SDH幀結構及映射復用方式

1、SDH幀結構及映射復用方式幀結構及映射復用方式SDH基本概念基本概念SDH的基本概念：是一整套可進行同步數(shù)字傳輸、復用和交叉連接的標準化數(shù)字信號的等級結構。信息包信息包PDH/ATM/IP信號PDH/ATM/IP信號打包拆包復用解復用SDH網(wǎng)絡STM-NSTM-NSDH的優(yōu)點的優(yōu)點l有全世界統(tǒng)一的數(shù)字信號速率和幀結構標準有全世界統(tǒng)一的數(shù)字信號速率和幀結構標準 l同步復用同步復用 l強大的網(wǎng)絡管理能力強大的網(wǎng)絡管理能力l有標準的光接口有標準的光接口l具有兼容性具有兼容性 l按字復用按字復用 SDH的缺點的缺點l頻帶利用率低頻帶利用率低l指針調(diào)整機理復雜指針調(diào)整機理復雜l軟件的大量使用對系統(tǒng)安全性

2、的影響軟件的大量使用對系統(tǒng)安全性的影響l.SDH幀結構幀結構STM-1比特速率：比特速率：2709812510-6=155.520Mbits。6基本網(wǎng)絡單元在基本網(wǎng)絡單元在SDH網(wǎng)中的使用網(wǎng)中的使用SDH網(wǎng)的基本網(wǎng)絡單元網(wǎng)的基本網(wǎng)絡單元同步數(shù)字體系的速率同步數(shù)字體系的速率同步數(shù)字體系最基本的模塊信號（即同步傳遞模塊）同步數(shù)字體系最基本的模塊信號（即同步傳遞模塊）是是STMSTM-1-1，其速率為，其速率為155.520155.520MbitMbits s。段開銷（段開銷（SOHSOH）：用于傳送各種：用于傳送各種OAMOAM信息。信息。凈負荷（凈負荷（PayloadPayload）：SDHSD

3、H幀內(nèi)用于承載各種業(yè)務信息幀內(nèi)用于承載各種業(yè)務信息的部分。其中包含有少量的的部分。其中包含有少量的POHPOH字節(jié)，用于運行、維護字節(jié)，用于運行、維護和管理。和管理。管理單元指針（管理單元指針（AU-PTRAU-PTR）：是一種指示符，用于指示：是一種指示符，用于指示PayloadPayload中第一個字節(jié)在幀內(nèi)的準確位置，（相對于指中第一個字節(jié)在幀內(nèi)的準確位置，（相對于指針的偏移量），指針的使用解決了低速信號復接成高針的偏移量），指針的使用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。漂移的問題。SDH幀結構幀結

4、構 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)10nA1和和A2字節(jié)字節(jié)：用來識別幀的起始位置。：用來識別幀的起始位置。A1為為11110110，A2為為00101000。n再生段蹤跡字節(jié)再生段蹤跡字節(jié)J0：被用來重復地發(fā)送：被用來重復地發(fā)送“段接入點標識符段接入點標識符”，以便使段接收機能據(jù)此確認其是否與指定的發(fā)射機處于持，以便使段接收機能據(jù)此確認其是否與指定的發(fā)射機處于持續(xù)連接狀態(tài)。續(xù)連接狀態(tài)。 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)STM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-N 連續(xù)信號流11 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)數(shù)字通信通路數(shù)字通信通路(DCC)字節(jié)：字節(jié)：D1D12網(wǎng)元和網(wǎng)管之間、網(wǎng)元和網(wǎng)元之間網(wǎng)元和網(wǎng)管之間

5、、網(wǎng)元和網(wǎng)元之間OAM信息通路。信息通路。D1D3用于再生段用于再生段(DCCR)，帶寬，帶寬364kb/s。D4D12用于復用段用于復用段(DCCM)，帶寬，帶寬964kb/s。GNENENENE網(wǎng)管OAM信息：性能監(jiān)控、告警查詢、操作指令等DCC通道 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)公務聯(lián)絡字節(jié)：公務聯(lián)絡字節(jié)：E1,E2光纖連通業(yè)務未通或業(yè)務已通時各站間的公務聯(lián)絡光纖連通業(yè)務未通或業(yè)務已通時各站間的公務聯(lián)絡分別提供分別提供1個個64kb/s數(shù)字電話通路數(shù)字電話通路E1用于再生段公務聯(lián)絡用于再生段公務聯(lián)絡E2用于復用段公務聯(lián)絡用于復用段公務聯(lián)絡ABCDTMTMREGREG 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)14n使用

6、者通路使用者通路F1 保留給使用者（通常指網(wǎng)絡提供者）用于特定維護目的的保留給使用者（通常指網(wǎng)絡提供者）用于特定維護目的的臨時公務聯(lián)絡。臨時公務聯(lián)絡。 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)15n比特間插奇偶檢驗比特間插奇偶檢驗8位碼位碼（BIP-8）B1 B1用于再生段誤碼監(jiān)測。用于再生段誤碼監(jiān)測。n比特間插奇偶檢驗比特間插奇偶檢驗24位碼位碼（BIP-N24）字節(jié)）字節(jié)B2B2B2 B2用于復用段誤碼監(jiān)測。用于復用段誤碼監(jiān)測。 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)16BIP-8 工作原理：工作原理： 發(fā)送端對前一幀（第發(fā)送端對前一幀（第N-1N-1幀）擾碼后的所有字節(jié)進行幀）擾碼后的所有字節(jié)進行BIP-8BIP-8校驗，將

7、結果放入當前待擾碼幀（第校驗，將結果放入當前待擾碼幀（第N N幀）中的幀）中的B1B1字節(jié)；字節(jié)； 接收端將前一幀（第接收端將前一幀（第N N幀）待解擾的所有比特進行幀）待解擾的所有比特進行BIP-8BIP-8校校驗，所得結果與當前幀（第驗，所得結果與當前幀（第N+1N+1幀）解擾后的幀）解擾后的B1B1字節(jié)比較字節(jié)比較，兩個值有多少不一致，就說明出現(xiàn)了多少個誤碼塊。，兩個值有多少不一致，就說明出現(xiàn)了多少個誤碼塊。 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)17BIP-24 工作原理：工作原理： 對前一個待擾的對前一個待擾的STM-1STM-1幀中，幀中，除除RSOHRSOH部分部分的全部比特進行的全部比特進行BI

8、P-24BIP-24計算計算, ,結果放于本幀待擾結果放于本幀待擾STM-1STM-1幀的幀的B2B2字節(jié)位置。字節(jié)位置。 收端對當前解擾后收端對當前解擾后STM-1STM-1的除了的除了RSOHRSOH的全部比特進行的全部比特進行BIP-BIP-2424校驗，其結果與下一校驗，其結果與下一STM-1STM-1幀解擾后的幀解擾后的B2B2比較。比較。 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)18n自動保護倒換（自動保護倒換（APS）通路字節(jié)）通路字節(jié)K1，K2（b1b5）兩個字節(jié)）兩個字節(jié)用作自動保護倒換用作自動保護倒換(APS)信令。信令。 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)19n 復用段遠端失效指示復用段遠端失效指示（MS

9、-RDI）字節(jié)）字節(jié)K2（b6b8） MS-RDI用于向發(fā)信端回送一個指示信號，表示收信端檢測到用于向發(fā)信端回送一個指示信號，表示收信端檢測到來話故障或正接收復用段告警指示信號（來話故障或正接收復用段告警指示信號（MS-AIS ）。）。 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)20n同步狀態(tài)字節(jié)同步狀態(tài)字節(jié)S1（b5b8） S1字節(jié)的第字節(jié)的第58比特用于傳送四種同步狀態(tài)信息，可表示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。其中一種表示同步的質(zhì)量是未種不同的同步質(zhì)量等級。其中一種表示同步的質(zhì)量是未知的，另一種表示信號在段內(nèi)不用同步，余下的碼留作各知的，另一種表示信號在段內(nèi)不用同步，余下的碼留作

10、各獨立管理機構定義質(zhì)量等級用。獨立管理機構定義質(zhì)量等級用。 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)21n復用段遠端差錯指示復用段遠端差錯指示（MS-REI）M1 可用來傳送可用來傳送BIP-N24(B2)所檢出的誤塊數(shù)。所檢出的誤塊數(shù)。 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)22nSTM-N（N=4，16，64）段開銷字節(jié)的安排）段開銷字節(jié)的安排 STM-N幀中幀中SOH所占空間與所占空間與N成正比，成正比，N不同，不同，SOH字節(jié)字節(jié)在空間中的位置也不同，但在空間中的位置也不同，但SOH字節(jié)的種類和功能是相同字節(jié)的種類和功能是相同或相近的?；蛳嘟?。 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié) 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)以字節(jié)交錯間插方式構成高階以字節(jié)交

11、錯間插方式構成高階STMSTM- -N N（N N1 1）段開銷時）段開銷時，第一個，第一個STMSTM-1-1的段開銷被完整保留，其余的段開銷被完整保留，其余N N-1-1個個STMSTM-1-1的段開銷僅保留定幀字節(jié)的段開銷僅保留定幀字節(jié)A A1 1，A A2 2和比特間插奇偶校驗和比特間插奇偶校驗2424位碼字節(jié)位碼字節(jié)B B2 2，其他已安排的字節(jié)（即，其他已安排的字節(jié)（即B B1 1，E E1 1，E E2 2，F(xiàn) F1 1，K K1 1，K K2 2和和D D1 1D D1212）均應略去。）均應略去。 段開銷字節(jié)段開銷字節(jié)25 復用結構復用結構n各種業(yè)務信號復用進各種業(yè)務信號復用

12、進STM-N幀的過程都要經(jīng)歷映射幀的過程都要經(jīng)歷映射(mapping)、定位（、定位（aligning）和復用（）和復用（multiplexing）三個）三個步驟。步驟。SDH 復用結構復用結構26nSDH的基本復用單元包括標準容器的基本復用單元包括標準容器(C)、虛容器、虛容器(VC)、支、支路單元路單元(TU)、支路單元組、支路單元組(TUG)、管理單元、管理單元(AU)和管理單和管理單元組元組(AUG)復用單元復用單元27n標準容器（標準容器（C）：）： 容器是一種用來裝載各種速率的業(yè)務信號的信息結構，主容器是一種用來裝載各種速率的業(yè)務信號的信息結構，主要完成適配功能（例如速率調(diào)整），以

13、便讓那些最常使用要完成適配功能（例如速率調(diào)整），以便讓那些最常使用的準同步數(shù)字體系信號能夠進入有限數(shù)目的標準容器。的準同步數(shù)字體系信號能夠進入有限數(shù)目的標準容器。復用單元復用單元28復用單元復用單元29n虛容器（虛容器（VC）: 用來支持用來支持SDH的通道層連接的信息結構的通道層連接的信息結構 VC-n=C-n+VC-nPOHn虛容器可分成低階虛容器和高階虛容器兩類。虛容器可分成低階虛容器和高階虛容器兩類。復用單元復用單元30復用單元復用單元31n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（即負責將低階虛容器經(jīng)支路單元組裝進高階虛容器）。n TU-nVC-n+TU-nPT

14、R TU-n PTR指示VC-n凈負荷起點在TU幀內(nèi)的位置。 在高階VC凈負荷中固定地占有規(guī)定位置的一個或多個TU的集合稱為支路單元組（TUG）。復用單元復用單元32復用單元復用單元33n管理單元（AU）是提供高階通道層和復用段層之間適配的信息結構（即負責將高階虛容器經(jīng)管理單元組裝進STM-N幀)n 有AU-3和AU-4兩種管理單元。AU-n（n3，4）由一個相應的高階VC-n和一個相應的管理單元指針（AU-nPTR）組成，即nAU-n=VC-n+AU-nPTR；n=3,4 AU-n PTR指示VC-n凈負荷起點在AU幀內(nèi)的位置。復用單元復用單元34n在AU和TU中要進行速率調(diào)整，因而低一級數(shù)

15、字流在高一級數(shù)字流中的起始點是浮動的。為了準確地確定起始點的位置，設置兩種指針（AU-PTR和TU-PTR）分別對高階VC在相應AU幀內(nèi)的位置以及VC-1、VC-2、VC-3在相應TU幀內(nèi)的位置進行靈活動態(tài)的定位。n在N個AUG的基礎上再附加段開銷（SOH）便可形成最終的STM-N幀結構。復用單元復用單元35復用單元復用單元AU-PTR & TU-PTR發(fā)端：收端：AU-PTR 定位車廂中第一個信息包根據(jù)收到的AU-PTR值找到此信息包，通過字節(jié)間插的規(guī)律性，進而定位到其他信息包TU-PTR一級定位2M34MAU-PTR二級定位 復用單元復用單元38n映射是將各種速率的G.703支路信號先分別

16、經(jīng)過碼速調(diào)整裝入相應的標準容器，然后再裝進虛容器的過程。n定位是一種以附加于VC上的支路單元指針指示和確定低階VC幀的起點在TU凈負荷中位置或管理單元指針指示和確定高階VC幀的起點在AU凈負荷中的位置的過程。n復用是一種把TU組織進高階VC或把AU組織進STM-N的過程。映射、定位、復用映射、定位、復用STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指針處理映射定位復用AUG-N1373139nA 映射 2M 業(yè)務信息 + 固定塞入比特 容器

17、C-12（實質(zhì)是使業(yè)務信息具有容器的信息結構）C-12組成復幀結構nB 映射 容器C-12 + LPOH(V5、J2、N2、K4) VC-12 nC 定位 VC-12 + TU-12 PTR（V1、V2、V3、V4） TU-12nD 復用 3TU-12 字節(jié)間插復用 TUG-2的信息結構實現(xiàn)碼速調(diào)整實現(xiàn)碼速調(diào)整2048Kbit/s映射復用進映射復用進STM-12048Kbit/s映射復用進映射復用進STM-12048Kbit/s映射復用進映射復用進STM-142n（1）V5字節(jié)：為字節(jié)：為VC-1/VC-2通道提供誤碼檢測、信通道提供誤碼檢測、信號標記和通道狀態(tài)等功能。號標記和通道狀態(tài)等功能。

18、n（2）通道蹤跡字節(jié)）通道蹤跡字節(jié)J2：這個字節(jié)用來重復發(fā)送低階：這個字節(jié)用來重復發(fā)送低階通道接入點識別符，這樣，通道接收端可以確認它通道接入點識別符，這樣，通道接收端可以確認它與預定的發(fā)送端是否處于持續(xù)的連接狀態(tài)。與預定的發(fā)送端是否處于持續(xù)的連接狀態(tài)。n（3）網(wǎng)絡操作者字節(jié)）網(wǎng)絡操作者字節(jié)N2：提供低階通道的串接監(jiān)：提供低階通道的串接監(jiān)控功能?？毓δ堋（4）自動保護倒換（）自動保護倒換（APS）通道）通道K4（b1b4）：用）：用于低階通道級保護的于低階通道級保護的APS指令。指令。2048Kbit/s映射復用進映射復用進STM-1432048Kbit/s映射復用進映射復用進STM-1（5

19、）增強型遠端缺陷指示）增強型遠端缺陷指示K4（b5b7）：當接）：當接收端收到收端收到TU-1/TU-2通道通道AIS或信號缺陷條件，或信號缺陷條件，VC-1/VC-2組裝器就將組裝器就將VC-1/VC-2通道通道RDI(遠端遠端缺陷指示缺陷指示)送回到通道源端。送回到通道源端。（6）備用比特）備用比特K4（b8）2048Kbit/s映射復用進映射復用進STM-1452b12313123cacbaTU-12 aTU-12 bTU-12 cTUG-24443個個TU-12字節(jié)間插復用構成字節(jié)間插復用構成TUG-22048Kbit/s映射復用進映射復用進STM-146nE 復用 7TUG-2 字節(jié)

20、間插復用 TUG-3信息結構nF 復用 3TUG-3字節(jié)間插復用+ HPOH VC-4信息結構nG 定位 VC-4 + AU-4 PTR（九個字節(jié)） 管理單元組AUG-1nH 復用 1AUG-1 + 段開銷SOH 同步傳送模塊STM-1定位定位+速率調(diào)整速率調(diào)整2048Kbit/s映射復用進映射復用進STM-1472048Kbit/s映射復用進映射復用進STM-13TU - 12 7TUG-2 （1TU- 3）9行 TUG-2 TUG-3 R 為填充字節(jié)12列86列9行RR7個個TUG-2字節(jié)間插復用構成字節(jié)間插復用構成TUG-3482048Kbit/s映射復用進映射復用進STM-1 3TUG

21、-3 ( 2/34/45 M )POH261列9行 VC-4R2R13個個TUG-3字節(jié)間插復用成字節(jié)間插復用成VC-4AU-PTRVC - 49行261261列列 9列AU-4直接置入直接置入AUG中中492048Kbit/s映射復用進映射復用進STM-15034368Kbit/s映射復用進映射復用進STM-1STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指針處理映射定位復用AUG-N137315134368Kbit/s映射復用進映射復用

22、進STM-1n映射 34M業(yè)務信息 + 固定塞入比特 裝入容器C-3n映射 容器C-3 + LPOH VC-3 n定位 VC-3 + TU-3 PTR（3個字節(jié)） 支路單元TU-3n復用 1TU-3 TUG-3實現(xiàn)碼速調(diào)整實現(xiàn)碼速調(diào)整定位定位+速率調(diào)整速率調(diào)整5234368Kbit/s映射復用進映射復用進STM-1n復用3 TUG-3 裝入容器C-4n定位 VC-4 + AU-4 PTR（九個字節(jié)） 管理單元組AUG-1n復用 1AUG-1 + 段開銷SOH 同步傳送模塊STM-1實現(xiàn)碼速調(diào)整實現(xiàn)碼速調(diào)整定位定位+速率調(diào)整速率調(diào)整34368Kbit/s映射復用進映射復用進STM-154140M

23、bit/s映射復用進映射復用進STM-1n映射 139M業(yè)務信息 + 固定塞入比特 裝入容器C-4n映射 容器C-4 + HPOH VC-4 n定位 VC-4 + AU-4 PTR（九個字節(jié)） 管理單元組AUG-1n復用 1AUG-1 + 段開銷SOH 同步傳送模塊STM-1實現(xiàn)碼速調(diào)整實現(xiàn)碼速調(diào)整定位定位+速率調(diào)整速率調(diào)整55140Mbit/s映射復用進映射復用進STM-156定位定位定位的概念定位的概念 定位是一種將幀偏移信息收進支路單元或管理單元的過程。定位是一種將幀偏移信息收進支路單元或管理單元的過程。57指針指針1 1）當網(wǎng)絡處于同步工作方式時，指針用來進行同步信號間）當網(wǎng)絡處于同步

24、工作方式時，指針用來進行同步信號間的相位校準。的相位校準。2 2）當網(wǎng)絡失去同步時（即處于準同步工作方式），指針用）當網(wǎng)絡失去同步時（即處于準同步工作方式），指針用作頻率和相位校準。作頻率和相位校準。3) 3) 當網(wǎng)絡處于異步工作方式時，指針用作頻率跟蹤校準。當網(wǎng)絡處于異步工作方式時，指針用作頻率跟蹤校準。4 4）指針還可以用來容納網(wǎng)絡中的頻率抖動和漂移）指針還可以用來容納網(wǎng)絡中的頻率抖動和漂移。指針的作用指針的作用:58指針調(diào)整原理及指針調(diào)整過程指針調(diào)整原理及指針調(diào)整過程1. VC-4在AU-4中的定位（AU-4指針調(diào)整） （1） AU-4指針 AU-4VC-4 + AU-4 PTRSDH幀

25、1(125 s)SDH幀2(125 s)261字節(jié)9字節(jié)開銷9行載荷包絡AU PTR59Y=1001SS11, SS是未規(guī)定的比特是未規(guī)定的比特1*=1111111152152260NDIDIDIDIDNNNSSI新 數(shù) 據(jù) 標 志新 數(shù) 據(jù) 標 志（NDFNDF）表示所載凈負表示所載凈負荷容量有變化。荷容量有變化。凈負荷無變化凈負荷無變化時，時，NNNN=0110NNNN=0110在凈負荷變化在凈負荷變化的那一幀，的那一幀，NNNNNNNN反轉為反轉為10011001，此即，此即NDFNDF。A AU/TU/TU U類類別別AU-4AU-4TU-3TU-3SS=1SS=10 0指針值指針值指

26、示了指示了VCVC幀的首字節(jié)幀的首字節(jié)J1J1和和AUAU或或TUTU指針指針中最后一個中最后一個H3H3字節(jié)的偏移量。字節(jié)的偏移量。61指針調(diào)整規(guī)則：指針調(diào)整規(guī)則：（1 1）在正常工作時，指針值確定了）在正常工作時，指針值確定了VC-4/VC-3VC-4/VC-3幀在幀在AU-AU-4/TU-34/TU-3幀內(nèi)的起始位置。幀內(nèi)的起始位置。NDFNDF設置為設置為01100110；（2 2）若）若VCVC幀速率幀速率AU/TUAU/TUAU/TU幀速率，幀速率，5 5個個D D比特反轉表示要做比特反轉表示要做負調(diào)整，負調(diào)整位置負調(diào)整，負調(diào)整位置H3H3用用VCVC的實際信息數(shù)據(jù)重寫，該的實際信

27、息數(shù)據(jù)重寫，該VCVC幀幀的起始點前移，下幀中的指針值減的起始點前移，下幀中的指針值減1 1。（4 4） 若若NDFNDF出現(xiàn)更新值出現(xiàn)更新值10011001，表示凈負荷容量有變化，表示凈負荷容量有變化，指針值也要作相應的增減，然后指針值也要作相應的增減，然后NDFNDF回歸正常值回歸正常值01100110。（5 5）指針值完成一次調(diào)整后，至少停）指針值完成一次調(diào)整后，至少停3 3幀方可有新的調(diào)整。幀方可有新的調(diào)整。（6 6） 收端對指針解碼時，除僅對連續(xù)收端對指針解碼時，除僅對連續(xù)3 3次以上收到的前次以上收到的前后一致的指針進行解讀外，將忽略任何指針的變化。后一致的指針進行解讀外，將忽略任

28、何指針的變化。62例例1 1：設前一幀：設前一幀VC-4VC-4的第一個字節(jié)的第一個字節(jié)J1J1在編號在編號“0”0”的的位置（緊接位置（緊接H3H3后字節(jié)），若當前后字節(jié)），若當前 AUAU幀速率幀速率 VC-4 VC-4幀速率，寫出至少五幀的幀速率，寫出至少五幀的H1H1、H2H2、H3H3字節(jié)內(nèi)容。字節(jié)內(nèi)容。解：第一幀解：第一幀I I比特反轉表示要做正幀頻調(diào)整比特反轉表示要做正幀頻調(diào)整 第二幀指針值加第二幀指針值加“1”1”，此指針值保持三幀不變，此指針值保持三幀不變 第五幀可進行下一次調(diào)整第五幀可進行下一次調(diào)整63幀序號H1H23個H3N N N N S S I DI D I D I D I D00 1 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0填充偽信息11 0 0 1