20210526 SDH
基本概念
一次系统
由发电机、送电线路、变压器、断路器等发电、输电、变电、配电等设备组成的系统。
二次系统
由继电保护、安全自动控制、通信系统、调度自动化系统等组成的系统。电网中运行的专用通信系统我们称为电力通信。
电力通信地位很高
电力通信网承载业务
包括电网生产控制类、企业营销服务类、企业经营管理类。
生产调度系统
调度电话，远动自动化，继电保护，调度数据网，安全自动装置，负荷控制，集控监控，故障录波
智能营销系统
客户服务，营销系统，电量计量
管理信息化系统
行政电话，办公自动化OA，管理信息系统MIS，资源管理系统ERP，生产管理系统PMS，应急指挥系统，会议电视电话，信息广域网
电力二次系统四大大区
电力通信网络架构
骨干通信网：包括一级网，二级网，三级网，四级网
终端通信接入网：10kV通信接入网，0.4kV通信接入网。是电力系统骨干通信网的延伸，提供配电与用电业务终端同电力骨干通信网的连接，具有业务承载和信息传送功能。
电力光通信技术
包括SDH，MSTP，OTN
SDH产生背景
SDH对电接口作了统一的规范，使得SDH设备容易实现多厂家互连互通，兼容性大大增强。SDH基本的信号传输结构等级是同步传输模块（STM），相应的速率是155Mbit/s。高等级的数字信号系列是基础速率的4倍关系：622Mbit/s（STM-4）、2.5Gbit/s（STM-16）、10Gbit/s（STM-64）。
SDH
SDH网是由一些SDH的网络单元（NE）组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。SDH大量采用软件进行网络配置和控制，增加新功能和新特性非常方便，适合将来不断发展的需要。SDH网有标准的光接口，即允许不同厂家的设备在光路上互通。基本网络单元有终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC）等。
SDH体制缺陷不足
1，指针调整机制复杂：SDH从高速信号中直接下低速信号是通过指针机理来完成的。
2，带宽利用率低：SDH在信号的帧结构中安排了丰富的操作管理维护（OAM）开销字节，使网络的监控功能大大加强，但这也同时导致带宽利用率降低：在相同的容量情况下，由于大量的加入了开销字节，使得传送有效信息字节相应减少。
3，软件大量使用对系统安全性影响
SDH复用过程
SDH同步复用方式
STM-1 --> STM4 采用字节间插复用方式，4 * STM-1 -> STM-4
SDH帧以字节为单位，帧幅为8000帧/s。周期为125微秒。
SDH复用过程
业务信号进STM-N帧的过程要经历映射、定位和复用三个步骤。
- 映射：在SDH边界处使支路信号适配进虚容器的过程
- 定位：将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程。确定低价VC帧的起点在TU净负荷中位置或高价VC帧的起点在AU净负荷中的位置的过程。
- 复用：是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层或者把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程。
- 标准容器C：容器是一种用来装载各种速率的业务信号的信息结构，主要完成PDH信号与VC之间的适配（即码速调整）。以便让那些最常使用的准同步数字体系信号能够进入有限数目的标准容器。我国使用的三种容器：
- 虚容器：用来支持SDH的通道层连接的信息结构。由容器输出的信息净负荷加上通道开销（POH）组成。VC是SDH中最重要的一种信息结构，VC可作为独立实体灵活地在传送节点插入和分出，以进行同步复用或交叉连接处理。 VC的包封速率是与SDH网络同步的，因此不同VC是互相同步的，而VC内部却允许装载来自不同容器的异步净负荷。我国使用三种虚容器：
虚容器可以分为低阶虚容器和高阶虚容器两种。准备进支路单元（TU）的虚容器称为低阶虚容器，准备进管理单元（AU）的虚容器称高阶虚容器。VC3可能为两种。
SDH网络结构和网络保护机理
线型网
将通信网络中的所有点一一串联，而首尾两点开放。
优点：节省投资，管理简单。
缺点：无法应付节点和链路失效，故生存性较差。
应用：铁路、公路、电力沿线。
星型网
将通信网络中某一特殊点与其他各点直接相连，而其他各点间不能直接连接。
优点：局部故障不影响全局。
缺点：中心局带宽瓶颈和失效。
应用：中心局和各分局的连接。
树型网
可看成是线型拓扑和星型拓扑的结合，即将通信网络的末端点连接到几个特殊点。
优点：层次分明，便于管理控制。
缺点：存在带宽瓶颈和功率预算。
应用：广播型业务。
环型网
将线型拓扑的首尾之间再相互相连，从而任何一点都不对外开放。
优点：具有很高的生存性。
缺点：软件实现较复杂。
应用：各种网络环境。
网孔型网
将许多点直接相互连接。
优点：不受节点瓶颈和失效的影响，有多种路由选择，可靠性很高。
缺点：结构复杂，设备线路成本高。
应用：适合业务量大、等级高网络。
SDH网元
网元就是网络单元。能独立完成一种或几种功能的设备都称为网元。一个设备就能被称为一个网元，也可能多个设备组成一个网元的情况。
常用网元有终端复用器（TM），分/插复用器（ADM），再生中继器（REG），数字交叉连接设备（DXC）
终端复用器（TM）：双端口器件，交叉复用功能。将低速支路信号纳入STM-N帧结构，并经电/光转换成为STM-N光线路信号，其逆过程正好相反。
数字交叉连接设备（DXC）：多端口器件，用于重要节点站，提供强大的交叉能力。实现支路之间的交叉连接。SDXC除了可以实现支路之间的交叉连接以外，还兼有复用、配线、光/电和电/光转换、保护/恢复、监控及网管等多种功能。实际中常常把数字交叉连接的功能内置在ADM中，或者说ADM包括了数字交叉连接的功能。
分/插复用器（ADM）：三端口器件，用于节点站。群路端口默认为：左w、右e。将同步复用和数字交叉连接功能综合于一体，具有灵活地分插任意支路信号的能力，在网络设计上有很大灵活性。另外，ADM也具有电/光转换、光/电转换功能。可以利用软件一次分插出2Mbit/s支路信号，十分简便。
再生中继器（REG）：双端口器件，用于节点站。群路端口默认为：左w、右e。作用是将光纤长距离传输后受到较大衰减及色散畸变的光脉冲信号转换成电信号或进行放大、整形、再定时、再生为规划的电脉冲信号，再调制光源变换为光脉冲信号送入光纤继续传输，以延长通信距离。
网络保护机理
为了提高网络的安全性，在通信网引入了网络保护机制，要求网络有较高的生存能力，从而产生了自愈环的概念。
网络保护：网络保护指通过技术手段，保护业务在网络故障时（光板故障、光缆中断、单站失效）不中断或少中断，提高网络的生存性。
自愈：自愈是指在网络发生故障时，无需人为干预，网络自动在极短的时间内（50ms)，使业务自动从故障中恢复传输。具备自愈能力的网络就是自愈网络。
自愈网络有前提条件：备用路由，强大交叉能力，网络节点的智能性。
子网：在实际的骨干网和大型区域网中 ，为了达到路由选择和管理的目的，引入子网，对网络进行功能分割，从而将复杂的网络拓扑简单化，更便于管理。在网络拓扑中，子网就像一个容器，它可以包含网络节点、网络连接（链路），甚至可以包含更低层次的子网。
NE是什么
环分类：二纤、四纤（网元节点间的光纤数目）；单向、双向（环上业务的方向）；一致路由、分离路由（收发信号路由方向）
SDH网络保护方式分为路径保护和子网连接保护（SNCP）。路径保护又分为通道保护和复用段保护。
路径保护：当工作路径失效或性能劣于某一必要水平时将由保护路径替代。
子网连接保护：当工作子网失效或性能劣于某一必要水平时将由保护子网替代。
SDH网络–线性保护
1+1结构正常情况下，工作路由和保护路由同时传送业务信号 ，但接收端仅仅从工作路由选收业务信号。工作路由故障时，接收端将倒换到保护路由选收业务信号。
1：N结构保护路由也可传数据，但是当工作路由故障时候，保护路由立即启动，抛弃当前传输数据，开始传输工作路由数据。
线性复用段保护：多用于链形网络拓扑中，以复用段为基础，采用分段保护。
自愈环
1，二纤单向通道保护环
2，二纤双向复用段保护环
通道保护环和复用段保护环区别
对于通道保护环，业务的保护是以通道为基础，也就是保护的是信号中的某个VC，倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的，倒换条件是：TU-AIS告警信号。
复用段倒换环是以复用段为基础，倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。倒换是由APS协议来启动的，当复用段出现问题时，环上整个STM-N或1/2STM-N的业务信号都切换到备用信道上。复用段保护倒换的条件是：LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC告警信号。
子网连接保护（SNCP）
子网连接保护可以看成是通道保护的延伸，同样是1+1的保护方式，遵循“发端双发，收端选收”的原则，比通道保护强大之处在于：子网连接保护可以适应任何的网络拓扑结构，包括复杂的网络结构。只要可以在网络中同时可以找出一条不同路由的保护业务路径，就可以用这条路径业务对工作路径业务进行1+1的保护 。
网同步
数字网中要解决的首要问题是网同步问题，即保证收/发两端能正确的在某一特定时间位置上提取/发送信息的功能，由收/发两端的定时时钟来实现的。数字网同步的目的：使网中各节点的时钟频率和相位都限制在预先确定的容差范围内，以免由于数字传输系统中收/发定位的不准确导致传输性能的劣化（误码、抖动）。
同步方式
伪同步：各网元时钟相互独立，具有极高的精度和稳定度（误差很小，接近同步）。用于国际数字网。
主从同步：网内设一高精度时钟主局。受控于全局，且逐级下控。用于一个国家、地区内部
的数字网。为了增加主从定时系统的可靠性，可在网内设一个副时钟，采用等级主从控制方式。两个时钟均采用铯时钟，在正常时主时钟起网络定时基准作用，副时钟亦以主时钟的时钟为基准。当主时钟发生故障时，改由副时钟给网络提供定时基准，当主时钟恢复后，再切换回由主时钟提供网络基准定时。
从时钟工作方式
1，正常工作模式：跟踪锁定上级时钟模式，精度最高
2，保持工作模式：利用定时基准信号丢失前存储的频率信息基准。不能持续很久，精度次于正常模式
3，自由运动模式：从时钟内部振荡器工作于自由振荡方式。精度最低，万不得已而为之
时钟分类
铯原子钟：长期频率稳定度和精确度很高的时钟，其长期频偏优于1*10E-11，但短期稳定度不够理想。
铷原子钟：稳定度、精度和成本介于上述两种时钟之间。频率可调范围大于铯原子钟，长期稳定度低一个量级左右，但有出色的短期稳定度和低成本特性，寿命约十年。
石英晶体振荡器：廉价时钟源，可靠性高，但是长期频率稳定度不好。
我国同步网结构
全国基准 铯钟+GPS；区域基准 GPS+铷钟；大楼综合定时系统 石英晶振
SDH网同步
数字网的同步性能对网络的工作性能至关重要。当网络工作在正常模式时，各节点时钟同步于一个基准时钟，节点间时钟只存在相位差而不会出现频率差，因此只会出现偶然的指针调整事件。当某节点丢失了同步基准而进入保持模式或自由运行模式时，该节点时钟与网络时钟之间出现频率差，这会导致指针连续调整。
SDH网同步原则
主从同步时钟传送时不应存在环路。
1，尽量减少主从同步中时钟跟踪传递的链路。
2，从时钟应从高一级设备或其他同级设备获取基准时钟信号。
3，主、备用时钟基准应从分离路由传递，防止当主用时钟传递链路中断后，导致时钟基准全部丢失。
4，选择可靠性高的传输系统传送基准。
SDH时钟源种类
外部时钟源——由SETPI功能块提供输入接口。
线路时钟源——由SPI功能块从STM-N线路信号中提取。
设备内置时钟源——由SETS功能块提供。
同时，SDH网元通过SETPI功能块向外提供时钟源输出接口。
若两网元中其中一个网元跟踪的时钟同步源是另一个网元的时钟，则本网元的时钟对于另一个网元来说为不可用同步源，防止时钟互相跟踪。
具体做业务方法
选用的网元为OSN3500，选择的接口板分别为 D75S两块，ETF8一块。选用的处理板分别为N2PQ1保护（做TPS保护用），N2PQ1，N4EFS0，光板选用16S0，交叉板选用GXCSA两块（9,10槽位），电源板选用SCC两块。
配TPS保护，配时钟。
其它正常。
课程完结了。
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