SDH原理(2 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
SDH基本原理-帧结构和复用步骤

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
补齐 缺口
H2 H3
R
TUG-3
字 节 间 插
P OR R H
99
9
261
VC4
TU3——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。 34M—VC3—TU3—TUG3; 3TUG3—VC4—STM-1; 所 以 STM-1
G.707新的SDH复用路径图
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
SDH基本原理

2M
C-12
1
加入POH 加入 监控 9 4
VC-12
TU-12
9
x3
字节 间插
x7
字节间插
TUG-2
9 1 12
R R
9 1
TUG-3
86
三、开销和指针 开销
监控的实现——开销 • 段开销——RSOH MSOH • 通道开销——HPOH LPOH RSOH、MSOH、HPOH、LPOH完成层层细化的监控功能。 、 完成层层细化的监控功能。 、 、 完成层层细化的监控功能
三、开销和指针 开销
BI字节工作机理 字节工作机理
• 发端对对上一个已扰码帧(1#STM-N)进行BIP8偶校验放于本帧(2#STMN)的B1字节处,收端对所收当前未解扰帧(1#STM-N)进行BIP8偶校验 B1’与所收下一帧解扰后(2#STM-N)的B1字节相异或,异或的值为零则 表示传输无误码块,有多少个1则表示出现多少个误码块。 • 若收端检测到B1误码块 在收端RS-BBE性能事件中反映出来
三、开销和指针 开销
同步状态字节: ( 同步状态字节:S1( b5-b8) 状态字节 )
• 传送同步状态信息,可用于时钟保护倒换功能 • S1字节表示时钟同步源质量信息,该值越小表示时钟质量越高
**注 字节间插复用 间插复用时 STMAU-PTR和PAYLOAD的所有字节原封不动 **注 :字节间插复用时,各STM-1帧的AU-PTR和PAYLOAD的所有字节原封不动 段开销有所不同 只有第一个STM- 的段开销被保留 其余N 有所不同, 第一个STM 保留, STM间插 ,而段开销有所不同,只有第一个STM-1的段开销被保留,其余N-1个STM-1 的段开销中仅保留A1,A2,B2字节,其余均略去。 的段开销中仅保留A1,A2,B2字节,其余均略去。 A1,A2,B2字节 略去
1-SDH基本原理解析

28
2M复用步骤
1 125us 基帧 4 1 2M 速率 适配 加POH 监控 9 POH 1 4 1 一级指 针定位 9 1 4 1
C-12
VC-12
TU-12
接下页 9
• C-12——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。 • VC-12——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。 • TU-12——支路单元12;与VC-12相对应的标准信息结构 ,完成对VC-12的一级指针定位。
3
第1章 SDH概述
第2章 SDH信号帧结构和复用步骤 第3章 设备的逻辑功能块构成
4
SDH概述
• 内容
– SDH的定义
– 光传送网络的发展 – SDH的工作方式 – SDH的特点
• 目标
– 掌握SDH体制的整体概念
5
SDH的定义
SDH的基本概念
SDH:Synchronous Digital Hierarchy
SDH的定义
光传送网络的发展 SDH的工作方式
SDH的特点
13
第1章 SDH概述
第2章 SDH信号帧结构和复用步骤
第3章 设备的逻辑功能块构成
14
帧结构和复用步骤
• 内容:
–STM-N的帧结构和帧各部 分的作用 –PDH信号复用进STM-N帧 的方式
• 140M复用进STM-N帧 • 34M复用进STM-N帧 • 2M复用进STM-N帧
9 260 1 125us
P O H
1
1
VC-4
125us 261
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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。
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将信号帧等效成块状帧结构,仅仅 2.1 SDH的帧结构 是为了分析的方便。例如,E1信号的帧 9× 270× N字节 是32个字节组成的 1行×32列的块状帧。 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 1 信号通过字节间插复用而成。当N个STM再生段开销 RSOH 3 1 信号通过字节间插复用成STM-N信号时, 管理单元指针 仅仅是将STM-1信号的列按字节间插复用, 信息净负荷 4 AU-PTR 行数恒定为9行。PAYLOAD 5
用进STM-N信号中去。
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2、PDH复用的2种方式 传统的将低速信号复用成高速信号的方法有 两种。 (1)比特塞入法(又叫做码速调整法) 这种方法利用固定位置的比特塞入指示来显 示塞入的比特是否载有信号数据,允许被复用的 净负荷有较大的频率差异(异步复用)。它的缺 点是因为存在一个比特塞入和去塞入的过程(码 速调整)。
RSOH 段
MSOH
开 销
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(3)管理单元指针
位于 STM-N 帧中第 4 行的 9 × N 列,共 9 × N 个字 节,AU-PTR起什么作用呢? 我们讲过 SDH 能够从高速信号中直接分 / 插出 低速支路信号(例如2Mbit/s),这又是为什么呢? 这是因为低速支路信号在高速 SDH信号帧中的 位置有预见性,也就是有规律性。预见性的实现 就在于SDH帧结构中指针开销字节功能。
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2.2 SDH复用结构和步骤 2.2.1 SDH复用的一般概念 1、SDH复用的2种情况 SDH 的复用包括两种情况:一种是低阶的 SDH 信号复用成高阶 SDH信号;另一种是低速支路信号 ( 例 如 2 Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s) 复 用 成 SDH信号STM-N。 第一种情况在前面已有所提及,复用主要通 过字节间插复用方式来完成的。
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什么是通道? STM-1信号可复用进63×2Mbit/s的信号,可
将 STM-1信号看成一条传输大道,那么在这条大 路上又分成了 63条小路,每条小路通过相应速率 通道开销的作用就可以看成监控这些小路 的低速信号,那么每一条小路就相当于一个低速 的传送状况了。所谓通道指相应的低速支路信 信号通道。 号, POH的功能就是监测这些低速支路信号在
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C4子帧结构
W字节 + 12信 息字节 X字节 + 12信息 字节 Y字节 + 12信息 字节 Y字节 + 12信息 字节 X字节 + 12信息 字节 Y字节 + 12信息 字节 Y字节 + Y字节 + 12信息 12信息 字节 字节 Y字节 + 12信息 字节 X字节 + 12信息 字节
段 开 销
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段 开 销
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段开销又分为再生段开销(RSOH)和复用段 开销(MSOH)。
分别对相应的段层进行监控。 我们讲过段其实也相当于一条大的 传输通道,RSOH和MSOH的作用 也就是对这一条大的传输通道进行 那么,RSOH和MSOH的区别是 监控。 什么呢?二者的区别在于监管的范 围不同。若光纤上传输的是2.5G信 号,那么,RSOH监控的是STM-16 整体的传输性能,而MSOH则是监 控STM-16信号中每一个STM-1的性 能情况。
段 SDH网上运输时的 由 STM-N 这辆货车承载,在 性能。信息净负荷并不等于有效负荷,即将低 净负荷 开 速信号加上了相应的POH。
销
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(2)段开销(SOH)
段开销是为了保证信息净负荷正 常、灵活传送所必须附加的供网络运 行、管理和维护(OAM)使用的字 节 。例如段开销可进行对 STM-N 这辆运 而 POH 的作用是当车上有货物损 货车中的所有货物在运输中是否有损 坏时,通过它来判定具体是哪一件货 坏进行监控。 物出现损坏。也就是说 SOH 完成对货 物整体的监控, POH 是完成对某一件 特定的货物进行监控。当然, SOH 和 POH还有一些管理功能。
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第1子帧 共20个字节块(13字节) 20× 13=260字节
第2--8子帧
这9个子帧结构完全相同
第9子帧 共20个字节块(13字节) 20× 13=260字节
可将C4的基帧(9行×260列)划分为9个子帧,每个子帧占 一行。每个子帧又可以13个字节为一个单位,分成20个单位(20 个13字节块)。每个子帧的20个13字节块的第1个字节依次为: W、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、 Y、X、Y、Z,共20个字节,每个13字节块的第2到第13字节放的 是140Mbit/s的信息比特。
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这种方法不能将支路信号直接接入高速复用 信号或从高速信号中分离出低速支路信号,也就 是说不能直接从高速信号中上 /下低速支路信号, 而是要一级一级的进行。这种比特塞入法就是 PDH 的复用方式。
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(2)固定位置映射法 这种方法利用低速信号在高速信号中的相对 固定的位置来携带低速同步信号,要求低速信号 与高速信号同步,也就是说帧频相频一致。 它的特点在于可方便的从高速信号中直接上/ 下低速支路信号,但当高速信号和低速信号间出 现频差和相差(不同步)时,要用 125 μs(8000 帧/秒)缓存器来进行频率校正和相位对准,导致 信号较大延时和滑动损伤。 从上面看出这两种复用方式都有一些缺陷, 比特塞入法无法直接从高速信号中上 /下低速支路 信号;固定位置映射法引入的信号时延过大。
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SDH 网的兼容性要求 SDH 的复用方式既能满足 异步复用(例如:将 PDH 信号复用进 STM-N),又 能满足同步复用(例如 STM-1→STM-4),而且能 方便地由高速 STM-N 信号分 / 插出低速信号,同时 不造成较大的信号时延和滑动损伤. 这就要求 SDH需采用自己独特的一套复用步骤 和复用结构。在这种复用结构中,通过指针调整 定位技术来取代 125 μs缓存器用以校正支路信号 频差和实现相位对准。
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3、SDH复用的三个步骤 各种业务信号复用进 STM-N帧的过程都要经历 映射(相当于信号打包)、定位(相当于指针调 整)、复用(相当于字节间插复用)三个步骤。 ITU-T规定了一整套完整的复用结构(也就是 复用路线),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。
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2.2.2 140Mbit/s复用进STM-N信号
260 139.264Mbit/s 1 149.76Mbit/s 9
C4 信号的帧有 260 列× 9 行( PDH 信号在复用进 STM-N 中时,其块状帧一直保持是 9 行),那么 E4 信号适配速率后 的信号速率(也就是 C4 信号的速率)为: 8000 帧 / 秒× 9 行 × 260 列× 8bit=149.760Mbit/s。所谓对异步信号进行速率适 配,其实际含义就是指当异步信号的速率在一定范围内变动 时,通过码速调整可将其速率转换为标准速率。 在这里, E4 信号的速率范围是 139.264Mbit/s±15ppm (G.703规范标准)=(139.261-139.266)Mbit/s,那么通过速 率适配可将这个速率范围的 E4信号,调整成标准的C4速率-149.760Mbit/s,也就是说能够装入C4容器。
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G.709复用映射结构
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C-容器、VC-虚容器、TU-支路单元、 TUG-支路单元组、 AU-管理单元、 AUG-管 理单元组,这些复用单元的下标表示与此复 用单元相应的信号级别。 8Mbit/s 的 PDH 信号 是无法复用进STM-N信号的。对于一个国家或 地区则必须使复用路线唯一化。
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2、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。
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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,以便收端能根 据这个位置指示符的值(指针值)正确分离信息 净负荷。 若仓库中以堆为单位存放了很多货物,每堆 货物中的各件货物(低速支路信号)的摆放是有 规律性的(字节间插复用),那么若要定位仓库 中某件货物的位置就只要知道这堆货物的具体位 置就可以了。
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复用的个数是 4 合一,即 4 × STM-1→STM-4, 4×STM-4→STM-16。在复用过程中保持帧频不变 (8000帧/秒)。 这就意味着高一级的 STM-N信号速率是低一级 的 STM-N 信号速率的 4 倍。在进行字节间插复用过 程中,各帧的信息净负荷和指针字节按原值进行 间插复用,而段开销则会有些取舍。 第二种情况也是用得最多的就是将 PDH信号复