談同步數字網絡傳輸技術

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展起來的。在各種寬帶光纖接入網技術中，采用了SDH技術的接入網系統是應用最普遍的。SDH的誕生解決了由于入戶媒質的帶寬限制而跟不上骨干網和用戶業務需求的發展，而產生了用戶與核心網之間的接入"瓶頸"的問題，同時提高了傳輸網上大量帶寬的利用率。SDH技術自從90年代引入以來，至今已經是一種成熟、標準的技術，在骨干網中被廣泛采用，且價格越來越低，在接入網中應用可以將SDH技術在核心網中的巨大帶寬優勢和技術優勢帶入接入網領域，充分利用SDH同步復用、標準化的光接口、強大的網管能力、靈活網絡拓撲能力和高可靠性帶來好處，在接入網的建設發展中長期受益。

1.1 SDH信號的幀結構和復用

1.1.1 SDH信號的幀結構。STM-N信號幀結構的安排應盡可能使支路低速信號在一幀內均勻地有規律的分布。因為這樣便于實現支路的同步復用、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規定了STM-N的幀是以字節(8bit)為單位的矩形塊狀幀結構。

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間插復用方式來完成的，復用的個數是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。在進行字節間插復用過程中各幀的信息凈負荷和指針字節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網絡結構和網絡保護機理

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

當今社會各行各業對信息的依賴愈來愈大，要求通信網絡能及時準確的傳遞信息。隨著網上傳輸的信息越來越多，傳輸信號的速率越來越快，一旦網絡出現故障將對整個社會造成極大的損壞。所謂自愈是指在網絡發生故障時，無需人為干預，網絡自動地在極短的時間內(ITU-T規定為50ms以內)，使業務自動從故障中恢復傳輸，使用戶幾乎感覺不到網絡出了故障。其基本原理是網絡要具備發現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有設備中的冗余能力，以滿足全部或指定優先級業務的恢復。由上可知網絡具有自愈能力的先決條件是有冗余的路由、網元強大的交叉能力以及網元的智能。

SDH網絡保護方式可以分為路徑保護和子網連接保護兩大類。路徑保護包括線性系統的復用段保護、環網的復用段保護和通道保護等，在移動傳輸網絡中都已得到了廣泛的應用。子網連接保護則具有組網更加靈活的特點，也得到了越來越多的應用。路徑和子網連接保護的區別是:路徑保護的兩個獨立的路徑先進行終結，后進行交叉連接;而子網連接保護則是先交叉連接，而后進行路徑的終結。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，而子網連接保護既可以是端到端的整個網絡連接，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

傳統的準同步光纜數字系統是一個自封閉系統，光接口是專用的，外界無法接入。而同步光纜數字線路系統是一個開放式的系統。任何廠家的任何網絡單元都能在光路上互通，即具備橫向兼容性。為此，必須實現光接口的標準化。光接口是同步光纜數字線路系統最具特色的部分。由于它實現了標準化，使得不同網元可以經光路直接相連，節約了不必要的光/電轉換，避免了信號因此而帶來的損傷，節約了網絡運行成本。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

數字網中要解決的首要問題是網同步問題，因為要保證發端在發送數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兩端的正常通信，而這種保證收/發兩端能正確的在某一特定時間位置上提取/發送信息的功能則是由收/發兩端的定時時鐘來實現的。

解決數字網同步有兩種方法:偽同步和主從同步。偽同步是指數字交換網中各數字交換局在時鐘上相互獨立，毫無關聯，而各數字交換局的時鐘都具有極高的精度和穩定度。由于時鐘精度高，網內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。主從同步指網內設時鐘主局，配有高精度時鐘，網內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，直到網絡中的末端網元-終端局。

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

5 傳輸性能分析

傳輸系統的性能對整個通信網的通信質量起著至關重要的作用。影響SDH傳輸網傳輸性能的主要傳輸損傷包括誤碼、抖動和漂移。

誤碼是指經接收、判決、再生后，數字碼流中的某些比特發生了差錯，使傳輸的信息質量產生損傷。誤碼可說是傳輸系統的一大害。輕則使系統穩定性下降，重則導致傳輸中斷。

抖動和漂移與系統的定時特性有關。定時抖動(抖動)是指數字信號的特定時刻(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。

結束語

不斷變化發展的業務需求將導致傳輸網與業務網關系越來越緊密，隨著3G等增值業務的快速發展，必然引發下一代傳輸網絡快速發展，研究人員必須根據各技術發展的情況，逐步提高傳輸網絡業務動態智能調度、業務保護恢復和新業務提供的能力，朝著更大顆粒度、分組化、智能化的方向發展，構建一個融合、智能的下一代傳輸網絡。

[1]陳杰美，夏代清.同步數字網(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開銷字節的設置與應用.電信技術.2003年4期

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