Mbit/s ），省去了多级复用/ 解复用过程。而这种功能的实现是通过指针机理来完成的，指针的作用就是时刻指示低速信号的位置，以便在“拆包”时能正确地拆分出所需的低速信号，保证了SDH 从高速信号中直接下低速信号的功能的实现。可以说指针是SDH 的一大特。但是指针功能的实现增加了系统的复杂性。最重要的是使系统产生SDH 的一种特有抖动－－由指针调整引起的结合抖动。这种抖动多发于网络边界处（SDH/PDH ），其频率低，幅度大，会导致低速信号在拆出后性能劣化，这种抖动的滤除会相当困难。
1.4 SDH信号的帧结构和复用步骤
1）SDH信号的帧结构
SDH 体制有一套标准的速率等级。基本的信号传输结构等级是同步传输模块——STM-1 ，相应的速率
是155Mbit/s 。高等级的数字信号系列例如：622Mbit/s （STM-4 ）、2.5Gbit/s （STM-16 ）等，可通过将低速率等级的信息模块（例如STM-1 ）通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4 的倍数，例如：STM-4 ＝4 ×STM-1 ，STM-16 ＝4 ×STM-4 。
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2-1所示：
图2-1 SDH块状帧结构
从图2-1看出STM-N 的信号是9 行×270 ×N 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×270 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 信号帧传输的原则是：从左到右，逐行传送每个字节，并且根据 ITU-T 规定，任何级别的STM 等级，帧频是8000 帧/ 秒，也就是帧长或帧周期为恒定的125 μs 。
2 ）STM-N帧结构中各部分的作用
从2-1图中看出，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 ）。下面介绍这三大部分的功能。
（1）信息净负荷（payload ）
信息净负荷有9行×261列×N个字节，它是STM-N帧中放置各种业务信息的地方。2M、34M、140M 打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信号承载，在SDH网上传输。若将STM-N信号帧比做一辆货车，其净负荷即为该货车的车厢在将低速信号打包装箱时，在每一个信号包中加入通道开销POH，以完成对每一个“货物包”在“运输”中的监视。
（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。其中，再生段开销（RSOH）是对STM-N整体信号进行监控，复用段开销（MSOH）是对STM-N中的某一个STM-1信号进行监控的。
RSOH、MSOH、POH构成了SDH层层细化的监控体制。
（3）管理单元指针（AU-PTR）
用于定位低速信号在STM-N帧中（净负荷）的位置，使低速信号在高速信号中的位置可预知。发端在将信号包装入STM-N净负荷时，加入AU-PTR，指示信号包在净负荷中的位置，即将装入“车厢”的“货
物包”，赋予一个位置坐标值。收端根据AU指针值，从STM-N帧净负荷中直接所需要的那一个“货包”。由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律摆放的……字节间插复用方式，所以对货物包的定位仅需定位“车厢”中第一个“货物包”即可。
若复用的低速信号速率较低，即打包后信息包太小，例：2M、34M。需进行二级指针定位。先将小信号包打包成中信息包，通过支路单元指针TU-PTR定位其在中信息包中的位置。然后将若干中信息包打包成大信息包，通过AU-PTR指示相应中信息包的位置。
3）我国的SDH基本复用映射结构
SDH 的复用包括两种情况：一种是低阶的SDH 信号复用成高阶SDH 信号；另一种是低速支路信号（例如2Mbit/s 、34Mbit/s 、140Mbit/s ）复用成SDH 信号STM-N 。
第一种情况在前面已有所提及，复用的方法主要通过字节间插复用方式来完成的，复用的个数是4 合一，即4 ×STM-1 →STM-4 ，4 ×STM-4 →STM-16 。在复用过程中保持帧频不变（8000 帧/ 秒），这就意味着高一级的STM-N 信号是低一级的STM-N 信号速率的4 倍。在进行字节间插复用过程中，各帧的信息净负荷和指针字节按原值进行间插复用，而段开销则会有些取舍。
第二种情况用得最多的就是将PDH 信号复用进STM-N 信号中去。通过指针调整定位技术来校正支路
信号频差和实现相位对准，各种业务信号复用进STM-N 帧的过程都要经历映射（相当于信号打包）、定位（相当于指针调整）、复用（相当于字节间插复用）三个步骤。
具体的复用路线图ITU-T规定了多种，我国采用的路线图如图2-2所示。
从图2-2 中可以看到此复用结构包括了一些基本的复用单元：C－容器、VC －虚容器、TU －支路单元、TUG －支路单元组、AU －管理单元、AUG －管理单元组，这些复用单元的下标表示与此复用单元相应的信号级别。
图2-2 我国的SDH基本复用映射结构
1.5 具体PDH信号的复用步骤
根据图2.2的复用路线图，我们以最复杂也是最常用的2M信号复用进STM-N为例，讲述具体PDH 信号的复用步骤。如图2-3所示。
1）首先，将2Mbit/s 的PDH 信号经过速率适配装载到对应的标准容器C12 中，并且将同一路２Ｍ信号的4 个C12 基帧组成一个复帧。之所以引入复帧的概念完全是为了码速调整的方便。C12容器结构是9 ×4 －2 ＝34个字节的带缺口的块状帧，4 个基帧组成一个复帧，在前三个C12基帧每帧装入256bit （32 字节）有效信息，在第4 帧再进行调整，将剩余的bit完整的适配进C12 中去。即每隔500μs进行一次码速调整。只要E1 信号的速率范围在2.046Mbit/s 2.050Mbit/s 的范围内，
就可以将其装载进标准的C12 容器中，并且经过码速调整将其速率调整成标准的C12 速率——2.176Mbit/s。备注：(34字节×8bit)/125μs＝2.176Mbit/s。
图2-3 2M信号复用进STM-N流程图
2 )为了在SDH 网的传输中能实时监测任一个2Mbit/s 通道信号的性能，需将C12 再打包——加入相应
的通道开销（低阶通道开销LPOH），使其成为VC12 的信息结构。一个C12 复帧装载的是4 帧PCM30/32 的信号，因此，一组LP-POH 监控的是4 帧PCM30/32 信号的传输状态。此时C12容器有35个字节。
3 )为了使收端能正确定位VC12 的帧，在VC12 复帧的
4 个缺口上再加上4 个字节的支路单元指针TU-PTR，这时信号的信息结构就变成了TU12 ，9 行×4 列＝36个字节。TU-PTR 指示复帧中第一个VC12 的起点在TU12 复帧中的具体位置。
4 )3 个TU12 经过字节间插复用合成TUG-2 ，此时的帧结构是9 行×12 列。
5 )7 个TUG-2 经过字节间插复用合成TUG3 的信息结构。请注意7 个TUG-2 合成的信息结构是9 行×84 列，为满足TUG3 的信息结构9 行×8
6 列，则需在
90设计网7 个TUG-2 合成的信息结构前加入两列固定塞入比特。
6 )三个TUG3 通过字节间插复用方式，复合成VC4 信号结构，并且加入了高阶通道开销HPOH。
7 )VC4加入了９个字节的管理单元指针AU-PTR，就构成了AU-4。
7 )AU-4加入了段开销包括再生段和复用段开销，就构成了STM-1的帧。
8 )N个STM-1采用字节间插的方式构成了STM-N。
第二节、开销
开销是完成对SDH 信号层层细化的监控管理功能，开销的分类可分为段开销、通道开销。段开销又分为再生段开销和复用段开销，通道开销分为高阶通道开销和低阶通道开销。由此实现了对STM-N 层层细化的监控。
2.1 段开销
STM-N 帧的段开销位于帧结构的（1-9 ）行×（1-9N ）列。注：第4 行为AU-PTR 除外，段开销包括RSOH和MSOH。这两中开销的区别在于监控的范围不同，RSOH 监控的是整个STM-N ，MSOH 则监控的是STM-N中的每个STM-1。具体字节如图2-4 所示。

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