第6章數(shù)字復接技術-SDH部分1

1、數(shù)字復接技術數(shù)字復接技術李保罡電子與通信工程系本章主要內容本章主要內容n 數(shù)字信號的復接基本概念n PCM30/32路典型終端設備n 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列nSDH概述（2學時）nSDH信號的幀結構（2學時）nSDH信號的復用步驟（4學時）n開銷的原理（2學時）n管理單元、高階通道、低階通道指針（2學時）nSDH網(wǎng)絡結構和網(wǎng)絡保護機理（2學時）SDH概述P 目標n了解SDH的產(chǎn)生背景為什么會產(chǎn)生SDH傳輸體制？n了解SDH體制的優(yōu)點和不足。n建立有關SDH的整體概念,為以后更深入的學習打下基礎。 SDH產(chǎn)生的技術背景時分多路復用傳輸方式主要有兩類：n準同步數(shù)字系列準同步數(shù)字系列(

2、PDH)n同步數(shù)字系列（同步數(shù)字系列（SDH) 準同步數(shù)字體系PDH對數(shù)字傳輸網(wǎng)的發(fā)展曾起了很大作用，但隨著社會的發(fā)展，對數(shù)字傳輸網(wǎng)提出了愈來愈高的要求。如需進一步擴大信息傳輸容量，要求傳輸?shù)木嚯x更長，有世界范圍的統(tǒng)一標準等。準同步數(shù)字體系已經(jīng)很難滿足電信業(yè)務寬帶化、綜合化和智能化發(fā)展的要求。1. 只有地區(qū)性的只有地區(qū)性的電接口規(guī)范電接口規(guī)范，而不存在世界性標準。，而不存在世界性標準。目前通行的三種信號速率等級和幀結構標準如下 北美的速率標準：1.5Mbit/s，6.3Mbit/s，45Mbit/s和N*45Mbit/s 日本標準：1.5Mbit/s，6.3Mbit/s，32Mbit/s，10

3、0Mbit/s和400Mbit/s 歐洲的標準為：2Mbit/s，8Mbit/s，34Mbit/s和40Mbit/s 三者互不兼容，造成國際互通困難。2. 沒有世界性的標準沒有世界性的標準光接口規(guī)范光接口規(guī)范。各廠家各自采用自行開發(fā)的線路碼型。各廠家在進行線路編碼時，為完成不同的線路監(jiān)控功能，在信息碼后加上不同的冗余碼，導致不同廠家同一速率等級的光接口碼型和速率也不一樣。PDH的主要缺點 3、采用、采用異步復用異步復用，復用結構缺乏靈活性。，復用結構缺乏靈活性。 準同步系統(tǒng)的復用結構，除了幾個低速率等級的信號（北美1.5M，日本1.5M和6.3M）采用同步復用外，其他多數(shù)等級的信號采用異步復用

4、，即靠塞入一些額外比特使各支路信號與復用設備同步并復用成高速信號。這種方式難以從高速信號中識別和提取低速支路信號，為了上下電路，唯一的辦法就是將整個高速線路信號一步一步地解復用到所要取出的低速支路信號等級；上下支路信號后，再一步一步地復用至高速線路信號進行傳輸。其復用結構復雜，硬件數(shù)量大，上下業(yè)務費用高。 例：從140Mbit/s的信號中分/插出2Mbit/s低速信號，要經(jīng)過如下過程。4、網(wǎng)絡管理網(wǎng)絡管理能力不強。能力不強。 PDH的復用信號幀結構中用于網(wǎng)絡運行、管理和維護（OAM）的開銷比特很少，主要靠人工的數(shù)字信號交叉連接和停業(yè)務測試。這成了進一步改進網(wǎng)絡OAM能力的重要障礙，妨礙了網(wǎng)絡的

5、智能化。其管理系統(tǒng)由各個廠家自行開發(fā)沒有規(guī)范的接口，不利于形成一個統(tǒng)一的電信管理網(wǎng)。5、數(shù)字通道數(shù)字通道設備利用率設備利用率低。低。 傳統(tǒng)的準同步系統(tǒng)的網(wǎng)絡運行和管理主要靠人工的數(shù)字信號交叉連接，無法經(jīng)濟地對網(wǎng)絡組織、電路帶寬和業(yè)務提供在線實時控制，難以滿足網(wǎng)絡動態(tài)組網(wǎng)和新業(yè)務接入的要求。同時無法提供最佳的路由選擇，使數(shù)字通道設備的利用率低。n很明顯，要在原有技術體制和技術框架內通過修修補補來克服PDH的固有缺點是得不償失的。唯一的出路是從技術體制上進行根本的改革。因此同步數(shù)字體系就成為順應潮流的一種產(chǎn)物。n美國貝爾通信研究所，首先提出了用一整套分等級的標準數(shù)字傳遞結構組成的同步網(wǎng)絡SONET

6、 體制，CCITT于1988年接受了SONET概念，并重命名為同步數(shù)字體系SDH ，使其成為不僅適用于光纖傳輸，也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g體制。SDH基本概念和特點 p基本概念基本概念 SDH網(wǎng)是由一些SDH的網(wǎng)絡單元（NE）組成，在光纖上進行同步信息傳輸、復用、分插和交叉連接的網(wǎng)絡。SDH網(wǎng)絡中不包含交換設備，它只是交換局之間的傳輸手段。pSDH的特點的特點 SDH組建的網(wǎng)絡是一個高度統(tǒng)一的、標準化的、智能化的網(wǎng)絡。它采用全球統(tǒng)一的接口，以實現(xiàn)設備多廠家環(huán)境的兼容。在全網(wǎng)范圍實現(xiàn)高效的、協(xié)調一致的管理和操作，實現(xiàn)靈活的組網(wǎng)，與業(yè)務調度實現(xiàn)網(wǎng)絡自愈功能，提高網(wǎng)絡資源利用率。由于維護功能的

7、加強，大大降低了設備的運行維護費用。SDH相對于PDH具有以下幾方面的優(yōu)點：n接口方面n電接口方面n光接口方面n運行維護方面n復用方式n兼容性1采用全世界統(tǒng)一的傳輸速率等級和幀結構標準。采用全世界統(tǒng)一的傳輸速率等級和幀結構標準。 對網(wǎng)絡節(jié)點接口進行了統(tǒng)一的規(guī)范，包括數(shù)字速率等級、幀結構、復接方法、線路接口、監(jiān)控管理等。這樣在同一傳輸線路上可以安裝不同廠家的設備，體現(xiàn)了橫向兼容性。最低的等級也就是最基本的傳送模塊稱為STM-1，傳輸速率為155.520 Mb/s；4個STM-1通過字節(jié)間插同步復接組成STM-4，傳輸速率為622.080 Mb/s；4個STM-4 組成STM-16，傳輸速率為24

8、88.320 Mb/s，以此類推?；緜魉湍K可以容納北美、日本和歐洲的準同步數(shù)字體系，體現(xiàn)了后向兼容性。 補充：字節(jié)間插復用方式例：有三個信號，幀結構各為每幀3個字節(jié)，若將這三個信號通過字節(jié)間插復用方式復用成信號D，那么D就應該是這樣一種幀結構，幀中有9個字節(jié)，且這9個字節(jié)的排放次序如下圖：那么這樣的復用方式就是字節(jié)間插復用方式。2SDH各網(wǎng)絡單元的光接口有嚴格的標準規(guī)范。各網(wǎng)絡單元的光接口有嚴格的標準規(guī)范。其光接口為開放型接口，任何網(wǎng)絡單元在光纖線路上可以互連，不同廠家的產(chǎn)品可以互通，這有利于建立世界統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡。 另一方面，標準的光接口綜合進各種不同的網(wǎng)絡單元，簡化了硬件，降低了網(wǎng)絡成

9、本。SDH信號的線路編碼僅對信號進行擾碼，不再進行冗余碼的插入。對端設備僅需通過標準的解碼器就可與不同廠家SDH設備進行光口互連。擾碼的目的是抑制線路碼中的長連0 和長連1， 便于從線路信號中提取時鐘信號。3強大的網(wǎng)絡管理能力強大的網(wǎng)絡管理能力在SDH幀結構中安排了豐富的開銷比特用于網(wǎng)絡的運行、 維護和管理，便于實現(xiàn)性能監(jiān)測、故障檢測和定位、故障報告等管理功能。4采用了同步復用方式和靈活的復用映射結構采用了同步復用方式和靈活的復用映射結構 用軟件即可分插出低速支路信號。其最小的復用單位為字節(jié)，不必進行碼速調整，這樣節(jié)省了大量的分插/復接設備（背靠背設備），增加了可靠性，減少了信號損傷、設備成本

10、、功耗和復雜性等，使上、下業(yè)務更加方便。 PDH和SDH分插信號流程的比較 5SDH除支持基于電路交換的同步轉移模式（STM）外，還可支持基于分組交換的異步轉移模式（ATM），可傳送各種PDH業(yè)務，而且能容納各種新業(yè)務信號，這體現(xiàn)了其很好的很好的兼容性兼容性。6采用數(shù)字交叉連接設備采用數(shù)字交叉連接設備DXC可以對各種端口速率進行可控的連接配置，對網(wǎng)絡資源進行自動化的調度和管理，既提高了資源利用率，又增強了網(wǎng)絡的抗毀性和可靠性。SDH采用了DXC后，大大提高了網(wǎng)絡的靈活性及對各種業(yè)務量變化的適應能力，使現(xiàn)代通信網(wǎng)絡提高到一個嶄新的水平。上述特點體現(xiàn)了SDH的的3大核心特點大核心特點：同步復用、標

11、準光接口和強大的網(wǎng)管能力。1頻帶利用率不如傳統(tǒng)的頻帶利用率不如傳統(tǒng)的PDH系統(tǒng)。系統(tǒng)。 因為增加可靠性相應地會使有效性降低，STM-N幀中加入了大量的用于OAM功能的開銷字節(jié)，從而降低了傳輸效率。2指針調整機理復雜。指針調整機理復雜。 指針的作用是指示低速信號的位置，在拆包時能正確地拆分出所需的低速信號。指針功能的實現(xiàn)增加了系統(tǒng)的復雜性，同時還會產(chǎn)生較大的抖動，造成傳輸損傷。3軟件的大量使用對系統(tǒng)安全性產(chǎn)生影響。軟件的大量使用對系統(tǒng)安全性產(chǎn)生影響。 在網(wǎng)絡層上的人為錯誤或軟件故障乃至計算機病毒的侵入都可能導致網(wǎng)絡的重大故障，甚至造成全網(wǎng)癱瘓。因此其對管理軟件和維護管理人員的要求提高。 SDH的

12、缺點SDH的發(fā)展趨勢和應用p發(fā)展趨勢SDH技術是基于語音傳輸?shù)捏w制，而近年來因特網(wǎng)發(fā)展迅速，下一代網(wǎng)絡中以IP為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務將超過語音業(yè)務成為主要業(yè)務，這就要求SDH技術向支持數(shù)據(jù)業(yè)務的方向發(fā)展。將SDH與IP直接結合即POS（IP over SDH），就是用SDH網(wǎng)絡傳送IP的一種可行方案。下一代SDH/SONET技術的基本原理就是規(guī)定高速率SDH/SONET中的若干STS-1信號用于分組信號的統(tǒng)計復接，其余的STS-1信號則用于傳統(tǒng)的電路交換信號。容量發(fā)展趨勢： 2.5Gbit/s 10Gbit/s 40Gbit/s p應用SDH除傳統(tǒng)應用外，開始擴展到接入網(wǎng)和城域網(wǎng)中。1接入網(wǎng)的應用方

13、案是以SDH環(huán)形成接入網(wǎng)的主干層，也可通過SDH環(huán)或點到點等方式直接接到大集團用戶；其次是以STM-0速率連接到帶寬要求不太高的用戶。2城域網(wǎng)是介于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之間的，在城市及市郊范圍內實現(xiàn)信息傳輸與交換的一種網(wǎng)絡。城域網(wǎng)已成為當前網(wǎng)絡建設的熱點。n此外，MSTP是以SDH為基礎的多業(yè)務傳送平臺，是將傳送節(jié)點與各種業(yè)務節(jié)點融合在一起，構成具有更大融合程度、業(yè)務層和傳送層一體化的下一代網(wǎng)絡節(jié)點，可提供諸如虛擬專用網(wǎng)或視頻廣播等新的增值業(yè)務。適合于缺乏網(wǎng)絡基礎設施的新運營者。 SDH多業(yè)務平臺引領城域網(wǎng)的發(fā)展 n容量更大和成本更低的WDM系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展，使SDH在長途網(wǎng)中的地位正發(fā)生歷史性的變

14、化。除了在長途網(wǎng)中容量需求不太大的地區(qū)繼續(xù)作為承載技術外，SDH的角色開始向網(wǎng)絡邊緣轉移。鑒于網(wǎng)絡邊緣復雜的客戶層信號特點，SDH必須從純傳送網(wǎng)轉變?yōu)閭魉途W(wǎng)和業(yè)務網(wǎng)一體化的多業(yè)務平臺 。nITU開發(fā)了一系列下一代SDH標準，即集成通用組幀程序（GFP），鏈路容量調節(jié)方案（LCAS）和自動交換光網(wǎng)絡（ASON）標準。 自動交換光網(wǎng)絡n自動交換光網(wǎng)絡（ASON）是一種能夠自動完成網(wǎng)絡連接的新型網(wǎng)絡概念，利用獨立的ASON控制面通過各種傳送網(wǎng)（包括SDH或OTN）來實施自動連接管理。這種具有獨立控制面的光網(wǎng)絡俗稱為智能光傳送網(wǎng)，簡稱智能光網(wǎng)絡。ASON吸取了IP網(wǎng)智能化的經(jīng)驗，沿用在IP網(wǎng)中行之有效

15、的選路和信令協(xié)議加以改進，以適應光網(wǎng)絡的應用需要，有效解決了IP層與光網(wǎng)絡層的融合問題，代表了下一代光網(wǎng)絡的發(fā)展方向。 SDH在微波與衛(wèi)星通信中的應用 SDH微波系統(tǒng)雖然在容量方面無法與光纖傳輸網(wǎng)比擬，但它投資小、建設周期短和便于運行維護，所以不管是通信干線上還是支線，仍是光纖網(wǎng)不可缺少的補充和保護手段。其應用方式主要有：n用SDH微波系統(tǒng)使光纖電信網(wǎng)形成閉合環(huán)路；n與SDH光纖系統(tǒng)串聯(lián)使用；n作為SDH光纖網(wǎng)的保護備用系統(tǒng)；n自成鏈路或環(huán)路。參考書中P204的圖813 SDH微波應用圖例。補充：網(wǎng)絡自愈功能n網(wǎng)絡自愈是指當業(yè)務信道損壞導致業(yè)務中斷時，網(wǎng)絡會自動將業(yè)務切換到備用業(yè)務信道，使業(yè)務

16、能在較短的時間（ITU-T規(guī)定為50ms以內）得以恢復正常傳輸，注意這里僅是指業(yè)務得以恢復，而發(fā)生故障的設備和發(fā)生故障的信道則還是要人去修復。n那么為達到網(wǎng)絡自愈功能除了設備具有DXC功能（完成將業(yè)務從主用信道切換到備用信道）外，還需要有冗余的信道（備用信道）、冗余設備 （備用設備）。習題n為什么SDH體制適合大容量傳輸?shù)那闆r？n與PDH相對比SDH有什么優(yōu)勢？同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列nSDH概述（2學時）nSDH信號的幀結構（2學時）nSDH信號的復用步驟（4學時）n開銷的原理（2學時）n管理單元、高階通道、低階通道指針（2學時）nSDH網(wǎng)絡結構和網(wǎng)絡保護機理（2學時）速率與幀結構速率與幀結

17、構P 目標n了解網(wǎng)絡節(jié)點接口NNI的概念，掌握STM-1的接口速率。n以STM-1信號的幀結構為例，掌握STM-N信號的幀結構。n掌握STM-N信號幀中，各部分結構所起的大致作用。n掌握段開銷中各字節(jié)的功能。網(wǎng)絡節(jié)點接口和接口速率p 網(wǎng)絡節(jié)點接口1. 數(shù)字傳輸網(wǎng)：傳輸設備和網(wǎng)絡節(jié)點。 傳輸設備通常指光纜線路系統(tǒng)、微波接力系統(tǒng)等； 網(wǎng)絡節(jié)點指可以對連接進行交換或選路的設備，如64kbit/s電路節(jié)點、高速路由器、寬帶節(jié)點等。2. 網(wǎng)絡節(jié)點的功能：簡單的只有復用功能，復雜的含信道終結、交叉連接、復用和交換。3. 網(wǎng)絡節(jié)點接口（網(wǎng)絡節(jié)點接口（NNI）：概念上是指網(wǎng)絡節(jié)點之間的接口，具體實現(xiàn)上看是傳輸

18、設備和其他網(wǎng)絡單元之間的接口. NNI的基本特征：具有國際標準化的接口速率和信號幀結構。即可以用兩個基本量接口速率和信號的幀結構來表征NNI。NNI在網(wǎng)絡中的位置圖p 接口速率1SDH信號是以同步傳送模塊（STM）的形式傳輸?shù)??？梢苑譃椴煌燃?，分別用STM-N來表示，N=1,4,16,64,256等。其中，STM-1是最基本的同步傳送模塊，節(jié)點接口速率為155.520Mbit/s。更高等級的STM-N模塊是將基本傳送模塊STM-1的字節(jié)以字節(jié)交錯間插方式同步復用的結果，其速率是155.520Mbit/s的N倍。2對于中小容量的SDH數(shù)字微波系統(tǒng)，采用STM-0來表示其同步傳送模塊，接口速率為

19、51.840Mbit/s。美國的國家標準SONET，其基本模塊信號是STS-1，速率為51.840Mbit/s。幀結構 p以字節(jié)為基礎的STM-N的幀結構n從圖中可看出，幀結構由9行，270N列的8bit字節(jié)組成，故幀長為 9270N8=19440N bitn字節(jié)的發(fā)送順序是每行先左后右，由上往下逐行發(fā)送的。 n除STM-0外，任何STM等級的幀周期均為125us，幀周期恒定是SDH幀結構的一大特點。例：已知STM-N的幀結構如圖，計算STM-1的傳輸速率？ 927081/(12510-6) = 155.520Mbit/s n幀結構由3個主要區(qū)域組成： 段開銷（SOH）、管理單元指針（AU-P

20、TR）和信息凈荷（payload）。p幀結構各部分的功能和用途1. 段開銷段開銷（1）定義和功能：段開銷是指在STM幀結構中為保證信息正常、靈活傳送所必需附加的，供網(wǎng)絡運行、管理和維護（OAM）使用的字節(jié)。如幀定位、誤幀檢測、公務通信、自動保護倒換及網(wǎng)管信息傳輸?shù)取＠焊鶕?jù)幀結構圖，計算STM-1中SOH的容量？ 9881/(12510-6) = 4.608Mbit/s（2）分類：段開銷又可以分為再生段開銷（RSOH）和復用段開銷（MSOH）。其中再生段開銷位于幀結構中SOH區(qū)域的前3行，用于幀定位、再生段的監(jiān)控和維護管理。復用段開銷位于幀結構中SOH區(qū)域的后5行，用于傳送復用段的監(jiān)控和維護管

21、理。2. 管理單元指針管理單元指針（1）定義和功能：管理單元指針是一種指示符，用來指示信息凈荷的第一個字節(jié)在STM-N幀內的準確位置（相對于指針位置的偏移量），以便在接收端能正確地分離信息凈荷。（2）位置：位于RSOH和MSOH之間，即幀結構第4行的第19N列。對于STM-1而言，AU-PTR有9個字節(jié)(第4行)， 相應容量為 988000=0.576 Mbit/s采用指針技術是SDH的創(chuàng)新，結合后面要講的虛容器(VC)的概念， 解決了低速信號復接成高速信號時，由于小的頻率誤差所造成的載荷相對位置漂移的問題。3. 信息凈荷信息凈荷（1）定義和功能：信息凈負荷是幀結構中存放各種信息負載的地方。對

22、于STM-1，其容量為926188000 = 150.336Mbit/s（2）通道開銷：其中包含少量字節(jié)用于通道的運行、維護和管理，這些字節(jié)稱為通道開銷（POH）。 SDH幀結構中安排有兩大類開銷：段開銷（SOH）和通道開銷（POH），分別用于段層和通道層的維護，開銷是分層使用的。 SOH可進一步劃分為RSOH和MSOH，這三者提供了對SDH信號的層層細化的監(jiān)控功能。 通過開銷的這種層層監(jiān)管功能，可方便地從整體和個體的角度來監(jiān)控信號的傳輸狀態(tài)，便于分析、定位。開銷簡介開銷的應用場合不同，把通道、復用段和再生段間的關系在圖中表示如下。從圖中可以看出三者之間的分界和定義。復用段和再生段PT：通道終

23、端，是虛容器的組合分解點，完成對凈負荷的復用和解復用，并完成對通道開銷的處理。MST：復用段終端，完成復用段的功能，相應設備有光纜線路終端、高階復用器、寬帶交叉連接器等。RST：再生段終端，產(chǎn)生和終結再生段開銷。段開銷字節(jié)在STM-N幀內的位置可以用一個三維坐標矢量S(a,b,c)來表示。其中a：行數(shù)，取值為13，或59；b：復列數(shù)，取值為19；c：復列數(shù)內的間插層數(shù)，取值可為1N。字節(jié)的行列坐標（行數(shù)，列數(shù)）與三維坐標矢量S(a,b,c)的關系是： 行數(shù) = a ；列數(shù) = N(b-1) + c段開銷的字節(jié)安排注：為國內使用保留的字節(jié)；*為不擾碼字節(jié)；為與傳輸媒質有關的字節(jié) ；空白字節(jié)是保留

24、給將來的國際標準使用的。 各種不同的SOH字節(jié)在STM-1幀內的安排見下表。 n例：以STM-1內的K1字節(jié)為例，由于其處于第5行、第4復列，間插層數(shù)為1層，因此其矢量坐標為S（5，4，1），行列坐標為 （5，4）。 同樣，對于STM-4中的K2字節(jié)，其矢量坐標為S（5，7，3），行列坐標為 （5，27）。習題1段開銷分為哪兩個部分，分別占據(jù)STM-N的幀結構圖中的哪幾行？2對于STM-1，管理單元指針AU-PTR共有幾個字節(jié)？3什么是通道開銷，指出它位于STM-N的幀結構圖中的哪個區(qū)域？同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列nSDH概述（2學時）nSDH信號的幀結構（2學時）nSDH信號的復用步驟（4學時

25、）n開銷的原理（2學時）n管理單元、高階通道、低階通道指針（2學時）nSDH網(wǎng)絡結構和網(wǎng)絡保護機理（2學時）同步復用和映射方法同步復用和映射方法 P 目標n掌握SDH的六種基本復用單元。n掌握SDH的幾種映射方式和通道開銷中各字節(jié)的功能。n熟悉指針調整技術中的指針位置和指針調整規(guī)則。n掌握幾種常見支路信號的復用過程 。SDH的復用結構 一、SDH的復用情況和傳統(tǒng)復用方法1SDH的復用包括兩種情況：n低階的SDH信號復用成高階SDH信號。 復用的方法主要通過字節(jié)間插復用方式來完成的，復用的個數(shù)是四合一。n低速支路信號（例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s）復用成SDH信號ST

26、M-N。 將PDH信號復用進STM-N信號中去。2將低速支路信號復接為高速信號，通常有兩種傳統(tǒng)方法：正碼速調整法（比特塞入法）和固定位置映射法。 （1）正碼速調整法n正碼速調整法正碼速調整法是利用固定位置的比特塞入指示來顯示塞入的比特是否載有信號數(shù)據(jù)。n優(yōu)點是容許被復接的支路信號有較大的頻率誤差；n缺點是復接與分接相當困難。 因為存在一個比特塞入和去塞入的過程（碼速調整），而不能將支路信號直接接入高速復用信號或從高速信號中分出低速支路信號，要一級一級的進行，這也就是PDH的復用方式。（2）固定位置映射法n固定位置映射法固定位置映射法是利用低速信號在高速信號中的特殊位置來攜帶低速同步信號。n要求

27、低速信號與高速信號同步，也就是說幀頻相一致，可方便地從高速信號中直接上/下低速支路信號；n但當高速信號和低速信號間出現(xiàn)頻差和相差（不同步）時，要用125us（8000幀/秒）緩存器來進行頻率校正和相位對準，這樣會導致信號較大延時和滑動損傷。傳統(tǒng)復用方法的缺點：（a）比特塞入法無法從高速信號中上/下低速支路信號。（b）固定位置映射法引入的信號時延過大。二、SDH的復用步驟和復用方法 SDH網(wǎng)的兼容性要求SDH的復用方式既能滿足異步復用（例如將PDH信號復用進STM-N）， 又能滿足同步復用（例如STM-1、 STM-4），而且能方便地由高速STM-N信號分/插出低速信號，同時不造成較大的信號時延

28、和滑動損傷，這就要求SDH需采用自己獨特的一套復用步驟和復用結構。 1在SDH/SONET實際應用中，首先首先采用以上兩種方法對支路信號進行適配，然后然后采用特有的指針調整技術對虛容器凈荷進行定位。也就是通過指針調整定位技術來取代125us緩存器，用以校正支路信號頻差和實現(xiàn)相位對準。2各種業(yè)務信號復用進STM-N幀的過程都要經(jīng)歷 映射（相當于信號打包）、定位（相當于指針調整）、復用（相當于字節(jié)間插復用）三個步驟。n映射：是一種在SDH網(wǎng)絡邊界處（例如SDH/PDH邊界處），將支路信號適配進虛容器的過程。n定位：是指通過指針調整，使指針的值時刻指向低階VC幀的起點在TU凈負荷中的具體位置，或高階

29、VC幀的起點在AU凈負荷中的具體位置，使收端能據(jù)此正確地分離相應的VC。n復用：是一種使多個低階通道層的信號適配進高階通道層，或把多個高階通道層信號適配進復用層的過程。 ITU-T規(guī)定了一整套完整的復用結構。ITU-T G.707建議的復用映射結構如下圖示。其中復用結構包括的基本復用單元有：C容器、VC虛容器、TU支路單元、TUG支路單元組、AU管理單元和AUG管理單元組。復用單元的下標表示與此復用單元相應的信號級別。注意：圖中復用路線不是唯一。盡管一種信號復用成SDH的STM-N信號的路線有多種，但是對于一個國家或地區(qū)則必須使復用路線唯一化。n我國的SDH基本復用映射結構如下圖示。復用單元

30、SDH的復用結構由一系列的基本復用單元組成，而復用單元實際上是一種信息結構，不同的復用單元，其信息結構不同，因而在復用過程中所起的功能各不相同。常用的復用單元有容器C、虛容器VC、支路單元TU、支路單元組TUG-n和管理單元AU、管理單元組AUG-n等。一、容器容器1. 定義：容器C是一種用來裝載各種速率業(yè)務信號的信息結構。2. 功能：主要完成PDH信號與VC之間的適配功能（如碼速調整等），即各種速率的業(yè)務信號經(jīng)碼速調整等技術裝入一個適當?shù)臉藴嗜萜?，再作為虛容器的信息凈荷?. 分類：針對不同的PDH信號速率等級，ITU-T規(guī)定了5種標準容器是C-11，C-12，C-2，C-3和C-4。我國的

31、SDH復用結構中，僅用了C-12，C-3，和，和C-4，裝載的信號速率分別是2.048Mbit/s，34.368Mbit/s和139.264Mbit/s，其中C-4為高階容器，而C-12和C-3則屬于低階容器。下表列出了ITU-T規(guī)定的各類容器的主要參數(shù)。4. PDH系列作為SDH的有效負荷用E-n表示（也有用H-n表示），n為PDH系列等級，n = 11，12，21，22，31，32，4。其中第一位數(shù)表示按G.702定義的PDH傳輸系列等級，第二位數(shù)可以是1或2，分別表示同等級內較低或較高的速率。容器容器C-11C-12C-2C-3C-4容器速率容器速率（Mb/s）1.6002.1766.7

32、8448.384149.760基幀頻率基幀頻率（kHz）88888復幀結構（復幀結構（B） 4*（9*3-2）4*（9*4-2）4*（9*12-2）9*849*260容量（容量（B）1001364247562340二、虛容器虛容器1定義：虛容器VC是用來支持SDH的通道層連接的信息結構。2組成：它是由標準容器C的信號再加上對信號進行維護與管理的通道開銷POH構成。 VC-n = C-n + VC-n POHn虛容器的輸出將作為其后接入的基本單元（TU或AU）的信息凈荷。3分類：虛容器又分為高階VC和低階VC，很明顯能夠容納高階容器的VC為高階虛容器，如VC-4和AU-3中的VC-3，能容納低階

33、容器的VC為低階虛容器，如VC-1，VC-2和TU-3中的VC-3。4VC是SDH中可以用來傳輸、交換、處理的最小信息單元，一般將傳送VC的實體稱為通道。n無論是高階還是低階VC，它們在SDH網(wǎng)絡中保持獨立的、相互同步的傳輸狀態(tài)，即其幀速率與網(wǎng)絡保持同步，并且同一網(wǎng)絡中的不同VC的幀速率都是相互同步的，因而在VC級別上可以實現(xiàn)交叉連接操作，從而在不同VC中裝載不同速率的PDH信號。另外，VC信號僅在PDH/SDH網(wǎng)絡邊界處才進行分接，從而在SDH網(wǎng)絡中始終保持完整不變。因此，可獨立地在通道的任意一點對VC進行分出、插入或交叉連接。n下表列出了各虛容器的主要參數(shù)。 虛容器虛容器VC-11VC-1

34、2VC-2VC-3VC-4周期或復幀周期周期或復幀周期/s500500500125125幀頻或復幀頻率幀頻或復幀頻率/Hz20002000200080008000復幀結構復幀結構/B4*（9*3-1）4*（9*4-1）4*（9*12-1）9*859*261容量容量/B1041404287652349速率速率/（Mb/s）1.6442.2406.84848.960150.336注：業(yè)務信號或PDH信號、容器和虛容器的關系？三、支路單元和支路單元組支路單元和支路單元組1定義：支路單元TU是提供低階通道層和高階通道層之間適配的信息結構。2組成：它由一個低階VC和指示其在高階VC中初始字節(jié)位置的支路單

35、元指針TU-PTR構成?？梢姷碗AVC可在高階VC中浮動。 TU-n = VC-n + TU-n PTR TU-n PTR用來指示VC-n凈荷起點相對于高階VC幀起點間的偏移。3支路單元組（TUG）是由一個或多個在高階VC凈負荷中占有固定位置的TU組成。下表列出了各類支路單元和管理單元的主要參數(shù)。 支路單元和管理單元TU-11TU-12TU-2TU-3AU-3AU-4周期或復幀周期/s500500500125125125幀頻或復幀頻率/Hz200020002000800080008000復幀結構4*(9*3)4*(9*4)4*(9*12)9*85+39*87+39*261+9容量B1081444

36、327687862358速率（Mb/s）1.7282.3046.91249.15250.304150.912四、管理單元和管理單元組管理單元和管理單元組1. 定義：管理單元AU是提供高階通道層與復用段層之間適配的信息結構。2. 組成：它由高階VC和指示高階VC在STM-N中的起始字節(jié)位置的管理單元指針AU-PTR構成，同樣高階VC在STM -N中的位置也是浮動的。但AU指針在STM-N幀結構中的位置是固定的。 AU-n = VC-n + AU-n PTR n = 3，43. 管理單元組（AUG）是由一個或多個在STM幀中占有固定位置的AU組成。一個AUG由一個AU-4或3個AU-3按字節(jié)交錯間

37、插方式組合而成。映射一、映射的概念n映射映射是指在SDH網(wǎng)絡邊界處使各種支路信號適配進虛容器的過程。實質是使各種支路信號的速率與相應虛容器的速率同步，以便使虛容器成為可獨立地進行傳送、復用和交叉連接的實體。二、映射方式的分類n為適應各種不同的網(wǎng)絡應用情況，映射分為異步、比特同步和字節(jié)同步三種映射方法，及浮動和鎖定兩種工作模式。1異步映射異步映射（1）特點：對映射信號的結構無任何限制，無需與網(wǎng)絡同步；利用碼速調整將信號適配進VC的映射方法；可以從高速信號中(STM-N中)直接分/插出一定速率級別的低速信號(例如：2Mbit/s 、34Mbit/s 、140Mbit/s）。（2）適用范圍：當支路信

38、號與容器或虛容器的時鐘相互獨立時，通常采用異步映射。即異步映射適用于各種支路信號，如PDH的各次群信號。（3）PDH業(yè)務信號E-n裝入C-n時都要經(jīng)過碼速調整。碼速調整方式分為正碼速調整和正/零/負碼速調整，前者適用于容器的速率總是高于裝入信號速率，后者適用于容器速率大于、等于或小于信號速率。2比特同步映射比特同步映射（1）特點：對支路信號的結構無任何限制，但要求低速支路信號與網(wǎng)同步，無需通過碼速調整即可將低速支路信號打包成相應VC的映射方法。（2）此種映射是以比特為單位的同步映射。 VC中可以精確地定位到所要分/插的低速信號具體的那一個比特的位置上。而且在VC中每個比特位置是可預見的。 3字

39、節(jié)同步映射字節(jié)同步映射（1）特點：要求映射信號具有字節(jié)為單位的塊狀幀結構，并與網(wǎng)同步，無需任何速率調整即可將信息字節(jié)裝入VC內規(guī)定位置的映射方式。（2）信號的每一個字節(jié)在VC中的位置是可預見的。（3）適用范圍：可適用于E1和E3，特別適用于在VC-1X（X1，2）內無需組幀和解幀地直接接入和取出64kbit/s或N*64kbit/s的信號。4浮動浮動VC模式模式（1）定義：指VC凈負荷在TU或AU內的位置不固定，由TU-PTR或AU-PTR指示其起點位置的一種工作方式。（2）采用了TU-PTR和AU-PTR兩層指針來容納VC凈負荷與STM-N幀的頻差和相差。從而無需緩存器即可實現(xiàn)同步，且引入的

40、信號延時最小。n采用浮動模式時，VC幀內可安排VC-POH， 可進行通道級別的端對端性能監(jiān)控。n三種映射方法都能以浮動模式工作。n后面的映射方法2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s映射進相應的VC 就是異步映射浮動模式。5鎖定鎖定TU模式模式（1）定義：鎖定TU模式是一種信息凈負荷與網(wǎng)同步，并處于TU或AU幀內的固定位置，因而無需TU-PTR或AU-PTR來定位的工作模式。（2）PDH基群只有比特同步和字節(jié)同步兩種映射方法才能采用鎖定模式。n鎖定模式省去了TU-PTR或AU-PTR， 且在TU和TUG內無VC-POH ，需采用125 s的滑動緩存器，使VC凈負荷與STM-N信號

41、同步，這樣引入信號時延大，且不能進行端對端的通道級別的性能監(jiān)測。小結：映射方式的選擇小結：映射方式的選擇 綜上所述，3種映射方法和兩種工作模式可組合出5種映射方式如下表所示。其中，異步映射僅有浮動模式，這里介紹一下異步映射浮動模式的特點。最適用于異步/準同步信號映射，包括將PDH通道映射進SDH通道的應用。能直接上/下低速PDH信號，但不能直接上/下PDH信號中的64kbit/s信號。異步映射接口簡單，引入映射時延少，可適應各種結構和特性的數(shù)字信號。是PDH向SDH過渡期內必不可少的一種映射方式。 四、ATM信元的映射1轉移模式轉移模式，也稱傳遞模式，指電信網(wǎng)中除終端以外的傳輸、復用和交換的合

42、稱。轉移模式可分為同步轉移模式（STM）和異步轉移模式（ATM）兩種。n同步轉移模式的主要特征是采用時分復用，各路信號都是按一定時間間隔周期性地出現(xiàn)，可根據(jù)時間（或位置）識別每路信號。n異步轉移模式采用統(tǒng)計時分復用，各路信號不是按一定時間間隔周期性地出現(xiàn)，要根據(jù)標志識別每路信號。nATM定義：定義：它是一種轉移模式，其中的信息被組織成固定長度的信元，來自某用戶一段信息的各個信元并不需要周期性地出現(xiàn)。 2ATM信元nATM信元具有固定長度為53個字節(jié)，其中前5個字節(jié)為信頭，包含各種控制信息，后48個字節(jié)是信息段，裝載來自各種不同業(yè)務的用戶信息。3特點nATM方式能靈活地適配用戶各種不同速率要求，

43、代價是傳輸速率降低。ATM以面向連接的方式工作；ATM采用統(tǒng)計時分復用；ATM網(wǎng)中沒有逐段鏈路的差錯控制和流量控制；信頭的功能被簡化，處理速度快，時延很??；ATM采用固定長度的信元，信息段的長度較小。 4ATM與SDH的關系n將SDH大容量高速傳輸與ATM靈活適應用戶各種速率要求地能力結合起來構成B-ISDN，可以取長補短。n即利用SDH的幀結構來傳送ATM信元，具體說將ATM信元映射進SDH的虛容器VC中，變成SDH信號在光纖網(wǎng)上傳輸。5ATM映射原理nATM信元的映射是通過將每個信元的字節(jié)結構與所用虛容器字節(jié)結構（包括級聯(lián)結構VC-n-Xc，X=1）進行定位對準的方法來完成的。定位1定定

44、位位：是一種將幀偏移信息收進支路單元或管理單元的過程。n在發(fā)生相對幀相位偏差使VC幀起點浮動時，指針值亦隨之調整，從而始終保證指針值準確指示VC幀起點的位置。2指針指針：作用就是定位，通過定位使收端能正確地從STM-N中拆離出相應的VC，進而通過拆VC、C的包封，分離出PDH低速信號。實現(xiàn)從STM-N信號中直接下低速支路信號的功能。3SDH指針包括管理單元指針和支路單元指針。 4指針的作用指針的作用（1）當網(wǎng)絡處于同步工作狀態(tài)時，指針用來進行同步信號間的相位校準。網(wǎng)絡處于同步工作狀態(tài)時，SDH中的各網(wǎng)元工作在相同的時鐘下，從各個網(wǎng)元發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥硞€網(wǎng)元時，速率相等，故無需進行速率適配，但是

45、傳輸?shù)耐緩讲煌?，相位并不完全相同，因而需要進行相位校準。（2）當網(wǎng)絡失配時，指針用作頻率和相位的校準。網(wǎng)絡失去同步（處于準同步）或異步工作時，不同網(wǎng)元工作的頻率有偏差，需要頻率跟蹤校準，瞬時來看就是相位往單一方向變化，即單調地增加或減小，頻率校準伴隨相位校準。（3）指針還可以用來減輕網(wǎng)絡中的頻率抖動和漂移的影響。 復用n復用復用是一種將多個低階通道層的信號適配進高階通道層或是將多個高階通道層信號適配進復用段層的過程，即以字節(jié)交錯間插方式把TU組織進高階VC或把AU組織進STM-N的過程。這里主要介紹139.264Mb/s、34.368Mb/s、2.048Mb/s支路信號的復用過程。n由于經(jīng)指針

46、處理后的各支路信號已相位同步，所以此復用過程為同步復用。一、2.048Mb/s信號的復用過程 復用過程如圖所示。 C-12C-12VC-12 POHVC-12TU-12 PTRVC-12VC-12TU-12 PTRTU-12 PTRTUG-2TUG-2TUG-3TUG-3VC-4 POHVC-4AU-4 PTRAUGAUGSOHAU-4 PTRVC-4C-12VC-12TU-12TUG-2TUG-3VC-4AU-4AUGSTM-N2.048Mb/s2.240Mb/s2.240Mb/s2.340Mb/s6.912Mb/s49.536Mb/s150.336Mb/s150.912Mb/sN155.5

47、20Mb/s1映射映射標稱速率為2.048Mb/s的信號先進入C-12作適配處理再加上VC-12 POH 便構成了VC-12。2定位（指針調整）定位（指針調整）VC-12加上TU-12 PTR構成TU-12。經(jīng)速率調整和相位校準后的TU-12速率為2.304Mb/s。 3復用復用3個TU-12（基幀）經(jīng)均勻的字節(jié)間插方式組成1個TUG-2。同樣，7個TUG-2復用進1個 TUG-3(加上塞入字節(jié)后速率達49.536Mb/s)。C-12C-12VC-12 POHVC-12TU-12 PTRVC-12VC-12TU-12 PTRTU-12 PTRTUG-2TUG-2TUG-3TUG-3VC-4 P

48、OHVC-4AU-4 PTRAUGAUGSOHAU-4 PTRVC-4C-12VC-12TU-12TUG-2TUG-3VC-4AU-4AUGSTM-N2.048Mb/s2.240Mb/s2.240Mb/s2.340Mb/s6.912Mb/s49.536Mb/s150.336Mb/s150.912Mb/sN155.520Mb/s進而，由3個TUG-3經(jīng)過字節(jié)間插并加上高階VC-4 POH 和塞入字節(jié)后構成VC-4的凈負荷，速率為150.336Mb/s。4定位定位VC-4再加上576kb/s的AU-4 PTR就組成了AU-4，速率為150.912Mb/s。5復用復用單個AU-4 直接置入 AUG，

49、速率不變。N個 AUG 通過單字節(jié)間插并加上段開銷便得到 STM-N 信號。當N=1時,一個 AUG 加上容量為4.608Mb/s的段開銷，即為 STM-1，速率為155.520Mb/s。 二、34.368Mb/s信號的復用過程1映射映射標稱速率為34.368Mb/s的信號先進入C-3作適配處理，C-3的速率為48.384Mb/s。C-3再加上VC-3 POH 便構成了VC-3，VC-3的速率為48.960Mb/s。2定位（指針調整）定位（指針調整）VC-3加上TU-3 PTR 構成 TU-3，TU-3的速率為49.152Mb/s。3復用復用1個TU-3復用進1個TUG-3，TUG-3的速率為

50、49.536Mb/s。C-3C-3VC-3 POHVC-3TU-3 PTRTU-3塞入字節(jié)塞入字節(jié)TUG-3TUG-3VC-4 POHVC-4AU-4 PTRAUGAUGSOHAU-4 PTRVC-4C-3VC-3TU-3TUG-3VC-4AU-4AUGSTM-N48.384單位單位：Mb/s34.36848.9649.15249.536150.336150.912N155.520150.912C-3C-3VC-3 POHVC-3TU-3 PTRTU-3塞入字節(jié)塞入字節(jié)TUG-3TUG-3VC-4 POHVC-4AU-4 PTRAUGAUGSOHAU-4 PTRVC-4C-3VC-3TU-3TUG-3VC-4AU-4AUGSTM-N48.384單位單位：Mb/s34.36848.9649.15249.536150.336150.912N155.520150.912進而，由三個TUG-3經(jīng)過單字節(jié)間插并加上高階 POH 和塞入字節(jié)后構成VC-4的凈負荷，速率為150.336Mb/s。4定位定位VC-4再加上576kb/s的AU-4 PTR 就組成了AU-4，速率為150.912Mb/s。5復用復用單個AU-