SDH基本原理

SDH基本原理（精选4篇）

SDH基本原理 篇1

摘要：再生段踪迹字节J0是SDH段开销中的一个字节, 一般被用来重复地发送段接入点标识符, 以便使接收端能据此确认其与指定的发送端处于持续连接状态。在判断分析某些传输疑难故障时, 借助设备厂家网管提供的功能对J0字节进行深入分析, 可以快速、准确地找出故障产生的原因, 从而彻底解除故障。

关键词：SDH基本原理,J0字节,传输故障处理

1、SDH基本原理

SDH (Synchronous Digital Hierarchy, 同步数字体系) 是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络, 在电信网中有广泛的应用。

SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STM-N (Synchro nous Transport, N=1, 4, 16, 64) ;SDH采用块状的帧结构来承载信息, 整个帧结构分成段开销 (Section OverHead, SOH) 区、STM-N净负荷区和管理单元指针 (AU PTR) 区三个区域。在STM-1帧结构段开销中第一行第七个字节为J0字节, 该字节为再生段踪迹字节, 通过J0字节可使运营者提前发现和解决故障, 缩短网络恢复时间。

J0字节失配告警——J0MM是ITU-T建议中要求的, 线路板只对J0字节作检测判断, 不作其他处理 (不下插AIS) 。如果没有设置J0接收期望值, J0字节失配并不影响业务, 习惯上将J0字节失配告警屏蔽。

2、传输疑难故障基本情况描述

图1是某运营商大客户专网网络故障示意图。网元A为运营商局端Alcatel 1660SM传输设备;网元B和网元C共站址, 为客户侧Alcatel 1642 EM传输设备, 面向大客户提供电路。

某日, 运营商接到大客户申述, 称网元B提供的电路服务不可用。网管核查显示网元A、网元B、网元C均能正常监控, 网元A的“a”端口有R-LOS (接收线路侧信号丢失) , 网元B的“d”端口有MS-RDI (复用段远端缺陷指示) 告警。

在网元A所在线路ODF上, 工程师用光功率计实测主用通道接收网元B光功率为-7.5d Bm, 测试结果表明接收值在设备接收指标范围之内。用擦纤器清洁尾纤端面并恢复尾纤连接, 网元A的“a”端口和网元B的“d”端口告警消失。根据网管现象, 光路故障似乎应已排除。

联系大客户确认业务, 用户告知网元B提供的电路服务仍不可用。

3、借助SDH基本原理J0字节进行疑难故障辅助分析

仔细分析网管, 网元A有TU12的RDI次要告警, 而网元B没有与之对应的告警信息。

维护工程师想到了J0字节作为再生段追踪字节, 可以在不人为中断纤路的情况下, 快速、准确的帮助分析光纤连接关系。正常情况下, 本站网元发端发送J0字节, 在对端站网元收端应收到对应的J0字节。

利用网管提供的功能, 维护工程师通过再生段发送、接收J0字节信息, 得到以下结果。即网元A“a”端口与网元B“d”端口相连, 连接关系正确;网元A“b”端口与网元C“f”端口相连, 网元A“c”端口与网元B“e”端口相连, 连接关系交叉错乱。图1中的红线部分纤缆连接就是错误的连接方式。

维护工程师联系值班人员核查值班记录, 得知值班人员值班时发现网元B为蓝色, 误以为网元脱管, 认为光路或客户侧设备可能有问题, 便通知建设工程师处理 (注:该工程未正式验收移交运维) 。因晚上无法联系上用户, 建设工程师只在中心局用OTDR仪测试光路距离正常后便离开机房。建设工程师未将主用通道光纤连接恢复到位, 是造成次日上午光路告警的直接原因。

4、完成故障处理恢复网络结构

根据J0字节追踪分析得出的结果, 维护工程师已了解了光纤连接的实际情况, 并据此实施大客户业务组网的网络恢复工作。

第一步——实施STM-4“1+1”线性复用段环强制倒换, 将业务强制倒换至网元A“a”端口与网元B“d”端口的主用路由上。该步骤完成后, 联系大客户, 用户确认业务恢复。

第二步——恢复网元A“b”端口与网元B“e”端口、网元A“c”端口与网元C“f”端口的正确纤路连接, 并结合厂家网管用J0字节追踪进行连接确认。

5、疑难故障问题分析

深入分析该故障的原因, 以下三个问题可以得到合理的解释。

问题一:为什么原先备用路由光纤错乱, 用户业务使用却正常?因为原先用户业务正常工作在网元A“a”端口与网元B“d”端口的主用路由上, 主用路由没有问题, 传输通路通达, 所以用户业务正常可用。问题二:为什么次日上午主用通道光纤恢复连接, 业务却没有恢复?因为STM-4“1+1”线性复用段环为非恢复式保护方式, 一旦工作在备用通道, 如无光路中断等其他触发条件, 不会自动倒换回主用通道。“备用”路由两侧网元A“b”端口、网元B“e”端口均已收到光了, 系统认为光路正常, 不会自动倒换至主用通道。实际上的“备用”路由是错乱的, 因此业务依然中断。问题三:光纤连接错乱是怎么产生的?一个月前, 本地网线路维护部门进行了一次割接, 割接后, 大客户业务未恢复。厂家工程师在处理故障时调整了局内ODF光跳纤。光跳纤未完全调整正确, 是导致错乱的根本原因。分析还可以得出另一个附带结论, 即客户侧网元C大客户电路未投入使用, 2M端口应有告警。

6、结语

综上所述, 一个人为误操作揪出了一个重大的网络隐患, 一个小小的J0字节成了快速解决问题的灵丹妙药。J0字节分析在某些传输疑难故障处理中, 得到了较好的应用。我们要注重SDH基本原理的学习和掌握, 吃深、吃透, 这对我们解决重大疑难故障, 无疑将大有裨益。

SDH自愈机制工作原理分析 篇2

一、SDH自愈概念以及原理

SDH得到广泛关注的原因之一, 就在于其良好的自愈机制。所谓自愈, 就是指当数据传输网络出现故障的时候, 能够无需人工干预即可迅速恢复工作的特征, 其对于提升数据传输网络的安全性、可靠性等方面都有着积极意义。

对于SDH数据传输技术而言, 其自愈机制同样由冗余来进行提供。针对于不同保护对象, SDH的保护机制可以划分为通道保护环和复用段保护环, 前者针对于整个通道进行保护, 后者只针对相邻节点之间的通信链路进行保护;根据复用链路物理结构则可以划分为二纤保护环和四纤保护环两种, 前者在通信网络的实际架设过程中铺设两条平行的光纤, 而后者则铺设四条光纤, 随着加入光网络的节点数量不断增加, 四纤保护环会呈现出更为良好的延展性, 但是由于其结构相对复杂, 目前仍然较为少见;而根据信息在光纤中的传输方向, 则可以分为单向保护和双向保护两种, 其中单向保护环中, 光纤上的信号始终保持一个传输方向吗, 而在双向保护环中则采取了时隙划分的方式, 将两个不同方向传输的信号按照时隙技术压合在同一条光纤上实现保护。

在当前的工程应用中, 最为常见的SDH保护环结构为二纤单向通道保护环、二纤单向复用段保护环、二纤双向复用段保护环以及四纤双向复用段保护环。其中二纤单向通道保护环分别将同样的信号以不同的传输方向放置于两根并行光纤上, 并且由光线路上的不同节点选择性接收。二纤单向复用段保护环与前者保护机制相同, 但针对于复用段进行保护, 在不需要保护的时候备用环可以承载额外业务, 但是故障发生的时候倒换时间却相对较长。二纤双向复用段保护环则是利用时隙划分机制对四纤保护实现逻辑层面的模拟, 前半个时隙与另一条光纤上的后半个时隙之间形成保护互补, 从而实现保护职能。而四纤双向复用段保护环的四根光纤中, 两根工作光纤组成传送业务的工作环, 两根保护光纤为工作光纤提供保护, 发生故障时, 把工作光纤中的业务倒换到保护光纤即可。

二、SDH自愈系统的应用特征

上文中对于SDH自愈技术已经做出了浅要分析, 但是在实际的应用过程中, 每一种SDH自愈环技术又突出了其各自不同的应用特征, 并且在实践领域中, 自愈技术也并非SDH一枝独秀, 因此只有展开相互之间多层面的对比, 切实了解数字通信技术的自身特征和实际需求, 有的放矢才能获取良好的效果。

从SDH技术簇内部角度看, 首先需要考虑的是成本和容量问题, 这是决定采用二纤或四纤的首要依据。毋庸置疑, 四纤在容量上有着绝对优势, 这种优势可以让建立起来的数据通信网络有较好的生命力, 在未来当数据传输需求有所提高的时候, 四纤通信网络也能有更为优良的应对表现, 相比之下, 二纤光网络虽然可以通过复用等技术提升容量, 但是考虑到时隙倒换和掉话自愈时间等方面的参数特征, 二纤光网络在未来的表现必然会随着数据传输需求和加入到光网络中的节点数目的增加而有所削弱。从成本角度看, 四纤环涉及到ADM、光纤和再生器的数量是二纤单向环的两倍, 因此在成本上处于劣势。在实际工作中, 对二纤环和四纤环的选用需要根据整个数据传输网络的实际需求和发展状态做出合理制定, 通常而言, 当业务量需求模型为集中型时, 单向环比双向环经济, 相对应地, 当业务量需求模型为循环型时, 双向环比单向环经济。

从自愈环自身的工作角度出发, 二纤单向通道保护环无疑具有最为简单的环结构, 从操作和维护的简易程度上占据优势, 同时由于不涉及APS通信, 因此期自愈时间也是最短的。而对于双向环而言, 二纤由于涉及到时隙分割和倒换, 因此其逻辑计算过程则会远复杂于四纤环, 自愈时间也会远远大于四纤环网络。针对于这些特征, 靠近用户端的数据传输网络可以基于其业务量相对较少且均相对比较接近端局的特征, 将网络设置为较为简单经济的单向环;而对于主干网而言, 其担负的多为局间通信, 业务量较大, 并且在节点上需要能够实现良好的业务量分插能力, 因此能够实现大业务量数据传输的双向环会更适合主干网。

三、结论

SDH技术的自愈能力在实际应用过程中有目共睹, 并且也必然会因此在未来具有良好的生命力。在实际应用中, 切实分析实际需求, 深入了解SDH不同结构和技术特征, 有的放矢做出最为匹配的决策, 才能获得良好应用效果。

摘要：文章首先针对SDH的自愈概念做出了分析, 而后针对其分类依据进行了介绍, 并且对当前比较常见的四种主要的保护环给出分析。最后对于SDH保护环境的应用以及应用特征做出了阐述。

SDH基本原理 篇3

在SDH网络的工程设计中,离不开传输网同步系统的设计。在没有外时钟源、SDH不具备SSM功能时,网络只能设置一条定时路径,不能设置备份定时路径以避免定时环路的形成。由于同步网络通常采用环形组网或以环网为基础的复合型组网,出于网络定时安全的考虑,设置主备定时路径是非常必要的。但在设置主备定时路径时,可能会引入定时环路现象,通过启动SSM功能可以避免实现由于光纤中断或网元失效导致的定时源丢失的问题;同时,也可以防范定时路径形成环路的现象。SSM功能为,将同步定时信息和SSMB (同步状态消息比特)一起传输,在网元接收到定时信息的同时,也接受到它的精度标记。如此网元不仅能够确定提取定时信息的路径,且可以解读该定时信息的精度。依据此小心控制本节点的时钟进行相应的操作(跟踪、倒换、保持),并将此消息传递到下游站点,从而完成对整个网络定时的控制。

SSMB编码占用STM-N复用段开销中S1字节的b5-b8进行编码。目前,ITU-T规定了6中编码分别对应6种等级,0000 (同步质量未知)、0010 (G811基准主时钟-铯钟)、0100(G812转接时钟-铷钟)、1000 (G812本地时钟-BITS)、1011 (G813时钟-SDH自由震荡)、1111 (不用于同步)。

2 S1字节工作原理

S1字节,也称同步状态字节,是用来传送同步状态信息,即在定时传递链路上直接反映同步定时信号的质量级别。根据这些信息可以判断所收到同步定时信号的质量等级,开控制节点时钟的运行状态。例如,继续跟踪该信号,或倒换输入基准信号,或转入保持状态等。用S1字节的5-8比特通过消息编码以表明改STM-N的同步状态,并帮助进行同步网的保护倒换。

ITU-T定义的S1字节,正是用来传递时钟源的质量信息的。它利用段开销字节S1字节的高四位,来表示16种同步源质量信息。

表1是ITU-T中规定的STM-N接口的SSM (同步状态信息)编码方式,用复用段开销字节S1的b5-b8比特表示。遵循一定的倒换协议,就可实现同步网中同步时钟的自动保护倒换功能。其中,其余组态预留。

2.1 S1工作规则

网元根据S1中传递的同步状态消息选择等级最高(S1数值最小)的同步源作为设备的当前主用同步源。

当NE有多于一个同步源时,应对各同步源设置不同的优先级,当一个以上的定时具有相同的S1数值时,应选择优先级高的作为当前同步源。

当NE收到其上游发来的时钟并将本NE同步于该时钟时,应向其上游的节点回送不应用作同步(即S1=1111)的信息;同时,利用S1字节向所有其它方向发送该钟的时钟质量等级。

当所有的同步源均不可用时,设备内部时钟工作于保持模式。在配置S1时,如果配置不合理仍然可能形成定时环路。

2.2 S1设置原则

在环型网中,首先通过网管设置时钟接受优先级确定网络设定主、备两条定时路径。定时路径是受到时钟接收优先级约束的,被列入优先级列表的线路才是有效的。其中每个网元的优先级列表只配置两个方向即可,优先级高的构成主路径,优先级低的构成备用路径,每条路径的起点和终点不能是同一个节点。然后,通过网管配置输入/输出S1。再出现同步源头失效的情况下,触发定时路径的倒换。定时路径的倒换是返回式的,在出现故障的同步源恢复后,定时路径由备用再恢复到主用。有点类似通道保护的工作机制,在收端控制选收,建立正确的定时路径。

2.3 设置内容

输入/输出QL:输入/输出S1值。不管网络的拓扑如何,可以分为3类网元——起始站点、通过站点、终点,而S1字节是逐站传递,类似于接力,不能直通。S1等级一般可以配置成两种方式:自动提取、强插精度等级。其中,强插方式又可以细分为6种SSM等级。通常,从外同步源获取时钟的设备在设置S1字节QL值时,选择自动提取而不用强插精度等级,只有在外时钟源不具备SSM功能或将此功能关闭时通过网管配置给该时钟源强插1个SSM等级,从路线提取定时的设备不用通过网管配置插入时钟等级,只需设置成线路自动提取即可。

3 工作实例

实线表现主用定时路径,起点为1,终点为4,顺时针方向;虚线表示备用定时路径,起点为1,终点为2,逆时针方向。设计实现网同步。各网元的同步源及时钟源级别配置如表2所示。

从原理上看,只需将1的线1/线2优先级关闭(不选收该方向的定时信号),就可将4指定为主路径的末端站点,将2指定为备路径的末端站点,但在实际操作中最好同时将4和2向1的发送精度降低,这样就确保了1的定时信号不会通过4回送到本站。

引起同步源失效的几种情况:外时钟(hz) LOS;外时钟(bit) LOS;线路信号LOS;接收的时钟精度低于SSM门限。线路信号LOS时,时钟倒换的过程(见图2)。因此不在此图标出。黑色虚线表示启用的备用路径,蓝色虚线表示备用路径的反向,由上游站点依次向下游站点发送1111。

3.1 倒换过程

2:主用进入保持,向1和3发送G813;3:主用收G813继续向4发送;4:主用收G813,4备用收G812,比较后将主用定时源淘汰,启用备用定时源完成定时源切换,向3发送G812;3:备用淘汰主用,完成定时源切换,继续向2发送G812;2:备用淘汰保持,完成定时源切换。

3.2 故障同步源恢复后的返回过程(见图3)

SDH基本原理 篇4

关键词：SDH光传输设备,故障定位,方法

目前梅州供电局有传输A网、传输B网 (华为) 、传输B网 (中兴) 等3个独立的光传输网, 承担着继电保护、安稳通道、远动自动化通道等生产实时业务, 因此确实做好光通信设备的日常维护工作, 确保其安全稳定地运行是极其重要的。日常维护工作经常要求我们对各类故障进行定位并及时排除。这就需要对故障产生的原因、处理的思路及方法有一个清晰的认识, 这样才能够达到事半功倍的效果。

1 SDH光传输设备的特点

SDH光传输设备是目前应用比较广泛的传输设备之一, 它的巨大的传输量和双系统的设计是它与其它传输设备的主要区别, 这也是许多大企业采用SDH传输设备进行数据信息传输的主要原因。而且, SDH传输设备还拥有了更加丰富的保护方式及更远的传输系统, 这为用户提供了更为多元的选择, 并且更加的赢得了用户的信赖。此外, 传输系统还具有很强的横向兼容性, 可以与厂家的设备实现真正的互联互通, 相互控制, 这样的设备既满足了客户的需求, 又顾及了厂家的需要, 是真正的双赢。

2 SDH光传输设备故障的处理原则

在SDH设备的实际维护过程中, 设备故障告警不是一个一个孤立地出现的, 某一个故障往往会引发相关联设备的连锁反应。因此可以从系统的角度去分析告警现象。发生的故障一般包括光缆线路故障、尾纤故障、电缆故障、单板故障、网管系统故障、电源系统故障灯几类。一般遵循“先抢通, 后修复;先外部, 后传输;先单站, 后单板;先线路, 后支路;先高级, 后低级”的原则, 从而能够正确定位实际故障点。2.1先外部后传输。在发现设备故障时, 我们首先要遵循的原则是先外部、后内部原则。首先, 我们要排除一切外部故障的可能, 例如光纤断裂、交换故障或电源等问题;当检查发现外部线路等没有发生故障, 我们就要对SDH传输设备进行故障可能性的排查。2.2先单站线路后单板支路。在确定外部和SDH光传输设备均没有问题的情况下, 我们要谨遵先单站线路后单板支路的原则进行故障排查。先找出出现故障的单站, 然后再对出现问题的单站进行单板的检查, 找出其出现问题的具体原因。同时, 还要指出是否是由于线路板的问题导致了支路板的告警。2.3先高级后低级。事有轻重缓急, 一般来说, 我们要首先检查比较严重的故障漏洞, 要先对高级别的故障漏洞进行修复, 对其进行优先处理, 然后再对低级的次要的告警作出处理。因为高级别的故障会造成很严重的后果, 如果不及时处理可能会酿成大祸, 而低级别的告警则可以排在高级告警之后。

3 SDH光传输设备故障的定位处理方法

3.1 采用传输仪表测试法来分析故障。仪表测试法在日常判断故障时较常用, 在排除传输设备外部问题以及其他设备如程控交换机、数据通信设备等对接问题上比较适用。例如怀疑末端光缆性能不好, 可以适用光时域反射测试仪 (OTDR) 进行测试;如怀疑某个2M传输通道不好, 可使用2M误码测试仪进行2M误码测试。此种方法的优点是说服力较强, 可以防止故障发生时个专业之间配合上出现问题。3.2采用环回测试法来分析故障。环回测试是传输系统日常维护及工程测试常用的测试方法之一, 对于平常调度电路、增开电路都有很大的作用。根据环回方式的不同, 可将环回测试分为软环回和硬环回。通过网管系统对端口进行的环回测试属于软环回, 在物理端口使用连接器件或线缆进行的环回测试属于硬环回。对于PDH接口单元有3种环回方式:设备环回即在本端对远端支路做环回, 在远端支路DDF架挂仪表测试;终端环回即对本端支路环回, 在本端DDF架挂仪表测试;远端环回即做到对端支路的远端环回, 在远端支路DDF架挂仪表测试。采用环回测试法来分析故障可以不依赖于对大量告警及性能数据的深入分析而可以将故障较快地定位到端站乃至单元盘。此法的缺点是在环回操作时, 此电路业务也就中断了, 因此对于运行中的业务不可随意采用环回测试法。3.3采用替换法来分析故障。当用插拔法不能解决问题时, 可以考虑替换法。替换法就是使用一个正常的备件去替换一个被怀疑工作不正常的元件, 从而实现故障的定位和排除。替换法适用于排除传输外部设备的问题, 如光纤、中继电缆、交换机、供电设备等。或故障定位到单站后, 用于排除单站内单板的问题。如某站光板有告警, 我们怀疑收发光纤接反, 则可将收、发两根光纤互换。若互换后, 光板告警消失, 就说明确实光纤接反。替换法的优点在于方法简单, 对维护人员要求不高, 比较实用, 但对备件有要求。另外替换插拔电路板时, 需要按照操作规范执行。3.4采用更改配置法来分析故障。更改配置法是对时隙、板位、单板参数重新进行配置。故适用于故障定位到单个站点后, 排除由于配置错误而导致的故障。当通过更改时隙配置不能将故障确切地定位到是哪块单板的问题时, 需进一步通过替换法进行故障定位。因此该方法适用于没有备板的情况下, 初步定位故障类型, 并使用其他业务通道或板位暂时恢复业务。该方法操作起来比较复杂, 对维护人员的水平要求较高。因此, 除非在没有备板的情况下用于临时恢复业务, 或用于定位指针调整问题, 一般情况不推荐使用。

4 SDH光传输设备的维护

4.1 SDH光传输设备维护工作的分类及内容。SDH光传输设备的维护工作分为很多种, 一般包括日常例行维护、周期性的例行维护以及突发性维护等。日常例行维护是指维护人员每天必须要完成的工作任务, 它要求工作人员随时了解设备的运行状况以便随时发现问题, 维护人员可以通过网络来观察设备的运行情况或者通过设备的各指示灯来监视设备的运行状况;周期性例行维护是指定期的对SDH设备进行维护, 这样一来, 维护人员可以了解设备的长期运行状况, 以决定设备是否需要进行检修;当设备出现故障时进行的维护检修即为突发性维护, 是指在例行维护、周期维护、用户申告中发现设备故障后所进行的维护。对于维护工作人员来讲, 如何有效的做好光传输设备的维护、如何及时的判断故障是很重要的。4.2 SDH光传输设备维护工作中应注意的问题。对于整个电网系统的运行来讲, SDH光传输设备的的维护是很重要的一个环节。在维护工作中, 我们要随时注意, 并保证SDH设备的工作条件处在正常的工作范围内, 以免由此引发故障。当我们发现某一单板发生告警, 为避免造成更严重的后果要首先停止系统的工作, 然后确认告警的存在性, 最后进行维护修复。如果发生较为严重的突发性故障, 需要更换机盘, 操作人员必须佩带相应的防护装备以免造成自身辐射, 还应当将受损机盘装入防静电塑料袋内, 以免进一步损坏其它部件。在对较远端的设备做线路环回时, 要避免环回后造成远端系统中断, 以免延误故障处理,

结束语

随着SDH光传输设备的日趋广泛的运用, 大多数电力生产信息、管理信息及调度信息均需通过SDH光传输网络进行传输, SDH设备的通信系统的日常维护也变得尤为重要。SDH传输网络是一个复杂的网络系统, 通信检修人员在对SDH设备的维护过程中, 必须不断地提高自身的业务水平和处理故障的能力。如何有效的对光传输设备进行维护, 如何迅速的定位、修复和维护光传输设备是我们目前工作的重要一环, 只有不断地加强维护投入, 才能真正为电网的安全运行提供可靠的保障。

参考文献

[1]杨爽, 李美茹.浅谈SDH系统常见故障处理及维护方法[J].光纤通信网, 2011.