第二章 同步复用与映射方法1

1、第二章 同步复用与映射方法本章的主要内容：1、SDH的复用结构2、映射3、定位一、SDH的复用结构SDH的复用结构是由一些基本复用单元组成的有若干中间复用步骤的复用结构与过程。1、基本复用单元复用单元实际上是一种信息结构，不同的复用单元，其信息结构不同.常用的复用单元有容器（C）、虚容器（VC）、管理单元（AU）、管理单元组（AUG）、支路单元（TU）、支路单元组（TUG）等。（1）容器C容器是一种装载各种速率业务信号的信息结构.容器种类：由于国际上通行的有欧洲、北美和日本三种PDH数字体系或者说有以1.544Mb/s和2.048Mb/s两大速率为基础的三大数字体系。根据ITU-T规定，定义了

2、5种标准容器。C-11 C-12 C-2 C-3 C-41.544Mb/s 2.048Mb/s 6.312Mb/s 34.368(或44.736)Mb/s 139.264Mb/s（2）虚容器VC 定义：虚容器是用来支持SDH的通道层连接的信息结构 组成：虚容器是由标准容器C的输出信号再加上用以对信号进行维护与管理的通道开销（POH）构成，即 VC-n = C-n + POH（VC-n）例如：VC-4（3）管理单元（AU）和管理单元组（AUG）管理单元（AU）是提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构。 组成：由一个相应的高阶VC-n和一个相应的管理单元指针构成。 AU-n = VC-n +A

3、U-nPTR ；n=3，4 AU-nPTR用于指示VC-n净负荷的起点在AU帧中的位置。例如：AU-4管理单元组：一个或多个在STM-N帧净负荷中固定地占有规定位置的AU集合称为管理单元组.（4）支路单元和支路单元组（TU和TUG） 支路单元（TU）是提供低阶通道层和高阶通道层之间适配功能的一种信息结构。 组成：TU-n = VC-n + TU-nPTR（支路单元指针）TU-nPRT：用于指示VC-n净负荷起点（首字节）在TU帧内的位置。支路单元组（TUG）：一个或多个在高阶VC净负荷中占有固定位置的TU组成一个支路单元组（TUG）。 组成：一个或多个TU按字节间插方式复用成一个TUG。（5）

4、各容器之间的关系（以139.264Mb/s为例进行说明） 动画：由C-4STM-1 由STM-1C-4由STM-1C-42、复用结构（1） ITU-T建议的复用结构（2） 我国SDH复用结构由于我国使用的是以PCM30/32 PDH系列，因而根据实际情况，对ITU-T提出的复用结构进行了简化。支路接口有三种：2Mb/s、34Mb/s和140Mb/s。注：通常采用2Mb/s和140Mb/s支路接口，当特殊需要时经报批可以采用34Mb/s支路接口。说明： 虚容器的分类：高阶、低阶之分。高阶虚容器：VC-4和AU-3中的VC-3低阶虚容器：VC-12，VC-11，VC-2及TU-3中的VC-3。注：

5、VC-3可以是高阶的，也可以是低阶的，在我国所采用的复用结构中使用的是低阶VC-3。 VC的封装速率与SDH网络保持同步VC可以在SDH网络中始终保持独立的、相互同步的传输状态，即 其帧速率与网络保持同步。 同一个网络中的不同VC的帧都彼此之间保持同步关系 关于通道、复用段和再生段的说明 再生段：两个中继器或复用器与中继器之间的距离。复用段：两个复用器之间的距离。通道：两个终端复用器TM之间的距离。二、映射1、映射是一种在SDH边界处使支路信号适配进虚容器的过程。2、过程：（1）将各种速率的G.703信号分别经过码速调整装入相应的标准容器之中。例如：2Mb/s PDH基群信号放入C-12之中。

6、 140Mb/s PDH四次群信号 C-4之中。（2）在标准容器的基础上，再加上低阶或高阶通道开销形成虚容器。例如：C-12 + 低阶POH VC-12 C-4 + 高阶POH VC-4（3）通道开销（POH）通道开销（POH）由分为低阶通道开销和高阶通道开销。 高阶通道开销：（如VC-4、VC-3中） 帧结构 通道踪迹字节J1通道踪迹字节J1是用来指示高阶通道接入点识别符。通道BIP-8码 B3 功能：起高阶通道误码监测功能监测对象：一个VC-3（或VC-4）BIP-8计算：对扰码前的VC-3（或VC-4）进行计算。信号标记字节C2 功能：表示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质。 通道状态字

7、节G1通道使用者字节F2、F3TU位置指示字节H4自动保护倒换（APS）通路字节网络操作者字节N1备用比特K3（b5b8）低阶通道开销：（如VC-12中）复帧的概念：C-12的复帧是由四个C-12基本帧构成。 C-12复帧结构： VC-12复帧结构：在C-12复帧基础之上，加上低阶通道开销V5，J2，N2，K4构成一个VC-12复帧开销字节： V5：用于提供误码检测、信号标记（表净负荷信息性质）和通道状态功能。 J2：通道踪迹字节N2：网络操作者字节K4（b1b4）：自动保护倒换（APS）通道K4（b5b7）：增强型远端缺陷指示。3、映射方式和分类实现映射的方法：三种实现映射的工作模式：两种（

8、1） 映射的方法： 异步映射：异步映射是一种对映射信号的结构无任何限制，也无需其与网络同步，仅利用正码速调整或正/零/负码速调整，将信号适配进VC的映射方法。 比特同步映射：比特同步映射是一种对映射信号的结构无任何限制，但要求其与网同步，这样无需码速调整便可实现信号的适配进VC的方法。 字节同步映射：字节同步映射是一种要求映射信号具有块状帧结构，并与网同步，因此也无需码速调整即可将信息字节装入VC内规定的位置的映射方式。 （2）两种工作模式 浮动VC模式 浮动VC模式是指VC净负荷在TU或AU内的位置不固定并由TU-PTU和AU-PTR指示其起始位置的一种工作模式。 当2Mb/s信号映射进C-

9、12复用成STM-N中时，采用了AU-PTR和TU-PTR两层指针来容纳与STM-N帧之间的频差和相差，从而无需滑动缓存器即可实现同步，引入时延最小（约10s）。三种映射方法都可使用浮动VC模式。 锁定TU模式：锁定TU模式是一种信息净负荷与网同步并处于TU或AU帧内固定位置，因而无需TU-PTR或AU-PTR的工作模式。POH一次群信号的比特同步和字节同步可采用锁定模式。用125s（一帧容量）的滑动缓存器来容纳VC净负荷与STM-N帧的频差和相差。引入时延较大（约150s）不能进行通道性能的端到端的监测。4、映射过程139.264Mb/s支路信号（H-4）的映射。139.264Mb/s支路信

10、号一般采用异步映射、浮动模式。 C-4帧结构C-4子帧：C-4基帧的每一行定义为一个子帧。共9个子帧。 一个C-4子帧可分成20个字节块。每个字节块包含13个字节。 13个字节块的第1个字节分别为： X，Y，Z，W字节含义： C-4子帧=（C-4）/9= 1W+13Y+5X+1Z+1220W =241W+13Y+5X+1Z =8241I+813R+5C+10（O）+25R+6I+S+R =（1934I+S）+5C+130R+10（O） =2080bit C码主要用来控制相应的调整机会比特（S）在发送端 CCCCC=00000时， S=I CCCCC=11111时，S=R 注意：如果传输中出现误

11、码（随机性误码），那么可用择多判决准则做出决定。 当多数C码为1时，认为CCCCC=11111，S内容为R。当多数C码为0时，认为CCCCC=00000，S内容为I。 C-4能容纳的信息速率IC的上、下限。当CCCCC=00000时，ICmax=（1934+1）98000=139320kb/s。当CCCCC=111111时，ICmin=（1934+0）98000=139248kb/s。C-4能容纳H-4信号的速率范围139.248139.320Mb/s 根据ITU-T的相关标准，C-4支路信号的速率范围是139264 kb/s15ppm（1392641510-6=2.09bit/s）C-4支路

12、信号的速率范围139261139266kb/sC 4装入VC-4 892618000=150.336Mb/s 892608000=149.76Mb/s34.368Mb/s支路信号的异步映射C-3帧结构34.368Mb/s采用正/零/负码速调整装入C-3C-4（984字节），共分为3个子帧每子帧占3行（843=252字节） 进一步分为12个字节块，每个字节块=21字节C-3子帧=（C-3/3）=252字节=（1212+34）W+（18+15+18+16）Y+5Q+1P+1N =178W+67Y+5Q+1P+1N Y Q P =（1431I+S1+S2）+5C1+5C2+573R 注：1788+7

13、（N中）=1431I 573R=（867+56+7）R负码速调整容纳的信息速率标称速率择多判决 或 C-3容器的码速调整范围负调整时最大和最小信息容量IC 当S1=I，S2=I时，速率最大。 IC max = （1431+1+1）=1433（bit/子帧） =143338000=34.392Mb/s 当S1=R，S2=I时，ICmin = （1431+0+1）=1432（bit/子帧）=143238000 = 34.368Mb/s负调整范围（34.36834.392）Mb/s正码速调整最大和最小信息容量IC 当有效信息净负荷速率有负容差，且低于标准值时： 当S1=R，S2=R时， ICmin：

14、 （1431+0+0）=1431（bit/子帧） ICmin =143138000 = 34.344Mb/s当S1=R，S2=I时，IC max：（1431+1+0）=1432（bit/子帧） IC max =143238000=34.368Mb/s正码速调整范围（34.34434.368）Mb/s零码速调整 或 C-3容器的输出速率34.368Mb/sC-3容器的码速调整范围负调整范围（34.36834.392）Mb/s正码速调整范围（34.34434.368）Mb/s零码速调整时C-3容器的输出速率34.368Mb/sC-3容器的码速调整范围（34.34434.392）Mb/s ITU-T

15、 H-3的速率范围为34.36820ppm (34.38634.392)Mb/s 结论：C-3容器的码速调整范围能够容纳此速率范围。C-3装入VC-32.048 Mb/s支路信号装入VC-12 C-12复帧结构C-12基帧结构是由（94-2）=34字节构成。C-12复帧包括了4个基帧C-12复帧=含434=136字节=1088bit =（323+31）W+5Y+2G+1M+1N = 127W+5Y+2G+1M+1N G 开销比特 W N Y =（1278+7）I+S1+S2+（85+5+22）R+3C1+3C2+8O M 负调整位 正调整位=（1023I+S1+S2）+49R+3C1+3C2+

16、8OC码（C1、C2）（正负调整位）用于控制相应的调整机会比特S1、S2。C1C1C1=000时，S1=IC1C1C1=111时，S1=RC2C2C2=000时，S2=IC2C2C2=111时，S2=R复帧时间间隔125s4=500s 每秒2000次（复帧）C-12能容纳的信息速率IC的上、下限。当C1C1C1=000时，S1=I C2C2C2=000时，S2=I ICmax=（1023+1+1）2000=2050（kb/s）当C1C1C1=111时，S1=R C2C2C2=111时，S2=R ICmin=（1023+0+0）2000=2046（kb/s）C-12能容纳H-12信息的速率范围2

17、.0462.050（kb/s）根据ITU-T的相关标准，C-12支路信号的速率范围是204850ppm（即2048kb/s5010-6=102.4bit/s）C-12支路信号的速率2047.92048.1kb/s结论：C-12能容纳的负荷速率在规定范围之内。C-12装入VC-12三、定位定位是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程。实际上就是根据TU-PTR或AU-PTR指针指示来确定：TU-PTR指示低阶VC首字节在高阶TU净负荷中的位置。AU-PTR 高阶VC首字节在AU净负荷中的位置。1、 指针的作用（1） 当网络处于同步工作方式时，指针用来进行同步信号间的相位校准。 （2）当网络

18、失去同步时（处于准同步工作状态下），指针可起到频率和相位校准的作用。 当网络处于异步方式时，指针用作频率跟踪校准。(3)指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移。 频率抖动和漂移：实际上脉冲的相位随时间变化的现象。指针的功能：通过指针调整来容纳SDH在相位上的差别和频率上的差别。2、指针调整原理（下面以139.264 PDH支路信号复用过程中在AU-4内的指针调整为例来进行说明）（1） AU-4指针结构 AU-PTR的位置 组成 AU-PTR = H1 Y Y H2 1* 1* H3 H3 H3其中：Y = 1001SS11， SS未规定比特指针指示字节：H1 H2 两个字节 共16bitH3

19、 用于VC帧速率调整（负调整位置H3H3H3）（2）指针调整原理 指针值与所指示VC-4的字节位置关系 指针比特数=10bit 10bit组合数 = 2 10= 1024个 VC-4的字节数 = 9261 = 2349字节 VC-4的字节数/3 = = 783个（字节组） 10bit的组合种数=1024，可以用其中的783种组合来惟一地表示个位置。 偏移编号（用三个数表示）如图2-17所示说明：1个偏移编号代表三个字节一个调整单位，即每次指针调整的字节数为3。 VC-4帧结构在STM-1中的位置。（2） 调整方式操作规律（如P67 表2-7所示）N N N NS SI D I D I D I

20、D I D新数据标识（NDF）表示所载净负荷容量有变化净负荷无变化时N N N N为正常值“0110”在净负荷有变化的那一帧的NDF（NNNN）反转为“1001”在NDF出现反转的那一帧或下一帧指针值改变为指示VC新位置的新值称为新数据。若净负荷不再变化，下一帧NDF又返回到正常值“0110”，并至少在3帧内不作指针增减操作AU 类别对于AU-4SS=1010比特指针值AU-4指针0782指针值指示了VC帧的首字节J1与AU指针中最后一个H3字节间的偏移量指针调整（产生）规则（1）在正常工作时，指针值确定了VC-4帧在AU-4帧内的起始位置。NDF设置为“0110”（2）若VC帧速率比AU帧速

21、率低，5个I比特反转表示要作正帧频调整，该VC帧的起始点后移，下帧中的指针值是先前指针值加1。（3）若VC帧速率比AU帧速率高，5个D比特反转表示作负帧频调整，负调整位置H3用VC的实际信息数据重写，该VC帧的起始点前移，下帧中的指针值是先前指针值减1。（4）如果除上述第（2）、（3）条规则以外的其他原因引起VC定位的变化，应送出新的指针值，同时NDF位置为“1001”。NDF只在含有新数值的第1帧出现，VC的新位置将由新指针标明的偏移首次出现时开始。（5）指针值完成一次调整后，至少停3帧方可有新的调整正调整正调整条件：信号速率标称速率时，应降低VC-4的速率以使其与网络保持同步。方法：利用A

22、U-PTR中的H3H3H3字节，将VC-4帧的前3个字节放到H3H3H3之中，这样使整个VC-4帧在时间上向前推移一个调整单位（3个字节） 指针减1操作操作过程举例：当VC内容发生变化时的指针调整过程。1、当稳态帧中NNNN=0110，10个指针比特中显示指针值。2、当进行负调整时，NNNN=1001，10个比特指针中的5个D比特反转（称D比特为减小比特）3、当速率偏差过大时，需进行多次指针调整时，要求指针在连续3帧内保持不变，也就是从本次调整后的第4帧才进行再次调整。4、当前一次的指针值为0时，指针值减1操作后的指针值=“782”例2-1： 当VC内容发生变化时，AU-4指针正调整过程： 假

23、设稳态帧的指针值为6（10进制）指针 NNNN SS I D I D I D I D I D稳态帧： 0110 10 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0调整帧（正调整）： 1001 10 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0稳态帧： 0110 10 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1四、复用1、 复用的概念复用是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层或者把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程，即 将多个低阶TU，按字节间插同步复用进高阶VC。 将多个高阶AU，按字节间插同步复用进STM-N。2、 复用原理（1）3个TU-12复用进TU-2再复用进TU-3（3） TU-3复用进TU

24、G-3（4） 3个TUG-3复用进VC-43、 PDH信号的复用、映射、定位过程：三种情况 （1）139.264Mb/s STM-N 139.264Mb/s C-4 C-4+POH VC-4 VC-4+AU-PTR AU 1个AU 1个AUG 多个AUG STM-N1个AU 1个AUG多个AUG STM-N（2）34.368Mb/s STM-N 34.368Mb/s C-3(低阶) C-3+POH VC-3 (低阶) VC-3+TU-PTR（H1H2H3）TU-3 1个TU-3 1个TUG-3 3个TUG-3+2列填充 VC-4的净负荷 VC-4 STM-N（3）2.048Mb/s STM-N

25、 2.048Mb/s C-12 C-12 + POH VC-12 VC-12 + TU-PTR TU-12 3个TU-12按字节间插同步复用构成1个TUG-2 7个TUG-2 + 2列填充 TU-3的净负荷 TU-3 VC-3 VC-4 STM-N小 结 1、G.709建议的SDH复用结构显示了将PDH各支路信号通过复用单元复用进STM-N帧结构的过程，我国主要采用的是将2048Mbits，34368Mbits及139264Mbits PDH支路信号复用进STM-N帧结构。 SDH的基本复用单元包括标准容器C、虚容器VC、支路单元TU、支路单元组TUG、管理单元AU和管理单元组AUG。将PDH

26、支路信号复用进STM-N帧的过程要经历映射、定位和复用三个步骤。2、通道开销分为低阶通道开销和高阶通道开销。低阶通道开销由V5，J2，N2，K4字节组成,其主要功能有VC通道性能监视、维护信号及告警状态指示等。高阶通道开销（HPOH）是位于VC-3VC-4VC-4-Xc（VC-4级联）帧结构第一列的9个字节：J1，B3，C2，G1，F2,H4,F3，K3，N1，HPOH的主要功能有VC通道性能监视、告警状态指示、维护信号以及复用结构指示等。 映射分为异步、比特同步和字节同步三种方法与浮动和锁定两种工作模式。三种映射方法都能以浮动模式工作。139.264Mbits支路信号的映射一般采用异步映射、

27、浮动模式。2.048Mbits支路信号的映射既可以采用异步映射，也可以采用比特同步映射或字节同步映射。映射是一种在SDH边界处使各支路信号适配进虚容器的过程。 3、定位是以附加于VC上的支路单元指针指示和确定低阶VC帧的起点在TU净负荷中的位置或管理单元指针指示和确定高阶VC帧的起点在AU净负荷中的位置的过程。 SDH中指针的作用有（1）当网络处于同步工作方式时，指针用来进行同步信号间的相位校准；（2）当网络失去同步时，指针用作频率和相位校准；当网络处于异步工作方式时，指针用作频率跟踪校准；（3）指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移。4、复用是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。2048Mbits支路信号经映射、定位、复用成STM-N帧的具体过程为：首先把速率为2.048Mbits的信号先进入C-12作适配处理后，加上VC-1