在我們享受著高速、穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)時(shí),你是否想過(guò)光傳輸技術(shù)是如何一步步發(fā)展到今天的呢?
文檔就帶大家來(lái)認(rèn)識(shí)一下通信技術(shù)的祖師爺PDH、以及青出于藍(lán)勝于藍(lán)的SDH吧~
1、什么是PDH?
PDH,即準(zhǔn)同步數(shù)字體系。在早期的通信網(wǎng)絡(luò)中,它發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
PDH準(zhǔn)同步數(shù)字體系,作為第一代光通信的標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了一系列的速率等級(jí)和等級(jí)間的復(fù)用方法。PDH的各速率等級(jí)稱(chēng)為一次群、二次群...五次群,將數(shù)字信號(hào)以固定的速率進(jìn)行傳輸。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是PDH規(guī)定了一系列大小不同的容器(次群)來(lái)容納不同數(shù)量的信號(hào),可以滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)需求。
我們可以把次群當(dāng)做是粗細(xì)不同的水管,細(xì)的水管(低次群)流速(傳輸速率)較慢,粗的水管(高次群)流速(傳輸速率)較快。
通過(guò)將多個(gè)低速信號(hào)復(fù)用到一個(gè)高速信號(hào)中進(jìn)行傳輸,可以提高傳輸?shù)男剩瑫r(shí)減少傳輸線(xiàn)路的數(shù)量,降低傳輸成本和復(fù)雜度。
PDH有兩大體系三個(gè)標(biāo)準(zhǔn),如下圖所示。以歐洲系列為例,各次群容納的E1數(shù)量是4倍的關(guān)系,即可以將4個(gè)2 Mbit/s復(fù)用到一個(gè)8 Mbit/s中進(jìn)行傳輸,將4個(gè)8 Mbit/s復(fù)用到34 Mbit/s中進(jìn)行傳輸。
看到這里,小伙伴們有沒(méi)有冒出這么一個(gè)問(wèn)題呢:不是說(shuō)各次群容納的E1數(shù)量是4倍的關(guān)系嗎,為什么各次群的速率不是嚴(yán)格的4倍關(guān)系呢?4×8 Mbit/s不是32 Mbit/s嗎,怎么就成了34 Mbit/s了呢??
這其實(shí)跟PDH的時(shí)間同步方式有關(guān)。我們說(shuō)PDH是準(zhǔn)同步數(shù)字體系,那么什么是“準(zhǔn)同步”呢?所謂“準(zhǔn)”,就是即將實(shí)現(xiàn)但是還沒(méi)實(shí)現(xiàn)的事情,說(shuō)白了就是還沒(méi)有同步,即異步。
PDH沒(méi)有使用全網(wǎng)嚴(yán)格統(tǒng)一的精準(zhǔn)時(shí)鐘,而是每個(gè)節(jié)點(diǎn)使用獨(dú)立的內(nèi)部時(shí)鐘。就像每個(gè)人都根據(jù)自己手表的時(shí)間來(lái)決定什么時(shí)候行動(dòng),整體比較混亂,沒(méi)有嚴(yán)格的同步性。盡管每個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘精度都很高,但是因?yàn)闀r(shí)鐘之間彼此不通氣,彼此之間總會(huì)有微小的差別。
這種微小的差別積累下來(lái)就可能導(dǎo)致信號(hào)在復(fù)用時(shí)出現(xiàn)比特錯(cuò)位的情況,因此在復(fù)用之前,需要先通過(guò)碼速調(diào)整使信號(hào)完全同步,來(lái)避免這種不同步帶來(lái)的混亂。這種用來(lái)同步的碼速調(diào)整是需要占用一定的空間的,這也是各次群的速率不是嚴(yán)格4倍關(guān)系的原因。
我們把次群當(dāng)成是粗細(xì)不同的水管,復(fù)用就相當(dāng)于把多個(gè)細(xì)的水管并到一起形成一個(gè)粗一點(diǎn)水管。
然而,不同的細(xì)水管的水流速度可能并不完全一致,因此需要安裝一個(gè)調(diào)節(jié)裝置(碼速調(diào)整)來(lái)調(diào)節(jié)水流的速度,讓這些細(xì)的水管匯聚到一起形成粗的水管時(shí),可以同步、穩(wěn)定地傳輸水流(信息)。
隨著通信業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,PDH 的一些缺點(diǎn)逐漸地暴露出來(lái)。
缺乏統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)
由于沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的PDH體系存在差異,這就導(dǎo)致了設(shè)備的兼容性問(wèn)題。
復(fù)用困難
PDH的復(fù)用方式是逐級(jí)復(fù)用,一次群只能復(fù)用為二次群,無(wú)法直接復(fù)用為三次群或四次群。
在這種情況下,如果要從高次群信號(hào)中提取特定的低次群信號(hào),就只能先將高次群信號(hào)整體解復(fù)用。相當(dāng)于需要在一輛裝滿(mǎn)貨物的貨車(chē)?yán)镎业教囟ǖ呢浳飼r(shí),就需要將所有的貨物都卸下來(lái),取出需要的貨物后,再將其余的貨物都打包放回車(chē)上。
維護(hù)困難
PDH中的開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)少,很多復(fù)雜的監(jiān)控、管理功能無(wú)法實(shí)現(xiàn),當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)難以及時(shí)發(fā)現(xiàn),定位故障。
2、什么是SDH?
在吸取了PDH的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)之后,SDH應(yīng)運(yùn)而生。SDH在全網(wǎng)設(shè)置統(tǒng)一的時(shí)鐘,也就是同步時(shí)間方式,如果說(shuō)準(zhǔn)同步方式是前后桌傳紙條,那么同步方式就像是學(xué)校播報(bào)的廣播一樣,全校同學(xué)在聽(tīng)到這個(gè)統(tǒng)一的信號(hào)后,可以同時(shí)開(kāi)始行動(dòng)。
既然信號(hào)是同步的,信號(hào)在復(fù)用時(shí)自然就不用添加填充物(碼速調(diào)整)了。
話(huà)不多說(shuō),我們來(lái)分析一下SDH的定義:“SDH(同步數(shù)字體系)是為不同速率的數(shù)字信號(hào)的傳輸提供相應(yīng)等級(jí)的信息結(jié)構(gòu),包括復(fù)用方法和映射方法以及相關(guān)的同步方法組成的一個(gè)技術(shù)體制”,SDH采用的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)稱(chēng)為同步傳送模塊STM-N。
“不同速率的數(shù)字信號(hào)”則表示貨物的大小不同。
“相應(yīng)等級(jí)的信息結(jié)構(gòu)”則表示相應(yīng)大小的箱子。也就是說(shuō),SDH可以根據(jù)貨物的大小選擇大小合適的箱子。
“映射”就是SDH根據(jù)貨物的大小去選擇箱子的過(guò)程??偠灾?,SDH就是可以根據(jù)貨物的大小選擇合適的箱子,通過(guò)一系列的映射和復(fù)用操作,將多個(gè)箱子復(fù)用到STM-N這個(gè)大車(chē)中去進(jìn)行傳輸?shù)囊粋€(gè)過(guò)程。
“信息結(jié)構(gòu)等級(jí)”則是SDH在傳輸路途中使用的車(chē)的大小,車(chē)能夠容納的容量大小叫做STM-N(N可以取1/4/16/64/256)。
SDH準(zhǔn)備了多種尺寸的箱子,根據(jù)貨物的大小可以選擇合適的箱子。那這些箱子是怎么進(jìn)行復(fù)用最后裝進(jìn)STM-N這輛車(chē)?yán)锏哪?,我們一起?lái)看一下~~
看起來(lái)是不是有點(diǎn)復(fù)雜,怎么一下子出現(xiàn)了C、VC、TU、TUG、AU、AUG這么多的概念呀。嘿嘿不用擔(dān)心,文檔君自會(huì)出手~
- C:容器,用于裝載各種大小(速率)的貨物(信號(hào))。容器C有多個(gè)尺寸,我們主要了解C-12、C-3和C-4。
C-12用于裝載2 Mbit/s的PDH信號(hào)。??? C-3用于裝載34 Mbit/s的PDH信號(hào)。??? C-4用于裝載139 Mbit/s的PDH信號(hào)。
- VC:虛容器,在容器C的基礎(chǔ)上加了個(gè)標(biāo)簽(POH通道開(kāi)銷(xiāo)),POH通道開(kāi)銷(xiāo)用于對(duì)VC進(jìn)行管理和監(jiān)控。不同類(lèi)型的容器C對(duì)應(yīng)不同的虛容器VC。
C-12對(duì)應(yīng)VC-12。??? C-3對(duì)應(yīng)VC-3。??? C-4對(duì)應(yīng)VC-4。
- TU:支路單元,是在VC的基礎(chǔ)上加了定位器(支路單元指針TU PTR),通過(guò)TU PTR實(shí)現(xiàn)對(duì)VC的定位和管理。TUG:支路單元組,由多個(gè)TU組成,方便后續(xù)進(jìn)行更高層次的復(fù)用。AU:管理單元,是在高階VC(VC-4)的基礎(chǔ)上添加定位器(管理單元指針AU PTR),通過(guò)AU PTR實(shí)現(xiàn)對(duì)VC-4的定位和管理。AUG:管理單元組,由一個(gè)或多個(gè)AU組成。需要再斟酌一下STM-N:同步傳輸模塊,是SDH網(wǎng)絡(luò)中的基本傳輸模塊,由多個(gè)AUG組成,并加了個(gè)標(biāo)簽/車(chē)頭(SOH段開(kāi)銷(xiāo))。需要再斟酌一下
了解了這些概念之后,我們?cè)賮?lái)對(duì)SDH的復(fù)用過(guò)程總結(jié)一下:也就是裝箱、貼標(biāo)簽(開(kāi)銷(xiāo))、位置綁定(指針定位)、組合(復(fù)用)這幾個(gè)過(guò)程。
相比PDH來(lái)說(shuō),SDH中的箱子排列的整整齊齊(這就是同步方式的好處),再加上有標(biāo)簽和定位指針,想找到某個(gè)箱子簡(jiǎn)直輕輕松松。因此SDH可以隨意地跨級(jí)復(fù)用和解復(fù)用,再也不用像PDH一樣辛辛苦苦地卸貨、打包了。