第4章SDH支撐網(wǎng)本章內(nèi)容簡介

電信管理網(wǎng)是收集、處理、傳送所存儲(chǔ)的有關(guān)電信網(wǎng)維護(hù)、操作和管理信息的支撐網(wǎng)，其目標(biāo)在于提高全網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量和充分利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。SMN是管理SDH網(wǎng)元的TMN子網(wǎng)，遵循和繼承了TMN的結(jié)構(gòu)。數(shù)字時(shí)鐘同步網(wǎng)是電信網(wǎng)絡(luò)的重要支撐網(wǎng)。本章系統(tǒng)介紹電信管理網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和功能，SMN的組織模型及管理功能，數(shù)字同步網(wǎng)的同步方式與結(jié)構(gòu)，SDH設(shè)備定時(shí)工作方式。學(xué)習(xí)重點(diǎn)與要求重點(diǎn)掌握電信管理網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、SMN的組網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)和管理功能，數(shù)字同步網(wǎng)的同步方式與結(jié)構(gòu)，SDH設(shè)備定時(shí)工作方式。4.1電信管理網(wǎng)與SDH管理網(wǎng)TMN正是ITU-T提出來的關(guān)于網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)化的解決方案，是實(shí)現(xiàn)電信網(wǎng)管理功能的一個(gè)支撐網(wǎng)。TMN在概念上是一個(gè)獨(dú)立于被管理對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)，它是包括一系列標(biāo)準(zhǔn)接口(協(xié)議和消息規(guī)定等)的統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)，與電信設(shè)備互連，從而實(shí)現(xiàn)電信網(wǎng)的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)行、維護(hù)和管理(OA&M)。TMN由操作系統(tǒng)(OS)、工作站(WS)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(DCN)、網(wǎng)元(NE)組成。SDH管理網(wǎng)(SMN)是SDH傳送網(wǎng)的一個(gè)支撐網(wǎng)．它是TMN的子集，專門負(fù)責(zé)管理SDH的NE。SMN又可細(xì)分為一系列的SDH管理子網(wǎng)(SMS)，這些管理子網(wǎng)由各自獨(dú)立的嵌入控制通路(ECC)和有關(guān)的站內(nèi)數(shù)據(jù)通信鏈路將SDHNE連接起來4.1.1TMN的結(jié)構(gòu)TMN是一種開放的通用電信管理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)可劃分為三個(gè)基本方面：功能結(jié)構(gòu)、信息結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。1.功能結(jié)構(gòu)TMN的功能結(jié)構(gòu)主要描述TMN內(nèi)的功能分布，其基礎(chǔ)是功能塊。各功能塊之間用數(shù)據(jù)通信功能(DCF）來傳遞信息，并由參考點(diǎn)(兩個(gè)功能塊之間進(jìn)行信息交換的點(diǎn))隔開。TMN的基本功能塊有五種：操作系統(tǒng)功能(OSF)、網(wǎng)元功能(NEF)、Q適配器功能(QAF)、工作站功能(WSF)、協(xié)調(diào)功能(MF)。為了處理復(fù)雜的電信管理網(wǎng)，可以把管理功能分成幾個(gè)邏輯層。TMN的邏輯分層結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)元管理層、網(wǎng)絡(luò)管理層、服務(wù)管理層和商務(wù)管理層。4.1.1TMN的結(jié)構(gòu)2．信息結(jié)構(gòu)TMN的信息結(jié)構(gòu)主要描述各功能塊之間交換的不同類型的管理信息。為便于管理和操作，按TMN管理功能分層的原則，信息結(jié)構(gòu)或模型又分為管理層模型(分網(wǎng)元管理、網(wǎng)絡(luò)管理、服務(wù)管理、事務(wù)管理4層)、信息模型(面向管理目標(biāo)或?qū)ο驧O)、組織模型(M和A的任務(wù)及相互關(guān)系)和通信模型(TMN實(shí)體間的信息交換、接口、規(guī)約和消息)。3．物理結(jié)構(gòu)TMN的物理結(jié)構(gòu)確定為實(shí)現(xiàn)TMN的功能所需要的各種物理配置的結(jié)構(gòu)。TMN網(wǎng)絡(luò)接口類型有：Q3接口：具有OSI全部七層功能。Qx接口：簡化的Q3接口，它只具有OSI以下三層功能。F接口：提供WSF與OSF功能之間的物理構(gòu)件接口。X接口：兩個(gè)TMN之間的互連接口點(diǎn)。4.1.2TMN的功能TMN主要提供五大管理功能：性能管理、故障管理、配置管理、安全管理和帳務(wù)管理。1．性能管理性能管理的主要作用是收集網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)元的通信效益和通信設(shè)備狀況的各種數(shù)據(jù)，進(jìn)行監(jiān)視和控制，分析、評(píng)估性能和服務(wù)水平。2．故障(或維護(hù))管理故障管理負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備及子網(wǎng)運(yùn)行中的故障檢測，并給出告警指示。告警級(jí)別可分為五級(jí)：①緊急告警：使業(yè)務(wù)中斷并需要立即進(jìn)行故障檢修的告警。②主要告警：影響業(yè)務(wù)并需要立即進(jìn)行故障檢修的告警。③次要告警：不影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)，但需要進(jìn)行故障檢修防止惡化的告警。④警告告警：指不影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)，但有可能成為影響業(yè)務(wù)的告警。⑤清除4.2時(shí)鐘同步網(wǎng)隨著現(xiàn)代通信網(wǎng)在我國的迅速發(fā)展和新技術(shù)、新業(yè)務(wù)的大量采用，通信網(wǎng)中SDH傳輸設(shè)備、數(shù)字交換設(shè)備（TS、LS）、七號(hào)信令系統(tǒng)（SS7）、數(shù)字交叉連接（DXC）、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）、會(huì)議電視系統(tǒng)（MCU）等通信設(shè)備都在時(shí)鐘同步方面提出了要求。設(shè)備是否能被同步及同步信號(hào)的質(zhì)量如何，將直接影響通信業(yè)務(wù)的質(zhì)量。同步是指通信網(wǎng)中運(yùn)行的所有數(shù)字設(shè)備的時(shí)鐘在頻率或相位上保持某種嚴(yán)格的特定關(guān)系。就是它們相對(duì)應(yīng)的有效瞬間以同一平均速率出現(xiàn)，但允許有一定的容差范圍。同步不良在PDH網(wǎng)中會(huì)造成滑動(dòng)，在SDH網(wǎng)中，同步不良并不會(huì)導(dǎo)致滑動(dòng)，因?yàn)樵赟DH網(wǎng)中，凈荷是異步傳輸?shù)模l(fā)端與收端的速率不同會(huì)造成指針調(diào)整。在SDH網(wǎng)中，同步的目的是限制和減少網(wǎng)元指針調(diào)整的次數(shù)。4.2.1時(shí)鐘同步網(wǎng)的同步方式時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò)是指能夠提供參考定時(shí)信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)同步網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)包括了由同步鏈路所連接的同步網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，而同步網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是指在某個(gè)直接被節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘定時(shí)的單一物理位置中的一組設(shè)備?；镜耐娇刂品椒ㄖ饕兴姆N：1.準(zhǔn)同步方式準(zhǔn)同步方式是指在網(wǎng)內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)，設(shè)立高精度獨(dú)立時(shí)鐘。2.主從同步方法主從同步方式是指在網(wǎng)內(nèi)設(shè)置基準(zhǔn)時(shí)鐘和若干從鐘，以主基準(zhǔn)時(shí)鐘控制從鐘的信號(hào)頻率。4.2.1時(shí)鐘同步網(wǎng)的同步方式3.互同步方式互同步方式是指網(wǎng)內(nèi)不存在主基準(zhǔn)時(shí)鐘，每個(gè)時(shí)鐘接受其他節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘送來的定時(shí)信號(hào)，將自身頻率鎖定在所有接收到的定時(shí)信號(hào)頻率的加權(quán)平均值上，各時(shí)鐘相互作用。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選擇合適時(shí)，全網(wǎng)的時(shí)鐘就將趨于一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)頻率，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)時(shí)鐘同步。4.混合同步方式根據(jù)《數(shù)字同步網(wǎng)的規(guī)劃方法與組織原則》規(guī)定，現(xiàn)階段我國數(shù)字同步網(wǎng)采用混合同步方式，全網(wǎng)包括多個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘，各基準(zhǔn)時(shí)鐘之間為準(zhǔn)同步，每個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘控制的同步區(qū)內(nèi)為等級(jí)主從同步。4.2.1時(shí)鐘同步網(wǎng)的同步方式在主從方式的同步網(wǎng)中，根據(jù)從時(shí)鐘電路所處的工作狀態(tài)不同，可將其分為正常、保持和自由運(yùn)行三種工作模式。1、正常工作模式正常工作模式又為跟蹤模式或鎖定模式。此時(shí)從時(shí)鐘的振蕩頻率與同步鏈路送來的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)處于鎖定狀態(tài)，使從時(shí)鐘與外來基準(zhǔn)時(shí)鐘保持同步。2、保持工作模式當(dāng)從時(shí)鐘所同步的時(shí)鐘鏈路都出現(xiàn)故障時(shí)，定時(shí)基準(zhǔn)時(shí)鐘丟失，這時(shí)從時(shí)鐘進(jìn)入保持模式。3、自由運(yùn)行模式從時(shí)鐘不僅丟失所有外部基準(zhǔn)時(shí)鐘，而且也失去基準(zhǔn)定時(shí)記憶或根本沒有保持模式，從時(shí)鐘只能采用內(nèi)部振蕩器工作于自由振蕩方式，這種工作方式稱為自由運(yùn)行模式。4.2.1時(shí)鐘同步網(wǎng)的同步方式目前同步網(wǎng)絡(luò)中普遍使用的時(shí)鐘類型主要有3種：銫原子鐘、石英晶體振蕩器、銣原子鐘。1、銫原子鐘銫原子鐘利用銫原子能量躍遷現(xiàn)象構(gòu)成諧振器來穩(wěn)定石英晶體振蕩器的頻率。其長期頻偏優(yōu)于1×10-11，可以作為全網(wǎng)同步的最高等級(jí)的基準(zhǔn)主時(shí)鐘。2、石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器造價(jià)低廉，可靠性高，壽命長，頻率穩(wěn)定性范圍很寬。缺點(diǎn)是長期頻率穩(wěn)定度不好，一般高穩(wěn)定度的石英晶體振蕩器可以作為長途交換局和端局的從時(shí)鐘。3、銣原子鐘銣原子鐘的穩(wěn)定度和精確度介于上述兩種時(shí)鐘之間，價(jià)格也適中。頻率可調(diào)范圍大于銫原子鐘，長期穩(wěn)定度低一個(gè)量級(jí)左右，壽命約10年。銣原子鐘適于作某個(gè)同步區(qū)的基準(zhǔn)時(shí)鐘。4.2.2時(shí)鐘同步網(wǎng)結(jié)構(gòu)從1993年開始，到目前已基本建成了全國數(shù)字同步骨干網(wǎng)和各省的省內(nèi)數(shù)字同步網(wǎng)。1、時(shí)鐘同步網(wǎng)結(jié)構(gòu)同步網(wǎng)分級(jí)時(shí)鐘等級(jí)通信樓位置第一級(jí)1級(jí)基準(zhǔn)時(shí)鐘省中心第二級(jí)加強(qiáng)型2級(jí)鐘省中心地市級(jí)第二級(jí)匯接局和端局加強(qiáng)型3級(jí)鐘注1PRCPRCPRCLPRLPRLPRSSUSSUSSUSSU注2SSUSSUSSUGPSGPSGPSSSU注34.2.1時(shí)鐘同步網(wǎng)的同步方式2同步網(wǎng)的時(shí)鐘等級(jí)數(shù)字同步網(wǎng)時(shí)鐘可分為3級(jí)，如下表所示。同步網(wǎng)分級(jí)時(shí)鐘等級(jí)

時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)置位置第一級(jí)1級(jí)基準(zhǔn)時(shí)鐘G.811標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)置在各省、自治區(qū)和直轄市的各長途通信樓第二級(jí)加強(qiáng)型2級(jí)時(shí)鐘G.812Ⅱ型標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)置在地市級(jí)長途通信樓和匯接長途話務(wù)量大且具有多種，業(yè)務(wù)要求的重要匯接局。第三級(jí)加強(qiáng)型3級(jí)時(shí)鐘G.812Ⅲ型標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)置在本地網(wǎng)內(nèi)的匯接局和端局4.2.3SDH網(wǎng)同步方式SDH網(wǎng)的同步方式和數(shù)字同步網(wǎng)的同步方式、運(yùn)行狀態(tài)、以及工作環(huán)境有關(guān)?？梢杂?種同步方式，即同步方式、偽同步方式、準(zhǔn)同步方式和異步方式。1、同步方式：網(wǎng)絡(luò)中的所有時(shí)鐘都能跟蹤到唯一的基準(zhǔn)時(shí)鐘(PRC)。該方式是數(shù)字同步網(wǎng)的正常工作方式。2、偽同步方式當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有兩個(gè)以上基準(zhǔn)時(shí)鐘(PRC)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的從時(shí)鐘可能跟蹤于不同的基準(zhǔn)時(shí)鐘(PRC)，形成幾個(gè)不同的同步網(wǎng)。3、準(zhǔn)同步當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有1個(gè)節(jié)點(diǎn)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的同步路徑和替代路徑都不能使用時(shí)，節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘將進(jìn)入保持模式或自由運(yùn)行模式。4、異步方式當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘出現(xiàn)大的頻率偏差時(shí)，則網(wǎng)絡(luò)工作于異步方式。4.2.4定時(shí)基準(zhǔn)的傳遞定時(shí)基準(zhǔn)的分配結(jié)構(gòu)按網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場合分為局內(nèi)定時(shí)分配和局間定時(shí)傳遞兩類。1.局內(nèi)定時(shí)分配當(dāng)局內(nèi)設(shè)有相當(dāng)于G．812級(jí)別時(shí)鐘，例如BITS(大樓綜合定時(shí)供給系統(tǒng))，并以此時(shí)鐘為局內(nèi)最高質(zhì)量時(shí)鐘時(shí)，局內(nèi)定時(shí)分配采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。局內(nèi)所有較低級(jí)網(wǎng)絡(luò)單元時(shí)鐘都直接從該局內(nèi)最高質(zhì)量的時(shí)鐘獲取定時(shí)，局內(nèi)只有該最高質(zhì)量的時(shí)鐘是從來自局外節(jié)點(diǎn)的同步分配鏈路中提取的定時(shí)，并能直接或間接接受基準(zhǔn)時(shí)鐘同步。2.局間定時(shí)傳遞局間定時(shí)傳遞采用樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為使這種結(jié)構(gòu)的同步網(wǎng)能正確運(yùn)行，低等級(jí)的時(shí)鐘只能接收更高等級(jí)(或同一等級(jí))時(shí)鐘的定時(shí)信號(hào)，并避免形成定時(shí)環(huán)路。4.2.5SDH設(shè)備定時(shí)工作方式1.SDH設(shè)備時(shí)鐘性能要求線路復(fù)用設(shè)備包括終端復(fù)用器(TM)和分插復(fù)用器(ADM)。其時(shí)鐘性能應(yīng)符合建議G．813。其最低頻率準(zhǔn)確度為±4.6ppm。線路再生器一般不作為網(wǎng)元考慮，對(duì)其定時(shí)要求較低，只要求內(nèi)部定時(shí)源的最低頻率準(zhǔn)確度為±20ppm。DXC主要處于業(yè)務(wù)量高度集中的通信樓內(nèi)，并擔(dān)負(fù)著網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)／恢復(fù)功能，因此其時(shí)鐘要求比較嚴(yán)格，一般配備G.812標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)或三級(jí)時(shí)鐘，也可配備G．813時(shí)鐘。4.2.5SDH設(shè)備定時(shí)工作方式2.SDH設(shè)備時(shí)鐘結(jié)構(gòu)和功能選擇B選擇A選擇CSETGT1T2T3T4T04.2.5SDH設(shè)備定時(shí)工作方式2.SDH設(shè)備時(shí)鐘結(jié)構(gòu)和功能SETS可以從三種信號(hào)提取定時(shí)：(1)T1:來自STM-N的定時(shí)信號(hào)，即從線路信號(hào)中提取定時(shí)。(2)T2:來自PDH的2Mbit／s業(yè)務(wù)信號(hào)，該2Mbit/s信號(hào)應(yīng)直接來自交換機(jī)，即未經(jīng)過SDH傳輸?shù)腜DH信號(hào)。(3)T3:來自外同步基準(zhǔn)信號(hào)，即直接來自外部時(shí)鐘源的信號(hào)，包括2Mbit／s和2MHz信號(hào)。定時(shí)信號(hào)輸出包括：(1)T4：外時(shí)鐘輸出口，為其它設(shè)備提供定時(shí)。包括2Mbit/s和2MHz信號(hào)。(2)TO：為本設(shè)備各功能塊提供定時(shí)，并可以將定時(shí)信息承載在STM-N信號(hào)上，傳遞給下游。4.2.5SDH設(shè)備定時(shí)工作方式3.定時(shí)接口要求在SDH網(wǎng)中傳送定時(shí)要通過下列接口：(1)STM-N接口；(2)2048kbit/s接口；(3)2048kHz接口。在SDH網(wǎng)元之間采用STM-N接口；在SSU和SDH網(wǎng)元之間采用2Mbit/s或2MHz接口，首選2Mbit/s接口。4.2.5SDH設(shè)備定時(shí)工作方式4．SDH設(shè)備時(shí)鐘工作方式在SDH網(wǎng)中，根據(jù)SDH設(shè)備在網(wǎng)中的不同應(yīng)用配置，SETS可以有下述6種不同的定時(shí)工作方式。這些工作方式根據(jù)需要可以自動(dòng)或人工地轉(zhuǎn)換。(1)直接鎖定的外定時(shí)方式(2)從STM-N導(dǎo)出的外定時(shí)方式(3)線路定時(shí)(4)環(huán)路定時(shí)(5)通過定時(shí)(6)內(nèi)部定時(shí)源定時(shí)4.2.5SDH設(shè)備定時(shí)工作方式5.SDH網(wǎng)傳送定時(shí)的方法SDH定時(shí)路徑由SDH設(shè)備時(shí)鐘(SEC)和數(shù)字同步網(wǎng)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘(SSU)組成。定時(shí)路徑模型如下圖所示。一級(jí)基準(zhǔn)層SEC層SSU層SSU1SSU221345678910PRC或LPRSSUSECPRC定時(shí)定時(shí)物理連接4.2.5SDH設(shè)備定時(shí)工作方式5.SDH網(wǎng)傳送定時(shí)的方法自PRC(或LPR)來的定時(shí)信號(hào)，經(jīng)過定時(shí)分配路徑傳遞到各SEC時(shí)鐘，SEC將定時(shí)承載到STM-N上，再傳遞給下游SEC或SSU。同步狀態(tài)信息(SSM)隨同步信號(hào)傳遞下去，SEC和SSU讀取SSM值，對(duì)本節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘進(jìn)行操作，并將新SSM傳遞下去。正常情況下，定時(shí)路徑上所有SEC和SSU都跟蹤至PRC(或LPR)。根據(jù)我國SDH網(wǎng)結(jié)構(gòu)和同步網(wǎng)結(jié)構(gòu)，主要規(guī)定經(jīng)SDH線形網(wǎng)和SDH環(huán)狀網(wǎng)提供的基本定時(shí)路徑的定時(shí)傳遞方法，其它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所提供的定時(shí)鏈路，可以看作是基本定時(shí)鏈路的組合。因此，典型的定時(shí)路徑可分為經(jīng)過線形網(wǎng)和經(jīng)過環(huán)狀網(wǎng)的情況。4.2.5SDH設(shè)備定時(shí)工作方式5.SDH網(wǎng)傳送定時(shí)的方法同步狀態(tài)信息(SSM)也稱為同步質(zhì)量信息，用于在同步定時(shí)傳遞鏈路中直接反映同步定時(shí)信號(hào)的等級(jí)。若具有SSM功能，則在同步傳遞鏈路中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘都能在接收到從上游節(jié)點(diǎn)來的同步定時(shí)信號(hào)的同時(shí)，接收到SSM信息。根據(jù)這些信息可以判斷所收到同步定時(shí)信號(hào)的質(zhì)量等級(jí)，以控制本節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的運(yùn)行狀態(tài)。在ITU-TG.707建議中規(guī)定了STM-N接口的SSM編碼方式，用復(fù)用段開銷字節(jié)S1的5、6、7、8比特表示。在定時(shí)路徑上每個(gè)網(wǎng)元不僅接收定時(shí)信號(hào)，而且接收標(biāo)明該信號(hào)質(zhì)量等級(jí)的SSM編碼，SDH網(wǎng)元根據(jù)相應(yīng)的SSM算法和規(guī)則對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行操作，以選擇最高等級(jí)的定時(shí)信號(hào)向下游傳送，并向相反方向發(fā)送SSM=1111，表示該方向定時(shí)信號(hào)不能用于同步網(wǎng)定時(shí)，以避免定時(shí)環(huán)路，4.2.5SDH設(shè)備定時(shí)工作方式S1的b5-b8時(shí)鐘等級(jí)0000質(zhì)量未知0010G.811基準(zhǔn)時(shí)鐘0100G.812Ⅱ型轉(zhuǎn)接局從時(shí)鐘1000G.812Ⅲ型本地局從時(shí)鐘1011G.813同步設(shè)備定時(shí)源（SETS）1111不可用于時(shí)鐘同步4.2.6時(shí)間同步網(wǎng)1.時(shí)間同步的必要性在通信網(wǎng)中，頻率和相位同步問題已經(jīng)基本解決，而時(shí)間的同步還沒有得到很好的解決。時(shí)間同步是指網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘以及通過網(wǎng)絡(luò)連接的各個(gè)應(yīng)用界面的時(shí)鐘的時(shí)刻和時(shí)間間隔與協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）同步，最起碼在全國范圍內(nèi)要和北京時(shí)間同步。由于電信網(wǎng)自身無法提供UTC，為使電信網(wǎng)中各網(wǎng)元的內(nèi)部時(shí)