sdh帧结构和复用步骤
SDH基本原理-帧结构和复用步骤
通道开销
分类 低阶通道开销——VC12 高阶通道开销——VC4
区别 宏观和微观 包容和被包容
1
J1 B3 C2 G1 VC4 F2 H4 F3 K3 N1
高阶通道开销
261 1
9
高阶通道开销 J1 通道踪迹字节 B3 通道BIP-8字节 C2 信号标识字节 G1 通道状态字节 F2、F3 通道使用者通路 H4 复帧位置指示器 K3(b1~b4) 自动保护倒换 (APS)通路 N1 网络运营者字节 K3(b5~b8) 备用比特
开销
B2字节工作机理 发端对上一个未扰码帧除去RSOH外的所有字节进行BIP24偶校验，所得 值放于本帧的3个B2字节处 收端对所收当前已解扰帧且除去RSOH外的所有字节进行BIP24偶校验， 所得值B2’与所收下一帧解扰后的B2字节相异或 异或的值为零则表示传输可能无误码块 异或的值不为零则，1的数目表示出现多少个误码块 若收端检测到B2误码块，在收端MS-BBE性能事件中反映出来
高阶通道开销—J1
通道踪迹字节：J1 VC4的首字节，即AU-PTR所指的字节 发端持续的发此字节——高阶通道接入点标识符，使收端 能具此确认于指定发端处于持续连接状态。 J1字节设置要求：收发相匹配。即设备实际收的=设备应 收的值 华为公司SDH设备J1字节值默认为：HuaWei SBS 收端检测到J1失配，相应通道（VC4）产生HP-TIM告警。
加入段 开销
AU-PTR
MSOH
9
270
净负荷
34M复用步骤
34M
速率适 配/打包
C-3
1
1
加入POH监 控/打包
P O VC-3
H
9
1
84 125us
01-SDH帧结构复用步骤
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段开销作用
传输路经分段监控： 传输路经分段监控：
所有业务在SDH网络中传输的过程中，分传输 网络中传输的过程中， 所有业务在 网络中传输的过程中 区间进行整体监控，以便分区间压缩故障。 区间进行整体监控，以便分区间压缩故障。
群路设备间MS段 群路设备间MS段 光接口间RS段 光接口间RS段 群路设备间MS段 群路设备间MS段 光接口间RS段 光接口间RS段
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信息净负荷作用
若将STM-N信号帧比做一辆货车，其净负荷区即为该货 信号帧比做一辆货车， 若将 信号帧比做一辆货车 车的车厢。在将低速信号打包装箱时， 车的车厢。在将低速信号打包装箱时，在每一个信息包中 加入POH，以完成对每一个“货物包”在“运输”中的监视。 运输”中的监视。 加入 ，以完成对每一个“货物包” 加POH
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2M复用步骤
2、2M复用步骤（TUG2 →TUG3） 、 复用步骤 ）
1 1
×3 字节 间插 （接上页） 接上页）
12
×7
1
1
86
TUG2
9
字节 间插
RR
9
TUG3
125us
125us
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SDH复用器 复用器
C12 C12 C12 C12 1# 2# 3# 4#
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SDH基本原理-帧结构和复用步骤
通道开销
.
分类 低阶通道开销——VC12 高阶通道开销——VC4
区别 宏观和微观 包容和被包容
高阶通道开销
1
J1 B3 C2 G1 VC4 F2 H4 F3 K3 N1
261 1
9
.
高阶通道开销 J1 通道踪迹字节 B3 通道BIP-8字节 C2 信号标识字节 G1 通道状态字节 F2、F3 通道使用者通路 H4 复帧位置指示器 K3(b1~b4) 自动保护倒换 (APS)通路 N1 网络运营者字节 K3(b5~b8) 备用比特
开销
.
B2字节工作机理 发端对上一个未扰码帧除去RSOH外的所有字节进行BIP24偶校验，所得 值放于本帧的3个B2字节处 收端对所收当前已解扰帧且除去RSOH外的所有字节进行BIP24偶校验， 所得值B2’与所收下一帧解扰后的B2字节相异或 异或的值为零则表示传输可能无误码块 异或的值不为零则，1的数目表示出现多少个误码块 若收端检测到B2误码块，在收端MS-BBE性能事件中反映出来
例：某信号一 帧有9个字节， 对其进行BIP24 偶校验如图：
BIP24
11001100 11001100 11001100 01011101 01011101 01011101 11110000 11110000 11110000
01100001 01100001 01100001
开销
.
复用段远端误块指示字节——M1 对告信息，由信宿回传到信源 告知发端：收端当前收到的B2检测的误块数 在发端MS-REI（复用段远端误块指示）告警事件中反映出来
VC4—虚容器4；与C4相对应的标准信息结构，完成对装载的 140M信号进行实时的性能监控。
140M 配 速/率 打适 包
SDH的复用原理和映射方法
SDH的复用原理和映射方法如前所述，SDH技术有一系列标准速率接口，并具有前向和后向兼容性，允许接人各种不同速率的PDH信号、B—ISDN和ATM信号以及其他新业务信号。
因此，各种速率的业务信号复用进STM—N帧都要经历映射(Mapping)、定位(aligning)和复用(multiplexing)3个步骤。
由于各种支路信号间存在一定的差异，为了实现同步复用，在形成STM一1速率信号时，需要进行适配，即映射。
通过指针定位完成从STM—N帧中任意上、下一个支路信号。
复用过程一般可以分为2步走，第一步是将各种不同速率的信号复用到STM一1。
SDH应能传输各种不同速率、不同制式的数据流，包括异步传输模式(ATM)信号，因此第一步的复用过程较为复杂。
第二步是通过字节问插，将STM一1复用成高阶STM一』、『．由于STM一1和STM—N的速率成整数倍关系，是一个同步复用过程，实现很容易。
1．SDH的映射与复用结构图3—6—5是ITU—T G．707建议中给出的STM一Ⅳ的映射与复用结构。
从图中可以看出两种主要的PDH信号需要经过哪些处理过程，才能复用进 STM—N。
SDH的复用原理和映射方法如前所述，SDH技术有一系列标准速率接口，并具有前向和后向兼容性，允许接人各种不同速率的PDH信号、B—ISDN和ATM信号以及其他新业务信号。
因此，各种速率的业务信号复用进STM—N帧都要经历映射(Mapping)、定位(aligning)和复用(multiplexing)3个步骤。
由于各种支路信号间存在一定的差异，为了实现同步复用，在形成STM一1速率信号时，需要进行适配，即映射。
通过指针定位完成从STM—N帧中任意上、下一个支路信号。
复用过程一般可以分为2步走，第一步是将各种不同速率的信号复用到STM一1。
SDH应能传输各种不同速率、不同制式的数据流，包括异步传输模式(ATM)信号，因此第一步的复用过程较为复杂。
02-SDH帧结构和复用过程
×1
TU-2 VC-2
C-2
×3
TU-12 VC-12 C-12
×4
TU-11 VC-11
C-11
容器 虚容器 支路单元 管理单元
支路单元组 管理单元组 同步传送模块
映射 定位校准 复用
SDH G.709复用映射结构
14
SDH复用过程
×N
STM-N AUG AU-4 VC-4 C-4
139264kbit/s
指针定位10125us270加入段开销125us270msohrsohau4au4125us270auptrmsohrsohstmn复用路线140mvc4au4stm1所以stm1仅能复用进一路140m信号字节2034m复用步骤c3容器3与34m相对应的标准信息结构完成速率适配功vc3虚容器3与c3相对应的标准信息结构完成对装载的34m信号进行实时的性能监控速率适配打包c3加入poh监控打包vc384125us125us85转下页34m21tu3支路单元3与vc3相对应的标准信息结构完成一级指针定位tug3支路单元组3与tu3相对应的标准信息结构34mvc3tu3tug33tug3vc4stm1所以stm1可以复用进3路34m信号一级指针定位125us86补齐缺口tu3h1h2h3125us86tu3h1h2h3字节间插vc4接au4222m复用步骤c12容器12与2m相对应的标准信息结构完成2m信号速率适配4个基帧组成一复帧vc12虚容器12与2m相对应的标准信息结构完成对某路2m信号实时监控tu12支路单元12与vc12相对应的标准信息结构完成对vc12的一级定位速率适配c12加poh监控转下页2mvc12poh一级指针定位tu1223tug2支路单元组2
管理单元和管理单元组
管理单元是提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构。 由一个相应的高阶虚拟容器和一个相应的管理单元指针组成 一个或多个AU的集合称为支路单元组（AUG）
SDH帧结构及映射复用方式分析
示16种不同的同步质量等级。其中一种表示同步的质量是 未知的，另一种表示信号在段内不用同步，余下的码留作 各独立治理机构定义质量等级用。
20
段开销字节
复用段远端过失指示〔MS-REI〕M1 可用来传送BIP-N×24(B2)所检出的误块数。
SDH帧构造
➢ 段开销〔SOH〕：用于传送各种OAM信息。
➢ 净负荷〔Payload〕：SDH帧内用于承载各种业务信息 的局部。其中包含有少量的POH字节，用于运行、维护 和治理。
➢ 治理单元指针〔AU-PTR〕：是一种指示符，用于指示 Payload中第一个字节在帧内的准确位置，〔相对于指 针的偏移量〕，指针的使用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。
自动疼惜倒换〔APS〕通路字节K1，K2〔b1～b5〕两个字 节用作自动疼惜倒换(APS)信令。
18
段开销字节
复用段远端失效指示〔MS-RDI〕字节K2〔b6～b8〕 MS-RDI用于向发信端回送一个指示信号，表示收信端检测
到来话故障或正接收复用段告警指示信号〔MS-AIS 〕。
19
段开销字节
31
复用单元
32
复用单元
治理单元〔AU〕是供给高阶通道层和复用段层之间适配的信息构 造〔即负责将高阶虚容器经治理单元组装进STM-N帧)
有AU-3和AU-4两种治理单元。AU-n〔n＝3，4〕由一个相应的 高阶VC-n和一个相应的治理单元指针〔AU-nPTR〕组成，即
AU-n=VC-n+AU-nPTR；n=3,4 AU-n PTR指示VC-n净负荷起点在AU帧内的位置。
SDH基本原理-帧结构和复用步骤电子教案
加入段 开销
AU-PTR
MSOH
9
270
净负荷
34M复用步骤
34M
速率适 配/打包
C-3
1
1
加入POH监 控/打包
P O VC-3
H
9
1
84 125us
9
1
125us 85
1
86
1
261
1
H1
一级 H2 指针 H3 定位
86 1 H1
1
H2 H3
TU-3
补齐 缺口
R
TUG-3
1
字P
节 间 插
OR
H
C-4-64c
C-4-16c
C-4-4c
C-4 VC-3
C-3
VC-2
C-2
VC-12
C-12
VC-11
C-11
中国的SDH基本复用映射 结构
×1
×N
×1
STM-N AUG-N AUG-1
AU-4
指针处理
映射 定位 复用
VC-4
×3
C-4 139264kbit/s
TUG-3
TU-3
×7
×3
TUG-2
G.707新的SDH复用路径图
x1
x1
STM-256 AUG-256
x1 STM-64
x4 AUG-64
x1 STM-16
x1 STM-4
x1 STM-1
x1 STM-0
AU-4-256c VC-4-256c
x1 x4 AUG-16
AU-4-64c
x1 x4 AUG-4
AU-4-16c
x1 AU-4-4c
光纤通信技术第7章(SDH的帧结构和复用步骤)
整个STM-1的帧结构由三个部分组成：段开销（SOH），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（paylaod）。各部分 的功能如下：
1）段开销（SOH）
段开销是为了保证信息净负荷正常传送所必须附加的网络运行、管理和维护字节。 段开销又分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH），可分别对相应的段层进行监 控：
再生段开销(RSOH)—对STM-N整体信号进行监控。 复用段开销(MSOH)—对STM-N中的某一个STM-1信号进行监控。
2）管理单元指针（AU-PTR） 管理单元指针（AU-PTR）是用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N 帧内的准确位置的指示符，以便接收端能根据这个位置指示符的值（指针值） 准确分离信息净负荷。
7.1 SDH信号的帧结构
7.1.1 SDH信号—STM-N的帧结构 STM-N信号的帧结构是实现SDH网络诸多功能的基础。对它的基本要求是： ① 能够满足对支路信号进行同步数字复用和交叉连接； ② 支路信号在帧内的分布是均匀的、有规律和可控的，便于接入和取出； ③ 对PDH 1.544Mbit/s系列和2.048Mbit/s系列信号，都具有统一的方便 性和实用性。
64kb/s数字电话通路。 E1用于再生段公务联络。 E2用于复用段公务联络。
5）使用者通路字节：F1。 为网络营运者提供一个64kbit/s通路，为特殊维护目的提供临时的
数据/话音通道。
6）再生段误码监测字节：B1 对再生段信号流进行监控，方式为BIP8偶校验。
例：某信号一帧有4 个字节，对其进行 BIP8偶校验如图：
从而使段的接收端能够确认自己与预定的段的发送端是否是否 处于持续的连接状态。
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STM-1的帧结构
关于字节间插复用方式
我们以一个例子来说明有三个信号帧结构各为每帧3个字节
若将这三个信号通过字节间插复用方式复用成信号D 那
D就应该是这样一种帧结构
帧中有9个字节且这9个字节的排放次序如下图
STM-N的帧结构
此时N的取值为1，4，16，64，等
STM-1段开销：STM-4段开销：
STM-N信号的帧频
•任何等级STM-N是8000帧/秒，也就是帧周期为恒定的125 us
(E1信号也是8000帧/秒)
•因此， STM-N的时钟就必须是STM-1时钟的N倍。
比如，STM-1的时钟是155.520M，
STM-4的时钟就是155.520M * 4 = 622.08M
天朝规定的把2M的e1信号装进STM-N的唯一合法流程
（从右往左看）
e1信号装进STM-N第①步（共9步） e1信号装进C12容器
复帧的概念:
4个C12基帧（C12容器）组成一个复帧
C12的基帧的帧频是8000帧/秒
那么C12复帧的帧频就是2000帧/秒
为什么要提出复帧的概念
当E1 信号的速率不是标准速率2.048Mbit时，装入每个C12的平均比特数就不是整数。
例如，E1速率是2.046Mbit/s时，将此信号装入C12基帧时平均每帧装入的比特数是
(2.046Mbit/秒)/(8000帧/秒) = 255.75bit/帧
有效信息比特数不是整数因此无法进行装入若此时取4个基帧为一个复帧那么正好一个复帧装入的比特数是
(2.046Mbit/秒)/(2000帧/秒) =1023bit/帧
可在前三个基帧每帧装入256bit （也就是32字节）有效信息；
在第4帧装入255个bit的有效信息，这样就可将此速率的E1信号完整的适配进C12中去
复帧就长成这样
每格为一个字节，填汉字的地方全是W
所以，C12复帧 = 127W + 5Y + 2G + 1M + 1N = 136个字节
WYGMN都是啥意思
这里的R表示调整比特，就是伪随机数
这样一来， C12复帧又可以这样表示：
C12复帧 = 127W + 5Y + 2G + 1M + 1N = 136个字节 =
1023I + S1 + S2 + 3C1 + 49R + 8O = 1088bit
其中负正调整控制比特C1 C2分别控制负正调整位置S1 S2
当C1C1C1 = 000时，S1放有效信息比特I
而C1C1C1 =111时，S1放插入伪随机数R
C2以同样方式控制S2
复帧可容纳有效信息的速率范围
•当C1C1C1 = 000时，S1放有效信息比特I
•而C1C1C1 = 111时，S1放插入伪随机数R
•C2以同样方式控制S2
（其中1023，1，0，都表示信息比特I的个数）
只要E1信号的速率范围在2.046Mbit/s到2.050Mbit/s 的范围内，
就可以将其装载进标准的C12容器中
在此强调，复帧只是个概念
实际操作中，还是以基帧为实际的操作单位。
复帧会被分拆成4个基帧，然后分别放到连续的4帧STM-1中。
下图可以较为直观的看到，在装载过程中，四个基帧之间是并行的关系。
总结一下复帧概念存在的意义 E1的时钟可能不稳定，C12容器又太小，所以平均分配的话，一个C12容器里面装的可能不是完整的bit。
个么就连续来4个C12容器，这样平均下来就能保证每连续4个C12容器里面装的都是完整的bit了。
所以说复帧只是个概念，装完了E1信号之后就被分拆成4个基帧并行分别打包，最后这4个基帧都不会分在同一个STM-1里面。
e1信号装进STM-N第②步（共9步）
C12容器加上POH变成VC12虚容器
此处POH是LP-POH（低阶通道开销），是加在每个基帧左上角的缺口上的。
一个复帧有一组低阶通道开销共4个字节V5，J2，N2，K4。
e1信号装进STM-N第③步（共9步）VC12加上TU-PTR变成TU12
在VC12复帧的4个缺口上再加上4个字节的TU-PTR（支路单元指针）这时信号的信息结构就变成了TU12
e1信号装进STM-N第④步（共9步）
3个TU12经过间插复用成为TUG2此时的帧结构是9行12列
e1信号装进STM-N第⑤步（共9步）
7个TUG2经过间插复用成为TUG3
TUG2是9行12列的结构，
个么7个TUG2经过间插复用得到的的结构是9行84列。
为了满足TUG3的信息结构9行86列，就需要在此结构前再加入两列固定塞入调整比特R（伪随机数），凑成9行86列的TUG3结构
e1信号装进STM-N第⑦步（共9步）VC4前加上AU-PTR成为AU4
下图就是AU4结构
e1信号装进STM-N第⑧步（共9步）
AU4加上RSOH和MSOH，成为STM-1 payload其实就是VC4，结构是9行261列
e1信号装进STM-N第⑨步（共9步）STM-1经过间插复用成为STM-N
此时N的取值为1，4，16，64，等。