SDH技术（第3版）.pdf 作者-孙学康　毛京丽　编著120页

内容简介：
    本书分为两部分共9章。第1部分包括第1章和第2章，详细地介绍了SDH的基本概念以及SDH的复用、映射和定位等基本原理。第2部分包括第3～9章，内容侧重实际应用技术，介绍SDH设备（包括终端设备、分插复用设备、数字交叉连接设备、中继设备），SDH传送网的结构及其自愈功能，SDH传输系统性能分析，基于SDH多业务传送平台，SDH与MSTP同步网以及网络管理等实际问题。另外，讨论了SDH在互联网、接入网中的应用方案以及MSTP在城域网中的应用方案，并通过实例，介绍了SDH和M
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    封面,扉页,版权,第3版前言,第1章 概述,1.1 PDH的局限性,1.2 SDH基本概念,1.3 SDH的速率体系,1.4 SDH的基本网络单元,1.5 网络节点接口与SDH的帧结构,小结,复习题,第2章 同步复用与映射方法,2.1 复用结构,2.2 映射,2.3 定位,2.4 复用,2.5 复用映射单元的参数,小结,复习题,第3章 SDH设备,3.1 SDH逻辑功能块,3.2 再生器,3.3 复用设备,3.4 数字交叉连接器,小结,复习题,第4章 SDH光传输系统,4.1 系统结构,4.2 衰减与色散对中继距离的影响,4.3 高速长距离光传输系统,4.4 SDH网络性能指标,4.5 SDH光接口、电接口技术标准,小结,复习题,第5章 SDH传送网络结构和自愈网,5.1 SDH传送网,5.2 自愈网,小结,复习题,第6章 基于SDH的多业务传送平台,6.1 MSTP的基本概念及特点,6.2 MSTP中的关键技术,6.3 多业务传送平台,6.4 MPLS技术在MSTP中的应用,6.5 弹性分组环技术在MSTP中的应用,6.6 MSTP的性能指标,小结,复习题,第7章 SDH支撑网,7.1 SDH同步网,7.2 电信管理网与SDH管理网,7.3 MSTP管理网,小结,复习题,第8章 SDH和MSTP的应用,8.1 SDH在互联网中的应用,8.2 SDH在接入网中的应用,8.3 MSTP技术在城域网中的应用,8.4 MSTP在IP承载网中的应用,小结,复习题,第9章 SDH与MSTP本地传输网规划设计,9.1 本地传输网规划设计概述,9.2 SDH本地传输网规划设计,9.3 MSTP本地传输网规划设计,小结,复习题,参考文献
文本摘要：
    21世纪高等院校信息与通信工程规划教材21 st Century University Planned Textbooks of Information and Communication EngineeringSDH技术（第3版）孙学康　毛京丽　编著SDH Technology（3rd Edition）人民邮电出版社北京图书在版编目（CIP）数据SDH技术/孙学康，毛京丽编著.--3版.--北京：人民邮电出版社，2015.1221世纪高等院校信息与通信工程规划教材ISBN　978-7-115-40890-7Ⅰ.①S…　Ⅱ.①孙…②毛…　Ⅲ.①光纤通信一同步通信网一高等学校一教材　Ⅳ.①TN929.11中国版本图书馆CIP数据核字（2015）第258770号内容提要本书分为两部分共9章。第1部分包括第1章和第2章，详细地介绍了SDH的基本概念以及SDH的复用、映射和定位等基本原理。第2部分包括第3～9章，内容侧重实际应用技术，介绍SDH设备（包括终端设备、分插复用设备、数字交叉连接设备、中继设备），SDH传送网的结构及其自愈功能，SDH传输系统性能分析，基于SDH多业务传送平台，SDH与MSTP同步网以及网络管理等实际问题。另外，讨论了SDH在互联网、接入网中的应用方案以及MSTP在城域网中的应用方案，并通过实例，介绍了SDH和MSTP网络规划设计内容。本书可作为高等学校通信专业的教材，也可供从事通信工作的工程技术人员参考。◆编著　孙学康　毛京丽责任编辑　张孟玮执行编辑　李召责任印制　沈蓉　彭志环◆人民邮电出版社出版发行　　北京市丰台区成寿寺路11号邮编　100164　　电子邮件　315@ptpress.com.cn网址　http://www.ptpress.com.cn大厂聚鑫印刷有限责任公司印刷◆开本：787×1092　1/16印张：16　　2015年12月第3版字数：392千字　　2015年12月河北第1次印刷定价：45.00元读者服务热线：(010)81055256　印装质量热线：(010)81055316反盗版热线：(010)81055315第3版前言随着IP业务的迅速发展，因特网已由简朴的传送数据文件发展到普遍提供实时视频、音频通信及动画、广告等其他娱乐服务，数据传输量大大增加，因而对通信网络的服务质量提出了更高的要求。尽管SDH光传送网最初是针对话音业务而设计的，但其低传输损耗和宽传输带宽的特点，特别是在基于SDH的多业务传送技术应用于城域网之后，使其成为高速数据业务的理想传输手段之一。本书在内容取材和编写上具有以下特点。（1）内容全面。全书包括 SDH 技术和基于 SDH 的多业务传送平台（MSTP）两部分内容，主要涉及SDH网络的基本概念及特点，SDH的映射、定位和复用过程，SDH设备与传输系统，SDH传送网络结构，MSTP的基本概念和特点、MSTP中的关键技术和以太业务、ATM业务、TDM业务的实现过程等。（2）循序渐进。由于SDH技术是在PDH技术的基础上发展而来的，考虑到知识的连续性，教材中特意补充了有关数字通信的基础理论，以利于学生由浅到深地全面掌握 SDH 与MSTP传输技术。（3）实用性强。书中包括了SDH线路系统性能分析、SDH在互联网和接入网中的应用、SDH支撑网、MSTP技术在城域网和接入网中的应用、SDH与MSTP网络规划设计等，符合技术发展和市场的需求。为了便于学习，每一章还提供了内容摘要、小结和复习题。本次修订在《SDH技术（第2版）》的基础上做了如下调整。增加了有关高速光纤传输系统性能分析，MSTP 网络规划设计及其在接入网、城域网、承载网中的应用等内容，并对SDH支撑网的内容进行了有效梳理，使其更具条理性。考虑到知识的连续性，教材中补充了有关数字通信的基础理论。本书作为通信专业的本科生教材，具有理论适中、内容实用便于自学的特点，因而也可供从事通信方面工作的工程技术人员参考。本书的第1、2、7、9章由毛京丽负责编写，第3、4、5、6、8章由孙学康负责编写。本书在编写的过程中，得到了北京邮电大学李文海、张政、张金菊、段炳毅教授和董跃武、段玫、王晓勤老师的热心指导，在此表示衷心的感谢。同时还要感谢周日康、武强、任永攀、许世纳、苏坤、吴宏星等对本书所提供的帮助。编者2015年11月第1章 概述21世纪人类进入高度发达的信息社会，这就要求高质量的信息服务与之相适应，也就是要求现代化的通信网向着数字化、综合化、宽带化、智能化和个人化方向发展。传输系统是现代通信网的主要组成部分，而传统的准同步数字体系（PDH）有其自身的一些弱点，为了适应通信网的发展，需要一个新的传输体制，同步数字体系（SDH）则应运而生。本章首先介绍准同步数字体系（PDH）的基本概念、分析PDH的局限性，然后引出SDH的概念及优缺点，最后介绍SDH的速率体系、基本网络单元和帧结构。1.1 PDH的局限性1.1.1 PCM基本概念1．PCM的概念数字通信是以数字信号的形式来传递消息的，其传输的主要对象是话音信号等。而话音信号是幅度、时间取值均连续的模仿信号，所以数字通信所要解决的首要问题是模仿信号的数字化，即模/数变换（A/D变换）。模/数变换的方法主要有脉冲编码调制（PCM）、差值脉冲编码调制（DPCM）、自适应差值脉冲编码调制（ADPCM）、增量调制（DM）等。脉冲编码调制（PCM）是对模仿信号的瞬时抽样值量化、编码，以将模仿信号转化为数字信号。2．PCM通信系统的构成若模/数变换的方法采用PCM，由此构成的数字通信系统称为PCM通信系统。采用基带传输的PCM通信系统构成方框图如图1-1所示。PCM通信系统由以下三个部分构成。（1）模/数变换模/数变换（A/D变换）详细包括抽样、量化、编码三步。图1-1 PCM通信系统的构成方框图（基带传输）① 抽样所谓抽样就是每隔一定的时间间隔T（称为抽样周期），抽取模仿信号的一个瞬时幅度值（样值）。即抽样是把模仿信号在时间上离散化，变为脉冲幅度调制（PAM）信号。抽样是由抽样门来完成的，在抽样脉冲S（t）的控制下，抽样门闭合或断开，如图1-2所示。图1-2 抽样过程每当有抽样脉冲时，抽样门开关闭合，其输出取出一个模仿信号的样值；当抽样脉冲幅度为零时，抽样门开关断开，其输出为零（假设抽样门等效为一个理想开关）。抽样后所得出的一串在时间上离散的样值称为样值序列或样值信号，也称为 PAM 信号，由于其幅度取值仍旧是连续的，所以它仍属于模仿信号。抽样要满意抽样定理。根据推导得出低通型信号（模仿信号的频率范围为f～f，B=f?f，若f<B称为低通型信号）的抽样定理为：“一个频带限制在fHz 以下的连续信号m()t，可以唯一地用时间每隔秒的抽样值序列来确定。”即对于频率范围为f～f的模仿信号，其抽样频率。否则，抽样后的PAM信号会产生折叠噪声，收端将无法用低通滤波器准确地恢复或重建原模仿信号（推导及说明从略，详见《数字通信原理》相关教材）。话音信号的最高频率限制在 3400Hz，这时满意抽样定理的最低的抽样频率应为fSmin=6800Hz，为了留有一定的防卫带，CCITT规定话音信号的抽样频率为f=8000Hz，这样就留出了8000?6800=1200Hz作为滤波器的防卫带。② 量化量化是将时间域上幅度连续的样值序列变换为幅度离散的信号（量化值）。即量化是把PAM信号在幅度上离散化，变为量化值（共有N个量化值）。量化分为均匀量化和非均匀量化两种。均匀量化是在量化区内（即量化范围为?U～+U，U为过载电压。话音信号为小信号时出现的机会多，而大信号时出现的机会少，其主要分布在?U～+U之间）均匀等分N个小间隔。非均匀量化大、小信号的量化间隔不同，信号幅度小时，量化间隔小，其量化误差也小；信号幅度大时，量化间隔大，其量化误差也大。数字通信系统中通常采用非均匀量化。实现非均匀量化的方法有模仿压扩法和直接非均匀编解码法，目前一般采用直接非均匀编解码法。所谓直接非均匀编解码法是在发端根据非均匀量化间隔的划分直接将样值编码（非均匀编码），在编码的过程中相称于实现了非均匀量化，收端进行非均匀解码。③ 编码编码是用二进码来表示N个量化值，每个量化值编l位码，则有N=2值得说明的是：由于直接非均匀编解码法是发端根据非均匀量化间隔的划分直接将样值编码，在编码的过程中相称于实现了非均匀量化，所以实际数字通信系统中采用的编码器是对样值编码。（2）信道部分信道部分包括传输线路及再生中继器。再生中继器可消除噪声干扰，所以数字通信系统中每隔一定的距离加一个再生中继器以延长通信距离。（3）数/模变换接收端首先利用再生中继器消除数字信号中的噪声干扰，然后进行数/模变换。数/模变换包括解码和低通两部分。① 解码解码是编码的反过程，假设忽略量化误差（量化值与 PAM 信号样值之差）的话，解码后还原为PAM信号。② 低通收端低通的作用是恢复或重建原模仿信号。1.1.2 PCM30/32路系统1．时分多路复用通信（1）时分多路复用的概念所谓时分多路复用（即时分制）是利用各路信号在信道上占有不同时间间隔的特征来分开各路信号。详细来说，把时间分成均匀的时间间隔，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隔内，以达到互相分开的目的。（2）PCM时分多路复用通信系统的构成PCM时分多路复用通信系统的构成如图1-3所示。为简化起见只绘出3路复用情况，现结合图1-4所示波形图说明时分复用通信系统的工作原理。图1-3 PCM时分多路复用通信系统的构成图1-4 PCM时分复用波形变换示意图各路信号先经低通滤波器（截止频率为3.4kHz）LP将频带限制在0.3～3.4kHz以内，防止高于 3.4kHz 的信号通过，避免抽样后的 PAM 信号产生折叠噪声。然后各路话音信号(m(t)～m(t))经各自的抽样门进行抽样，抽样间隔均为T=125μs(f=8kHz)，抽样脉冲ST1(t)～ST3(t)的脉冲出现时刻依次错后，因此各路样值序列在时间上是分开的，从而达到合路的目的。由于编码需要一定的时间，为了保证编码的精度，要将样值展宽占满整个时隙，因此合路的PAM信号送到保持电路，它将每一个样值记忆一个路时隙，然后经过量化编码变成PCM信码，每一路的码字依次占用一个路时隙。在接收端，解码后还原成合路的PAM信号（假设忽略量化误差）。由于解码是在一路码字（每个样值编8位码，8位码称为一个码字）都到齐后，才解码成原抽样值，所以在时间上推迟了一些。最后通过分路门电路，将合路的 PAM 信号分配至相应的各路中去，即分成各路的PAM信号，经低通重建、近似地恢复为原始话音信号。以上是以 3 路为例介绍的，一般复用的路数是n路，道理一样。另外，发端的n个抽样门通常用一个旋转开关K1来实现；收端的n个分路门用旋转开关K2来实现，如图1-5所示。图1-5 时分多路复用示意图这里顺便介绍以下几个概念。● 1 帧——抽样时各路每轮一次的总时间（即图 1-5 开关旋转一周的时间），也就是一个抽样周期。● 路时隙（时隙）——路时隙（t）是合路的 PAM 信号每个样值所允许占的时间间隔● 位时隙——1位码的时间2．PCM30/32路系统帧结构图1-6是PCM30/32路系统（称为基群，也叫一次群）的帧结构图。由上述已知，话音信号采用8kHz抽样，抽样周期为125μs，所以一帧的时间（即帧周期）T＝125μs。每一帧由32个路时隙组成（每个时隙对应一个样值，一个样值编8位码），各时隙的分配如下。（1）30个话路时隙：TS～TS15，TS17～TS31TS～TS15分别传送第1～15路（CH～CH15）话音信号，TS17～TS31分别传送第16～30路（CH16～CH30）话音信号。图1-6 PCM30/32路系统帧结构（2）帧同步时隙：TS帧同步是保证收端与发端相应的话路在时间上要对准。为了实现帧同步：偶帧TS——发送帧同步码0011011；偶帧TS的8位码中第1位保留给国际用，暂定为1，后7位为帧同步码。奇帧TS——发送帧失步告警码。奇帧TS的8位码中第1位也保留给国际用，暂定为1。其第2位码固定为1码，以便在接收端用以区别是偶帧还是奇帧（因为偶帧的第2位码是0码）。第3位码A为帧失步时向对端发送的告警码（简称对告码）。当帧同步时，A为0码；帧失步时A码为1码。以便告诉对端，收端已经出现帧失步，无法工作。其第4～8位码可供传送其他信息（如业务联络等）。这几位码未使用时，固定为 1 码。这样，奇帧 TS时隙的码型为（11A11111｝。（3）信令与复帧同步时隙：TS16为了起各种控制作用，每一路话音信号都有相应的信令信号，即要传信令信号。由于信令信号频率很低，其抽样频率取500Hz，即其抽样周期为，而且只编4位码（称为信令码或标志信号码，实际一般只需要3位码），所以对于每个话路的信令码，只要每隔16帧轮流传送一次就够了。将每一帧的TS16传送两个话路信令码（前四位码为一路，后四位码为另一路），这样15个帧（F～F15）的TS16可以轮流传送30个话路的信令码（详细情况参见图1-6）。而F帧的TS16传送复帧同步码和复帧失步告警码。16个帧称为一个复帧（F～F15）。为了保证收、发两端各路信令码在时间上对准，每个复帧需要送出一个复帧同步码，以使复帧得到同步。复帧同步码安排在F帧的TS16时隙中的前四位，码型为{0000}，另外F帧TS16时隙的第6位A为复帧失步对告码。复帧同步时，A码为0码，复帧失步时则改为1码。第5、7、8位码也可供传送其他信息用，如暂不使用，则固定为1码。需要注意的是信令码{a，b，c，d}不能同时编成0码，否则就无法与复帧同步码区别。对于PCM30/32路系统，可以算出以下几个标准数据。● 帧周期125μs ，帧长度32×8＝256bit（l=8）。● 路时隙● 位时隙● 传信速率f=f?n?l=8000×32×8=2048kbit/s1.1.3 准同步数字体系1．数字复接的基本概念（1）准同步数字体系概述根据不同的需要和不同的传输介质的传输能力，要有不同话路数和不同速率的复接，形成一个系列（或等级），由低向高逐级复接，这就是数字复接系列。多年来一直使用较广的是准同步数字体系（PDH）。国际上主要有两大系列的准同步数字体系，都经CCITT（现更名为ITU-T）推荐，即PCM24路系列和 PCM30/32 路系列。北美和日本采用 1.544Mbit/s 作为第一级速率（即一次群）的PCM24 路数字系列，并且两家又略有不同；欧洲和中国则采用2.048Mbit/s作为第一级速率（即一次群）的PCM30/32路数字系列。两类速率系列如表1-1所示。表1-1 数字复接系列（准同步数字体系）（2）PCM复用和数字复接扩大数字通信容量，形成二次及以上的高次群的方法通常有两种：PCM复用和数字复接。① PCM复用所谓 PCM 复用就是直接将多路信号编码复用，即将多路模仿话音信号按 125μs 的周期分别进行抽样，然后合在一起统一编码形成多路数字信号。显然一次群（PCM30/32路）的形成就属于PCM复用。那么这种方法是否适用于二次及以上的高次群的形成呢？以二次群为例，假设采用 PCM 复用，要对 120 路话音信号分别按8kHz 抽样，一帧 125μs 时间内有 120 多个路时隙，一个路时隙约等于一次群一个路时隙的1/4，即每个样值编8位码的时间仅为1μs（一次群的路时隙为3.91μs，约4μs），编码速度是一次群的四倍。而编码速度越快，对编码器的元件精度要求越高，不易实现。所以，高次群的形成一般不采用PCM复用，而采用数字复接的方法。② 数字复接数字复接是将几个低次群在时间的空隙上迭加合成高次群。例如，将四个一次群合成二次群，四个二次群合成三次群等。（3）数字复接的实现数字复接的实现主要有两种方法：按位复接和按字复接。① 按位复接按位复接是每次复接各低次群（也称为支路）的一位码形成高次群。图 1-7（a）是四个PCM30/32路基群的TS时隙（CH话路）的码字情况。图1-7（b）是按位复接的情况，复接后的二次群信码中第一位码表示第一支路第一位码的状态，第二位码表示第二支路第一位码的状态，第三位码表示第三支路第一位码的状态，第四位码表示第四支路第一位码的状态。四个支路第一位码取过之后，再循环取以后各位，如此循环下去就实现了数字复接。复接后高次群每位码的间隔约是复接前各支路的1/4，即高次群的速率大约提高到复接前各支路的4倍。

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