最新SDH帧结构介绍
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
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。
计算机网络原理 SDH速率和帧结构
计算机网络原理SDH速率和帧结构
SDH采用一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N（N=1，4，16，64，…），相应各STM-N等级的速率为
STM-1 155.520Mbit/s
STM-4 622.080Mbit/s
STM-16 2 488.320Mbit/s
STM-64 9 953.280Mbit/s
SDH帧结构是一种以字节为基本单元的矩形块状帧结构，其由9行和270×N 列字节组成，如图3-19所示。
帧周期为125 s。
帧结构中字节的传输是由左到右逐行进行。
对于STM-1而言，其信息结构为9行×270列的块状帧结构，传输速率：f b=9×270×8×8 000=155.520Mbit/s。
从结构组成来看，整个帧结构可分成3个区域，分别是段开销区域、信息净负荷区域和管理单元指针区域。
图3-19 STM-N帧结构
●段开销（SOH）区域
段开销是指SDH帧结构中为了保证信息净负荷正常、灵活、有效地传送所必须附加的字节，主要用于网络的OAM功能。
段开销分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。
●信息净负荷（Payload）区域
信息净负荷区域主要用于存放各种业务信息比特，也存放了少量可用于通道性能监视、管理和控制的通道开销（POH）字节。
●管理单元指针区域
管理单元指针（AU-PTR）是一种指示符，其作用是用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置，以便在接收端能正确分离净负荷。
sdh网络节点接口帧结构
140Mbit/s
140Mbit/s
网管系统
STM-N帧结构
9×N列（字节） 1 再生段开销 （RSOH) 3 4 5 复用段开销 （MSOH ) 9 125μ s 270×N列 管理单元指针 （AU PTR ) STM-N净负荷( Payload) 9行 传输方向 261×N列（字节）
STM-N帧结构
2048kbit/s到STM-1的映射和复用(帧结构变化过程 续) TU-12复用成TUG-2，TUG-2复用成TUG-3
TUG-2速率计算：
3×4×36×8/500μs=6912kbit/s
TUG-3速率计算：
(3×4×7+2)×36×8/500μs=49.536Mbit/s
2048kbit/s到STM-1的映射和复用(帧结构变化过程 续) • TUG-3复用成VC-4
VC-4速率计算： 261×36×8/500μs=150.336Mbit/s
2048kbit/s到STM-1的映射和复用(帧结构变化过程 续)•Βιβλιοθήκη VC-4经AU-4复用成AUG
AU-4速率计算： (261×9×8+9×8)×4/500μs=150.912Mbit/s
SDH复用映射结构和复用映射过程 ITU-T 规定了一套完整的复用结构，通过这些路线可将 PDH的3个系列的数字信号以多种方法复用成 STM-N信号。
段开销
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。
SDH传输网的帧结构
SD H^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SD K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。
SD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-信号的速率为155.520 Mbit/s的N咅。
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-的帧长度用时间表示，通常为125卩s,由270列和9行组成。
因为每个字节每125卩s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卩s。
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勺帧结构组成相当简单。
STM-N&号的帧结构由9行，270X N列组成。
每帧的长度为9X 270X N节，每帧的持续时间为125卩s，若帧频为8 kHz，则可求得STM-N匕特率为9X270X NX 8 000 Mbit/s 。
STM-1 的SOI传输速率为8X 9X 8X 1X 8 000 X 10-6=4.608 Mbit/s 。
STM-顺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传输网知识点总结
SDH传输网知识点总结1.帧结构：SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STM－N（Synchronous Transport Mode，N=1，4， 16，64），最基本的模块为STM－1，四个STM－1同步复用构成STM－4，16个STM－1或四个 STM－4同步复用构成STM－16，四个STM－16同步复用构成STM－64，甚至四个STM－64同步复用构成STM －256；SDH采用块状的帧结构来承载信息，每帧由纵向9行和横向 270×N 列字节组成，每个字节含8bit，整个帧结构分成段开销（Section OverHead，SOH）区、STM－N净负荷区和管理单元指针（AU PTR）区三个区域，其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配以保证信息能够正常灵活地传送，它又分为再生段开销（Regenerator Section OverHead，RSOH）和复用段开销（Multiplex Section OverHead， MSOH）；净负荷区用于存放真正用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节；管理单元指针用来指示净负荷区内的信息首字节在STM－N帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。
SDH的帧传输时按由左到右、由上到下的顺序排成串型码流依次传输，每帧传输时间为125μs，每秒传输1/125×1000000帧，对STM－1而言每帧比特数为8bit×（9×270×1）=19440bit，则STM－1的传输速率为19440×8000=155.520Mbit/s；而STM－4的传输速率为4×155.520Mbit/s=622.080Mbit/s；STM－16的传输速率为16×155.520（或4×622.080）=2488.320Mbit/s。
2.映射：映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器（C），再加入通道开销（POH）形成虚容器（VC）的过程，帧相位发生偏差称为帧偏移。
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。
SDH帧结构与复用
帧结构的三大部分功能 是在STM-N帧结构中存放将由STM-N （1）信息净负荷（payload） 传送的各种信息码块的地方。信息净负荷
区相当于STM-N这辆运货车的车箱，车箱 内装载的货物就是经过打包的低速信号— —待运输的货物。 为了实时监测货物（打包的低速 信号）在传输过程中是否有损坏，在 将低速信号打包的过程中加入了监控 开销字节——通道开销（POH）字节。 它负责对打包的货物（低速信号）进 行通道性能监视、管理和控制。
1 1 一级 指针 定位
H1 H2 H3
86
1
TU-3
补齐 缺口
9
1 H1 H2 H3 R 9
1 86 ×3 1 字 节 间 插
9
261 P O R R H
TUG-3
VC4
• 2M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
9
AUG
STM-N
9
1 34M
1
1 1 86
1
H1 H2 H3
速率 匹配
1
C3
9 125us 84
加POH 监控
1
P O H
VC3
125us 85
一级 指针 9 定位
TU-3
补齐 缺口
9
1 H1 H2 H3 R 9
86 ×3 字 节 间 插
1 1 P O R H
9
261
TUG-3
R
VC4
125us 1 2M ËÙÂÊ 适配 ÊÊÅä 4 1
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。
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SDH帧结构
• <8>管理单元指针(AUPTR)
• AUPTR是一种指示符，它指示出信息 净负荷中分支数据的准确位置(即指信 息净负荷的第1个字节在STM—N帧内 的准确位置),以便正确地分解提取信 息。采用指针是SDH的重要创新，可 以把指针提取数据形象地理解为文件 传送：利用指针寻址，将数据压入堆 栈，将数据弹出堆栈。
帧传输速率为8000帧/秒，因而STM-1传输速率 为 155520Kb／s，其它较高级别的码速都是 STM-1码速的正整数倍，如右表所示。
SDH帧结构
• 1.比特开销
• 比特开销由段开销(SOH)和指针(PTR)组成。 段开销(SOH)中9×8矩阵提供网络运行、维 护和管理所需的附加字节。对STM -1而言， 每帧有 8×9=72个字节(576bit)用于段开销， 所占比例几乎为3%，可见段开销是相当丰富 的，这是SDH的重要特点之一。SDH的比特 开销叉分为再生器段开销(RSOH)和复用器 段开销(MSOH)，如图2所示。下面分别叙述 SOH和PTR的各项功能。在SDH中，1～3行 分给RSOH，5～9行分给MSOH。RSOH可 以在再生中继器接入，也可以在终端设备中 接入。MSOH则只能在终端设备中接入。
• <2>STM体系识别符(C1)
• SDH中的C1字节用来识别每个STM-1信 正确分路。
SDH帧结构
• <3>数据通信通路(DCC)D1～D12 • SDH中的DCC用来构成SDH管理网(SMN)的传
送链路。PDH中也有控制通路，但都是专用的， 外界无法接入。SDH中的DCC则是通用的。具 备所有网络单元，其中D1～D3字称为再生器段 DCC，用于再生器段终端间交流OAM 信息，速 率为 64x3=192(kb/s)；D4～Dl2字符为复用段 DCC，用于复用器段终端间交流OAM信息。传 输速率为576kb/s。 • <4>比特交叉奇偶校验8bit码BIP-8(B1、B2) • B1字节用作再生器段误码监视，8个比特为偶校 验比特间插奇偶校验码。B2字节用作复用段(可 以看作是数字段)误码监视。段开销中安排有3个 B2字节(共24比特)作此用途。B2字节是使用偶 检验的比特间插奇偶校验N×24码 。
SDH帧结构
• SDH最基本、最重要的数据块为同步传输模块 STM-1。更高级别的STM-N信号则是将STM-1按 同步复用，经字节间插后形成的。STM-1矩形块 状帧结构如右图所示，它由两部分组成：比特开 销和信息净负荷。STM-1帧结构由9行、270列组 成。每列宽度为一个字节（8bit），前9列为比特 开销所用，其余261列则为有效负荷即数据存放地。 整个帧容量为(261+9)×9=2430字节，相当于 2430×8=19440比特。STM-N帧结构中信息的发 送顺序是按照从左到右、从上到下的顺序。
SDH帧结构
• <5>公务通路字节(E1、E2) • El、E2两个字节提供公务联络语声通路。
E1用于本地公务通路，在再生器接入。 E2用于直达公务通路，在复用段终端接 入两者速率皆为64kb/s • <6>用户通路(F1) • F1字节保留为网络提供者专用，主要为 特定维护目的提供临时的数据/语声 通 路连接，传输速率为64kb/s。 • <7>自动保护倒换(APS)通路(K1、K2) • K1、K2是专用于保护目的而设置的嵌入 信令通路 。
SDH 概述
• 3.特点
• SDH的特点是：整个网络采用同一个极精确的时间标准；信息以同 步传送模块的块状信息结构组织传输；由于帧结构中包含了管理 单元指针等开销，能方便地由高速信号插入或分出低速信号；具 有兼容性，既可以异步复用，将PDH信号复用进STM-N，又可以同 步复用，将STM低层次模块复用进高层次模块。但是与此同时， SDH也有一些缺陷，如频带利用率低；指针调整机理复杂；软件的 大量使用造成系统安全性较低等等。
SDH帧结构
• 2.信息净负荷
• 信息净负荷是STM-1帧结构中 存放各种信息的地方，占有 2344个字节。其中有少量用于 通道性能监视、管理和控制的 通道开销字节(POH)作净负荷 的一部分，并与其一起在网络 中传送。图3示出了低级虚容 器 VC的 POH 组成。
SDH帧结构
• <1>远端块差错指示器(FEBE) • 当BIP监视到所接收的数据有差错时，发送此
• 而总共约占5％的比特开销用于维护管理，包括段开销(再生段和 复用段)和管理单元指针。其中段开销主要用于网络的运行、管 理、维护及指配，以保证信息能够正常灵活地传送，具体包括： ①同步，包括帧定位和同步状态；②通信，包括音频和数据通信； ③性能监视，包括误码特性；④国际与地区使用分区等。而管理 单元指针用来指示净负荷区内的信息首字节在STM-N帧内的准 确位置，以便接收时能正确分离净负荷。
SDH帧结构介绍
SDH 概述
• 2.产生背景
• 高度发达的现代通信系统使得通过通信网传输、交换、处理 的信息量不断增大，而传输系统又是通信网的重要组成部分， 传输系统的好坏直接制约着通信网的发展。同时用户也希望 传输网能有世界范围的接口标准。但是传统的由PDH 传输体制 组建的传输网，其复用的方式很明显的不能满足信号大容量 传输的要求，它的地区性规范也给网络全球互连增加了难度， 因而在通信网向大容量、标准化发展的今天，SDH应运而生。
信息 。 • <2>远端接收失败指示器(FERF) • 当监视到一个段失败或告警指示信号AIS时，
则发送此信息。 • <3>传输数据的比特问插奇偶校验BIP • BIP核查所收到的数据差错。 • <4>信号标签 • 指示VC的组成 。 • <5>通道跟踪信号
SDH帧结构
• 综上所诉，SDH帧结构中信息净负荷区主要用于存放真正用于 信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的开销字节。
SDH帧结构
• <1>帧定位字(A1、A2)
• 帧定位字用来识别帧的起始位置。A1、 A2具有确定的二进制数据：A1为 11110110，A2为00101000。在STM-1 帧内集中安排6个帧定位字，占帧长的 0.25%，误码率为(1/2)(6x8)=3.55x1015 ，因此帧失步概率大大减小。