SDH基础理论概述及维护知识

### SDH基础理论概述及维护知识 #### 第一章 SDH原理 ##### 第一节 SDH概述 **1.1 SDH产生的技术背景** SDH（Synchronous Digital Hierarchy），即同步数字体系，是一种用于传输数据的技术标准。SDH的出现主要解决了原有PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字体系）存在的一些问题，特别是针对大容量传输的需求。 随着信息技术的快速发展和社会信息化程度的提高，通信网络面临着巨大的挑战。传统基于PDH构建的传输网络在以下几个方面表现出局限性： 1. **接口方面的局限性**： - 不同地区之间存在电接口规范的差异性，使得不同地区的设备之间难以直接互通。 - 缺乏全球统一的光接口规范，导致不同厂商的设备在光接口上的不兼容。 2. **复用方式的局限性**： - PDH采用的是异步复用方式，这种方式需要进行码速调整来匹配和容纳时钟差异，导致了传输效率的降低。 **1.2 与PDH相比SDH的优势** SDH相较于PDH具有显著优势，具体表现为： 1. **全球统一的标准**：SDH定义了一套全球统一的电接口和光接口规范，消除了地域间的差异，方便了设备之间的互连。 2. **灵活的复用结构**：SDH采用了同步复用的方式，避免了码速调整，提高了传输效率。 3. **丰富的网络管理和维护功能**：通过SDH特有的开销字节，可以实现对网络性能的有效监控和管理。 4. **强大的网络自愈能力**：SDH支持多种网络保护机制，如线性保护、环网保护等，提高了网络的可靠性。 **1.3 SDH的缺陷所在** 尽管SDH相比PDH有着诸多优点，但它也有自身的局限性： 1. **成本较高**：由于SDH设备通常具有更高级的功能，因此价格也相对较高。 2. **灵活性受限**：SDH的同步复用机制虽然提高了效率，但在某些特定场景下可能会限制网络的灵活性。 ### 第二节 SDH信号的帧结构和复用步骤 #### 2.1 SDH信号STM-N的帧结构 SDH信号采用的是基于STM-N（Synchronous Transport Module Level N）的帧结构。STM-N的帧结构由9行×270×N列字节组成，其中N是正整数，代表了信号级别的倍数。例如，STM-1表示N=1，STM-4表示N=4。每一帧由9行270列字节组成，每秒传送8000帧，传输速率为155.520Mbps。 #### 2.2 SDH的复用结构和步骤 SDH的复用过程主要包括三个步骤：映射、定位和复用。这些步骤确保了低速信号能够被有效地装入高速信号中，并且保持良好的同步性能。 1. **映射**：将低速信号适配进容器C中，形成虚容器VC。 2. **定位**：在VC的基础上加入通道开销POH，形成传输单元TU或AU。 3. **复用**：将多个TU或AU复用到更高阶的VC或直接复用到STM-N中。 #### 2.3 映射、定位和复用的概念 - **映射**：是指将低速支路信号适配进相应的虚容器VC的过程。 - **定位**：是指通过加入通道开销POH来定位VC在高阶VC或STM-N帧中的位置。 - **复用**：是指将多个低阶VC复用成高阶VC或将多个高阶VC直接复用成STM-N的过程。 ### 第三节 开销和指针 #### 3.1 开销 SDH中的开销分为再生段开销RSOH、复用段开销MSOH、高阶通道开销HPOH和低阶通道开销LPOH。这些开销提供了必要的管理信息，用于监视和控制网络的运行状态。 #### 3.2 指针 SDH中的指针主要用于解决由于网络时钟的不同步而产生的帧偏移问题。通过调整指针值来补偿由于时钟差异造成的信号帧的相位差。 ### 第四节 SDH设备的逻辑组成 #### 4.1 SDH网络的常见网元 SDH网络中常见的网元包括终端复用器TM、分插复用器ADM、再生中继器REG和数字交叉连接设备DXC等。 #### 4.2 SDH设备的逻辑功能块 SDH设备内部的逻辑功能块主要包括交叉连接单元、线路接口单元、支路接口单元、同步定时单元、电源单元、监控单元等。 ### 第五节 SDH网络结构和网络保护机理 #### 5.1 基本的网络拓扑结构 SDH网络的基本拓扑结构包括线性、星形、树形、环形和网孔形等。 #### 5.2 链网和自愈环 链网结构简单，适用于点对点传输；自愈环则是利用环形结构的冗余路径来实现故障自动恢复的一种保护机制。 #### 5.3 复杂网络的拓扑结构及特点 随着网络规模的扩大和技术的进步，SDH网络的拓扑结构也变得更加复杂多样，如混合型网络等。 ### 第六节 光接口类型和参数 #### 6.1 光纤的种类 SDH网络中使用的光纤主要包括单模光纤和多模光纤两大类。 #### 6.2 光接口类型 SDH中的光接口根据其应用范围、传输距离等因素划分为不同的类型，如短距离局内通信接口、长距离局间通信接口等。 #### 6.3 光接口参数 光接口的主要参数包括发送光功率、接收灵敏度、过载光功率、最小消光比等。 ### 第七节 定时与同步 #### 7.1 为什么要网同步 网同步是为了保证整个网络中的各个节点之间的时间基准一致，从而确保数据传输的准确性。 #### 7.2 同步方式 SDH中的同步方式主要有同步定时和异步定时两种。 #### 7.3 SDH同步定时参考信号来源 SDH同步定时参考信号可以来源于外部同步源，也可以来源于内部振荡器。 #### 7.4 主从同步网中从时钟的工作模式 从时钟的工作模式包括正常跟踪模式、保持模式和自由运行模式。 #### 7.5 SDH的引入对网同步的要求 SDH网络的引入对于网同步提出了新的要求，包括更高的同步精度和更稳定的同步性能。 #### 7.6 SDH网的同步方式 SDH网络的同步方式通常包括主从同步、伪同步和异步等方式。 #### 7.7 SDH设备的同步方式 SDH设备中的同步方式可以通过外部输入信号、内部振荡器或其他同步源来实现。 #### 7.8 网同步工作的举例 例如，一个SDH网络中的所有设备都跟踪同一个外部参考源，从而实现了整个网络的同步。 ### 第八节 传输性能 #### 8.1 误码性能 误码性能是衡量SDH网络传输质量的重要指标之一，包括误码率BER、严重误码秒ESR等。 #### 8.2 可用性参数 可用性参数包括可用时间AT、不可用时间UAT等，用于评估网络的可靠性和稳定性。 #### 8.3 抖动漂移性能 抖动漂移性能反映了SDH网络传输过程中信号的稳定程度，包括输入抖动容限、输出抖动等指标。 ### 第二章 DWDM简要原理 #### 第一节 什么是波分复用？ DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing，密集波分复用）是一种通过在同一根光纤上同时传输多个不同波长的光信号的技术，从而极大地提高了光纤的带宽利用率。 #### 第二节 波分复用系统对光纤的要求 DWDM系统对光纤的色散系数、非线性效应等参数有较高的要求。 #### 第三节 波分复用系统关键器件 DWDM系统的关键器件包括分波/合波器件、光源、掺铒光纤放大器（EDFA）等。 #### 第四节 光监控信道（OSC） OSC是DWDM系统中用于监控网络状态的一个独立的低速通道。 #### 第五节 DWDM的应用方式 DWDM技术广泛应用于长途干线传输、城域网传输等领域。 #### 第六节 DWDM网络单元 DWDM网络单元包括波分复用器、解复用器、放大器等。 #### 第七节 DWDM的组网形式 DWDM的组网形式多样，可以根据实际需求设计成点对点、环形等多种网络结构。 #### 第八节 DWDM的优点 DWDM的主要优点包括高带宽利用率、灵活性强、易于升级扩展等。 ### 第三章 传输现场基础维护 #### 第一节 现场维护基础 现场维护的基础包括了解传输的基本概念、熟悉常用的传输设备结构及其工作原理、掌握常见的告警信息等。 #### 第二节 基本维护操作 基本维护操作包括电路环路、调度与测试、使用万用表测试中继电缆、环回、尾纤的插拔、光接口清洁操作、光功率测试、误码测试、单板的插拔和更换、单板复位、设备告警声音切除等。 SDH作为一种重要的传输技术标准，在通信网络中扮演着极其重要的角色。通过对SDH原理及维护知识的学习，我们可以更好地理解和掌握这一技术，进而为网络的稳定运行提供有力的支持。