數字通信原理的速率與幀結構

數字通信原理的速率與幀結構第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第5章同步數字體系(SDH)第一節(jié)SDH的基本概念第二節(jié)SDH的速率與幀結構第三節(jié)同步復用與映射方法第四節(jié)SDH傳輸網

第2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月本節(jié)考核知識點與考核要求：

1、網絡節(jié)點接口的概念——“識記”；3、SDH幀結構——“領會”；2、同步數字體系的速率——“識記”；4、段開銷（SOH）字節(jié)，只包括段開銷字節(jié)的種類——“識記”；第3頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2SDH的速率與幀結構一網絡節(jié)點接口二同步數字體系的速率三SDH幀結構第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一、網絡節(jié)點接口網絡節(jié)點接口（NNI）是實現SDH網的關鍵。從概念上講，網絡節(jié)點接口是網絡節(jié)點之間的接口，從實現上看它是傳輸設備與其他網絡單元之間的接口。NNI在網絡中的位置如圖5-2-1所示。第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一、網絡節(jié)點接口圖5-2-1NNI在網絡中的位置第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月二、同步數字體系的速率同步數字體系最基本的模塊信號（即同步傳遞模塊）是STM-1，其速率是155.520Mbit/s。更高等級的STM-N是將基本模塊信號同步復用、字節(jié)間插的結果。目前，SDH只能支持一定的N值，即N為1，4，14，64。第7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月ITU-TG.707建議規(guī)范的SDH標準速率如表5-2-1：二、同步數字體系的速率等級STM-1STM-4STM-16STM-64速率（Mbit/s）155.520622.0802488.3209953.280第8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月三、SDH幀結構SDH的幀結構必須適應同步數字復用、交叉連接和交換的功能，同時也希望支路信號在一幀中均勻分布、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（或稱頁狀）幀結構，如圖5-2-2。第9頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月圖5-2-2SDH幀結構三、SDH幀結構第10頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月STM-N由270×N列9行組成，即幀長度為270×N×9個字節(jié)或270×N×9×8bit。幀周期為125ms(即一幀的時間)。對于STM-1而言，幀長度為270×9＝2430byte，相當于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幀結構第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月這種塊狀結構的幀結構中各字節(jié)的傳輸是從左到右、由上而下按行進行的，每秒共傳8000幀。由圖5-2-2可見，整個幀結構分為三個主要區(qū)域：段開銷（SOH）區(qū)域信息凈負荷（payload）區(qū)域管理單元指針（AU-PTR）區(qū)域三、SDH幀結構第12頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月1、段開銷(SOH)區(qū)域段開銷(sectionoverhead)是指STM幀結構中為了保證信息凈負荷正常、靈活傳送所必需的附加字節(jié)，是供網絡運行、管理和維護（OAM）使用的字節(jié)。幀結構的左邊9×N列8行（除去第4行）分配給段開銷。三、SDH幀結構第13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月2、信息凈負荷(payload)區(qū)域信息負荷區(qū)域是幀結構中存放各種信息負載的地方。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個字節(jié)都屬此區(qū)域。三、SDH幀結構第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月3、管理單元指針(AU-PTR)區(qū)域管理單元指針用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)在STM幀中的準確位置，以便在接收端能正確的分解。圖5-2-2中幀結構第4行左邊的9×N列分配給指針用。三、SDH幀結構第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SOH)字節(jié)SDH幀結構中安排了兩大類開銷：段開銷(SOH)通道開銷(POH)段層維護通道層維護第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SOH)字節(jié)1、段開銷字節(jié)的安排SOH中包含定幀信息，用于維護與性能監(jiān)視的信息以及其他操作功能。SOH進一步劃分為：再生段開銷：RSOH，占第1至第3行。復用段開銷：MSOH，占第5至第9行。每經過一個再生段更換一次RSOH，每經過一個復用段更換一次MSOH。第17頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(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，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SOH)字節(jié)圖5-2-3STM-1SOH字節(jié)安排第19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SOH)字節(jié)圖5-2-4STM-4SOH字節(jié)安排第20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SOH)字節(jié)圖5-2-5STM-16SOH字節(jié)安排第21頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SOH)字節(jié)圖5-2-6STM-64SOH字節(jié)安排第22頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SOH)字節(jié)段開銷字節(jié)的位置：段開銷字節(jié)在STM-N幀內的位置可用一個三坐標矢量(a,b,c)來表示：其中a表示行數，取值為1~3（對應于RSOH）或5~9（對應于MSOH）；b表示復列數，取值為1~9；c表示在復列數內的間插層數，取值為1~N。字節(jié)的行列坐標[行數，列數]與三坐標矢量的關系：行數=a列數=N(b-1)+c第23頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(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)可用來識別幀的起始位置。A1為11110110，A2為00101000。STM-1幀內安排有6個幀定位字節(jié)。第24頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(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)被用來重復地發(fā)送“段接入點標識符”，以便使段接收機能據此確認其是否與指定的發(fā)射機處于持續(xù)連接狀態(tài)。第25頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SOH)字節(jié)3)數據通信通路(DCC)D1~D12SOH中的DCC用來構成SDH管理網（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)稱為復用段DCC，用于復用段之間交流OAM信息，速率為576kbit/s。第26頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SOH)字節(jié)4)公務字節(jié)E1和E2E1和E2兩個字節(jié)用來提供公共聯絡語聲通道。E1屬于RSOH，用于本地公務通路，可以在再生器接入。而E2屬于MSOH，用于直達公務通路，可以在復用段接入。公務通路的速率為64kbit/s。第27頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SOH)字節(jié)5)使用者通路F1該字節(jié)保留給使用者（通常指網絡提供者）專用，主要為特定維護目的而提供臨時的數據/語聲通路連接。第28頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SOH)字節(jié)6)比特間插奇偶校驗8位碼(BIP-8)B1B1字節(jié)作再生段誤碼監(jiān)督。這是使用偶校驗的比特間插奇偶校驗碼。BIP-8是對擾碼后的上一個STM-N幀的所有比特進行計算，計算的結果置于擾碼前的本幀的B1字節(jié)位置。如圖5-2-7。第29頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SOH)字節(jié)7)比特間插奇偶校驗24位碼(BIP-N×24)字節(jié)B2B2B2B2字節(jié)作復用段誤碼監(jiān)督。8)自動保護倒換（APS）通路字節(jié)K1,K2（b1~b5）兩個字節(jié)作自動保護倒換（APS）信令。第30頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SOH)字節(jié)9)復用段遠端失效指示（MS-RDI）字節(jié)K2（b6~b8）MS-RDI用于向發(fā)送端回送一個指示信號，表示收信端檢測到來話鼓掌或正接收復用段告警指示信號（MS-AIS）。解擾碼后K2字節(jié)的第6，7，8比特構成“110”碼即為RS-RDI信號。第31頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(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種不同的同步質量等級。11)復用遠端差錯指示（MS-REI）M1該字節(jié)用作復用段遠端差錯指示。對STM-N信號，它用來傳送BIP——N×24（B2）所檢出的誤塊數。第32頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月四、段開銷(SO