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1

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SDH原理


课程内容：

•概述

•帧结构和复用

•开销

•指针

•逻辑功能块


概述


• PDH固有缺陷

• 相对于PDH，SDH体制的优势

• SDH体制存在的缺陷

• PDH固有缺陷

• 相对于PDH，SDH体制的优势

• SDH体制存在的缺陷

概述


1. PDH体制的缺陷

1) 接口方面——与设备互连有关

• 电接口——地区性的电接口规范，无世界标准。

• 光接口——无光接口规范，各厂家独自开发。

概述


565Mb/s565Mb/s

139Mb/s139Mb/s

34Mb/s34Mb/s

8Mb/s8Mb/s

2Mb/s2Mb/s

1.6Gb/s1.6Gb/s

400Mb/s400Mb/s

100Mb/s100Mb/s

32Mb/s32Mb/s

6.3Mb/s6.3Mb/s

1.5Mb/s1.5Mb/s

274Mb/s274Mb/s

45Mb/s45Mb/s

6.3Mb/s6.3Mb/s

×4 ×4

×4

×4×4

×4

×4

×4

×6

×7

×3

欧洲系列日本系列北美系列

×5

概述

2


2) 复用方式

• PDH采用异步复用方式

•通过码速调整（塞入bit）匹配和容纳信号时钟的偏差

•低速信号在高速信号中的位置无规律性

•从高速信号插/分低速信号要一级一级进行

•复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输

• PDH采用异步复用方式

•通过码速调整（塞入bit）匹配和容纳信号时钟的偏差

•低速信号在高速信号中的位置无规律性

•从高速信号插/分低速信号要一级一级进行

•复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输

概述


140Mb/s34Mb/s 34Mb/s

8Mb/s 8Mb/s

2Mb/s

解解

解解

解解

复复

复复

复复

用用

用用

用用

复复

复复

复复

用用

用用

140Mb/s

用用

概述


3) 运行维护功能(OAM)——决定设备维护成本

• 与信号帧中开销(冗余)字节的数量有关

• PCM30/32仅TS0、TS16用于OAM开销，OAM功能弱

• 线路编码时要加冗余码进行性能监控

4) 无统一的网管接口

• 无法形成统一的TMN

3) 运行维护功能(OAM)——决定设备维护成本

• 与信号帧中开销(冗余)字节的数量有关

• PCM30/32仅TS0、TS16用于OAM开销，OAM功能弱

• 线路编码时要加冗余码进行性能监控

4) 无统一的网管接口

• 无法形成统一的TMN

因此，PDH体制不适应大容量传输网的组建，SDH体制应运而升。因此，PDH体制不适应大容量传输网的组建，SDH体制应运而升。

概述


是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连

接的标准化数字信号的等级结构。

2. SDH的基本概念

概述


SDH体制的优势

1)接口方面

•电接口

• STM-1是SDH的第一个等级，又叫基本同步传送模块，比特率为155.520Mb/s 。

• STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块，比特率是STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，- - -)。

•光接口

•仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZ码，采用世界统一的7级扰码。

•电接口

• STM-1是SDH的第一个等级，又叫基本同步传送模块，比特率为155.520Mb/s 。

• STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块，比特率是STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，- - -)。

•光接口

•仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZ码，采用世界统一的7级扰码。

概述


2) 复用方式

• 低速SDH----高速SDH，字节间插

• 低速PDH-----SDH，同步复用和灵活的映射

2) 复用方式

• 低速SDH----高速SDH，字节间插

• 低速PDH-----SDH，同步复用和灵活的映射

概述

3


3) 运行维护

• 用于OAM的开销多

• OAM功能强——这也是线路编码不用加冗余的原因

4) 兼容性

• 老体制设备是否还可发挥作用

• 对新体制能否接入

3) 运行维护

• 用于OAM的开销多

• OAM功能强——这也是线路编码不用加冗余的原因

4) 兼容性

• 老体制设备是否还可发挥作用

• 对新体制能否接入

概述


1)频带利用率低

2)指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动

3) 软件的大量使用对系统安全性的影响

1)频带利用率低

2)指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动

3) 软件的大量使用对系统安全性的影响

3. SDH体制的缺陷

概述


帧结构和复用


9×270×N字节

1

345

9

SOH

STM-N 净负荷(含POH)

传输方向

9×N 261×N270×N列

SOH

AU PTR

帧结构与复用

以字节为单位的块状帧结构帧频8000帧/秒，帧周期125µs


信息净负荷----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，其净负荷区即为该货车的车厢。

在将低速信号打包装箱时，在每一个信息包中加入通道开销POH，以完成对每一个“货物包”在“运输”中的监视。

帧结构与复用


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。

• 再生段开销(RSOH)—对STM-N整体信号进行监控

• 复用段开销(MSOH)—对STM-N中的某一个STM-1信号进行监控

• RSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化的监控体制

• 二者区别：宏观（RSOH）和微观（MSOH）

帧结构与复用

4


低阶容器高阶容器

低阶组装器

高阶组装

REG

STM-N复用

再生段

低阶通道（LPOH）

高阶容器低阶容器

低阶组装器

高阶组装

REG

STM-N复用

再生段

高阶通道（HPOH）

复用段（MSOH）

再生段（RSOH）

如何理解POH与SOH？

帧结构与复用


如何理解POH与SOH？

1、段开销、通道开销都是为了保证信号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。

2、段开销、通道开销是从不同的层面来监视、管理信号的传送。RSOH、MSOH分别对应于再生段和复用段，而HPOH和LPOH分别对应于VC-3 /VC-4和VC-12（参见上页图）。

一个不太恰当的比喻——汽车运货

LPOH——用于监视小包货物（VC-12）

HPOH——用于监视大包货物（ VC-3 / VC-4）

MSOH——用于监视某一辆货车的车厢（STM-1）

RSOH——用于监视由多辆货车组成的车队（STM-4/16/64）

帧结构与复用


• 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帧净负荷中直接拆分出所需的低速支路信号；即依据“货物包”位置坐标，从“车厢”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。

帧结构与复用


• 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。先将小信息包打包成中信息包，通过支路单元

• 指针-TUPTR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。

帧结构与复用


•低阶SDH→高阶SDH：字节间插方式，4合1

• PDH信号→STM-N：同步复用和灵活的影射

• 140M→STM-N

• 34M→STM-N

• 2M→STM-N

•复用是以复用路线图进行的，ITU-T规定的路线图有多种，但一个国家和地区仅使用一种。

复用步骤(复用方式、复用结构)

帧结构与复用


虚容器

STM-N× N × 1 140Mb/s

45Mb/s34Mb/s

6.3Mb/s

2Mb/s

1.5Mb/s

×3

×７

×７

×１×３

C-11

C-12

C-2

C-3

C-4

VC-11

VC-2

VC-3

VC-3

VC-4

TU-11

TU-12

TU-2

TU-3

TUG-2

TUG-3

AUG

AU-3

AU-4

VC-12×3

×4

×1

容器

支路单元

管理单元

支路单元组

管理单元组

同步传送模块

定位校准

复用

映射

SDH G.709复用映射结构

帧结构与复用

5


STM-N AGU AU-4 VC-4

TU-3 VC-3 C-3

C-4

TUG-2 TU-12 VC-12 C-12

TUG-3

×N

139264kbit/s

34268kbit/s44736kbit/s

2048kbit/s

指针处理

映射

对齐

复用

帧结构与复用

我国的SDH基本复用映射结构


C4——容器4；虚140M相对应的标准信息结构，完成速率适配功能。

VC4—虚容器4；与C4相对应的标准信息结构，完成对装载的140M信号进行实时的性能监控。

1

140M 速速速配/打打 C4

1 2609

125us

加加POH监监 /打打 VC4

POH

1 1

9

125us1 261

转转转

帧结构与复用

1. 140M复用步骤


指指定定

1 270

AU-PTR AU-41 9

10 270

加加加开开

RSOH

MSOH

净净荷

AU-PTR

1

9

1 270× N1

9

STM-N

• AU-4——管理单元4，与VC4相对应的信息结构

• 复用路线140M—VC4—AU-4—STM-1，所以STM-1仅能复用进一路140M信号

帧结构与复用


1 1

34M 速速速配/打打 C3

1 849

125us

加加POH监监 /打打 VC3

POH

9

125us1 85

转转转

• C3——容器3；与34M相对应的标准信息结构，完成速率适配功能。

• VC3——虚容器3；与C3相对应的标准信息结构，完成对装载的34M信号进行实时的性能监控。

帧结构与复用

2. 34M复用步骤


• TU3——支路单元3；与VC3相对应的标准信息结构，完成一级指针定位。

• TUG3——支路单元组3；与TU3相对应的标准信息结构。

• 34M—VC3—TU3—TUG3；3TUG3—VC4—STM-1；所以STM-1可以复用进3路34M。

一一指指定定

1 8686

补补缺缺TU-3

1H1H2H3

1

9

H1H2H3

RTUG-3

字节间插

P O H

R

R VC4

1

9 9

11 261

× 3

帧结构与复用


• C12——容器12；与2M相对应的标准信息结构，完成2M信号速率适配，4个基帧组成一复帧。

• VC12——虚容器12；与2M相对应的标准信息结构，完成对某路2M信号实时监控。

• TU12——支路单元12；与VC12相对应的标准信息结构，完成对VC12的一级指针定位。

2M

125us 基基

POH

速速速配

1 4

C12

1

9

加POH监监

一一指指定定VC12 TU12

1 1 441 1

9 9

接转转速速速配

2M

帧结构与复用

3. 2M复用步骤

6


字节间插

× 3 1 12

TUG2

1

9

字节间插

× 7

R R TUG3

1 86

• TUG2——支路单元组2；TUG3——支路单元组3。

• 2M—C12—VC12—TU12；3TU12—TUG2；7TUG2—TUG3；

• 3TUG3—VC4—STM1。

• STM-1可装入3×7×3=63个2M信号。2M复用结构是3-7-3结构。

帧结构与复用


STM-N

× N × 1C-12VC-12VC-4 TUG-2AUG-4 AU-4 TU-12 2Mb/s

码速调整

LD POH

TU PTR

AU PTR ×３复用

×7复用

HD POH

×３复用

×N复用

TUG-3

2M映射复用过程

帧结构与复用


SDH监控的实现——开销

段开销——RSOH、MSOH

通道开销——HPOH、LPOH

指针

管理单元指针——AU-PTR

支路单元指针——TU-PTR

SDH监控的实现——开销

段开销——RSOH、MSOH

通道开销——HPOH、LPOH

指针



开销


开销


A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0B1 E1 F1D1 D2 D3

A U - P T R (管理单元指针)

B2 B2 B2 K1 K2D4 D5 D6D7 D8 D9

D10 D11 D12S1 M1 E2

RSOH

MSOH

9

行

传输方向

国内使用字节传输媒质指示字节空格：国际使用字

节

9 列

开销

1. 段开销


• 定帧字节：A1、A2

寻找连续信号流的帧头

A1=f6H、A2=28H

搜索A1、A2,连续5帧搜不到A1、A2

上报OOF，持续3ms，LOF

下插“AIS”

开销

7


• 再生段踪迹：J0。它是再生段接入点的识别符，重复发送一个代表某接入点的标志，从而使段的接收端能够确认自己与预定的段的发送端是否是否处于持续的连接状态。它用连续16个STM-1帧内的J0字节组成16字节的帧来传送接入点识别符。

开销


• 使用者通路：F1。

为网络营运者提供一个64kbit/s通路，为特殊维护目的提供临时的数据/话音通道。

开销


• 数字通信通路(DCC)字节：D1—D12

网元网管之间、网元和网元之间OAM信息通路

D1-D3用于再生段(DCCR)，带宽3×64kb/s

D4-D12用于复用段(DCCM)，带宽9×64kb/s

开销


• 公务联络字节：E1、E2

光纤连通业务未通或业务已通时各站间的公务联络

分别提供1个64kb/s数字电话通路

E1用于再生段公务联络

E2用于复用段公务联络

开销


• 再生段误码监测B1字节

对再生段信号流进行监控

方式为BIP8偶校验

BIP8偶校验工作机理：

以8bit为单位(一个字节为单位)

校验相应bit列（bit块）

使相应列1的个数为偶

开销


B1字节工作机理

发端对对上一个已扰码帧(1#STM-N)进行BIP8偶校验，所得值放于本帧(2#STM-N)的B1字节处

收端对所收当前未解扰帧(1#STM-N)进行BIP8偶校验，所得值B1’与所收下一帧解扰后(2#STM-N)的B1字节相异或

异或的值为零则表示传输无误码块，有多少个1则表示出现多少个误码块

A1 00110011A2 11001100A3 10101010A4 00001111

B 01011010

BIP-8例：某信号一帧有4个字节，对其进行BIP8偶校验如图：

开销

8


首帧

A B

首帧

发送端

第二帧第n帧

第n帧

第二帧

接收端

在发送端A将要发送的首帧所有字节进行BIP-8校验计算，其结果形成B1，将B1放入第二帧B1字节处。在接收端B将接收到的首帧同样进行BIP-8校验计算，并将结果与第二帧的B1字节进行比较，以此来检出误码。

开销


• 复用段误码监测B2字节

对复用段信号流进行监控

方式为BIP24偶校验

BIP24偶校验工作机理：

以24bit为单位（3个字节为单位，STM-1帧有3个B2字节）

校验相应bit列（bit块）

使相应列1的个数为偶

开销


B2字节工作机理

发端对上一个未扰码帧除去RSOH外的所有字节进行BIP24偶校验，所得值放于本帧的3个B2字节处

收端对所收当前已解扰帧且除去RSOH外的所有字节进行BIP24偶校验，所得值B2’与所收下一帧解扰后的B2字节相异或

异或的值为零则表示传输无误码块，有多少个1则表示出现多少个误码块

11001100 11001100 11001100

01011101 01011101 01011101

11110000 11110000 11110000BIP24

01100001 01100001 01100001

例：某信号一帧有9个字节，对其进行BIP24偶校验如图：

开销


• 复用段远端误块指示字节——M1

对告信息，由信宿回传到信源

告知发端：收端当前收到的B2检测的误块数

在发端MS-REI（复用段远端误块指示）性能事件中反映出来

开销


• 自动保护倒换(APS)通路字节——K1、K2(b1-b5)

K1(b1~b4)指示倒换请求的原因

K1（b5 ~b8)指示提出倒换请求的工作系统续号

K2（b1~b4)指示复用段接受侧备用系统倒换开关所桥接到的工作系统序号。传送自动保护倒换信令，使网络具备自愈功能

K1的（b5）为“0”表示1+1APS，B5为“1”表示1:nAPS

开销


• 复用段远端失效指示(MS-RDI)字节K2(b6-b8)

111，表示收到复用段全1信号，本端产生MS-AIS告警

110，表示收到对告信息MS-RDI，表示对端收信号劣化

开销

9


注：字节间插复用时，各STM-1帧的 AU-PTR和AYLOAD的所有字节原封不动间插，而段开销有所不同。只有第一个STM-1的段开销被保留，其余N-1个STM-1的段开销中仅保留A1,A2,B2字节,其余均略去。

• 同步状态字节S1（b5-b8）

用于跟踪时钟源的保护倒换

值越小，表示当前所跟踪的时钟源质量越高

开销


分类

•高阶通道开销HPOH

•低阶通道开销LPOH

2. 通道开销

开销


通道踪迹字节J1B3C2G1F2H4F3K3N1

VC4

1

1

261

9

通道BIP-8字节信号标识字节

通道状态字节

通道使用者通路

位置指示器

网络运营者字节

b1~b4APS通路, b5~b8备用比特

通道使用者通路

1) 高阶通道开销

开销


• 通道踪迹字节：J1

VC4的首字节，即AU-PTR所指的字节

发端持续的发此字节——高阶接入点标识符，使收端能据此确认与指定发端处于持续连接状态。

J1字节设置要求：收发相匹配。即设备实际收的=设备应收的值

开销


• 高阶通道误码监测字节：B3

监测高阶VC的误码性能

监测方式BIP-8偶校验

本端监测到相应VC通道B3误块

开销


• 信号标记字节：C2

指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质

要求收发相匹配，失配则本端相应VC4通道产生HP-SLM告警，并往下级信息结构C4插全“1”

C2=00H表示该VC4未装载，本端产生HP-UNEQ告警，并往下级信息结构C4插全“1”

开销

10


• 通道状态字节：G1

反映高阶VC传输的状态

对告信息：信宿反馈给信源，以便使信源知道信宿当前的接收状态

b1-b4回传由B3检测的误码块数。发端在性能事件 HP-REI中查询得到

开销


• TU位置指示字节：H4

指示有效负荷的复帧类别和净负荷的位置

PDH复用进SDH时，H4字节仅对2M信号有意义。指示当前帧是复帧的第几个基帧，以便收端据此找到TU-PTR，拆分出2M信号

H4的范围00H-03H

若收端收到的H4字节超出此范围，或不是预期值，本端在相应通道产生TU-LOM(复帧丢失)告警，并在相应通道的下级信息结构插全“1”

开销


11

9

500us VC12复帧

V5 J2 N2

VC12 VC12VC12

4K4

VC12

V5:通道状态和信号标记字节J2:低阶通道踪迹字节N2:网络运营者字节K4:通道自动保护倒换

2) 低阶通道开销

开销


• 通道状态和信号标记字节：V5(类似G1和C2字节)

复帧中的第一个字节，TU-PTR所指示的字节

VC12误码监测、VC12通道状态对告、信号标记

b1-b2BIP2误码监测→LP-BBE

b3收端接收误码情况对告指示→LP-REI

b5-b7信号标记。若为000，本端相应通道产生LP-UNEQ告警

本端接收到TU-AIS、LP-TIM、LP-SLM时，通过b8反馈给发端相应通道上低阶通道RDI告警信号

开销


指针


指针分类

•AU-PTP——定位VC4在AU-4中的位置

•TU-PTR——定位VC12在TU12中的位置

与定帧字节一起完成从高速信号STM-N中直接下低速信号

指针

11


指针调整的作用

当网络处于同步状态时，指针用于进行同步的信号之间的相位校准。

指针还可用来容纳网络中的相位抖动和漂移。

网络失去同步时，指针用作频率和相位教准；当网络处于异步工作时，指针用作频率跟踪校准。

指针


9行

261列

AU-PTR9列

H1 Y Y H2 1* 1* H3 H3 H3

Y= 1001SS11（S未规定）

1*=11111111

VC - 4

指针

1. AU-PTR


H1、H2、H3 字节安排

N N N N S S I D I D I D I D I D

H1 H2 H3 H3 H3

NDF 10比特指针负调整字节AU

类别

NDF：新数据标识

SS：AU类别，SS=11：AU-4

I：增加比特

D：减少比特

指针


H1、H2、H3 字节功能. 净负荷位置指示

10比特指针指示净负荷的第一个字节相对于第三个H3字节的偏移量。

. 对净负荷VC- 4进行速率调整正调整: 5个I比特反转；在净负荷前面加3个填充字节；指针值加1。

负调整: 5个D比特反转；在净负荷前面3个字节移到3个H3字节中；

指针值减1。

. 新数据标识 NDF指示净负荷中的新数据变化。正常时：NDF = 0110

有新数据时：NDF = 1001

指针


0 - - 187 - -

0 - - 187 - -

782 - -86 - -

782 - -86 - -

522 - - 523 - -

521 - -

H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3

H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3

1 =全1

Y=1001SS11（S未规定比特）

STM-1帧起始点

STM-1帧起始点

正调整机会负调整机会

1234

1234

指针


H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3

H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3

正调整机会

指出VC-4的起始点

AU-4指针

到下一行

如果VC-4相对于AU-4帧速率低，则VC的定位必须周期性的后滑，三个正

调整机会字节立即显现在这个AU-4帧的最后一个H3字节之后，相应的在

这之后的VC-4的起点将后滑三个字节，其编号将增加1，即指针加1。显

然，每次调整相当于VC-4帧“加长”了三个字节，每个字节约0.053µs,

三个字节约0.16µs。

指针

12


H1 Y Y H2 1 1

H1 Y Y H2 1 1 H3 H3 H3

负调整机会

指出VC-4的起始点

AU-4指针

从下一行来

如果VC-4相对于AU-4帧速率高，则VC的定位必须周期性的前移，三个负

调整机会字节立即显现在这个AU-4帧的三个H3字节，即这三个字节用来

装该帧VC-4的信号，相当于VC-4帧“缩短”了三个字节，在这帧之后

VC-4的起点就向前移三个字节，指针值随之减1。显然，每次负调整相当

相位变化三个字节约0.16µs。

指针


状态名称

零调整

正调整

负调整

H3

H3

信息

H3

H3

信息

H3

H3

信息

信息

填充

信息

信息

填充

信息

信息

填充

信息

信息=容器

信息<容器

信息>容器

速率关系

7 8 9 10 11 12

STM-1帧中第4行字节的内容字节编号

STM-1帧中的第4行第7、8、9这三个H3字节为负调整机会字节；

第4行第10、11、12这三个字节为正调整机会字节。

指针



主要由H1、H2、H3H3H3组成

指针值H1、H2后10bit

指针范围0-782

H3H3H3为调整单位——3个字节

VC4和AU-4无频差相差,AU-PTR的值为522.

若收H1H2H3H3H3为全“1”，本端产生AU-AIS告警

若收指针值超出允许范围，或连续收到8帧以上NDF，则本端在相应通道上产生AU-LOP告警，下插全“1”

指针调整间隔为3帧

指针


H1H2H3 VC-3

9行

85列

指针

2. TU-PTR



H1 H2 H3

NDF 10比特指针负调整字节TU

类别


SS：TU类别，SS=10：TU-3

I：增加比特

D：减少比特

指针


H1、H2、H3 字节功能

. 净负荷位置指示

10比特指针指示净负荷的第一个字节相对于H3字节的偏移量。

. 对净负荷VC-3进行速率调整

正调整: 5个I比特反转；在净负荷前面加1个填充字节；指针值加1。

负调整: 5个D比特反转；在净负荷前面1个字节移到H3字节中；

指针值减1。

. 新数据标识 NDF

指示净负荷中的新数据变化。正常时：NDF = 0110


指针

13


11

9500us

V1 V2 V3

VC12 VC12VC12

4

V4

VC12

指针



V1 V2 V3

NDF 10比特指针负调整字节TU

类别


SS：TU类别，SS=10：TU-12

I：增加比特

D：减少比特

指针


V1、V2、V3 字节功能

. 净负荷位置指示

10比特指针指示净负荷的第一个字节相对于V2字节的偏移量。

. 对净负荷VC-3进行速率调整正调整: 5个I比特反转；在V3字节后面加1个填充字节；指针值加1。

负调整: 5个D比特反转；在净负荷前面1个字节移到V3字节中；

指针值减1。

. 新数据标识 NDF指示净负荷中的数据变化。正常时：NDF = 0110


指针



V1、V2、V3、V4 4个字节

指针值V1、V2后10bit

指针范围0-139

V3为调整单位——1字节

若收V1、V2、V3为全“1”，本端产生TU-AIS告警

若收指针值超出允许范围，或连续收到8帧以上NDF，则本端在相应通道上产生TU-LOP告警，下插全“1”

VC12和TU-12无频差相差,V5字节的位置是70.

指针


逻辑功能块


SDH网络常见网元SDH网络常见网元

SDH设备逻辑功能块

•基本功能块

•辅助功能块

SDH设备逻辑功能块

•基本功能块

•辅助功能块

告警流程图告警流程图

逻辑功能块

14


1. SDH网络常见网元


1) 终端复用器 TM

在线形网的端站，把PDH / SDH 支路信号复用成

SDH线路信号，或反之。

PDH支路信号 SDH支路信号

OAM线路信号

STM-NTM

逻辑功能块


2) 分插复用器 ADM

设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。

STM-NSTM-N

西侧线路信号

PDH支路信号 SDH支路信号

OAM东侧线路信号

ADM

逻辑功能块


3) 再生器 REG

设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。

OAM东侧线路信号西侧线路信号

STM-NSTM-NREG

逻辑功能块


4) 数字交叉连接设备 DXC

兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动

恢复与保护等多项功能的SDH 设备。

STM-N STM-N

PDH支路信号

SDH支路信号

DXC

逻辑功能块


2. SDH设备逻辑功能块

15


背景

SDH设备统一的接口

不同厂家的实现的方式千差万别

ITU-T规定统一的基本功能块标准

逻辑功能块


STM A B C D E F

F

FG

GH HI

NP

G.703

G.703

140Mb/s

2Mb/s34Mb/s

注：以2Mb/s为例

SPI RST

TTF

MSPMST MSA

HPCPPI

PPI

LPA

LPA

HPT

HPTLPT LPC HPA

OHA OHA接口SEMF MCF

Q接口F接口

D4—D12 D1—D3

外同步

HOA

HOI

LOI

w

L

JK

M

SETS SETPI

逻辑功能块

TM设备的典型功能块的组成


SPI同步设备物理接口

收方向A→B

O/E提取线路定时

失效RLOS

发方向B→A

E/O变换

逻辑功能块


收方向

B→C

RLOSC点信号全“1”

定帧

A1、A2

失败

ROOF、RLOFC点信号“1”

正常

解扰

处理E1、D1-D3

校验B1RS-BBE

逻辑功能块


发方向C→B

写RSOH

计算B1 加入E1D1-D3

加扰STM-N帧

逻辑功能块


收方向

C→D

提取APS信令K1、K2（b1-b5）

检测K2（b6-b8）

110MS-RDI

111MS-AIS

D点信号“1”

检测B2

不符

MS-BBE

越限

MS-EXC（B2）D点信号“1”

逻辑功能块

16


发方向

D→C

写MSOH

M1→MS-REI收MS-BBE时

K2→110MS-RDI

收MS-AIS时

逻辑功能块


1) MSP:复用段保护功能块

• 进行复用段保护倒换

• 启动条件LOS、LOF、MS-AIS

• 不倒换时，信号透明传输

• 1+1、1：1、1：n

逻辑功能块


收方向

E→F

消间插

AUG→N×AU-4

解读指针

AU-PTR

H1H2H3全“1”AU-AIS

F点信号全“1”

无效指针

8个NDFAU-LOP→F“1”

逻辑功能块


发方向

写指针

AU-PTR字节间插

N×AU-4→AUG

2) SPI、RST、MST、MSP、MSA组成复合功能块TTF

• STM-N光信号——N×VC4

逻辑功能块


3) HPC：高阶通道连接功能块

• 对VC4的交叉矩阵

• 仅选择路由，不处理信号

4) HPT：高阶通道终端

• HPOH源和宿

• 对高阶VC4进行实时监控

逻辑功能块


收方向

F→G

检测B3不符

HP-BBE

检测J1失配HP-TIM

G点全“1”

检测C2失配HP-SLM

00H HP-UNEQ

G点全“1”

H4传给HPA

逻辑功能块

17


发方向

G→F

写HPOHG1→HP-REI收HP-BBE时

G1→HP-RDI收HP-TIM、HP-SLM

HP-UNEQ

逻辑功能块


5) LPA：低阶通道适配功能块

• 包封/拆包封：PDH—C

6) PPI：PDH物理接口功能块

• 设备与PDH线路接口

• 提取PDH支路定时信号

• 码型变换：NRZ—HDB3、NRZ—CMI

逻辑功能块


PPI

收方向

L→MJ→K

码型变换

发方向

M→LK→J

码型变换

提取定时

无输入信号

T-ALOS、P-LOSEX-TLOS

逻辑功能块


收方向

G→H

消间插

C4→TU12处理指针

TU-PTR、TU12→VC12

V1V2V3“1”TU-AIS

H点全“1”

无效指针

TU-LOPH点全“1”

逻辑功能块


发方向

H→G

写指针

TU-PTR、VC12→TU12字节间插

TU12→C4

逻辑功能块


7) HOI：高阶接口功能块(HPT、LPA、PPI)

• 140M—VC4

8) HOA：高阶组装器(HPT、HPA)

• VC12—VC4

9) LPC：低阶通道连接功能块

• 对VC12、VC3的交叉矩阵

• 仅选择路由，不处理信号

10)LPT：低阶通道终端

• LPOH源和宿

• 对低阶VC12进行实时监控

逻辑功能块

18


LPT

收方向

H→I

检测V5LP-BBE

LP-TIM、LP-SLM,LP-UNEQ

发方向

I→H

写LPOH收LP-BBE→LP-REI

收LP-TIM、SLM→LP-RDI

逻辑功能块


LPT、LPA、PPT组成LOI，功能2M、34M—VC12、VC3

11)SEMF：同步设备管理功能块

• 本设备各功能块的监控

• 其他设备间OAM信息互通

12)MCF：消息通信功能块

• 提供网管f&Q接口

• 提供D1-D3、D4-D12接口

逻辑功能块


13)SETS：同步设备定时源

• 提供本地时钟

• 输出本地时钟

14)OHA：开销接入功能块

• 公务开销的接入：E1、E2、F1


3. 告警流程图


R-LOS R-LOF

MS-EXC MS-AIS

AU-LOP AU-AIS HP-UNEQ HP-TIM HP-SLM

TU-AIS

逻辑功能块


ZXSP-320设备介绍

19


课程内容：

•系统结构

•网元控制单元

•业务交叉单元

•系统定时单元

•公务与辅助接口单元

•设备类型单板配置


课程内容：

•业务接口处理单元

•光接口处理单元

•电接口处理单元


机械结构


ZXMP S320标准机箱外形尺寸图

199.7mm×482.6mm×285.5mm

199.7mm×482.6mm×285.5mm

199.7mm×482.6mm×285.5mm


ZXMP S320单板结构图

1. 面板 2. 锁定钮 3. 扳手 4. PCB板 5. 背板连接插头


ZXMP S320单板面板示意图

20


ZXMP S320风扇单元示意图

1. 松不脱螺钉 2. 防尘滤网 3. 拉手 4. 风扇开关 5. 保险丝 6. 插头 7. 风扇


ZXMP S320背板接口区排列图


ZXMP S320背板的各个接口说明1． POWER：-48V（+24V）电源插座。2．Qx：以太网接口，RJ45插座，SMCC的本地管理设备接口。3．f（CIT）：操作员接口（Craft Interface Terminal）接口，符合

RS232C规范，采用DB9插座，可以接入本地维护终端（LMT）对设备进行监控。

4．SWITCHING INPUT：开关量输入接口，采用DB9插座，能接收4组TTL电平标准开关量作为监控告警输入，可将温度、火警、烟雾、门禁等告警信号传送到网管中进行监视。

5．ALARM：告警输出接口，DB9插座，用于连接用户提供的告警箱，输出设备的告警信息。

6．BITS：BITS接口区，各插座定义如下：R1：第一路BITS输入接口，采用非平衡75Ω同轴插座；T1：第一路BITS输出接口，采用非平衡75Ω同轴插座；

120Ω BITS：平衡120Ω BITS接口，采用DB9插座，提供两路输入接口、两路输出接口；


R2：第二路BITS输入接口，采用非平衡75Ω同轴插座；T2：第二路BITS输出接口，采用非平衡75Ω同轴插座。

7．OW：勤务话机接口，采用RJ11插座，用于连接勤务电话机。8、支路接口区：采用5组插座，配合支路插座板，提供最多63路2M

或64路1.5M信号接口，带支路保护的34M/45M接口也由这个接口区提供。

ZXMP S320背板的各个接口说明


光电转换

解扰串并转换

SOH处理

POH处理

总线接口

复

用

POH处理

SOH处理

并串转换加扰

电光转换

交叉矩阵时钟倍频时钟提取

时钟处理单元

ECC 勤务

支路电信号外同步接口

开销交叉

各单板

群路信号

群路信号

解映射HDB3编码

映射HDB3解码

解映射Ethe rne t交换

映射Eth ern et交换

以太网接口信号

ZXMP S320系统信号处理流程示意图


ZXMP S320ZXMP S320系统工作原理图系统工作原理图

SDH接口单元

开销处理单元

业务交叉单元

S D H接口单元

数据通信网

F Q x

外时钟

S M C C

B I T S

告警

输入 /输出

开销交叉单元

公务电话音频 /数据

接口

- 4 8 V电源

个人计算机

用户以太网P D H接口

S D H接口

S D H接口

开销处理单元

T M N

控制管理单元辅助接口单元馈电单元定时处理单元

E t h e r n e t 接口单元

E t h e r n e t接口单元

P D H接口单元

21


Data Interface board B（RS422）DIBRS422数据板17

Data Interface board ADIARS232数据板16

Audio Interface Board 4 lineAIB44线音频板15

Audio Interface Board 2 lineAIB22线音频板14

Electrical Interface Board STM-1EIB1STM-1电接口板（以后提供）13

OrderWire boardOW勤务板12

Cross Switch BoardCSB交叉板11

Mother Board STM-1MB1背板10

Netcell Control ProcessorNCP网元控制处理板9

Electrical Tributary board DS3ET3D45M支路板8

Electrical Tributary board E3ET3E34M支路板7

Electrical Tributary General board T1/E1ET1G通用E1/T1支路板6

Electrical Tributary board E1（ETSI）ET1ETSI映射结构2M支路板5

Optical Interface Board STM-1（AU-4）OIB1STM-1光接口板（AU-4）4

System Clock BoardSCB系统时钟板3

Power Board +24VPWB+24V电源板2

Power Board –48VPWA-48V电源板1

代号含义代号名称序号

ZXMP S320系统包括的单板及接口板的名称、代号


Front Cable BoardFCB前出线转接板33

Dual-Power BoardDPB双电源板32

Smart Fast Ethernet 4SFE44端口智能快速以太网板31

Data Interface boardDI数据接口板30

Audio Interface boardAI音频接口板29

Optical interface board STM-1 of Cross SwitchO1CS全交叉STM-1光接口板（以后提供）28

Optical interface board STM-4（AU-4） of Cross SwitchO4CS全交叉STM-4光接口板27

V.35 Data user interface boardV35DV.35数据接口板26

Tributary Switch board of T3/E3TSTT3/E3支路倒换板25

Tributary Switch board ATSA支路倒换板A24

Electrical Tributary board E1 socket DETD支路插座板D23

Electrical Tributary board E1 socket CETC支路插座板C22

Electrical Tributary board E1 socket BETB支路插座板B21

Electrical Tributary board E1 socket AETA支路插座板A20

Optical Interface Board STM-1OIBSTM-1光接口板（AU-3）19

Data Interface board C（RS485）DICRS485数据板18

ZXMP S320系统包括的单板及接口板的名称、代号


电源板的工作原理

输入滤波及保护

功率变换模块

控制电路告警输出

-48V 或 +24V

+5V

-5V

-48V

+3.3V输出滤波

一次电源


电源板的工作原理

输入滤波及保护部分包括输入开关、保险丝、防雷防浪涌电路、EMI滤波电路和软启动电路等，实现对输入电源的EMI滤波，对雷击、浪涌冲击的防护以及过/欠压保护等功能，提高对输入电源的适应能力。功率变换部分电路采用模块电源，将输入的一次电源转换成±5V以及+3.3V的直流电输出。输出滤波部分主要功能是降低输出纹波电压，提高输出电压的稳定

度。控制电路部分包括输入过/欠压保护电路和输出过压/欠压保护电路等，完成各种保护、控制功能，同时实现单板故障告警功能、输出故障信号及板在位信号等


1. 电源板外形图

指示灯

电源开关


电源板的功能描述

电源板主要提供各单板的工作电源即二次电源，一块电源板相当于一个小功率的DC/DC变换器，能为ZXMP S320设备内的各个单板提供其运行所需的+3.3V，+5V，-5V和-48V直流电源。为满足不同的供电环境，ZXMP S320提供了PWA和PWB两种电源板，分别适用于一次电源为-48V和+24V的情况。为提高系统供电的可靠性，ZXMP S320设备支持电源板的热备份工作方式

22


电源板的指示说明

• 电源板的面板上设有2个状态指示灯，由上到下分别标志为“RUN”和“ALRM”，用于指示本板的工作状态，各个指示灯的含义如下：

• “RUN”是运行指示灯，为绿色，长亮表示本板正常运行；• “ALRM”是告警指示灯，为红色，本板有告警时长亮，并随告警的消失而熄灭。当设备接入一次电源后，电源板开关未接通时这个指示灯长

亮，即安装电源板但未打开面板上的电源开关被视为告警


网元控制处理板（网元控制处理板（NCPNCP）功能说明）功能说明

NCP是一种智能型的管理控制处理单元，内嵌实时多任务操作系统，实现ITU-T G.783建议规定的同步设备管理功能（SEMF）和消息通信功能（MCF）。


网元控制处理板（网元控制处理板（NCPNCP）在网络管理中的位置）在网络管理中的位置

便携机

NCPECC

子网1

⋯⋯

NCP

NCP

NCP

f 接口

ECCECC

ECC

NCP

SMCC

MCU MCU MCU

S 接口

子网2

NCP NCPNCPECC ECC

Qx 接口

⋯⋯MCU MCU MCU

S 接口


NCPNCP板的工作原理框图板的工作原理框图

D -B U S

C -B U S

A -B U S

C P U

E C C通道 1

H D L C 控制器

M C U⋯ ⋯M C U

扩展 E C C通道

E C C通道 2

E C C通道 3

E C C通道 4

Q x 接口

f 接口

S 接口

F L A S H网元配置库

F L A S HB O O T R O M

F L A S H应用程序

S D R A M 单板复位

实时时钟

告警指示

外部告警输入


NCP采用功能强大的多串口协议处理器作为核心控制器，从而使得系统的硬件可以简单、高效地实现。

1．接口功能的实现利用核心控制器提供的通讯接口功能，直接实现S接口、f接口、Qx接口以及4个ECC通道，利用一个单独的HDLC控制器实现2个扩展ECC通道，即一块NCP板可以提供6个ECC通道。

2．信息存储的实现采用容量不同的FLASH MEMORY作为系统的BOOT-ROM、网

元配置信息库和单板程序存储器，分别存储单板启动程序、网元配置信息和单板应用程序。主程序为2002年8月以后版本的NCP板将储存单板程序的FLASH MEMORY划分为程序区1、程序区2和数据备份区，实现程序、数据备份，在程序、数据升级操作失败时，设备可以自动启用备用存储区，继续正常工作。采用SDRAM保存系统运行时的临时信息。核心控制器通过地

址总线、数据总线和控制总线完成对这些存储器的读写。

NCPNCP板的工作原理板的工作原理


NCPNCP板的工作原理板的工作原理

3．实时时钟NCP板提供不间断的实时时钟（REAL-TIME CLOCK），用

于网元监控时确定事件和告警的发生、消失时间。实时时钟由核心控制器内部集成的REAL-TIME CLOCK模块实现，当NCP板掉电后，采用备用电池GB1为REAL-TIME CLOCK模块供电，保证实时时钟的不间断运行。

4．工作状态NCP板有三种工作状态，分别为配置状态、监视状态和正常

启动状态。（1）配置状态用于本地下载NCP应用程序和设置NCP的初始

参数。（2）监视状态用于监视NCP板运行状态，仅在调试时使用。（3）正常启动状态用于启动NCP应用程序，在这种状态下可

以实现网元的业务功能和网管监控。通过操作拨码开关和截铃按钮可以分别使NCP板进入上述三种状态，

23


NCPNCP板的外行图板的外行图

ON

DIP

S3

HL3

HL2

B1

GB1

指示灯

截铃按钮

复位开关

告警开关量输入接口


NCP板的状态指示灯的说明

NCP板面板上共设有4个状态指示灯，由上到下分别标志为“RUN”，“MN”，“MJ”和“CR”。这些指示灯可以反映本端网元的工作状态，各个指示灯的含义如下：

“RUN”是运行指示灯，为绿色。长亮表示等待配置数据，1秒闪烁1次表示NCP板正常运行且已有网管主机登录和管理，1秒闪烁2次表示系统正常运行，但没有网管主机登录；

“MN”是一般告警指示灯，为黄色，本端网元有一般告警时长亮，并随告警的消失而熄灭；

“MJ”是主要告警指示灯，为红色，本端网元有主要告警时长亮，并随告警的消失而熄灭；

“CR”是严重告警指示灯，为红色，本端网元有严重告警时长亮，并随告警的消失而熄灭。在NCP板的PCB板上设有HL2，HL3两个指示灯和一个蜂鸣器

B1，HL2和HL3分别作为NCP板上以太网口的数据收、发指示；B1用于存在告警时，发出声音提醒用户，其告警音可以通过面板上的截铃按钮关闭或打开。


系统时钟板系统时钟板（SCB）的功能描述

SCB的主要功能是为SDH网元提供符合ITU-T G.813规范的时钟信号和系统帧头，同时也提供系统开销总线时钟及帧头，使网络中各节点网元时钟的频率和相位都控制在预先确定的容差范围内，以便使网内的数字流实现正确有效的传输和交换，避免数据因时钟不同步而产生滑动损伤。

SCB设有2个标准2.048Mbit/s的BITS时钟输入接口，6个8K线路时钟输入基准和5路可选支路时钟输入基准，根据各时钟基准源的告警信息以及时钟同步状态信息（SSM）完成时钟基准源的保护倒换。设有2个标准2.048Mbit/s的外时钟输出接口，可提供两路时钟源基准信号输出，接口特性符合G.703，帧结构符合G.704。为提高系统同步定时的可靠性，SCB板支持双板热备份工作方式


系统时钟板系统时钟板（SCB）的工作原理

VCXO

NCP通信接口

8K

19.44M

38.88M板在位

至其它单板

定时基准选择

MCU

失效指示

输入接口

BITS时钟输入 1

BITS时钟输入 2

输出接口

BITS时钟输出 1

BITS时钟输出 2

OL11-8kHz

OL12-8kHz

OL21-8kHz

OL22-8kHz

OL31-8kHz

OL32-8kHz

ET1-8kHz（5路）

倒换控制单元

相位比较

分频

分频

VCXO

相位比较

选择导出基准

8K基准源


系统时钟板系统时钟板（SCB）的工作原理

SCB板从输入的有效定时源中选择网元的定时参考基准，并将定时基准分配至网元内其它单元。系统时钟板包括时钟基准的选择、锁相环、告警检测等部分，可以实现SSM信息的处理、系统时钟板的主备倒换等功能，并可对外提供两路2Mbit/s的BITS时钟输出。在SCB板实现时钟同步、锁定等功能的过程中有四种工作模式：1、快捕方式 2、跟踪方式 3、保持方式 4、自由运行方式在ZXMP S320系统中，可以同时配置两块系统时钟板（SCB），分别为主、备用系统时钟板，在没有设置强制倒换，两板都在位且均正常工作时，只有主系统时钟板的时钟输出到背板，当主系统时钟板出现故障时，系统将自动进行倒换并采用备用板的时钟输出信号。系统时钟板的主备用倒换状态可以利用网管软件进行设定，主要包括以下四种状态：1、闭锁2、强制倒换3、人工倒换 4、自然倒换


系统时钟板外形图

指示灯

X7X10X4

X6

HL3

X8X9X5

24


SCB板指示灯说明

SCB板面板上设有2个状态指示灯，由上到下分别标志为“RUN”和“ALM”，用于指示本板的工作状态，各个指示灯的含义如下：

“RUN”是运行指示灯，为绿色，1秒闪烁1次表示本板正常运行；

“ALM”是告警指示灯，为红色，本板有告警时长亮，并随告警的消失而熄灭。

SCB板的PCB板上还有一个指示灯标志为HL3，绿色，亮时表示该SCB板正向背板输出时钟。


勤务板（OW）的功能描述

•OW板利用SDH段开销中的E1字节和E2字节提供两条互不交叉的话音通道，一条用于再生段（E1），一条用于复用段（E2），从而实现各个SDH网元之间的语音联络。•OW板采用PCM语音编码，使用双音频信令，能够通过网管软件中的设定实现点对点、点对多点、点对组、点对全线的呼叫和通话。OW板利用SDH段开销中的F1字节给用户提供一个标准的RS232C同向数据接口，可以实现SDH网元间的点对点数据传送。•OW板还包含开销交叉功能，完成6个光口的空闲开销与支路音频/数据板的HW总线进行36×36的64kbit/s全交叉。


勤务板（OW）的工作原理

E1,E2

E1,E2

PCM编解码

MCU

E1/E2选择

DTMF收发

信号音发生器

会议电话芯片

FPGA

语音

双音频话机

信令

2M

2M

数字交换

收光口8M-HW

收支路8M-HW

发光口8M-HW

发支路8M-HW

F1 F1

RS232接口

NCP通信接口


在SDH网中，各个网元同时将公务信号发到E1和E2通道中，OW板根据网管命令自动选择使用E1通道或E2通道作为当前公务电话通道。在通道内传送的号码、信令和语音等信号采用广播方式发送，各

个网元接收其它所有网元发送的信号总和，OW板判断通道状态及是否呼叫本站后，控制电话机是否振铃并接到通道上，实现话音接续。因为ZXMP S320OW板的公务信号采用广播方式向通道发送，所以

在进行组网时，如果是环形网或子网内包含环形网，就必须将公务通道断开，将E1和E2通道的环形结构变成链形结构，以保证话音在网中不会循环传输和多路径传输。这种为防止公务通路成环而人为切断通路的网元称作公务控制点

网元，公务控制点网元的设定通过网管软件中的公务保护配置功能进行。

勤务板（OW）的工作原理


勤务板（OW）的外形图

指示灯

RS232接口


勤务板（OW）的指示灯说明

OW板面板上设有2个状态指示灯，由上到下分别标志为“RUN”，“ALM”，用于指示本板的工作状态。“RUN”是运行指示灯，为绿色，1秒闪烁1次表示本板正常运行；“ALM”是告警指示灯，为红色，本板有告警时长亮，并随告警的消失而熄灭。

25


交叉板（CSB）功能描述

。

CSB在系统中主要完成信号的交叉调配和保护倒换等功能，实现上下业务及带宽管理。

CSB位于光线路板和支路板之间，完成光路方向四个STM-1和支路方向一个STM-1之间的低速率支路单元的时隙全交叉，提供等效于8个VC-4的交叉矩阵容量，实现VC-4，VC-3，VC-12，VC-11级别的交叉连接功能，完成群路到群路、群路到支路、支路到支路的业务调度，并可实现通道和复用段业务的保护倒换功能。在通道保护配置时，CSB可以自行根据支路告警完成倒换，在复

用段保护配置时，CSB可以根据光线路板传送的倒换控制信号完成倒换。为提高系统的可靠性，ZXMP S320设备支持CSB板的热备份工作方式。


交叉板（CSB）的工作原理图

M C U通讯接口时钟

倒换控制

下光路信号

上光路信号

下支路信号

上支路信号

下支路交叉矩阵

上支路交叉矩阵

总线接口

总线接口

支路总线处理


交叉板（CSB）的工作原理

来自光线路板的下光路信号（4路STM-1）输入到CSB，经总线接口输入到252×252 TU-12/336×336 TU-11的下支路交叉矩阵，下光路直通信号直接交叉到上支路交叉矩阵中，下支路的信号则交叉到一组总线，进行支路总线处理后送入各个支路板。来自支路板的上支路信号输入到CSB，经过支路总线处理后与下光路直通信号共同送入252×252 TU-12/336×336 TU-11的上支路全交叉矩阵，进行时隙交叉后经总线接口送入光线路板。在ZXMP S320系统的STM-1应用时，可以同时配置两块CSB板，分别为

主、备用交叉板，在没有设置强制倒换，两板都在位且均正常工作时，由主用CSB板完成交叉处理，当主用CSB板出现故障时，系统将自动倒换到备用CSB板完成交叉处理。

CSB板的主备用倒换状态可以利用网管软件进行设定，包括闭锁、强制倒换、人工倒换和自然倒换四种状态。


交叉板（CSB）的板外形图

指示灯


交叉板（CSB）的状态指示灯说明

CSB板面板上设有2个状态指示灯，由上到下分别标志为“RUN”和“ALM”，用于指示本板的工作状态。状态指示灯含义如下：“RUN”是运行指示灯，为绿色，1秒闪烁1次表示本板正常运行；“ALM”是告警指示灯，为红色，本板有告警时长亮，并随告警的消失而熄灭。


增强型交叉板（CSBE）的功能描述

CSBE在系统中主要完成信号的交叉调配和保护倒换等功能，实现上下业务及带宽管理。CSBE位于光线路板和支路板之间，具有8×8个AU-4容量的空分交叉能力和1008×1008 TU-12/1344×1344 TU-11容量的低阶交叉能力，可以对2个STM-4光方向，4个STM-1光方向和一个支路方向的信号进行低阶全交叉，实现VC-4，VC-3，VC-12，VC-11级别的交叉连接功能，完成群路到群路、群路到支路、支路到支路的业务调度，并可实现通道和复用段业务的保护倒换功能。在通道保护配置时，CSBE可以自行根据支路告警完成倒换，在复用段保护配置时，CSBE可以根据光线路板传送的倒换控制信号完成倒换。为提高系统的可靠性，ZXMP S320设备支持CSBE板的热备份工作方式。

26


增强型交叉板（CSBE）的工作原理

STM-1光方向上光路

8X8

AU4

空分交叉矩阵

1008X1008

TU12

时分交叉矩阵

支路总线处理

上支路下支路

STM-1光方向下光路




增强型交叉板（CSBE）的工作原理CSBE板的工作原理与CSB相似，不同之处在于CSBE的交叉矩阵容量为8×8 AU-4空分交叉及1008×1008 TU-12/1344×1344 TU-11时分交叉，可以完成2个STM-4光方向，4个STM-1光方向和一个支路方向共13个STM-1信号的低阶全交叉。对4个STM-1光方向送入的数据信号进行解复用及相应的延时和指针锁定后送入交叉矩阵。对于支路方向的信号，在进行支路总线处理后送入交叉矩阵。空分交叉矩阵可以在复用段倒换时不涉及时分矩阵的交叉，只需进行AU级信号的交叉。在ZXMP S320系统的STM-1应用时，可以同时配置两块CSBE板，分别为主、备用交叉板，在没有设置强制倒换，两板都在位且均正常工作时，由主用CSBE板完成交叉处理，当主用CSBE板出现故障时，系统将自动倒换到备用CSBE板完成交叉处理。CSBE板的主备用倒换状态可以利用网管软件进行设定，包括闭锁、强制倒换、人工倒换和自然倒换四种状态。


指示灯

CSBE

增强型交叉板（CSBE）的板外形图


增强型交叉板（CSBE）状态指示灯的说明

CSBE板面板上设有2个状态指示灯，由上到下分别标志为“RUN”和“ALM”，用于指示本板的工作状态。状态指示灯含义如下：“RUN”是运行指示灯，为绿色，1秒闪烁1次表示本板正常运行；“ALM”是告警指示灯，为红色，本板有告警时长亮，并随告警的消失而熄灭。


STM-1光接口板的功能描述

OIB1板对外提供1路或2路的STM-1标准光接口，实现VC-4到STM-1之间的开销处理和净负荷传递，完成AU-4指针处理和告警检测等功能。提供一路光接口的OIB1表示为OIB1S，提供两路光接口的OIB1表示为OIB1D，为满足不同的传输距离等工程需求，OIB1可提供S-1.1，L-1.1，L-1.2等多种光接口收发模块，对于一个OIB1板的型号描述需要包含上述信息，例如：OIB1D S-1.1表示提供两路S-1.1标准光接口的STM-1光接口板。OIB1板上光接口适用的光纤连接器类型为SC/PC型。


光接口1

时钟恢复与

数据再生

段开销处理

通道开销处理

M C U

S O H（ E 1， E2， D C C）

S O H（ E 1， E2， D C C）

1 9 . 4 4 M H z时钟

通信接口

告警监测

光接口2

时钟恢复与

数据再生

段开销处理

通道开销处理

ST M - 1

S T M - 1

数据总线

数据总线

STM-1光接口板的工作原理图

27


STM-1光接口板的工作原理

在发送方向，系统送来的38M信号解复用后成为19M的VC-4净负荷，然后加入通道开销（POH），经过AU-4指针调整，再插入段开销（SOH），变成STM-1电信号，再送光模块，经电/光转换后变成STM-1光信号。与此对应，在接收方向，光模块将接收到的STM-1光信号经光/电转换，并作相应的SOH和POH处理，然后将得到的VC-4净负荷复用后送至交叉板。STM-1光接口板由光接口、时钟恢复与数据再生、段开销处理、通道开销处理、控制电路等部分构成。各部分完成的功能如下：光接口：完成STM-1电信号与光信号之间的转换，及光信号接收检测功能。主要器件采用通用的具有自动增益控制的光收发一体模块，OIB1板可以提供S-1.1，L-1.1，L-1.2等多种类型的光接口模块供用户选择。时钟恢复与数据再生：时钟恢复与再生电路从接收到的数据码流中恢复出线路时钟，据此时钟对接收数据进行再生。该电路还产生155.52MHz线路时钟的信号。


段开销处理：在接收端，段开销处理电路从接收的数据中锁定帧定位字节实现帧同步，对接收数据解扰码后，提取出段开销；在发送端，段开销处理电路将段开销插入发送数据中，并扰码成帧。段开销中的部分字节通过单板控制电路处理，勤务（E1，E2）和DCC等字节分别传送给勤务板和网元控制板处理。通道开销处理：在接收端，通道开销处理电路完成AU-4指针的处理，分离通道开销和净负荷；在发送端，通道开销处理电路完成AU-4指针调整并在净负荷中插入通道开销。通道开销字节的处理由单板控制电路完成。控制电路：控制电路对本板的工作状态和工作方式进行监控，完成部分开销处理功能，以及倒换的实现和性能的统计。通信接口：通信接口用于单板与主控制器之间的通信，以实现设备的监控和管理。告警监测电路：告警监测电路输出本板的告警及状态信号，监测并响应其它单板的告警及状态信息，并为倒换控制提供依据

STM-1光接口板的工作原理


STM-1光接口板的外形图

指示灯

2#光接口

1#光接口


OIB1板的面板上为每个光口设有一个可变颜色的线路状态指示灯。OIB1D面板上设有两个指示灯，由上至下分别标志为“RUN1 ALM1”和“RUN2 ALM2”，分别对应于1光口和2光口的线路工作状态。OIB1S面板上只有一个指示灯，标志为“RUN1 ALM1”。当指示灯为绿色，1秒闪烁1次时，表示本板正常运行；指示灯为红色，1秒闪烁1次表示对应光路有告警。

STM-1光接口板的各状态指示灯的说明


全交叉STM-4光接口板（O4CS）的功能描述

O4CS对外提供1路或2路STM-4的光接口，完成STM-4光路/电路物理接口转换、时钟恢复与再生、复用解复用、段开销处理、通道开销处理、支路净荷指针处理以及告警监测等功能。O4CS具有8×8个AU-4容量的空分交叉能力和1008×1008 TU-12/1344×1344 TU-11容量的低阶交叉能力，可以对2个STM-4光方向，4个STM-1光方向和一个支路方向的信号进行低阶全交叉。O4CS根据支路告警完成通道倒换功能，根据APS协议完成复用段保护功能。O4CS将本板上两路STM-4光接口传送来的ECC开销信号进行处理后复合为一组扩展ECC总线传送给NCP板。提供一路光接口的O4CS表示为O4CSS，提供两路光接口的O4CS表示为O4CSD，为满足不同的传输距离等工程需求，O4CS可提供I.4，S-4.1，L-4.1，L-4.2等多种光接口收发模块，O4CS板的型号描述需要包含上述信息，例如：O4CSD S-4.1表示提供两路S-4.1标准光接口的全交叉STM-4光接口板。O4CS板上光接口适用的光纤连接器类型为SC/PC型。


全交叉STM-4光接口板（O4CS）的工作原理

MCU

SOH（E1，E2，DCC）

19.44MHz时钟

通信接口

告警监测

光接口2

STM-4

STM-4


8X8

AU4

空分交叉矩阵

1008X1008

TU12

时分交叉矩阵

支路总线处理

复用开销处理与

指针处理时钟提取与

解复用

光接口1 复用

开销处理与

指针处理

时钟提取与

解复用

上支路下支路


SOH（E1，E2，DCC）

光线路信号处理部分交叉矩阵部分

28


全交叉STM-4光接口板（O4CS）的工作原理

O4CS板包括STM-4光线路信号处理和交叉矩阵两大部分，这两部分的工作原理分别和前面介绍过的OIB1和CSB相类似。光线路信号处理：接收的光信号经收发一体光模块转换成622Mbit/s的电信号，经过时钟提取和数据解复用后，转换成4路77Mbit/s的STM-1信号，送给开销处理芯片进行段开销、通道开销及时钟同步处理，转换成4路38Mbit/s信号进行指针锁定之后，送入交叉矩阵。上光路的信号流程与之相反。交叉矩阵：交叉矩阵容量为8×8 AU-4空分交叉及1008×1008 TU-12/1344×1344 TU-11时分交叉，交叉矩阵可以完成2个STM-4光方向，4个STM-1光方向和一个支路方向共13个STM-1信号的低阶全交叉。对4个STM-1光方向送入的数据信号进行解复用及相应的延时和指针锁定后送入交叉矩阵。对于支路方向的信号，在进行支路总线处理后送入交叉矩阵。空分交叉矩阵可以在复用段倒换时不涉及时分矩阵的交叉，只需进行AU级信号的交叉。


全交叉STM-4光接口板（O4CS）的外形图

指示灯

2#光接口

1#光接口


全交叉STM-4光接口板（O4CS）各状态指示灯的说明

在O4CS板的面板上为每个光口设置了一个可变颜色的线路状态指示灯，由上至下分别标志为“RUN1 ALM1”和“RUN2 ALM2”，分别对应于1光口和2光口的线路工作状态。指示灯为绿色，1秒闪烁1次表示本板正常运行；指示灯为红色，1秒闪烁1次表示对应光路或本板有告警。


ETSI映射结构2M支路板（ET1）功能描述

ET1可以完成8路或16路E1信号（2Mbit/s）经TUG-2至VC-4的映射和去映射，支路信号的对外连接通过背板接口区连接相应型号的支路插座板实现。ET1从E1支路信号抽取时钟并供系统同步定时使用。ET1完成对本板E1支路信号的性能和告警分析并上报，但对支路信号的内容不作任何处理。在配置支路倒换板后，可以实现ET1支路板的1:N（N≤4）保护。根据ET1每板支路数目和接口阻抗不同，ET1板提供以下型号供用户选择：ET1-75：提供16路75ΩE1信号接口。ET1-120：提供16路120ΩE1信号接口。ET1-75E：提供8路75ΩE1信号接口ET1-120E：提供8路120ΩE1信号接口。


ETSI映射结构2M支路板（ET1）工作原理图

上支路

下支路

背板数据总线

MCU

通信接口

倒换控制

在位检测

收E1

发E1

接口单元

背板支路接口区

码型变换

时钟提取

HDB3解码

HDB3编码

去映射

映射

解复用

复用

时钟信号


接口单元：接口单元完成接口单元：接口单元完成E1E1支路信号的接口匹配，提供符合支路信号的接口匹配，提供符合ITUITU--T G.703 T G.703 建议的建议的7575ΩΩ非非平衡和平衡和120120ΩΩ平衡两种物理接口。平衡两种物理接口。编解码：完成接口线路的编码、解码，线路码型为编解码：完成接口线路的编码、解码，线路码型为HDB3HDB3码。码。映射映射//去映射处理：完成去映射处理：完成E1E1信号经信号经TUGTUG--22至至VCVC--44的映射的映射//去映射处理。在映射去映射处理。在映射//去映射的过去映射的过程中会造成信号的抖动（程中会造成信号的抖动（jitterjitter），接口板内部采用自适应比特泄露技术对去映射后的信），接口板内部采用自适应比特泄露技术对去映射后的信

号进行平滑处理，从而最大程度地减小映射抖动对净荷的影响。号进行平滑处理，从而最大程度地减小映射抖动对净荷的影响。复用复用//解复用：完成本板总线与背板总线间的复用解复用：完成本板总线与背板总线间的复用//解复用处理，复用后的解复用处理，复用后的VCVC--44总线通过总线通过

背板与系统其它单板相连。背板与系统其它单板相连。MCUMCU单元：单板上的单元：单板上的MCUMCU单元实现单板的配置，通过单元实现单板的配置，通过SS通信口与主控板通信，完成信号通信口与主控板通信，完成信号

的性能和告警分析并上报，实现支路保护控制和倒换。的性能和告警分析并上报，实现支路保护控制和倒换。1:N1:N保护：在配置支路倒换板保护：在配置支路倒换板TSATSA后，可以实现后，可以实现ET1ET1支路板的支路板的1:N1:N（（NN≤≤44）保护。为了保）保护。为了保证某一块主用证某一块主用ET1ET1掉电或拔板时不影响正常业务，插在备用槽位的掉电或拔板时不影响正常业务，插在备用槽位的ET1ET1板不断检测主用板板不断检测主用板在位信号，一旦在位信号电平由高变低，备用在位信号，一旦在位信号电平由高变低，备用ET1ET1即触发倒换板上的继电器，把该板的即触发倒换板上的继电器，把该板的业务倒换到本板上，从而实现保护，同时，备用业务倒换到本板上，从而实现保护，同时，备用ET1ET1向被保护的主用板回送一个倒换确向被保护的主用板回送一个倒换确

认信号，使其将所配的时隙删除，防止总线的竞争。主备用支路板的倒换状态可以利用认信号，使其将所配的时隙删除，防止总线的竞争。主备用支路板的倒换状态可以利用网管软件进行设定，包括闭锁、强制倒换、人工倒换和自然倒换四种状态，其具体说明网管软件进行设定，包括闭锁、强制倒换、人工倒换和自然倒换四种状态，其具体说明可参照可参照6.46.4节节时钟提取：时钟提取：E1ET1E1ET1板可以对接口单元恢复的第一路板可以对接口单元恢复的第一路2M2M时钟进行分频，并将产生的时钟进行分频，并将产生的8kHz8kHz时时钟输出到系统时钟板作定时源参考。钟输出到系统时钟板作定时源参考。

ETSI映射结构2M支路板（ET1）工作原理

29


ETSI映射结构2M支路板（ET1）外形图

指示灯


ETSI映射结构2M支路板（ET1）各状态指示灯的说明

ET1板的面板设有两个指示灯，由上至下分别标志为“RUN”和“ALM”，用于指示本板的工作状态。“RUN”是运行指示灯，为绿色，1秒闪烁1次表示本板正常运行；“ALM”是告警指示灯，为红色，本板有告警时长亮，并随告警的消失而熄灭。


ET1G可以完成E1信号（2Mbit/s）或T1信号（1.5Mbit/s）经TUG2至VC-4的映射/去映射。支路信号的对外连接通过背板接口区连接相应型号的支路插座板来实现。ET1G可以由E1/T1支路抽取时钟信号并供系统同步定时使用。ET1G完成对本板E1/T1支路信号的性能和告警分析并上报，但对支路信号的内容不作任何处理。在配置支路倒换板后，可以实现ET1G支路板的1:N（N≤4）保护。根据ET1G每板的支路信号和接口形式不同，ET1G板提供以下型号供用户选择：ET1G-T1：提供16路T1信号接口的ET1G板。ET1G-E1：提供16路E1信号接口的ET1G板，采用75Ω非平衡接口时表示为ET1G-NE1，采用120Ω平衡接口时表示为ET1G-BE1。

通用E1/T1支路板（ET1G）功能描述


通用E1/T1支路板（ET1G）工作原理

ET1G的工作原理与ET1的工作原理十分相似，除ET1G提供了T1信号接口外，二者最大的区别就是映射/去映射结构不同，ET1G的映射结构为E1/T1信号经TUG-3至VC-4的映射和去映射，而ET1的映射结构为E1信号经TUG-2至VC-4的映射和去映射。对于ET1G的工作原理图、功能组成以及指示说明等请参照ET1板的相关说明，此处不再重复。


支路倒换板功能描述

支路倒换板与备用支路板共同实现对支路板的1:N（N≤4）保护，保证某一块主用支路板掉电或拔板时不影响正常业务。根据保护的主用支路板形式和信号接口类型不同，支路倒换板可分为TSA和TST两种，分别说明如下：TSA：E1/T1/E3/DS3支路倒换板，兼容E1/T1支路信号输出时的平衡式输出（120Ω，100Ω）和非平衡式输出（75Ω），采用64芯插座，最大容量为63E1/64T1，非平衡输出支路倒换板表示为TSAN，平衡输出支路倒换板表示为TSAB。TSA用于E3/DS3支路信号输出时，采用同轴插座，可提供3路E3/DS3非平衡式输出（75Ω）。TST：T3/E3支路倒换板，用于T3/E3支路信号输出，采用75Ω非平衡BNC同轴插座。


支路倒换板的工作原理图

背板支路接口区

驱动倒换

倒换控制

驱动倒换

驱动倒换

驱动倒换

主用接口信号1

主用接口信号2

主用接口信号3

主用接口信号4

备用接口信号

倒换板支路接口区

30


支路倒换板的工作原理

所有主用支路板信号和备用支路板信号同时接入支路倒换板上的驱动倒换单元，当备用支路板检测到主用支路板不在位信号时，就会向支路倒换板发送倒换信令，控制该主用支路板相对应的驱动倒换单元将业务倒换到备用支路板上，从而实现保护，以防止业务总线发生冲突。主备用支路板的倒换状态可以通过网管软件设定，包括闭锁、强制倒换、人工倒换和自然倒换四种状态。


R1

T1

T2

T3

R1

R2

R3

T1 R16 T16

R32 T32R17T17

R33T33 R48T48

R64T64R49T49

E3/DS3

X13

X12

X11

X6

X7

X8

X9

X24,X25

X22,X23

X20,X21

TSA支路倒换板外形示意图


TST支路倒换板外形示意图

RX 1

T X 1

R X 2

T X 2

R X 3

T X 3


ZXSM-320专题——

网管介绍


课程内容：

•网管简介

•网管层次

•网管结构

•E300软件接口


31


Unitrans ZXONM是中兴通讯股份有限公司光传输网管系列产品的产品商标。

ITU-T M.3010将管理层模型划分为网元层（NEL）、网元管理层（EML）、网络管理层（NML）、业务管理层（SML）、事务管理层（BML）。

ZXONM的网元管理层提供E100/E300/E400解决方案，网络管理层提供ZXONM N100解决方案。

网管简介


ZXONM E100，基于Windows平台的网元层网管系统，主要管理的设备对象包括ZXSM-150，ZXSM-600，ZXSM-150S，ZXSM-150（V2），ZXSM-600（V2），ZXSM-10，ZXSM-150/600/2500等SDH产品；

ZXONM E300，基于Windows 2000和Unix平台的网元层网管系统，主要管理对象包括ZXSM-10G，ZXSM-2500（V10.0），ZXSM-150/600/2500，ZXSM-150（V2），ZXSM-600（V2），ZXMP S320/S380/S390/M800等设备；

网管产品分类

网管简介


ZXONM E400，基于Windows NT的网元层网管系统，主要管理DWDM产品；

ZXONM E500，基于Unix平台的网元层网管系统，主要管理DWDM产品；

ZXONM N100，基于Windows和Unix平台的网络层网管系统，可管理SDH和DWDM设备，并可对其他网管提供CORBA，Q3等接口。

网管简介


网络层管理系统

NMS

NE

NE

NE

NE

EMS EMS

NENE

NE

网元层管理系统

NMS

SMS服务层管理系统

ZXONM N100

ZXONM E100 ZXONM E300

ZXONM-EX00

网管层次


ZXONM E300网管系统在层次上分为四层，由下至

上分别为：设备层MCU、网元层NE上的Agent、网

元/子网管理层Manager、网络管理层NMS。

网管结构


QX

QX

网元层

ecc

NE/Agent NE/Agent

S S

MCU MCU

S S

MCU MCU

网元管理层

设备层

网元管理系统Manager 1

网络管理层

GUI(Client)

F

LMT

f

网元管理系统Manager n

网络管理系统

GUI(Client)

F

Q3/Corba

NE/Agent NE/AgentNE/Agent

GNE/Agent

GNE/Agent

eccecc

ecc

ecctcp/ecc

子网管理系统Manager 1

Q3/Corba

Q3/Corba

网管结构

32


设备层（MCU）

负责监视单板的告警、性能状况，接收网管系统命令，控制单板实现特定的操作。

网管结构


网元层（NE）

在网管系统中为Agent，执行对单个网元的管理职能，

在网元上电初始化时对各单板进行配置处理，正常运行

状态下负责监控整个网元的告警、性能状况，通过网关

网元（GNE）接收网元管理层（Manager）的监控命令

并进行处理。

网管结构


网元管理层（Manager）

用于控制和协调一系列网元，包括管理者Manager，

用户界面GUI和本地维护终端LMT。

网管结构


子网管理层的组成结构和网元管理层类似，对网元的配

置、维护命令通过被网元管理层的网管间接实现。子网

管理系统下发命令给网元管理系统，网元管理系统再转

发给网元，执行完成后，网元通过网元管理系统给子网

管理系统应答。

子网管理层

网管结构


• Qx接口：Agent与Manager的接口，遵循TCP/IP协议

• F接口：GUI与Manager的接口，遵循TCP/IP协议

• f接口：Agent与LCT的接口，遵循TCP/IP协议

• S接口：Agent与MCU的接口，S接口采用基于HDLC通讯机制进行一点对多点的通讯

• ECC接口：Agent与Agent的接口，ECC接口采用DCC进行通讯，可考虑同时支持自定义通讯协议和标准协议，在Agent上完成网桥功能

• Corba接口：Manager与上层网管之间的接口

E300网管软件

1. E300软件接口


2. ZXONM E300软件组成

• ZXONM E300网管系统软件包括GUI，Manager，Database和Agent四部分。

• Agent运行于NCP板外，GUI，Manager和Database均可运行在HP，SUN或PC平台上，支持的环境包括HP-UX，Soliar以及Windows 2000。

E300网管软件

33


Manager DB

GUI

Agent

E300网管软件


• 管理者Manager：也称为服务器Server。

• 用户界面GUI：也称为客户端Client。GUI基本上不保存动态的网管数据，这些数据在GUI使用时通过Manager从数据库中提取。

• 数据库Database：数据库Database主要完成界面和管理功能模块的信息查询，配置、告警等信息的存储，数据一致性的处理。

• 网元Agent：Agent位于网元层。

E300网管软件


3. 网管体系

• ZXONM网管采用GUI/Manager-DB/Agent三层Client/Server方式实现，各个模块之间是Client/Server的关系；

• 在GUI和Manager之间，GUI是客户端，Manager是服务端；

• 在Manager和DB之间，Manager是客户端，DB是服务端；

• 在Manager和Agent之间，Manager是客户端，Agent是服务端；

E300网管软件


• 每个客户端向服务端发送请求，服务端接收请求，处理分析后作出相应的响应。

• 域管理Manager仅保存本域网络管理数据，GUI基本上不保存动态的网管数据，这些数据在GUI 使用时通过Manager从数据库中提取。


4. E300特点

1) 强大的管理能力

•ZXONM E300所能管理的网元数量主要由硬件的处理能力决定。不同的网络规模可配置不同档次的工作站或服务器，或者采用划分管理域的方法，配置多套网管系统。

•ZXONM E300可管理SDH/DWDM/MSTP/OADM设备系列，对于一般的服务器平台，管理网元能力为2048个，没有网元组或子网的限制，网元组和子网是逻辑概念，可以任意设置。

E300网管软件


2) 提供远程网管

• 可以通过各种组网形式提供远程网管，管理分散区域的传输设备。

• GUI和Manager，Manager和Agent之间都可以通过远程连接进行管理，从而可以方便地实现多网管系统。

• 提供网桥,或路由器+基带Modem等多种连接方式。

E300网管软件

34


SDH/DWDMsub-network 1

X.25DDNPSTN

SDH/DWDMmain network


SDH/DWDMsub-network N


X.25DDNPSTN

X.25DDNPSTN

X.25DDNPSTN

ZXONM

ZXONMZXONM

ZXONM ZXONM

远程网管一

E300网管软件


SDH/DWDMsub-network N


X.25DDNPSTN

SDH/DWDMmain network



X.25DDNPSTN

X.25DDNPSTN

X.25DDNPSTN

ZXONM

远程网管二远程网管二

E300网管软件


Manager-AManager-A Manager-BManager-B

Manager-YManager-Y Manager-ZManager-Z

GUI 网管中心

GUI 网管中心

Subnet-A

Subnet-B

Subnet-Y

Subnet-Z

GUI本地网管

GUI本地网管

GUI 本地网管GUI 本地网管

最安全的集中网管实现方式!

3) 灵活的组网方式

E300网管软件


NENE

.

NE NE

远程软件下载，实现便利的软件维护与升级

远程软件下载，实现便利的软件维护与升级

ECC ECC ECC

4) 远程在线升级NCP软件

通过FTP方式远程下载NCP软件，为系统的维护、升级提供方便，保证系统升级的可靠性。

E300网管软件


GUI

GUI

5) 高度的灵活性和伸缩性

先进的设计模式 -- 多进程，基于组件化、分布式设计。

E300网管软件


定时与同步

35


同步方式

1. 伪同步2. 主从同步


伪同步

• 伪同步是指数字交换网中各数字交换局在时钟上相互独立，毫无关联，而各数字交换局的时钟都具有极高的精度和稳定度，一般用铯原子钟。由于时钟精度高，网内各局的时钟虽不完全相同（频率和相位），但误差很小，接近同步，于是称之为伪同步。


主从同步

• 主从同步指网内设一时钟主局，配有高精度时钟，网内各局均受控于该主局（即跟踪主局时钟，以主局时钟为定时基准），并且逐级下控，直到网络中的末端网元——终端局。


主从同步网中从时钟的工作模式

1. 正常工作模式——跟踪锁定上级时钟模式2. 保持模式3. 自由运行模式——自由振荡模式


SDH网元时钟源的种类

• 外部时钟源——由SETPI功能块提供输入接口。• 线路时钟源——由SPI功能块从STM-N线路信号中提取。• 支路时钟源——由PPI功能块从PDH支路信号中提取，不过该时钟一般不用，因为SDH/PDH网边界处的指针调整会影响时钟质量。

• 设备内置时钟源——由SETS功能块提供。• 同时，SDH网元通过SETPI功能块向外提供时钟源输出接口。


SDH网络时钟保护倒换原理

SDH网络的业务分插和路由重选能力使得网络的应用具有了前所未有的灵活性和高生存性，同时也使网络的同步定时选择变得更加复杂。在SDH网络中，节点间的定时基准分配是经过大量低等级的SDH网元时钟进行的，因而需要通过一定的手段对定时基准的质量进行标志，同步状态消息（SSM）就是用来显示定时基准质量的信息。SDH复用段开销利用S1字节的第5至第8比特传递SSM信息并可以表示16种不同的同步质量等级，详见3.1.2.11节所示。在SDH网络中，节点间的定时基准分配是经过大量较低等级的SDH网络时钟进行的。随着同步链路上网元数量的增加，定时基准信号的质量也逐渐恶化。因此，当网元有多个质量等级相同的同步路径可供选择时，采用经过网元数量最少的同步路径有助于提高SDH网络的定时性能。

36


中兴通讯根据这个原则设计了S1字节专利算法，可以使网元能够选择质量等级最高、同步路径最短的时钟基准信号，其时钟选择遵循以下原则。

• 1．当网元具有多个有效的时钟源可供选择时，网元首先根据时钟源的质量等级信息选择质量等级最高的时钟。

• 2．当网元的多个时钟源质量等级一样时，网元根据时钟源传递路径经过的网元数量，选取经过网元数量最少的时钟源。

• 3．网元将当前采用的时钟源质量等级信息和经过的网元数量信息通过S1字节传递给下游网元，并向其上游网元发送“不可用”的状态信息。

• 注意：上游网元和下游网元是相对的，如果网元B是从网元A提取时钟，则网元A是网元B的上游网元，网元B相对于网元A是下游网元。

SDH网络时钟保护倒换原理


SDH网同步原则

1. 主从同步方式2. 在数字网中传送时钟基准应注意几个问题


主从同步方式

• 我国数字同步网采用分级的主从同步方式，即用单一基准时钟经同步分配网的同步链路控制全网同步，网中使用一系列分级时钟，每一级时钟都与上一级时钟或同一级时钟同步。

• SDH网的主从同步时钟可按精度分为四个类型（级别），分别对应不同的使用范围：作为全网定时基准的主时钟；作为转接局的从时钟；作为端局（本地局）的从时钟；作为SDH设备的时钟（即SDH设备的内置时钟）。ITU-T将各级别时钟进行规范，时钟质量级别由高到低分列于下：

• 1．基准主时钟——满足G.811规范。• 2．转接局时钟——满足G.812规范（中间局转接时钟）。• 3．端局时钟——满足G.812规范（本地局时钟）。• 4． SDH网络单元时钟——满足G.813规范（SDH网元内置时钟）。• 在正常工作模式下，传到相应局的各类时钟的性能主要取决于同步传输链路的性能和定时提取电路的性能。在网元工作于保护模式或自由运行模式时，网元所使用的各类时钟的性能，主要取决于产生各类时钟的时钟源的性能（时钟源相应的位于不同的网元节点处），因此高级别的时钟须采用高性能的时钟源。


在数字网中传送时钟基准应注意几个问题

• 在同步时钟传送时不应存在环路

• 尽量减少定时传递链路的长度，避免由于链路太长影响传输的时钟信号的质量。

• 从站时钟要从高一级设备或同一级设备获得基准。

• 应从分散路由获得主、备用时钟基准，以防止当主用时钟传递链路中断后，导致时钟基准丢失的情况。

• 选择可用性高的传输系统来传递时钟基准。


传输性能和测试


传输系统衡量的性能指标

• 传输系统的性能对整个通信网的通信质量起者至关重要的作用，影响SDH传输网传输性能的主要传输损伤包括误码、抖动和漂移。

37


误码的概念

所谓误码就是经接收再生后，数字流的某些比特发生了差错，使传输信息的质量发生了损伤。一般用长期平均误比特率（BER），又称误码，来衡量信息传输质量，即以某一特定观测时间内错误比特数与传输比特总数之比当作误比特率。


误码的产生和分布

• 内部产生的误码

• 脉冲干扰产生的误码


误码性能参数

111 2 2

43 4

2 3

非误块误块非误块秒非严重误块秒严重误块秒

例图

• 误码秒比值（ESR）

• 严重误码秒比值（SESR）

• 背景误码秒比值（BBER）


111 2 2

43 4

2 3


ESR=(4+2)/10=60%

•是在规定的测量时间内出现的误码秒ES数与总的可用秒数之比称为误码秒比值。

误码秒比值 ESR


111 2 2

43 4

2 3


SESR=2/10=20%

严重误码秒是当一秒钟内包含不少于30%的误块或者至少出现一个缺陷时认为该秒为严重误码秒（SES）。

严重误码秒比是在规定测量时间内出现的严重误码秒数与总的可用时间之比。

严重误码秒比值 SESR


111 2 2

43 4

2 3


所谓背景误组指扣除不可用时间和严重误码秒期间出现的误码组后所剩下的误码组。

在规定的测量时间内出现的背景误码组数和总的可用时间内码组数之比称背景误码组比值。

背景误码组比值BBER

38


当连续10秒以上都是严重误码秒 SES时，则从连续10个严重误码秒的第一秒开始进入不可用秒UAS 。

32 5 7 10 11

非误块误块严重误块秒

1 4 6 8 9

不可用秒

不可用秒 UAS


•三种参数各有特点，ESR适于度量零星误码，SESR适于度量很大的突发性误码，而BBER则大体上反映了系统的背景误码。

三种性能指标的用途


误码减少策略

1. 内部误码的减小2. 外部干扰误码的减少


抖动和漂移


•• 抖动（抖动（JitterJitter））• 数字信号的有效瞬时偏离其理想时间位置的短期变化。抖动大小的度量采用规定的滤波器带宽内的峰-峰抖动值。

•• 漂移（漂移（WanderWander））• 数字信号的有效瞬时偏离其理想时间位置的长期变化。漂移描述可以采用误差函数X(t)，可以采用时间误差函数，也可以采用相位误差函数。

•• 单位间隔（单位间隔（UI, Unit IntervalUI, Unit Interval））• 等步信号两个相邻有效瞬时之间的标称时间差称为单位间隔，记作UI。对于比特度为B的信号，相对应的单位间隔可按下式计算

• 1UI＝ 1/B（秒）


二、抖动和漂移的区别

（1）都是相位噪声。抖动是相位噪声的高频成份；漂移是相位噪声的低频成份。

工程中以10Hz左右为界来划分高、低频。（2）产生的机理不同。产生漂移（即低频成份）的主要原因是传输媒质和设备中传

输延时的变化。例如光纤白天受热变长，时延增加，信号迟到，相位滞后；光纤夜间受冷变短，时延减少，信号早到，相位超前。产生抖动（即高频成份）的主要原因是内部噪声引起的信号

过零点随机变化，例如振荡器输出信号的相位噪声，数字逻辑电路开关时刻的不确定性等。

39


3）对数字信号造成的损伤不同。抖动过大会造成误码。定时恢复电路从接收到的数字信号抽取定

时时，尽可能对准时隙（比特）中央取样。当接收的数字信号带有低频抖动时，定时恢复电路总是跟踪其相

位变化，形象地讲就是本地时钟跟着接收的数字信号在抖，尽管抖动幅度较大，取样时刻位置还是在接收数字信号时隙的中央，因而不会产生误码，这也解释了为什么在低频段的输入抖动容限可以高达1.5UI。对于接收数字信号带有的高频抖动，定时恢复电路不可能跟随其

变化，理论上相位偏离0.5UI，就会产生误码，实际上，由于存在其它干扰，接收信号高频抖动幅度稍大于0.2UI就会引起误码，这也解释了为什么高频段的输入抖动容限要求至多是0.2UI。


由定时恢复电路特性可知，系统的高频抖动几乎不积累，而低频抖动和漂移都坐积累。漂移不会直接导致传输产生误码。（5）抖动和漂移采用的定量描述不一样抖动是10Hz以上的相位噪声，对它的时域描述采用规定时间内

（如60s、80s或120s）的峰-峰抖动幅度。在SDH标准中，曾使用有效值，但由于测量困难等原因，除B型再生器的抖动产生指标仍采用有效值外，其它抖动指标全部用峰-峰值。描述漂移的量有时间间隔误差（TIE）、最大时间间隔误差

（MTIE）和时间偏差（TDEV）


抖动的产生

1. 线路系统的抖动2. 复用器抖动3. SDH/非SDH边界的准同步支路输出抖动


抖动性能

• 输入抖动容限

• 输出抖动容限

• 映射抖动和结合抖动

• 抖动转移函数——抖动转移特性


输入抖动容限

• 输入抖动容限分为PDH输入口（支路口）和STM-N输入口（线路口）两种输入抖动容限。对于PDH输入口，输入抖动容限指在使设备不产生误码的情况下，该支路输入口所能承受的最大输入抖动值。为满足传输网中SDH网元传送PDH业务的需要，该SDH网元的支路输入口必须能包容PDH支路信号的最大抖动，即该支路口的抖动容限能承受所传输的PDH信号的抖动。

• 线路口（STM-N）输入抖动容限定义为能使光设备产生1dB光功率代价的正弦峰—峰抖动值。该参数是用来规范当SDH网元互连在一起接收STM-N信号时，本级网元的输入抖动容限应能包容上级网元产生的输出抖动。


输出抖动容限

• 与输入抖动容限类似，也分为PDH支路口和STM-N线路口两种输出抖动容限。定义为在设备输入端信号无抖动的情况下，输出端口信号的最大抖动。SDH设备的PDH支路端口的输出抖动应保证在SDH网元传送PDH业务时，输出PDH信号的抖动应该在接收此信号设备的承受范围内，STM-N线路端口的输出抖动应保证接收此STM-N信号的对端SDH网元能承受。

40


映射抖动和结合抖动

• 在PDH/SDH网络边界处由于指针调整和映射会产生SDH的特有抖动，为规范这种抖动采用映射抖动和结合抖动来描述这种抖动情况。

• 映射抖动指在SDH设备的PDH支路端口处输入不同频偏的PDH信号，在STM-N信号未发生指针调整时，SDH设备的PDH支路端口处输出PDH支路信号的最大抖动。

• 结合抖动指在SDH设备线路端口处输入符合G.783规范的指针测试序列信号，此时SDH设备发生指针调整，适当改变输入信号频偏，这时设备的PDH支路端口处测得的输出信号最大抖动就为设备的结合抖动


抖动转移函数——抖动转移特性

抖动转移函数定义为设备输出的STM-N信号的抖动与设备输入的STM-N信号的抖动的比值随抖动的频率的变化关系，此特性是规范设备输出STM-N信号的抖动对输入STM-N信号抖动的抑制能力（也即是抖动增益），以控制线路系统的抖动积累。


抖动减少的策略

1. 线路系统的抖动减少2. PDH支路口输出抖动的减少


SDH的测试

1. 测试方法2. 测试内容


测试方法

SDH的测试可以通过专用测试仪器来进行，也可以通过SDH网管功能（利用开销字节）来进行。这两种测试方法的区别在于，通过网管测试，主要针对SDH的系统维护，测试项目没有专用测试仪表全面，一般供运行维护人员使用；利用仪表测试，测试项目多，主要应用于科研、生产、安装调试、工程验收等环节。


测试内容

• 传送能力的测试：包括BER测试、映射和去映射测试等，用以显示SDH传送净负荷的能力。

• 指针测试：包括定时偏移、净负荷输出抖动测试等，用以显示SDH容许异步工作的能力。

• 嵌入开销测试：包括告警和性能监视功能测试、协议分析等，用以确认开销功能。

• 线路接口测试：包括一系列电接口和光接口参数的测试，用以保证光路上的横向兼容性。

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例行维护


课程内容：

•维护要求

•常用工具、仪表

•维护操作注意事项

•设备维护

•基本维护操作


维护要求


机房的温度和湿度

正常工作环境下，温、湿度的测量点指在地板上面1.5m和在设备前0.4m处测量的数据；

短期工作是指连续工作时间不超过48小时且每年累计时间不超过15天。

项目要求指标

环境温度

长期工作 +15℃~+30℃

短期工作 0℃~+45℃

相对湿度

长期工作 40%~65%

短期工作 20%~90%


洁净度包括空气中的尘埃和空气中所含的有害气体两方面。

传输设备机房内无爆炸、导电、导磁性及腐蚀性尘埃。

灰尘直径大于5µm灰尘的浓度小于或等于3×104粒/m3。

传输机房内无腐蚀性金属和破坏绝缘的气体。

机房经常保持清洁，并保持门、窗密封等。

洁净度


电压标称值：-48V DC

波动范围：-57V DC~-40V DC

功耗：根据配置不同，功耗不同，常用单板、单元功耗如下图表所示，最大为500W。

设备供电电源

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单板/单元名称代号功耗（W）网元控制板 NCP 5.0公务板 OW 21.0时钟板 SC 10.0

256×256交叉板 CSB 22.0512×512交叉板 CSD 95.0STM-64光线路板 OL64 38.0STM-16光线路板 OL16 22.5

4路STM-4光线路板 OL4×4 21.64路STM-1光线路板 OL1×4 25.08路STM-1光线路板 OL1×8 28.04路STM-1电接口板 EL1×4 25.08路STM-1电接口板 EL1×8 30.04路140M电接口板 ET4 31.2功率放大板 OBA 5.0风扇插箱 FAN 31.0


设备接地

-48V GND的接地电阻≤4Ω。

防雷保护地的接地电阻≤3Ω。

设备系统地的接地电阻≤1Ω。

联合接地时的接地电阻≤0.5Ω。

防雷地、设备系统地、-48V GND三者之间的电压差小于1V。


常用工具和仪表


名称名称

卷尺压线钳

螺丝刀（一字、十字，大、中、小各一） 40W电烙铁

镊子卡线钳

可调扳手拔片器

斜口钳防静电手环

尖嘴钳绝缘胶布

剥线钳扎带

剪刀老虎钳

交叉网线（长度根据实际需要）拔纤器

常用维护工具


设备维护需要准备以下材料：无水酒精、无尘纸、焊锡

丝、松香、绝缘胶布、扎带、2M自环线、自环光纤等。


仪器仪表

机房均需常备温湿度计监测设备运行环境。

设备维护，需配备数字万用表、光功率计、光衰减器、PDH误码仪各一台，如果具备条件可配备一台SDH综合分析仪。

一个传输网络工程可以根据网络规模只为一个或几个主要站点配备上述仪表，与其他站点共用。

所有仪器、仪表在使用前要注意进行检修、校准，保证仪器、仪表的准确和完好。

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机房维护制度


机房维护制度

机房工作制度

交接班制度


基本维护操作

• 拔插尾纤• 环回• 光功率测试• 误码测试

在系统异常工作的情况下，可以采取合适的维护操作判断故障源，解决故障使系统恢复正常工作。这些基本维护操作包括设备的维护操作以及网管的维护操作。设备的维护操作包括拔插尾纤、硬件环回等，网管的维护操作包括单板复位、激光器控制等。注意：在达到测试和诊断的目的后，必须及时将先前所作的维护操作撤消，以免影响今后设备的正常运行。


• 硬件环回

• 软件环回

环回

环回是使信息从网元的发端口发送出去再从自己的收端口接收回来的操作，是在检查传输通路故障时常用的手段，可以在分离通信链路的情况下逐级确认网元的故障点，检测节点和传输线路的工作状态，帮助我们快速准确地定位故障点网元，甚至故障点单板，同时可以方便设备的开通和调试。环回的方法有硬件环回和软件环回，环回信号可以是光信号或电信号。注意：环回操作必然会切断业务，使用时应慎重。


硬件环回

• 从信号流向的角度来讲，硬件环回方向一般都是向设备内方向，因此我们也称之为硬件自环。电信号与光信号自环的操作类似，下面以光接口的硬件自环操作为例说明。

• 光口的硬件自环是指用尾纤将光板的发光口和收光口连接起来以达到信号环回的目的，光口的硬件自环有本板自环和交叉自环两种方式。本板自环的含义显而易见，将同一块光板上的光口“R”和“T”用尾纤连接即可。

• 本板自环和交叉自环：• 本板自环是指用一根尾纤将本板上收发两个光口连接起来；• 交叉自环是指用尾纤连接一个方向光板的“T”口和另一个方向光板的“R”口或者一个方向光板的“R”口和另一个方向光板的“T”口。

• 注意：使用尾纤做光口硬件自环时，为防止光功率过载损伤光口，必须在接收端光口之前加入光衰耗器。环回测试完成后，应将恢复为原来的光路连接。


软件环回

• 网管软件环回不仅可以环回光信号或电信号，还可以指定线路环回或单一信道（包括光监控信道）环回。

• 根据环回方向的不同，环回可以分为线路侧环回和终端侧环回。光线路板或光支路板向光口环回的称线路侧环回，反方向称终端侧环回；电支路板向电支路口环回的称终端侧环回，反方向称线路侧环回

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光功率测试

• 发送光功率测试

• 接收光功率测试


发送光功率测试

将光功率计的接收光波长设置为与被测光板的发送光波长相同。将

尾纤的一端连接到所要测试光板的发光口，将尾纤的另一端连接到光功率计的测试输入口，待光功率稳定后，读出光功率值，即为该光板的发送光功率。

R

T

光功率计光板光口

尾纤


误码测试

1. 使用误码仪测试2. 网管软件测试


接收光功率测试

将光功率计的接收光波长设置为与被测光波长相同。在本站选择连接相邻站发光口的尾纤，此尾纤正常情况下连接在本站光板的收光口上。将此尾纤连接到光功率计的测试输入口，待光功率稳定后，读出光功率值，即为该光板的实际接收光功率。

注意：光功率测试时，一定要保证尾纤连接头清洁，保证光板面板上法兰盘和光功率计法兰盘的连接装置耦合良好。测试前应测试尾纤的衰耗，确认使用的尾纤是传输性能良好的尾纤。对于光板使用单模和多模光接口的情况，应使用不同的尾纤测试。测试尾纤应根据接口形状选用FC/PC或SC/PC连接头的尾纤。


使用误码仪测试

• 使用误码仪进行测试时，有在线测试和离线测试两种方法。误码的测试点为设备提供给用户的业务接入点，如2M，34M，140M，155M等物理接口。

» 在线测试方法：先选定一条正在使用的业务通道，直接在该通道对应接口相连接的DDF或者ODF的监测接头上挂表进行在线误码监视。正常情况下应无误码。

» 离线测试方法：先选定一条业务通道，找到此业务通道在本站的PDH/SDH接口和在对端站的PDH/SDH接口，然后在对端站的PDH/SDH接口利用网管软件作线路侧环回或者在DDF架上作硬件环回，在本站相应的PDH/SDH接口挂表测试误码正常情况下应无误码。

• 注意：测试时仪表需要良好的接地，测试期间尽量不要开、关其它电器。


网管软件测试

• 通过网管执行“维护→诊断→插入误码”命令，可在光线路或支路上强制插入误码，如果插入成功，将在连接的对端应查询到相应的误码性能值。插入误码操作可以用来判断通道的状况。

• 插入点单板类型低阶VC12通道虚容器2M电接口板高阶VC3通道虚容器34M/45M电接口板高阶VC4通道虚容器140M电接口板复用段、再生段STM-16光接口板、STM-1电接口板及其它速率光线路板人工插入的B2/B3/V5误码对业务无影响，仪表不会检测到误码，仅能从网管终端查询；如果插入点为低阶VC12或高阶VC3通道虚容器，且配置为双向业务，则插入点单板应检测到大致等量的远端误码。

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传输设备维护专题——

故障专题


课程内容：

•故障处理思路和方法

•故障分类

•故障实例


故障处理的思路和方法


发现设备出现故障、告警

机房维护人员

通知相关人员进行故障处理

机房维护人员

能否处理故障？

通知中兴通讯维护处

机房维护人员

维护处电话处理故障

维护处/机房维护人员

能否处理故障？

维护处派人现场处理

工程维护人员/机房维护人员

能

设备正常运行，做好故障记录

机房维护人员

否

能

否

故障处理流程


机房维护人员维护工作中，不免会遇见设备出现故障，在处理故障时，应该遵循：

一、“查看”

二、“询问”

三、“思考”

四、“动手”的基本原则

排除故障的一般思路


故障原因

工程问题

外部原因

操作不当

设备对接问题

设备原因

46


排除传输设备外部故障

故障定位到单站

故障定位到单板并最终排除

故障排除的基本步骤


故障定位的常见方法

1. 观察分析法

当系统发生故障时，在设备和网管上将出现相应的告警信息。通过

观察设备上的告警灯运行情况，可以及时发现故障；故障发生时，

网管上会记录非常丰富的告警事件和性能数据信息，通过分析这些

信息，并结合SDH帧结构中的开销字节和SDH告警原理机制，可以初

步判断故障类型和故障点的位置。


2. 测试法（以环回操作为例）

进行环回操作时，先将故障业务通道的业务流程进行分解，画出业务路由图，将业务的源和宿，经过的网元，所占用的通道和时隙号罗列出来。然后逐段环回，定位故障网元。故障定位到网元后通过线路侧和支路侧环回基本定位出可能存在故障的单板。最后结合其他处理办法，确认故障单板予以更换排除故障。


33. 拔插法对最初发现某种电路板故障时，可以通过插拔一下电路板和外部接口插头的方法，排除因接触不良或处理机异常的故障。在插拔过程中，应严格遵循单板插拔的操作规范。插拔单板时，若不按规范执行，还可能导致板件损坏等其它问题的发生。


4.4.替换法替换法

当用拔插法不能解决故障时，可以考虑替换法。替换法就是使用一个工作正常的物件去替换一个被怀疑工作不正常的物件，从而达到定位故障、排除故障的目的。这里的物件，可以是一段线缆、一块单板或一个设备。


4.配置数据分析法

在某些特殊情况下，如外界环境的突然改变，或由于误操作，可能会导致设备的配置数据遭到破坏或改变，导致业务中断等故障的发生。此时，故障定位到网元单站后，可通过查询、分析设备当前的配置数据；对于网管误操作，还可以通过查看网管的用户操作日志来进行确认。

47


5.更改配置法

更改配置法更改的配置内容可以包括时隙配置、板位配置、单板参数配置等。因此更改配置法适用于故障定位到单个站点后，排除由于配置错误导致的故障。更改配置法最典型的应用是排除指针问题。


6. 仪表测试法

仪表测试法一般用于排除传输设备外部问题以及与其它设备的对接问题。

通过仪表测试法分析定位故障，比较准确。缺点是对仪表有需求。


7.经验处理法

业务中断、ECC通信中断等，可能伴随相应的告警，也可能没有任何告警，检查各单板的配置数据可能也是完全正常的。经验证明，在这种情况下，通过复位单板，网元掉电重启。重新下发配置或将业务倒换到备用通道等手段，可有效地及时排除故障、恢复业务。建议尽量少使用该方法来处理，因为该方法不利于故降原因的彻底查清。


故障分类

中兴传输设备的故障可分为通信故障、业务中断故障、误码类故障、同步类故障、公务类故障、设备对接故障、网管连接故障等。


光纤通信新技术


课程内容：

•MSTP技术

•DMWM技术

48


MSTP


MSTP的引入

在以话音业务为主体的通信时代，SDH作为承载网，通过时隙映射和交叉连接功能以及端到端的质量保证机制很好确保了话音业务的实时性。然而，随着以包交换为传送机制的IP数据业务的大幅度、高速发展，以时分交换为机制的SDH网络很难在满足话音业务的同时，再实现高效率的承载IP业务。摒弃SDH技术重新建设承载网还是引入一些新的技术对SDH进行改造，将问题解决在网络的边缘（接入端），使IP业务在SDH网络中也能有良好的通过性，曾经是业界人士讨论的焦点。无疑，后者具有更大的操作价值，因为这不仅可以使现有的网络资源得到更为合理的利用，而且SDH本身具有的一些特性也可以弥补以太网的一些不足，例如QoS问题。于是MSTP的概念出现了，MSTP（Multi-Service Transport Platform）——基于SDH的多业务平台（基于SDH的多业务节点），还有人称其为新一代的SDH。总之，它有别于传统的SDH设备。从网络定位上讲，MSTP应处在网络接入部分，用户侧——面向不同的业务接口，网络侧——面向SDH传输设备；形象的讲，MSTP就象一个长途客/货枢纽站，如何有效的将客货分离，按照不同的需求安全、快捷的运送到目的，是其追求的目标


第一代MSTP


虚级联技术的引入

• 要是能将VC单元级联起来组成适合的装载单元是一个有效的方法，例如将5个VC-12单元绑定即可以很好的承载10 M以太业务。但新的问题同时产生，如果将相邻的容器C级联形成VC-n-Xn，级联后的装载单元在整个传输过程中将不得不保持相同的路由和连续的带宽，同时还要求途径设备也必须支持级联功能，确保整个级联后的装载单元端到端的传输。这无疑给长距离传输提出了过高的要求，并不利于业务的实际发展。

• 虚级联技术的引入使这个问题得到了彻底的解决，它与相邻级联技术不同之处在于：VC-n单元可分属于不同的STM-N中，具有自己独立的结构和相应的POH序列；通过虚级联的复帧标示符（MFI）、序列标示符（SQ）加以标示（其属于LCAS和VC控制帧），形成一个虚拟的大容器（VC-n-Xv）（或称为虚容器组）进行传输。这样每个独自的VC-n作为虚容器组的不同成员，可以通过不同的路径传输，只要在目的端汇聚即可，无须途径设备提供级联功能。


LCAS技术的引入

虚级联技术只是提供一个更为有效的组合装载单元的可能方案，保证IP数据业务在SDH承载网上实现端到端的高效传送还需要一种真正的管理机制，就像有了四通八达的公路，有了各式各样的汽车，没有一个好的调度站，依然无法形成一个良好的运输体系一样，关键的环节在于如何有效的管理和调配，特别是虚级联不象相邻级联，虚容器VC-n可以属于不同的STM-N中，存在着各种各样的组合方式，没有一种良好的调配机制，后果将不堪想象。这就引入了LCAS技术（Link Capacity Adjustment Scheme）——链路容量调整机制。简单的说，LCAS技术，就是建立在源和目的之间双向往来的控制信息系统。这些控制信息可以根据需求，动态的调整虚容器组中成员的个数，以此来实现对带宽的实时管理；从而在保证承载业务质量的同时，大大提高了网络利用率。


第二代MSTP

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RPR技术的引入RPR（Resilient Packet Ring）弹性分组环，工作于MAC层，它的出现是为了更好的解决在环状拓扑结构上传送数据流的问题。众所周知，环状网络与星型网络、总线型网络或树型网络比较，具有节约投入成本，便于管理等优点。在结构上它采用双环结构，每两个相邻节点间都存在两条物理路径，保证了高可靠性；在传送机制上它采用环路带宽空间重用机制，单播数据可在环的不同部分同时传送，这样整个环的容量将被增加，从某种程度上缓解了因加入节点带来的带宽下降问题；而在环的拓扑结构发生变化的时候，它具有网络拓扑结构自动发现、更新能力，可避免手工配置带来的人为错误，便于管理和维护；另外，在带宽管理方面，采用带宽动态分配和统计复用原则，每个节点通过自身的数据负载量，并把相应数据发送给环上相邻节点，这样相邻节点根据这些信息就可以获得在源节点上有多少可利用带宽。还有一点要说明的是，由于RPR采用双环结构，单播数据在环上不同部分同时传送，因此环上任意两个节点间最大路由也仅为半个环，这样大大减少了数据流在环上的运行过程；而它的网络拓扑发现、更新能力是通过采用类似OSPF（Open Shortest Path First）——开放式最短路径优先的算法交换拓扑识别信息实现的，这样可以有效的避免分组死循环，增加环路自愈能力，可谓一举两得。


• MPLS（Multiple Protocol Label Switching，多协议标签交换）是一种结合三层路由、二层交换的数据传送技术，基于标签交换分组的机制，把路由选择和数据转发分开，由标签来规定一个分组通过网络的路径，实现了由面向无连接的IP业务到面向连接的标签交换的转变。其技术特点主要体现在以下几个部分：流量工程、负载均衡、故障恢复、路径优先级等。

• 其在以太网中的典型应用是基于MPLS的VPN，优点是：可为用户内部网提供无缝连接；可限制VPN路由信息的传播，只在VPN成员内部采用MPLS前转，保证安全性；通过嵌入二层MPLS技术，允许不同的用户使用同样的VLAN ID，扩展了VLAN的地址空间；并且能够实现VPN内部的多级业务，建立VPN间不同的优先级等。

• 将MPLS引入MSTP除了能使MSTP具备MPLS以上的优势外，更为重要的是MSTP具有MPLS功能，将不需要在IP网络的边缘进行添加标签/去除标签的过程，直接与具有标签交换功能的核心路由器相连，实现真正意义的端到端标签交换。

MPLS技术的引入


DWDM技术


DWDM技术的产生背景

通信网络中，包括多种传输媒介，如双绞线、同轴线、光纤、无线传输。其中，光纤传输的特点是传输容量大、质量好、损耗小、保密性好、中继距离长等。随着信息时代宽带高速业务的不断发展，不但要求光传输系统向更大容量、更长距离发展，而且，要求其交互便捷。因此，在光传输系统中引入了复用技术。所谓复用技术是指利用光纤宽频带、大容量的特点，用一根光纤或光缆同时传输多路信号。在多路信号传输系统中，信号的复用方式对系统的性能和造价起着重要作用。


λN

λ2

λ1

λN

λ2

λ1

λNλ2λ1

光复用器光解复用器光纤放大器

DWDM定义

• WDM—将携带不同信息的多个光载波复合到一根光纤中进行传输(早期使用1510/1310两波长系统）

• DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）

在1550nm窗口，采用更多波长进行波分复用(8,16⋯)


DWDM技术是在波长1550nm窗口附近，在EDFA能提供增益的波长范围内，选用密集的但相互又有一定波长间隔的多路光载波，这些光载波各自受不同数字信号的调制，复合在一根光纤上传输，提高了每根光纤的传输容量。

DWDM技术是在波长1550nm窗口附近，在EDFA能提供增益的波长范围内，选用密集的但相互又有一定波长间隔的多路光载波，这些光载波各自受不同数字信号的调制，复合在一根光纤上传输，提高了每根光纤的传输容量。

光功率（dBm)

1530 - 1560nm 波长λ

波长间隔： 0.8～2nm

DWDM的基本概念

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DWDM技术概述

目前使用:

C波段：1525~1565nm

正在开发:

L波段：1570~1620nm

S波段：1400nm波段1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7波长 (µm)

损耗(dB/km)

0.1

0.2

0.4

0.81.0

25 THz

λ0

未来光纤通信窗口：1280~1625nm


DWDM与SDH的关系

SDH设备 DWDM设备

客户层和服务层关系客户层和服务层关系


DWDM系统基本结构

光转发器光转发器11┇输入

信道1

信道N

信道1

信道N

λλ11

λλn n 光转发器光转发器

nn

光合波器

BABA LALA PAPA

光分波器

λλ11

λλn n

接收接收11

┇

接收接收nnλλss

λλss

λλss

λλss

光监控信道光监控信道接收接收//发送发送

光监控信光监控信道道

发送器发送器

光监控信光监控信道道

接收器接收器

输出

网络管理系统

光发射机光中继放大光接收机


DWDM特点之降低成本

.... ....DWDM技术

电再生设备

光放大设备

SDH技术


DWDM特点之升级扩容方便

8*2.5G

32*2.5G

16*2.5G

32*10G


可配置 OADM

点对点DWDM传输

可重构OXCOXC

λ1λ2λN

λ1λ2λN

λiλi λkλk

DWDM技术发展趋势

51


光通信的三个发展阶段

PDH

SDH

DWDM

155M 622M 2.5G 10G

G.957 G.691

G.692


小结：DWDM系统的特点和优势

• 一纤多波，大容量；

• 透明传输，业务包容性强；

• 经济和节省投资；

• 可与OTN接轨，代表发展方向；

• 系统的技术重点在于光路，它是多波长光信号的模拟传输系统；

• 系统对光纤的依赖性更强。


光纤的基本知识

光纤传输技术

应用的多为单模光纤，特点是损耗低、带宽大、成本低。具有

1550nm和1310nm两个低衰减窗口，最小衰减窗口位于1550nm. 1310nm窗口的衰减为0.3~0.4dB/km, 1550 nm窗口的衰减为0.19~0.25dB/km 理论上，WDM可以利用的单模光纤的带宽可以达到200nm，约为25THz，在波长间隔为0.8nm时，理论上可以开通200多个波长，为WDM的应用和发展提供广阔的前景


光纤分类

•G.652光纤：常规单模光纤，又称色散未位移单模光纤；

（1310性能最佳，0色散，低损耗）• G.653光纤：色散移位光纤；(1550nm性能最佳，0色散，容易

引起非线性。）

• G.655光纤：非零色散移位单模光纤，该种光纤主要应用于1550nm工作波长区，色散系数较小，色散受限距离达数百公里，并且可以有效减小四波混

频的影响。新的光纤：全波、真波、LEAF、G.654光纤等


新的光纤类型

•全波光纤 — 无水峰光纤，用于城域网；

•真波光纤（ Turewave -LUCENT）— 小色散斜率光纤,即在1550nm波段中色散系数的斜率很小,

0.045ps/km*nm²，更适用L波段的开发和利用；

•大有效纤芯面积光纤（LEAF-CORNING） — 模长直径为9.6µm，有效面积为72 µm2可以改善非线性；

•G.654光纤 — 损耗≤0.2，一般用于海底光缆。

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