E1線路與SDH

E1線路與SDH 


  1、一條E1是2.048M的鏈路,用PCM編碼。
  2、一個E1的幀長爲256個bit,分爲32個時隙,一個時隙爲8個bit。
  3、每秒有8k個E1的幀通過接口,即8K*256=2048kbps。
  4、每個時隙在E1幀中佔8bit,8*8k=64k,即一條E1中含有32個64K。
  
  E1幀結構
  E1有成幀,成復幀與不成幀三種方式,在成幀的E1中第0時隙用於傳輸幀同步數據,其餘31個時隙可以用於傳輸有效數據;
  在成復幀的E1中,除了第0時隙外,第16時隙是用於傳輸信令的,只有第1到15,第17到第31共30個時隙可用於傳輸有效數據;
  而在不成幀的E1中,所有32個時隙都可用於傳輸有效數據.
  
  一. E1基礎知識
  E1信道的幀結構簡述
  在E1信道中,8bit組成一個時隙(TS),由32個時隙組成了一個幀(F),16個幀組成一個復幀(MF)。在一個幀中,TS0主要用於傳送幀定位信號(FAS)、CRC-4(循環冗餘校驗)和對端告警指示,TS16主要傳送隨路信令(CAS)、復幀定位信號和復幀對端告警指示,TS1至TS15和TS17至TS31共30個時隙傳送話音或數據等信息。
  我們稱TS1至TS15和TS17至TS31爲“淨荷”,TS0和TS16爲“開銷”。
  如果採用帶外公共信道信令(CCS),TS16就失去了傳送信令的用途,該時隙也可用來傳送信息信號,這時幀結構的淨荷爲TS1至TS31,開銷只有TS0了。
  由PCM編碼介紹E1:
  由PCM編碼中E1的時隙特徵可知,E1共分32個時隙TS0-TS31。每個時隙爲64K,其中TS0爲被幀同步碼,Si, Sa4, Sa5, Sa6,Sa7,A比特佔用, 若系統運用了CRC校驗,則Si比特位置改傳CRC校驗碼。TS16爲信令時隙, 當使用到信令(共路信令或隨路信令)時,該時隙用來傳輸信令, 用戶不可用來傳輸數據。所以2M的PCM碼型有
  ① PCM30 : PCM30用戶可用時隙爲30個, TS1-TS15,TS17-TS31。TS16傳送信令,無CRC校驗。
  ② PCM31: PCM30用戶可用時隙爲31個, TS1-TS15,TS16-TS31。TS16不傳送信令,無CRC校驗。
  ③ PCM30C: PCM30用戶可用時隙爲30個, TS1-TS15, TS17-TS31。TS16傳送信令,有CRC校驗。
  ④ PCM31C: PCM30用戶可用時隙爲31個, TS1-TS15, TS16-TS31。TS16不傳送信令,有CRC校驗。
  ⑤ CE1,就是把2M的傳輸分成了30個64K的時隙,一般寫成N*64,你可以利用其中的幾個時隙,也就是隻利用n個64K,必須接在ce1/pri上。CE1----最多可有31個信道承載數據 timeslots 1----31 timeslots 0 傳同步
  
  二、 接口
  G.703非平衡的75 ohm,平衡的120 ohm2種接口
  
  三、使用E1有三種方法
  1, 將整個2M用作一條鏈路,如DDN 2M;
  2, 將2M用作若干個64k及其組合,如128K,256K等,這就是CE1;
  3、在用作語音交換機的數字中繼時,這也是E1最本來的用法,是把一條E1作爲32個64K來用,但是時隙0和時隙15是用作signaling即信令的,所以一條E1可以傳30路話音。PRI就是其中的最常用的一種接入方式,標準叫PRA信令。
  用2611等的廣域網接口卡,經V.35-G.703轉換器接E1線。這樣的成本應該比E1卡低的,目前DDN的2M速率線路通常是經HDSL線路拉至用戶側.E1可由傳輸設備出的光纖拉至用戶側的光端機提供E1服務.
  
  四、使用注意事項
  E1接口對接時,雙方的E1不能有信號丟失/幀失步/復幀失步/滑碼告警,但是雙方在E1接口參數上必須完全一致,因爲個別特性參數的不一致,不會在指示燈或者告警臺上有任何告警,但是會造成數據通道的不通/誤碼/滑碼/失步等情況。這些特性參數主要有;阻抗/ 幀結構/CRC4校驗,阻抗有75ohm和120ohm兩種,幀結構有PCM31/PCM30/不成幀三種;在新橋節點機中將PCM31和PCM30分別描述爲CCS和CAS,對接時要告訴網管人員選擇CCS,是否進行CRC校驗可以靈活選擇,關鍵要雙方一致,這樣採可保證物理層的正常。
  
  五、問題
  【 在 lzx (不倒翁) 的大作中提到: 】
  問題:
  1. E1 與 CE1是由誰控制,電信還是互連的兩側的用戶設備?用戶側肯定要求支持他們,電信又是如何分別實現的?
  首先由電信決定,電信可提供E1和CE1兩種線路,但一般用戶的E1線路都是CE1,除非你特別要只用E1,然後才由你的設備所決定,CE1可以當E1用,但E1卻不可以作CE1。
  2. CE1 是32個時隙都可用是吧?
  CE1的0和16時隙不用,0是傳送同步號,16傳送控制命令,實際能用的只有30個時隙1-15,16-30
  3. E1/CE1/PRI又是如何區分的和通常說的2M的關係?和DDN的2M又如何關聯啊?
  E1 和CE1 都是E1線路標準,PRI是ISDN主幹線咱,30B+D,DDN的2M是透明線路你可以他上面跑任何協議。
  E1和CE1的區別,當然可不可分時隙了。
  4. E1/CE1/PRI與信令、時隙的關係
  E1,CE1,都是32時隙,30時隙,0、16分別傳送同步信號和控制信今,PRI採用30B+D ,30B傳數據,D信道傳送信令, E1都是CAS結構,叫帶內信令,PRI信令與數據分開傳送,即帶外信令。
  5. CE1可否接E1。
  CE1 和E1 當然可以互聯。但CE1必需當E1用,即不可分時隙使用。
  6. 爲實現利用CE1實現一點對多點互連,此時中心肯定是2M了,各分支速率是:N*64K<2M,分支物理上怎麼接呢? 電信如何控制電路的上下和分開不同地點呢?
  在你設備上劃分時隙,然後到在電信的節點上也劃分一樣同樣的時隙順序,電信只需要按照你提供的時隙順序和分支地點,將每個對應的時隙用DDN線路傳到對應分支點就行了。
  7.CE1端口能否直接連接E1電纜,與對端路由器的E1端口連通以下省略)
  8.Cisco 7000系列上的ME1與Cisco 2600/3600上的E1、 CE1有什麼區別?
  答 : Cisco 7000上的ME1可配置爲E1、 CE1, 而Cisco 2600/3600上的E1、CE1僅支持自己的功能。
  六. 配置
  補充: 光端機用法: 光纖---光端機--同軸線---G703轉v35轉換器--同步串口 or BNC-DB15,BNC-RJ45 --- CE1
  
  光端機,就是將多個E1(一種中繼線路的數據傳輸標準,通常速率爲2.048Mbps,此標準爲中國和歐洲採用)信號變成光信號並傳輸的設備。光端機根據傳輸E1口數量的多少,價格也不同。一般最小的光端機可以傳輸4個E1,目前最大的光端機可以傳輸4032個E1。
  光端機的種類
  光端機分3類:PDH,SPDH,SDH。
  PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy,準同步數字系列)光端機是小容量光端機,一般是成對應用,也叫點到點應用,容量一般爲4E1,8E1,16E1。
  SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步數字系列)光端機容量較大,一般是16E1到4032E1。
  SPDH(Synchronous Plesiochronous Digital Hierarchy)光端機,介於PDH和SDH之間。SPDH是帶有SDH(同步數字系列)特點的PDH傳輸體制(基於PDH的碼速調整原理,同時又儘可能採用SDH中一部分組網技術)。
  
  SDH
    一、SDH的概念
  SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步數字體系)是一種將復接、線路傳輸及交換功能融爲一體、並由統一網管系統操作的綜合信息傳送網絡,是美國貝爾通信技術研究所提出來的同步光網絡(SONET)。國際電話電報諮詢委員會(CCITT)(現ITU-T)於1988年接受了SONET 概念並重新命名爲SDH,使其成爲不僅適用於光纖也適用於微波和衛星傳輸的通用技術體制。
  它可實現網絡有效管理、實時業務監控、動態網絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能,能大大提高網絡資源利用率、降低管理及維護費用、實現靈活可靠和高效的網絡運行與維護,因此是當今世界信息領域在傳輸技術方面的發展和應用的熱點,受到人們的廣泛重視。
  二、SDH的產生背景
  SDH技術的誕生有其必然性,隨着通信的發展,要求傳送的信息不僅是話音,還有文字、數據、圖像和視頻等。加之數字通信和計算機技術的發展,在70至80年代,陸續出現了T1(DS1)/E1載波系統(1.544/2.048Mbps)、X.25幀中繼、ISDN(綜合業務數字網) 和FDDI(光纖分佈式數據接口)等多種網絡技術。隨着信息社會的到來,人們希望現代信息傳輸網絡能快速、經濟、有效地提供各種電路和業務,而上述網絡技術由於其業務的單調性,擴展的複雜性,帶寬的侷限性,僅在原有框架內修改或完善已無濟於事。SDH就是在這種背景下發展起來的。在各種寬帶光纖接入網技術中,採用了SDH技術的接入網系統是應用最普遍的。SDH的誕生解決了由於入戶媒質的帶寬限制而跟不上骨幹網和用戶業務需求的發展,而產生了用戶與核心網之間的接入"瓶頸"的問題,同時提高了傳輸網上大量帶寬的利用率。SDH技術自從90年代引入以來,至今已經是一種成熟、標準的技術,在骨幹網中被廣泛採用,且價格越來越低,在接入網中應用可以將SDH技術在覈心網中的巨大帶寬優勢和技術優勢帶入接入網領域,充分利用SDH同步複用、標準化的光接口、強大的網管能力、靈活網絡拓撲能力和高可靠性帶來好處,在接入網的建設發展中長期受益。
  三、SDH的基本傳輸原理
  SDH採用的信息結構等級稱爲同步傳送模塊STM-N(Synchronous Transport,N=1,4, 16,64),最基本的模塊爲STM-1,四個STM-1同步複用構成STM-4,16個STM-1或四個 STM-4同步複用構成STM-16;SDH採用塊狀的幀結構來承載信息,每幀由縱向9行和橫向 270×N列字節組成,每個字節含8bit,整個幀結構分成段開銷(Section OverHead,SDH)區、STM-N淨負荷區和管理單元指針(AU PTR)區三個區域,其中段開銷區主要用於網絡的運行、管理、維護及指配以保證信息能夠正常靈活地傳送,它又分爲再生段開銷(Rege nerator Section OverHead,RSOH)和複用段開銷(Multiplex Section OverHead, MSOH);淨負荷區用於存放真正用於信息業務的比特和少量的用於通道維護管理的通道開銷字節;管理單元指針用來指示淨負荷區內的信息首字節在STM-N幀內的準確位置以便接收時能正確分離淨負荷。SDH的幀傳輸時按由左到右、由上到下的順序排成串型碼流依次傳輸,每幀傳輸時間爲125μs,每秒傳輸1/125×1000000幀,對STM-1而言每幀字節爲8bit×(9×270×1)=19440bit,則STM-1的傳輸速率爲19440×8000=155.520Mbit/s;而STM-4的傳輸速率爲4×155.520Mbit/s=622.080Mbit/s;STM-16的傳輸速率爲16×155.520(或4×622.080)=2488.320Mbit/s。
  SDH傳輸業務信號時各種業務信號要進入SDH的幀都要經過映射、定位和複用三個步驟:映射是將各種速率的信號先經過碼速調整裝入相應的標準容器(C),再加入通道開銷 (POH)形成虛容器(VC)的過程,幀相位發生偏差稱爲幀偏移;定位即是將幀偏移信息收進支路單元(TU)或管理單元(AU)的過程,它通過支路單元指針(TU PTR)或管理單元指針(AU PTR)的功能來實現;複用則是將多個低價通道層信號通過碼速調整使之進入高價通道或將多個高價通道層信號通過碼速調整使之進入複用層的過程。
  四、SDH的特點:
  SDH之所以能夠快速發展這是與它自身的特點是分不開的,其具體特點如下:
  (1)SDH傳輸系統在國際上有統一的幀結構,數字傳輸標準速率和標準的光路接口,使網管系統互通,因此有很好的橫向兼容性,它能與現有的PDH完全兼容,並容納各種新的業務信號,形成了全球統一的數字傳輸體制標準,提高了網絡的可靠性;
  (2)SDH接入系統的不同等級的碼流在幀結構淨負荷區內的排列非常有規律,而淨負荷與網絡是同步的,它利用軟件能將高速信號一次直接分插出低速支路信號,實現了一次複用的特性,克服了PDH準同步複用方式對全部高速信號進行逐級分解然後再生複用的過程,由於大大簡化了DXC,減少了背靠背的接口複用設備,改善了網絡的業務傳送透明性;
  (3)由於採用了較先進的分插複用器(ADM)、數字交叉連接(DXC)、網絡的自愈功能和重組功能就顯得非常強大,具有較強的生存率。因SDH幀結構中安排了信號的5%開銷比特,它的網管功能顯得特別強大,並能統一形成網絡管理系統,爲網絡的自動化、智能化、信道的利用率以及降低網絡的維管費和生存能力起到了積極作用;
  (4)由於SDH有多種網絡拓撲結構,它所組成的網絡非常靈活,它能增強網監,運行管理和自動配置功能,優化了網絡性能,同時也使網絡運行靈活、安全、可靠,使網絡的功能非常齊全和多樣化;
  (5)SDH有傳輸和交換的性能,它的系列設備的構成能通過功能塊的自由組合,實現了不同層次和各種拓撲結構的網絡,十分靈活;
  (6)SDH並不專屬於某種傳輸介質,它可用於雙絞線、同軸電纜,但SDH用於傳輸高數據率則需用光纖。這一特點表明,SDH既適合用作幹線通道,也可作支線通道。例如,我國的國家與省級有線電視幹線網就是採用SDH,而且它也便於與光纖電纜混合網(HFC)相兼容。
  (7)從OSI模型的觀點來看,SDH屬於其最底層的物理層,並未對其高層有嚴格的限制,便於在SDH上採用各種網絡技術,支持ATM或IP傳輸;
  (8)SDH是嚴格同步的,從而保證了整個網絡穩定可靠,誤碼少,且便於複用和調整;
  (9)標準的開放型光接口可以在基本光纜段上實現橫向兼容,降低了聯網成本。
  五、SDH的應用
  由於以上所述的SDH的衆多特性,使其在廣域網領域和專用網領域得到了巨大的發展。電信、聯通、廣電等電信運營商都已經大規模建設了基於SDH的骨幹光傳輸網絡。利用大容量的SDH環路承載IP業務、ATM業務或直接以租用電路的方式出租給企、事業單位。而一些大型的專用網絡也採用了SDH技術,架設系統內部的SDH光環路,以承載各種業務。比如電力系統,就利用SDH環路承載內部的數據、遠控、視頻、語音等業務。
  而對於組網更加迫切、而又沒有可能架設專用SDH環路的單位,很多都採用了租用電信運營商電路的方式。由於SDH基於物理層的特點,單位可在租用電路上承載各種業務而不受傳輸的限制。承載方式有很多種,可以是利用基於TDM技術的綜合複用設備實現多業務的複用,也可以利用基於IP的設備實現多業務的分組交換。SDH技術可真正實現租用電路的帶寬保證,安全性方面也優於VPN等方式。在政府機關和對安全性非常注重的企業,SDH租用線路得到了廣泛的應用。一般來說,SDH可提供E1、E3、STM-1或STM-4等接口,完全可以滿足各種帶寬要求。同時在價格方面,也已經爲大部分單位所接受。
  六、SDH的發展趨勢
  SDH作爲新一代理想的傳輸體系,具有路由自動選擇能力,上下電路方便,維護、控制、管理功能強,標準統一,便於傳輸更高速率的業務等優點,能很好地適應通信網飛速發展的需要。迄今,SDH得到了空前的應用與發展。在標準化方面,已建立和即將建立的一系列建議已基本上覆蓋了SDH的方方面面。在幹線網和長途網、中繼網、接入網中它開始廣泛應用。且在光纖通信、微波通信、衛星通信中也積極地開展研究與應用。
  近些年,點播電視、多媒體業務和其他寬帶業務如雨後春筍般紛紛出現,爲SDH應用在接入網中提供了廣闊的空間。SDH技術應用於接入網的好處是:1)對於要求高可靠、高質量業務的大型企事業用戶,SDH可以提供較爲理想的網絡性能和業務可靠性。2)可以將網管範圍擴展至用戶端,簡化維護工作。3)利用SDH固有靈活性,可使網絡運營者更快、更有效地提供用戶所需的長期和短期業務需求。
  可以預計SDH技術將不斷髮展。隨着網絡的發展,它將進一步爲終端用戶提供寬帶服務,在迎接ATM、CATV、多媒體、因特網、全光網絡帶來的機會和提出的挑戰中,將得到更加廣泛的應用。
  綜上所述,SDH以其明顯的優越性已成爲傳輸網發展的主流。SDH技術與一些先進技術相結合,如光波分複用(WDM)、ATM技術、Internet技術(IP over SDH)等,使SDH網絡的作用越來越大。SDH已被各國列入21世紀高速通信網的應用項目,是電信界公認的數字傳輸網的發展方向,具有遠大的商用前景。
  
  CPOS是通道化SDH/SONET接口模塊的簡稱,其中C表示Channelized,POS表示Packet Over SDH/Sonet。它充分利用了SDH體制的特點,提供對帶寬精細劃分的能力,可減少組網中對路由器低速物理接口的數量要求,增強路由器的低速接口匯聚能力,並提高路由器的專線接入能力
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