传输原理基本知识.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,传输基础知识,传输基础知识,3/6/2026,1,1.传输网概念,1.1 概念与结构模型,1.2 演进过程,1.3 数字传输与复用,1.4 帧结构,2.传输网特性,2.1,SDH,传输网的保护技术,2.2,SDH,传输网的同步定时,2.3,SDH,传输网的网络管理,3.网络举例,4.传输网性能,3.1 误码,3.2 抖动,3.3 漂移,3.4 延时,5.传输网建设全过程,6.传输网发展方向,目录,实用举例,3/6/2026,2,长途电话全程传输模式,用,户,市,话,局,长,话,局,长,话,局,市,话,局,用,户,1.传输网概念,1.1 概念与结构模型,3/6/2026,3,中继网,接入网,DXC4/4,DXC4/4,DXC4/4,DXC4/4,DXC4/4,DXC4/4,ADM,ADM,DXC4/4,DXC4/4,ADM,ADM,ADM,ADM,DXC4/1,ADM,ADM,ADM,ADM,ADM,ADM,OLC,OLC,OLC,ADM,ADM,ADM,ADM,OLC,OLC,一级干线网,二级干线网,国家,SDH,传输网络结构图,省际长途网,省内长途网,1.传输网概念,中继网,3/6/2026,4,(,a),线形,(,b),星形,(,c),树形,(,d),环形,(,e),网格形,1.传输网概念,3/6/2026,5,PDH,(1)只有地区性的数字信号速率和帧结构表准,而不存在世界标准。,欧洲和中国的速率标准为2,Mb/s-8Mb/s-34Mb/s-140Mb/s,北美的速率标准为 1.5,Mb/s-6.3Mb/s-45Mb/s-Nx45Mb/s,日本的速率标准为 1.5,Mb/s-6.3Mb/s-32Mb/s-100Mb/s-400Mb/s,(2),没有世界性的标准光接口规范,各厂家自行开发专用光接口,限制了互连互通,(3)除低速率等级的信号采用同步复用外,多数等级的信号采用异步复用,复用结,构复杂且缺乏灵活性,(4)复用结构中无安排很多用于网络运行、管理和维护的比特,网络的,OAM,能力差。,(5)由于建立在点对点的传输基础上的复用结构缺乏灵活性,使得数字通道设备的利用率很低。,1.传输网概念,1.2 演进过程,3/6/2026,6,SDH,(1)使1.5,Mb/s,和2,Mb/s,两大数字体系(3个地区性标准)在,STM-1,等级上获得统一。,(2)采用同步复用方式和灵活的复用映射。,(3),SDH,帧结构中安排了丰富的开销比特,使网络的,OAM,能力大大加强。,(4)由于将标准光接口综合进各种不同的网元,减少了将传输和复用分开的需要,简化设备和系统。,(5),SDH,网具有信息净负荷的透明性。,(6),SDH,网还具有定时透明性。,(7),SDH,网能与现有,PDH,网络完全兼容。,(8),SDH,信号结构的设计已经考虑网络传输和交换应用的最佳性,因而在电信网的,各个部分中都能提供简单、经济和灵活的信号互连及管理。,1.传输网概念,3/6/2026,7,SDH,设备实现的要点:,同步复用处理简单,块状帧结构信息模块化,字节间插电路上下方便,映射复用灵活互通,交叉连接网路调度灵活,指针调整相位差吸收,分层概念高效处理,开销字节网管能力强,分插复用环网保护,拓扑灵活,横向兼容互连互通,同步与定时组网的关键,1.传输网概念,3/6/2026,8,*国际上最初的数字通信标准是用于电话数字传输系统的。,*数字传输系统两个最基本的参数，125,s/,帧及64K,b/s,一个话路，为所有复用系列（,PDH,和,SDH）,所共用。,PDH,与,SDH,的标准速率等级,PDH,等级,速率(,Kb/s),基群,二次群,三次群,四次群,2048,139264,8448,34368,SDH,等级,速率(,Mb/s),STM-1,STM-4,STM-16,STM-64,155.520,9953.280,2488.320,622.080,1.传输网概念,1.3 数字传输与复用,3/6/2026,9,E1,复帧,ts0 ts1 ts2 ts3,ts16,ts29 ts30 ts31,R,0,0,1,1,0,1,1,R,1,P,P,P,P,P,Y1,0,0,0,P,Y2,P,P,0,a1,b1,d1,a16,b16,c16,d16,c1,a15,b15,d15,a30,b30,c30,d30,c15,D0,D1,D3,D4,D5,D6,D7,D2,F0,F1,F3,F4,F5,F6,F7,F2,F8,F9,F11,F12,F13,F14,F15,F10,帧同步码 (偶帧),帧同步码 (奇帧),复帧同步,备用,第0帧,第,15帧,其余各帧的数据位,(,PDH)E1,复帧的格式,E1,的速率为2048,Kb/s，,一条,E1,中包含32个8比特宽的时隙，共256比特，可承载32条64,Kb/s,的话路。,在每个,E1,帧中，采用第0时隙来传递帧同步信息，用第16时隙来承载信令信息。,16个,E1,帧可构成一个,E1,复帧。,1.传输网概念,1.4 帧结构,3/6/2026,10,9,x270 xN,字节,AU PTR,SOH,SOH,STM-N,净负荷,(含,POH),1,3,4,5,9,传输方向,9,xN,261,xN,270,xN,列,(,SDH)STM-N,帧结构,STM-N,帧由270,xN,列和9行8比特字节组成。,对于,STM-1,而言，帧长度为2430个字节，相当于19940比特，用时间表示是125,s。,1.传输网概念,3/6/2026,11,2.传输网特性,网,络,保,护,路径,段层,子网连接(另一种通道层保护),(,SNC)(,任何网络结构),通道层,HO/LO,线形,VC,复用段,环,线性,专用,共享(,MS-,SPRing,),专用(1+1),共享(1:,n),2纤,4纤,专用,1+1,1:,n,单向,双向,回复,非回复,SNC/I,SNC/N,专用,1+1(单),1:,n(,双),回复,非回复,网络保护的分类,2.1,SDH,传输网的保护技术,G.841,建议内容,SNC/N-,保护服务层+客户层,3/6/2026,12,2.传输网特性,*同步-模拟网不需要,数字网需要,防止滑码。,交换机与复用器同步于一个公共定时源。,*PDH,高次群（8,M，34M,和,140,Mb/s),是分别定时的，但又保持在几乎同步（即准同步）状态，也就是PDH中采用的比特塞入式的定时调整，不影响2,Mb/s,数据载送的定时质量，即PDH对2,Mb/s,定时透明。,*SDH,采用完全同步的复用机制以及随之而用的指针处理技术，要求每个,SDH,网元都同步起来，即多个时钟串接同步，避开指针处理给支路信号造成定时不透明的影响。,2.2,SDH,传输网的同步定时,3/6/2026,13,时钟,STM-N,STM-N,定时基准,(,e),内部定时,时钟,时钟,STM-N,STM-N,(,a),外同步输入定时,(,b),环路定时,时钟,时钟,(,c),通过定时,时钟,STM-N,支路口,(,d),线路定时,时钟,STM-N,支路口,2.传输网特性,3/6/2026,14,高层功能,低层功能,单元管理者,B,单元管理者,A,专用监视系统,D,单元管理者,C,NE,NE,NE,NE,NE,NE,NE,NE,NE,NE,NE,准同步系统,网络单元,网络管理层,网元管理层,网络单元层,网络管理系统分层结构,2.传输网特性,2.3,SDH,传输网的网络管理,3/6/2026,15,SDH,网络结构图,3/6/2026,16,SDH,网 络设备配置图,枢纽,琴亭,九一,江头,杏西,东海,东海,九一,南环_ 西/,3,南环_ 东/,6,漳州3,莆田,东海,琴亭,南环2/,7,南环1/,5,三明,东海,莆田,东 环,6,福安,宁德,建阳,南平,枢纽,琴亭,枢纽,南平,中环/,4,江头,东海,龙岩,漳州2,三明,西 环/,6,北环/,1,N_R Level 1,S_R Level,DXC Level,江头,枢纽,三明,南平,东海,龙岩,漳州2,江头,莆田,琴亭,枢纽,东海,三明,南平,建阳,福安,宁德,莆田2,九一,杏西,漳州3,DWDM Level,ITM/NM,网管中心,ITM-SC 1,ITM-SC 2,ITM-SC 3,龙岩,漳州2,枢纽,琴亭,莆田,江头,西 中 环/,2,枢纽,琴亭,莆田,东海,建阳,福安,宁德,东 中 环/,3,N_R Level 2,3/6/2026,17,光缆线路图,3/6/2026,18,通路组织图,单位:155,Mb/s,3/6/2026,19,南环2/,7,枢纽,九一,江头,杏西,南环_ 西/,3,南环_ 东/,6,漳州3,莆田,东海,琴亭,南环1/,5,L,ADM,16/1,L,ADM,16/1,L,ADM,16/1,E,ADM,16/1,L,ADM,16/1,L,ADM,16/1,L,E,ADM,16/1,ADM,16/1,L,L,ADM,16/1,L,ADM,16/1,ADM,16/1,L,ADM,16/1,L,L,ADM,16/1,E,ADM,16/1,ADM,16/1,L,L,ADM,16/1,L,BITS,BITS,PRC,DUS,PRC,PRC,PRC,PRC,2,1,PRC,DUS,PRC,DUS,PRC,DUS,PRC,DUS,PRC,DUS,PRC,DUS,2,1,1,2,1,1,2,1,2,1,2,2,3,PRC,PRC,2,1,PRC,DUS,PRC,DUS,PRC,DUS,PRC,PRC,2,1,1,2,3,2,PRC,DUS,PRC,DUS,1,2,3,DUS,PRC,3,2,3,2,1,1,1,PRC,DUS,PRC,PRC,2,1,2,3,SSU-T,1,SSU-T,SSU-T,2,1,DUS,PRC,PRC,BITS,SSU-T,1,L,WS-ADM4/1 MUX,E,ADM,16/1,PRC,3,1,1,1,2,同步定时图,网管中心,ITM-NM,K460,H,ub1,NM,B132L,RJ45,RJ45,ITM-SC1,D230,SC1,B132L,RJ45,RJ45,ITM-SC2,D230,SC,2,B132L,RJ45,RJ45,ITM-SC3,D230,SC3,B132L,RJ45,RJ45,Printer,RJ45,RJ45,H,ub2,RJ45,RJ45,DWDM level:29 OLS80G,点到点,TM,环,西小环、中环、东环,共计：,176,个逻辑网元,西中环,东中环、北环,共计：,118,个逻辑网元,南环,_,西、南环,_,东,南环,_1,、南环,_2,共计：,128,个逻辑网元,WaveStar,DACS,Management,Q-LAN,Q-LAN,Q-LAN,BNC,H,ub3,H,ub4,网络管理图,3/6/2026,21,4.1 误码,概念：,误码经传输后，数字流的某些比特发生差错，使传输信息的质量发生损伤。,影响：,话音通信中表现为听筒中的喀呖声；数据通信中表现为数据块的报废；图象通信中表现为画面的雪花干扰，多个线条干扰，画面滚动等。,4.传输网性能,3/6/2026,22,指标：,误码率错误比特数/传输比特总数 （特定时间段）。,误块秒比（,ESR）,当某1,S,具有1个或多个差错块或至少一个缺陷（信号丢失，帧定位丢失，指针丢失，各级告警指示和信号标记失配等）时，称为,误块秒,（,ES）。ES,数/总的可用时间（特定时间段）。,严重误块秒比（,SESR）,当某1,S,内包含有不少于30%的差错块个或多个差错块或至少一个缺陷时，称为,严重误块秒,（,ES）。SES,数/总的可用时间（特定时间段）。,背景块差错比（,BBER）,扣除不可用时间和,SES,期间出现的差错块以后所剩下的差错块，称,背景块差错,（,BBE）。BBE,数/扣除不可用时间和,SES,期间所有块以后的总块数之比。,4.传输网性能,3/6/2026,23,64,kb/s,数字连接的误码性能参数方面有,ITU-T,建议,G.821；,高比特率通道误码性能参数方面有,ITU-T,建议,G.826/828。,G.821,规范是建立在,BER,基础上的以秒为基本度量间隔的指标体系，基于服务用户，适用于,Nx64 64kb/s,数字,通道。,G.826/828,规范是建立在块基础上并以块为基本度量间隔的指标体系，基于网络提供者，适用于一次群及以上速率的数字通道。,总的来看，,G.826/828,误码性能指标严于,G.821,误码性能指标,。,误码统计越是随机分布，越是严格。,4.传输网性能,3/6/2026,24,终端国,终端国,中间国（最多4个）,国间部分,（例海缆）,国际部分,国内部分,国内部分,27500,KM,PEP,PEP,IG,IG,IG,高比特率通道全程指标分配,PEP,IG,通道终端点,国际接口局,4.传输网性能,3/6/2026,25,用户,本地,节点,长途,节点,长途,节点,本地,节点,用户,6900,KM,T,T,（PEP）,（PEP）,100,KM,100,KM,100,KM,100,KM,6500,KM,用户网,中继网,长途网,中继网,用户网,我国国内标准最长假设参考通道,4.传输网性能,3/6/2026,26,指标的分配策略-采用了按区段分配结合按距离分配,（1）两端国家不论大小各得一固定的区段容限，其值为17.5%的端到端指标。然后再按距离每500,KM,再分配给1%的端到端指标。,（2）国内标准最长的假设参考通道为6900,KM，,从国际接口局到通道终端点,PEP,之间为3450,KM。,按要求的指标的分配策略，我国国内部分共分得24.5的的端到端指标。,(3)国内网分成两部分,即用户网和核心网。用户网环境恶劣，按区段分给6%的端到端指标；核心网按距离成比例分配直至再生段为止，相当每公里可分得0.0055的端到端指标。,全程端到端通道误码性能要求,ESR-,误块秒比,SESR-,严重误块秒比,BBER-,背景误块比,4.传输网性能,3/6/2026,27,4.2 抖动,概念：,抖动数字信号的特定时刻相对其理想参考时间位置的短时间偏离（指变化频率高于10,Hz,的相位变化）。,影响：,对数字编码的模拟信号，抖动造成信号失真，形成抖动噪声。在再生器中，降低其信噪比余度，直至发生误码。对配有缓存器的网元，会产生滑动损伤。语声信号比图象信号更能忍受抖动影响。,规范：,G.823,将高于10,Hz,的相位变化称为抖动指标,低于的情况称为漂移指标,然后按业务量接口和同步接口分别给出指标。,4.传输网性能,3/6/2026,28,4.3 漂移,概念：,抖动数字信号的特定时刻相对其理想参考时间位置的长时间偏离（指变化频率低于10,Hz,的相位变化）。最普遍的原因是环境温度变化。,影响：,电话业务受漂移的影响类似于误码产生的脉冲噪声；传真业务的清晰度下降或质量严重恶化；图象业务会有图象冻结现象。,规范：,G.823,将高于10,Hz,的相位变化称为抖动指标,低于的情况称为漂移指标,然后按业务量接口和同步接口分别给出指标。,4.传输网性能,3/6/2026,29,4.4 延时,概念,延时信号传输需要时间发生延时。,影响,对电话业务，使收话方等待的时间过长，回波干扰使受话清晰度下降；对数据业务，延时越大，传输效率越低；对电视业务，产生画面和声音相脱节现象等。,规范,ITU-T,规定有网络性能的规范，另外还有电路性能的规范。,4.传输网性能,3/6/2026,30,规划/计划,可行性研究/方案设计,依规范书谈判/签约,初步设计/施工图设计,督导安装与调测,初步验收,试运行,最终验收,开通运行/保修期,5.传输网建设全过程,3/6/2026,31,容量要足够大,随着数据业务量特别是,IP,业务量的飞速增长，对于以电话业务为主的传统电信网络形成越来越大的压力，网络变化将向着宽带化、光纤化、智能化、网络接入的无线化及三网融合的大趋势发展，,我国近期电信体制正在加大改革的力度，竞争在全方位展开，除了广电、联通外、随着移动从电信网中剥离，对于传输电路的建设使用产生影响。,6.传输网发展方向,3/6/2026,32,加速加大光缆网的投入,根据当前的电信发展趋势及竞争方面的因素，不论从安全性、使用期限考虑(光缆的使用期限为20年)，还是从出租光纤和波导等因素的考虑，我们都必须在加强规划的指导下，加大和完善光缆网络的投入，对光缆芯数进行合理的布置，使之适应技术业务发展的需要。,G.655,非零色散位移光纤适合传输,TDM、WDM,的2.5,Gb,/s、10Gb/s,及更高速率的光纤通信系统。,今后新建的光缆通信线路,尤其是业务量较大的光缆干线,为了能适应高速率、多信道系统的传输要求,宜采用,G.655,非零色散位移光纤,。,6.传输网发展方向,3/6/2026,33,完善网络安全性方面的保护与恢复功能,每个节点出局应有两个以上的路由，各个网络必须有双节点互通，,在长途网建设方面，从安全性考虑，应积极考虑各本地网设传输双节点，而不论,TS2,是否建设。,在环形网建设的基础上引入格形网结构，这样不仅可以提高网络的安全性，也可以提高通道的使用效率。,6.传输网发展方向,3/6/2026,34,提高网络的可重塑性和提供各种接口,其业务增长有相当大的随机性，在时间或地域上都会变化，而传输网络的建设和扩容一般都需要较长的时间。,对传输系统上的设备进行满容量的配置，这样就在容量所许可的范围内灵活地改变业务的流量、流向。,格形网方面进行考虑,在传输网络上应提供各种业务的接入平台，以使各种业务能够方便地、及时地接入，这样也为网络应急条件下电路的调度带来好处。,6.传输网发展方向,3/6/2026,35,DXC,设备的使用,DXC,可以起到业务量疏导，网络恢复保护，代替背对背复用器和配线架，传输检测中心等多种作用，但初期引入,DXC,时首先考虑的是其一两种功能。,鉴于,DXC,设备尚在不断的演进过程中，特别是恢复算法和网管方面离标准化较远，多厂家互连困难较大。对,DXC,的引用应抱着积极稳妥的态度，逐步推广使用。,配置,DXC,的节点一般在网路结构中处于重要的位置，要根据网路的总体规划要求分步配置。,当以,DXC,组网时，必须考虑具有一定的网路冗余度。,本地网中当环间电路调度困难时，可根据具体情况设置,DXC,设备。考虑到本地网与干线网的密切关系，在网关局配置,DXC,时要统一考虑，合理配置，避免几个同类的,DXC,背对背运行，等等。,6.传输网发展方向,3/6/2026,36,同步,SDH,设备接受同步网提供定时基准,同时还担负着传递定时的重要任务。,对于,SDH,传输网，应统一规定其同步性能、功能，为定时基准的可靠传递奠定良好的基础和环境。要求,SDH,设备时钟,SEC,的标准化，应该统一规定符合,ITU-T G.813,要求。,SDH,设备的外同步输入,、输出接口的统一规定。例如，,外同步,输出口输出的同步信号必须由,STM-N,直接倒出,，以确保同步信号正常地往下传递。,同步状态信息,SSM,是使光纤网络恢复正常定时工作的主要方法。但目前,SDH,网元对,SSM,的一系列算法，,ITU-T,并未规定,采用,SDH,传定时的安全可靠性还需进一步研究。,推广使用,SSM,是保障定时链路畅通的主要手段,6.传输网发展方向,3/6/2026,37,网络管理,由于网管系统的接口标准仍未完全统一，还在不断发展变化，功能仍不完善，各厂家网络管理上的互通仍属空中阁楼。,使用不够熟练，二次开发少，而且硬件、软件技术正不断升级，给应用者带来困难，网管的有效性没有想现中那么好。,6.传输网发展方向,3/6/2026,38,SDH,横向兼容性,需要在物理层和管理层上都满足才行。,物理层,目前物理层上的信号速率、帧结构、复用结构和光接口都有了统一的规范。,尚有不少字节尚未标准化，或标准化不彻底；,再有，,DCC,的互通不仅涉及物理层，而且涉及7层协议互通问题，尽管协议可以一致，但信息模型难以统一。,管理层,要在管理层上实现互连互通、互操作很复杂,它要求不同设备和管理系统的协议和信息模型都一致。,MD-NE,接口(,Qx,),涉及到具体,SDH,设备的管理,要实现不同厂家的设备和网管的横向兼容性十分困难。,OS-MD,接口（,Q3），,只需知道业务点细节，无须了解设备细节，管理信息量大大减少，实现互通相对难度小一些。,6.传输网发展方向,3/6/2026,39,DWDM,全光网络,由于,DWDM,光传输系统的大量推广使用，将产生电传送层网络节点,DXC,的电子瓶颈，有必要在,DXC,上再加一层,OXC,和,OADM。,OXC,及,OADM,网络节点是,DWDM,全光网的核心技术，能够对多波长的光信号进行交叉连接，具有透明的传输代码格式和比特率，交叉连接容量大，交叉连接速率和接入速率范围宽，无需进行时钟同步和开销处理，监控维护参数少，没有光电转换，避免电信号造成的瓶颈。,全光网络分三层，分别是,光网层：以,DWDM,为基础的结构可变的网络。电子层：各种电子交换，从程控交换、,ATM,交换到未来的某种交换。应用层：包括数据、话音到图像等各种业务之用,。,6.传输网发展方向,3/6/2026,40,ATM/SDH,其它交 换,ATM/SDH,未来格 式,话音,图像,数据,多媒体,应用层,电子交换层,X-C,X-C,X-C,光网络层,X-C,OXC,OADM,DWDM,全光网络,6.传输网发展方向,3/6/2026,41,