PDH在本地SDH節點匯聚及網管一體化

2019-11-03 09:04:21

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供稿：網友

中國網通江西分公司運維部秦保根

　　摘要：PDH由于價格低廉，目前在運營商大客戶接入、移動通信的基站傳輸等方面得到廣泛使用。但在實際運行中PDH存在著難以網管、無法與本地網中心機房公務通信、布線多不方便電路調度、占用大量機架空間等諸多問題。本文結合SDH的技術特點，提出了實現PDH在本地傳輸網SDH節點匯聚及網管一體化改造的建議。

　　關鍵詞：PDH、SDH；互聯與網管；一體化

　　一、概述

　　運營商大客戶的業務接入由于PDH價格低廉，為最低端155MSDH價格的1/5至1/6，越來越廣泛地得到使用。例如，運營商大客戶接入、ip電話超市等主要采用的是傳統的PDH傳輸設備點對點的星狀接入；在移動通信中，一個本地網要建幾百甚至上千個基站，其傳輸也大都采用PDH。這些應用基本上是在本地網SDH分插復用（ADM）節點上，通過DDF架用2M同軸電纜跳線將PDH與SDH的2M信號進行端口的硬互聯，再由SDH本地網上傳到本地網中心機房。

　　傳統的獨立式單端、220V交流供電的PDH接入設備，由于其不能網管，無法發現光路、2M電路的誤碼、中斷等故障，用電（使用交流220V）不穩定、斷電無告警，獨立式單端PDH安裝浪費機房空間，2M布線多、無時隙交叉功能不利于提高2M的時隙利用率、不方便電路調度，個別即使有公務的PDH也無法通過SDH公務系統上聯到本地網有人中心機房。由于這些問題，故障往往是用戶中斷通信發現故障申告后，運營服務商的運維人員才知道，然后開始進行故障查找，根本無法滿足用戶SLA的服務承若。因此，獨立式單端PDH作為接入傳輸使用必須加以改進，建議在不改變原有SDH結構的情況下，采用子框的方式，使用直流－48V雙電源模塊供電，設計集成度高的2、4、6口PDH光接口板節省了制造成本，一個子框（占1/4的機架）可插10塊以上的PDH光接口業務板，其容量相當于5個機架所安裝的傳統獨立式單端PDH的光接口容量，機房空間得到高效利用。插板式PDH電信號連同其公務及網管信息復接為STM-1電信號，與本地網該節點SDH的STM-1電口互聯，再由SDH本地網上傳到本地網中心機房，在本地網SDH的ADM節點大量減少2M支路板，由此所降低的成本可抵消了因增加STM-1電接口板所帶來的成本，甚至更低。PDH子框與SDH子框互聯只用一對155M同軸電纜，代替了63對2M同軸電纜，不但節省了電纜成本，更重要的是設備故障及維護工作量。因此機架型插板式集中網管PDH子架，實現了PDH在本地傳輸網SDH節點的匯聚及網管一體化，同時還降低了制造成本。

　　二、實現方式的建議

　　1、PDH匯聚子框的基本功能及硬件結構

　　PDH子框功能

　　時隙交叉連接單元（DXC）實現PDH信號的時隙交叉功能；

　　網元控制處理單元實現網元控制和ECC處理；開銷處理單元實現公務電話的交換及上傳；PDH光接口板實現光電/電光轉換；STM-1電接口單元實現接口匹配、復接與解復接、映射與解映射、2M支路再定時、HW總線合成與分離、DCC提取與插入等；電源/時鐘板提供系統時鐘以及一次和二次電源。

　　PDH子框的硬件結構

說明：U1、U2為電源/時鐘板、U3為本地網管板、U4為STM-1支路接口板U5－U16為PDH光接口板

圖3：PDH子框的硬件結構圖

　　如圖3所示，PDH子框的基本單板有：直流－48V電源板（可雙模塊熱備份或負荷均擔）、本地網管及公務通道板（提供以太網RJ45、串行RS－232網管接口以及公務聯絡）、STM-1電口板（復接各PDH公務、PDH網管信息及各路PDH電信號為STM-1電信號）、PDH光接口板（可提供2、4、6口光收發通道）。

　　2、SDH的幀結構為PDH網管的集中及公務實現提供了通道

　　SDH幀結構簡述

　　在SDH中，基本數據單元的幀長是125µS，其幀結構與PDH的一維線性結構不同的是，它是二維的塊狀結構，圖4為STM-1信號的幀結構。

圖4：STM－1SOH中各字節的安排

　　一個STM-1幀分組共計9行，270列，每列中一個字節（8bit），幀周期，即幀頻為8000幀/秒。STM-1的傳輸速率為：270x8x9x8000=155.520Mbit/s。幀結構中設置了兩種開銷，分別是段開銷（SOH）和通道開銷（POH）。段開銷（SOH）在STM-1中共包含72Byte，占到一幀數據量的3%，主要作用是提供幀同步和網絡運行管理等，含有再生段開銷（RSOH）和復用段開銷（MSOH）；通道開銷中含有低階通道開銷（LPOH）和高階通道開銷（HPOH）。在圖5中為開銷類型和定義。

　　

圖5：開銷類型和定義

　　PDH集中網管實現的通道

　　SOH的DCC信道是為網管提供的專門通路，PDH的網管信息當然可以在其中傳輸。D1~D12為數據通信通路(DCC)，總速率達768kbit/s。其中：D1~D3為192kbps的數據通道，用于再生段；D4~D12為576kbps的數據通道，用于復接段，PDH的網管信息（如：收無光、電源障礙、PDH對端自環等）可以在其中定義，也可以使用其他預留字節。

　　PDH公務聯絡的實現

　　SOH提供了通道公務聯絡字節E1/E2，用于進行語音公務聯絡。E1屬于再生段開銷（RSOH），提供64kbit/s的語音通道，用于再生段再生器之間的公務聯絡；E2屬于復用段開銷（MSOH），提供64kbit/s的語音通道，用于復用段終端之間的公務聯絡，也可以同時用于PDH公務連接，具體可在PDH子框中的本地網管及公務通道板上設置空分交換矩陣，將各PDH的公務通道進行交叉連接，對PDH各光口方向的公務電話號碼進行編排，以實現本地網網管中心到任何一個PDH光方向終端設備的公務聯絡，方便電路測試、調度以及障礙處理。PDH的公務通道也可以使用SOH的預留比特承載。

　　3、多個PDH信號轉換為STM-1信號的交叉復接與映射

　　交叉復接：

　　如圖6所示，2Mbps、34Mbps、及140Mbps的PDH電信號分別被裝入標準的容器C12，C3及C4中，在各容器的包封上附上稱為通道開銷（POH）的一些碼字，POH的內容包括指示容器內信號在端對端傳送過程中的狀態、性能及裝載情況，帶有POH標簽的容器則稱為虛容器VC。在虛容器的基礎上再加上指針（PTR）就構成支路單元TU（TributaryUnit）或管理單元AU。PTR的作用是為了指明各自VC在對應的復用TU幀中的起始電位置并用來進行頻率調整。若干個TU經復接，如圖中的×1，×3，×7等就構成支路單元組TUG。根據幀結構中的PTR指示的位置，靈活地轉移VC，或直接取下/插入某一支路信息。

圖6：SDH的一級復用結構

　　映射：

　　在PDH的2Mbps以上通道等級互通時，用異步映射方式將PDH通道層信號適配進STM-1通道層，利用凈負荷指針來表示在STM－N幀內浮動的凈負荷的準確位置。當出現凈負荷在一定范圍內的頻率變化時，可增減指針數值進行調整，即：各種速率等級的數據流進入相應的容器（C），完成適配功能（主要是速率調整），然后進入虛容器（VC），加入通道開銷（POH）。VC在SDH網中傳輸時可作為一個獨立的實體在通道中任意位置取出或插入，以便進行同步復用和交叉連接。由VC輸出的數據流再按圖6中規定的路線進入管理單元（AU）或支路單元（TU）。在AU和TU中進行速率調整，使得低一級數字流在高一級數字流中的起始點是浮動的。為了準確地確定起始點的位置，AU和TU設置了指針，在相應的幀內進行靈活地和動態地定位。在AUG的基礎上，再附加段開銷SOH，便形成了STM－1的幀結構。圖中的定位校準即是利用指針調整技術來取代傳統的125μs緩存器，實現支路頻差的校準和相位的對準。

　　PDH信號進入SDH的過程

　　PDH信號進入SDH的幀結構經過三個步驟，即映射、定位和復用。映射就是將各種進來的速率不等的信號先經過碼速調整，再裝入相應的標準容器C中，同時加入通道開銷POH形成虛容器VC。定位就是將幀相位發生偏差的(稱幀偏移)的信息收進支路單元或管理單元，它通過支路單元指針或管理單元指針的功能來實現。復用就是將多個低階通道層信號通過碼速調整進入高階通道或將多個高階通道層信號通過碼速調整進入復用層的過程。具體為：多個2.048MbpsPDH信號復接為139.264Mbps信號，139.264Mbps信號進入標準容器，速率調整后輸出149.76Mbps數字信號，再進入虛擬容器，加入通道開銷576kbps后輸出150.336Mbps的信號，在管理單元內加入管理單元指針576kbps，輸出150.336Mbps的信號，由一個單元組加人段開銷4.608Mbps后，輸出155.520Mbps的STM-1電信號。PDH子框輸出的STM-1電信號與SDH子框的STM-1接口互聯，只需一對155M同軸電纜跳線，節省了傳統PDH與SDH進行2M互聯時所需的63對2M同軸電纜，更好的方便了電路調度，大大減少了故障環節和維護工作量，PDH在本地傳輸網SDH的ADM節點匯聚后，由SDH本地網網管中心實現集中網管。

----《通信世界》