第六章

同步數(shù)字傳輸網(wǎng)

（SDH）6.1概述6.2速率與幀結(jié)構(gòu)6.3同步復(fù)用和映射方法26.1概述了解SDH的產(chǎn)生背景－－為什么會(huì)產(chǎn)生SDH傳輸體制？了解SDH體制的優(yōu)點(diǎn)和不足。建立有關(guān)SDH的整體概念,為以后更深入的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。2023/7/253*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.1.1、時(shí)分多路復(fù)用數(shù)字通信是時(shí)分制多路通信，如何實(shí)現(xiàn)時(shí)分多路通信是至關(guān)重要的。這里介紹數(shù)字通信系統(tǒng)中時(shí)分多路復(fù)用的實(shí)現(xiàn)方法以及傳輸?shù)幕救捍巍狿CM30／32路系統(tǒng)的有關(guān)問(wèn)題。所謂時(shí)分多路復(fù)用（即時(shí)分制）是利用各路信號(hào)在信道上占有不同時(shí)間間隔的特征來(lái)分開(kāi)各路信號(hào)的。2023/7/254*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*時(shí)分制示意圖2023/7/255*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*PCM時(shí)分多路復(fù)用通信系統(tǒng)的構(gòu)成2023/7/256*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*2023/7/257*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*2023/7/258PCM30／32路系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)PCM30／32路系統(tǒng)稱(chēng)為基群，也叫一次群。話音信號(hào)根據(jù)原CCITT建議采用8kHz抽樣，抽樣周期為125μs，所以一幀的時(shí)間（即幀周期）T＝125μs。每一幀由32個(gè)路時(shí)隙組成（每個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)一個(gè)樣值，一個(gè)樣值編8位碼），其中：①30個(gè)話路時(shí)隙(TS1～TS15，TS17～TS31)②幀同步時(shí)隙(TS0)③信令與復(fù)幀同步時(shí)隙(TS16)2023/7/2596.1.2、數(shù)字復(fù)接擴(kuò)大數(shù)字通信容量，形成二次群以上的高次群的方法通常有兩種：PCM復(fù)用和數(shù)字復(fù)接。①PCM復(fù)用所謂PCM復(fù)用就是直接將多路信號(hào)編碼復(fù)用。即將多路模擬話音信號(hào)按125μs的周期分別進(jìn)行抽樣，然后合在一起統(tǒng)一編碼形成多路數(shù)字信號(hào)。2023/7/2510*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*數(shù)字復(fù)接是將幾個(gè)低次群在時(shí)間的空隙上迭加合成高次群，擴(kuò)大數(shù)字通信的容量。例如將四個(gè)一次群合成二次群，四個(gè)二次群合成三次群等。數(shù)字復(fù)接要解決兩個(gè)問(wèn)題，即同步和復(fù)接。下圖是數(shù)字復(fù)接的原理示意圖。6.1.2、數(shù)字復(fù)接2023/7/2511*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*2023/7/2512*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*數(shù)字復(fù)接的實(shí)現(xiàn)數(shù)字復(fù)接的實(shí)現(xiàn)主要有兩種方式：按位復(fù)接和按字復(fù)接。①按位復(fù)接按位復(fù)接是每次復(fù)接各低次群（也稱(chēng)為支路）的一位碼形成高次群。②按字復(fù)接按字復(fù)接是每次復(fù)接各低次群（支路）的一個(gè)碼字形成高次群。也有按幀復(fù)接的方式，是每次復(fù)接各低次群（支路）的一幀信號(hào)形成高次群。2023/7/2513*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*2023/7/2514*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*2023/7/2515*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*數(shù)字復(fù)接的方法及系統(tǒng)構(gòu)成①數(shù)字復(fù)接的方法數(shù)字復(fù)接的方法實(shí)際也就是數(shù)字復(fù)接同步的方法，有同步復(fù)接和異步復(fù)接兩種。異步復(fù)接有時(shí)也稱(chēng)為準(zhǔn)同步復(fù)接。2023/7/2516*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*同步復(fù)接同步復(fù)接是用一個(gè)高穩(wěn)定的主時(shí)鐘來(lái)控制被復(fù)接的幾個(gè)低次群，使這幾個(gè)低次群的數(shù)碼率（簡(jiǎn)稱(chēng)碼速）統(tǒng)一在主時(shí)鐘的頻率上（這樣就使幾個(gè)低次群系統(tǒng)達(dá)到同步的目的），可直接復(fù)接（復(fù)接前不必進(jìn)行碼速調(diào)整，但要進(jìn)行碼速變換）。同步復(fù)接方法的缺點(diǎn)是一旦主時(shí)鐘發(fā)生故障時(shí)，相關(guān)的通信系統(tǒng)將全部中斷，所以它只限于局部地區(qū)使用。2023/7/2517*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*異步復(fù)接異步復(fù)接是各低次群各自使用自己的時(shí)鐘，由于各低次群的時(shí)鐘頻率不一定相等，使得各低次群的數(shù)碼率不完全相同（這是不同步的），因而先要進(jìn)行碼速調(diào)整，使各低次群獲得同步，再?gòu)?fù)接。PDH大多采用異步復(fù)接。碼速調(diào)整技術(shù)可分為正碼速調(diào)整、正／負(fù)碼速調(diào)整和正/零/負(fù)碼速調(diào)整三種。其中正碼速調(diào)整應(yīng)用最普遍。2023/7/2518*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*②數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)方框圖2023/7/2519*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.1.3、SDH產(chǎn)生的技術(shù)背景時(shí)分多路復(fù)用傳輸方式主要有兩類(lèi)：準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH)同步數(shù)字系列(SDH)準(zhǔn)同步數(shù)字體系PDH對(duì)數(shù)字傳輸網(wǎng)的發(fā)展曾起了很大作用，但隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)數(shù)字傳輸網(wǎng)提出了愈來(lái)愈高的要求。如需進(jìn)一步擴(kuò)大信息傳輸容量，要求傳輸?shù)木嚯x更長(zhǎng)，有世界范圍的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等。準(zhǔn)同步數(shù)字體系已經(jīng)很難滿足電信業(yè)務(wù)寬帶化、綜合化和智能化發(fā)展的要求。2023/7/2520*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*PDH的主要缺點(diǎn)1.只有地區(qū)性的電接口規(guī)范，而不存在世界性標(biāo)準(zhǔn)。目前通行的三種信號(hào)速率等級(jí)和幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)如下北美的速率標(biāo)準(zhǔn)：1.5Mbit/s，6.3Mbit/s，45Mbit/s和N*45Mbit/s

日本標(biāo)準(zhǔn)：1.5Mbit/s，6.3Mbit/s，32Mbit/s，100Mbit/s和400Mbit/s

歐洲的標(biāo)準(zhǔn)為：2Mbit/s，8Mbit/s，34Mbit/s和40Mbit/s三者互不兼容，造成國(guó)際互通困難。2.沒(méi)有世界性的標(biāo)準(zhǔn)光接口規(guī)范。各廠家各自采用自行開(kāi)發(fā)的線路碼型。各廠家在進(jìn)行線路編碼時(shí)，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(dǎo)致不同廠家同一速率等級(jí)的光接口碼型和速率也不一樣。2023/7/2521*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*

在同一傳輸路線兩端必須采用同一廠家的設(shè)備，給組網(wǎng)、管理及網(wǎng)絡(luò)互通帶來(lái)困難。3、采用異步復(fù)用，復(fù)用結(jié)構(gòu)缺乏靈活性。

準(zhǔn)同步系統(tǒng)的復(fù)用結(jié)構(gòu)，除了幾個(gè)低速率等級(jí)的信號(hào)（北美1.5M，日本1.5M和6.3M）采用同步復(fù)用外，其他多數(shù)等級(jí)的信號(hào)采用異步復(fù)用，即靠塞入一些額外比特使各支路信號(hào)與復(fù)用設(shè)備同步并復(fù)用成高速信號(hào)。這種方式難以從高速信號(hào)中識(shí)別和提取低速支路信號(hào)，為了上下電路，唯一的辦法就是將整個(gè)高速線路信號(hào)一步一步地解復(fù)用到所要取出的低速支路信號(hào)等級(jí)；上下支路信號(hào)后，再一步一步地復(fù)用至高速線路信號(hào)進(jìn)行傳輸。其復(fù)用結(jié)構(gòu)復(fù)雜，硬件數(shù)量大，上下業(yè)務(wù)費(fèi)用高。2023/7/2522*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*

例如：從140Mbit/s的信號(hào)中分/插出2Mbit/s低速信號(hào)，要經(jīng)過(guò)如下過(guò)程。2023/7/2523*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*4、網(wǎng)絡(luò)管理能力不強(qiáng)。

PDH的復(fù)用信號(hào)幀結(jié)構(gòu)中用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)（OAM）的開(kāi)銷(xiāo)比特很少，主要靠人工的數(shù)字信號(hào)交叉連接和停業(yè)務(wù)測(cè)試。這成了進(jìn)一步改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)OAM能力的重要障礙，妨礙了網(wǎng)絡(luò)的智能化。其管理系統(tǒng)由各個(gè)廠家自行開(kāi)發(fā)沒(méi)有規(guī)范的接口，不利于形成一個(gè)統(tǒng)一的電信管理網(wǎng)。5、數(shù)字通道設(shè)備利用率低。

傳統(tǒng)的準(zhǔn)同步系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和管理主要靠人工的數(shù)字信號(hào)交叉連接，無(wú)法經(jīng)濟(jì)地對(duì)網(wǎng)絡(luò)組織、電路帶寬和業(yè)務(wù)提供在線實(shí)時(shí)控制，難以滿足網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)和新業(yè)務(wù)接入的要求。同時(shí)無(wú)法提供最佳的路由選擇，使數(shù)字通道設(shè)備的利用率低。2023/7/2524*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*很明顯，要在原有技術(shù)體制和技術(shù)框架內(nèi)通過(guò)修修補(bǔ)補(bǔ)來(lái)克服PDH的固有缺點(diǎn)是得不償失的。唯一的出路是從技術(shù)體制上進(jìn)行根本的改革。因此同步數(shù)字體系就成為順應(yīng)潮流的一種產(chǎn)物。美國(guó)貝爾通信研究所，首先提出了用一整套分等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字傳遞結(jié)構(gòu)組成的同步網(wǎng)絡(luò)SONET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(shù)體制。本章主要講述SDH體制在光纖傳輸網(wǎng)上的應(yīng)用。2023/7/25256.1.4SDH基本概念和特點(diǎn)

基本概念

SDH網(wǎng)是由一些SDH的網(wǎng)絡(luò)單元（NE）組成，在光纖上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的網(wǎng)絡(luò)。SDH網(wǎng)絡(luò)中不包含交換設(shè)備，它只是交換局之間的傳輸手段。SDH的特點(diǎn)SDH組建的網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)高度統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的、智能化的網(wǎng)絡(luò)。它采用全球統(tǒng)一的接口，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備多廠家環(huán)境的兼容。在全網(wǎng)范圍實(shí)現(xiàn)高效的、協(xié)調(diào)一致的管理和操作，實(shí)現(xiàn)靈活的組網(wǎng)，與業(yè)務(wù)調(diào)度實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈功能，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。由于維護(hù)功能的加強(qiáng)，大大降低了設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。2023/7/2526*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*SDH相對(duì)于PDH具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：接口方面電接口方面光接口方面運(yùn)行維護(hù)方面復(fù)用方式兼容性2023/7/2527*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*1．采用全世界統(tǒng)一的傳輸速率等級(jí)和幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口進(jìn)行了統(tǒng)一的規(guī)范，包括數(shù)字速率等級(jí)、幀結(jié)構(gòu)、復(fù)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(shè)備，體現(xiàn)了橫向兼容性。最低的等級(jí)也就是最基本的傳送模塊稱(chēng)為STM-1，傳輸速率為155.520Mb/s；4個(gè)STM-1通過(guò)字節(jié)間插同步復(fù)接組成STM-4，傳輸速率為622.080Mb/s；4個(gè)STM-4組成STM-16，傳輸速率為2488.320Mb/s，以此類(lèi)推。基本傳送模塊可以容納北美、日本和歐洲的準(zhǔn)同步數(shù)字體系，體現(xiàn)了后向兼容性。2023/7/2528*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*補(bǔ)充：字節(jié)間插復(fù)用方式例：有三個(gè)信號(hào)，幀結(jié)構(gòu)各為每幀3個(gè)字節(jié)，若將這三個(gè)信號(hào)通過(guò)字節(jié)間插復(fù)用方式復(fù)用成信號(hào)D，那么D就應(yīng)該是這樣一種幀結(jié)構(gòu)，幀中有9個(gè)字節(jié)，且這9個(gè)字節(jié)的排放次序如下圖：那么這樣的復(fù)用方式就是字節(jié)間插復(fù)用方式。2023/7/2529*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*2．SDH各網(wǎng)絡(luò)單元的光接口有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其光接口為開(kāi)放型接口，任何網(wǎng)絡(luò)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(luò)。另一方面，標(biāo)準(zhǔn)的光接口綜合進(jìn)各種不同的網(wǎng)絡(luò)單元，簡(jiǎn)化了硬件，降低了網(wǎng)絡(luò)成本。SDH信號(hào)的線路編碼僅對(duì)信號(hào)進(jìn)行擾碼，不再進(jìn)行冗余碼的插入。對(duì)端設(shè)備僅需通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的解碼器就可與不同廠家SDH設(shè)備進(jìn)行光口互連。擾碼的目的是抑制線路碼中的長(zhǎng)連‘0’和長(zhǎng)連‘1’，便于從線路信號(hào)中提取時(shí)鐘信號(hào)。2023/7/2530*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*3．強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力在SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開(kāi)銷(xiāo)比特用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、維護(hù)和管理，便于實(shí)現(xiàn)性能監(jiān)測(cè)、故障檢測(cè)和定位、故障報(bào)告等管理功能。4．采用了同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)，用軟件即可分插出低速支路信號(hào)。其最小的復(fù)用單位為字節(jié)，不必進(jìn)行碼速調(diào)整，這樣節(jié)省了大量的分插/復(fù)接設(shè)備（背靠背設(shè)備），增加了可靠性，減少了信號(hào)損傷、設(shè)備成本、功耗和復(fù)雜性等，使上、下業(yè)務(wù)更加方便。

2023/7/2531*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*PDH和SDH分插信號(hào)流程的比較

2023/7/2532*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*5.SDH除支持基于電路交換的同步轉(zhuǎn)移模式（STM）外，還可支持基于分組交換的異步轉(zhuǎn)移模式（ATM），可傳送各種PDH業(yè)務(wù)，而且能容納各種新業(yè)務(wù)信號(hào)，這體現(xiàn)了其很好的兼容性。6．采用數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC可以對(duì)各種端口速率進(jìn)行可控的連接配置，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自動(dòng)化的調(diào)度和管理，既提高了資源利用率，又增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的抗毀性和可靠性。SDH采用了DXC后，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性及對(duì)各種業(yè)務(wù)量變化的適應(yīng)能力，使現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)提高到一個(gè)嶄新的水平。上述特點(diǎn)體現(xiàn)了SDH的3大核心特點(diǎn)：同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)光接口和強(qiáng)大的網(wǎng)管能力。2023/7/2533*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*SDH的缺點(diǎn)1．頻帶利用率不如傳統(tǒng)的PDH系統(tǒng)。因?yàn)樵黾涌煽啃韵鄳?yīng)地會(huì)使有效性降低，STM-N幀中加入了大量的用于OAM功能的開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)，從而降低了傳輸效率。2．指針調(diào)整機(jī)理復(fù)雜。指針的作用是指示低速信號(hào)的位置，在拆包時(shí)能正確地拆分出所需的低速信號(hào)。指針功能的實(shí)現(xiàn)增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生較大的抖動(dòng)，造成傳輸損傷。3．軟件的大量使用對(duì)系統(tǒng)安全性產(chǎn)生影響。在網(wǎng)絡(luò)層上的人為錯(cuò)誤或軟件故障乃至計(jì)算機(jī)病毒的侵入都可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的重大故障，甚至造成全網(wǎng)癱瘓。因此其對(duì)管理軟件和維護(hù)管理人員的要求提高。2023/7/2534*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.1.5SDH的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)SDH技術(shù)是基于語(yǔ)音傳輸?shù)捏w制，而近年來(lái)因特網(wǎng)發(fā)展迅速，下一代網(wǎng)絡(luò)中以IP為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將超過(guò)語(yǔ)音業(yè)務(wù)成為主要業(yè)務(wù)，這就要求SDH技術(shù)向支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的方向發(fā)展。將SDH與IP直接結(jié)合即POS（IPoverSDH），就是用SDH網(wǎng)絡(luò)傳送IP的一種可行方案。下一代SDH/SONET技術(shù)的基本原理就是規(guī)定高速率SDH/SONET中的若干STS-1信號(hào)用于分組信號(hào)的統(tǒng)計(jì)復(fù)接，其余的STS-1信號(hào)則用于傳統(tǒng)的電路交換信號(hào)。容量發(fā)展趨勢(shì)：2.5Gbit/s→10Gbit/s→40Gbit/s2023/7/2535*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*應(yīng)用SDH除傳統(tǒng)應(yīng)用外，開(kāi)始擴(kuò)展到接入網(wǎng)和城域網(wǎng)中。1．接入網(wǎng)的應(yīng)用方案是以SDH環(huán)形成接入網(wǎng)的主干層，也可通過(guò)SDH環(huán)或點(diǎn)到點(diǎn)等方式直接接到大集團(tuán)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(nèi)實(shí)現(xiàn)信息傳輸與交換的一種網(wǎng)絡(luò)。城域網(wǎng)已成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的熱點(diǎn)。此外，MSTP是以SDH為基礎(chǔ)的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)，是將傳送節(jié)點(diǎn)與各種業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)融合在一起，構(gòu)成具有更大融合程度、業(yè)務(wù)層和傳送層一體化的下一代網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，可提供諸如虛擬專(zhuān)用網(wǎng)或視頻廣播等新的增值業(yè)務(wù)。適合于缺乏網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的新運(yùn)營(yíng)者。

2023/7/2536*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*SDH多業(yè)務(wù)平臺(tái)引領(lǐng)城域網(wǎng)的發(fā)展

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(zhǎng)途網(wǎng)中的地位正發(fā)生歷史性的變化。除了在長(zhǎng)途網(wǎng)中容量需求不太大的地區(qū)繼續(xù)作為承載技術(shù)外，SDH的角色開(kāi)始向網(wǎng)絡(luò)邊緣轉(zhuǎn)移。鑒于網(wǎng)絡(luò)邊緣復(fù)雜的客戶層信號(hào)特點(diǎn)，SDH必須從純傳送網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭魉途W(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)一體化的多業(yè)務(wù)平臺(tái)。ITU開(kāi)發(fā)了一系列下一代SDH標(biāo)準(zhǔn)，即集成通用組幀程序（GFP），鏈路容量調(diào)節(jié)方案（LCAS）和自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）標(biāo)準(zhǔn)。2023/7/2537*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）是一種能夠自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò)連接的新型網(wǎng)絡(luò)概念，利用獨(dú)立的ASON控制面通過(guò)各種傳送網(wǎng)（包括SDH或OTN）來(lái)實(shí)施自動(dòng)連接管理。這種具有獨(dú)立控制面的光網(wǎng)絡(luò)俗稱(chēng)為智能光傳送網(wǎng)，簡(jiǎn)稱(chēng)智能光網(wǎng)絡(luò)。ASON吸取了IP網(wǎng)智能化的經(jīng)驗(yàn)，沿用在IP網(wǎng)中行之有效的選路和信令協(xié)議加以改進(jìn)，以適應(yīng)光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需要，有效解決了IP層與光網(wǎng)絡(luò)層的融合問(wèn)題，代表了下一代光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。2023/7/2538*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*SDH在微波與衛(wèi)星通信中的應(yīng)用

SDH微波系統(tǒng)雖然在容量方面無(wú)法與光纖傳輸網(wǎng)比擬，但它投資小、建設(shè)周期短和便于運(yùn)行維護(hù)，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(bǔ)充和保護(hù)手段。其應(yīng)用方式主要有：用SDH微波系統(tǒng)使光纖電信網(wǎng)形成閉合環(huán)路；與SDH光纖系統(tǒng)串聯(lián)使用；作為SDH光纖網(wǎng)的保護(hù)備用系統(tǒng)；自成鏈路或環(huán)路。2023/7/2539*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*網(wǎng)絡(luò)自愈功能網(wǎng)絡(luò)自愈是指當(dāng)業(yè)務(wù)信道損壞導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)將業(yè)務(wù)切換到備用業(yè)務(wù)信道，使業(yè)務(wù)能在較短的時(shí)間（ITU-T規(guī)定為50ms以內(nèi)）得以恢復(fù)正常傳輸，注意這里僅是指業(yè)務(wù)得以恢復(fù)，而發(fā)生故障的設(shè)備和發(fā)生故障的信道則還是要人去修復(fù)。那么為達(dá)到網(wǎng)絡(luò)自愈功能除了設(shè)備具有DXC功能（完成將業(yè)務(wù)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(shè)備（備用設(shè)備）。2023/7/2540*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.2

SDH速率與幀結(jié)構(gòu)P

目標(biāo)了解網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口NNI的概念，掌握STM-1的接口速率。以STM-1信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)為例，掌握STM-N信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)。掌握STM-N信號(hào)幀中，各部分結(jié)構(gòu)所起的大致作用。掌握段開(kāi)銷(xiāo)中各字節(jié)的功能。2023/7/2541*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.2.1網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口和接口速率一、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口1.數(shù)字傳輸網(wǎng)：傳輸設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。傳輸設(shè)備通常指光纜線路系統(tǒng)、微波接力系統(tǒng)等；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)指可以對(duì)連接進(jìn)行交換或選路的設(shè)備，如64kbit/s電路節(jié)點(diǎn)、高速路由器、寬帶節(jié)點(diǎn)等。2.網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的功能：簡(jiǎn)單的只有復(fù)用功能，復(fù)雜的含信道終結(jié)、交叉連接、復(fù)用和交換。3.網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI）：概念上是指網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的接口，具體實(shí)現(xiàn)上看是傳輸設(shè)備和其他網(wǎng)絡(luò)單元之間的接口。NNI在網(wǎng)絡(luò)中的位置圖：2023/7/2542*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*4.NNI的基本特征：具有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的接口速率和信號(hào)幀結(jié)構(gòu)。即可以用兩個(gè)基本量－接口速率和信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)來(lái)表征NNI。2023/7/2543*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*二、接口速率1．SDH信號(hào)是以同步傳送模塊（STM）的形式傳輸?shù)??？梢苑譃椴煌燃?jí)，分別用STM-N來(lái)表示，N=1,4,16,64,256，高于STM-256等級(jí)的正處于研究階段。其中，STM-1是最基本的同步傳送模塊，節(jié)點(diǎn)接口速率為155.520Mbit/s。更高等級(jí)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(cuò)間插方式同步復(fù)用的結(jié)果，其速率是155.520Mbit/s的N倍。2．對(duì)于中小容量的SDH數(shù)字微波系統(tǒng)，采用STM-0來(lái)表示其同步傳送模塊，接口速率等級(jí)為51.840Mbit/s。前面講過(guò)的SONET是美國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其基本模塊信號(hào)是STS-1，速率為51.840Mbit/s。2023/7/2544*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.2.2幀結(jié)構(gòu)

一、基本概念和組成1．以字節(jié)為基礎(chǔ)的STM-N的幀結(jié)構(gòu)如圖示。2023/7/2545*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*從圖中可看出，幀結(jié)構(gòu)由9行，270×N列的8bit字節(jié)組成，故幀長(zhǎng)為

9×270×N×8=19440×Nbit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。除STM-0外，任何STM等級(jí)的幀周期均為125us，幀周期恒定是SDH幀結(jié)構(gòu)的一大特點(diǎn)。例：已知STM-N的幀結(jié)構(gòu)如圖，計(jì)算STM-1的傳輸速率？

9×270×8×1/(125×10-6)=155.520Mbit/s2．幀結(jié)構(gòu)由3個(gè)主要區(qū)域組成：段開(kāi)銷(xiāo)（SOH）、管理單元指針（AU-PTR）和信息凈荷（payload）。2023/7/2546*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*二、幀結(jié)構(gòu)各部分的功能和用途1.段開(kāi)銷(xiāo)（1）定義和功能：段開(kāi)銷(xiāo)是指在STM幀結(jié)構(gòu)中為保證信息正常、靈活傳送所必需附加的，供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)（OAM）使用的字節(jié)。如幀定位、誤幀檢測(cè)、公務(wù)通信、自動(dòng)保護(hù)倒換及網(wǎng)管信息傳輸?shù)取＠焊鶕?jù)幀結(jié)構(gòu)圖，計(jì)算STM-1中SOH的容量？

9×8×8×1/(125×10-6)=4.608Mbit/s（2）分類(lèi)：段開(kāi)銷(xiāo)又可以分為再生段開(kāi)銷(xiāo)（RSOH）和復(fù)用段開(kāi)銷(xiāo)（MSOH）。2023/7/2547*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*其中再生段開(kāi)銷(xiāo)位于幀結(jié)構(gòu)中SOH區(qū)域的前3行，用于幀定位、再生段的監(jiān)控和維護(hù)管理。復(fù)用段開(kāi)銷(xiāo)位于幀結(jié)構(gòu)中SOH區(qū)域的后5行，用于傳送復(fù)用段的監(jiān)控和維護(hù)管理。2.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(lái)指示信息凈荷的第一個(gè)字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置（相對(duì)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(jié)構(gòu)第4行的第1~9×N列。對(duì)于STM-1而言，AU-PTR有9個(gè)字節(jié)(第4行)，相應(yīng)容量為

9×8×8000=0.576Mbit/s2023/7/2548*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*采用指針技術(shù)是SDH的創(chuàng)新，結(jié)合后面要講的虛容器(VC)的概念，解決了低速信號(hào)復(fù)接成高速信號(hào)時(shí)，由于小的頻率誤差所造成的載荷相對(duì)位置漂移的問(wèn)題。3.信息凈荷（1）定義和功能：信息凈負(fù)荷是幀結(jié)構(gòu)中存放各種信息負(fù)載的地方。對(duì)于STM-1，其容量為9×261×8×8000=150.336Mbit/s（2）通道開(kāi)銷(xiāo)：其中包含少量字節(jié)用于通道的運(yùn)行、維護(hù)和管理，這些字節(jié)稱(chēng)為通道開(kāi)銷(xiāo)（POH）。2023/7/2549*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*小結(jié)：

SDH幀結(jié)構(gòu)中安排有兩大類(lèi)開(kāi)銷(xiāo)：段開(kāi)銷(xiāo)（SOH）和通道開(kāi)銷(xiāo)（POH），分別用于段層和通道層的維護(hù)，可見(jiàn)開(kāi)銷(xiāo)是分層使用的。

SOH可進(jìn)一步劃分為RSOH和MSOH，這三者提供了對(duì)SDH信號(hào)的層層細(xì)化的監(jiān)控功能。例：2.5G系統(tǒng)中，RSOH監(jiān)控的是整個(gè)STM-16的信號(hào)傳輸狀態(tài)；MSOH監(jiān)控的是STM-16中每一個(gè)STM-1信號(hào)的傳輸狀態(tài)；POH監(jiān)控每一個(gè)STM-1中每一個(gè)打包了的低速支路信號(hào)（例如2Mbit/s）的傳輸狀態(tài)。所以，通過(guò)開(kāi)銷(xiāo)的這種層層監(jiān)管功能,可方便地從整體和個(gè)體的角度來(lái)監(jiān)控信號(hào)的傳輸狀態(tài),便于分析、定位。2023/7/2550*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.2.3段開(kāi)銷(xiāo)一、復(fù)用段和再生段為便于理解不同開(kāi)銷(xiāo)的應(yīng)用場(chǎng)合，把通道、復(fù)用段和再生段間的關(guān)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。2023/7/2551*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*其中PT指通道終端，它是虛容器的組合分解點(diǎn)，完成對(duì)凈負(fù)荷的復(fù)用和解復(fù)用，并完成對(duì)通道開(kāi)銷(xiāo)的處理。MST指復(fù)用段終端，完成復(fù)用段的功能，相應(yīng)設(shè)備有光纜線路終端、高階復(fù)用器、寬帶交叉連接器等。RST指再生段終端，產(chǎn)生和終結(jié)再生段開(kāi)銷(xiāo)。2023/7/2552*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*二、段開(kāi)銷(xiāo)的字節(jié)安排段開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的位置可以用一個(gè)三維坐標(biāo)矢量S(a,b,c)來(lái)表示。其中a表示行數(shù)，取值為1~3，或5~9；b表示復(fù)列數(shù)，取值為1~9；c表示復(fù)列數(shù)內(nèi)的間插層數(shù)，取值可為1~N。字節(jié)的行列坐標(biāo)（行數(shù)，列數(shù)）與三維坐標(biāo)矢量S(a,b,c)的關(guān)系是：行數(shù)=a；列數(shù)=N(b-1)+c各種不同的SOH字節(jié)在STM-1幀內(nèi)的安排見(jiàn)下表。

2023/7/2553*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*注：×為國(guó)內(nèi)使用保留的字節(jié)；*為不擾碼字節(jié)；Δ為與傳輸媒質(zhì)有關(guān)的字節(jié)

；空白字節(jié)是保留給將來(lái)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)使用的。

2023/7/2554*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*例：以STM-1內(nèi)的K1字節(jié)為例，由于其處于第5行、第4復(fù)列，間插層數(shù)為1層，因此其矢量坐標(biāo)為S（5，4，1），行列坐標(biāo)為－－－（5，4）。同樣，對(duì)于STM-4中的K2字節(jié)，其矢量坐標(biāo)為S（5，7，3），行列坐標(biāo)為－－－（5，27）。2023/7/2555*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*三、SOH的字節(jié)功能1.幀定位字節(jié)（幀同步碼）：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和A2具有確定的二進(jìn)制數(shù)值，即A1為，而A2為。STM－1幀內(nèi)共安排有6個(gè)幀定位字節(jié)。目前ITU-T規(guī)定選取其子集即可，但為了保證綜合性能，不宜少于4個(gè)字節(jié)。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)要求發(fā)端全部6個(gè)字節(jié)都必須發(fā)，收端允許有一定靈活性，因而不會(huì)影響互通。對(duì)于STM－N幀，則幀定位字節(jié)由3N個(gè)A1字節(jié)和3N個(gè)A2字節(jié)組成收信正常時(shí)，再生器直接轉(zhuǎn)發(fā)定幀字節(jié)；收信故障時(shí)，再生器產(chǎn)生定幀字節(jié)。

2023/7/2556*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*2.再生段蹤跡字節(jié)：J0該字節(jié)在STM-N幀中位于S（1，7，1）或[1，6N+1]，用作再生段蹤跡。即用來(lái)重復(fù)發(fā)送“段接入點(diǎn)標(biāo)識(shí)符”，以便讓段接收機(jī)能據(jù)此確認(rèn)其是否與指定的發(fā)送機(jī)處于持續(xù)連接狀態(tài)。在國(guó)內(nèi)網(wǎng)或單個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者范圍內(nèi)，這個(gè)“段接入點(diǎn)識(shí)別符”可以是單個(gè)字節(jié)（包括0～255個(gè)編碼）或是ITU-T建議G.831所規(guī)定的“接入點(diǎn)識(shí)別符”的格式。2023/7/2557*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*3.數(shù)據(jù)通信通路（DCC）：D1~D12DCC用來(lái)構(gòu)成SDH管理網(wǎng)（SMN）的傳送鏈路。在傳統(tǒng)的準(zhǔn)同步系統(tǒng)中盡管也有控制通路，但都是專(zhuān)用的，外界無(wú)法接入。而DCC則是通用的，嵌入在段開(kāi)銷(xiāo)中，所有網(wǎng)元都具備，便于構(gòu)成統(tǒng)一的管理網(wǎng)，也避免了為每個(gè)設(shè)備都配備專(zhuān)用數(shù)據(jù)通信鏈路的需要。D1~D3字節(jié)稱(chēng)為再生段DCC，用于再生段終端之間交流OAM信息,速率為192kbit/s(3×64kbit/s)；D4~D12字節(jié)稱(chēng)為復(fù)用段DCC，用于復(fù)用段終端之間交流OAM信息，速率為576kbit/s（9×64kbit/s）。上述總共768kbit/s的數(shù)據(jù)通路為SDH網(wǎng)的管理和控制提供了強(qiáng)大的通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。2023/7/2558*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*4.公務(wù)字節(jié)E1和E2

這兩個(gè)字節(jié)用來(lái)提供公務(wù)聯(lián)絡(luò)語(yǔ)聲通路。E1屬于RSOH，用于本地公務(wù)通路，可以從再生器接入。E2屬于MSOH，用于直達(dá)公務(wù)通路，可以從復(fù)用段終端接入。公務(wù)通路的速率為64kbit/s。5.使用者通路字節(jié)F1

該字節(jié)保留為使用者專(zhuān)用，主要為特定維護(hù)目的而提供臨時(shí)的數(shù)據(jù)/語(yǔ)聲通路鏈接。

2023/7/2559*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.比特間插奇偶檢驗(yàn)8位碼（BIP-8）：B1B1用作再生段誤碼監(jiān)視，這是使用偶校驗(yàn)的比特間插奇偶校驗(yàn)碼。BIP-8碼對(duì)擾碼后的上一個(gè)STM-N幀的所有比特進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果置于擾碼前的本幀的B1字節(jié)位置。8比特監(jiān)視碼的產(chǎn)生過(guò)程可以簡(jiǎn)述如下：首先，將STM幀結(jié)構(gòu)中所有被校驗(yàn)的部分按8比特為一組，分為一系列8比特序列的碼組。以BIP-8碼為第一列，第1個(gè)8比特序列為第2列，依次排成一個(gè)監(jiān)視矩陣。然后，由每一8比特序列碼組的第1比特與BIP-8碼第1比特組成第1監(jiān)視碼組（矩陣的第1行），由每一8比特序列碼組的第2比特與BIP-8碼的第2比特組成第2監(jiān)視碼組（矩陣的第2行），如此等等。2023/7/2560*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*最后，由BIP-8碼的第1比特為第1監(jiān)視碼組提供偶校驗(yàn)（即使得該監(jiān)視碼組中“1”的數(shù)目為偶數(shù)），由BIP-8碼的第2比特為第2監(jiān)視碼組提供偶校驗(yàn)，如此等等。這樣得到的B1字節(jié)的8個(gè)比特狀態(tài)就是BIP-8計(jì)算結(jié)果。這種誤碼監(jiān)視方式是SDH的特點(diǎn)之一，它以比較簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)再生段的誤碼自動(dòng)監(jiān)視。但是，對(duì)于在同一監(jiān)視碼組內(nèi)恰好發(fā)生偶數(shù)個(gè)誤碼的情況，這種方式無(wú)法檢出。好在這種情況的出現(xiàn)概率較小，因而總的誤碼檢出概率還是比較高的。2023/7/2561*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*7.比特間插奇偶檢驗(yàn)24位碼（BIP-N×24）：B2B2字節(jié)用作復(fù)用段誤碼監(jiān)視，段開(kāi)銷(xiāo)中安排有3個(gè)B2字節(jié)（共24比特）作此用途。BIP-N×24碼對(duì)前一STM-N幀（除了SOH的第1至3行以外）的所有比特進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果置于B2字節(jié)位置，其產(chǎn)生方式與BIP-8碼類(lèi)似。再生段：1個(gè)B1字節(jié)（8比特）復(fù)用段：3個(gè)B2字節(jié)（共24比特）VC-3/VC-4高階通道層POH：1個(gè)B3字節(jié)（8比特）VC-1/VC-2低階通道層POH：第1和第2比特（共2比特）可見(jiàn)，SDH在誤碼性能監(jiān)視上的安排考慮是很周到的，每一層網(wǎng)絡(luò)都有性能監(jiān)視，共分4個(gè)不同層次,可以對(duì)小至一個(gè)再生段,大至任意一個(gè)VC-1/VC-2通道進(jìn)行誤碼監(jiān)視。2023/7/2562*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*8.自動(dòng)保護(hù)倒換（APS）通路字節(jié)：K1，K2（b1~b5）這兩個(gè)字節(jié)用于傳送自動(dòng)保護(hù)倒換（APS）協(xié)議。專(zhuān)用于保護(hù)目的嵌入信令通路，響應(yīng)時(shí)間較快。9.復(fù)用段遠(yuǎn)端失效指示（MS-RDI）字節(jié)：K2（b6~b8）該字節(jié)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)話方向故障或正接收復(fù)用段告警指示信號(hào)（MS-AIS）。MS-RDI用解擾后K2字節(jié)的b6、b7和b8為“110”來(lái)表示。2023/7/2563*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*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)消息，這4個(gè)比特可以有16種不同編碼，因而可以表示16種不同的同步質(zhì)量等級(jí)（時(shí)鐘的質(zhì)量等級(jí))。由于同步狀態(tài)消息是面向比特的并嵌入在主信號(hào)中，無(wú)處理延時(shí)，僅有傳輸延時(shí)和積分時(shí)間，因而具有快速、持續(xù)地傳送同步狀態(tài)消息的特點(diǎn)。11.復(fù)用段遠(yuǎn)端差錯(cuò)指示（MS-REI）字節(jié)：M1用于傳送復(fù)用段接收端由B2字節(jié)檢測(cè)到的誤塊數(shù)。2023/7/2564*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*12.與傳輸媒質(zhì)有關(guān)的字節(jié)：Δ在STM-N幀內(nèi)，安排6×N個(gè)。專(zhuān)用于具體傳輸媒質(zhì)的特殊功能。例如用單根光纖作雙向傳輸時(shí)，可用此字節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)辯明信號(hào)方向的功能。13.備用字節(jié)Z0Z0的功能尚待定義，為將來(lái)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)留用。四、簡(jiǎn)化的SOH功能接口為降低成本，某些場(chǎng)合僅僅A1、A2、B2和K2字節(jié)是必需的，很多其它段開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)可以選用或不用，所以可使用簡(jiǎn)化的SOH功能接口。2023/7/2565*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*2023/7/2566*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*STM-4中SOH字節(jié)安排2023/7/2567*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*習(xí)題1．段開(kāi)銷(xiāo)分為哪兩個(gè)部分，分別占據(jù)STM-N的幀結(jié)構(gòu)圖中的哪幾行？2．對(duì)于STM-1，管理單元指針AU-PTR共有幾個(gè)字節(jié)？3．什么是通道開(kāi)銷(xiāo)，指出它位于STM-N的幀結(jié)構(gòu)圖中的哪個(gè)區(qū)域？2023/7/2568*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.3同步復(fù)用和映射方法

P

目標(biāo)掌握SDH的六種基本復(fù)用單元。掌握SDH的幾種映射方式和通道開(kāi)銷(xiāo)中各字節(jié)的功能。熟悉指針調(diào)整技術(shù)中的指針位置和指針調(diào)整規(guī)則。掌握幾種常見(jiàn)支路信號(hào)的復(fù)用過(guò)程。2023/7/2569*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.3.1SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)

一、SDH的復(fù)用情況和傳統(tǒng)復(fù)用方法1．SDH的復(fù)用包括兩種情況：低階的SDH信號(hào)復(fù)用成高階SDH信號(hào)。復(fù)用的方法主要通過(guò)字節(jié)間插復(fù)用方式來(lái)完成的，復(fù)用的個(gè)數(shù)是四合一。低速支路信號(hào)（例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s等PDH信號(hào)）復(fù)用成SDH信號(hào)STM-N。將PDH信號(hào)復(fù)用進(jìn)STM-N信號(hào)中去。2．將低速支路信號(hào)復(fù)接為高速信號(hào)，通常有兩種傳統(tǒng)方法：正碼速調(diào)整法（比特塞入法）和固定位置映射法。

2023/7/2570*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（1）正碼速調(diào)整法正碼速調(diào)整法是利用固定位置的比特塞入指示來(lái)顯示塞入的比特是否載有信號(hào)數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)是容許被復(fù)接的支路信號(hào)有較大的頻率誤差；缺點(diǎn)是復(fù)接與分接相當(dāng)困難。因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)比特塞入和去塞入的過(guò)程（碼速調(diào)整），而不能將支路信號(hào)直接接入高速?gòu)?fù)用信號(hào)或從高速信號(hào)中分出低速支路信號(hào)，要一級(jí)一級(jí)的進(jìn)行，這也就是PDH的復(fù)用方式。2023/7/2571*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（2）固定位置映射法固定位置映射法是利用低速信號(hào)在高速信號(hào)中的特殊位置來(lái)攜帶低速同步信號(hào)。要求低速信號(hào)與高速信號(hào)同步，也就是說(shuō)幀頻相一致，可方便地從高速信號(hào)中直接上/下低速支路信號(hào)；但當(dāng)高速信號(hào)和低速信號(hào)間出現(xiàn)頻差和相差（不同步）時(shí)，要用125us（8000幀/秒）緩存器來(lái)進(jìn)行頻率校正和相位對(duì)準(zhǔn)，這樣會(huì)導(dǎo)致信號(hào)較大延時(shí)和滑動(dòng)損傷。2023/7/2572*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*傳統(tǒng)復(fù)用方法的缺點(diǎn)：（a）比特塞入法無(wú)法從高速信號(hào)中上/下低速支路信號(hào)。（b）固定位置映射法引入的信號(hào)時(shí)延過(guò)大。二、SDH的復(fù)用步驟和復(fù)用方法

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信號(hào)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(hào)分/插出低速信號(hào)，同時(shí)不造成較大的信號(hào)時(shí)延和滑動(dòng)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)。2023/7/2573*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*1．在SDH/SONET實(shí)際應(yīng)用中，首先采用以上兩種方法對(duì)支路信號(hào)進(jìn)行適配，然后采用特有的指針調(diào)整技術(shù)對(duì)虛容器凈荷進(jìn)行定位。也就是通過(guò)指針調(diào)整定位技術(shù)來(lái)取代125us緩存器，用以校正支路信號(hào)頻差和實(shí)現(xiàn)相位對(duì)準(zhǔn)。2．各種業(yè)務(wù)信號(hào)復(fù)用進(jìn)STM-N幀的過(guò)程都要經(jīng)歷映射（相當(dāng)于信號(hào)打包）、定位（相當(dāng)于指針調(diào)整）、復(fù)用（相當(dāng)于字節(jié)間插復(fù)用）三個(gè)步驟。2023/7/2574*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*映射：是一種在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處（例如SDH/PDH邊界處），將支路信號(hào)適配進(jìn)虛容器的過(guò)程。定位：是指通過(guò)指針調(diào)整，使指針的值時(shí)刻指向低階VC幀的起點(diǎn)在TU凈負(fù)荷中的具體位置，或高階VC幀的起點(diǎn)在AU凈負(fù)荷中的具體位置，使收端能據(jù)此正確地分離相應(yīng)的VC。復(fù)用：是一種使多個(gè)低階通道層的信號(hào)適配進(jìn)高階通道層，或把多個(gè)高階通道層信號(hào)適配進(jìn)復(fù)用層的過(guò)程。

ITU-T規(guī)定了一整套完整的復(fù)用結(jié)構(gòu)。ITU-TG.707建議的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)如下圖示。2023/7/2575*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*其中復(fù)用結(jié)構(gòu)包括的基本復(fù)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(fù)用單元的下標(biāo)表示與此復(fù)用單元相應(yīng)的信號(hào)級(jí)別。注意：圖中復(fù)用路線不是唯一。盡管一種信號(hào)復(fù)用成SDH的STM-N信號(hào)的路線有多種，但是對(duì)于一個(gè)國(guó)家或地區(qū)則必須使復(fù)用路線唯一化。2023/7/2576*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*我國(guó)的SDH基本復(fù)用映射結(jié)構(gòu)如下圖示。2023/7/2577*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.3.2復(fù)用單元

SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)由一系列的基本復(fù)用單元組成，而復(fù)用單元實(shí)際上是一種信息結(jié)構(gòu)，不同的復(fù)用單元，其信息結(jié)構(gòu)不同，因而在復(fù)用過(guò)程中所起的功能各不相同。常用的復(fù)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1.定義：容器C是一種用來(lái)裝載各種速率業(yè)務(wù)信號(hào)的信息結(jié)構(gòu)。2.功能：主要完成PDH信號(hào)與VC之間的適配功能（如碼速調(diào)整等），即各種速率的業(yè)務(wù)信號(hào)經(jīng)碼速調(diào)整等技術(shù)裝入一個(gè)適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)容器，再作為虛容器的信息凈荷。2023/7/2578*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*3.分類(lèi)：針對(duì)不同的PDH信號(hào)速率等級(jí)，ITU-T規(guī)定了5種標(biāo)準(zhǔn)容器是C-11，C-12，C-2，C-3和C-4。我國(guó)的SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)中，僅用了C-12，C-3，和C-4，裝載的信號(hào)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(lèi)容器的主要參數(shù)。4.PDH系列作為SDH的有效負(fù)荷用E-n表示（也有用H-n表示），n為PDH系列等級(jí)，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(jí)，第二位數(shù)可以是1或2，分別表示同等級(jí)內(nèi)較低或較高的速率。2023/7/2579*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*容器C-11C-12C-2C-3C-4容器速率（Mb/s）1.6002.1766.78448.384149.760基幀頻率（kHz）88888復(fù)幀結(jié)構(gòu)（B）4*（9*3-2）4*（9*4-2）4*（9*12-2）9*849*260容量（B）10013642475623402023/7/2580*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*二、虛容器1．定義：虛容器VC是用來(lái)支持SDH的通道層連接的信息結(jié)構(gòu)。2．組成：它是由標(biāo)準(zhǔn)容器C的信號(hào)再加上對(duì)信號(hào)進(jìn)行維護(hù)與管理的通道開(kāi)銷(xiāo)POH構(gòu)成。

VC-n=C-n+VC-nPOH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(lèi)：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，能容納低階容器的VC為低階虛容器，如VC-1，VC-2和TU-3中的VC-3。2023/7/2581*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*4．VC是SDH中可以用來(lái)傳輸、交換、處理的最小信息單元，一般將傳送VC的實(shí)體稱(chēng)為通道。無(wú)論是高階還是低階VC，它們?cè)赟DH網(wǎng)絡(luò)中保持獨(dú)立的、相互同步的傳輸狀態(tài)，即其幀速率與網(wǎng)絡(luò)保持同步，并且同一網(wǎng)絡(luò)中的不同VC的幀速率都是相互同步的，因而在VC級(jí)別上可以實(shí)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(hào)。另外，VC信號(hào)僅在PDH/SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處才進(jìn)行分接，從而在SDH網(wǎng)絡(luò)中始終保持完整不變。因此，可獨(dú)立地在通道的任意一點(diǎn)對(duì)VC進(jìn)行分出、插入或交叉連接。2023/7/2582*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*下表列出了各虛容器的主要參數(shù)。

虛容器VC-11VC-12VC-2VC-3VC-4周期或復(fù)幀周期/μs500500500125125幀頻或復(fù)幀頻率/Hz20002000200080008000復(fù)幀結(jié)構(gòu)/B4*（9*3-1）4*（9*4-1）4*（9*12-1）9*859*261容量/B1041404287652349速率/（Mb/s）1.6442.2406.84848.960150.3362023/7/2583*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*注：業(yè)務(wù)信號(hào)或PDH信號(hào)、容器和虛容器的關(guān)系？2023/7/2584*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*三、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(jié)構(gòu)。2．組成：它由一個(gè)低階VC和指示其在高階VC中初始字節(jié)位置的支路單元指針TU-PTR構(gòu)成?？梢?jiàn)低階VC可在高階VC中浮動(dòng)。

TU-n=VC-n+TU-nPTRTU-nPTR用來(lái)指示VC-n凈荷起點(diǎn)相對(duì)于高階VC幀起點(diǎn)間的偏移。3．支路單元組（TUG）是由一個(gè)或多個(gè)在高階VC凈負(fù)荷中占有固定位置的TU組成。下表列出了各類(lèi)支路單元和管理單元的主要參數(shù)。2023/7/2585*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*支路單元和管理單元TU-11TU-12TU-2TU-3AU-3AU-4周期或復(fù)幀周期/μs500500500125125125幀頻或復(fù)幀頻率/Hz200020002000800080008000復(fù)幀結(jié)構(gòu)4*(9*3)4*(9*4)4*(9*12)9*85+39*87+39*261+9容量B1081444327687862358速率（Mb/s）1.7282.3046.91249.15250.304150.9122023/7/2586*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*四、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(fù)用段層之間適配的信息結(jié)構(gòu)。（即負(fù)責(zé)將高階虛容器經(jīng)管理單元組裝進(jìn)STM-N幀，STM-N幀屬于SDH傳送網(wǎng)分層模型中段層的信息結(jié)構(gòu)）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(gòu)成，同樣高階VC在STM-N中的位置也是浮動(dòng)的。但AU指針在STM-N幀結(jié)構(gòu)中的位置是固定的。

AU-n=VC-n+AU-nPTRn=3，43.管理單元組（AUG）是由一個(gè)或多個(gè)在STM幀中占有固定位置的AU組成。一個(gè)AUG由一個(gè)AU-4或3個(gè)AU-3按字節(jié)交錯(cuò)間插方式組合而成。2023/7/2587*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.3.3映射一、映射的概念映射是指在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處使各種支路信號(hào)適配進(jìn)虛容器的過(guò)程。實(shí)質(zhì)是使各種支路信號(hào)的速率與相應(yīng)虛容器的速率同步，以便使虛容器成為可獨(dú)立地進(jìn)行傳送、復(fù)用和交叉連接的實(shí)體。二、通道開(kāi)銷(xiāo)通道開(kāi)銷(xiāo)負(fù)責(zé)通道層的OAM功能。分為低階通道開(kāi)銷(xiāo)和高階通道開(kāi)銷(xiāo)。低階通道開(kāi)銷(xiāo)是完成VC12通道級(jí)別的OAM功能，也就是監(jiān)測(cè)2Mbit/s在STM-N幀中的傳輸性能；2023/7/2588*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*高階通道開(kāi)銷(xiāo)是對(duì)VC4級(jí)別的通道進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可對(duì)140Mbit/s在STM-N幀中的傳輸情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。1．高階通道開(kāi)銷(xiāo)HP-POH高階通道開(kāi)銷(xiāo)的位置在VC4幀中的第一列，共9個(gè)字節(jié)，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。

2023/7/2589*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（1）通道蹤跡字節(jié)J1AU-PTR指示VC4的起點(diǎn)在AU-4中的具體位置，即VC4的第一個(gè)字節(jié)的位置。J1正是VC4的起點(diǎn)，那么AU-PTR所指向的正是J1字節(jié)的位置。用來(lái)重復(fù)發(fā)送高階通道接入點(diǎn)識(shí)別符，通道接收端據(jù)此確認(rèn)與發(fā)送端是否處于持續(xù)連接狀態(tài)。要求收、發(fā)兩端J1字節(jié)相匹配，即通道接入點(diǎn)識(shí)別符格式一致。2023/7/2590*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（2）通道BIP-8碼B3B3具有高階通道誤碼監(jiān)視功能，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)VC4在STM-N幀中傳輸?shù)恼`碼性能，對(duì)VC4幀進(jìn)行BIP-8偶校驗(yàn)。收端監(jiān)測(cè)出誤碼塊，則性能監(jiān)測(cè)事件HP-BBE（高階通道背景誤碼塊）顯示相應(yīng)的誤塊數(shù)。同時(shí)發(fā)端的VC4通道的性能監(jiān)測(cè)事件HP-REI（高階通道遠(yuǎn)端誤塊指示）顯示出收端收到的誤塊數(shù)。收端誤碼超過(guò)了一定的限度時(shí)，設(shè)備上報(bào)一個(gè)誤碼越限的告警信號(hào)。

2023/7/2591*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（3）信號(hào)標(biāo)記字節(jié)C2用來(lái)指示VC幀的復(fù)接結(jié)構(gòu)和信息凈負(fù)荷的性質(zhì)，例如：通道是否已裝載、所載業(yè)務(wù)種類(lèi)和它們的映射方式。C2=00H表示這個(gè)VC4通道未裝載信號(hào)，這時(shí)VC4通道的凈負(fù)荷TUG3中插全1碼，設(shè)備出現(xiàn)高階通道未裝載告警HP-UNEQ。C2=02H表示VC4所裝載的凈負(fù)荷是按TUG結(jié)構(gòu)的復(fù)用路線復(fù)用，我國(guó)的2Mbit/s復(fù)用進(jìn)VC4采用的是TUG結(jié)構(gòu)。2023/7/2592*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（4）通道狀態(tài)字節(jié)G1用來(lái)將通道終端的狀態(tài)和性能情況回送給VC4通道源設(shè)備，這樣可在通道任一端或通道中任一點(diǎn)對(duì)整個(gè)雙向通道的狀態(tài)和性能進(jìn)行監(jiān)視。b1-b4回傳由B3檢測(cè)出的VC4通道誤塊數(shù)，HP-REI。當(dāng)收端收到AIS、誤碼超限、J1與C2失配時(shí)，由G1字節(jié)的第5比特回送HP-RDI（高階通道遠(yuǎn)端劣化）指示，使發(fā)端了解收端接收的相應(yīng)VC4的狀態(tài)以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)、定位故障。G1字節(jié)的b6至b8暫時(shí)未使用。2023/7/2593*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（5）TU位置指示字節(jié)H4

指示有效負(fù)荷的復(fù)幀類(lèi)別和凈負(fù)荷位置。（6）通道使用者字節(jié)F2、F3

提供通道單元間的公務(wù)通信，與凈負(fù)荷有關(guān)。（7）自動(dòng)保護(hù)倒換（APS）通路字節(jié)K3（b1～b4）用作高階通道級(jí)保護(hù)的APS指令。（8）備用比特K3（b5～b8）（9）網(wǎng)絡(luò)操作者字節(jié)N1

用于特定的管理目的，提供高階通道的串接監(jiān)視功能。2023/7/2594*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*2．低階通道開(kāi)銷(xiāo)LP-POH低階通道開(kāi)銷(xiāo)：指的是VC12中的通道開(kāi)銷(xiāo)，監(jiān)控的是VC12通道級(jí)別的傳輸性能。低階POH位于每個(gè)VC12基幀的第一個(gè)字節(jié)。復(fù)幀：例如四個(gè)C-12基本幀（125us）組成一個(gè)500us的C-12復(fù)幀。C-12復(fù)幀加上低階通道開(kāi)銷(xiāo)V5、J2、N2、K4字節(jié)便構(gòu)成VC-12復(fù)幀。

2023/7/2595*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（1）通道狀態(tài)和信號(hào)標(biāo)記字節(jié)V5具有誤碼檢測(cè)、信號(hào)標(biāo)記和VC12通道狀態(tài)表示等功能。（2）通道蹤跡字節(jié)J2用來(lái)重復(fù)發(fā)送收發(fā)兩端商定的低階通道接入點(diǎn)識(shí)別符。通道接收端可據(jù)此確認(rèn)與發(fā)送端是否處于持續(xù)的連接狀態(tài)。（3）網(wǎng)絡(luò)操作者字節(jié)N2提供低階通道的串聯(lián)監(jiān)視功能。2023/7/2596*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（4）自動(dòng)保護(hù)倒換（APS）通道K4（b1～b4）用于低階通道級(jí)保護(hù)的APS指令。（5）增強(qiáng)型遠(yuǎn)端缺陷指示K4（b5～b7）其功能與高階通道的G1（b5～b7）相類(lèi)似，這里用于低階通道。（6）備用字節(jié)K4（b8）V5字節(jié)的結(jié)構(gòu)圖如下所示。2023/7/2597*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*2023/7/2598*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*三、映射方式的分類(lèi)為適應(yīng)各種不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(dòng)和鎖定兩種工作模式。1．異步映射（1）特點(diǎn)：對(duì)映射信號(hào)的結(jié)構(gòu)無(wú)任何限制，無(wú)需與網(wǎng)絡(luò)同步；利用碼速調(diào)整將信號(hào)適配進(jìn)VC的映射方法；可以從高速信號(hào)中(STM-N中)直接分/插出一定速率級(jí)別的低速信號(hào)(例如：2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s）。（2）適用范圍：當(dāng)支路信號(hào)與容器或虛容器的時(shí)鐘相互獨(dú)立時(shí)，通常采用異步映射。即異步映射適用于各種支路信號(hào)，如PDH的各次群信號(hào)。2023/7/2599*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（3）PDH業(yè)務(wù)信號(hào)E-n裝入C-n時(shí)都要經(jīng)過(guò)碼速調(diào)整。碼速調(diào)整方式分為正碼速調(diào)整和正/零/負(fù)碼速調(diào)整，前者適用于容器的速率總是高于裝入信號(hào)速率，后者適用于容器速率大于、等于或小于信號(hào)速率。2．比特同步映射（1）特點(diǎn)：對(duì)支路信號(hào)的結(jié)構(gòu)無(wú)任何限制，但要求低速支路信號(hào)與網(wǎng)同步，無(wú)需通過(guò)碼速調(diào)整即可將低速支路信號(hào)打包成相應(yīng)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(hào)具體的那一個(gè)比特的位置上。而且在VC中每個(gè)比特位置是可預(yù)見(jiàn)的。2023/7/25100*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*3．字節(jié)同步映射（1）特點(diǎn)：要求映射信號(hào)具有字節(jié)為單位的塊狀幀結(jié)構(gòu)，并與網(wǎng)同步，無(wú)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。（2）信號(hào)的每一個(gè)字節(jié)在VC中的位置是可預(yù)見(jiàn)的。（3）適用范圍：可適用于E1和E3，特別適用于在VC-1X（X＝1，2）內(nèi)無(wú)需組幀和解幀地直接接入和取出64kbit/s或N*64kbit/s的信號(hào)。4．浮動(dòng)VC模式（1）定義：指VC凈負(fù)荷在TU或AU內(nèi)的位置不固定，由TU-PTR或AU-PTR指示其起點(diǎn)位置的一種工作方式。2023/7/25101*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（2）采用了TU-PTR和AU-PTR兩層指針來(lái)容納VC凈負(fù)荷與STM-N幀的頻差和相差。從而無(wú)需緩存器即可實(shí)現(xiàn)同步，且引入的信號(hào)延時(shí)最小。采用浮動(dòng)模式時(shí)，VC幀內(nèi)可安排VC-POH，可進(jìn)行通道級(jí)別的端對(duì)端性能監(jiān)控。三種映射方法都能以浮動(dòng)模式工作。后面的映射方法2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s映射進(jìn)相應(yīng)的VC就是異步映射浮動(dòng)模式。5．鎖定TU模式（1）定義：鎖定TU模式是一種信息凈負(fù)荷與網(wǎng)同步，并處于TU或AU幀內(nèi)的固定位置，因而無(wú)需TU-PTR或AU-PTR來(lái)定位的工作模式。2023/7/25102*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（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。鎖定模式省去了TU-PTR或AU-PTR，且在TU和TUG內(nèi)無(wú)VC-POH，需采用125s的滑動(dòng)緩存器，使VC凈負(fù)荷與STM-N信號(hào)同步，這樣引入信號(hào)時(shí)延大，且不能進(jìn)行端對(duì)端的通道級(jí)別的性能監(jiān)測(cè)。小結(jié)：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。2023/7/25103*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*其中，異步映射僅有浮動(dòng)模式，這里介紹一下異步映射浮動(dòng)模式的特點(diǎn)。最適用于異步/準(zhǔn)同步信號(hào)映射，包括將PDH通道映射進(jìn)SDH通道的應(yīng)用。能直接上/下低速PDH信號(hào)，但不能直接上/下PDH信號(hào)中的64kbit/s信號(hào)。異步映射接口簡(jiǎn)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(hào)。是PDH向SDH過(guò)渡期內(nèi)必不可少的一種映射方式。2023/7/25104*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*四、ATM信元的映射1．轉(zhuǎn)移模式，也稱(chēng)傳遞模式，指電信網(wǎng)中除終端以外的傳輸、復(fù)用和交換的合稱(chēng)。轉(zhuǎn)移模式可分為同步轉(zhuǎn)移模式（STM）和異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）兩種。同步轉(zhuǎn)移模式的主要特征是采用時(shí)分復(fù)用，各路信號(hào)都是按一定時(shí)間間隔周期性地出現(xiàn)，可根據(jù)時(shí)間（或位置）識(shí)別每路信號(hào)。異步轉(zhuǎn)移模式采用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用，各路信號(hào)不是按一定時(shí)間間隔周期性地出現(xiàn)，要根據(jù)標(biāo)志識(shí)別每路信號(hào)。ATM定義：它是一種轉(zhuǎn)移模式，其中的信息被組織成固定長(zhǎng)度的信元，來(lái)自某用戶一段信息的各個(gè)信元并不需要周期性地出現(xiàn)。

2023/7/25105*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*2．ATM信元ATM信元具有固定長(zhǎng)度為53個(gè)字節(jié)，其中前5個(gè)字節(jié)為信頭，包含各種控制信息，后48個(gè)字節(jié)是信息段，裝載來(lái)自各種不同業(yè)務(wù)的用戶信息。3．特點(diǎn)ATM方式能靈活地適配用戶各種不同速率要求，代價(jià)是傳輸速率降低。ATM以面向連接的方式工作；ATM采用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用；ATM網(wǎng)中沒(méi)有逐段鏈路的差錯(cuò)控制和流量控制；信頭的功能被簡(jiǎn)化，處理速度快，時(shí)延很?。籄TM采用固定長(zhǎng)度的信元，信息段的長(zhǎng)度較小。2023/7/25106*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*4．ATM與SDH的關(guān)系將SDH大容量高速傳輸與ATM靈活適應(yīng)用戶各種速率要求地能力結(jié)合起來(lái)構(gòu)成B-ISDN，可以取長(zhǎng)補(bǔ)短。即利用SDH的幀結(jié)構(gòu)來(lái)傳送ATM信元，具體說(shuō)將ATM信元映射進(jìn)SDH的虛容器VC中，變成SDH信號(hào)在光纖網(wǎng)上傳輸。5．ATM映射原理ATM信元的映射是通過(guò)將每個(gè)信元的字節(jié)結(jié)構(gòu)與所用虛容器字節(jié)結(jié)構(gòu)（包括級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)VC-n-Xc，X>=1）進(jìn)行定位對(duì)準(zhǔn)的方法來(lái)完成的。2023/7/25107*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.3.4指針調(diào)整技術(shù)一、概念和作用1．定位：是一種將幀偏移信息收進(jìn)支路單元或管理單元的過(guò)程。在發(fā)生相對(duì)幀相位偏差使VC幀起點(diǎn)浮動(dòng)時(shí)，指針值亦隨之調(diào)整，從而始終保證指針值準(zhǔn)確指示VC幀起點(diǎn)的位置。2．指針：作用就是定位，通過(guò)定位使收端能正確地從STM-N中拆離出相應(yīng)的VC，進(jìn)而通過(guò)拆VC、C的包封，分離出PDH低速信號(hào)。實(shí)現(xiàn)從STM-N信號(hào)中直接下低速支路信號(hào)的功能。3．SDH指針包括管理單元指針和支路單元指針。2023/7/25108*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*4．指針的作用共三條：（1）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于同步工作狀態(tài)時(shí)，指針用來(lái)進(jìn)行同步信號(hào)間的相位校準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)處于同步工作狀態(tài)時(shí)，SDH中的各網(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)侥硞€(gè)網(wǎng)元時(shí)，速率相等，故無(wú)需進(jìn)行速率適配，但是傳輸?shù)耐緩讲煌辔徊⒉煌耆嗤?，因而需要進(jìn)行相位校準(zhǔn)。（2）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)失配時(shí)，指針用作頻率和相位的校準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)失去同步（處于準(zhǔn)同步）或異步工作時(shí)，不同網(wǎng)元工作的頻率有偏差，需要頻率跟蹤校準(zhǔn)，瞬時(shí)來(lái)看就是相位往單一方向變化，即單調(diào)地增加或減小，頻率校準(zhǔn)伴隨相位校準(zhǔn)。（3）指針還可以用來(lái)減輕網(wǎng)絡(luò)中的頻率抖動(dòng)和漂移的影響。2023/7/25109*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*二、指針調(diào)整原理及指針調(diào)整過(guò)程以管理單元指針AU-4為例來(lái)說(shuō)明。1．指針的位置和組成AU-4PTR的位置在STM-1幀的第4行、第1-9列共9個(gè)字節(jié)，用以指示VC4的首字節(jié)J1在AU-4凈負(fù)荷中的具體位置，以便收端能據(jù)此正確分離VC4。

AU-4=VC-4+AU-4PTR

AU-4PTR＝H1YYH21*1*H3H3H32023/7/25110*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*AU-4PTR由H1YYH21*1*H3H3H3九個(gè)字節(jié)組成。Y=1001SS11，SS是未規(guī)定具體值的比特。1*=11111111實(shí)際的指針值放在H1、H2的后10個(gè)bit中。H3為負(fù)調(diào)整位置，AU-4中是以3個(gè)H3字節(jié)為一個(gè)負(fù)調(diào)整單位，作負(fù)調(diào)整時(shí)，負(fù)調(diào)整單位可攜帶額外的VC信息。負(fù)調(diào)整位置只有一個(gè)，在AU-PTR上；正調(diào)整位置在AU-4凈負(fù)荷區(qū)，可多個(gè)。從最后一個(gè)H3字節(jié)起，以每3個(gè)字節(jié)為1個(gè)正調(diào)整單位，依次按其相對(duì)于H3（第3個(gè)）的偏移量予以編號(hào)，范圍是0～782。2023/7/25111*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*2023/7/25112*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*2．指針調(diào)整規(guī)則（1）H1，H2的16位碼的含義

前4位碼（N）稱(chēng)為新數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)（NDF），用以表示所載凈荷容量有無(wú)變化。當(dāng)凈荷無(wú)變化時(shí)為0110；當(dāng)凈荷有變化時(shí)，在凈荷有變化的那一幀，反轉(zhuǎn)為1001，指針值相應(yīng)改變，若凈荷不再變化，下一幀NDF返回0110，并至少3幀內(nèi)指針值不應(yīng)改變。

SS表示AU/TU的類(lèi)型，10代表AU-4、TU-3和TU-12；00代表TU-2；11代表TU-11。后十位碼組成指針值，其中奇數(shù)位記為I比特，偶數(shù)位記為D比特，可指示的范圍為1024，有效值共783個(gè)。在指針調(diào)整過(guò)程中，以5個(gè)I比特和5個(gè)D比特的全部或多數(shù)發(fā)生反轉(zhuǎn)來(lái)分別表示指針值應(yīng)增加或減少，因此I和D分別稱(chēng)為增加比特和減少比特。2023/7/25113*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（2）指針調(diào)整規(guī)則：Ⅰ、當(dāng)VC-4幀與AU-4幀速率相同時(shí)，指針值確定了VC-4幀在AU-4幀內(nèi)的起始位置，NDF設(shè)置為0110；Ⅱ、若VC幀速率比AU-4幀速率低，5個(gè)I值反轉(zhuǎn)，表示要作正幀頻調(diào)整。該VC-4凈荷的起始字節(jié)后移，下一幀指針值是I值反轉(zhuǎn)前的值加1；Ⅲ、當(dāng)VC-4幀速率比AU幀速率高時(shí)，5個(gè)D值反轉(zhuǎn)表示負(fù)幀頻調(diào)整。該VC-4幀的起始點(diǎn)字節(jié)前移，下一幀指針值是D值反轉(zhuǎn)前的值減1。若原VC-4的第一字節(jié)在編號(hào)“0”的位置，此種情況下，將VC-4的實(shí)際信息寫(xiě)入負(fù)調(diào)整位置H3中；2023/7/25114*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*Ⅳ、當(dāng)NDF出現(xiàn)更新值1001時(shí)，表示凈荷容量有變化，指針值應(yīng)作相應(yīng)地增減，然后NDF返回到正常值0110；Ⅴ、指針值完成一次調(diào)整后，至少停3幀才可進(jìn)行新的調(diào)整；Ⅵ、收端對(duì)指針解碼時(shí)，除僅對(duì)連續(xù)3次以上收到前后一致的指針進(jìn)行解讀外，將忽略任何變化的指針。注：AU-PTR的范圍是0~782否則為無(wú)效指針。當(dāng)收端連續(xù)8幀收到無(wú)效指針值時(shí)，設(shè)備產(chǎn)生AU-LOP告警（AU指針丟失），并往下插AIS告警信號(hào)。

2023/7/25115*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*3．實(shí)例（1）正幀頻調(diào)整當(dāng)VC-4幀速率比AU-4幀速率低時(shí)，必須周期性地在本該傳送信息的凈荷區(qū)內(nèi)塞入一些偽信息以提高VC-4的速率，即每次調(diào)整或指針操作將在VC-4中的編號(hào)“0”位置上插入3個(gè)填充字節(jié)，此時(shí)，VC-4幀在時(shí)間上向后推移了一個(gè)單位時(shí)隙，指針值也相應(yīng)加1。5個(gè)I比特反轉(zhuǎn)作為一種標(biāo)識(shí)。該幀實(shí)施正調(diào)整，下一幀指針值是調(diào)整后的新值。在接收端，將按5個(gè)I值中是否多數(shù)反轉(zhuǎn)來(lái)決定是否去正調(diào)整。2023/7/25116*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*幀序號(hào)H1(NNNNSSID)H2(IDIDIDID)3個(gè)H3字節(jié)00110100010110000添偽信息11001101000011010添偽信息20110100010110001添偽信息30110100010110001添偽信息40110100010110001添偽信息5可進(jìn)行下一次調(diào)整

例：設(shè)前一幀VC-4的第1個(gè)字節(jié)J1在編號(hào)“176”的位置，如果VC-4的當(dāng)前幀速率小于AU-4的幀速率，寫(xiě)出本次指針調(diào)整過(guò)程中H1，H2，H3的狀態(tài)或內(nèi)容。2023/7/25117*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*（2）負(fù)幀頻調(diào)整當(dāng)VC-4幀速率比AU-4高時(shí)，說(shuō)明VC-4凈荷信息若按原來(lái)的起點(diǎn)即將溢出，此時(shí)應(yīng)立即調(diào)整起點(diǎn)以降低VC-4凈荷在AU-4中的速率，即VC-4中的第1個(gè)字節(jié)J1應(yīng)前移一個(gè)單位時(shí)隙，指針值也相應(yīng)減1。將3個(gè)H3字節(jié)（一個(gè)調(diào)整單位）的位置用來(lái)存放信息，所有信息以3個(gè)字節(jié)為一個(gè)單位將位置都向前串一單位。此時(shí)3個(gè)H3字節(jié)的位置上放的是VC4的有效信息。

2023/7/25118*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*幀序號(hào)H1(NNNNSSID)H2(IDIDIDID)3個(gè)H3字節(jié)00110100010110000添偽信息11001100111100101VC4信息碼20110100010101111添偽信息30110100010101111添偽信息40110100010101111添偽信息5可進(jìn)行下一次調(diào)整

例：設(shè)前一幀VC-4的第1個(gè)字節(jié)J1在編號(hào)“176”的位置，如果VC-4的當(dāng)前幀速率大于AU-4的幀速率，寫(xiě)出本次指針調(diào)整過(guò)程中H1，H2，H3的狀態(tài)或內(nèi)容。2023/7/25119*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*6.3.5復(fù)用復(fù)用是一種將多個(gè)低階通道層的信號(hào)適配進(jìn)高階通道層或是將多個(gè)高階通道層信號(hào)適配進(jìn)復(fù)用段層的過(guò)程，即以字節(jié)交錯(cuò)間插方式把TU組織進(jìn)高階VC或把AU組織進(jìn)STM-N的過(guò)程。這里主要介紹139.264Mb/s、34.368Mb/s、2.048Mb/s支路信號(hào)的復(fù)用過(guò)程。由于經(jīng)指針處理后的各支路信號(hào)已相位同步，所以此復(fù)用過(guò)程為同步復(fù)用。一、2.048Mb/s信號(hào)的復(fù)用過(guò)程復(fù)用過(guò)程如圖所示。

2023/7/25120*華北電力大學(xué)電子與通信工程系*1．映射標(biāo)稱(chēng)速率為2.048Mb/s的信號(hào)先進(jìn)入C-12作適配處理再加