SDH数字复接技术
8 数字复接技术
一、数字复接原理
多路信号同时传输，及信道复用。 多路信号同时传输，及信道复用。 常用的复用方式有FDM、TDM和CDM等。 FDM用于 、 常用的复用方式有 和 等 用于 模拟通信，例如载波通信； 用于数字通信， 模拟通信，例如载波通信； TDM用于数字通信，例如 用于数字通信 （30/32路PCM） 通信。 路 ） 通信。
一、数字复接原理
1、复接的分类： 、复接的分类：
所需缓存较少，但不利于以 字节为单的信息的处理， PDH大多采用此方式
CH2
CH3
CH4
所需缓存较大，但有利于以 字节为单的信息的处理， SDH大多采用此方式
按字复接和按位复接
二、PDH系统简介 系统简介
路为基群， 以PCM30/32路为基群，采用按位复接的准同步复接 路为基群 技术，多用于早器的电话通信系统。 技术，多用于早器的电话通信系统。
SDH是一种传输规范，既可以用于光纤通信，也可以用于微波通信。STM是一种传输规范，既可以用于光纤通信，也可以用于微波通信。 是一种传输规范 N 同步传送模块可以容纳 同步传送模块可以容纳PDH信号，前向兼容 信号， 信号
9×N 丰富的管理开 销比特
STM-N帧结构 帧结构
2、帧结构与段开销
SOH：段开销是指STM帧结构中为了保证信息净负荷正 ： 常灵活传送所必须的附加字节，主要是供网络运行、管 理和维护使用的字节。 SOH可进一步划分为再生段开销RSOH和复用段开销 MSOH。 产生终止于再生中继设备和复用设备。 AU PTR：管理单元指针是一种指示符，主要用来指示 ： 信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置，以 便在接收端正确的分解。 产生终止于再生复用设备。 Payload：信息净负荷就是帧结构中用户所需要的真正 ： 的信息。其中还包括少量用于通道性能监视、管理和控 制的通道开销字节（POH）。
SDH技术及其发展趋势
SDH技术及其发展趋势0引言20世纪末以来，SDH技术已经成为国家通信基础设施的建设重点，近年来，植根于SDH技术上的新技术层出不穷。
因此，在“十一五”规划前期预研课题中重点研究“下一代SDH技术发展趋势”，对于充分利用网络中的已有投资，进一步提升国内产品的领先地位都有着重要意义。
未来几年内，SDH将向多业务承载能力、智能化和更高的传输容量这三个方面发展[1]。
1SDH技术产生的背景传统的数字通信制式是准同步数字系列（PDH）。
所谓准同步是指各级比特率相对其标称值有一个规定容限的偏差，而且是不同源的。
在数字通信发展初期，准同步数字系列起到了很大作用，使数字复用设备能先于数字交换设备得到开发。
但在数字网技术迅速发展的今天，这种基于点对点的体制正暴露出一些固有的弱点，无法适应新技术发展要求，难以很好地支持新一代网络。
为了适应新的电信网的发展，新一代公认的理想的传输体制，即同步数字系列（SDH）应运而生。
所谓SDH是由一些网络单元（如复用器等）构成的，在光纤（或微波）上进行同步信息传输、复用的方式。
SDH 的问世之所以被称为是通信传输体制上的重大变革，完全因为它具有许多PDH所不及的优点。
SDH是电信网朝着高速化、数字化、综合化及智能化方向发展的必然结果。
SDH传输体制正迅速地代替不适应现代通信网发展的PDH体制，成为推动传输网实现新变革的基础[1]。
2SDH的概念及其特点2.1 SDH的基本概念SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）光端机容量较大，一般是16E1到4032E1。
SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。
国际电话电报咨询委员会（CCITT）（现ITU-T）于1988年接受了SONET 概念并重新命名为SDH，使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。
数字复接技术-SDH部分
据/语声通路链接。
6. 比特间插奇偶检验8位码（BIP-8）：B1
用作再生段误码监视，使用偶校验的比特间插奇偶校验码。 BIP-8码对扰码后的上一个STM-N帧的所有比特进行计算， 结果置于扰码前的本帧的B1字节位置。
8比特监视码的产生过程如下： › 首先，将STM帧结构中所有被校验的部分按8比特为一组，分为一
D10
D11
D12
S1
M1 E2 × ×
注：×为国内使用保留的字节；*为不扰码字节；Δ为与传输 媒质有关的字节 ；空白字节是保留给将来的国际标准使用的。
例：以STM-1内的K1字节为例，由于其处于第5行、第4复列， 间插层数为1层，因此其矢量坐标为S（5，4，1），行列坐 标为
－－－（5，4）。
MST指复用段终端，完成复用段的功能，相应设备有光缆线路 终端、高阶复用器、宽带交叉连接器等。
RST指再生段终端，产生和终结再生段开销。
通道终端
（线路终端） （复用/解复用）
（线路终端） （复用/解复用）
通道终端
交换 系统
适匹 系统
交叉 连接 系统
光纤 线路 系统
光纤
再
光纤
生
器
光纤 线路 系统
交叉 连接 系统
8. 自动保护倒换（APS）通路字节：K1，K2（b1~b5）
用于传送自动保护倒换（APS）协议。专用于保护目的嵌入 信令通路，响应时间较快。
9. 复用段远端失效指示（MS-RDI）字节：K2（b6~b8）
用于向发送端回送一个指示信号，表示收信端检测到来话 方向故障或正接收复用段告警指示信号（MS-AIS）。MSRDI用解扰后K2字节的b6、b7和b8为“110”来表示。
SDH的数字复接原理
第六章 SDH 的数字复接原理6.1概述6.1.1同步数字体制(SDH)的产生和发展 SDH: Synchronous Digital Hierarchy1988年美国贝尔通信研究所提出SONET 概念. SONET: Synchronous Optical Networks.同步光纤网. 同年,CCITT 接受SONET 概念,提出SDH 体制. 1、SDH 的概念定义：SDH 是用于进行同步信息传输、复用和交叉连接的、具有标准化的信息结构。
基本传输模块是同步传输模块STM 。
STM ：Synchronous Transport Module.定义：STM 是一种块状帧结构，内部安排丰富的比特开销，便于网络操作、维护和管理。
2、SDH 与PDHSDH 发展的巨大潜力是基于PDH 相比较而言的。
1、在数字体系方面SDH 的数字体系结构如表所示。
显然，SDH 真正实现了同一数字体系的全球性数字通信。
2、 在接口规范方面PDH ：不存在统一的光接口，SDH ：在帧内已安排扰码，其统一格式的NRZ 加扰码成为适应光纤、微波数字传输的统一码型。
3、 上下业务能力方面PDH ：逐级复用，上下话路困难；SDH ：采用同步复用及指针映射结构，各种不同等级的信号码流在帧结构净负荷是有规律排列的，净负荷与网络又是同步的，利用指针可以从高速信号流中一次提取出所需信号，如图所示上下业务十分方便。
4、 在网络的运行、维护和管理方面PDH ：不存在足够的用于网络运行、管理和维护（OAM ）的比特，这种先天不足使PDH 无法适应飞速发展的网络业务需求，也难以支持新一代电信传输往。
SDH ：帧内含有丰富的比特开销，使网络的OAM 能力大大增强，并可实现高可靠性的自愈环行网结构。
5、兼容性方面PDH ：基础为点到点的传输，数字信道利用率低，有的需要多次转接，无法提供最佳传输路由。
也难以满足不断出现的各种新业务。
SDH：J即可PDH网几乎所有的速率级的信号，也可直接与交换机相连接，还便于传输A TM信源，具有支持B-ISDN的能力，并具有较好的横向和纵向兼容性。
SDH光纤传输复用设备原理PPT课件
.
18
2M复用步骤
×3 1
12 1×7
1
字 节
字 节
间 插 TU G 2 间 插RR
9
86
TU G 3
TUG2——支路单元组2；TUG3——支路单元组3。 2M—C12—VC12—TU12；3TU12—TUG2；7TUG2—TUG3； 3TUG3—VC4—STM1。 STM-1可装入3×7×3=63个2M信号。2M复用结构是3-7-3结构。
AU-4
加入段 开销
RSOH
AU-PTR 净负 荷
MSOH
9
1
270×N
1
STM-N
9
AU-4——管理单元4，与VC4相对应的信息结构 复用路线140M—VC4—AU-4—STM-1，所以 STM-1
仅能复用进一路140M信号
.
15
34M复用步骤
1
1
34M 速 率 适 配 /打 包
C3
加 入 POH监 控/打 包
可以复用进3路34M。
.
17
2M复用步骤
125us 1 基帧4
1
POH
1
4
1
1
4
1
2M速 适率 配
C12
加POH 监控
VC12
一级指 针定位
TU12 接下页
9
9
9
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。
例：某信号一 帧有9个字节， 对其进行BIP24 偶校验如图：
SDH数字复接技术
•通道——终端复用器之间称为通道。
(可以包含一个或多个复用段)
2、SDH的特点 • SDH的特点主要体现在如下几个方面： （1）全世界统一的数字信号速率和帧结构标准;
（2）采用同步复用方式，具有灵活的复用结构。
（3）SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，因而使 得0AM能力大大加强。
（4）具有标准的光接口。 （5）SDH与现有的PDH网络完全兼容。 （6）以字节为单位复用。 • 上述特点中最核心的有三条：同步复用、标
容器的主要作用就是进行速率调整，140Mbit/s的信号装 入C4也就相当于将其打了个包封，使140Mbit/s信（SOH）：为保证信息净负荷正常， 灵活传送所必需的附加字节，是供OAM 使用字节。
• 净负荷（payload）:存放各种信息负荷的地方， 其中含有少量的通道开销（POH），用于监视， 管理和控制通道性能。
–管理单元指针（AU-PTR）：指示信息 净负荷的第一个字节在STM-N帧中的准 确位置，以便在接收端正确地分解。
• 终端复用器（TM）---将多个支路信号复 接到SDH信号
主要任务是将低速支路信号纳入STM-1 帧结构，并经电/光转换成为STM-1光线路 信号，其逆过程正好相反。
分插复用器（ADM）----从SDH信号中 分离和插入低阶信号
将同步复用和数字交叉连接功能综合于一体， 具有灵活地分插任意支路信号的能力，在 网络设计上有很大灵活性。另外，ADM 也具有电/光转换、光/电转换功能。
• SDH的帧结构必须适应同步数字复用、交 叉连接和交换的功能，同时也希望支路信 号在一帧中均匀分布、有规律，以便接入 和取出。ITU-T最终采纳了一种以字节为 单位的矩形块状（或称页状）帧结构
•
STM―1帧结构字节的传送是从 左到右，从上到下按行进行，首先 传送帧结构左上角第一个8比特字 节，依次传递，直到9×270个字 节都送完，再转入下一帧。
数字通信原理 第5章
30
（5）使用者通路F1
保留给使用者（网络提供者）专用，主要 为特定维护而提供临时的数据/语声通路连接。 （6）比特间插奇偶校验8位码（BIP-8)B1 用作再生段误码性能监测。 （7）比特间插奇偶校验24位码(BIP-N×24)字 节B2B2B2
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(8)自动保护倒换通路(APS)字节K1和 K2(b1~b5) 两个字节用作自动保护倒换（APS)信令。 (9)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）。 （10）同步状态字节S1(b5~b8)
（2）虚容器(VC) 用来支持SDH的通道层连接的信息结构，它由容 器输出的信息净负荷加上通道开销(POH)组成，即：
VC-n=C-n+VC-n POH
VC的包逢速率是与 SDH网络同步的，因此不同的 VC是互同步的。
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而VC内部却允许装载来自不同容器的异步净负荷。
分为高阶虚容器和低阶虚容器。 （3）支路单元和支路单元组 支路单元是提供低阶通道层和高阶通道层之间适 配的信息结构。
TU-n=VC-n+TU-n PTR
（4）管理单元和管理单元组
管理单元提供高阶通道层和复用段层之间适配的 信息结构。
AU-n=VC-n+AU-n PTR
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（3）复用过程
映射是一种在SDH边界处使各支路信号适配进虚容器 的过程。
定位是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过 程。 复用是以字节交错间插方式把TU组织进高阶VC或把AU 组织进STM-N的过程。
④自动保护倒换字节K4（b1~b4)：功能与 高阶通道G1(b5~b7)类似。 ⑤增强型远端缺陷指示K4(b5~b7)： ⑥备用比特K4(b8)：安排将来使用。
SDH数字复接技术
SDH具有高效的纠错和 保护机制，提高了信号 传输的可靠性。
SDH是国际标准化的传 输技术，具有良好的互 通性和互操作性。
工作原理
帧结构
SDH采用矩形帧结构，由多个容器（C）组成，每个容器中包含若干个字节的数据。
复接过程
低速信号首先经过码速调整，适应SDH的帧速率，然后按照一定的顺序和规则排列到容器 中。多个容器再按照一定的顺序组成更大的结构单元，最终形成一个完整的SDH帧。
H技术可以支持多种业务，如语音、 数据、图像等，使得电信网络能够更 好地满足用户多样化的需求。
大容量传输
通过SDH复接技术，可以将多个低速 信号复接到高速信号中，实现大容量 数据的传输，提高了电信网络的传输 效率。
广播电视网络中的应用
节目信号传输
SDH技术可以用于传输广播电视节目的信号，确保节目信号的稳定 和高质量传输。
输标02入题
低阶复用包括基本单元的复用，如2Mbit/s、 34Mbit/s、140Mbit/s等速率的数字信号的复用。
01
03
SDH帧结构由段开销、通道开销和净荷三部分组成， 其中段开销包括再生段开销和复用段开销，通道开销
包括容器通道开销和虚容器通道开销。
04
高阶复用包括高阶通道的复用，如VC-3、VC-4等速 率的数字信号的复用。
03 SDH数字复接的关键技术
定时同步技术
1 2
定时同步的概念
定时同步技术是SDH数字复接技术的核心，它确 保了各支路信号在复接后的同步性。
定时源的选择
选择合适的定时源是实现定时同步的关键，通常 选择高稳定度的原子钟或GPS作为参考时钟。
3
同步原理
通过比较参考时钟与本地时钟的偏差，自动调整 本地时钟的频率和相位，使其与参考时钟保持一 致。