SDH帧结构解析仪RZSTM-1型
SDH信号的帧结构简介
SDH信号的帧结构简介 STM-N为了解决SDH（Synchronous Digital Hierarchy）相互连接中的封装结构，STM有多种速率，最基本的STM是STM-1，速率定义为155 520 kbit/s，同时用STM-N来表示不同的速率等级，N表示速率为基本STM的N倍，N=1、4、 16、64、256，更高的速率当前未定义。 一、STM-N的帧结构 1、 STM-N的帧是32个字节组成的1行×32列的块状帧。 STM-N：STM代表同步传送模式，N代表复用等级，STM-N 的信号是9行×270×N列的帧结构。此处的N与STM-N的N 相一致，取值范围：1，4，16，64……。对应线路速率155M、622M、2.5G、10G... 它与传输媒质本身没有关系，传输媒质（也就是SDH的物理层）可以是光纤、有线电缆、微波。用光纤作为传输媒质可以最大化的发挥SDH技术优势，所以应用最广。表示此信号由N个STM-1 信号通过字节间插复用而成。 2、STM-N信号的帧频介绍。 STM-N信号的帧频（也就是每秒传送的帧数）是多少呢？ITU-T规定对于任何级别的STM等级，帧频是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为恒定的125μs 。8000帧/秒听起来很耳熟，对了，PDH的E1信号也是8000帧/秒。在这里你要
注意到的是对于任何STM级别帧频都是8000帧/秒，帧周期的恒定是SDH信号的一大特点。例如STM-4的传输数速恒定的等于STM-1信号传输数速的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍 3、STM-N帧中单独一个字节的比特传输速率是多少？ STM-N的帧频为8000帧/秒，这就是说信号帧中某一特定字节每秒被传送8000次，那么该字节的比特速率是8000×8bit＝64kbit/s。这个数字是不是也很眼熟，64kbit/s是一路数字电话的传输速率。 4、STM-N帧结构组成。 从下图中看出，STM-N的帧结构由3部分组成：段开销，包括再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）；管理单元指针（AU-PTR）；信息净负荷（payload） （1）信息净负荷（payload）是在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方,POH作为净负荷的一部分与信息码块一起装载在STM-N这辆货车上在SDH网中传
SDH信号的帧结构和复用步骤(史上最完整版)
第2章 SDH信号的帧结构和复用步骤 第2章SDH信号的帧结构和复用步骤 (1) 2.1 SDH信号——STM-N的帧结构 (1) 2.2 SDH的复用结构和步骤 (5) 2.2.1 140Mbit/s复用进STM-N信号 (7) 2.2.2 34Mbit/s复用进STM-N信号 (11) 2.2.3 2Mbit/s复用进STM-N信号 (13) 2.3 映射、定位和复用的概念 (17) 小结 (22) 习题 (22) 目标： 掌握STM-N信号的帧结构（以STM-1信号的帧结构为例）。 掌握STM-N信号帧中各部分结构所起的大致作用。 掌握2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s复用进STM-N信号的全过程。 掌握复用和映射的概念。 2.1 SDH信号——STM-N的帧结构 SDH信号需要什么样的帧结构呢？ STM-N信号帧结构的安排应尽可能使支路低速信号在一帧内均匀地、有规律 的排列。为什么呢？因为这样便于实现支路低速信号的分/插、复用和交换， 说到底就为了方便的从高速SDH信号中直接上/下低速支路信号。鉴于此， ITU-T规定了STM-N的帧是以字节（8bit）为单位的矩形块状帧结构，如图 2-1所示。
图2-1STM-N 帧结构图 诀窍： 块状帧是什么呢？ 为了便于对信号进行分析，往往将信号的帧结构等效为块状帧结构，这不是SDH信号所特有的，PDH信号、ATM信号，分组交换的数据包，它们的帧结构都算是块状帧。例如，E1信号的帧是32个字节组成的1行×32列的块状帧，ATM信号是53个字节构成的块状帧。将信号的帧结构等效为块状，仅仅是为了分析的方便。 从上图看出STM-N的信号是9行×270×N列的帧结构。此处的N与STM-N 的N相一致，取值范围：1，4，16，64……，表示此信号由N个STM-1信号通过字节间插复用而成。由此可知，STM-1信号的帧结构是9行×270列的块状帧，由上图看出，当N个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N信号时，仅仅是将STM-1信号的列按字节间插复用，行数恒定为9行。 我们知道，信号在线路上传输时是一个bit一个bit地进行传输的，那么这个块状帧是怎样在线路上进行传输的呢？难道是将整个块都送上线路同时传输吗？当然不是这样传输，STM-N信号的传输也遵循按比特的传输方式。那么先传哪些比特后传哪些比特呢？SDH信号帧传输的原则是：帧结构中的字节（8bit）从左到右，从上到下一个字节一个字节（一个比特一个比特）的传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。 STM-N信号的帧频（也就是每秒传送的帧数）是多少呢？ITU-T规定对于任何级别的STM-N帧，帧频是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为恒定的125μs。8000帧/秒听起来很耳熟，对了，PDH的E1信号也是8000帧/秒。
SDH帧结构
SDH帧结构 SDH帧结构 SDH帧结构是实现数字同步时分复用、保证网络可靠有效运行的关键。图给出SDH帧一个STMN帧有9行，每行由270×N个字节组成。这样每帧共有9×270× N 个字节，每字节为8 bit。帧周期为125 μs，即每秒传输8000帧。对于STM1 而言，传输速率为9×270×8×8000=155.520 Mb/s。字节发送顺序为：由上往下逐行发送，每行先左后右。 SDH帧大体可分为三个部分： (1) 段开销(SOH)。段开销是在SDH帧中为保证信息正常传输所必需的附加字节(每字节含64 kb/s的容量)，主要用于运行、维护和管理，如帧定位、误码检测、公务通信、自动保护倒换以及网管信息传输。对于STM 1 而言，SOH共使用 9×8(第4行除外)=72 Byte相应于576 bit。由于每秒传输8000帧，所以SOH的容量为576×8000=4.608 Mb/s。 根据传输通道连接模型，段开销又细分为再生段开销(RSOH)和复接段开销(MSOH)。前者占前3行，后者占5～9行。 (2) 信息载荷(Payload)。信息载荷域是SDH帧内用于承载各种业务信息的部分。对于STM1而言，Payload有9×261=2349 Byte, 相应于2349×8×8000=150.336 Mb/s 的 容量。 在Payload中包含少量字节用于通道的运行、维护和管理，这些字节称为通道开销(POH)。 (3) 管理单元指针(AU PTR)。管理单元指针是一种指示符，主要用于指示Payload第一个字节在帧内的准确位置(相对于指针位置的偏移量)。对于STM1 而言，AU PTR有9个字节(第4行)，相应于9×8×8000=0.576 Mb/s。 采用指针技术是SDH的创新，结合虚容器(VC)的概念，解决了低速信号复接成高速信号时，由于小的频率误差所造成的载荷相对位置漂移的问题。
SDH信号的帧结构
SDH 信号的帧结构 SDH 信号需要什么样的帧结构呢？ STM-N 信号帧结构的安排应尽可能使支路低速信号在一帧内均匀地、有规律的排列。为什么呢？因为这样便于实现支路低速信号的分/插、复用和交换，说到底就为了方便的从高速SDH 信号中直接上/下低速支路信号。鉴于此，ITU-T 规定了STM-N 的帧是以字节（8bit ）为单位的矩形块状帧结构，如图1-1所示。 9×270×N 个字节 RSOH AU-PTR MSOH 9×N 1 3 49 payload 261×N 5 图1-1 STM-N 帧结构图 块状帧是什么呢？ 为了便于对信号进行分析，往往将信号的帧结构等效为块状帧结构，这不是SDH 信号 所特有的，PDH 信号、ATM 信号，分组交换的数据包，它们的帧结构都算是块状帧。 例如，E1信号的帧是32个字节组成的1行×32列的块状帧，ATM 信号是53个字节构 成的块状帧。将信号的帧结构等效为块状，仅仅是为了分析的方便。 从上图看出STM-N 的信号是9行×270×N 列的帧结构。此处的N 与STM-N 的N 相一致，取值范围：1，4，16，64……，表示此信号由N 个STM-1信号通过字节间插复用而成。由此可知，STM-1信号的帧结构是9行×270列的块状帧，由上图看出，当N 个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N 信号时，仅仅是将STM-1信号的列按字节间插复用，行数恒定为9行。 我们知道，信号在线路上传输时是一个bit 一个bit 地进行传输的，那么这个块状帧是怎样在线路上进行传输的呢？难道是将整个块都送上线路同时传输吗？当然不是这样传输，STM-N 信号的传输也遵循按比特的传输方式。那么先传哪些比特后传哪些比特呢？SDH 信号帧传输的原则是：帧结构中的字节（8bit ）从左到右，从上到下一个字节一个字节（一个比特一个比特）的传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。 STM-N 信号的帧频（也就是每秒传送的帧数）是多少呢？ITU-T 规定对于任何级别的STM-N 帧，帧频是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为恒定的125μs 。8000帧/秒听起来很耳熟，对了，PDH 的E1信号也是8000帧/秒。 这里需要注意到的是：帧周期的恒定是SDH 信号的一大特点，任何级别的STM-N 帧它的帧频都是8000帧/秒。想想看PDH 不同等级信号的帧周期是否恒定？由于帧周期的恒定使STM-N 信号的速率有其规律性。例如STM-4的传输数速恒定的等于STM-1信号传输数速的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍，等于STM-1的16倍。而PDH 中的E2信号速率≠E1信号速率的4倍。SDH 信号的这种规律性使高速SDH 信
SDH的复用结构和步骤
SDH的复用结构和步骤 SDH复用的三个步骤 各种信号复用映射进STM-N帧的过程都要经过映射、定位和复用3个步骤。（1）映射 映射是一种在SDH网络边界处（例如SDH/PDH边界处），将支路信号适配进虚容器的过程。象我们经常使用的将各种速率（140Mbit/s、34Mbit/s、2Mbit/s）信号先经过码速调整，分别装入到各自相应的标准容器中，再加上相应的低阶或高阶的通道开销，形成各自相对应的虚容器的过程。 为了适应各种不同的网络应用情况，有异步、比特同步、字节同步三种映射方法与浮动VC 和锁定TU两种模式。 （2）定位 定位（Alignmem）是把VC-n放进TU-n或AU-n中，同时将其与帧参考点的偏差也作为信息结合进去的过程。通俗讲，定位就是用指针值指示VC-n的第一个字节在TU-n或AU-n 帧中的起始位置。 （3）复用 复用（Multiplex）是一种将多个低阶通道层的信号适配进高阶通道或者把多个高阶通道层信号适配进复用段层的过程，即指将多个低速信号复用成一个高速信号。 其方法是采用字节间插的方式将TU组织进高阶VC或将AU组织进STM-N。复用过程为同步复用，复用的路数参见图1。如： 1×STM-1=1×AUG=1×AU-4=1×VC-4=3×TUG-3=21×TUG-2=63×TU-12=63×VC-12 图1G.707复用映射结构 SDH基本复用单元 信息容器（C） 容器是一种用来装载各种速率业务信号的信息结构，其基本功能是完成PDH信号与VC之间的适配（即码速调整）。ITU-T规定了5种标准容器，C-11、C-12、C-2、C-3和C-4，每一种容器分别对应于一种标称的输入速率，即 1.544Mbit/s、2.048Mbit/s、6.312Mbit/s、34.368Mbit/s和139.264Mbit/s。 虚容器（VC） 虚容器是用来支持SDH通道层连接的信息结构，由信息净负荷（容器的输出）和通道开销（POH）组成，即 VC?n=C?n+VC?nPOH
SDH传输网的帧结构
SDH传输网的帧结构 1. SDH传输速率 同步数字体系信号最基本、最重要的模块信号是STM-1，其速率为155.520 Mbit/s。同步传送模块（STM-N）精确地定义了信号的帧结构和传输速率，用于SDH网元间的信息传送。更高速率的SDH可直接从155.520 Mbit/s（STM-1）中复用得到。目前，已经定义了6种同步传送模块，但第6种模块正在开发中，还未商用。 SDH传输网所传输的信号是由不同等级的同步传送模块（STM-N）信号组成的，其中N为正整数。从表3-8可知，STM-N信号的速率为155.520 Mbit/s的N倍。目前，国际标准化N的取值为N=1，4，16，64。 2. SDH-N的帧结构 STM-1的帧长度用时间表示，通常为125 μs，由270列和9行组成。因为每个字节每125 μs出现一次，所以每个数据通路为64 kbit/s。 每行最初的9个字节用于开销，剩下的261个字节用于净负荷。一帧通常用行和列来表示，其中，行为9行垂直叠放的水平行。帧结构中字节的传输由左上角的第一个字节开始，由左至右、由上而下顺序传送，直至右下角，需用125 μs。因此，开销字节在垂直方向上与帧结构中的前面9列对齐，而净负荷在第10~第270列中。这些开销字节称为段开销（section overhead，SOH），并细分为再生段开销和复用段开销。 STM-N的帧结构组成相当简单。STM-N信号的帧结构由9行，270×N列组成。每帧的长度为9×270×N节，每帧的持续时间为125 μs，若帧频为8 kHz，则可求得STM-N比特率为9×270×N×8 000 Mbit/s。 STM-1 的SOH传输速率为8×9×8×1×8 000×10-6=4.608 Mbit/s。 STM-N帧结构的每个字节及每个字节中的每个比特是根据它在帧中的位置加以区分的，而每个字的速率均为64 kbit/s，这正好等于数字化的话音信号的传输速率，从而为灵活上下电路和支持各种业务打下基础。SDH-N的帧结构分3个主要区域，即STM-N信息净负荷区、管理单元指针（AU-PTR）区和SOH区。 （1）STM-N信息净负荷区。信息净负荷区是帧结构中存放各种信息业务的地方。