[工学]聊城大学数字通信课件!第五章SDH的数字复接原理.ppt

LCU 4.3 同步数字序列SDH LCU 传送网功能传送网功能 TransportTransport networknetwork 话音交换话音交换 ATMATM交换交换 IPIP路由器路由器 ANAN接入网接入网 视讯系统视讯系统 话音话音 数据数据 图象图象 通信基础网又可称为传送网。通信基础网是一个以光纤、微波 接力和卫星传输为主的传输网络。 在传送网基础上，根据业务节点设备类型的不同，可以构建 成不同类型的业务网。 通信基础网结构通信基础网结构 传输媒介 传输系统 传送网 节点设备 传输媒介 传输系统 ODF STM-4 TM MDF DDF 电 话 交 换 机 ATM 交 换 机 配线架 配线架 配线架传输设备 业务节点 设备 DDF 622Mb/s 光纤线 622Mb/s 光纤环路 电话用户线 宽带业务线 STM-4 ADM 622Mb/s 622Mb/s 155Mb/s 155Mb/s 分支电路 155Mb/s 转换电路 155Mb/s N*2Mb/s 通信基础网结构通信基础网结构 DXC 模拟（FDM）数字（TDM） 电通信光通信 有线/无线结合有线(光纤)为主 PDHSDHDWDM全光网 PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy SDH：Synchronous Digital Hierarchy DWDM:Dense Wavelength Division Multiplexing 传输的发展趋势传输的发展趋势 LCU 6 主要内容 4.3.1 同步数字系列 一、PDH的缺点 二、SDH的基本概念 三、为什么要用SDH 四、SDH与PDH的比较 五、SDH的发展背景 六、SDH标准及接口 七、 SDH的基本网络单元 4.3.2 SDH的结构 补充：复接基本概念 SDH的帧结构 SDH码速调整 LCU 4.3.3 SDH的复用结构 139Mbit/s复用进STM-N信号 34Mbit/s复用进STM-N信号 2Mbit/s复用进STM-N信号 4.3.3 SDH的组网方式 7 LCU 只有地区性的数字信号速率和帧结构，不存 在世界性的标准。 没有世界性的标准光接口规范，导致各个厂 商自行开发专用光接口而互不兼容。 采用逐级复用/解复用，上下业务设备复杂 ，费用高，数字交叉连接功能的实现比较困难 。 一、一、PDHPDH的缺点的缺点 4.3.1 同步数字系列（SDH） LCU 网管通信通道带宽不足，难以建立集中式 传输网管。 传输网网络拓扑缺乏灵活性。 通信需求向多样化、宽带化迅速发展，准 同步已不能满足现代通信的要求。 LCU 准同步数字系列准同步数字系列(PDH)(PDH) 日本系列 北美系列欧洲系列 400Mb/s 100Mb/s 32Mb/s 6.3Mb/s 1.5Mb/s 4 3 5 4 274Mb/s 45Mb/s 6.3Mb/s 4 6 7 1.5Mb/s 565Mb/s 139Mb/s 34Mb/s 8Mb/s 2 Mb/s 4 4 4 4 PDHPDH中分插支路信号的过程中分插支路信号的过程 2Mbit/s 光信号 140/34Mbit/s34/140Mbit/s 光 / 电 解 复 用 解 复 用 解 复 用 复 用 复 用 复 用 电 / 光 34/8Mbit/s 8/34Mbit/s 8/2Mbit/s 2/8Mbit/s 光信号 数 字 配 线 架 LCU 12 同步（ Synchronous ）：按时间顺序排列信号，不 论在何时何地能立刻找到所需信号。一帧125S 数字（Digital）：可以是模拟信号数字化后的数字 信号，也可以是计算机信号。 体系（ Hierarchy）：低速码流经码速调整后可以插 入高速码流中传输。 同步数字体系(SDH)：既能使电信网迅速、经济地为 用户提供电路和业务，又能对电路带宽和业务提供 实时控制；同时兼容现有所有网络业务并支撑新一 代电信网。 二、二、SDHSDH的基本概念的基本概念 LCU SDHSDH是一套数字传送结构；是一套数字传送结构； 通过物理传输网络传送经适配的业务信息（通过物理传输网络传送经适配的业务信息（ 净负荷）；净负荷）； 被设计成多用途，允许传送各种类型的信号被设计成多用途，允许传送各种类型的信号 （包括（包括G.702G.702规定的规定的PDHPDH信号在内）。信号在内）。 LCU SDH SDH是一种具有标准光接口的高速光纤系统是一种具有标准光接口的高速光纤系统 。 一种同步复用设备一种同步复用设备 。 一种由基本网元组成一种由基本网元组成, ,可进行同步信息传输可进行同步信息传输, ,复复 用用, ,分插和交叉连接的传送网分插和交叉连接的传送网 。 LCU SDH标准使不同厂家生产的设备之间进行互通成为可 能，这正是网络建设者长期以来一直期望的。 对于用户和通信运营商来说，SDH标准可以保证未来 的信息技术的发展将会是有条不紊的，完全不必要担心 出现不兼容性或网络的过时问题。 LCU SDH统一了世界上的三种数字体系。 具有标准的光接口。 同步复用,上、下支路方便。 用于网络运行、管理、维护的开销丰富。 组网灵活。 网络具有自愈性。 完全兼容PDH，兼顾未来的发展。 SDH的优点 SDHSDH中分插支路信号的过程中分插支路信号的过程 ADM PDH支路信号：2M、34M、140M SDH支路信号：155M、622M 网管 公务 告警 电源 SDH群路信号 155M 622M 2.5G SDH群路信号 155M 622M 2.5G 问题一：多年来一直沿用至今的问题一：多年来一直沿用至今的PDHPDH数字传输网已相当庞大数字传输网已相当庞大 ，为什么还要改用，为什么还要改用SDHSDH的设备。的设备。 未来的网络和应用要求考虑，未来网络的功能： 强大的网络管理 自愈 重组和恢复 兼容性、经济性、适应性、可升级性等方面的要求。 现有的现有的PDHPDH准同步传输网能否胜任未来的重任？准同步传输网能否胜任未来的重任？ 三、为什么三、为什么要用要用SDHSDH -SDH形成的必然性与必要性 PDH的特点： 由PCM发展而来，主要为话音设计不具备带宽及信息 的多样化服务能力。 点对点的连接，缺乏网络拓扑的灵活性 逐级复用/分用，上下电路困难，设备复杂而不灵活。 网管能力差。 PDH系统实际上是先有设备后有国际国际标准，即成事 实的两大体系三种标准造成不同设备之间的接口困难。 PDH体制只定义了标准的电接口无标准的光接口，使得 PDH光传输系统的兼容性差。 SDH的出现 80年代初期，为解决标准光接口问题，美国AT&T 贝尔实验室提出同步光网络SONET 1988年原CCITT采纳这概念，后来形成了同步数 字体系SDH。 为克服PDH的缺陷，SDH是先有目标再有规范， 然后研制设备，这个过程与PDH相反。这就可能最 大限度地以最理想的方式来定义符合未来通信网要求 的系统和设备。 SDHSDH的主要特点体现了以上要求：的主要特点体现了以上要求： 具有一套全球通用的光接口标准。 不同厂家的设备之间具有高度兼容性。 各级信号速率精确地符合N*155.520Mbit/s的关系 。 具有丰富的辅助（开销）通路可供网络管理使用 ，并有标准化的电信管理网。 采用同步复用（一步复用），使复用/分用过程十 分简单，且在任何复用等级（速率）上的字节具有可 见性，上/下电路简单，便于交叉连接，易于向更高 级的速率增长。 具有自愈功能。 具有高度的灵活性，具体反映在网络结构、 上/ 下电路（业务）、带宽管理与现有PDH的兼容性及对 未来发展适应能力等方面。 (1)PDH中1.5Mb/s与2Mb/s两大系列难以兼容互通， SDH采用STM-1实现统一 (2)PDH光接口规范不统一，SDH用一个光接口代替大 量电接口。 (3)PDH是逐级复用，很难从高速信号中提取低速信号 。SDH采用同步复用和指针映射，利用软件控制指 针可从高速信号一次提取所需信号。 23 四、四、SDHSDH与与PDHPDH的比较的比较 (4)PDH各级信号的帧中预留的开销比特很少，不利于传送操 作管理和维护（OAM）信息。SDH具有丰富的开销比特。 (5)SDH即可兼容现有PDH所有速率信号，也可直接与交换机 连接。 缺点： SDH频带利用率低于PDH PDH 140Mbps=2Mbps*64 SDH 155Mbps=2Mbps*63 SDH采用指针调整，增加了抖动和漂移的可能。 SDH的标准化历程 1984年，美国国家标准协会（ANSI）委托T1电信标准委员会 为未来的宽带通信所用的光标准进行调研 1985年三个里程碑的事件： 贝尔通信研究所发表标准化的纤维光传输系统- 一 种同步光网观点； T1开始这种标准化工作； 1985年8月T1批准了该标准化工作的建议。 1986年原CCITT表示对SONET感兴趣 五、五、SDHSDH的发展背景的发展背景 1987年和1988年的CCITT会议产生了使北美标准SONET和 CCITT国际标准SDH相协调的规范。 1988年4月全球统一的SDH/SONET标准建立，即以9行帧为基 础的国际标准，SONET成为SDH的一个子集。 1988年2月原CCITT决定选用9行*270列的帧结构，并在同年 7月通过的原CCITTG.707 、G.708 、G.709建议中正式确立。 从此，以9行*270列帧结构、速率为155.520 Mbit/s的STM-1 信号为基础的SDH体系就正式形成。 SDH的标准涉及 比特率、网络节点接口、复用结构、复用设备、网 络管理、线路系统 光接口、SDH信息模型、网络结构 抖动性能、误码性能、网络保护等 六、六、SDHSDH标准及接口标准及接口 LCU 28 电接口： STM-1是SDH的第一个等级，又称基本同步传 送模块，比特率为155.520Mbps STM-N是SDH的第N个等级同步传送模块（ N=1，4，16，64，256） 低阶SDH高阶SDH 光接口： 光信号码型是加扰的NRZ码 LCU 网络节点接口 网络节点接口网络节点接口 NNINNI：N Network etwork N Node ode I Interfacenterface NNI表示网络节点（实现终结、复用、交 叉连接和交换功能）之间的接口。 LCU SM：同步复用设备 DXC：数字交叉连接设备 TR：支路 EA：外部接入设备 SDH的基本概念 SM SM SM 有线/无 线系统 DXC/E A 有线/无 线系统 SM SM SM TR TR TR NNINNINNINNI TR TR TR LCU 31 七、 SDH的基本网络单元 u终端复用器（TM） u分插复用器（ADM）、 u再生中继器（REG） u同步数字交叉连接设备（SDXC） LCU 32 终端复用器TM 双端口器件，用于端点站。群路端口默认为w 将低速支路信号和155Mbps电信号纳入STM-N 帧，并转换为光信号，或完成相反变换。 作用:只能从一个方向分离/插入PDH的各支路信 号或STM-N的信号 TM W STM-N STM-M 140Mb/s2Mb/s 34Mb/s 注MN 终端复用器TM LCU 33 插/分复用器ADM 三端口器件，用于节点站。群路端口默认为：左w、右e 可方便地将支路信号从主流码流中提取出来或将其他支 路信号插入此主信码流中，从而实现网络中信码流的分 配、交换与组合。 作用:既可双向上下业务,又可东西直通. 最常用网元，可等效其他网元 STM-M注：MN we 2Mb/s34Mb/s 140Mb/s ADM STM-N STM-N 分/插复用器ADM LCU 34 等效为 入线：m 出线：n 数字交叉连接设备SDXC 多端口器件，用于重要节点站，提 供强大的交叉能力。 SDXC类似 于交换机，它一般有多个输 入和多个输出，通过适当配 置可提供不同的端到端连接 。 SDXC能在接口端口间提供可 控的VC的透明连接和再连接 ，端口速率可以是PDH速率 也可是SDH速率。 以m/n表征其特点 SDXCmn 数字交叉连接设备SDXC LCU 35 再生中继器REG（电） 2端口器件，用于节点站。群路端口默认为：左 w、右e 不需交叉复用功能 功能：O/E、抽样、判决、再生整形、E/O；使 线路噪声不积累 we REGSTM-NSTM-N 再生中继器REG LCU 36 PDHSDH 补充：复接基本概念 4.3.2 SDH的结构 LCU 37 容器C：有规定速率的、按一定时序结构组成的标准 信号结构。 容器传送：将低于容器速率的信号组织在一起，然 后封装。类似一个装满“货物”的容器，实现容器的整 体“搬运”。 P144 LCU 38 虚容器VC：由信息净负荷（容器的输出）和通道开销POH 组成。VC是SDH最重要的一种信息结构。不同VC的包封相 互同步，而包封内部允许装载各种不同容量的准同步支路信 号。VC可作为一个独立实体在通道中任一点取出或插入，进 行同步复用和交叉连接十分方便和灵活。 低阶VC：VC-11、 VC-12、 VC-2、 VC-3 高阶VC：VC-4、 VC-3 支路单元TU：传送低阶VC的实体 支路单元组TUG：由一个或多个在高阶VC净负荷中占据固 定的、确定位置的支路单元组成。有TUG-3和TUG-2两种支 路单元组。 LCU 39 管理单元AU：传送高阶VC的实体。 管理单元组AUG：由一个或多个在STM-N净负荷 中占据固定的、确定位置的管理单元组成。 同步传送模块STM-N：N个AUG按字节间插同步 复用后加上SOH构成。 LCU 40 支路数据 容器C 低阶虚容器VC TUPTR POH 高阶VC SDH复用示意图 管理单元组 AUG 指示信号AUPTR 检查装置 支路单元组 TUG STM_1 SOH 段落附加字节 将多个VC往TUG摆放的过程 中，还要在TUG的一些固定位 置说明各VC的位置，便于提 取VC 高阶VC的POHTUG TUG LCU 41 LCU 42 LCU 43 SDH最基本、最重要的数据块为同步传输模块 STM1。 更高级别的STMN信号则是将STM1按同步复用 ，经字节间插后形成的。 一、 SDH的帧结构 LCU 44 9 9 261 3 5 帧同步信号 再生段开销 复用段开销 信息净负荷 STM_1帧结构 AUPTR STM1矩形块状帧结构如图所示，它由两 部分组成：比特开销和信息净负荷。 LCU 45 1. SDH帧结构的组成 STM1帧结构由9行、270列组成。每列宽一个字节 ，整个帧容量为（261+9）9= 2430字节，即24308 19440比特。 开始9列为比特开销（包括再生段开销和复用段开 销）所用，其余261列则为有效负荷即数据存放地。 帧传输速率为8000帧秒，即125s为一帧，因 而 STM1传输速率194408000=155.520Mb/s， 其它较高级别的码速如表6-2所示。 LCU 46 表62 STM系列速率 速率等级速率（Mb/s) STM-1155.520 STM-4622.080 STM-162488.320 STM-649953.280 STM-25639813.12 LCU 47 STM1帧结构字节的传送是从左到右，从上到下 按行进行，首先传送帧结构左上角第一个8比特字 节，依次传递，直到9270个字节都送完，再转入 下一帧。 STM-N信号的帧频：ITU-T规定对于任何级别的 STM等级帧频是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为 恒定的125s。（ 与PDH区别？） LCU 48 例如STM-4的传输速率恒定等于STM-1信号传输速率 的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍，等于STM-1的 16倍. 这里要注意的是对于任何STM级别帧频都是8000 帧/秒，帧周期的恒定是SDH信号的一大特点。由 于帧周期的恒定使高速SDH信号直接分/插出低速 SDH信号成为可能。 帧结构 帧结构 若复用的低速信号速率较低，即打包后信息包 太小，例：2M、34M。 需进行二级指针定位。先将小信息包打包成中 信息包，通过支路单元指针-TUPTR定位其在 中信息包中的位置。然后将若干中信息包打 包成大信息包，通过AU-PTR指示相应中信 息包的位置。 帧结构 表示典型的净负荷偏移的STM-1帧 STM-1复帧 STM-1段开销 SOHSOHPayloadPayload 9 rows9 rows 270 columns270 columns Total capacity = 622.08Mbits/sTotal capacity = 622.08Mbits/s SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload STM-4 的结构 A1A1 B1B1 D1D1 B2B2 D4D4 D7D7 D10D10 S1S1 9 9 ROWSROWS RSOHRSOH Reserved for National use.Reserved for National use. A1A1 S1S1 A1A1 S1S1 A2A2 Z2Z2 A2A2 S1S1 A2A2 S1S1 C1C1 E2E2 E1E1 D2D2 K1K1 D5D5 D8D8 D11D11 A1A1A1A1A1A1 B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2 S1S1S1S1S1S1 A2A2 Z2Z2 A2A2 Z2Z2 A2A2 Z2Z2 C1C1 F1F1 D3D3 K2K2 D6D6 D9D9 D12D12 MSOHMSOH AU-n PointersAU-n Pointers 144 Bytes144 Bytes Total capacity = 2488.32Mbits/s (2.5 GBits/s)Total capacity = 2488.32Mbits/s (2.5 GBits/s) SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload SOHSOHPayloadPayload STM-16的结构 LCU 58 1） 信息净负荷（payload） 是在STM-N帧结构中存放 将由STM-N传送的各种信息码块的地方。 信息净负荷区相当于STM-N这辆运货车的车箱，车 箱内装载的货物就是经过打包的低速信号待运 输的货物。 为了实时监测货物（打包的低速信号）在传输过程 中是否有损坏，在将低速信号打包的过程中，加入 了监控开销字节通道开销（POH） 字节。POH 作为净负荷的一部分与信息码块一起装载在STM-N 这辆货车上在SDH网中传送。 2.各部分功能 LCU 59 POH 高阶 POH 低阶 POH 在VC-4帧中第一列，共9个字节 。 J1：通道踪迹字节（是否持续连接） B3：监控VC-4（140Mbit/s）在STM-N帧中传输的 误码性能。 C2：指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质 G1：允许在通道的任一端或通道中任一点对整个双 向通道的状态和性能进行监视 监视2Mbit/s的PDH信号在STM-N中的传输情况 。 V5具有误码校测、信号标记和VC12通道状态表 示等功能 J2被用来重复发送低阶通道接入点标志符，使接 收端能据此确认与发送端在此通道上持续连接 状态 N2：用于低阶通道的串接监视。 K4：备用字节 注意：信息净负荷有效负荷！ P145148 LCU 60 2）段开销（SOH） 是为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须附加 的供网络运行、管理和维护（OAM） 使用的字节 。 SDH的段开销又分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（ MSOH）。 在SDH中，13行分给RSOH，59行分给MSOH。RSOH 可以在再生中继器接入，也可以在终端设备中接入。MSOH 则只能在终端设备中接入。 LCU 61 LCU STM-1段开销字节安排 A1 A1 A1 A2 A2 A2A1 A1 A1 A2 A2 A2 B1B1 B2B2 B2 B2B2 B2 E1E1 E2E2 F1F1 D1D1 D2D2 D3D3 D4D4 D5D5 D6D6 D7D7D8D8 D9D9 D10D10 D11D11 D12D12 J0J0 K1K1 K2K2 M1M1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 AU PTR s1s1 字节含义 P141P143 LCU 6363 帧定位字节帧定位字节A1A1和和A2A2：用于识别帧的起始位置。：用于识别帧的起始位置。A1:A1:11110110 11110110 A2:A2:0010100000101000 再生段误码监视字节再生段误码监视字节B1B1（BIP-8BIP-8）：用于再生段误码监视。（）：用于再生段误码监视。（偶校偶校 验的比特间插奇偶校验码验的比特间插奇偶校验码） 公务字节公务字节E1E1和和E2E2：用来提供公务联络语声通路。用来提供公务联络语声通路。 再生段踪迹字节再生段踪迹字节J J0 0：该字节重复发送：该字节重复发送“ “段接入点识别符段接入点识别符” ”，以便让接，以便让接 收机确认它与预定的发送端是否处于持续的连接状态收机确认它与预定的发送端是否处于持续的连接状态。 数据通信通路（数据通信通路（DCCDCC）D1-D12D1-D12：用来构成：用来构成SDHSDH管理网的传送链管理网的传送链 路路。 复用段误码监视字节复用段误码监视字节B2B2（BIP-24BIP-24）：用于复用段误码监视。）：用于复用段误码监视。 使用者通路使用者通路F1F1：为特定维护目的而提供临时数据：为特定维护目的而提供临时数据/ /语声通路语声通路。 LCU 64 与传输媒质有关的特定字节与传输媒质有关的特定字节：专用于具体传输媒质的特殊功能：专用于具体传输媒质的特殊功能 。（如光纤双向传输时，此字节可辨明信号方向。）。（如光纤双向传输时，此字节可辨明信号方向。） S1S1：字节的第字节的第5 5至第至第8 8比特表示同步消息，可以表示比特表示同步消息，可以表示1616种不同的同种不同的同 步时钟质量等级。用于时钟步时钟质量等级。用于时钟自动倒换，防止时钟成环自动倒换，防止时钟成环 自动保护倒换（自动保护倒换（APSAPS）通路）通路K1K1和和K2K2：用作复用段：用作复用段APSAPS指令，指令，K1K1作作 倒换请求，倒换请求，K2K2作倒换证实。作倒换证实。 ：国内保留使用的字节：国内保留使用的字节 沿途所有的元件都连接到两个相反的方向旋转 的光环路上，其中一条作为主路，另一条作为 备份。当主环路发生故障，失效路径上的设备 探测到故障时将自动倒换到另一方向的环（即 备份）上，继续保持通信。 复用段远端误码指示（复用段远端误码指示（MS-REIMS-REI）字节）字节M1M1：该字节用来传送由：该字节用来传送由BIPBIP -N*24-N*24所检出的复用段远端的误码指示。所检出的复用段远端的误码指示。 LCU 65 再生段开销RSOH 和复用段开销MSOH 分别对相应的 段层进行监控。 例如：若光纤上传输的是2.5G信号，那么RSOH监控的是STM- 16整体的传输性能，而MSOH则是监控STM-16信号中每一个 STM-1的性能情况。 RSOH与MSOH的区别：在于监管的范围不同。RSOH中B1 字节是对整个STM-N 帧信号进行传输误码检测的，一个STM-N 帧中只有一个B1 字节。而MSOH中的B2 字节是对STM-N 帧中 的每一个STM-1 帧的传输误码情况进行监测，STM-N 帧中有 N3 个B2 字节，每三个B2 对应一个STM-1 帧。 SOH与POH比较： SOH完成对货物整体的监控，POH是完成对某一件特定的 货物进行监控。 LCU 66 RSOH STM-16 STM-1 MSOH VC-4 高阶POH VC-12 低阶POH RSOH、 MSOH 、POH 的比较-举例： LCU 67 3） 管理单元指针（AUPTR） 管理单元指针位于STM-1帧中第4行的前9列，共 9 个字节。AUPTR起什么作用呢？ AU-PTR用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧 内的准确位置，收端能根据这个指针值正确分离信息 净负荷。 信息净负荷的起点一般在AU-PTR之后，这样一组信息 净负荷一部分内容可在前一帧的后半部分传输，另一 部分在后一帧的前半部分传输。P150 LCU 68 二、 SDH的码速调整 VC-4装配器将VC-4放入AU-4，可以看做将货物VC-4放入大集装箱AU-4，以 支持VC-4并在逻辑高阶通道上实现端到端的传送。VC-4和AU-4间的速率和相 位与AU-4指针调整有关。 正常情况下，各级货物与集装箱的速率和相位是适配的。由于各种原因，可 能出现货物相对于集装箱忽快忽慢的情况。解决方法只能是每个集装箱多装 一点货物；反之每个集装箱少装一点货物。 调整方式：负调整（第4行7、8、9字节）和正调整（第4行10、11、12字节 ） 以货车运货为例，将货物VC-4连续不停的装入这辆货车 的车箱AU-4，当然装载时是以一个字节一个字节来装载 的，这辆货车的停站时间是125s。 LCU 69 1正调整： 装载货物VC-4的速率AU-4的速率 装载一个VC-4的货物所用的时间125s（货车停站时 间） 这3个H3字节就象货车临时加挂的一个备份存放空间 LCU 73 货物以3个字节为一个单位将位置都向前串一位，以便在AU-4 中加入更多的货物（一个VC-4+3个字节），这时每个货物单 位的位置（3个字节为一个单位）都发生了变化。相应的下一 VC-4 的起点前移3个字节，这种调整方式叫做负调整，第4行 7.8.9 3个H3字节所占的位置叫做负调整位置。 此过程用指针字节的5个D比特反转来标识，接收端根据此处 内容判别负调整机会字节的内容是信息而非填充。 v 负调整位置只有一个（3个H3字节） 负调整位置在AU-PTR上 LCU 74 9 261 3 5 帧同步信号FAS 再生段开销RSOH 复用段开销MSOH 负荷 指针7 8 97 指针 负调整示意图 LCU 75 LCU 76 4.3.3 SDH的复用结构和复用方法 一、复用结构 所谓复用就是将多个低速支路信号合成单路高速数字流 的过程。 SDH采用了同步复用、映射、指针的新概念，增加了数 据处理的灵活性。 为了将各种信号装入SDH帧结构净负荷区，需要经过映 射、定位校准和复用三个步骤。 LCU 77 u 映射：把PDH各种速率及ATM信元与SDH的容器C 进行适配的过程。 如各种速率（140Mbps,34Mbps,2Mbps）信号先经过码速调整 ，分别装入各自相应的标准容器中，再加上各自的通道开销 ，形成各自对应的虚容器的过程。 u 定位校准： 指明低阶VC/高阶VC帧在TU/AU帧中的起始位置。 u 复用：将N个TU变成TUG，N个AU复接成AUG， N个AUG复接成STM-N的过程 LCU 78 2.STM_N的复用过程有如下6个步骤： 1）首先，异步信号被放入相应尺寸的容器C。 2）由标准尺寸容器C加上通道附加字节POH便形 成虚容器VC，即C+POH VC。 3）低阶VC加VC指针便形成支路单元TU。高阶 VC（VC-3 VC-4）加指针便形成管理单元AU，即 低阶VC+VC指针TU 高阶VC+指针AU LCU 79 4）多个支路单元TU复用后形成支路单元组 TUG，即NTUTUG。 5） 高阶VC， VC-3或 VC-4加上管理单元指针便 形成管理单元AU，即 VC-4+ AUPTR AU-4 AU是一种高阶通道层和复用段层提供适配功能的 信息结构，AUPTR 用来指明高阶VC在STMN帧的 位置。 一个或多个在STMN帧内占有固定位置的AU组 成管理单元组AUG， 即N AUAUG N=1或3 LCU 80 6）最后在N个AUG基础上加上段开销（SOH）便形成 STM-N帧结构，即 N AUG+SOH STM-N 从以上的复接过程来看，SDH的形成包含映射（ C VC）、定位校准（ VC TU及 VC AU ）和 同步复用（ N AU AUG）三个过程。 LCU 映射复用的过程映射复用的过程 同步复 用 插入指 针 插入通 道开销 映射入容器 VCTU或 AU 高阶VC或 STM-N 同步 支路信号 插入指 针 插入通 道开销 以正码 速调整 映射入 容器 准同步 支路信 号 C LCU 82 1.SDH的复用包括两种情况： 1)低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号,主要通过过“字节间节间 插复 用方式”来完成的。 83 2)低速支路信号即PDH信号复用成SDH信号 STM-N。 G.709G.709复用映射结构复用映射结构 LCU 84 可以看到此复用结构包括了一些基本的复用单元：C 容器、VC虚容器、TU 支路单元、TUG 支 路单元组、AU 管理单元、AUG 管理单元组， 这些复用单元的下标表示与此复用单元相应的信号 级别。 在图中从一个有效负荷到STM-N的复用路线不是 唯一的，有多条路线（也就是说有多种复用方法） 。例如2Mbit/s的信号有两条复用路线，也就是说可 用两种方法复用成STM-N信号。 欧洲电信标准协会复用映射结构欧洲电信标准协会复用映射结构 虚容器 STM-N N 1 140Mb/s 34Mb/s C-12 C-3 C-4 VC-12 VC-3 VC-4 TU-12 TU-3 TUG-2 TUG-3 AUG-4AU-4 3 容器 支路单元 管理单元 支路单元组 管理单元组 同步传送模式 欧洲电信标准协会采用的复用映射结构是G.709建议的一 部分，即高阶虚容器中没有VC-3，我国选用的是欧洲复用映 射结构。 定位校准 复 用 2Mb/s 映 射 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 英文标题:32-35pt 颜色: R153 G0 B0 内部使用字体 : FrutigerNext LT Medium 外部使用字体 : Arial 中文标题:30-32pt 颜色: R153 G0 B0 字体:黑体 英文正文:20-22pt 子目录 (2-5级) :18pt 颜色:黑色 内部使用字体 : FrutigerNext LT Regular 外部使用字体 : Arial 中文正文:18-20pt 子目录(2-5级):18pt 颜色:黑色 字体:细黑体 配色参考方 案： 建议同一页 面内不超过 四种颜色， 以下是组 配色方案， 同一页面内 只选择一组 使用。 （仅供参考 ） 客户或者合 作伙伴的标 志放在右上 角. Page 86 中国的SDH基本复用映射结构 STM-NAUG-1AU-4VC-4 TU-3VC-3C-3 C-4 TUG-2TU-12VC-12C-12 TUG-3 N 139264kbit/s 34268kbit/ s 44736kbit/s 2048kbit /s 指针处理 映射 定位 复用 AUG-N 1 3 7 3 1 STM-N N 1 C-12VC-12VC-4TUG-2AUG-4AU-4TU-122Mb/s 码速调整 LD POH TU PTR AU PTR 复用 7复用 HD POH 复用 N复用 TUG-3 映射复用的过程映射复用的过程 我国的光同步传输网技术体制规定了以2Mbit/s信号为基础， 选用AU-4的复用路线 LCU 88 二. 139Mbit/s复用进STM-N信号 a）首先将139Mbit/s的PDH信号经过码速调整（比特 塞入法）适配进C-4，C-4是用来装载139Mbit/s的PDH 信号的标准信息结构。 参与SDH复用的各种速率的业务信号都应首先通过码 速调整适配技术装进一个与信号速率级别相对应的标 准容器：2Mbit/s C-12、 34Mbit/s C-3 、 139Mbit/s C-4。 LCU 89 容器的主要作用就是进行速率调整，139Mbit/s的信号 装入C-4也就相当于将其打了个包封，使139Mbit/s信号 的速率调整为标准的C-4速率。 当异步信号的速率在一定范围内(如4次群 139.261139.266Mbps)变动时，通过码 速调整可将其速率转换为标准速率。 u将C4的基帧分为9个子帧，每个子帧一行。 u每个子帧以13个字节为一个单位，分为20个单位。 u每个子帧的20个13字节块的第1个字节依次为： W、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、 X、Y、Y、Y、X、Y、Z。 u每个13字节块的第2到第13字节存放的是140Mbps的信息比特。 LCU 90 91 一个子帧的每个13字节块的后12个字节均为W字节，第一 个13字节块的第一个字节也是W字节。 故一个子帧共241个W字节，5个X字节，13个Y字节，1 个Z字节。 C4子帧=241W+13Y+5X+1Z=260字节 =1934I+S+5C+130R+10O=2080bit 当CCCCC=00000时，S=I；当CCCCC=11111时，S=R ； 当S=I时，C-4容纳信息速率最大， C-4max=(1934+1)*9*8000=139.320Mbps 当S=R时，C-4容纳信息速率最小， C-4min=(1934+0)*9*8000=139.248Mbps 符合G.703规范的E4速率139.261139.266Mbps LCU 92 8000帧/秒 9行 260列 8bit=149.760Mbit/s C-4的帧结构如图所示 E4信号的速率范围 (139.261139.266)Mbit/s，通过速 率适配可将这个速率范围的E4信号，调整成标准的C-4 速率149.760Mbit/s ，也就是说能够装入C-4容器。 LCU 93 b） 为了能够对139Mbit/s的通道信号进行监控，在复用 过程中要在C-4的块状帧前加上一列通道开销字节（高阶 通道开销VC-4POH ），此时信号成为VC-4信息结构， 如下图所示： 高阶通道开销VC-4POH位于VC-4帧的第一列，这时VC- 4的帧结构就成了9行261列。 LCU 94 POH 高阶 POH 低阶 POH 在VC-4帧中第一列，共9个字节 。 J1：通道踪迹字节（是否持续连接） B3：监控VC-4（140Mbit/s）在STM-N帧中传输的误 码性能。 C2：指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质 G1：允许在通道的任一端或通道中任一点对整个双 向通道的状态和性能进行监视 F2、F3：提供通道单元间的公务通信（与净负荷有 关） H4：指示有效负荷的复帧类别和净负荷位置 K3：自动保护倒换通路字节 N1：网络操作者字节，提供高阶通道的串接监视功 能 K3：备用比特 P145148 LCU 95 c） 货物都打成了标准的包封，现在就可以往STM-N这 辆车上装载了。装载的位置是其信息净负荷区。 定位：将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程。 即以附加于VC上的支路单元或管理单元指针，指示和确定 低阶VC帧的起点在TU净负荷中或高阶VC帧的起点在AU净负 荷中的位置，在发生相对帧相位偏差使VC帧起点浮动时，指 针值亦随之调整，从而始终保证指针值准确指示VC帧的起点 的位置。 LCU 96 那么在收端怎样才能正确分离货物包呢？ SDH采用在VC-4前附加一个管理单元指针（AU-PTR） 来解决这个问题。此时信号由VC-4变成了管理单元 AU-4这种信息结构。 LCU 97 AU-4这种信息结构已初具STM-1信号的雏形9 行270列，只不过缺少SOH部分而已，这种信息 结构其实也算是将VC-4信息包再加了一个包封 AU-4。 AU-PTR指针的作用是指明高阶VC在STM帧中的位置， 也就是说指明VC货包在STM-N车箱中的具体位置。 注意：AU-PTR不在净负荷区，而是和段开销在一起。 这就保证了收端能正确的在相应位置找到AU-PTR，进而 通过AU-PTR定位VC-4的位置，进而从STM-N信号中分离 出VC-4。 LCU 98 AU-4指针正调整举例： 0110100000000101 NDFSS指针值为5 上一个稳定帧的指针状态 0110100000000110 NDFSS指针值为6 本帧正调整的125us内的指针状态 1001101010101111 NDFSS10个比特中的 I比特反转 下一帧的指针状态 LCU 99 d） 最后，将AU-4加上相应的SOH合成STM-1信 号，N个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N 信号。 复用：使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道，或把多个 高阶通道层信号适配进复用层的过程。 即以字节交错间插方式把TU组织进高阶VC，或把AU组织进 STM-N的过程。 LCU 100 复用路线140MC-4 VC-4 AU-4 STM-1 所以STM-1仅能复用进1路140M信号 LCU 139.264Mbit/s信号至STM-1的形成过程 C-4 C-4 VC-4 VC-4 VC-4 POH AUGAUG SOH AU-4 PTR AU-4 PTR （149.760Mbit/s） （150.336Mbit/s） （150.912Mbit/s） （150.912Mbit/s） （139.264Mbit/s） （N 155.520Mbit/s） LCU 102 三.34Mbit/s复用进STM-N信号 a） 34Mbit/s C-3 VC-3 TU-3 TUG -3 VC-4 AU-4 34Mbit/s的信号先经过码速调整将其适配到相应的标准 容器C-3中，然后加上相应的通道开销POH打包成VC- 3。此时的帧结构是9行85列。图6.2.8 P248 J1T1 B3 C2 G1T2 F2 H4 Z3T3 (84列) Z4 Z5 LCU 103 净负荷分3个子帧（T1、T2、T3） 每个子帧含3*8*59+7+8=1431信息比特 2套5个调整控制比特C1、C2 2个调整机会比特S1、S2 573个固定塞入比特R2 2个S比特可实现正/零/负速率调整 LCU 104 装入TU-PTR后的TU-3 结构图 P251 图6.2.13 支路单元TU-3提供低阶通道层（低阶VC，例如VC-3）和高阶 通道层之间的桥梁。 TU-PTR用以指示VC-3的起点在支路单元TU中的具体位置。 为了便于收端定位VC-3，以便能将它从高速信号中直接拆离出 来，在VC-3的帧上加了3个字节的指针TU-PTR（支路单元指 针）。 LCU 105 b）TU-3的帧结构有点残缺，先将其缺口部分补上 ，成下图所示的帧结构。 图中R为塞入的伪随机 信息，这时的信息结 构为TUG3 支路 单元组。 LCU 106 c）三个TUG3通过字节间插复用方式，复合 成VC-4信号结构。 而VC-4是9行261列的块状帧结构。于是在3TUG3的合 成结构前面第一列为的POH，再加两列塞入比特，使其 成为C-4的信息结构。 因为TUG3是9行86列的信息结构，所以3个TUG3通过字 节间插复用方式复合后的信息结构是9行258列的块状帧 结构。 LCU 107 LCU 108 d）这时剩下的工作就是将VC-4STM-N中去 了，过程同前面所讲的将140Mbit/s信号复用 进STM-N信号的过程类似： VC-4AU-4AUG STM-N 复用路线34MC-3 TU-3 TUG-3 ； 3个TUG-3 VC-4 AU-4 STM-1 所以STM-1能复用进3路34M信号 C3容器3；与34M相对应的标准信息结构，完成速率适配功能 。 VC3虚容器3；与C3相对应的标准信息结构，完成对装载的 34M信号进行实时的性能监控。 34M复用步骤 TU3支路单元3；与VC3相对应的标准信息结构，完成一级指 针定位。 TUG3支路单元组3；与TU3相对应的标准信息结构。 34MVC3TU3TUG3；3TUG3VC4STM-1；所以STM-1 可以复用进3路34M。 34M复用步骤 LCU 111 四. 2Mbit/s复用进STM-N信号 当前运用得最多的复用方式是将2Mbit/s信 号复用进STM-N信号中，它也是PDH信号复 用进SDH信号最复杂的一种复用方式。 LCU 112 a）首先，将2Mbit/s的PDH信号经过速率适配 装载到对应的标准容器C-12中。 为了便于速率的适配采用了复帧的概念，即将4个C-12 基帧组成一个复帧。C-12的基帧帧频也是8000帧/秒。 C-12复帧的帧频为2000帧/秒 使用复帧的原因：纯粹是为了码速适配的方便 LCU 113 例如E1信号的速率是标准的2.048Mbit/s ，那么装入C -12时正好是每个基帧装入256比特有效信息。 但当E1 信号的速率不是标准速率2.048Mbit/s时，那么 装入每个C-12的平均比特数就不是整数。 例如：E1速率是2.046Mbit/s时，此信号装入 C-12基帧时平