作者：李筱林,曹惠,龚雄涛,刘功民((主编))
出版社：高等教育出版分社
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传输系统组建与维护试读：
前言
“传输系统组建与维护”是通信类专业的一门专业核心课，是面向通信职业岗位电信机务员的一门主干课。通过对本课程学习，学生将掌握从事通信传输设备的维护、值机、调测、检修、障碍处理、工程施工等工作所需要的技能、知识和职业素质。1.课程设计理念
本课程将打破传统的按照知识体系教授课程的方式，以学生将要从事的电信机务员（传输）岗位所需的职业能力为目标，与行业企业合作，进行基于工作过程的课程开发与设计，既保证职业岗位所需技能、相关知识、职业素质的需要，又培养学生的职业能力，使学生养成良好的职业习惯。
2.课程教材设计思路（1）根据电信机务员从事传输设备的维护、值机、调测、检修、故障处理等具体工作内容，提取出几个典型的工作项目。（2）将工作项目转化成对应的学习情境。
① 以通信行业的国家职业标准中的传输机务员岗位职业能力要求为主线，进行课程教材的设计。通过对传输机务员基本职业要求、相关专业理论知识和技能要求的分析、分解和重构，组织安排课程教材内容，设计教学情境。
② 以工作现场传输机房设备维护与管理岗位的要求为依据设计课程教材的内容。通过对工作现场传输机房设备维护与管理岗位职责、岗位特点、岗位要求的分析与研究，组织教学活动，确定教材结构，把实践内容融于理论基础内容中，让学生在学习教材的同时能掌握实际工作中的操作方法，学习的内容就是工作的内容，达到学习与工作的高度统一。
③ 在教材中体现以构建真实的职业环境来支撑课程设计与课程实施。同时，为了配合教材中工作项目的实施，建立与现场零距离接轨的实训平台，仿真工作现场职业环境，设计实训项目，以达到在工作环境中学习的目的。
④ 将职业素质的培养贯穿课程教材设计的始终。本书对教学情境的设计和任务的安排充分体现了职业素质的要求。同时，在教学实施过程中注重对职业素质的培养，课程考核中增加对职业道德、职业习惯等职业素质的考核内容。
3.课程教材设计内容
本课程教材设计培养的人才主要面对以下几种工作岗位：传输设备管理人员，传输网络建设与维护人员，通信工程公司的工程设计、施工及现场调试人员。通过分析国家职业标准中对传输机务员的要求，针对传输设备管理、传输网络建设与维护及传输系统工程设计、施工及现场调试等岗位特性和职责要求，加强学生在传输领域专业技术中专业知识、职业技能和职业素养三方面的同步培养，为学生尽快地适应社会、适应企业需求奠定基础。
教材中划分的主要学习情境如下。
第一篇（认识传输系统）介绍了几种不同的传输网的特点，以及传输网的地位、作用和位置。
第二篇（组建传输网络）主要通过以组建几种不同的传输网络为主线展开介绍，在组建网络的过程中，融入SDH技术、SDH帧结构、SDH复用映射定位过程、SDH网络拓扑、SDH自愈保护、SDH时钟同步、网管功能等知识，使学生在完成任务的同时能掌握网络的组成和组建、配置方法，了解操作职业守则。
第三篇（传输系统运行与维护）描述日常维护项目和故障处理方法、步骤，使学生理解传输设备的运行过程和维护方法。
第四篇（传输系统的应用）介绍几种比较先进的传输系统，使学生了解新技术在传输系统中的应用。
其中，第一篇和第四篇由刘功民编写，第二篇由曹惠编写，第三篇由李筱林编写。
本书编写过程中，得到龚雄涛老师的指正。本书有关内容还得到了现场工程技术人员的指导，参考了中兴、华为等厂家的技术指导书及运营商的维护规程。在此特对给予过帮助的朋友们和上述厂商表示衷心的感谢！
由于编者能力有限，书中难免有错漏及不妥之处，敬请广大读者批评指正。编者2011年8月第一篇认识传输系统
学习目标
1.认识各通信网络中传输网络的地位、作用及与其他网络的关系。
2.了解传输网络机房工作岗位的岗位职责、工作内容及工作要求。项目一 认识传输系统
电信网是十分复杂的网络，人们可以从各种不同的角度、以不同的方法来描述，因而网络这个术语几乎可以泛指提供通信服务的所有实体（设备、装备和设施）及逻辑配置。也正因为如此，根据其划分的角度和依据不同，电信网有着多种分类的方法，比较常见的有以下几种。
① 根据子网的功能可以分为业务网、传送网和支撑网。
业务网、传送网和支撑网之间的关系如图1.1所示。图1.1 业务网、传送网和支撑网之间的关系
业务网是指向公众提供电信业务的网络，包括固定电话网、移动电话网、互联网、IP电话网、数据通信网、智能网、窄带综合业务数字网（N-ISDN）、宽带综合业务数字网（B-ISDN）等。
传送网是指数字信号传送网，包括骨干传送网和接入网。
支撑网包括信令网、数字同步网和电信管理网。
由图1.1可知，上述三张网互相依存，共同构成一个完整的电信网络。
② 根据子网的位置可以将通信网分为用户网、接入网和核心网。
用户网、接入网和核心网之间的关系如图1.2所示。从整个通信网的角度看，可以将全网划分为公用网和用户驻地网（CPN），其中用户驻地网属用户所有，因此通常意义上的通信网指公用电信网部分。
核心网的作用是交换和传送。相对于核心网，接入网介于交换设备和用户之间，主要完成使用户接入到核心网的任务，由业务节点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间一系列传送设备组成。图1.2 用户网、接入网和核心网之间的关系
通常，核心网又分为交换网和传输网，其关系如图1.3所示。图1.3 交换网和传输网的关系
交换网是指由各种交换设备构成的系统，如由程控交换机构成的交换网、ATM交换机构成的交换网以及软交换网络。
传输网是在不同地点之间传递用户信息的网络的物理资源，即基础物理实体的集合。传输网的描述对象是信号在具体物理介质中传输的物理过程。传输网主要是指由具体设备所形成的实体网络，如SDH传输网、WDM传输网以及微波传输网等。
由此可见，无论从哪个角度考量，传输网在整个电信网中均处于非常重要的地位，有电信网的“大动脉”之称。需要注意的是，传输网在物理上由传输介质和传输设备构成；本课程讨论的重点在于传输设备，传输介质是通信线路课程所讨论的问题。1.1 任务一 认识公共传输网络1.1.1 任务准备
传输网技术发展，经历了已经逐渐淘汰的电通信网络和正在使用的光电混合网络，正加速向全光网络迈进。光传送网是在 PDH、SDH光传送网和WDM光纤系统的基础上发展起来的。本篇主要介绍PDH和SDH的基础知识，其他传输技术将在本书第四篇中介绍。
1.PDH技术简介
为了将低速信号复接成高速信号，并方便复接，规定了各信道比特流之间的速率等级标称值和容差范围。例如，规定了各主时钟有共同的标称值，同时不允许它们之间偏离标称值，即不超过容差范围。这种允许比特偏差但几乎是同步的工作状态，称为准同步。相应的比特系列称为准同步数字系列（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）。表1.1所示为国际上的3种PDH，中国采用的是欧洲体制。表1.1 国际上允许存在的3种PDH（*注：日本体制的应用比较有限，不再列举。）
另外，目前只有统一的电接口标准（G.703），而没有统一的光接口标准，即使同一准同步复接体制中，也不能保证光接口的互通。同为欧洲体制的4次群系统，光接口就可能有几种。光信号的码型、码率都不相同时很难互通，只有通过光电变换将光接口转换为电接口后才能保证互通。这就增加了网络成本，影响了光纤系统的互联，与目前光纤通信飞速发展的形势不符。如今，PDH系统已经从主干网上退出，而在接入网侧PDH仍有部分使用。实际的应用中，虽然每端PDH设备所传业务不多，但都是银行、政府等重要部门的业务。所以为了提高网络的服务质量、安全性和可维护性，将原有的PDH网络升级改造成集中可监控PDH网络，对PDH设备进行集中监控和管理，以方便对设备运行情况的了解和对故障的处理，优化网络结构，提高网络使用率。
2.SDH技术简介
同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体，并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。国际电报电话咨询委员会（CCITT，现ITU-T）于1988年接受了SONET概念，并将其重新命名为SDH，使其成为不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率，降低管理及维护费用，实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。
3.基于SDH技术传送网的特点
① 使1.5Mbit/s和2Mbit/s两大数字体系（3个地区性标准）在STM-1等级上获得统一。今后数字信号在跨越国界通信时，不再需要转换成另一种标准，第一次真正实现了数字传输体制的世界性标准。
② 采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构。各种不同等级的码流在帧结构净负荷内的排列是有规律的，而净负荷与网络是同步的，因而只须利用软件即可使高速信号一次直接分插出低速支路信号，即所谓的一步复用特性。
③ SDH 帧结构中安排了丰富的开销比特，因而使网络的OAM 能力（如故障检测、区段定位、端到端性能监视等）大大加强。
④ SDH具有完全的后向兼容性和前向兼容性。
⑤ SDH 网具有信息净负荷的透明性，即网络可以传送各种净负荷及其混合体而不管其具体信息结构如何。
⑥ 由于将标准光接口综合进各种不同的不少网元，减少了将传输和复用分开的需要，从而简化了硬件，缓解了布线拥挤。例如，网元有了标准光接口后，光纤可以直接通到DXC，省去了单独的传输和复用设备以及又贵又不可靠的人工数字配线架。此外，有了标准光接口信号和通信协议后，光接口成为开放式接口，还可以在基本光缆段上实现横向兼容，满足多厂家产品环境要求，使网络成本节约10%～20%。
⑦ 由于用一个光接口代替了大量的电接口，因而SDH网所传输的业务信息可以不必经由常规准同步系统所具有的一些中间背靠背电接口，而直接经光接口通过中间节点，省去了大量相关电路单元和跳线光缆，使网络可用性和误码性能都获得改善。而且由于电接口数量锐减，导致运行操作任务的简化及备件种类和数量的减少，使运营成本减少20%～30%。
⑧ SDH 信号结构的设计已经考虑了网络传输和交换应用的最佳性，因此在电信网的各个部分（长途、中继和接入网）中都能提供简单、经济和灵活的信号互连及管理，使得传统电信网各个部分的差别正在渐渐消失，彼此的直接互连变得十分简单和有效。此外，由于有了唯一的网络节点接口标准，因而各个厂家的产品可以直接互通，使电信网最终工作于多厂家产品环境并实现互操作。
上述特点中最核心的有3条，即同步复用、标准光接口和强大的网管能力。当然，SDH也有它的不足之处。
① 频带的利用率不如传统的PDH系统。以2.048Mbit/s为例，PDH的139.264Mbit/s可以收容64个2.048Mbit/s系统，而SDH的155.520Mbit/s却只能收容63个2.048Mbit/s系统，频带利用率从PDH的94%下降到83%；以34.368Mbit/s为例，PDH的139.264Mbit/s可以收容4个系统，而SDH的155.520Mbit/s却只能收容3个，频带利用率从PDH的99%下降到66%。上述安排可以换来网络运用上的一些灵活性，但毕竟降低了频带利用率。
② 采用指针调整机理增加了设备的复杂性。以一个复用映射支路为例，容器和虚容器电路加上指针调整电路，以及POH和SOH插入功能，共需6万～7万个等效门电路。好在采用亚微米超大规模集成电路技术后，成本代价不算太高。
③ 由于大规模采用软件控制以及将业务量集中在少数几个高速链路和交叉连接点上，软件几乎可以控制网络中的所有交叉连接设备和复用设备。这样，在网络层上的人为错误、软件故障乃至计算机病毒的侵入均可能导致网络的重大故障，甚至造成全网瘫痪。为此必须仔细地测试软件，选用可靠性较高的网络拓扑。1.1.2 操作 认识公共传输网络
下面给出公共传输网络相关操作的任务工单，如表1.2所示。表1.2 任务工单1-11.2 任务二 认识专用传输网络1.2.1 任务准备
1.铁路通信网传输技术
铁路通信网是保证铁路行车安全、提高运输效率的有力工具。随着铁路建设与运营的发展，我国铁路引入了现代通信技术，在传输领域主要有以下技术。（1）SDH传输技术
SDH是取代PDH的新数字传输网体制，主要针对光纤传输，是在SONET的标准基础上形成的。它把信号固定在帧结构中，复用后以一定的速率在光纤上传送。SDH是在电路层上对信号进行复用和上下。当带着信号的光纤通过ODF（光纤分配架）进入ADM时，信号必须通过O/E转换和设备上的支路卡才能构成2Mbit/s的基本电信号，并经过通信电缆和DDF（数字配线架）接到用户接口或基站BTS（基站收发信机）。（2）ATM网络传输技术
ATM（异步传输模式）是一种基于信元的交换和复用技术，即一种转换模式。在这一模式中，信息被组织成信元。它采用固定长度的信元传输声音、数据和视频信号。每个信元有53字节，开头的5字节为信头，用以传输信元的地址和其他一些控制信息，后面的48字节用以传输信息。利用标准长度的这种数据包，通过硬件实现数据转换，这比软件更快速、经济、便宜。同时，ATM工作速度有很大的伸缩性，在光缆上可以超过2.5Gbit/s。
在网络传输中，为了使多个用户共享高速线路，通常采用时分复用方式。时分复用方式又可分为同步传输模式和异步传输模式。在数字通信中通常采用同步传输模式，这种传输模式把时间划分为一个个相等的片段，称为时隙。一定量的时隙组成一个帧，一个信道在一个帧里占用一个时隙，一个用户占用一个或多个信道。而在异步传输模式中，各终端之间不存在共同的时间参考，各个时隙没有固定的占用者。在ATM中时隙有固定的长度而且比较短，一个时隙传输一个信元，每一个信元相当一个分组。各信道根据业务量的大小和排列规则来占用时隙，信息量大的信道占用的时隙多。（3）MSTP传输技术
MSTP（多业务传送平台）依托于SDH平台，可基于SDH多种线路速率实现，包括155Mbit/s、622Mbit/s、2.5Gbit/s和10Gbit/s等。一方面，MSTP保留了SDH固有的交叉能力和传统的PDH业务接口与低速SDH业务接口，继续满足TDM业务的需求；另一方面，MSTP提供ATM 处理、以太网透传、以太网二层交换、RPR处理、MPLS处理等功能来满足对数据业务的汇聚、梳理和整合的需求。（4）WDM传输技术
WDM（波分复用）或DWDM（密集波分复用）是在光纤上同时传输不同波长信号的技术，其主要过程是将各种波长的信号用光发射机发送后复用在一根光纤上，在节点处再对耦合的信号进行解复用。WDM（或 DWDM）系统在信号的上下中既可以使用 ADM、DXC，也可以使用全光的OADM 和OXC。WDM（或DWDM）是基于光层上的复用，它和SDH在电层上的复用有着很大的区别。同时，通过OADM 进行光信号的直接上下，无需经过O/E 转换，而拥有EDFA的WDM（或DWDM）可以进行较长距离的光传输而不需要光中继。
从上面的描述可知，现行铁路专用通信网中传输部分所采用的技术与公网类似，但是在城市轨道交通如地铁、城市轻轨等系统的通信网中，采用了一些专用的传输技术（如 OTN），该内容详见本书第四篇。
2.广电通信网络
某地区广电通信网络及其传输系统结构如图1.4和图1.5所示。由图可知，现行广电通信网络中，传输技术也已经与公共传输网络接轨，即采用了SDH和WDM技术的组合。因此，本课程的后续篇章主要围绕SDH这一主流传输技术展开。图1.4 广电通信网络结构图图1.5 广电传输网络结构图1.2.2 操作 认识专用传输网络
下面给出专用传输网络相关操作的任务工单，如表1.3所示。表1.3 任务工单1-21.3 项目小结
本项目主要介绍传输网络在通信网中的作用、传输网络的发展历程以及传输网络的具体应用。重点讲述SDH的技术特点，为后面的SDH网络的具体应用打下基础。
重点：传输网络在通信网的作用、SDH与PDH相比较的优缺点。
难点：公网与专用网络的区别。习题
1.画出公用电信网的结构，并简述各部分的功能。
2.简述PDH三大标准各自的速率等级，并总结PDH的缺陷。
3.简述SDH的优缺点。
4.专用通信系统中常用的传输技术有哪些？第二篇组建传输网络
学习目标
1.了解传输系统如何搭建。
2.学习网管系统的安装。
3.学习系统单板的配置。项目二 搭建传输系统2.1 系统基础
信息的传递需要传输系统来承载。因此，我们首先要了解传输系统的组成。传输网络主要是由传输线路和传输网络节点组成的。那么，传输网络节点又是什么？网络节点具体又有什么作用？2.1.1 SDH网元特点
所谓网元，即网络单元，也可称为网络节点（这里的网络特指SDH传输网）。
网元是组成SDH传输网的一个重要部分。SDH传输网是由网络单元和连接网络单元的传输介质组成的。
SDH网元的作用是实现业务的上/下、转接、分插复用、运行维护管理等。
SDH传输网中有4种常见网元，分别为终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、数字交叉连接设备（DXC）和再生中继器（REG）。
1.终端复用器
终端复用器（TM）位于传输网络的终端，如图2.1所示。图2.1 终端复用器（TM）
由图2.1可知，该设备可将多路低速信号（一般称为支路信号，这些信号有PDH信号或低于线路STM-N速率的SDH信号）汇聚到线路信号STM-N中。此外，它还可以从线路传输来的STM-N信号中分解出支路信号（即分出 PDH信号、低速 SDH信号）。这样的汇聚和分解功能一般称为复用/解复用功能。也可以这么理解，它位于网络终端，又有复用功能，所以称为终端复用器。
需要注意的是，这种设备的线路端口只能有一个，即只能输入/输出一路线路STM-N信号（一般是东向线路或是西向线路信号）。也就是说，它可以将支路中1个或多个34Mbit/s的信号复用到线路上1个STM-4中任一位置。（1个STM-4信号可承载12个34Mbit/s信号，这12个34Mbit/s在STM-4中的位置是可排列的，而这个塞入的34Mbit/s信号可安排放在12个34Mbit/s位置中的任意一处。）这正是终端复用器的复用功能。
同理，它又可将1路线路STM-4信号中分出支路34Mbit/s信号，即在接收端，将所要处理的34Mbit/s从STM-4信号中取出来。
下面我们通过组装货物的例子，对此做进一步的说明。如将上面所提到的低速34Mbit/s信号比作要组装的货物。我们把这个货物送到终端复用器里，终端复用器则会把这个货物进行打包，并同其他路送过来的低速支路信号一起打包，然后送到线路中传输出去。线路里传输的信号就是打包好的STM-N信号。
如果是只有两个终端复用器的链状网，在传送到另一端时，要把货物取出来。这时，另一端的终端复用器就负责将原来打包好的货物拆开，从货物中取出低速的支路信号，将34Mbit/s送到用户终端。
所以，可以这么理解，终端复用器就是负责将多路支路信号打包变成一路线路信号，或者是将一路线路信号拆分变为多路支路信号的设备。它位于传输网络的终端，是终端节点设备。
2.分/插复用器
分/插复用器（ADM）位于SDH传输网络的中端，主要用于业务的转接。所谓中端，可以是一条传输链网的中间站，也可以是一个环网上的节点，但这里并不是特指传输线路的中间部位，其模型如图2.2所示。图2.2 分/插复用器（ADM）
下面将ADM与TM进行比较。
根据图2.1和图2.2，观察ADM与TM的区别是什么。
TM只有一路线路信号，而ADM有两路线路信号，就因这一区别，ADM的功能要比TM更强大，利用率也更高。
按照上面所分析的TM的作用，ADM也可以对信号进行分/插复用，但它是可以将两个方向的STM-N线路信号分别分解出多路支路信号（如将STM-4的线路信号分出2Mbit/s的支路信号，或分出STM-1信号）。
另外，ADM还可以将多路低速的支路信号汇聚到两个方向的STM-N线路信号上（如将2Mbit/s的支路信号汇聚到STM-4中，或将STM-1信号汇聚到STM-4中）。
当然，除此之外，ADM还有一个功能，即可以对东西两个方向的线路信号进行交叉连接。所谓交叉连接，举个例子就是将东向过来的线路信号连接到西向。例如，东向过来的线路信号是STM-4，一个STM-4可以由4个STM-1组成，而西向的线路信号也是STM-4，也是由4个STM-1组成。这样的话，经过ADM，可以将东向过来的4个STM-1信号与西向过来的4个STM-1信号进行交叉连接。
综上所述，ADM的作用较之TM的作用，有以下几个方面的提升。
第一，多了一路线路信号。从支路上来的信号可分别复用到两路不同的线路信号中，而从两路不同的线路信号进入ADM又可分解出多路支路信号。
第二，ADM可对两路不同的线路信号进行交叉连接。
于是，ADM能处理的信号比TM多了一路。它能做的连接就多出了好几个。
ADM的多个功能，使得它在SDH传输网中扮演着十分重要的角色。
3.再生中继器
光传输网的再生中继器（REG）主要有两种：一种是直接对光信号进行处理的再生中继器，主要对光信号进行功率放大，从而达到增加传输距离的目的；另一种是光—电—光再生中继器，主要是对线路上传过来的光信号进行光/电转换，然后对电信号进行放大整形处理，再把放大后的电信号转换成光信号，送到线路中传输。
图2.3所示即光—电—光再生中继器。图2.3 再生中继器（REG）
观察这个REG设备与ADM和TM，可以看出REG设备比ADM设备少了那些上/下支路信号。
也就是说，REG可以将东西向的线路信号进行放大处理，但并不能对东西向线路信号进行交叉连接，也不能将它们分插/复用变为低速支路信号。
简单地说，REG就是一个高级放大器而已。
4.数字交叉连接设备
数字交叉连接设备（DXC）主要作用是将多路STM-N信号进行交叉连接，所以它有多个线路端口，如图2.4所示。图2.4 数字交叉连接设备（DXC）
当然，DXC还可以上/下低速支路信号。支路信号包括PDH信号和SDH信号。同样可以将各路STM-N线路信号分解为支路信号，也可将支路信号复用进STM-N线路信号中。同时，它还可以对各路线路信号进行交叉连接，即可实现N路STM-N信号与M路STM-N信号的交叉连接。它的交叉连接能力比ADM的交叉连接能力要强。
对于DXC，我们通常用DXC x/y来表示其不同的配置性能（x≥y）。x表示接入端口的最高速率等级，y表示参与交叉连接的最低速率等级。其中，数字1～4分别表示PDH系列中的1～4次群速率，即分别表示2Mbit/s、8Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s速率。同时，数字4也可表示STM-1的速率，数字5表示STM-4的速率，数字6表示STM-16的速率，如表2.1所示。表2.1 数值与速率对应表
如DXC 5/1表示接入端口最高速率为622Mbit/s，而交叉连接的最低速率为2Mbit/s。
由此可见，DXC的功能比之前所介绍的TM、ADM、REG 都要多，综合了以上三者的功能。
在实际应用的过程中，很多 ADM 都集成了 DXC的功能。也就是说，有些厂家将 DXC 和ADM集成到一起。例如，中兴的S380设备，它既可以作为ADM使用，也可以作为DXC使用，或作为REG使用。
具体的设备可以由不同的设备单板来匹配不同的功能，从而充当不同的网元。
在介绍了以上4种网元的功能之后，下面介绍这些网元是怎么构成不同的传输网络的，以及常用的传输网络到底有哪些，它们又各有什么特点。2.1.2 基本拓扑结构
SDH网是由传输网元和传输线路组成的。这些传输网元（即TM、ADM、REG、DXC）通过传输线路相互连接构成了传输网。它们连接的方式不同，就构成了不同的传输网络。这些传输网络的结构称为网络拓扑结构。传输网络拓扑结构直接反映传输网的物理连接方式。
网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形，如图2.5所示。
① 链形网。链形网的特点是结构简单，管理方便，成本低。
② 星形网。星形网的特点是管理集中，可通过中心节点来统一管理其他几个分节点。但这种拓扑结构有一个致命的缺点，即如果中心节点一旦瘫痪，会导致全网瘫痪。也就是说，它存在着中心节点安全问题。这对中心节点的处理能力提出了较高的要求。此种拓扑结构主要适用于广播型的网络，用于本地网或用户接入网中。
③ 树形网。树形网可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合，它集中了这两者的特点。但也存在着中心节点的安全问题，只是树形网比星形网多出几个中心节点来分担业务。
④ 环形网。环形网的安全性比链形网高。如果环网中任意一处通信业务中断，它可以寻找另一个路由重新将业务传输出去，从而达到不中断业务的目的。因为环形网的安全可靠性比链形网强，它的应用也很广，常用于本地网中。
⑤ 网孔形网。网孔形网中，两点间的路由要比环形网、链形网的路由多。也就是说，它的安全可靠性要比环形网、链形网高。但这种网络拓扑结构复杂，成本高。网孔形网主要用于长途网或者业务容量较大的骨干网中。图2.5 5种基本网络拓扑2.1.3 网络的分层结构
之所以SDH比PDH具有更多的优越性，不仅仅在于它自身的一些特点，还在于它在网络结构上的进步。SDH的建网思路跟传统网络不同，因为SDH具有强大的运营、维护、管理（OAM）能力，它的网络结构更加简单，并且考虑到新业务的应用，SDH传输网以高效、方便、快捷传输为准则。SDH传输网的分层模型如图2.6所示。图2.6 SDH传输网的分层模型2.2 任务一 建立链形结构传输网络2.2.1 任务准备
在执行任务前，需要做的准备工作如下。
① 了解中兴、华为设备结构特点。
② 掌握链形网的组成结构，掌握设备连接方法。
③ 掌握2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s业务所使用的信号如何复用成STM-1信号以及信号传输的流程。
1.SDH复用结构和步骤
SDH的复用过程有两种：一种是低阶SDH信号复用成高阶SDH信号（如STM-1复用成STM-4）；另一种是PDH低速支路信号复用成SDH信号STM-N（如2Mbit/s信号复用成STM-1）。
第一种是利用字节间插的方式，复用的基数都是4。如将4个STM-1复用成一个STM-4，或者将16个STM-1复用成一个STM-16。因为所有同步数字系列的帧周期都保持125μs不变，即帧频率保持8 000帧/秒，从低级别STM-N复用为高级别STM-N时，速率变化倍数为4的整数倍，如STM-4的速率是STM-1的4倍。
第二种，PDH低速支路信号复用成SDH信号STM-N。该过程可统一归为3个步骤：映射、定位、复用。
ITU-T规定了一整套完整的复用映射定位结构（也就是规定了低速PDH信号如何一步步形成SDH信号的路径），通过这些路径可将PDH的几个不同系列的低速数字信号以多种不同的方法复用成SDH高速STM-N信号。ITU-T规定的复用路线如图2.7所示。
图2.7中，以C开头的是容器，以VC开头的是虚容器，以TU开头的是支路单元，以TUG开头的是支路单元组，以AU开头的是管理单元，以AUG开头的是管理单元组。它们后面的标号表示此单元的信号级别。
由图2.7可以看出，一种PDH信号形成STM-N的路径可以有多种。图2.7 G.709复用映射结构
我国采用的是2Mbit/s为基群的准同步数字系列，在G.709复用映射结构基础上规定了一套专用的复用映射结构，如图2.8所示。图2.8 我国采用的SDH复用映射结构示意图
2.2Mbit/s形成STM-N信号
① 2Mbit/s的PDH信号经过速率适配调整，打包成容器C-12的结构。一般来说，会将4个C-12基帧复合成为一个复帧。C-12的基本结构是9行×4列少两个字节，如图2.9所示。图2.9 C-12信息结构
② 为了监控C-12的运行情况，要在C-12中加一个通道开销字节，形成虚容器VC-12。所加的通道开销占一个字节。所以VC的结构为9行×4列少一个字节，如图2.10所示。图2.10 VC-12信息结构
③ 接着，在VC-12上再增加一个字节的支路单元指针TU-PTR，形成支路单元TU-12。其结构为9行×4列，如图2.11所示。图2.11 TU-12信息结构
④ 将3个TU-12经过字节间插复用成支路单元组TUG-2，帧结构变为9行×12列，如图2.12所示。图2.12 TUG-2信息结构
⑤ 7个TUG-2经过字节间插复用，再加上塞入字节，形成支路单元组TUG-3。因为7个TUG-2是9行×84列，但国际规定的TUG-3的信息结构是9行×86列，所以还要加入两列的塞入字节，如图2.13所示。图2.13 TUG-3信息结构
⑥ 将3个TUG-3复用成虚容器VC-4。3个TUG-3是258列，再加上一列的高阶通道开销和两列塞入字节，形成9行×261列，如图2.14所示。图2.14 VC-4信息结构
⑦ VC-4加上一行9字节的管理单元指针AU-PTR，形成管理单元AU-4，如图2.15所示。图2.15 AU-4信息结构
⑧ 一个AU-4组成管理单元组AUG，其信息结构不变。
⑨ 一个AUG加上段开销，形成STM-1。N个STM-1形成STM-N。STM-1信息结构如图2.16所示。图2.16 STM-1信息结构
3.34Mbit/s形成STM-N信号
① 由图2-8可知，34Mbit/s信号先封装成容器C-3的信息结构。这相当于把信息进行打包封装成了一个9行84列的箱子，如图2.17所示。图2.17 C-3信息结构
② 接下来，C-3加上一列的开销字节，形成虚容器VC-3。开销字节是用于监视C-3信息字节传送情况，相当于封装箱中的监视器，如图2.18所示。图2.18 VC-3信息结构
③ VC-3加上三字节的支路单元指针TU-PTR，形成支路单元TU-3。支路单元指针是指示定位VC-3在STM-N中的位置的。这可相当于封装箱中的定位器，如图2.19所示。图2.19 TU-3信息结构
④ TU-3加入6个塞入字节，将封装箱装满，形成支路单元组TUG-3，即图2.13所示的结构。
⑤ 由图2.8可知，接下来信息结构的变换路径跟2Mbit/s的变换是一样的。
4.140Mbit/s形成STM-N信号
① 139.264Mbit/s信号经过速率适配调整形成容器C-4，其结构为9行×260列，如图2.20所示。图2.20 C-4信息结构
② C-4容器加上一列高阶通道开销，形成VC-4，其结构为9行×261列，如图2.14所示。
③ 后面的变换路径跟2Mbit/s的变换路径是一样的。
从图2.8中，我们很容易看出，一个STM-1可以容纳3×7×3=63个2Mbit/s信号、3个34Mbit/s信号、1个140Mbit/s信号。
5.设备连接
光信号通过光缆线路接进SDH传输机房。具体的连接顺序如下。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]