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E1、POS口、PDH、SDH/MSTP到底是什么?

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 楼主| 发表于 2021-10-25 11:00:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
软考网络规划设计师涉及到一部分的光传输技术知识,教程里没有相干的介绍。下面分四章简要说明SDH、WDM、OTN、IPRAN以及光纤光缆的知识。起首介绍下SDH的知识。在通讯网中使用高速大容量光纤传输技术的新体制,最先诞生的是美国SONET同步光纤网络。这一概念是美国贝尔实验室在1984年提出来的,1988年被ITU-T采取,并重新命名为SDH同步数字体系。
什么是PDH?E1和2M的关系

SDH是一种TDM时分复用技术,在学习SDH知识之前,我们先来相识下PDH准同步数字序列。PDH有两种技术标准,即美国的T系列和欧洲的E系列,也就是我们通常所说的1.5M和2M系列。
PDH没有全网同一的时钟信号,群里和支路信号之间时钟频率还有肯定的偏差,因此非常容易导致时延和误码,不适合传输电信级的语音信号。而且存在两大技术标准,互联互通、网络管理、上下电路等都比较麻烦,所以逐步被镌汰了。

通常意义上的光传输装备,都叫光端机。在2000年左右,PDH光端机、光纤收发器大量应用在末了专线的接入当中,此后逐步被SDH光端机所取代。

固然PDH技术被镌汰,但其PCM脉冲编码调制技术仍然在用,其理论基础是奈切斯特定理,这也是模仿信号转为数字信号的基础。我国传输都是采用欧洲标准,即E系列,2M信号就是E1。这里说明下E1是怎么得出2.048M的。

E1帧长256个bit,共分为32个时隙TS,一个时隙TS 8bit,根据奈切斯特定理,一个bit抽样8000次,所以速率是64K,32*64K=2048K,即2.048M,简称2M电路。

通常情况下,TS0时隙用于传输帧同步码,TS16用于传输信令,所以一个2M信号的有用传输时隙是30个,用于传输语音或数据信号。一起固定电话的带宽只需要64K,所以一条2M电路可以带30路固定电话,即30B+2D。2M电路的知识,2019年网络工程师考试考过。

E1电路的硬件阻抗接口有2种:非均衡式的75欧姆和均衡式的120欧姆,在通讯中90%以上用的是75欧姆的阻抗,接口标准是G.703。相应的线缆叫做同轴电缆,俗称2M线,型号一般是SYV-75-2,一根同轴电缆一般是8芯,可以接4个2M。

2M的对接器件叫做U形头,在DDF数字配线架上可以做环回操纵,可以用发光二极管判断2M电路的收发,大概2M误码仪。做过传输的,应该非常认识。不过随着GSM的退网,通讯机房内已大量采用光跳线,同轴电缆和2M电路渐渐走入汗青。

在PDH复用技术中,E1作为一次群信号,二次群信号E2是8M,三次群信号E3是34M,四次群信号E4是140M。140M电路在早期大容量互联中还是有应用的。此后都是采用光口155M对接。

说完E1,再来说说T1,这是北美和日本标准。基本的原理都是一样,都是奈切斯特定理,但与E1不同的是,T1帧长是192bit,其中1个bit是帧同步码,24个时隙,24*64+8=1544k,即1.544M,简称T1 1.5M电路。固然,也还有二次群、三次群、四次群,我国没有采用相应的标准,也就不用过多的关注。

所以,大家可以看到,PDH标准是不同一的,信号帧格式都不一样,国际互联非常麻烦,所以同一标准的SDH技术就应运而生了。

SONET和SDH

前文我们也说过,SONET技术是先于SDH技术的,但SONET只是北美的地区性标准,而SDH是ITU-T钦定的天下标准。
SONET定义的线路传输速率是51.84M作为基础,带宽单位以OC光载波来表示,通常表示为OC-n,n表示是基础速率51.84M的多少倍,OC-1就是51.84M,OC-3是155.52M,OC-12是622.08M,后面还是OC-24、OC-48等,分别代表1.25G、2.5G等。

这里只要记住SONET的基础速率是51.84M,就可以推出给定速率的OC倍数。2020年网规考试有考过OC3速率是多少。

SDH基础速率是同步传送模块STM-1,即155M。也就是说OC-3对应SDH的STM-1信号。SDH的帧复用是4作为倍数单位的,STM-4就是622M,STM-16是2.5G。在SDH系统中,是没有1.25G速率的。这和以太网GE速率是有截然区别的,后面会说到。

关于SDH STM-1信号帧的格式,这里不具体讲,帧长是270*9个字节,一个字节8位,抽样8k次,所以计算出来的速率就是270*9*8*8=155520k,即155.52M。STM-4、STM-16等速率按照相应的倍数相乘就可以得出了。

SDH光传输装备,俗称也叫SDH光端机,整机结构包括电口支路板、光接口板、主控板、时钟板、交叉板等。电口支路板一般是2M板,那么一个STM-1信号可以下支路duos多少条2M电路呢,答案是63个。

怎么来的呢,只要记住2M到155M的时隙复用结构就可以了,这个映射复用结构叫做373结构,即3*7*3=63。别的的时隙都是开销,所以SDH的时隙使用率比PDH要低。以上的知识点,以前应该都有考过。

SDH的主要优点就是天下同一的标准;灵活的时隙复用,可以提供不同的支路信号;强大的光接口能力,可以提供不同速率的光口;较多的字节开销,可以提供强大的网管能力,并赋予网络自愈保护能力。

下面说说华为SDH光传输系列,开始型号叫做SBS,后来改叫Optix,好比2.5G装备叫做Optix 2500+。说到这里,就要提到MSTP多业务传送平台。顾名思义,就是能够传送TDM时分复用、以太网、ATM型号的传输平台。

所以此后华为的MSTP装备,都叫做Metro系列,好比2.5G装备,叫做Metro 3000。再到后来,叫做Optix OSN系列。

不过随着GSM退网,SDH/MSTP装备已经快要步入汗青了,现在大多用于需要刚性管道的专线业务了,5G网络一般采用IPRAN/OTN 10GE光口对接。


                               
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POS光口与以太网光口的区别

POS,这个可不是POS机,而是Packet Over SDH,这是一种广域网技术,能够传送分组数据。也就是说,POS口可以通过PPP/LAPS/GFP协议将以太网帧封装映射到SDH帧当中,通过MSTP/SDH来传送IP业务。
POS口速率可以从155M到10G,但它本质上还是SDH信号。好比10G速率,155.52*64=9953.28M,约等于9.95G。

而对于以太网来说,都用千兆、万兆来表示GE、10GE速率。千兆以太网采用8B/10B编码方式,将8bit原始数据按照特定的规则编码为10bit数据流,然后进行传输,可以简单用1G*10/8=1.25G,所以GE光接口在光模块侧的速率是1.25G。

万兆以太网光接口采用的是64B/66B编码方式,10G*66/64=10.3125G,光模块侧速率是10.3125G。以上编码方式,也考过的。

所以,POS光口与以太网光口是帧格式完全不同的信号,光模块也是不同的,不能直接互通。不过,现在OTN装备都有GE、10GE光接口,可以非常方便对接以太网交换机、路由器,SDH/MSTP的特性并不利于传送IP业务。通常情况下,MSTP都仅承载以太网透传业务。

好了,SDH就介绍这么多,相信这些知识点应付上午考试应该足够了。

本文首发微信公众号:软考网络规划设计师(ID:ruankaowg)。

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