韓 瑋

（黑蘭州鐵路局蘭州電務(wù)段，甘肅 蘭州 730050）

1.引言

SDH就是在這種背景下發(fā)展起來(lái)的。在各種寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)中，采用了SDH技術(shù)的接入網(wǎng)系統(tǒng)是應(yīng)用最普遍的。SDH的誕生解決了由于入戶媒質(zhì)的帶寬限制而跟不上骨干網(wǎng)和用戶業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，而產(chǎn)生了用戶與核心網(wǎng)之間的接入"瓶頸"的問(wèn)題，同時(shí)提高了傳輸網(wǎng)上大量帶寬的利用率。SDH技術(shù)自從90年代引入以來(lái)，至今已經(jīng)是一種成熟、標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，在骨干網(wǎng)中被廣泛采用，且價(jià)格越來(lái)越低，在接入網(wǎng)中應(yīng)用可以將SDH技術(shù)在核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)帶入接入網(wǎng)領(lǐng)域，充分利用SDH同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)化的光接口、強(qiáng)大的網(wǎng)管能力、靈活網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠芰透呖煽啃詭?lái)好處，在接入網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展中長(zhǎng)期受益。

1.1 SDH信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)和復(fù)用

1.1.1 SDH信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)。STM-N信號(hào)幀結(jié)構(gòu)的安排應(yīng)盡可能使支路低速信號(hào)在一幀內(nèi)均勻地有規(guī)律的分布。因?yàn)檫@樣便于實(shí)現(xiàn)支路的同步復(fù)用、交叉連接(DXC)、分/插和交換，以便從高速信號(hào)中直接上/下低速支路信號(hào)。鑒于此ITU-T規(guī)定了STM-N的幀是以字節(jié)(8bit)為單位的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)。

1.1.2 SDH信號(hào)的復(fù)用。SDH的復(fù)用包括兩種情況:一種是低階的SDH信號(hào)復(fù)用成高階SDH信號(hào);另一種是低速支路信號(hào)復(fù)用成SDH信號(hào)STM-N。第一種情況復(fù)用的方法主要通過(guò)字節(jié)間插復(fù)用方式來(lái)完成的，復(fù)用的個(gè)數(shù)是4合 1，即 4*STM-l*STM-4，4*STM-4*STM-16，在復(fù)用過(guò)程中保持幀頻不變(8000幀/秒)，這就意味著高一級(jí)的STM-N信號(hào)是低一級(jí)的STM-N信號(hào)速率的4倍。在進(jìn)行字節(jié)間插復(fù)用過(guò)程中各幀的信息凈負(fù)荷和指針字節(jié)按原值進(jìn)行間插復(fù)用，而段開(kāi)銷(xiāo)則會(huì)有些取舍。在復(fù)用成的STM一N幀中，SDH并不是所有低階SDH幀中的段開(kāi)銷(xiāo)間插復(fù)用而成，而是舍棄了一些低階幀中的段開(kāi)銷(xiāo)。第二種情況用得最多的就是將PDH信號(hào)復(fù)用進(jìn)STM-N信號(hào)中去。

2.SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)理

SDH網(wǎng)是由SDH網(wǎng)元設(shè)備通過(guò)光纜互連而成的。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(網(wǎng)元)和傳輸線路的幾何排列就構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)的有效性(信道的利用率)、可靠性和經(jīng)濟(jì)性在很大程度上與其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞幕窘Y(jié)構(gòu)有鏈形、星形、樹(shù)形、環(huán)形和網(wǎng)孔形。當(dāng)前用得最多的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫擎溞魏铜h(huán)形，通過(guò)它們的靈活組合可構(gòu)成更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)今社會(huì)各行各業(yè)對(duì)信息的依賴愈來(lái)愈大，要求通信網(wǎng)絡(luò)能及時(shí)準(zhǔn)確的傳遞信息。隨著網(wǎng)上傳輸?shù)男畔⒃絹?lái)越多，傳輸信號(hào)的速率越來(lái)越快，一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障將對(duì)整個(gè)社會(huì)造成極大的損壞。所謂自愈是指在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，無(wú)需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)地在極短的時(shí)間內(nèi)(ITU-T規(guī)定為50ms以內(nèi))，使業(yè)務(wù)自動(dòng)從故障中恢復(fù)傳輸，使用戶幾乎感覺(jué)不到網(wǎng)絡(luò)出了故障。其基本原理是網(wǎng)絡(luò)要具備發(fā)現(xiàn)替代傳輸路由并重新建立通信的能力，替代路由可采用備用設(shè)備或利用現(xiàn)有設(shè)備中的冗余能力，以滿足全部或指定優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的恢復(fù)。由上可知網(wǎng)絡(luò)具有自愈能力的先決條件是有冗余的路由、網(wǎng)元強(qiáng)大的交叉能力以及網(wǎng)元的智能。

SDH網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式可以分為路徑保護(hù)和子網(wǎng)連接保護(hù)兩大類(lèi)。路徑保護(hù)包括線性系統(tǒng)的復(fù)用段保護(hù)、環(huán)網(wǎng)的復(fù)用段保護(hù)和通道保護(hù)等，在移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)中都已得到了廣泛的應(yīng)用。子網(wǎng)連接保護(hù)則具有組網(wǎng)更加靈活的特點(diǎn)，也得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。路徑和子網(wǎng)連接保護(hù)的區(qū)別是:路徑保護(hù)的兩個(gè)獨(dú)立的路徑先進(jìn)行終結(jié)，后進(jìn)行交叉連接;而子網(wǎng)連接保護(hù)則是先交叉連接，而后進(jìn)行路徑的終結(jié)。實(shí)際上，路徑保護(hù)常用作復(fù)用段層端到端或通道層端到端的保護(hù)，而子網(wǎng)連接保護(hù)既可以是端到端的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接，也可能是連接的一部分，可由用戶定義在連接中需要保護(hù)的部分。

3.光接口類(lèi)型和參數(shù)

傳統(tǒng)的準(zhǔn)同步光纜數(shù)字系統(tǒng)是一個(gè)自封閉系統(tǒng)，光接口是專(zhuān)用的，外界無(wú)法接入。而同步光纜數(shù)字線路系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放式的系統(tǒng)。任何廠家的任何網(wǎng)絡(luò)單元都能在光路上互通，即具備橫向兼容性。為此，必須實(shí)現(xiàn)光接口的標(biāo)準(zhǔn)化。光接口是同步光纜數(shù)字線路系統(tǒng)最具特色的部分。由于它實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，使得不同網(wǎng)元可以經(jīng)光路直接相連，節(jié)約了不必要的光/電轉(zhuǎn)換，避免了信號(hào)因此而帶來(lái)的損傷，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本。按照應(yīng)用場(chǎng)合的不同可將光接口分為三類(lèi):局內(nèi)通信光接口、短距離局間通信光接口和長(zhǎng)距離局間通信光接口。

4.定時(shí)與同步

數(shù)字網(wǎng)中要解決的首要問(wèn)題是網(wǎng)同步問(wèn)題，因?yàn)橐ＷC發(fā)端在發(fā)送數(shù)字脈沖信號(hào)時(shí)將脈沖放在特定時(shí)間位置上(即特定的時(shí)隙中)，而收端要能在特定的時(shí)間位置處將該脈沖提取解讀以保證收發(fā)兩端的正常通信，而這種保證收/發(fā)兩端能正確的在某一特定時(shí)間位置上提取/發(fā)送信息的功能則是由收/發(fā)兩端的定時(shí)時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

解決數(shù)字網(wǎng)同步有兩種方法:偽同步和主從同步。偽同步是指數(shù)字交換網(wǎng)中各數(shù)字交換局在時(shí)鐘上相互獨(dú)立，毫無(wú)關(guān)聯(lián)，而各數(shù)字交換局的時(shí)鐘都具有極高的精度和穩(wěn)定度。由于時(shí)鐘精度高，網(wǎng)內(nèi)各局的時(shí)鐘雖不完全相同(頻率和相位)但誤差很小，接近同步，于是稱(chēng)之為偽同步。主從同步指網(wǎng)內(nèi)設(shè)時(shí)鐘主局，配有高精度時(shí)鐘，網(wǎng)內(nèi)各局均受控于該全局(即跟蹤主局時(shí)鐘，以主局時(shí)鐘為定時(shí)基準(zhǔn))，并且逐級(jí)下控，直到網(wǎng)絡(luò)中的末端網(wǎng)元-終端局。

數(shù)字網(wǎng)的同步性能對(duì)網(wǎng)絡(luò)能否正常工作至關(guān)重要。SDH網(wǎng)的引入對(duì)網(wǎng)的同步提出了更高的要求。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)工作在正常模式時(shí)，各網(wǎng)元同步于一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘。網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘間只存在相位差而不會(huì)出現(xiàn)頻率差，因此只會(huì)出現(xiàn)偶然的指針調(diào)整事件(網(wǎng)同步時(shí)，指針調(diào)整不常發(fā)生)。當(dāng)某網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)丟失同步基準(zhǔn)時(shí)鐘而進(jìn)入保持模式或自由振蕩模式時(shí)，該網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)本地時(shí)鐘與網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘將會(huì)出現(xiàn)頻率差，而導(dǎo)致指針連續(xù)調(diào)整，影響網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的正常傳輸。

5 傳輸性能分析

傳輸系統(tǒng)的性能對(duì)整個(gè)通信網(wǎng)的通信質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。影響SDH傳輸網(wǎng)傳輸性能的主要傳輸損傷包括誤碼、抖動(dòng)和漂移。

誤碼是指經(jīng)接收、判決、再生后，數(shù)字碼流中的某些比特發(fā)生了差錯(cuò)，使傳輸?shù)男畔①|(zhì)量產(chǎn)生損傷。誤碼可說(shuō)是傳輸系統(tǒng)的一大害。輕則使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，重則導(dǎo)致傳輸中斷。

抖動(dòng)和漂移與系統(tǒng)的定時(shí)特性有關(guān)。定時(shí)抖動(dòng)(抖動(dòng))是指數(shù)字信號(hào)的特定時(shí)刻(例如最佳抽樣時(shí)刻)相對(duì)其理想時(shí)間位置的短時(shí)間偏離。所謂短時(shí)間偏離是指變化頻率高于IOHz的相位變化。而漂移指數(shù)字信號(hào)的特定時(shí)刻相對(duì)其理想時(shí)間位置的長(zhǎng)時(shí)間的偏離。

結(jié)束語(yǔ)

不斷變化發(fā)展的業(yè)務(wù)需求將導(dǎo)致傳輸網(wǎng)與業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)系越來(lái)越緊密，隨著3G等增值業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，必然引發(fā)下一代傳輸網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，研究人員必須根據(jù)各技術(shù)發(fā)展的情況，逐步提高傳輸網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)智能調(diào)度、業(yè)務(wù)保護(hù)恢復(fù)和新業(yè)務(wù)提供的能力，朝著更大顆粒度、分組化、智能化的方向發(fā)展，構(gòu)建一個(gè)融合、智能的下一代傳輸網(wǎng)絡(luò)。

[1]陳杰美，夏代清.同步數(shù)字網(wǎng)(SDH)的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用.西部廣播電視.2(X舊年10期;

[2]謝靈慧.SDH開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)的設(shè)置與應(yīng)用.電信技術(shù).2003年4期

[3]邢彩霞.SDH技術(shù)及在成域網(wǎng)中的應(yīng)用.山西通信科技.2007年28卷1期