《光纖通信技術(shù)與設(shè)備》課件-第5章

第5章SDH光纖通信系統(tǒng)原理

及應(yīng)用

5.1

PDH與SDH

5.2

STM幀結(jié)構(gòu)及復(fù)用原理5.3

SDH的開銷5.4

SDH設(shè)備的邏輯組成5.5

SDH自愈網(wǎng)本章小結(jié)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)5.1

PDH與SDH

以光纖為代表的大容量傳輸技術(shù)的進(jìn)步,要求PDH向更高速率發(fā)展,但PDH暴露出了它的弱點(diǎn)：5.1.1PDH存在的問題

(1)全世界存在三種不同的地區(qū)性數(shù)字體制標(biāo)準(zhǔn),三者互不兼容,造成國際互通困難。這三種標(biāo)準(zhǔn)是：北美的1.54Mb/s-6.3Mb/s-45Mb/s-N×45Mb/s;日本的1.54Mb/s-6.3Mb/s-32Mb/s-100Mb/s-400Mb/s;歐洲的2Mb/s-8Mb/s-34Mb/s-140Mb/s。

PDH的復(fù)用等級和速率見表5-1。表5–1

PDH的復(fù)用等級和速率

(2)只有電接口標(biāo)準(zhǔn),沒有世界性的光接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,導(dǎo)致各個(gè)廠家自行開發(fā)的專用光接口大量滋生,不同廠家的設(shè)備只有轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)G.703接口才能互通和調(diào)配電路,限制了聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的靈活性,也增加了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和運(yùn)營成本。

(3)目前的準(zhǔn)同步系統(tǒng)是逐級復(fù)用的,其復(fù)用結(jié)構(gòu)多數(shù)采用異步復(fù)用,即使用插入比特來使各支路信號與復(fù)用設(shè)備同步后復(fù)用成高速信號。當(dāng)要在傳輸點(diǎn)上下電路時(shí),需要配備背對背的各種復(fù)/分接器,就是將整個(gè)高速信號一步一步地解復(fù)用到所要的低速信號等級,再一步一步地復(fù)用至高速信號,分出／插入不靈活,且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,硬件數(shù)量大,上下業(yè)務(wù)費(fèi)用高。

(4)PDH各級信號幀中預(yù)留的開銷比特很少。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)準(zhǔn)同步網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理和維護(hù)(OAM)大多數(shù)靠人工干預(yù)的方式完成,不需要在復(fù)用信號幀結(jié)構(gòu)中安排很多維護(hù)管理比特。而今天,這種維護(hù)管理比特的缺乏已成了進(jìn)一步改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)OAM能力的主要障礙,使網(wǎng)絡(luò)無法適應(yīng)不斷演變的電信網(wǎng)的要求,更難以支持新一代的網(wǎng)絡(luò)。

(5)當(dāng)速率高于五次群時(shí),如繼續(xù)采用PDH,則難以實(shí)現(xiàn)。

(6)傳統(tǒng)的準(zhǔn)同步結(jié)構(gòu)缺乏靈活性,無法提供最佳的路由選擇。目前,這種建立在點(diǎn)到點(diǎn)傳輸基礎(chǔ)上的技術(shù)體制無法滿足轉(zhuǎn)接的業(yè)務(wù)要求。一些調(diào)查結(jié)果表明,傳輸時(shí)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)接的業(yè)務(wù)達(dá)77％，而點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸僅占23％。5.1.2

SDH的技術(shù)參數(shù)與特點(diǎn)

1.SDH的主要特點(diǎn)

(1)SDH能容納北美和歐洲兩大準(zhǔn)同步數(shù)字系列(或稱三種地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)),為國際間的互通提供了方便。在同一條光纖線路上可以安裝不同廠家生產(chǎn)的系統(tǒng),即具有光纖線路的橫向兼容性。在同一條光纖線路上也可以安裝同廠家的設(shè)備,即具有光纖線路的縱向兼容性。

(2)SDH統(tǒng)一了光接口標(biāo)準(zhǔn),減少和簡化了接口種類。

(3)SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)使不同等級的碼流在STM幀結(jié)構(gòu)內(nèi)的排列是符合規(guī)律的,而凈負(fù)荷是與網(wǎng)絡(luò)同步的。因而利用軟件可以從高速信號中一次分插低速支路信號,避免了對全部高速信號進(jìn)行解復(fù)用的做法,省去了全套背靠背復(fù)用設(shè)備,不僅使上下業(yè)務(wù)十分容易,而且使DXC的實(shí)現(xiàn)大大簡化了。

如圖5-1所示,對PDH和SDH分插信號流進(jìn)行比較。由圖可以看出,在傳統(tǒng)準(zhǔn)同步系統(tǒng)中,為了從140Mb/s中分出一個(gè)2Mb/s支路信號,需要經(jīng)過140/34Mb/s、34/8Mb/s、8/2Mb/s三次解復(fù)用和2/8Mb/s、8/34Mb/s、34/140Mb/s三次復(fù)用過程,而采用SDH分插復(fù)用器ADM后,可以利用軟件直接一次分出2Mb/s支路信號,十分簡單和方便。圖5–1

PDH和SDH分插信號流的比較

(4)幀結(jié)構(gòu)中安排了比較豐富的維護(hù)管理比持,可以實(shí)現(xiàn)故障檢測、區(qū)段定位、端到端性能監(jiān)視和單端維護(hù)等維護(hù)管理功能。

(5)SDH信號結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已經(jīng)考慮了網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換應(yīng)用的最佳化,因而在電信網(wǎng)的各個(gè)部分(長途、市話和用戶網(wǎng))中,都能提供簡單、經(jīng)濟(jì)和靈活的信號互聯(lián)和管理。

(6)具有完全的前向兼容性和后向兼容性。前向兼容性是指SDH網(wǎng)與現(xiàn)有的PDH網(wǎng)能完全兼容。后向兼容性是指SDH網(wǎng)能容納各種新的業(yè)務(wù)信號,例如局域網(wǎng)中的光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)信號,城域網(wǎng)中的分布排隊(duì)雙總線(DQDB)信號,以及寬帶的異步傳遞模式(ATM)信元。

2.SDH工作波長區(qū)和比特率

(1)工作波長區(qū)。光同步傳輸網(wǎng)可以根據(jù)需要工作在1310nm和1550nm兩個(gè)波長區(qū)。具體波長范圍隨應(yīng)用場合、選用光纖類型、傳輸距離等因素的變化而變化。

(2)同步數(shù)字系列的速率等級。同步數(shù)字系列有4個(gè)速率等級,如表5-2所示。

STM-1:同步傳送模塊1,稱為基本模塊。

STM-4:同步傳送模塊4,它的速率是STM-1的4倍。

STM-16:1990年增加的傳送模塊。它的速率是STM-1的16倍,STM-4的4倍。

STM-64:它的速率約為10Gb/s,相當(dāng)于12萬條話路。

STM-1和STM-4是1989年CCITT通過的C.707建議的兩個(gè)速率等級。表5–2同步數(shù)字系列的速率等級5.2

STM幀結(jié)構(gòu)及復(fù)用原理

5.2.1

STM基本幀結(jié)構(gòu)

1)名詞定義

(1)段開銷(SOH,SectionOverhead)。

所謂段開銷,是指STM幀結(jié)構(gòu)中為了保證信息正常靈活運(yùn)轉(zhuǎn)所必需的附加字,主要是一些運(yùn)

行、管理和維護(hù)字節(jié),例如誤碼監(jiān)視、幀定位、數(shù)據(jù)通信、公務(wù)通信和自動保護(hù)倒換字

節(jié)等。

(2)信息凈負(fù)荷(InformationPayload)。所謂信息凈負(fù)荷,就是網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)接口碼流中可用于電信業(yè)務(wù)的部分,通常包括信令。

(3)管理單元指針(AUPTR)。管理單元指針是一種指示符,其值定義為虛容器相對于支持它的傳送實(shí)體的幀參考點(diǎn)的幀偏移,主要用來指示凈負(fù)荷的第1個(gè)字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置,以便接收端正確地分接。

2)基本幀結(jié)構(gòu)

STM-1信號幀結(jié)構(gòu)示意如圖5-2所示。其信號的比特率為155.520Mb/s,為傳送模塊的基本模塊。圖5–2

STM-1幀結(jié)構(gòu)和SOH

SDH的幀結(jié)構(gòu)與PDH不同,它是塊狀幀,其最小單元為字節(jié)(B),每字節(jié)為8bit。一幀由270列和9行組成,即每幀包含270×9＝2430B,重復(fù)周期為125μs。字節(jié)的傳輸是從左到右按行進(jìn)行的,首先由圖中左上角第1個(gè)字節(jié)開始,從左向右,由上而下按順序傳送,直至整個(gè)270×9B都傳送完畢再轉(zhuǎn)入下一幀,如此一幀一幀地傳送,每秒共傳送8000幀,因此STM-1的傳送速率為9×270×8×8000b／s＝155.520Mb/s

(1)段開銷(SOH)。

STM-1信號幀的第一列到第九列中的第一行到第三行和第五行到第九行為段開銷。段開銷為9列×8行,共72B，相當(dāng)于576bit。由于每秒傳送8000幀，因此共有4.608Mb／s的帶寬可用于維護(hù)管理,可見段開銷相當(dāng)豐富。

段開銷可分為再生段開銷(RSOH)和復(fù)用段開銷(MSOH)。RSOH既可在線路終端設(shè)備上接入也可在再生器上接入，MSOH透明通過再生器并終止在AUG(管理單元組)的集散點(diǎn)，即只能在終端設(shè)備接入。表5-3說明了SOH各字節(jié)的作用。在3×9B的RSOH區(qū)和5×9B的MSOH區(qū)，標(biāo)有“×”的字節(jié)留待國內(nèi)使用，未標(biāo)記的字節(jié)供今后國際標(biāo)準(zhǔn)化的其他用途(如傳輸媒介及方向識別等)。表5–3

SOH各字節(jié)功能說明

(2)信息凈負(fù)荷。信息凈負(fù)荷就是網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)接口碼流中可用于電信業(yè)務(wù)的部分。對于STM-1而言,圖5-2中右邊261列×9行共2349B都屬于凈負(fù)荷區(qū)域。現(xiàn)在來看一下C-4幀結(jié)構(gòu)中的每一行結(jié)構(gòu)。C-4幀由9行×260列組成,每行260字節(jié)塊,如圖5-3所示。圖5–3

C-4幀結(jié)構(gòu)中的每一行結(jié)構(gòu)①結(jié)構(gòu)中的每一行有5種類型的比特,分別為:

·信息比特,用I表示；

·固定填充比特,用R表示；

·開銷比特,用O表示；

·碼速調(diào)整填充比特,用S表示；

·碼速調(diào)整控制比特,用C表示。②行中每個(gè)字節(jié)的第1比特分別裝入W、Y、X、Z。行中第1字節(jié)的第1比特總是放置W。行中最后一個(gè)字節(jié)的第1比特總是放置Z,里面有信息比特、固定填充比特和調(diào)整填充比特。中間字節(jié)的第1比特交替放置X和Y。X里面含有調(diào)整控制比特、固定填充比特和開銷比特,Y放置的全是固定填充比特。

③W、Z、X、Y字節(jié)的組成介紹如下：

·W由8個(gè)信息比特組成(W＝IIIIIIII);

·Z由6個(gè)信息比特、一個(gè)碼速調(diào)整填充比特和一個(gè)固定填充比特組成(Z＝IIIIIISR);

·X由一個(gè)調(diào)整控制比特、5個(gè)固定填充比特和2個(gè)備用開銷比特組成(X＝CRRRRROO);

·Y由8個(gè)固定填充比特組成(Y＝RRRRRRRR)。④13[JP2]字節(jié)中的后12字節(jié)放置的都是信息比特,共有20×12字節(jié),所以有12×8×20＝1920bit。另外Z中含有6比特信息,再加上W的信息,總信息比特?cái)?shù)為1934bit。

⑤每行中有5個(gè)X字節(jié),每個(gè)X字節(jié)有一個(gè)調(diào)整控制比特,所以一行共有5個(gè)碼速調(diào)整控制比特C。碼速調(diào)整填充比特放在Z中,一行有1個(gè)Z字節(jié),所以1行具有一個(gè)調(diào)整填充位(S)。

C-4的凈負(fù)荷為9×260×8bit＝18720bit,C-4凈負(fù)荷的分配如表5-4所示。裝入C-4的標(biāo)稱速率為149.1670Mb／s,將信號裝入C-4時(shí),允許信號速率變化為(139264-16)~(139264+56)kb／s,即其速率可在139248~139320kb／s之間變化。表5–4

C-4凈負(fù)荷的分配表

(3)管理單元指針。

STM-1信息幀的第一列到第九列中的第四行用作管理單元指針。

STM-1實(shí)際上是一個(gè)帶有線路終端功能的準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)用器,它將63個(gè)2Mb／s信號或3個(gè)34Mb／s信號或1個(gè)140Mb／s信號復(fù)用或適配為155520kb／s信號(簡稱155Mb／s),在155Mb／s信號幀中預(yù)留了相當(dāng)多的開銷比特,從155Mb／s往上則完全采用同步字節(jié)復(fù)用,從而形成速率為622080kb／s的STM-4和速率為2488320kb／s的STM-16,更高速率的STM-N尚待標(biāo)準(zhǔn)化。5.2.2

STM-N的幀結(jié)構(gòu)

STM-N送模塊由NSTM-1組成,將N個(gè)STM-1幀按字節(jié)間插同步復(fù)用組成幀長為270×N列×9行,即9×270N個(gè)字節(jié)的STM-N幀。目前,N只能取1、4、16和64。STM-N的幀結(jié)構(gòu)如圖5-4所示。圖5–4

STM-N的幀結(jié)構(gòu)5.2.3

STM復(fù)用原理

1.基本復(fù)用結(jié)構(gòu)

1)STM-1復(fù)用結(jié)構(gòu)

SDH的復(fù)用包括兩種情況：一種是由STM-1信號復(fù)用成STM-N信號；另一種是由PDH支路信號(例如2Mb/s、34Mb/s、140Mb/s)復(fù)用成SDH信號STM-N。第一種情況是通過字節(jié)間插的同步復(fù)用方式來完成的，復(fù)用的基數(shù)是4，即4×STM-1→STM-4，4×STM-4→STM-16。在復(fù)用過程中保持幀頻不變(8000幀/秒)，這就意味著高一級的STM-N

信號是低一級的STM-N信號速率的4倍。在進(jìn)行字節(jié)間插[JP2]復(fù)用過程中，各幀的信息凈負(fù)荷和指針字節(jié)按原值進(jìn)行字節(jié)間插復(fù)用。在同步復(fù)用形成的STM-N幀中，STM-N

的段開銷并不是所有低階STM-N

幀中的段開銷間插復(fù)用而成的，而是舍棄了某些低階幀中的段開銷。第二種情況就是將各級PDH支路信號復(fù)用進(jìn)STM-N信號中去。SDH網(wǎng)的兼容性要求SDH的復(fù)用方式既能滿足異步復(fù)用(例如將PDH支路信號復(fù)用進(jìn)STM-N)，又能滿足同步復(fù)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(shí)不造成較大的信號時(shí)延和滑動損傷，這就要求SDH需采用自己獨(dú)特的一套復(fù)用步驟和復(fù)用結(jié)構(gòu)。在這種復(fù)用結(jié)構(gòu)中，通過指針調(diào)整定位技術(shù)來校正支路信號頻差和實(shí)現(xiàn)相位對準(zhǔn)，各種業(yè)務(wù)信號復(fù)用進(jìn)STM-N幀的過程都要經(jīng)歷映射(相當(dāng)于信號打包)、定位(伴隨與指針調(diào)整)、復(fù)用(相當(dāng)于字節(jié)間插復(fù)用)三個(gè)步驟。ITU-T規(guī)定的復(fù)用路線如圖5-5所示。

圖5–5一般復(fù)用結(jié)構(gòu)復(fù)用過程的要點(diǎn)如下:

(1)將異步信號映射進(jìn)容器。容器(Container)是一種信息結(jié)構(gòu),主要完成適配等功能。在容器單元里可以用增加冗余碼速調(diào)整和加入調(diào)整控制比特等方法，將異步信號變?yōu)橥叫盘?。CCITT建議G.709規(guī)定了5種標(biāo)準(zhǔn)容器：·C-11:對應(yīng)速率為1544kb／s；·C-12:對應(yīng)速率為2048kb／s；·C-2:對應(yīng)速率為6312kb／s；·C-3:對應(yīng)速率為34368kb／s和44736kb／s；·C-4:對應(yīng)速率為139264kb／s。

(2)構(gòu)成虛容器。由標(biāo)準(zhǔn)容器出來的信號加上通道開銷構(gòu)成虛容器VC(VirtualContainer)。VC是SDH中最重要的一種信息結(jié)構(gòu),其功能是支持通道連接。VC的包封速率是與網(wǎng)絡(luò)同步的,因而不同速率的包封是互相同步的,包封內(nèi)部卻允許裝載各種不同容量的準(zhǔn)同步支路信號。VC在SDH網(wǎng)中傳輸時(shí)總是保持完整不變的,它作為一個(gè)獨(dú)立的實(shí)體在通道中任一點(diǎn)取出或插入,進(jìn)行同步復(fù)用或交叉連接,十分靈活方便。

(3)形成管理單元AU。

AU(AdministrativeUnit)是管理單元,也是一種信息結(jié)構(gòu),它提供適配功能。AU與VC的不同在于前者多了指針,也就是說,AU等于高階VC加上AUPTR(AdministrativeUnitPointer)。指針用來指明高階VC在STM-N幀內(nèi)的位置。高階VC在STM-N幀內(nèi)的位置是浮動的,但指針AUPTR本身在STM-N幀內(nèi)的位置是固定的。

(4)形成管理單元組AUG。由若干個(gè)AU-3或單個(gè)AU-4按字節(jié)間插方式,就可組成管理單元組AUG(AdministrativeUnitGroup)。

(5)加入段開銷形成STM-1。在AUG的基礎(chǔ)上加入段開銷就可以形成STM-1。段開銷(SOH)包括再生段開銷(RSOH)和復(fù)用段開銷(MSOH)。

(6)N個(gè)AUG形成STM-N。N個(gè)AUG復(fù)用進(jìn)STM-N的安排如圖5-6所示。AUG由9行261列的凈負(fù)荷加上第4行的9個(gè)字節(jié)(為AU指針)所組成。從N個(gè)AUG復(fù)用進(jìn)STM-N幀是通過字節(jié)間插方式完成的,且AUG相對于STM-N幀來說具有固定的相位關(guān)系。圖5–6將N個(gè)AUG幀映射進(jìn)STM-N

2)適用于我國的復(fù)用結(jié)構(gòu)在圖5-5中從一個(gè)有效負(fù)荷到STM-N的復(fù)用路線不是惟一的，有多條路線(也就是說有多種復(fù)用方法)。例如：2Mb/s的信號有兩條復(fù)用路線，也就是說可用兩種方法復(fù)用成STM-N

號。須說明，8Mb/s的PDH支路信號是無法復(fù)用成STM-N信號的。

盡管一種信號復(fù)用成SDH的STM-N信號的路線有多種，但我國的光同步傳輸網(wǎng)技術(shù)體制規(guī)定了以2Mb/s信號為基礎(chǔ)的PDH系列作為SDH的有效負(fù)荷，并選用AU-4的復(fù)用路線，其結(jié)構(gòu)如圖5-7所示。圖5–7適用于我國的復(fù)用結(jié)構(gòu)

2.STM-1信號的形成

1)4次群信號復(fù)用到STM-1

(1)標(biāo)稱速率為139.264Mb/s的4次群信號進(jìn)入C-4容器,經(jīng)速率調(diào)整后,C-4的標(biāo)稱速率為149.760Mb/s。

C-4是塊狀結(jié)構(gòu),由9行×260列組成,如圖5-8所示,字節(jié)數(shù)為2340B,每個(gè)字節(jié)8bit,取樣頻率為8kHz,所以,C-4的標(biāo)稱速率為9×260×8×8kb/s＝149.760Mb/s。

(2)C-4加上每幀9個(gè)字節(jié)的POH(相當(dāng)于576kb/s)后便成了VC-4(150.336Mb/s),如圖5-9所示。VC-4＝C-4+POH即VC-4的標(biāo)稱速率為149.760Mb／s+0.576Mb／s＝150.336Mb／s。圖5–8容器C-4的組成圖5–9虛容器VC-4的組成

(3)VC-4與AU-4的凈負(fù)荷容量一樣,但速率可能不一致,需調(diào)整。AU指針的作用就是指明VC-4相對AU-4的相位,它占9個(gè)字節(jié),速率為576kb/s。于是,考慮AU指針后的AU-4速率為150.912Mb/s。AU-4的組成如圖5-10所示。AU-4＝VC-4+AU指針即速率為150.336Mb/s＋0.576Mb/s＝150.912Mb/s圖5–10管理單元AU-4的組成

(4)N個(gè)AUG經(jīng)字節(jié)間插并加上段開銷(SOH)便構(gòu)成了STM-N信號。當(dāng)N為1時(shí),一個(gè)AUG(150.912Mb／s)加上速率為4.608Mb/s的SOH后就構(gòu)成了STM-1,其標(biāo)稱速率為155.520Mb/s。這里的開銷包括再生段開銷RSOH和復(fù)用段開銷MSOH。再生段開銷RSOH為3×9bit,復(fù)用段開銷MSOH為5×9bit,所以開銷速率為(3×9＋5×9)×8×8kb／s＝4.608Mb/s。STM-4=AU-4+RSOH+MSOH標(biāo)稱速率為150.912Mb/s+4.608Mb/s＝155.520Mb/s。

2)由三次群信號(34368kb/s)形成STM-1

(1)將34368kb／s裝入容器C-3中。C-3的幀結(jié)構(gòu)由9行×84列凈負(fù)荷組成,如圖5-11所示,每幀周期為125μs,凈負(fù)荷又分為3個(gè)子幀T1、T2、T3。C-3容器為756B,速率為9×84×64kb/s＝48384kb/s。

(2)由容器C-3加上9個(gè)通道開銷字節(jié)組成虛容器VC-3,VC-3由9行×85列組成,如圖5-12所示。VC-3的速率為48384kb/s+9×8×8kb/s＝48

384kb/s+576kb/s＝48960kb/s。圖5–11容器C-3圖5–12虛容器VC-3的組成

(3)由VC-3加入指針組成TUG-3,它是9行×86列的塊狀結(jié)構(gòu),如圖5-13所示。其速率為9×86×64kb/s＝49536kb/s。

(4)由3個(gè)TUG-3復(fù)用組成VC-4,如圖5-14所示,由9行×261列組成。速率為9×261×64kb／s＝150.336Mb/s。圖5–13

TUG-3圖5–14

3個(gè)TUG-3復(fù)用組成VC-4

3)2048kb/s信號形成STM-1

(1)將異步的2Mb/sPDH信號經(jīng)過正/零/負(fù)速率調(diào)整裝載到標(biāo)準(zhǔn)容器C-12中。為了便于速率的適配采用了復(fù)幀的概念，即將4個(gè)C-12基幀組成一個(gè)復(fù)幀。C-12的基幀幀頻也是8000幀/秒，其復(fù)幀的幀頻就成了2000幀/秒。在此，C-12采用復(fù)幀不僅是為了碼速調(diào)整，更重要的是為了適應(yīng)低階通道(VC-12)開銷的安排。若E1信號的速率是標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mb/s，那么裝入C-12時(shí)正好是每個(gè)基幀裝入32個(gè)字節(jié)(256比特)的有效信息。但當(dāng)E1信號的速率不是標(biāo)準(zhǔn)速率2.048Mb/s時(shí)，那么裝入每個(gè)C-12的平均比特?cái)?shù)就不是整數(shù)。例如：E1速率是2.046Mb/s時(shí)，那么將此信號裝入C-12基幀時(shí)平均每幀裝入的比特?cái)?shù)是(2.046×106b/s)/(8000幀/秒)＝255.75bit有效信息，比特?cái)?shù)不是整數(shù)，因此無法進(jìn)行裝入。若此時(shí)取4個(gè)基幀為一個(gè)復(fù)幀，那么正好一個(gè)復(fù)幀裝入的比特?cái)?shù)為(2.046×106b/s)/(2000幀/秒)＝1023bit，可在前三個(gè)基幀每幀裝入256bit(32字節(jié))有效信息，在第4幀裝入255bit的有效信息，這樣就可將此速率的E1信號完整地適配進(jìn)C-12中去。其中第4幀中所缺少的1個(gè)比特是填充比特。C-12基幀結(jié)構(gòu)是34個(gè)字節(jié)的帶缺口的塊狀幀，4個(gè)基幀組成一個(gè)復(fù)幀，C-12復(fù)幀結(jié)構(gòu)和字節(jié)安排如圖5-15所示。圖5–15

C-12復(fù)幀結(jié)構(gòu)和字節(jié)安排復(fù)幀中各字節(jié)的內(nèi)容如圖5-15所示，一個(gè)C-12復(fù)幀共有4×(9×4-2)＝136字節(jié)＝127W+5Y+2G+1M+1N＝(1023I+S1+S2)+3C1+49R+80＝1088比特，其中C1、C2分別為負(fù)、正調(diào)整控制比特，而S1、S2分別為負(fù)、正調(diào)整機(jī)會比特。當(dāng)C1C1C1＝000時(shí)，S1為信息比特I；而C1C1C1＝111時(shí)，S1為填充塞入比特R。同樣，當(dāng)C2C2C2＝000時(shí)，S2＝I；而C2C2C2＝111時(shí)，S2＝R，由此實(shí)現(xiàn)了速率的正/零/負(fù)調(diào)整。

C-12復(fù)幀可容納有效信息負(fù)荷的允許速率范圍是：

C-12復(fù)幀max＝(1024+1)×2000＝2.050Mb/s

C-12復(fù)幀min＝(1024-1)×2000＝2.046Mb/s也就是說當(dāng)E1信號適配進(jìn)C-12時(shí)，只要E1信號速率范圍在2.046Mb/s~2.050Mb/s[JP]的范圍內(nèi)，就可以將其裝載進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的C-12容器中，也就是說可以經(jīng)過碼速調(diào)整將其速率調(diào)整成標(biāo)準(zhǔn)的C-12速率2.176Mb/s。

(2)為了在SDH網(wǎng)的傳輸中能實(shí)時(shí)監(jiān)測任一個(gè)2Mb/s通道信號的性能，需將C-12再加上相應(yīng)的通道開銷(低階)，使其成為VC-12的信息結(jié)構(gòu)。此處低階通道開銷是加在每個(gè)基幀左上角的缺口上的，一個(gè)復(fù)幀有一組低階通道開銷，共4個(gè)字節(jié)：V5、J2、Z6、Z7。它們分別加在上述4個(gè)缺口處。因?yàn)閂C在SDH傳輸系統(tǒng)中是一個(gè)獨(dú)立的實(shí)體，因此我們對2Mb/s的業(yè)務(wù)的調(diào)配都是以VC-12為單位的。一個(gè)VC-12的速率是8×35×8000b/s=2.24Mb/s。

一組通道開銷監(jiān)測的是整個(gè)一個(gè)復(fù)幀在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臓顟B(tài)，一個(gè)C-12復(fù)幀循環(huán)裝載的是4幀PCM30/32的信號，因此，一組LP-POH監(jiān)控和管理的是4幀PCM30/32信號的傳輸。

(3)為了使接收端能正確定位VC-12的幀，在VC-12復(fù)幀的4個(gè)缺口上再加上4個(gè)字節(jié)(V1~V4)的開銷，就形成了TU-12信息結(jié)構(gòu)(完整的9行×4列),如圖5-16所示。V1~V4就是TU-PTR，它指示復(fù)幀中第一個(gè)VC-12的首字節(jié)在TU-12復(fù)幀中的具體位置。TU-12幀速率為8×36×8000b/s=2.304Mb/s圖5–16從VC-12到TU-12

(4)3個(gè)TU-12經(jīng)過字節(jié)間插復(fù)用合成TUG-2，如圖5-17所示,此時(shí)的幀結(jié)構(gòu)是9行×12列。TUG-2速率為2.304Mb/s×3=6.912Mb/s。圖5–17

TU-12到TUG-2的復(fù)用

(5)由7個(gè)TUG-2進(jìn)行交替復(fù)接,組成更高一級的支路單元組TUG-3,如圖5-18所示。寫成公式為:TUG-3=7×(TUG-2)+2此時(shí)速率變?yōu)?86×9×8×8000b/s=49.536Mb/s。圖5–18由TUG-2到TUG-3的復(fù)用

(6)由3個(gè)TUG-3進(jìn)行交替復(fù)接,并加入通道開銷POH,組成高階虛容器VC-4,如圖5-19所示。寫成公式為:VC-4=3×(TUG-3)+POH+2它有9行261列,所以此時(shí)速率變?yōu)?261×9×8×8000b/s=150.336Mb/s。圖5–19從TUG-3到VC-4的復(fù)用

(7)由高階虛容器VC-4加上AU指針便形成管理單元組AU-4,如圖5-20所示。AU指針用于指示VC-4將來在上一階同步單元中的位置,指針為9B,VC-4為2349B(261×9),所以,AU-4的速率為:(2349+9)×8×8000b/s=150.912Mb/s。圖5–20從VC-4到AU-4的映射

(8)由AU-4加上中繼段開銷RSOH和復(fù)用段開銷MSOH,便形成基本同步傳送模塊STM-1,如圖5-21和5-22所示。圖5–21從AU-4到STM-1的復(fù)用圖5–22從AU-4到STM-1

STM-1幀長＝270×9B＝2430B,幀傳輸率＝8000b／s,比特傳送率＝2430×8×8000b／s＝155.52Mb／s,STM-1＝AU-4+RSOH＋MSOH。經(jīng)過如圖5-21和圖5-22所示的步驟,就可以將語音信號64kb／s變換到基本同步傳送模塊STM-1的速率155.52Mb／s,這個(gè)速率就是信息高速公路使用的基本速率。從上述復(fù)用路線中可看出，一個(gè)STM-1可承載63個(gè)2Mb／s信號，或3個(gè)34Mb／s信號，或1個(gè)140Mb／s信號。某些業(yè)務(wù)可能需要大于C-2而小于C-3的中間容量，例如數(shù)字圖像和大容量專線業(yè)務(wù)等，此時(shí)可以將若干TU-2級聯(lián)起來形成TU-2-m(即mTU-2級聯(lián))，以便傳送容量大于C-2的凈負(fù)荷。

3.映射、定位和復(fù)用的概念

1)映射映射(Mapping)是一種在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處(例如SDH/PDH邊界處)，將支路信號適配進(jìn)虛容器的過程。例如，將各種速率(140Mb/s、34Mb/s、2Mb/s和45Mb/s)PDH支路信號先經(jīng)過碼速調(diào)整，分別裝入到各自相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器C中，再加上相應(yīng)的通道開銷，形成各自相應(yīng)的虛容器VC的過程，稱為映射。映射的逆過程稱為去映射或解映射。

為了適應(yīng)各種不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情況，有異步、比特同步、字節(jié)同步三種映射方法與浮動VC和鎖定TU兩種映射模式。

(1)異步映射。異步映射是一種對映射信號的結(jié)構(gòu)無任何限制(信號有無幀結(jié)構(gòu)均可)，也無需與網(wǎng)絡(luò)同步(例如PDH信號與SDH網(wǎng)不完全同步)，利用碼速調(diào)整將信號適配進(jìn)VC的映射方法。在映射時(shí)通過比特塞入形成與SDH網(wǎng)絡(luò)同步的VC信息包；在解映射時(shí)，去除這些塞入比特，恢復(fù)出原信號的速率，也就是恢復(fù)出原信號的定時(shí)。因此說低速信號在SDH網(wǎng)中傳輸有定時(shí)透明性，即在SDH網(wǎng)邊界處收發(fā)兩端的此信號速率相一致(定時(shí)信號相一致)。此種映射方法可從高速信號(STM-N)中直接分/插出一定速率級別的低速信號(例如2Mb/s、34Mb/s、140Mb/s)。因?yàn)橛成涞淖罨镜牟豢煞指顔挝皇沁@些低速支路信號，所以分/插出來的低速信號的最低級別也就是相應(yīng)的這些速率級別的支路信號。目前我國實(shí)際應(yīng)用情況是：2Mb/s和34Mb/sPDH支路信號都采用正/零/負(fù)碼速調(diào)整的異步映射方法；45Mb/s和140Mb/s則都采用正碼速調(diào)整的異步映射方法。

(2)比特同步映射。比特同步映射對支路信號的結(jié)構(gòu)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(diào)整即可將低速支路信號裝入相應(yīng)的VC。注意：VC時(shí)刻都是與網(wǎng)同步的。原則上講此種映射方法可從高速信號中直接分/插出任意速率的低速信號，因?yàn)樵赟TM-N信號中可精確定位到VC。由于此種映射是以比特為單位的同步映射，因此在VC中可以精確定位到用戶所要分/插的低速信號具體的那一個(gè)比特的位置上。這樣理論上就可以分/插出所需的比特，由此根據(jù)所需分/插的比特不同，可上/下不同速率的低速支路信號。異步映射能將低速支路信號定位到VC一級就不能再深入細(xì)化地定位了，所以拆包后只能分出與VC速率級別相應(yīng)的低速支路信號。比特同步映射類似于將以比特為單位的低速信號(與網(wǎng)同步)復(fù)用進(jìn)VC中，在VC中每個(gè)比特的位置是可預(yù)見的。目前我國實(shí)際應(yīng)用情況是：不采用比特同步映射方法。

(3)字節(jié)同步映射。字節(jié)同步映射是一種要求映射信號具有以字節(jié)為單位的塊狀幀結(jié)構(gòu)，并與網(wǎng)同步，無需任何速率調(diào)整即可將信息字節(jié)裝入VC內(nèi)規(guī)定位置的映射方式。在這種情況下，信號的每一個(gè)字節(jié)在VC中的位置是可預(yù)見的(有規(guī)律性)，也就相當(dāng)于將信號按字節(jié)間插方式復(fù)用進(jìn)VC中，那么從STM-N中可直接下VC，而在VC中由于各字節(jié)位置的可預(yù)見性，于是可直接將指定的字節(jié)提取出來。所以，此種映射方式可以直接從STM-N信號中上/下64kb/s或N×64kb/s的低速支路信號。

目前我國實(shí)際應(yīng)用情況是：只在將64kb/s交換功能也設(shè)置在SDH設(shè)備中的少數(shù)情況下，2Mkb/s信號才采用鎖定模式的字節(jié)同步映射方法。

(4)浮動VC模式。浮動VC模式是指VC凈負(fù)荷在TU內(nèi)的位置不固定，由TU-PTR[JP]指示VC起點(diǎn)的一種工作方式。它采用TU-PTR和AU-PTR兩層指針來容納VC凈負(fù)荷與STM-N幀的頻差和相差，引入的信號時(shí)延最小(約10μs)。

采用浮動模式時(shí)，VC幀內(nèi)可安排VC-POH，可進(jìn)行通道級別的端對端性能監(jiān)控。前述三種映射方法都能以浮動模式工作。前面講的映射方法：2Mb/s、34Mb/s、140Mb/s映射進(jìn)相應(yīng)的VC，就是異步映射浮動模式。異步映射浮動模式最適用于異步/準(zhǔn)同步信號映射，包括將PDH信號映射進(jìn)SDH通道的應(yīng)用，它能直接上/下低速PDH支路信號，但是不能直接上/下PDH支路中的64kb/s信號。異步映射接口簡單，引入映射時(shí)延少，可適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)和特性的數(shù)字信號，是一種當(dāng)前最通用的映射方式，也是PDH向SDH過渡期內(nèi)必不可少的一種映射方式。當(dāng)前各廠家的設(shè)備絕大多數(shù)采用的是異步映射浮動模式。浮動字節(jié)同步映射接口復(fù)雜但能直接上/下64kb/s和N×64kb/s信號，主要用于不需要一次群接口的數(shù)字交換機(jī)互連和兩個(gè)需直接處理64kb/s和N×64kb/s業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)間的SDH連接。

PDH各級速率的信號和SDH復(fù)用中的信息結(jié)構(gòu)的一一對應(yīng)關(guān)系：

2Mb/s—C-12—VC-12—TU-12

34Mb/s—C-3—VC-3—TU-3

140Mb/s—C-4—VC-4—AU-4通常在指PDH各級速率的信號時(shí)，也可用相應(yīng)的信息結(jié)構(gòu)來表示，例如用VC-12表示PDH的2Mb/s信號。

2)定位定位(Alignment)是一種當(dāng)支路單元或管理單元適配到它的支持層幀結(jié)構(gòu)時(shí)，將幀偏移量收進(jìn)支路單元或管理單元的過程。它依靠TU-PTR或AU-PTR功能來實(shí)現(xiàn)。定位校準(zhǔn)總是伴隨指針調(diào)整事件同步進(jìn)行的。

3)復(fù)用復(fù)用(Multiplex)是一種使多個(gè)低階通道層的信號適配進(jìn)高階通道層(例如TU-12(×3)→TUG-2(×7)→TUG-3(×3)→VC-4)，或把多個(gè)高階通道層信號適配進(jìn)復(fù)用段層的過程(例如AU-4(×1)→AUG(×N)→STM-N

。復(fù)用的基本方法是將低階信號按字節(jié)間插后再加上一些塞入比特和規(guī)定的開銷形成高階信號，這就是SDH的復(fù)用。在SDH映射復(fù)用結(jié)構(gòu)中，各級的信號都取了特定的名稱，例如TU-12、TUG-2、VC-4和AU-4等。復(fù)用的逆過程稱為解復(fù)用。

4.STM-N信號的形成

SDH還有更高的速率,即STM-4、STM-16、STM-64所使用的速率622.08Mb/s(相應(yīng)于7680路)、2488.320Mb/s(相應(yīng)于30720路)、9953.280Mb/s。以STM-1的速率155.52Mb/s為基礎(chǔ)形成更高的速率是很容易的。

1)STM-4的形成由4個(gè)STM-1進(jìn)行字節(jié)交替復(fù)用便可以組成STM-4,如圖5-23所示。STM-4＝4×(STM-1)且速率變?yōu)?×155.520＝622.08Mb／s。圖5–23

STM-4的形成

2)STM-16的形成

STM-N信號的形成可以有兩種途徑：一種是直接由N個(gè)STM-1信號復(fù)接組成;另一種是首先由M個(gè)STM-1信號構(gòu)成STM-M信號。再由N/M個(gè)STM-M信號構(gòu)成STM-N信號。當(dāng)N＝16,M＝4時(shí),使用第一種方法,則由16個(gè)STM-1進(jìn)行字節(jié)交替復(fù)接就可以組成STM-16;使用第二種方法,則先由4個(gè)STM-1構(gòu)成STM-4,再由4個(gè)STM-4構(gòu)成STM-16,如圖5-24所示。STM-16信號的速率為2488.320Mb／s。圖5–24

STM-16的形成

5.指針

指針是一種指示符,其值定義為虛容器相對于支持它的傳送實(shí)體的幀參考點(diǎn)的幀偏移。指針是同步數(shù)字復(fù)接設(shè)備的一種特有設(shè)置,它使設(shè)備具有更大的靈活性,方便實(shí)現(xiàn)上／下話路和系統(tǒng)同步等。指針的作用如下：

·當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于同步工作狀態(tài)時(shí),指針用于進(jìn)行同步信號之間的相位校準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)處于同步工作狀態(tài)時(shí),SDH的網(wǎng)元工作在相同的時(shí)鐘下,從各個(gè)網(wǎng)元發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸麄€(gè)網(wǎng)元時(shí),各個(gè)信號所攜帶的網(wǎng)元時(shí)鐘的工作頻率是相同的,所以無須速率適配。但是,從瞬時(shí)上看,可能忽快忽慢,因而需要進(jìn)行相位校準(zhǔn)。

·當(dāng)網(wǎng)絡(luò)失去同步時(shí),指針用作頻率和相位校準(zhǔn);當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于異步工作時(shí),指針用作頻率跟蹤校準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)失去同步或異步工作時(shí),不同網(wǎng)元工作于有頻差的狀態(tài),需要頻率校準(zhǔn),瞬時(shí)來看就是相位往單一方向變化,即單調(diào)增加或減小,頻率校準(zhǔn)伴隨相位校準(zhǔn)。

·指針還可以用來容納網(wǎng)絡(luò)中的相位抖動漂移。抖動和漂移可以看成容器(AU)和凈荷(VC)之間的瞬時(shí)相位差,指針調(diào)整可以改變這種相位關(guān)系。指針的類型主要有管理單元指針(AU指針)、支路單元指針(TU指針)和TU-1/TU-2指針。

1)管理單元指針(AU指針)這里我們先討論AU-4指針。AU-4指針提供了AU-4幀中靈活和動態(tài)的VC-4定位方法。動態(tài)定位點(diǎn)意味著允許VC-4在AU-4幀內(nèi)浮動。于是指針不僅能適應(yīng)VC-4和SOH的相位差,而且也能適應(yīng)其幀速率的差異。

(1)AU-4指針位置。如圖5-25所示,AU-4占用STM-1幀結(jié)構(gòu)中的第4行前9列,AU-4指針包含在H1、H2、H3字節(jié)中。H1、H2分別占用1B,H3占用3B。圖中Y字節(jié)為1001SS11(S比特不規(guī)定),1*為全1字節(jié)。圖5–25

AU-4指針位置

(2)AU指針功能分配。

AU指針有三種字節(jié),即H1、H2、H3字節(jié)。H1、H2字節(jié)主要用于指示指針值,H3字節(jié)用于碼速調(diào)整。具體的分配如圖5-26所示。圖5–26

AU/TU-3指針功能分配

(2)在正常工作情況下,H1、H2的16個(gè)比特分配為：

1~4比特——稱為N比特,用于新數(shù)據(jù)標(biāo)志,記為NDF;

5~6比特——稱為S比特,用于表示AU／TU類型;

7~16比特——稱為ID比特,用于載入指針值。

(3)AU指針的取值。

H1、H2字節(jié)中的指針指示VC-4起始位置。H1和H2這兩個(gè)字節(jié)可以看做一個(gè)碼字,其中后10個(gè)比特(7~16)放置指針值,AU-4指針值為十進(jìn)制數(shù)0~782范圍內(nèi)的二進(jìn)制數(shù)。該值用來指示VC-4第一個(gè)字節(jié)的起點(diǎn)相對于指針的距離位置,并以三個(gè)字節(jié)為單位進(jìn)行增減調(diào)整。

(4)AU類型標(biāo)志。在H1、H2字節(jié)中,用第5、6比特來表示AU/TU的類型。

(5)新數(shù)據(jù)標(biāo)志。指針字的1~4比特(N比特)為新數(shù)據(jù)標(biāo)志(NDF),用于標(biāo)志凈負(fù)荷的變化情況。這里之所以分配第4比特作為新數(shù)據(jù)標(biāo)志,是為了實(shí)現(xiàn)誤碼糾錯(cuò),以便可靠工作。在正常工作狀態(tài)下,這些碼位取值為0110,當(dāng)有NDF出現(xiàn)時(shí),取值反相為1001。當(dāng)4個(gè)比特中有3個(gè)與1001相符時(shí),解釋為凈負(fù)荷有新數(shù)據(jù);當(dāng)4個(gè)比特中有3個(gè)與0110相符時(shí),解釋為凈負(fù)荷無新數(shù)據(jù);其余的值即0000、0011、0101、1010、1100、1111應(yīng)解釋為無效。伴隨NDF指針值指示新的調(diào)整同步。

(6)碼速調(diào)整。如高階通道信號超前于系統(tǒng)的復(fù)用器部分,即VC-4相對于AU-4速率更高,則VC的定位必須周期性地前移,此時(shí)三個(gè)負(fù)調(diào)整機(jī)會字節(jié)顯現(xiàn)于AU-4幀的三個(gè)H3字節(jié)。即這三個(gè)字節(jié)用來裝該幀VC-4的信號,相當(dāng)于VC-4幀“減短”了三個(gè)字節(jié)。在這幀之后VC-4的起點(diǎn)就向前移三個(gè)字節(jié)編號,即指針值隨之減1。其過程如圖5-27所示。每次負(fù)調(diào)整,相位變化約0.2μs。圖5–27

AU-4指針負(fù)調(diào)整

如高階通道VC-4信號滯后系統(tǒng)的復(fù)用器部分,即VC-4相對于AC-4幀速率低,則VC的定位必須周期性地后滑,三個(gè)正調(diào)整機(jī)會字節(jié)立即顯現(xiàn)在這個(gè)AU-4幀的最后一個(gè)H3字節(jié)之后,這三個(gè)字節(jié)復(fù)用器雖然發(fā)送但未裝信號。相應(yīng)地,在這之后的VC-4的起點(diǎn)將后滑三個(gè)字節(jié),其編號將增加1,即指針值加1。其過程如圖5-28所示。每次正調(diào)整相當(dāng)于VC-4幀“加長”了三個(gè)字節(jié),每字節(jié)約0.065μs,三個(gè)字節(jié)多約0.2μs。圖5–28

AU-4指針正調(diào)整上述正或負(fù)的調(diào)整,將根據(jù)VC-4相對于AU-4的速率差一次又一次周期性進(jìn)行,直至二者速率相當(dāng)。只不過這種調(diào)整操作至少要隔三幀才允許進(jìn)行一次?？傊?指針的作用是提供在AU幀內(nèi)對VC靈活和動態(tài)定位的方法,以便VC在AU幀內(nèi)浮動,適應(yīng)VC與AU或TU之間相位的差異和幀速率差異。

在一個(gè)STM-1幀內(nèi),可以裝261×9B＝2349B的凈負(fù)荷。為了在接收端有效地分解出凈負(fù)荷中的各個(gè)VC,在一個(gè)映射中,必須指出VC的開頭在何處,指針值就用來標(biāo)明裝進(jìn)STM-1的VC的起始點(diǎn)。從圖5-25可以看出,在STM-1幀中從第4行第10字節(jié)開頭,相鄰三個(gè)字節(jié)共用一個(gè)編號,從0編到782,共有783(2349÷3)個(gè)凈負(fù)荷可能利用的起始點(diǎn),用指針的數(shù)值(H1和H2字節(jié)的后10個(gè)比特)來表征(參見圖5-25)。由于VC的起始位可以在STM-1幀內(nèi)浮動,即可以從783個(gè)位置中的任何一個(gè)起始,并按碼速調(diào)整的需要,起始位可以逐次前移或后滑。VC-4能夠在STM-1幀內(nèi)靈活地浮動的這種動態(tài)定位功能,使得在同步網(wǎng)內(nèi)能夠?qū)π盘柗奖愕剡M(jìn)行復(fù)用和交叉連接。另外,VC-4可以從AU幀內(nèi)任何一點(diǎn)起始,因而其凈負(fù)荷未必能夠全部裝進(jìn)某個(gè)AU幀,多半會從某幀中開頭而在下幀中結(jié)束,參見圖5-27和圖5-28。下面以一個(gè)正調(diào)整的操作情況為例來說明指針變化的情況,參見圖5-28。當(dāng)指針值增加時(shí),指針字節(jié)中的5個(gè)I比特翻轉(zhuǎn)(H1H2字節(jié)從0110101000001010變?yōu)?110100010100000),在AU-4幀的這一幀內(nèi)立即出現(xiàn)三個(gè)正調(diào)整機(jī)會字節(jié)。在接收端用“多數(shù)表決”的準(zhǔn)則來識別5個(gè)I比特是否取反,如果是,則判明三個(gè)正調(diào)整機(jī)會字節(jié)的內(nèi)存是填允而非信息。在下一幀表示VC起點(diǎn)位置編號的指針值應(yīng)當(dāng)增加1,即H1、H2字節(jié)的后10個(gè)比特變?yōu)?000001011,其十進(jìn)制值從原先的522變?yōu)?23,并持續(xù)至少三幀。指針調(diào)整狀態(tài)匯總于表5-5。表5–5指針調(diào)整狀態(tài)

2)支路單元指針(TU指針)這里首先介紹TU-3指針。設(shè)置TU-3指針可以為VC-3在TU-3幀內(nèi)的靈活和動態(tài)定位提供一種手段。

(1)TU-3指針的位置。三個(gè)單獨(dú)的TU-3指針中的任意一個(gè)都包含在三個(gè)分離的H1、H2、H3字節(jié)中,具體位置如圖5-29所示。圖5–29

TU-3指針偏移的編號

當(dāng)TUG-2復(fù)用進(jìn)VC-4時(shí),TU-3指針位置設(shè)置為無效指針指示(NPI),即H1、H2兩個(gè)字節(jié)中的第1～4比特為1001,第5和第6比特未規(guī)定,第7～11比特為1,第12～16比特為0。NPI的這種特殊碼字將報(bào)告給指針處理器,說明目前沒有確定的指針值。

(2)TU-3指針功能分配。指針功能分配如圖5-26所示。

(3)TU-3指針的取值。

TU-3指針值表示VC-3開始的字節(jié)位置,它包含在H1、H2兩個(gè)字節(jié)中(如圖5-29所示),因此可以把H1、H2看做1個(gè)碼字。碼字的7～16比特?cái)y帶具體指針值。指針值是二進(jìn)制數(shù),用十進(jìn)制表示的指針偏移范圍可達(dá)0～764(85×9),足以覆蓋實(shí)際可能的最大偏移字節(jié)。

(4)TU類型標(biāo)志。前文已述。

(5)新數(shù)據(jù)標(biāo)志。與AU指針一樣,在TU-3指針內(nèi)也設(shè)置了載入新數(shù)據(jù)標(biāo)志(NDF),用于標(biāo)志凈負(fù)荷的變化情況。

(6)碼速調(diào)整。碼速調(diào)整是指針的一項(xiàng)重要任務(wù)。指針的正負(fù)碼速調(diào)整能用于校正TU-3幀與VC-3幀之間的頻率相位偏差,指針值的增減標(biāo)志著正負(fù)碼速調(diào)整,但是指針也不能輕率地更改,必須連續(xù)4幀要求正碼速調(diào)整或連續(xù)4幀要求負(fù)碼速調(diào)整時(shí)才能進(jìn)行調(diào)整操作并同時(shí)增減指針值,在不夠連續(xù)4幀要求碼速調(diào)整時(shí),不作碼速調(diào)整,指針值也不改變。如果TU-3幀速率與VC-3的幀速率不同,即有頻率偏差,則指針值將按照需要增加或減少,同時(shí)還伴隨有相應(yīng)的正調(diào)整字節(jié)或負(fù)調(diào)整字節(jié)出現(xiàn)或變化。當(dāng)頻率偏移較大,需要連續(xù)多次指針調(diào)整操作時(shí),相鄰兩次的操作必須至少分開3幀,即每個(gè)第4幀才能進(jìn)行指針調(diào)整操作,兩次操作之間的指針值保持為常數(shù)不變。當(dāng)VC-3幀速率比TU-3幀速率快時(shí),需降低VC-3幀速率。此時(shí)可以利用TU-3指針區(qū)的3個(gè)H3字節(jié)來存放實(shí)際VC-3信息(即負(fù)調(diào)整字節(jié)),從而降低了VC-3幀速率。但由于VC-3信息的前幾個(gè)字節(jié)存入了TU-3指針區(qū),實(shí)際VC-3在時(shí)間上向前移動了3個(gè)字節(jié),因而用來指示其起始位置的指針值要減1。進(jìn)行這一操作的指示是將指針碼字的5個(gè)減少比特(D比特),即將第8、10、12、14和16比特進(jìn)行反轉(zhuǎn)來表示。在接收機(jī)中按5比特多數(shù)表決準(zhǔn)則作出決定。當(dāng)VC-3幀速率比TU-3幀速率慢時(shí),需提高VC-3幀速率。此時(shí)可以在VC-3前插入3個(gè)填充偽信息的空閑字節(jié)(即正調(diào)整字節(jié)),從而增加了VC-3幀速率。但由于插入了正調(diào)整字節(jié)，實(shí)際VC-3在時(shí)間上向后推移,因而用來指示其起始位置的指針值要增加1。進(jìn)行這一操作的指示是將指針碼字的5個(gè)增加比特(I比特),即將第7、9、11、13和15比特逆行反轉(zhuǎn)來表示。在接收機(jī)中按5比特多數(shù)表決準(zhǔn)則作出決定。

3)TU-1/TU-2指針支路單元TU-nx是虛容器VC-nx加上支路單元指針(TUPTR)組成的。這里,TU-1包括TU-11、TU-12,TU-2包括TU-21、TU-22,它們分別對應(yīng)于PDH信號1544kb／s、2048kb／s、6312kb／s和8448kb／s的支路。

為了適應(yīng)不同容量的凈負(fù)荷在網(wǎng)中的傳送需要,SDH允許組成若干不同的TU復(fù)幀形式,并用VCPOH中的位置指示字節(jié)H4作復(fù)幀指示。TU-1／TU-2指針為凈負(fù)荷VC-1／VC-2在TU-1／TU-2復(fù)幀內(nèi)的靈活動態(tài)定位提供了一種方法,這種定位的方法與VC-1／VC-2的實(shí)際內(nèi)容無關(guān)。

(1)TU-1／TU-2指針的位置。500μs作為一個(gè)TU復(fù)幀的周期。在TU復(fù)幀中有4個(gè)字節(jié)分給TU指針使用,這4個(gè)字節(jié)是V1、V2、V3和V4。這里,V1為第1個(gè)TU幀的第1個(gè)字節(jié);V2為第2個(gè)TU幀的第1個(gè)字節(jié);V3為第3個(gè)TU幀的第1個(gè)字節(jié);V4為第4個(gè)TU幀的第1個(gè)字節(jié)。

TU-1／TU-2指針包含在V1、V2字節(jié)中,V3作為負(fù)調(diào)整字節(jié),其后的那個(gè)字節(jié)作為正調(diào)整字節(jié),V4作為保留字節(jié),如圖5-30所示。此外,在每個(gè)TU凈負(fù)荷VC-1／VC-2中有一個(gè)字節(jié)的VCPOH,即V5字節(jié)。圖5–30將VC映射進(jìn)TU復(fù)幀

(2)TU-1／TU-2指針功能分配。

V1、V2字節(jié)可以看做一個(gè)碼字,指針編碼如圖5-31所示。第1~4比特為N比特,用于新數(shù)據(jù)標(biāo)志(NDF);第5~6比特為S比特,表示TU的類型;I為增加;D為減少；7~16比特為載入指針值。圖5–31

TU-1/TU-2指針編碼

對于NDF新數(shù)據(jù)標(biāo)志比特,正常操作時(shí)取為0110,當(dāng)標(biāo)志新數(shù)據(jù)時(shí)取1001。S比特的取值如表5-6所示。表5–6

S比特的取值在TU-1/TU-2指針中V3用于碼速調(diào)整,其碼速調(diào)整方法與AU碼速調(diào)整相似。當(dāng)正碼速調(diào)整時(shí),緊跟在V3字節(jié)之后進(jìn)行調(diào)整;對于負(fù)碼速調(diào)整,數(shù)據(jù)可以寫入V3字節(jié)中,具體情況如圖5-32所示。圖5–32

TU指針調(diào)整

(3)TU-1/TU-2指針值。第7～16比特是二進(jìn)制數(shù)的指針值,TU-1/TU-2指針值用于指示VC-1/VC-2第1個(gè)字節(jié)的起始點(diǎn)對于V2字節(jié)的調(diào)整位置,其取值范圍與本身尺寸有關(guān),如表5-7和5-8所示。表5–7

TU-1/TU-2尺寸(速率)表5–8

TU-1/TU-2復(fù)幀指針值范圍從圖5-32可以看出,當(dāng)不作碼速調(diào)整或只作正碼速調(diào)整時(shí),V3字節(jié)不予定義,因而在接收端可將V3省略。判斷是否進(jìn)行碼速調(diào)整的方法仍然是用指針中I比特和D比特表示,I比特表示正碼速調(diào)整,而D比特表示負(fù)碼速調(diào)整。

(4)TU-1／TU-2位置指示字節(jié)H4。

TU-1／TU-2位置指示字節(jié)H4與SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)的最低一級有關(guān),它表示有多種不同的復(fù)幀結(jié)構(gòu)可用于某些凈負(fù)荷。采用復(fù)幀結(jié)構(gòu)可以提高凈負(fù)荷傳輸效率和便于信令安排,目前可以提供3種復(fù)幀結(jié)構(gòu)。

·500μs(4幀)復(fù)幀,可用于識別浮動TU-1/TU-2模式中含TU-1/TU-2指針的幀,以及鎖定TU-1模式中的保留字節(jié)位置?！?ms(16幀)復(fù)幀,可以鎖定TU-1模式中用于2.048Mb/s凈負(fù)荷字節(jié)同步的隨路信令。·3ms(24幀)復(fù)幀,可以鎖定用于1.544Mb/s凈負(fù)荷的字節(jié)同步隨路信令信號。

(5)碼速調(diào)整。

TU-1／TU-2指針對VC-1／VC-2進(jìn)行碼速調(diào)整的方式與VC-3指針對VC-3進(jìn)行碼速調(diào)整的方式完全相同。正調(diào)整機(jī)會緊隨V3字節(jié)。V3字節(jié)也可以作為負(fù)調(diào)整機(jī)會,此時(shí)V3被實(shí)際數(shù)據(jù)重寫。當(dāng)V3字節(jié)未被用作負(fù)調(diào)整時(shí),其值不作規(guī)范,此時(shí)接收機(jī)必須對V3的數(shù)值忽略不計(jì)。

(6)TU-1／TU-2的規(guī)格。

TU-1／TU-2共有3種不同的規(guī)格,即TU-11(對應(yīng)1.544Mb／s)、TU-12(對應(yīng)2.048Mb／s)、TU-2(對應(yīng)6.312Mb／s)。利用TU-1／TU-2[JP]指針的第5和第6比特可以表示不同的規(guī)格,如表5-9所示。表5–9

TU-1/TU-2的規(guī)格

(7)級聯(lián)。某些業(yè)務(wù)可能需要大于C-2而小于C-3的中間容量,例如數(shù)字圖像和高容量租用線等,此時(shí)可以將若干TU-2級聯(lián)起來形成TU-2-mC(即m個(gè)TU-2級聯(lián)),以便傳送容量大于C-2的凈負(fù)荷。

5.3

SDH的開銷

SDH所使用的開銷字節(jié)配置如圖5-33所示。有兩種開銷,一種是通道開銷POH,一種是段開銷SOH。通道開銷分為低階通道開銷和高階通道開銷,段開銷又分為中繼(再生)段開銷RSOH和復(fù)用段開銷MSOH。圖5–33開銷在SDH系統(tǒng)中應(yīng)用范圍說明通道開銷用于在虛容器之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理,再生段開銷用于在再生器之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理,復(fù)用段開銷用于在終端站之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理。

1)通道開銷通道開銷用于在虛容器之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理。通道開銷又分低階通道開銷(VC-1POH和VC-2POH)和高階通道開銷(VC-3POH和VC-4POH)。

(1)低階通道開銷。低階通道開銷有VC-1POH和VC-2POH。VC-1POH加上C-1就形成虛容器VC-1,VC-2POH加上C-2就形成虛容器VC-2。低階通道開銷VC-1POH用來在虛容器VC-1之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理,低階通道開銷VC-2POH用來在虛容器VC-2之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理。

VC-1POH的字節(jié)分配如圖5-34所示,由V5字節(jié)、J2字節(jié)、Z6字節(jié)和Z7字節(jié)組成。V5字節(jié)為VC-1／VC-2通道的誤碼檢查信號標(biāo)記和通道狀態(tài)字節(jié),稱為路開銷字節(jié)。Z6、Z7稱為復(fù)幀路開銷字節(jié)。圖5–34

VC-1POH字節(jié)分配①VC-1／VC-2路開銷字節(jié)。在圖5-34中的V5字節(jié)是路開銷字節(jié),其字節(jié)功能如表5-10所示。表5–10

VC-1/VC-2POH的V5字節(jié)功能②VC-1／VC-2復(fù)幀開銷。在TU結(jié)構(gòu)中,存在浮動與鎖定兩種復(fù)接方式。當(dāng)使用浮動方式時(shí),連續(xù)4個(gè)125μsVC-n幀結(jié)構(gòu)組成一個(gè)500μs的復(fù)幀。VC-1／VC-2復(fù)幀路開銷由V5字節(jié)、J2字節(jié)、Z6字節(jié)和Z7字節(jié)組成。V5字節(jié)的功能已于前面說明,J2、Z6、Z7字節(jié)的功能如表5-11所示,16字節(jié)的幀結(jié)構(gòu)如表5-12所示。表5–11

J2、Z6、Z7字節(jié)功能表5–12

16字節(jié)幀結(jié)構(gòu)在表5-12中第1字節(jié)是傳送幀起始符“1CCCCCCC”,其中“CCCCCCC”放置7比特校驗(yàn)編碼校驗(yàn)位,它是前一幀的循環(huán)編碼校驗(yàn)碼(CRC-7)的計(jì)算結(jié)果。第2~16字節(jié)均用“0XXXXXXX”表示,這15個(gè)字節(jié)用于放置E.164建議規(guī)定的編號所用的15個(gè)ASCII字符。

(2)高階通道開銷。高階通道VC-31POH由J1、B3、C3、G1、F2、H4六個(gè)字節(jié)組成,VC-32POH和VC-4POH由JI、B3、C3、G1、F2、H4、Z3、Z4、Z5九個(gè)字節(jié)組成。其字節(jié)分配和功能如表5-13所示。表5–13高階通道開銷字節(jié)功能

J1為路跟蹤字節(jié),B3為比特誤碼監(jiān)視,C3為信號標(biāo)記字節(jié),G1為通道狀態(tài)指示字節(jié),F2為用戶通信通路字節(jié),H4為復(fù)幀位置指示字節(jié),Z3、Z4、Z5為備用字節(jié)。表5-13中G1字節(jié)的第1~4比特稱為遠(yuǎn)端誤碼組(FEBE),用于放置由BIP-8校驗(yàn)編碼檢驗(yàn)的結(jié)果。遠(yuǎn)端告警指示占用第5比特,當(dāng)收到信號處于告警狀態(tài),或者TU-3／TU-4ALS信號失效或通道跟蹤失配時(shí),FERF＝1,否則FERF＝0。

2)段開銷段開銷SOH分再生段開銷RSOH和復(fù)用段開銷MSOH。SMT-1段開銷的字節(jié)結(jié)構(gòu)如圖5-35所示。圖5–35

STM-1段開銷字節(jié)結(jié)構(gòu)

N個(gè)STM-1幀通過字節(jié)間插復(fù)用成STM-N幀，段開銷究竟是怎樣進(jìn)行復(fù)用的呢？按字節(jié)間插復(fù)用時(shí)各STM-1幀的AU-4中的所有字節(jié)原封不動地按字節(jié)間插復(fù)用方式復(fù)用，而段開銷的復(fù)用雖說類似，卻另有專門規(guī)定。也就是說，段開銷的復(fù)用并非是簡單的交錯(cuò)間插，除段開銷中的A1、A2、B2字節(jié)是按字節(jié)交錯(cuò)間插復(fù)用進(jìn)入STM-4外，其他開銷字節(jié)要經(jīng)過終結(jié)處理，再重新插入STM-4相應(yīng)的開銷字節(jié)中。圖5-36是STM-4幀的段開銷結(jié)構(gòu)圖。圖5–36

STM-4幀的段開銷

(1)定幀字節(jié)A1和A2。定幀字節(jié)的作用是識別幀的起始點(diǎn)，以便接收端能與發(fā)送端保