數(shù)字通信原理的速率與幀結(jié)構(gòu)

數(shù)字通信原理的速率與幀結(jié)構(gòu)第1頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第5章同步數(shù)字體系(SDH)第一節(jié)SDH的基本概念第二節(jié)SDH的速率與幀結(jié)構(gòu)第三節(jié)同步復(fù)用與映射方法第四節(jié)SDH傳輸網(wǎng)

第2頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六本節(jié)考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求：

1、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口的概念——“識(shí)記”；3、SDH幀結(jié)構(gòu)——“領(lǐng)會(huì)”；2、同步數(shù)字體系的速率——“識(shí)記”；4、段開(kāi)銷（SOH）字節(jié)，只包括段開(kāi)銷字節(jié)的種類——“識(shí)記”；第3頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六5.2SDH的速率與幀結(jié)構(gòu)一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口二同步數(shù)字體系的速率三SDH幀結(jié)構(gòu)第4頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI）是實(shí)現(xiàn)SDH網(wǎng)的關(guān)鍵。從概念上講，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的接口，從實(shí)現(xiàn)上看它是傳輸設(shè)備與其他網(wǎng)絡(luò)單元之間的接口。NNI在網(wǎng)絡(luò)中的位置如圖5-2-1所示。第5頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口圖5-2-1NNI在網(wǎng)絡(luò)中的位置第6頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二、同步數(shù)字體系的速率同步數(shù)字體系最基本的模塊信號(hào)（即同步傳遞模塊）是STM-1，其速率是155.520Mbit/s。更高等級(jí)的STM-N是將基本模塊信號(hào)同步復(fù)用、字節(jié)間插的結(jié)果。目前，SDH只能支持一定的N值，即N為1，4，14，64。第7頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六ITU-TG.707建議規(guī)范的SDH標(biāo)準(zhǔn)速率如表5-2-1：二、同步數(shù)字體系的速率等級(jí)STM-1STM-4STM-16STM-64速率（Mbit/s）155.520622.0802488.3209953.280第8頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六三、SDH幀結(jié)構(gòu)SDH的幀結(jié)構(gòu)必須適應(yīng)同步數(shù)字復(fù)用、交叉連接和交換的功能，同時(shí)也希望支路信號(hào)在一幀中均勻分布、有規(guī)律，以便接入和取出。ITU-T采納了一種以字節(jié)為單位的矩形塊狀（或稱頁(yè)狀）幀結(jié)構(gòu)，如圖5-2-2。第9頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六圖5-2-2SDH幀結(jié)構(gòu)三、SDH幀結(jié)構(gòu)第10頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六STM-N由270×N列9行組成，即幀長(zhǎng)度為270×N×9個(gè)字節(jié)或270×N×9×8bit。幀周期為125ms(即一幀的時(shí)間)。對(duì)于STM-1而言，幀長(zhǎng)度為270×9＝2430byte，相當(dāng)于19440bit，幀周期為125ms，由此可算出其速率為270×9×8/125×10-6=155.520Mbit/s。三、SDH幀結(jié)構(gòu)第11頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六這種塊狀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu)中各字節(jié)的傳輸是從左到右、由上而下按行進(jìn)行的，每秒共傳8000幀。由圖5-2-2可見(jiàn)，整個(gè)幀結(jié)構(gòu)分為三個(gè)主要區(qū)域：段開(kāi)銷（SOH）區(qū)域信息凈負(fù)荷（payload）區(qū)域管理單元指針（AU-PTR）區(qū)域三、SDH幀結(jié)構(gòu)第12頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1、段開(kāi)銷(SOH)區(qū)域段開(kāi)銷(sectionoverhead)是指STM幀結(jié)構(gòu)中為了保證信息凈負(fù)荷正常、靈活傳送所必需的附加字節(jié)，是供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)（OAM）使用的字節(jié)。幀結(jié)構(gòu)的左邊9×N列8行（除去第4行）分配給段開(kāi)銷。三、SDH幀結(jié)構(gòu)第13頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、信息凈負(fù)荷(payload)區(qū)域信息負(fù)荷區(qū)域是幀結(jié)構(gòu)中存放各種信息負(fù)載的地方。圖5-2-2之中橫向第10×N～270×N，縱向第1行到第9行的2349×N個(gè)字節(jié)都屬此區(qū)域。三、SDH幀結(jié)構(gòu)第14頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、管理單元指針(AU-PTR)區(qū)域管理單元指針用來(lái)指示信息凈負(fù)荷的第一個(gè)字節(jié)在STM幀中的準(zhǔn)確位置，以便在接收端能正確的分解。圖5-2-2中幀結(jié)構(gòu)第4行左邊的9×N列分配給指針用。三、SDH幀結(jié)構(gòu)第15頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了兩大類開(kāi)銷：段開(kāi)銷(SOH)通道開(kāi)銷(POH)段層維護(hù)通道層維護(hù)第16頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)1、段開(kāi)銷字節(jié)的安排SOH中包含定幀信息，用于維護(hù)與性能監(jiān)視的信息以及其他操作功能。SOH進(jìn)一步劃分為：再生段開(kāi)銷：RSOH，占第1至第3行。復(fù)用段開(kāi)銷：MSOH，占第5至第9行。每經(jīng)過(guò)一個(gè)再生段更換一次RSOH，每經(jīng)過(guò)一個(gè)復(fù)用段更換一次MSOH。第17頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)STM-N幀中SOH所占空間與N成正比，N不同，SOH字節(jié)在空間中的位置也不同，但SOH字節(jié)的種類和功能是相同或相近的。各種不同SOH字節(jié)在STM-1，STM-4，STM-16和STM-64幀中的安排如圖5-2-3，5-2-4，5-2-5和5-2-6所示。第18頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)圖5-2-3STM-1SOH字節(jié)安排第19頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)圖5-2-4STM-4SOH字節(jié)安排第20頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)圖5-2-5STM-16SOH字節(jié)安排第21頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)圖5-2-6STM-64SOH字節(jié)安排第22頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)段開(kāi)銷字節(jié)的位置：段開(kāi)銷字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的位置可用一個(gè)三坐標(biāo)矢量(a,b,c)來(lái)表示：其中a表示行數(shù)，取值為1~3（對(duì)應(yīng)于RSOH）或5~9（對(duì)應(yīng)于MSOH）；b表示復(fù)列數(shù)，取值為1~9；c表示在復(fù)列數(shù)內(nèi)的間插層數(shù)，取值為1~N。字節(jié)的行列坐標(biāo)[行數(shù)，列數(shù)]與三坐標(biāo)矢量的關(guān)系：行數(shù)=a列數(shù)=N(b-1)+c第23頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)2、SOH字節(jié)的功能1)幀定位字節(jié)A1和A2SOH中的A1和A2字節(jié)可用來(lái)識(shí)別幀的起始位置。A1為11110110，A2為00101000。STM-1幀內(nèi)安排有6個(gè)幀定位字節(jié)。第24頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)2)再生段蹤跡字節(jié)J0J0字節(jié)在STM-N中位于S(1,7,1)或[1,6N+1]。該字節(jié)被用來(lái)重復(fù)地發(fā)送“段接入點(diǎn)標(biāo)識(shí)符”，以便使段接收機(jī)能據(jù)此確認(rèn)其是否與指定的發(fā)射機(jī)處于持續(xù)連接狀態(tài)。第25頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)3)數(shù)據(jù)通信通路(DCC)D1~D12SOH中的DCC用來(lái)構(gòu)成SDH管理網(wǎng)（SMN）的傳送鏈路。其中D1~D3字節(jié)稱為再生段DCC，用于再生段終端之間交流OAM信息，速率為193kbit/s；D4~D12字節(jié)稱為復(fù)用段DCC，用于復(fù)用段之間交流OAM信息，速率為576kbit/s。第26頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)4)公務(wù)字節(jié)E1和E2E1和E2兩個(gè)字節(jié)用來(lái)提供公共聯(lián)絡(luò)語(yǔ)聲通道。E1屬于RSOH，用于本地公務(wù)通路，可以在再生器接入。而E2屬于MSOH，用于直達(dá)公務(wù)通路，可以在復(fù)用段接入。公務(wù)通路的速率為64kbit/s。第27頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)5)使用者通路F1該字節(jié)保留給使用者（通常指網(wǎng)絡(luò)提供者）專用，主要為特定維護(hù)目的而提供臨時(shí)的數(shù)據(jù)/語(yǔ)聲通路連接。第28頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)6)比特間插奇偶校驗(yàn)8位碼(BIP-8)B1B1字節(jié)作再生段誤碼監(jiān)督。這是使用偶校驗(yàn)的比特間插奇偶校驗(yàn)碼。BIP-8是對(duì)擾碼后的上一個(gè)STM-N幀的所有比特進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的結(jié)果置于擾碼前的本幀的B1字節(jié)位置。如圖5-2-7。第29頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)7)比特間插奇偶校驗(yàn)24位碼(BIP-N×24)字節(jié)B2B2B2B2字節(jié)作復(fù)用段誤碼監(jiān)督。8)自動(dòng)保護(hù)倒換（APS）通路字節(jié)K1,K2（b1~b5）兩個(gè)字節(jié)作自動(dòng)保護(hù)倒換（APS）信令。第30頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)9)復(fù)用段遠(yuǎn)端失效指示（MS-RDI）字節(jié)K2（b6~b8）MS-RDI用于向發(fā)送端回送一個(gè)指示信號(hào)，表示收信端檢測(cè)到來(lái)話鼓掌或正接收復(fù)用段告警指示信號(hào)（MS-AIS）。解擾碼后K2字節(jié)的第6，7，8比特構(gòu)成“110”碼即為RS-RDI信號(hào)。第31頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SOH)字節(jié)10)同步狀態(tài)字節(jié)S1（b5~b8）S1字節(jié)的第5~8比特用于傳送四種同步狀態(tài)信息，可表示16種不同的同步質(zhì)量等級(jí)。11)復(fù)用遠(yuǎn)端差錯(cuò)指示（MS-REI）M1該字節(jié)用作復(fù)用段遠(yuǎn)端差錯(cuò)指示。對(duì)STM-N信號(hào)，它用來(lái)傳送BIP——N×24（B2）所檢出的誤塊數(shù)。第32頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、段開(kāi)銷(SO