談同步數(shù)字網(wǎng)絡傳輸技術(shù)

韓 瑋

（黑蘭州鐵路局蘭州電務段，甘肅 蘭州 730050）

1.引言

SDH就是在這種背景下發(fā)展起來的。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"的問題，同時提高了傳輸網(wǎng)上大量帶寬的利用率。SDH技術(shù)自從90年代引入以來，至今已經(jīng)是一種成熟、標準的技術(shù)，在骨干網(wǎng)中被廣泛采用，且價格越來越低，在接入網(wǎng)中應用可以將SDH技術(shù)在核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領(lǐng)域，充分利用SDH同步復用、標準化的光接口、強大的網(wǎng)管能力、靈活網(wǎng)絡拓撲能力和高可靠性帶來好處，在接入網(wǎng)的建設發(fā)展中長期受益。

1.1 SDH信號的幀結(jié)構(gòu)和復用

1.1.1 SDH信號的幀結(jié)構(gòu)。STM-N信號幀結(jié)構(gòu)的安排應盡可能使支路低速信號在一幀內(nèi)均勻地有規(guī)律的分布。因為這樣便于實現(xiàn)支路的同步復用、交叉連接(DXC)、分/插和交換，以便從高速信號中直接上/下低速支路信號。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信號的復用。SDH的復用包括兩種情況:一種是低階的SDH信號復用成高階SDH信號;另一種是低速支路信號復用成SDH信號STM-N。第一種情況復用的方法主要通過字節(jié)間插復用方式來完成的，復用的個數(shù)是4合 1，即 4*STM-l*STM-4，4*STM-4*STM-16，在復用過程中保持幀頻不變(8000幀/秒)，這就意味著高一級的STM-N信號是低一級的STM-N信號速率的4倍。在進行字節(jié)間插復用過程中各幀的信息凈負荷和指針字節(jié)按原值進行間插復用，而段開銷則會有些取舍。在復用成的STM一N幀中，SDH并不是所有低階SDH幀中的段開銷間插復用而成，而是舍棄了一些低階幀中的段開銷。第二種情況用得最多的就是將PDH信號復用進STM-N信號中去。

2.SDH網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡保護機理

SDH網(wǎng)是由SDH網(wǎng)元設備通過光纜互連而成的。網(wǎng)絡節(jié)點(網(wǎng)元)和傳輸線路的幾何排列就構(gòu)成了網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡的有效性(信道的利用率)、可靠性和經(jīng)濟性在很大程度上與其拓撲結(jié)構(gòu)有關(guān)。網(wǎng)絡拓撲的基本結(jié)構(gòu)有鏈形、星形、樹形、環(huán)形和網(wǎng)孔形。當前用得最多的網(wǎng)絡拓撲是鏈形和環(huán)形，通過它們的靈活組合可構(gòu)成更加復雜的網(wǎng)絡。

當今社會各行各業(yè)對信息的依賴愈來愈大，要求通信網(wǎng)絡能及時準確的傳遞信息。隨著網(wǎng)上傳輸?shù)男畔⒃絹碓蕉啵瑐鬏斝盘柕乃俾试絹碓娇欤坏┚W(wǎng)絡出現(xiàn)故障將對整個社會造成極大的損壞。所謂自愈是指在網(wǎng)絡發(fā)生故障時，無需人為干預，網(wǎng)絡自動地在極短的時間內(nèi)(ITU-T規(guī)定為50ms以內(nèi))，使業(yè)務自動從故障中恢復傳輸，使用戶幾乎感覺不到網(wǎng)絡出了故障。其基本原理是網(wǎng)絡要具備發(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備或利用現(xiàn)有設備中的冗余能力，以滿足全部或指定優(yōu)先級業(yè)務的恢復。由上可知網(wǎng)絡具有自愈能力的先決條件是有冗余的路由、網(wǎng)元強大的交叉能力以及網(wǎng)元的智能。

SDH網(wǎng)絡保護方式可以分為路徑保護和子網(wǎng)連接保護兩大類。路徑保護包括線性系統(tǒng)的復用段保護、環(huán)網(wǎng)的復用段保護和通道保護等，在移動傳輸網(wǎng)絡中都已得到了廣泛的應用。子網(wǎng)連接保護則具有組網(wǎng)更加靈活的特點，也得到了越來越多的應用。路徑和子網(wǎng)連接保護的區(qū)別是:路徑保護的兩個獨立的路徑先進行終結(jié)，后進行交叉連接;而子網(wǎng)連接保護則是先交叉連接，而后進行路徑的終結(jié)。實際上，路徑保護常用作復用段層端到端或通道層端到端的保護，而子網(wǎng)連接保護既可以是端到端的整個網(wǎng)絡連接，也可能是連接的一部分，可由用戶定義在連接中需要保護的部分。

3.光接口類型和參數(shù)

傳統(tǒng)的準同步光纜數(shù)字系統(tǒng)是一個自封閉系統(tǒng)，光接口是專用的，外界無法接入。而同步光纜數(shù)字線路系統(tǒng)是一個開放式的系統(tǒng)。任何廠家的任何網(wǎng)絡單元都能在光路上互通，即具備橫向兼容性。為此，必須實現(xiàn)光接口的標準化。光接口是同步光纜數(shù)字線路系統(tǒng)最具特色的部分。由于它實現(xiàn)了標準化，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，避免了信號因此而帶來的損傷，節(jié)約了網(wǎng)絡運行成本。按照應用場合的不同可將光接口分為三類:局內(nèi)通信光接口、短距離局間通信光接口和長距離局間通信光接口。

4.定時與同步

數(shù)字網(wǎng)中要解決的首要問題是網(wǎng)同步問題，因為要保證發(fā)端在發(fā)送數(shù)字脈沖信號時將脈沖放在特定時間位置上(即特定的時隙中)，而收端要能在特定的時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)兩端的定時時鐘來實現(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)字交換局在時鐘上相互獨立，毫無關(guān)聯(lián)，而各數(shù)字交換局的時鐘都具有極高的精度和穩(wěn)定度。由于時鐘精度高，網(wǎng)內(nèi)各局的時鐘雖不完全相同(頻率和相位)但誤差很小，接近同步，于是稱之為偽同步。主從同步指網(wǎng)內(nèi)設時鐘主局，配有高精度時鐘，網(wǎng)內(nèi)各局均受控于該全局(即跟蹤主局時鐘，以主局時鐘為定時基準)，并且逐級下控，直到網(wǎng)絡中的末端網(wǎng)元-終端局。

數(shù)字網(wǎng)的同步性能對網(wǎng)絡能否正常工作至關(guān)重要。SDH網(wǎng)的引入對網(wǎng)的同步提出了更高的要求。當網(wǎng)絡工作在正常模式時，各網(wǎng)元同步于一個基準時鐘。網(wǎng)元節(jié)點時鐘間只存在相位差而不會出現(xiàn)頻率差，因此只會出現(xiàn)偶然的指針調(diào)整事件(網(wǎng)同步時，指針調(diào)整不常發(fā)生)。當某網(wǎng)元節(jié)點丟失同步基準時鐘而進入保持模式或自由振蕩模式時，該網(wǎng)元節(jié)點本地時鐘與網(wǎng)絡時鐘將會出現(xiàn)頻率差，而導致指針連續(xù)調(diào)整，影響網(wǎng)絡業(yè)務的正常傳輸。

5 傳輸性能分析

傳輸系統(tǒng)的性能對整個通信網(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，使傳輸?shù)男畔①|(zhì)量產(chǎn)生損傷。誤碼可說是傳輸系統(tǒng)的一大害。輕則使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，重則導致傳輸中斷。

抖動和漂移與系統(tǒng)的定時特性有關(guān)。定時抖動(抖動)是指數(shù)字信號的特定時刻(例如最佳抽樣時刻)相對其理想時間位置的短時間偏離。所謂短時間偏離是指變化頻率高于IOHz的相位變化。而漂移指數(shù)字信號的特定時刻相對其理想時間位置的長時間的偏離。

結(jié)束語

不斷變化發(fā)展的業(yè)務需求將導致傳輸網(wǎng)與業(yè)務網(wǎng)關(guān)系越來越緊密，隨著3G等增值業(yè)務的快速發(fā)展，必然引發(fā)下一代傳輸網(wǎng)絡快速發(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)絡業(yè)務動態(tài)智能調(diào)度、業(yè)務保護恢復和新業(yè)務提供的能力，朝著更大顆粒度、分組化、智能化的方向發(fā)展，構(gòu)建一個融合、智能的下一代傳輸網(wǎng)絡。

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

[2]謝靈慧.SDH開銷字節(jié)的設置與應用.電信技術(shù).2003年4期

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