SDH网络结构和网络保护机理

复用段保护机理1. 各种复用段保护的一般描述在讲述复用段保护之前，先简单介绍复用段的概念。

SDH传输系统按功能分层的方法可分为物理层、段层、通道层和电路层（类似于ISO的七层结构），其中下层为上层提供服务。

分层中最下层是物理层，用光信号波长、脉冲波形等参数表征。

物理层上面是段层，段层的作用是确保SDH网内节点之间信号传送的完整性。

段层可再分为再生段层和复用段层。

再生段层是指再生器之间或复用设备和再生器之间的那一段。

复用段是指复用设备之间的那一段。

段层上面是通道层，通道层的作用是支持电路层，将电路层信号适配成统一的形式来传送。

通道层可再分为低阶通道层和高阶通道层。

低阶通道层支持电路层信号；高阶通道层既支持电路层信号，又支持低阶通道层信号。

最上层为电路层，即SDH传送网支持的各种业务。

由此可见，复用段是SDH功能传送层中的一个层次，孤立地理解复用段并无意义。

复用段保护一般有以下形式：•二纤双向0:1复用段共享保护环；•二纤单向1:1复用段保护环（专用环）；•线性复用段1+1保护；•线性复用段1:1 保护。

1.1 二纤双向0：1复用段共享保护环要求环上的两个节点间只需两根光纤，见图(a)。

利用时隙交换技术，一条光纤同时载送工作通路(S1)和保护通路(P2)，另一条光纤上同时载送工作通路(S2)和保护通路(P1)。

每条光纤上一半通路规定载送工作通路(S)，另一半通路载送保护通路(P)。

在一条光纤上的工作通路(S1)，由沿环的相反方向的另一条光纤上的保护通路(P1)来保护。

反之亦然。

这就允许工作业务量双向传送。

每条光纤上只有一套开销通路。

一个STM－N的二纤双向复用段共享保护环，其共有N个AU－4。

在顺时针方向上编号为1到N/2的AU－4时隙安排用作工作通路，编号为N/2+1到N的AU－4时隙安排用作保护通路。

在逆时针方向上的光纤的时隙是类似的。

编号为m的AU－4工作通路由对应的保护通路在相反方向的第( N/2+m )个的AU-4来保护。

SDH网络结构和网络保护机理SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一种同步数字分层网络结构，用于在光纤传输中传输大容量的数据和语音信号。

SDH网络是传输网络的一种重要形式，具有高可靠性、高效率和灵活性等特点。

为了保证网络的稳定运行，SDH网络采用了多种保护机制。

首先，SDH网络采用了复用技术，将不同速率的数据流通过多路复用器组合，形成一个连续的比特流，从而提高了传输效率。

SDH网络还采用了时钟同步技术，通过发送和接收时钟信号来确保传输的同步性，从而减少信号的抖动和时延。

SDH网络的基本结构由多个节点和光纤链路组成。

每个节点都具有多个输入和输出接口，可以连接到其他节点或光纤链路。

光纤链路是将数据从一个节点传输到另一个节点的物理路径。

SDH网络采用了分层结构，数据在不同层次上进行传输。

主要分为光纤接入层、传输层和交换层。

光纤接入层与用户设备相连，传输层负责数据传输，交换层处理不同传输层之间的路由。

为了保证SDH网络的稳定运行，SDH引入了多种网络保护机制。

其中最常见的是1+1保护和1:N保护。

1+1保护是指在主链路的同时，建立一个备用链路来备份主链路的数据传输。

当主链路发生故障时，系统会自动切换到备用链路，确保数据的连续传输。

这种保护机制具有高可靠性，但需要消耗额外的资源。

1:N保护是指在多条备用链路中选择一条链路来备份主链路的数据传输。

当主链路发生故障时，系统会根据事先设定的策略选择一条备用链路进行切换。

这种保护机制具有较高的可靠性和效率。

除了上述传统的保护机制外，SDH还支持动态保护机制。

动态保护机制可以根据网络的实际状况调整传输路径，并根据需求自动进行切换。

这种机制可以根据实际需求来选择合适的保护策略，提高网络的适应性和灵活性。

此外，SDH还支持网络监控和管理机制，可以对网络的状况和性能进行实时监测和管理。

网络管理系统能够监测链路的质量、带宽利用率以及传输错误等，并根据这些信息来进行动态调整和优化。

SDH 技术原理及应用研究生姓名：谢德达班级：Z1003422 学号：1100342051光纤通信的发展导致了同步数字体系（SDH）的形成。

SDH网在网络的带宽、灵活性、可靠性以及带宽与资源的可管理性等方面，比传统的PDH网有了很大的提高。

以SDH为基础的传送网在几年以前已成为我国以及国际上通信网建设的主导方向。

它不仅将成为未来宽带网的传送平台，而且将是今后全光网络的基本技术。

SDH原理一、SDH信号的帧结构和复用步骤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，如下图所示。

图1 STM-N帧结构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。

ITU-T规定对于任何级别的STM等级，帧频是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为恒定的125μs。

，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）。

1）信息净负荷（payload）是在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方。

2）段开销（SOH）是为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须附加的供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。

段开销又分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH），分别对相应的段层进行监控。

再生段开销在STM-N帧中的位置是第一到第三行的第一到第9×N列，共3×9×N个字节；复用段开销在STM-N帧中的位置是第5到第9行的第一到第9×N 列，共5×9×N个字节。

3）管理单元指针（AU-PTR）位于STM-N帧中第4行的9×N列，共9×N个字节，指针有高、低阶之分，高阶指针是AU-PTR，低阶指针是TU-PTR（支路单元指针）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。

sdh技术原理SDH技术原理一、SDH技术概述同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）是一种高速数字传输技术，用于在光纤通信网络中传输数据。

它是一种基于时间分割多路复用（Time Division Multiplexing，TDM）的技术，能够实现多个不同速率的信号在同一条光纤上传输。

二、SDH网络结构SDH网络由三个层次组成：物理层、传输层和逻辑层。

1. 物理层物理层主要包括光纤、光模块、接口卡等硬件设备，用于将电信号转换为光信号，并将光信号通过光纤传输。

2. 传输层传输层主要实现对不同速率的信号进行分组和交叉复用，并在不同节点之间进行数据交换和转发。

其中，STM-1（Synchronous Transport Module level-1）是SDH中最基本的传输单元，其速率为155.52Mbps。

3. 逻辑层逻辑层主要负责对数据进行处理和管理。

它包括了各种控制通道和管理通道，在网络中起到了重要的作用。

三、SDH帧结构SDH帧结构采用了分时复用技术，将不同速率的信号分成小块，并通过交错方式进行复用。

SDH帧结构由多个层次组成，其中最基本的层次是STM-1。

1. STM-1帧结构STM-1帧结构总共包括270个字节，其中包括了9个行（row）和9个列（column）。

每个行和列都包含了30个字节，其中前3个字节为传输时钟信息，后27个字节为有效数据信息。

2. STM-N帧结构STM-N是指在STM-1基础上扩展出的不同速率的传输单元。

例如，STM-4的速率为622.08Mbps，其帧结构就是由4个STM-1帧组成。

四、SDH时钟同步原理SDH网络中需要保持各节点之间的时钟同步，以确保数据能够正确地传输。

SDH时钟同步主要有两种方式：内部时钟同步和外部时钟同步。

1. 内部时钟同步内部时钟同步是指在一个节点内部使用自身产生的时钟信号进行同步。

这种方式可以确保每个节点内部各设备之间的协调工作，并且可以减少对外界干扰的影响。

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。

SDH网络结构和网络保护机理
路径保护是通过建立备份路径来保护主路径的机制。

主路径是数据通信的主要路径，备份路径是在主路径故障时用于替代主路径的备用路径。

路径保护使用人工保护切换（APS）协议来监控主路径的状态，并在主路径故障时自动切换到备份路径。

这样可以确保数据的连续性和可靠性，减少故障对网络的影响。

环保护是通过建立备份环路来保护主环路的机制。

主环路是数据通信的主要环路，备份环路是在主环路故障时用于替代主环路的备用环路。

环保护使用环路保护协议（RPR）来监控主环路的状态，并在主环路故障时自动切换到备份环路。

环保护机制可以提供更高的可靠性和容错能力，减少故障对网络的影响。

除了路径保护和环保护机制，SDH网络还采用了其他保护机制来提高网络的可靠性。

例如，SDH网络中的节点可以实现层级保护，即节点内部的保护，以确保节点的可靠性。

此外，SDH网络还可以通过实现多点保护来提供对多个节点或多个环路的保护。

总体而言，SDH网络结构和网络保护机制是确保数据通信可靠性和网络高可用性的关键。

通过使用光传输和分层结构，以及路径保护、环保护等机制，SDH网络能够提供高速、可靠和高可用的数据传输服务。

这些机制的使用可以确保在网络故障或其他异常情况下，网络能够快速恢复并保持数据的连续传输。

目录第5章 SDH网元类型、网络拓扑及保护.................................................................................5-15.1 SDH网元类型....................................................................................................................5-15.2 SDH网络的物理拓扑.........................................................................................................5-55.3 SDH网络保护....................................................................................................................5-75.3.1 路径保护..................................................................................................................5-75.3.2 子网连接保护.........................................................................................................5-135.3.3 环间双节点互通连接保护.......................................................................................5-205.3.4 共享光纤虚拟路径保护..........................................................................................5-22插图目录图5-1 终端复用器的功能................................................................................................5-1图5-2 点到点的应用.......................................................................................................5-1图5-3 简单的链形网应用................................................................................................5-2图5-4 环带链网中的应用................................................................................................5-2图5-5 STM-1分插复用器的功能.....................................................................................5-2图5-6 链形网中的应用....................................................................................................5-3图5-7 环形网中的应用....................................................................................................5-3图5-8 枢纽形网中的应用................................................................................................5-3图5-9 再生中继器功能图................................................................................................5-3图5-10 基本物理拓扑结构模型.......................................................................................5-5图5-11 1＋1单端倒换....................................................................................................5-8图5-12 1＋1双端倒换....................................................................................................5-8图5-13 1：N保护结构（正常状态）..............................................................................5-9图5-14 1：N保护结构（倒换状态）..............................................................................5-9图5-15 二纤单向复用段保护环示意图..........................................................................5-10图5-16 二纤双向复用段倒换.........................................................................................5-11图5-17 四纤双向复用段共享保护环示意图...................................................................5-12图5-18 四纤双向复用段共享保护环示意图...................................................................5-12图5-19 子网连接保护示意图.........................................................................................5-13图5-20 环、链间业务...................................................................................................5-15图5-21 相切环间业务...................................................................................................5-15图5-22 跨接环间业务...................................................................................................5-16图5-23 相交环间业务...................................................................................................5-17图5-24 网孔形网络.......................................................................................................5-18图5-25 二纤单向通道保护环示意图..............................................................................5-19图5-26 二纤双向通道保护环示意图..............................................................................5-20图5-27 复用段共享保护环间的互通业务保护示意图.....................................................5-21图5-28 通道保护环间的互通业务保护示意图................................................................5-22图5-29 虚拟光纤共享路径保护示意图..........................................................................5-23图5-30 虚拟光纤共享路径保护应用示意图...................................................................5-23第5章 SDH网元类型、网络拓扑及保护5.1 SDH网元类型光同步数字传输网是由SDH网元设备和光缆线路系统两部分组成。

SDH网络结构和网络保护机理SDH网络结构和网络保护机理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。

网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形。

传输网上的业务按流向可分为单向业务和双向业务。

若A和C之间互通业务，A到C的业务路由假定是A→B→C，若此时C到A的业务路由是C→B→A，则业务从A到C和从C到A的路由相同，称为一致路由。

若此时C到A的路由是C→D→A，那么业务从A到C和业务从C 到A的路由不同，称为分离路由。

我们称一致路由的业务为双向业务，分离路由的业务为单向业务。

常见组网的业务方向和路由所示。

组网类型路由业务方向链形网一致路由双向环形网双向通道环一致路由双向双向复用段环一致路由双向单向通道环分离路由单向单向复用段环分离路由单向一、链形网（1）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5-3中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。

（2）链网的这种时隙重复利用功能，使网络的业务容量较大。

网络的业务容量指能在网上传输的业务总量。

网络的业务容量和网络拓扑，网络的自愈方式和网元节点间业务分布关系有关。

（3）链网的最小业务量发生在链网的端站为业务主站的情况下，所谓业务主站是指各网元都与主站互通业务，其余网元间无业务互通。

（4）链网达到业务容量最大的条件是链网中只存在相邻网元间的业务。

（5）常见的链网有二纤链——不提供业务的保护功能（不提供自愈功能）；四纤链——一般提供业务的1＋1或1∶1保护。

四纤链中两根光纤收/发作主用信道，另外两根收/发作备用信道。