传输系统设计基本知识.ppt

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1、XGY,1,传输系统设计基本知识,XGY,2,目的,了解传输系统工程设计的基础知识。 时间： 23个学时。,XGY,3,内容,1、传输网在电信网中所处的位置及作用 2、传输网的分类、网络拓朴结构及现状 3、主要传输方式及传输媒质 4、光传输系统的一般组成和接口标准 5、常用的网络保护方式 6、SDH光传输网同步 7、网络性能要求,XGY,4,1、传输网在电信网中所处的位置及作用,传输是构成通信的信号的载体、是各种业务网的承载平台、是其他业务网的基础。,WDN/OXC,IP,ATM,SDH,语音、视频、数据、多媒体,光层,电传送层,电交换路由层,应用层,XGY,5,信令网对传输链路的需求,高级信

2、令转接点 低级信令转接点、低级信令点 信令点， 信令链数量一般最大不超过16个。,高级信令转接点,低级信令转接点,信令点,传输链路,传输链路,XGY,6,电话交换网对传输链路的需求,C0局间、C0局至C1/C2局、C1/C2局间、C1/C2局至C3/C4局之间、C3/C4局间以及C3/C4局至C5局之间：需大量的E12至STM-1不同带宽的信道进行连接。,本地电话网,本地电话网,C0 国际长途局,C1/C2 省内省外长 途汇接局,C3/C4 每个本地的两个 长途局，本地网 间大部份实现直 达,C5 如：广东省23个 本地网的端局、农 话局和汇接局,XGY,7,基础数据网对传输链路的需求,省局骨

3、干网,本地骨 干网,接入层,ATM电路,电路访真方式CE,帧中继方式FR,基础数据网示意图,XGY,8,GSM移动通信网对传输链路的需求,基站(BTS)到基站控制器(BSC) 、BSC至移动交换中心(MSC)、MSC与MSC之间、MSC至固定电话网(PSTN)及其他通信网间：根据载波数量配置若干E12传输通道或STM-1光传输通道 。一般是10个载波配一条E12通道。,BTS,BTS,BSC,HLR/AUC,EIR,OMC,SC,PSTN,其他通信网,MS,基站系统(BSS),交换子系统(SSS),MSC/VLR,XGY,9,3G移动通信网对传输链路的需求WCDMA-R99的网络接口对传输通道

4、需求,HLR,EIR,SGSN,GGSN,MSC/VLR,BSS,MS,RNC,BSC,RNC,Node B,SGSN,MSC/VLR,ISDN PSTN PSPDN CSPDN PDN Intrant Extrant Internet X.25,SMS,GMSC,Node B,BTS,MS,SCF,UTRAN,XGY,10,互联网对对传输链路的需求,核心节点之间以格状网互联，配置若干个10G的传输通道。汇接节点双归连接到附近的两个核心节点，配置若干个2.5G或以上通道带宽的传输道道。边缘节点双归连接到附近的两个汇接节点，配置若干个STM-1、STM-4或以上通道带宽的传输道道。,核心节点,核

5、心节点,核心节点,核心节点,汇接节点,汇接节点,汇接节点,边缘节点,边缘节点,XGY,11,软交换的承载网络QoS解决方案,SoftSwitch,MPLS VPN +Diff-Serv,NMS,APP Server,MSTP,AG,AG,TG,TG,802.1p,802.1p,802.1p,SG,对于具有本地丰富传输资源的运营商，软交换、应用服务器、中继网关、信令网关等核心设备直接接入IP骨干网节点，在骨干网划分专用MPLS VPN，利用MPLS的流量工程机制和DiffServ机制保证业务流在骨干层的QoS。 接入网关AG尽量避开城域网，建议通过MSTP接入到软交换核心节点，从而接入VPN。

6、IAD和智能终端由于为用户侧设备，接入方式很灵活，故在其接入途径上尽量采用802.1p、DiffServ等QoS机制。,XGY,12,小结,业务网与传输网是密不可分，因此、传输网的质量将直接影响到各种通信业务网的运行质量。 传输网既是业务网的基础网，他又是一个可经营的业务网。 复习题： 传输网的作用是什么？在电信网中处于什么位置？ 熟悉各业务网对传输需求！,XGY,13,内容,1、传输网在电信网中所处的位置及作用 2、传输网的分类、网络拓朴结构及现状 3、主要传输方式及传输媒质 4、光传输系统的一般组成和接口标准 5、常用的网络保护方式 6、SDH光传输网同步 7、网络性能要求,XGY,14,

7、2、传输网的分类、网络拓朴结构及现状,本节主要内容： 介绍传输网络的分类、传输组网的常用网络拓朴结构，我国传输网络分层分区的管理结构，以及传输网络的现状和存在的主要问题 。,XGY,15,传输网的分类,电缆传输网 光缆传输网 按传输媒质划分为 微波传输网 卫星传输网 国际海缆传输网 国际长途传输网 长途传输网 省际长途传输网、 省内长途传输网 中继传输层 本地传输网 接入传输层 接入传输网 (馈线、配线和引入线),按所处 的位置 和作用 分为,XGY,16,传输网的拓朴结构,传输网中基本的网络拓扑形式有如下几种： 线（链）型 星型 树型 环型 网孔型 混合型,XGY,17,传送网的分层和分区,

8、传送网的分层(含义有二)，一是由垂直方向上邻接的传送网络层叠加而成，网络层从上而下分为电路层，通道层和传送媒质层；二是从上而下分为省际骨干网、省内骨干网、本地网和接入网。 传送网的分区，即在每一层网络内的水平方向上，将该层内结构分割为若干个区(子网)，组成网络管理的基本骨架。,XGY,18,我国传输网的管理层面划分,分层和分区 ：垂直方向分成若干独立的传输层网络 ， 同一层面：分成若干片区(例如：广东省内骨干传输网，分成东、西、南、北四个片区),SDH链路层（电路） 光网络层（光路) 光缆线路层（光纤),接入网,SDH链路层（电路） 光网络层（光路) 光缆线路层（光纤),SDH链路层（电路）

9、光网络层（光路) 光缆线路层（光纤),XGY,19,广东省长途传输网络的分层分割、层面划分原则,光缆线路层（光纤） 传输网络的分层 光网络层（光路） SDH链路层（电路） 纵向分层 传输网络的分割 横向分片,XGY,20,举例：广东省内骨干传输网,分层分割,肇庆,广州,惠州,河源,江门,西片网,北片网,南片网,东片网,第一层面,第二层面,XGY,21,省长途传输网络的平面划分,第一层面分A、B、C三个平面 A平面：由各本地网第一传输汇接局（TR1）的网络组成； B平面：由各本地网第二传输汇接局（TR2）的网络组成； C平面：现有传输网络微波电路卫星（增补平面） 第二层面为子网平面（D平面） 子

10、网内传输网络本地网长长中继。 优点： 利于网络的规划， 利于网络的建设和维护管理,XGY,22,我国传输网现状及存在问题,传输网带宽仅是业务信号传输平台，而不是可运营的业务。缺少智能管理，带宽利用率低； 由于设备是七国八制，传输管理网(TMN)难以建设，维护管理业务调度困难； 业务配置主要依靠人工调度，调度时间过长，网络缺少实时的业务供给能力； 调度交叉的数字等级过低，数字配线架占用机房的面积过大(达6070%)； 各层网络的功能重叠，建有各自独立控制平面；链络容量不成问题、拥塞的瓶甄在节点； 主要以链型网和环网居多，环网保护损失50的电路资源，抬高了电路成本，但缺少先进的保护、回恢和路由选择

11、功能； 环网扩容不够灵活，某两个节点间扩容、须全环扩容，有可能造成环上某段业务量非常满，而有些段业务又很空的情况出现； 保护方式和业务模式单一，无法对抗多点故障的情况，跨环业务无法获得保护；,XGY,23,复习题,我国的传输网络总体上是一个什么样能的结构？ 如何理解广东的传输网结构分层分割和层面划分原则 目前我国传输网存在哪些问题？,XGY,24,内容,1、传输网在电信网中所处的位置及作用 2、传输网的分类、网络拓朴结构及现状 3、主要传输方式及传输媒质 4、光传输系统的一般组成和接口标准 5、常用的网络保护方式 6、SDH光传输网同步 7、网络性能要求,XGY,25,3、主要传输方式及传输媒

12、质,目的： 了解传输网中使用的各类传输媒质， 掌握各种光纤的应用场合和主要传输性能,XGY,26,传输媒质的分类,架空明线传输 对称电缆传输 电缆传输 小同轴电缆传输 有线传输 中同轴电缆传输 陆地光缆传输 光缆传输 海底光缆传输 特高频传输 短波传输 无线传输 微波传输(用微波C频段) 卫星传输(用微波C、Ku频段) 自由空间光传输,XGY,27,光纤分类,根据光纤的制造材料、模式结构、应用的波长等可分成不同类型的光纤：,光纤,多模光纤,单模光纤,G.652单模光纤(分为A、B、C、D子类),G.653色散位移单模光纤,G.654截止波长位移单模光纤,G.655非零色散位移单模光纤(分为A、

13、B、C子类),62.5/125m多模梯度光纤,100/140m多模梯度光纤,50/125m多模梯度光纤,XGY,28,光缆光纤,1530 1560nm,1310,G.651,850,G.652,G.653,G.654,G.655,1550,第三窗口,第二窗口,第一窗口,XGY,29,G.652光纤 ： G.652A 主要用于传输速率为STM-1STM-16 的I、S、L距离和传输速率为STM-4STM-64长距离带光放大单通道的SDH传输系统，以及10Gbit/s、40km以太网和局内的STM-256系统； G.652B 主要用于传输速率为STM-4STM-64长距离带光放大单通道的SDH传输

14、系统和 带光放大STM-64的WDM传输系统； 以及局内的STM-256系统； G.652C除了与G.652A光纤的适用范围相同之外，将波长应用范围从1360nm扩展到1530nm； G.652D除了与G.652B光纤的适用范围相同之外，将波长应用范围从1360nm扩展到1530nm 。,各种光纤应用场合,XGY,30,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,衰减 (dB/km),1600,1700,1400,1300,1200,1500,1100,波长(nm),20 17 10 0 10 20,色散(ps/nm.km),G.652光纤,cc 1260,零色散波长,A、B,C、D,15

15、50,XGY,31,各种光纤应用场合(续),G.653光纤： 适用于单波长、高速率、长距离传输。 G.654光纤： 在1550nm波长的损耗很低，比较多应用在海缆中 。,XGY,32,G.655光纤 ： G.655A主要用于传输速率为STM-4STM-64长距离 带光放大单通道的SDH传输系统和 带光放大STM-64的WDM传输系统； 以及局内的STM-256系统；WDM的最小通道间隔不小于200GHz； G.655B主要用于传输速率为STM-4STM-64长距离 带光放大单通道的SDH传输系统和 带光放大STM-64的WDM传输系统； 以及局内的STM-256系统； WDM的最小通道间隔10

16、0GHz，对PMD的要求使STM-64系统传输至少400公里。 G.655C主要用于在满足G.655B 要求的基础上，对PMD的要求更加严格。对PMD的要求使STM-64系统的传输长度大于400公里。,各种光纤应用场合(续),XGY,33,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,衰减 (dB/km),1600,1700,1400,1300,1200,1500,1100,波长(nm),EDFA 频带,20 10 0 10 20,色散(ps/nm.km),G.655光纤,cc 1450,XGY,34,光纤的主要技术指标,模场直径：(8.69.5)0.7 m / (811)0.7m 包层直径

17、 ：1251 m 纤芯同芯度差：0.8 m 包层不园度 ：2% 光缆光纤截止波长：1260nm / 1450nm 筛选应力 ：0.69Gpa 宏弯损耗 (30mm半径，100圈) ： 0.5dB 衰减系数 ： 色散系数： 偏振模色散系数：,XGY,35,练习题,某运营商现有一传输系统：在G.652光纤的1330nm波长上开通STM-16传输系统。因网络调整，其中一端设备调整到另一局所，从原机房到另一局所新建一段G.655光纤线路，运营商要求仍利用原设备，可否？,XGY,36,复习题,G.652光纤分成哪几个子类；它们的主要差别是什么？适合什公场合应用？ G.655光纤分成哪几个子类；它们的主要

18、差别是什么？适合什公场合应用？ 光纤有哪些主要技术指标？ 应用中应注意哪些问题？,XGY,37,内容,1、传输网在电信网中所处的位置及作用 2、传输网的分类、网络拓朴结构及现状 3、主要传输方式及传输媒质 4、光传输系统的一般组成和接口标准 5、常用的网络保护方式 6、SDH光传输网同步 7、网络性能要求,XGY,38,4、光传输系统的一般组成和接口标准,传输系统的典型构成 电接口分类及标准 SDH光传输系统光接口参考点位置 SDH的光接口应用分类及应用代码 WDM系统支路光接口分类及标准 WDM系统主光通道光接口应用代码 光接口分类及标准 光转换设备的光接口标准,XGY,39,传输系统的典型

19、构成,O T E,M E,O T E,M E,DDF,DDF,ODF,ODF,光缆线路,光跳线(尾纤),局内布 线电缆,局内布 线电缆,光接口,光接口,电接口,电接口,典型的单通路光传输系统示意图,OM/OA,OM/OA,ODF,ODF,DDF,DDF,T1,Tn,Rn,MEr,MEr,MEss,MEss,ODF,ODF,MPI-S,MPI-R,S,R,R1,典型的无线路放大器的WDM系统的参考配置示意图,支路光接口S,支路光接口R,XGY,40,电接口分类及标准,电接口分类,准同步系列电接口(E12/E11、E22/E21、E32/E31、E4),同步数字系列电接口(STM-1STM-N),

20、数字同步电接口(E12/T12),标称速率及容差 标称阻抗 接口标准的主要参数 等效传输频率 等效传输频率的允许衰减(dB) 接口码型,XGY,41,SDH光传输系统光接口参考点位置,发送,接收,CTX,CRX,S,R,光纤设施,插头,插头,无光放SDH光传输系统光接口S、R点的位置,发送机设备,TX,OA,机收接设备,光放大接收机,光主通通,辅助通通(若存在),MPI-S,MPI-R,LOA,子通道,子通道,带光放的单通道SDH光传输系统 的光接口MPI-S和MPI-R点的位置,XGY,42,SDH的光接口应用分类及应用代码,局内(I2km) 短距离(S:1540km) 应用分类 长距离(L

21、:4080km) 局间 很长距离(V:80120km) 超长距离(U:160),X:应用分类(见上述I、S、L、V、U) 应用代码 Y:STM等级 ( X-Y.Z ) Z:应用光纤及波长,1STM-I 4STM-4 16STM-16 64STM-64,1(空白)G.652纤、波长1310nm 2 G.652纤、波长1550nm 3 G.653纤、波长1550nm 5 G.655纤、波长1550nm,XGY,43,练习,I-16 S-64.5 L-16.3 V-64.2 U-16.2 上述应用代码表示什么内容；,XGY,44,WDM系统光接口参考点位置,TX1,TX2,TXn,OM/OA,OA,

22、RX1,RX2,RXn,OA/OD,MPI-S,MPI-R,S,R,S1,S2,Sn,R1,Rn,RM2,RMn,SD1,SDn,RM1,SD2,R2,光主通通,支路光接口,支路光接口,主通道光接口,WDM系统的通路光接口(Sn和Rn) 和主光通道光接口MPI-S和MPI-R点的位置示意图,XGY,45,集成式WDM系统支路光接口,开放式 WDM系统支路光接口,Tx,OTU,PA / OD,OM/ BA,MPI-S,MPI-R,支路接口 G.957,支路接口 G.957,视LA的配置否可分为：含 LA的WDM系统，不含LA的 WDM系统。,Sn,：接收端可不加OTU,OTU,OTU,Tx,Tx

23、,Rx,OTU,OTU,OTU,Rx,Rx,LA,Rn,LA,Tx,PA / OD,OM/ BA,MPI-S,MPI-R,G.692,G.692,Sn,Tx,Tx,Rx,Rx,Rx,LA,视LA的配置否可分为：含 LA的WDM系统，不含LA的 WDM系统。,WDM系统支路光接口分类及标准,XGY,46,WDM系统主光通道光接口应用代码,应用代码包含通道数量、光放段数量、光放段跨距、 光通道速率和应用光纤等情况。,n波长的最大数量(通道数量) ； W局间传输距离分类 X允许光放段数量，用3、5、8等数字表示(对于不带有在线放大器 的(单跨段)系数X=1，此时不表示) ； Y通路信号的速率(STM

24、-n)等级，用1、4、16、64等数字表示； Z光纤类型：2表示G.652光纤、3表示G.653光纤、5表示G.655光纤。,L：表示长距离(目标距离 80 km)， V：表示甚长距离(目标距离120 km)， V ：为甚长距离特例， U：表示超长距离(目标距离160 km)；,nWx-y.z,XGY,47,练习,说出下列代码的含义： 16V3-16.5 32L8-64.5,XGY,48,光接口分类及标准,光接口,SDH光传输系统的光接口,WDM光传输系统的光接口,无光放的光接口(G.957),有光放的光接口(G.691),通路光接口,主通道光接口(G.692),开放式(G.957),集成式(

25、G.692),光转换器光接口(G.957、G.692),XGY,49,光转换设备的光接口标准,Tx G.957,发端 OTU,S(G.957),Sn(G.692),按OTU在系统中位置分为： 发端OTU 收端OTU 中继器OTU：应具有对再生段开销字节(B1、J0)进行 监视的功能。,视工程具体情况决定是否具有对 再生段开销字节进行监视的功能。,XGY,50,复习题,1、电接口可分成几种类型？ 2、E12和STM-1接口的标称速率分别是多少？阻抗多少？等效传输频率的允许衰减是多少？ 3、光接口总体可分成哪二大类？ 4、SDH光接口应代码S-64.5表达什么内容？ 5、WDM系统主光通道接口代码

26、16U3-16.5表达什么内容？ 6、WDM系统的支路光接口分成哪两种类型？,XGY,51,内容,1、传输网在电信网中所处的位置及作用 2、传输网的分类、网络拓朴结构及现状 3、主要传输方式及传输媒质 4、光传输系统的一般组成和接口标准 5、常用的网络保护方式 6、SDH光传输网同步 7、网络性能要求,XGY,52,5、常用的网络保护方式,网络保护的机理 光传送网 、SDH传送网的网络分层模型 SDH网络保护结构分类 SDH常用网络保护结构介绍 光传送网(OTN)的网络保护结构分类 光传送网的常用网络保护结构介绍,XGY,53,网络保护的机理与作用,网络保护的设计是网络的冗余性设计(与网络拓朴

27、结构、业务安排有关)。 网络保护的作用:是实现维持网络正常运转、保证业务畅通(生存性)。,XGY,54,冗余度与网络生存性,生存性(Survivability)：指系统的保护和恢复的能力。 网络生存性(率)：指网络在正常使用环境下一旦出现故障时，能调用冗余的传送实体，完成预定的保护和恢复功能的能力。 传统方法：提供冗余传送实体 新的观点：引入自动交换能力 冗余度：一旦出现故障时，能调用冗余的传送实体的容量与总容量之比。,XGY,55,冗余度与生存性的计算,(线段1冗余度线段1允许的容量+线段n冗余度线段n允许的容量) 网络的冗余度= 线段1允许的容量+线段n允许的容量,(线段允许的容量线段的业

28、务容量) 线段的冗余度= 线段允许的容量,(线段1生存性线段1业务量+线段n生存性线段n业务量) 网络的生存性= 线段1业务量+线段n业务量,(迂回路由1能疏导的业务量+迂回路由n能疏导的业务量) 线段的生存性= 线段的总业务量,XGY,56,冗余度与生存性的计算练习,A,B,D,C,6/10,6/10,7/9,3/13,5/11,4/12,AB段生存性=(3+5/10)=80% BD段生存性=(6+3/11)=82% CD段生存性=(3+6/12)=75% AC段生存性=(3+4/10)=70% AD段生存性=(5+4/9)=100% BC段生存性=(6+4/13)=77% 网络生存性为80

29、%,AB段冗余度=(16-10/16)=37% BD段冗余度=(16-11/16)=31% CD段冗余度=(16-12/16)=25% AC段冗余度=(16-10/16)=37% AD段冗余度=(16-9/16)=43% BC段冗余度=(16-13/16)=18% 网络冗余度为32%,XGY,57,光传送网的网络分层模型,光传送网 、SDH传送网的网络分层模型,光通道层(OCh),光传输段层(OTS),光复用段层(OMS),光传送网,光通道层：对SDH、PDH、ATM、IP等提供透明的传递端对端光通道的组网。,光复用段层：实际上就是光WDM层，提供光信号波长复用的组网功能。,光传输段层：实际上

30、就是光纤线路，提供光信号的传输功能。,XGY,58,SDH传送网的网络分层模型,光传送网 、SDH传送网的网络分层模型 (续),复用段层网络,物理层网络,再生段层网络,电路层网络,复用段层网络为通道层提供同步和复用功能并完成复用段开销的处理和传递。,再生段涉及再生器之间或再生器与复用段终端之间的信息传递，如定帧、扰码、再生段误码监视及再生段开销的处理及传递。,物理层网络：主要完成光电脉冲型式的比特传送任务，与开销无关。,VC-3,VC-4,VC-12,VC-2,VC-3,低阶 通道层,高阶 通道层,电路层,通道层,传输媒质层,段层,SDH传输层,XGY,59,SDH传送网的网络保护结构分类,自

31、愈环己成为SDH组网应用最广泛的网络，也是运营者之间争夺市场的重要技术手段。细分见下页：,按网络的功能结构分,路径(包括段和通道)保护,线性复用段(MS)保护(1+1、1:N),子网连接保护,MS共享保护环(2纤、4纤),MS专用保护环,线性VC路径保护,按网络的物理拓朴分,自动线路保护,网孔型保护,环型网保护,双局汇接保护护,XGY,60,SDH自愈环结构分类,工程中较常应用的SDH自愈环结构有： 单向通道保护环(专用)、 二纤双向复用段共享保护环、 四纤双向复用段共享保护环。,XGY,61,复用段保护环与通道保护环,区别于倒换判据和倒换夥粒 复用段保护环的倒换判据：是利用检查节点间线路信号

32、（复用段开销中的字节）质量的好坏，决定是否倒换；复用段倒换是以整个复用段为单位进行保护的。 通道保护环的倒换判据：是利用监测通道信号的优劣决定是否倒换；通道倒换是以每一通道为单位的。,XGY,62,二纤单向复用段保护环与二纤双向复用段保护环,A,C,D,B,A,C,D,B,AC,AC,CA,AC,AC,CA,CA,CA,二纤单向复用段保护环,二纤双向复用段保护环,W,W/P,W/P,P,XGY,63,SDH传送网的网络保护结构举例,例1、二纤单向通道保护环 例2、二纤双向复用段共享保护环 例3、四纤双向复用段共享保护环,XGY,64,例1、二纤单向通道保护环,W,P,P,W,节点2,节点3,节

33、点1,节点4,3-1,3-1,1-3,1-3,信号3-1,信号1-3,1、二纤单向通道保护环是提供端到端保护的专用网络 保护机制，每跨段中一根光纤工作，另一根纤保护； 2、保护方式：1+1或1:1， 3、优点：实现了不同的光缆物理路由保护； 4、设计应注意环上节点数的限制 ： 不超过16 个； 如果是时钟链，建议不超过10个 。,XGY,65,例2、二纤双向复用段共享保护环,节点A,节点C,节点D,节点B,a、环全貌图,节点A,节点B,MSOH 工作通道 保护通道,MSOH 工作通道 保护通道,b、虚框部份放大图,1、整个环的保护容量是被每个跨距段有效共享的保护机制。工作和保 护信道合用一根光

34、纤，其一半带宽为工作信道，另一半带宽留作保护 信道。 2、跨距段业务量是有STM-N的50%。 3、优点：若容量不太大，比较经济、灵活。 4、设计应注意：要求节点ADM设备应具有时隙交换(TSI)能力，在失效 发生时能重新配置其交换矩阵。,XGY,66,例3、四纤双向复用段共享保护环,节点A,节点C,节点D,节点B,a、环全貌图,节点A,节点B,MSOH 工作通道,b、虚框部份放大图,MSOH 保护通道,MSOH 保护通道,MSOH 工作通道,1、四纤双向复用段共享保护环的每对相邻节点有四根光纤，两根传输 方向相反光纤传送工作信道，另两根传输方向相反光纤传送保护信道， 正常工作情况下，两根保护

35、光纤可以用于传送低级别的额外业务。 2、跨距段倒换比环倒换具有更高优先等级。 3、优点：可以抗多点失效、适合大业务量应用场合。 4、设计应注意：不要求其节点ADM具备时隙交换功能，而只要求 ADM具有时隙指派(TSA)功能。,XGY,67,光传送网的网络保护结构分类,光网络保护分类,光复用段保护,光复用段共享保护环,环型路径,光通道专用保护环,光通道共享保护环,二纤双向,四纤双向,线型路径,光通道层保护,光通道波长保护,二纤单向,网格型路径：自动交换光网络(ASON),光通道路由保护,XGY,68,光传送网的网络保护结构,光传输网(OTN)与SDH传输网区别：,XGY,69,光传送网的网络保护

36、结构举例,例1、光通道波长保护 例2、光通道路由保护 例3、线型路径光复用段保护 例4、二纤单向光复用段保护环 例5、二纤双向光复用段保护环 例6、四纤双向复用段保护环,XGY,70,例1、光通道波长保护,光通道波长保护就是同一WDM链路上的光通道保护，当路由(光纤)发生故障时，两个波长上的光信号都无法正常传送，这就是此种保护方式的局限性。,TX OTU1,TX OTU2,TX OTU7,TX OTU8,RX OTU1,RX OTU2,RX OTU7,RX OTU8,STM-N TX,STM-N RX,8,7,6,5,4,3,2,1,OCP,OTM,OBA,OPA,OTM,OCP：光保护倒换盘

37、,XGY,71,例2、光通道路由保护,是不同WDM链路上的光通道保护、是逐个波长的保护。 优点：一是可以在不同厂家的WDM系统上实现；二是既可以实现通道保护，也可实现光复用段的保护；三是安全性及可靠性高。 缺点：需配置双份的WDM系统设备(含终端、线放设备)，增加了工程成本。,TM1,TM2,TM7,TM8,TM8,TM7,TM2,TM1,1,8,2,7,1,2,7,8,1,2,7,1,7,工作通道,保护通道,OCP,8,8,2,XGY,72,例3、线型路径光复用段保护,WDM系统合波后的光线路信号并发到两条路由上传输。 优点：判断准则简单，容易实现倒换保护。采用11光线路冗余设置，(若W通道

38、和P通道是在不同的光缆路由，)其生性存较好。 缺点：建设成本相对较高，但比光通道路由保护方式的建设成本低。,TM1,TM2,TM7,TM8,TM8,TM7,TM2,TM1,8,2,7,8,1,1,7,2,工作通道,保护通道,OCP,XGY,73,例4、二纤单向光复用段保护环,二纤单向OMSP环是目前多数波分复用系统采用结构。 一纤工作、一纤保护，一个双向通信通道将占用整个环路的一个等效波长 。 提供的光通道总数量=环路中使用的波长数量，限制了网络的通信能力。,D,A,B,C,工作光纤,保护光纤,AB,BA,BA,AB,D,B,B,XGY,74,例5、二纤双向光复用段保护环,实现方法 图A、单纤

39、双向传输的二纤双向OMSP环：工作通道占用一根光纤，传输双向业务(需要双向的波分复用器和双向的光放大器) ，另一根光纤用作保护； 图B、双纤双向传输的二纤双向OMSP环：每根光纤的一半波长用来工作业务，另一半波长用来提供保护能力，互为保护。,D,A,C,工作光纤,保护光纤,AB,BA,BA,AB,B,D,工作光纤,工作光纤,工作波长组(1N/2) 保护波长组(N/2+1)N,工作波长组(N/2+1)N 保护波长组(1N/2),内外环光纤中波长配置情况,B,图A,图B,XGY,75,例5、二纤双向光复用段保护环(续),XGY,76,例6、四纤双向复用段保护环,相邻节点用传输方向相反的两对光纤(一

40、对为工作光纤实线，另一对为保护光纤虚线)。具有区段保护倒换和环保护倒换。,B,D,D,D,B,B,区段保护倒换,环保护倒换,四纤双向光保护环,A,A,A,C,C,C,AC,AC,AC,AC,AC,AC,CA,CA,CA,CA,CA,CA,P1,W2,P2,W1,W1,W1,P1,P1,W2,W2,P2,P2,XGY,77,主要优点是： 具有灵活的波长重用能力、灵活的业务保护能力（环路保护和区段保护方式 ）。 设计时应注意的问题： A、环上能有多个区段倒换共存，区段倒换优先等级高于环倒换。 B、备用通道在不发生保护倒换时，可设计用来传送可靠性要求相对低的额外业务。但系统配置时必须使用光监控通道(

41、OSC)的管理信息通道来传送环路故障信息。 C、实施环倒换时，绕环传输形成的恢复光通道与原来的工作通道所经过的节点数正好是环路节点的数目，传输路径长度发生了明显变化。信号功率不会有明显的差异。但恢复光通道经过的光放大设备要比工作通信多得多，光放会劣化光信噪比，设计时应注意光放大器的性能以及注意控制环形网络中节点的数量。,四纤双向复用段保护环的优点及设计应注意的问题,XGY,78,复习,1、目前工程中较常用的SDH自愈环结构有哪三种？ 2、SDH二纤单向通道保护环有何优点？设计中应注意哪些问题？ 3、SDH二纤双向复用段保护环与二纤单向通道保护环有何区别？二纤双向复用段保护环的设计应注意哪些问题

42、？ 4、SDH四纤双向复用段保护环与二纤双向复用段保护环有何区别？四纤双向复用段保护环的设计应注意哪些问题？ 5、WDH系统的网络保护结构有哪些类型？光通路保护和光通道路由保护有何不同？,XGY,79,内容,1、传输网在电信网中所处的位置及作用 2、传输网的分类、网络拓朴结构及现状 3、主要传输方式及传输媒质 4、光传输系统的一般组成和接口标准 5、常用的网络保护方式 6、SDH光传输网同步 7、网络性能要求,XGY,80,6、SDH光传输网同步,SDH光传输网同步的目的 SDH光传输网同步的同步源 SDH光传输网同步的结构 SDH光传输网同步的方式 SDH光传输网同步的设计原则 防止定时环的

43、措施,XGY,81,SDH光传输网同步的目的,SDH光传输网同步的目的：是使网中所有的网元时钟频率和相位都控制在预定的容差范围内，防止数字流的滑动损伤和数据出错、以便使网内传送的数字流实现正确有效地交换传送。,XGY,82,SDH光传输网同步的同步源,SDH光传输网同步的同步源：来自数字同步网的大楼时钟系统(BITS)。,基准时钟(主),区域基准时钟,区域基准时钟,基准时钟(备),二级时钟,二级时钟,二级时钟,二级时钟,三级 时钟,三级 时钟,三级 时钟,三级 时钟,三级 时钟,三级 时钟,三级 时钟,三级 时钟,GPS,GPS,G.811,G.811,G.812,G.812,同步数字系列(S

44、DH)从属设备时钟应符合ITU-T G.813标准要求,XGY,83,SDH光传输网同步的结构,SDH网同步的结构通常采用主从同步方式。要求所有的网元时钟都能最终跟踪至全网的基准时钟。 时钟分配方式： 局内：采用星型拓朴结构，从BITS获取时钟，BITS跟踪全网基准时钟。 局间：采用树型拓朴结构，使SDH网内所有节点都能同步。,XGY,84,SDH光传输网同步的方式,SDH光传输网同步的方式(与数字同步网的同步方式、运行状态、以及工作环境有关)有四种同步方式： 同步方式 (正常情况) 伪同步方式 (不同国家、不同运营商间) 准同步方式(保持模式或自由运行模式 ) 异步方式 (节点时钟准确度低于

45、G.813建议的要求时工作异常，发送AIS ),XGY,85,SDH设备的定时工作方式,外同步输入定时、 从接收信号中提取的定时 环路定时、 通过定时、 线路定时、 内部定时。,时钟,定时基准信号,STM-N,STM-N,时钟,STM-N,STM-N,时钟,STM-N,STM-N,时钟,STM-N,STM-N,时钟,STM-N,时钟,STM-N,时钟,XGY,86,SDH设备的定时工作方式 (续),XGY,87,网元时钟的结构、功能： 结构由定时信号输入、输出和内部定时信号发生器(SETG)组成，功能是提取定时、产生并输出定时信号：,选择,选择C,选择B,SETG,T1,T2,T3,T0,T4

46、,T1来自STM-N线路信号中提取的定时； T2直接来自交换机的PDH的2Mb/s业务信号； T3来自外时钟源的2Mb/s和2MHz基准信号； T4为其他设备提供定时的外时钟输出口； T0为本设备各功能块提供定时。,XGY,88,SDH光传输网同步的设计原则,不应在网内任何点间形成定时环路； 在局内通过BITS分配定时时，采用专线传送的2048kbit/s或2048kHz，首选2048kbit/s； 有SSM时，每条路径上的每个SDH网元可接收多个方向的定时信号，受控时钟应从高等级时钟或同等级时钟获得定时基准； 尽量减少定时基准传输的实际链长度； SDH运载的2Mb/s支路信号不宜作为定时同步

47、号使用； 不提供S1字节的老设备，只设主用同步基准，不设备用同步基准（指从STM-N提取同步定时信号的备用同步基准）；,XGY,89,防止定时环的措施,对每个设备时钟来源合理设置优先等级，按优先等级选择，当高优先等级可用时不选低优先等级； 合理使用STM-N信号中开销（同步状态消息）字节S1，使每个设备通过查收S1了解是否可以用作定时基准，这样不仅可以防止产生定时环，还可以防还由低等级定时基准同步高等级时钟； 对不提供S1字节的老设备，只设主用同步链路，不设备用链路，如果主用同步链路失效，SEC就转入保持工作状态，这样也可以防止产生定时环路。 设计SDH网同步时应保证即使在故障情况下，他只有有

48、效的高一级时钟出现在该级时钟的输入。,XGY,90,复习,1、SDH光传输网同步的目的是什么？ 2、 SDH光传输网同步的结构是哪种方式？怎样分酞时钟？ 3、 SDH光传输网同步的方式有哪四种？它们分别在什么情况下采用？ 4、SDH设备的定时工作方式有哪几种？它们分别在什么场合采用？ 5、SDH网同步的规划设计一般原则有哪几点？ 6、防止形成定时环路的有效措施主要有哪些？ 7、SDH光传输网同步的同步源来自哪里？分成哪几级时钟？,XGY,91,内容,1、传输网在电信网中所处的位置及作用 2、传输网的分类、网络拓朴结构及现状 3、主要传输方式及传输媒质 4、光传输系统的一般组成和接口标准 5、常

49、用的网络保护方式 6、SDH光传输网同步 7、网络性能要求,XGY,92,7、网络性能要求,HRX、HRP、HRDP/HRDL、HRDS 网络性能的相关标准， 各类指标的量化关系 误码性能指标的要求及分配 SDH传送网技术体制中的通道误码性能指标 SDH传送网工程设计的误码性能指标(工程验收指标) 短期系统误码性能指标,XGY,93,HRX和HRP、HRDP/HRDL、HRDS,HRX和HRPX是电信网中一个具有规定结构、长度和性能的的假设连接，它是研究网络性能的模型，通常代表接近最坏的连接配置。,IG,IG,IG,IG,IG,终端国,PEP,国际部分,27500km,中间国(最多4个),国内

50、部分,国内部分,终端国,LE,ISC,ISC,ISC,ISC,ISC,TC,TC,SC,SC,PC,PC,LE,国际(4段),27500km,国内(4段),国内(4段),本地,本地,数字交换机 数字链路 LE：本地交换局 PC：一级中心 SC：二级中心 TC：三级中心 ISC：国际交换中心 G.821 标准最长假设参考连接(HRX),G.826、G.828假设参考高比特率通道连接(HRPX),国间部分 (例如海缆承载的通道),XGY,94,HRP是各国根据国际最长假设参考通道模型制定各自的假设参考通道模型及长度。,HRX和HRP、HRDP/HRDL、HRDS,通道终点,通道终点,长途节点,长途

51、节点,本地节点,本地节点,6900km,6500km,150km,150km,50km,50km,接入部分,长途部分,中继部分,中继部分,接入部分,我国国内标准最长的HRP,XGY,95,HRDP/HRDL是与交换机或终端设备连接的两个数字配线架(或其等效设备)间用来传送一种特定速率的数字信号的全部装置。通常包含一个或多个数字段，可能包含复用和解复用设备，但不含交换机，即对数字序列是透明的，不改变数字序列的值和顺序。 SDH数字通道特指通过携带SDH净荷及相关开销的终端设备之间分层的传送网的路径。 ITU认为2500km是HRDP的一个适当长度，对于国土面积很大的国家也允许规定较长的HRDP

52、,我国SDH传输网中最长国际转接HRDP按5000km考虑。,HRX和HRP、HRDP/HRDL、HRDS,XGY,96,HRDS就是在相邻的一对STM-N支路口间，对规定速率的数字信号进行数字传输的全部手段。是构成HRDP的一部分，是用作指标分配的参考模型。 其长度是实际网络中所遇到的数字段的典型长途，我国SDH数字段仍沿用420km、280km和50km三种长度的假设参考数字段。,HRX和HRP、HRDP/HRDL、HRDS,rst,rst,rst,rst,rst,rst,rst,rst,REG,REG,REG,REG,ADM,STM-N,TM,TM,STM-N,STM-N,STM-N,S

53、TM-N,数字段,数字段,复用段,复用段,RST,MST,SDH数字段和复用段,STM-N,XGY,97,网络性能的相关标准,XGY,98,各类指标间的量化关系,设计指标,验收指标,不可接受性能,网络性能指标,投入服务指标,0.5,0.1,0.125,0.5,劣化性能指标,1,10,恢复后性能指标,0.5,0.75,损伤增加,通道要求,复用段要求,网络性能指标(P0)是网络中设备处于允许的最恶劣工作 条件下，所有富余度都用完并在设备寿命终了前仍然满足的 指标。 验收指标是在系统竣工验收时需要采用验收指标，即是 我们做规划设计时必须给出的性能指标。比设备设计指标略 差(由运营部门与设备厂商协商确

54、定、我国由设计规范规定)。 投入服务限值(BIS)表示新建数字段投入服务时必须具备 的起码指标。考虑老化等因素，复用段的BIS=P0/10=0.1P0、 通道的BIS=P0/2=0.5P0 测试时间短于7天(例如1天)。,0.25,0.05,XGY,99,块 误块 不可用时间 可用时间 误块秒(ES) 误块秒比(ESR) 严重误块秒(SES) 严重误块秒比(SESR) 背景块差错(BBE) 背景块差错比(BBER) 缺陷:LOS、LOF、LOP、AIS、信号标记失配,误码性能指标的参数术语,XGY,100,误码性能指标的要求及分配,术语定义 块:一系列与通道有关的连续比特。不同的VC，每一块的

55、比特不同(每秒的块数量也不同)。 误块:当同一块内的任意比特发生差错时，就称该块是差错块(ER)，也称误码块。 不可用时间:在出现10个连续SES事件的开始时刻算起，这10s也算作不可用时间的一部分。当连续出现10个非SES事件时认为不可用时间结束。 可用时间:当连续出现10个非SES事件时认为可用时间开始，可用时间从这10s的开始时刻算起。,XGY,101,误码性能指标的定义 误块秒:当某1秒具有1个或多个差错块或者至少出现一个缺陷时就称该秒为误块秒。 误块秒比(ESR)= 误块秒(ES)数/总的可用时间100% 严重误块秒:当某1秒包含有不少于30%的差错块或者至少出现一个缺陷时认为该秒为

56、严重误块秒(SES)。 严重误块秒比(SESR)=严重误块秒(SES)数/总的可用时间100%,误码性能指标的要求及分配,XGY,102,误码性能指标的定义 背景块差错:指扣除不可用时间和严重误块秒(SES)时间出现的差错块以后所剩下的差错块。 背景块差错比(BBER)= 背景块差错(BBE)数/(总的可用时间-严重误块秒时间)的所有块数100% 缺陷:主要有信号丢失(LOS)、帧定位丢失(LOF)、指针丢失(LOP)、各级告警指示和信号标记失配等。,误码性能指标的要求及分配,XGY,103,64Kbit/s数字连的误码性能要求及分配,ITU-T建议G.821对 64Kbit/s数字连的误码性

57、能要求,LE,LE,ISC,ISC,27500KM,1250KM,1250KM,25000KM,40%,本地级,本地级,中级,中级,高级,15%,15%,15%,15%,T,T,LE:本地交换机(终端局)； ISC:国际交换中心； T:用户网络接口参考点,光缆通信系统的误码性能指标均按高级部分对待， 每公里分得总指标(40%25000)的0.0016% 。,XGY,104,G.826、G.828和M.2101相关误码性能指标的比较,XGY,105,高比特率数字通道的误码性能要求,ITU-T建议G.826对高比特率数字通道E toE的误码性能指标,ITU-T建议G.828对同步数字通道 E to

58、E的误码性能指标,注、考虑到ESR指标对高比特率系统己失去重要性，因而对于160Mbit/s以上速率的通道不作规范。,XGY,106,M.2101 端到端投入业务和维护的性能极限目标,XGY,107,275000km端到端高比特率通道指标分配图,采用了按区段分配的基础上结合按距离分配的方法。 国内部分的通路指标(Bn)： 国际部分通路指标(Bw) ： L按实际路由长度计算，或用空中路由长度乘以适当的路由系数：,总指标100%,固定分配部分45%,距离分配部分55%,国内部分35%,国际部分10%,中间国家2%,终端国家1%,中间国家2%,中间国家2%,中间国家2%,终端国家1%,每500km+

59、1%,终端国家17.5%,终端国家17.5%,+,+,+,+,+,+,XGY,108,SDH传送网技术体制中的通道误码性能指标,国内标准最长HRP为6900km， 从IG(国际接口局)到PEP(通道终端点)之间为3450KM (6900km2) 国内部分共分得的配额：(17.5%+34505001%)= 24.5% 按长途、本地和接入区段分配，接入网较复杂，分配6%的端到端的指标给接入网， 按距离线性分配每公里的配额为0.0055% 数字段误码性能指标=每公里配额数字段长度27500km端对端指标严化系数(0.25)(即严化4倍) 接入网误码性能指标=总配额(6%)27500km端对端指标严化

60、系数(0.25)(即严化4倍),XGY,109,SDH传送网技术体制中的通道误码性能指标(续),经我国转接的国际转接数字通道按每个中间国固定配额为2%、每500km为1%的配额，以及按计算我国最长国际转接通道长度为5000km计算 ，应分得全程E to E指标的12%。 按距离进行线性分配，得到相当每公里的配额为(12%5000)= 0.0024% 。 实际的任意长度的国际转通道的误码性能指标=每公里配额(0.0024%)通道长度 27500km端对端指标严化系数0.25(严化4倍) 。 27500km端对端指标按G.826考虑。,XGY,110,SDH传送网工程设计的误码性能指标 (工程验收

61、指标),同步数字系列(SDH)长途光缆传输工程设计规范中传输系统误码性能指标是根据G.826和M.2101标准制定。 参考HRPX27500km和我国内标准最长HRP6900km的模型 。 采用了按复杂性分配结合按距离分配的方法。 网络性能的维护、投入业务、工程验收（工程设计提出）的指标逐级严化的原则。 制定假设参考数字通道、数字段的长期系统指标和短期系统指标。 长期系统指标其测试时间不少于1个月，短期系统指标其测试时间为24小时。,XGY,111,6800km数字通道的误码性能指标(长期系统指标)： 我国HRP为6900km=长途网6500km+中继网2150km+接入网250km。 两个最远长途节点之间距离为6500km，分得指标为(2%+6500500按国际转接通道考虑) =15% ，每千米配额为(15%6500km)= 0.0023% 。 考虑到由于恶劣环境条件、元器件故障以及老化等原因会使性能劣化，工程设计指标应严化(设计规范的指标计算中考虑严化4倍) 。 取定每千米配额为(0.0023%4) =0.0006%