数字通信原理—SDH的速率与帧结构
第七章同步数字体系(SDH)
AUPTR还可用于频率调整．以便实现网络各支路同步工作。
这10个比特就是指针值。指针值是用二进制来表示的。亦即用 l0个比特的0、1码构成的二进制数值，来表示十进制的0～782 个编号。再深一步说，就是用上面所述的10比持来表示VC-4第 一个字节在o～782中的位置。
四、指针的频率调整作用
1、当VC帧速率＜AUG帧速率时: 图7—14中的5个I比持反转，通知接收端表示要作正码速调整(加
(C-4)十(VC-4POH)=VC-4 (VC-4) 十(AU-4PTR)＝AU-4 (AU-4)＝(AUG) 最后形成 STM-1
(1)下图画出了两帧，(一帧的时间是125μs，故两帧是250μs (2)对照帧结构图7－2可知，图中左侧第四行的位置就是指针区。 (3)图右侧是两帧STM—1的净负荷区，为了表明净负荷区中某点的 位置，根据行、列来画线打出格子。从第四行向右、向下进行位置 编号。每三格编一个号。例如的000，111，222，－－。
二、PDH的固有缺点
1、存在互为独立的三大数字系列，使国际间的互通存在 困难。
2、无统一的光接口，使各厂家的产品互不兼容。 3、 4、网管通信带宽严重不足，给建立集中式电信管理网带
5
三、SDH网的基本特点
优点： 1）SDH网络是由一系列SDH网元（NE）组成的，它是一个可在
光纤 或微波、卫星上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。 2）具有全世界SDH)传输网中的信号是以同步传输模块(STM)
SDH原理
(3)同步电路搜捕性能较好（同步码集中插入）
(4)复接方式灵活，可采用N~（N+1）和N~（ N+2）两种方式复接 (5)2Mb/s系列的帧结构与数字交换用的帧结构是 统一的，便于向数字交换统一化方向发展
数字复接
564.992
PDH E1信号
PDH E3信号
PDH E4信号
数字复接
五次复用 4路 139.264 Mb/s 四次复用 4路 34.368 Mb/s 三次复用 4路 8.448 Mb/s 1 4路 2.048 Mb/s 1 二次复用 1 1 4
复用设 备 五次群
复用设 备 四次群
外时钟 定时 同 步 定时
(1) 低次 (2) 群 (3) (4) 支路
码 速 调 整
复 接
高次群
分 接
恢 复
(1) (2)低次 (3) 群 (4) 支路
复接器
分接器
数字复接系统框图
2.048 Mbit/s → 2.112 Mbit/s × 4 → 8.448 Mbit/s
8.448 Mbit/s → 8.592 Mbit/s × 4 → 34.368 Mbit/s
抽样定理
抽样定理又称采样定理，它是通信原理中十分重要的定 理，是模拟信号数字化，时分多路复用及信号分析、处理 的理论依据。它实质上是一个连续时间模拟信号经过抽样 变成离散序列后能否由此离散序列样值重建原始模拟信号 的问题。
抽样定理
设时间连续信号f(t)，其最高截止频率为fm ，如 果用时间间隔为T≤1/(2fm)的开关信号对f(t)进行抽样， 则抽样后的信号就包含原连续信号的全部信息。
SDH基本原理-A(第一小结)
SDH通信原理与线路传输等效性
SDH采用分组交换和复用技术，实现了多个用户之间的并行传输。它提供了线路传输的等效性和可靠性。
SDH中的频段与波长的映射
为了提高传输容量和灵活性，SDH将不同的频段和波长映射到光纤中，实现多 业务传输。
SDH标准传输速率及帧结构
SDH定义了多种传输速率和帧结构，以满足不同的业务需求。它提供了灵活的带宽分配和服务等级管理。
SDH的发展历程经历了多个阶段，从传统的PDH到现代的SDH标准。国际电信联盟和ITU-T起着关键的标 准制定和推动作用。
SDH传输系统组成及功能
SDH传输系统由光纤、光传输设备、业务交叉设备等组成。它具有增强的传输能力、强大的保护能力和 灵活的业务配置功能。
SDH中的时钟ห้องสมุดไป่ตู้步技术
时钟同步是SDH中的关键技术之一，保证各个传输链路之间的时钟同步，确保 数据的准确传输和解析。
SDH中的网络配置与数据透传 技术
SDH支持灵活的网络配置和数据透传技术，实现不同网络设备之间的互联和数 据交换。
SDH与其他传输技术的比较与融合
SDH与其他传输技术（如PDH、OTN）相比具有不同的特点和应用场景，在实际网络中进行融合和协同 工作。
SDH基本原理-A(第一小结)
SDH是同步数字系列层次结构，用于高速传输语音、数据和视频等信息。本节 将介绍SDH的基本概念、发展历程、传输系统组成与功能等。
SDH基本概念及意义
SDH是一种高速同步基础架构，用于各种数字通信应用。它提供可靠的信息传输和管理，为通信网络的 稳定运行提供支持。
SDH的发展历程与标准制定
SDH中的T/V通道与管理通道
SDH中的T/V通道用于传输业务数据和管理信息。管理通道提供了对传输链路 的监控和管理功能。
SDH原理
SDH 基本原理一．SDH概述：SDH的基本概念：是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。
SDH产生的社会背景：通信网传输、交换、处理的信息量增大，向数字化、综合化、智能化、个人化发展。
SDH产生的技术背景：传统的PDH传输系统已不能适应现代通信发展的要求。
SDH的特点：1.接口方面：电接口STM-1是SDH最基本的同步传送模块STM，速率为155.520Mb/s 。
STM-N是SDH更高等级的同步传送模块，速率是STM-1的N倍。
光接口仅对电信号扰码。
光口信号码型是加扰的NRZ码，采用世界统一的标准扰码。
2.复用方式：同步复用和灵活的映射结构3. OAM功能：用于OAM的开销多OAM功能强—这也是线路编码不用加冗余码的原因二．SDH帧结构和复用步骤：帧结构：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。
1. RSOH（再生段开销）：1-3行前9×N列，监控整个STM-N的性能。
2. AU-PTR（管理单元指针）：第4行前9×N列，定位VC-4在AU-4中的位置。
3. MSOH（复用段开销）：5-9行前9×N列，监控除再生段外的某个STM-1的性能。
4. 信息净负荷：1-9行261×N列，存放信息包。
5. POH（通道开销）：监控每个信息包的性能。
6. TU-PTR（支路单元指针）：定位VC-12在TU-12中的位置。
复用步骤：PDH复用成SDH三步骤：映射-定位-复用（不能打乱）2M信号的复用步骤：2M→C-12→VC-12→TU-12(×3)→TUG-2(×7)→TUG-3(×3)→VC-4→AU-4→STM-1备注：1个STM-1可以复用1个140M，3个34M，63个2M。
数字通信原理讲解ch1隋(4)
● 采用同步复用方式和复用映射结构，只需利用软件控制即可使高速信号一次 分接出支路信号。既不影响别的支路信号，又避免对整个高速信号都分解；
● OAM能力大大加强，使信道分配、路由选择最佳； ● 硬件得到简化，有标准光接口，允许同步厂家设备在光路上互通，兼容性强； ● 与PDH 网络兼容，可兼容PDH的各种速率，并可容纳各种新业务信号； ● 信号结构利于进行网络传输和交换，以字节为单位复用与信息单元相一致，
信号互连和管理简单灵活。
3、SDH 的不足
● 频带利用率不如 PDH 系统； ● 采用指针调整技术会使时钟产生较大抖动，造成传输损伤； ● 大规模使用软件控制，业务量会集中在少数几个高速链路和交叉节点上，若
关键部位出现问题可能导致网络重大故障，甚至造成全网瘫痪； ● SDH与PDH互连时由于指针调整产生相位跃变，以致信号产生的低频抖动和
漂移现象比纯粹的PDH或SDH信号更严重；
4.2 SDH 的速率与帧结构
一、网络节点接口
网络节点接口NNI 是网络节点之间的接口，也是传输设备与其他网络单元之 间的接口。理想的NNI能结合不同的传输设备和网络节点（不受限于传输媒 介和网络节点），可构成统一的传输、复用、交叉连接和交换接口。
TR : 支路 SM ：同步复用设备
交叉连接和停业务检测； ● 复用结构缺乏灵活性，数字通道设备利用率很低。
二、SDH 的概念及特点
1、SDH 的概念
SDH网是由一些SDH的网络单元（NE）组成，在光纤上进行同步信 息传输、复用、分插和交换连接的网络。（但SDH网中不含交换设 备，它只是交换局之间的传输手段）
● SDH网有世界统一的网络节点接口，简化了信号互通以及信号的传输、复 用、交叉连接等过程；
20-SDH原理讲解
27
SDH开销功能的组织结构图
SDH信号的开销和指针
28
我国的SDH基本复用映射结构
11
SDH信号的帧结构和复用
结构模块
功能
接口容器—C 适配功能（如码速调整）
虚容器—VC
加上通道开销（POH） 独立实体提供通道层连接
VC包封速率与网络同步的，不同VC是同步的
管理单元—AU 支路单元—TU
AU—高阶通道层和复用段的适配功能 （指明VC的浮动） 由高阶VC+AUPTR构成
VC12、与34Mbit/s相对应的VC3）是相互同步的。
17
复用方法和步骤（ 34Mbit/s ）
SDH信号的帧结构和复用
34M 速率适 配/打包
1
C3
加入POH监 控 /打包
9
1
84
125us
P O H
1
1
VC3
转下页
125us
9 85
C3——容器3；与34M相对应的标准信息结构，完成速率适配功能。 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
5
STM-N的帧结构（2）
SDH信号的帧结构和复用
开销字节： 提供网络运行、管理和维护（OAM）
段开销（SOH） 完成对STM-N整体信号流进行监控。即对STM-N“车厢”中所有“货物包”进行整体上的性
能监控。 RSOH —— STM-N整体 MSOH —— 每一个STM-1
SDH原理全解析
SDH原理全解析SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一种用于传输数字信号的同步时分复用技术，它能够有效地组织和传输多个低速信号，从而提高传输效率和可靠性。
故SDH原理全解析可以从以下几个方面展开：1. 帧结构：SDH使用特定的帧结构，每个帧由多个容器（container）组成。
容器是一个固定长度的结构，包括多个负载单元（payload unit），每个负载单元可以携带部分数据。
在SDH中，帧的速率被划分为多个层次，每个层次的容器数量和帧速率不同，以满足不同速率的数据传输需求。
2. 时钟同步：SDH采用大气面站地球站（MSTP）的原则进行同步，即每个节点都依赖于下一个节点提供的时钟信号。
首先，主时钟源（Primary Reference Clock）提供一个高精度的时钟信号，然后通过网络逐级分配给其他节点。
这样，整个网络各个节点的时钟都同步在一个统一的时间基准上。
3. 传输层次：SDH将传输速率分层处理，以满足不同带宽的需求。
SDH的层次结构包括STM-1、STM-4、STM-16等，每个层次的传输速率是前一层次的整数倍。
例如，STM-1速率为155.52Mbps，STM-4速率为4倍的STM-1，即622.08Mbps。
每个层次都有专门的容器和负载单元格式，以便传输不同速率的数据。
4.管理功能：SDH具有多种管理功能，用于监测和控制网络中的各个节点。
这些功能包括性能监测、告警处理、路径管理、维护和故障定位等。
性能监测通过收集和分析网络中的性能参数，用于评估网络的质量和可靠性。
告警处理用于处理和报告网络中的异常情况，并采取必要的措施进行修复。
5.容错机制：SDH具有多种容错机制，以确保数据能够可靠地传输。
其中最重要的机制是自动保护切换（APS），它能够在发生节点或链路故障时，自动切换到备份路径，从而确保数据的连续传输。
另外，SDH还支持误码监测和纠错，通过检测和修复过程中产生的错误，保证数据的完整性和可用性。
sdh技术原理
sdh技术原理SDH技术原理一、SDH技术概述同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）是一种高速数字传输技术，用于在光纤通信网络中传输数据。
它是一种基于时间分割多路复用（Time Division Multiplexing，TDM）的技术，能够实现多个不同速率的信号在同一条光纤上传输。
二、SDH网络结构SDH网络由三个层次组成：物理层、传输层和逻辑层。
1. 物理层物理层主要包括光纤、光模块、接口卡等硬件设备，用于将电信号转换为光信号，并将光信号通过光纤传输。
2. 传输层传输层主要实现对不同速率的信号进行分组和交叉复用，并在不同节点之间进行数据交换和转发。
其中，STM-1（Synchronous Transport Module level-1）是SDH中最基本的传输单元，其速率为155.52Mbps。
3. 逻辑层逻辑层主要负责对数据进行处理和管理。
它包括了各种控制通道和管理通道，在网络中起到了重要的作用。
三、SDH帧结构SDH帧结构采用了分时复用技术，将不同速率的信号分成小块，并通过交错方式进行复用。
SDH帧结构由多个层次组成，其中最基本的层次是STM-1。
1. STM-1帧结构STM-1帧结构总共包括270个字节，其中包括了9个行（row）和9个列（column）。
每个行和列都包含了30个字节，其中前3个字节为传输时钟信息，后27个字节为有效数据信息。
2. STM-N帧结构STM-N是指在STM-1基础上扩展出的不同速率的传输单元。
例如，STM-4的速率为622.08Mbps，其帧结构就是由4个STM-1帧组成。
四、SDH时钟同步原理SDH网络中需要保持各节点之间的时钟同步，以确保数据能够正确地传输。
SDH时钟同步主要有两种方式：内部时钟同步和外部时钟同步。
1. 内部时钟同步内部时钟同步是指在一个节点内部使用自身产生的时钟信号进行同步。
这种方式可以确保每个节点内部各设备之间的协调工作，并且可以减少对外界干扰的影响。
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5.2 SDH的速率与帧结构
1、段开销字节的安排
SOH中包含定帧信息，用于维护与性能监视的信息 以及其他操作功能。
SOH进一步划分为：
再生段开销：RSOH，占第1至第3行。 复用段开销：MSOH，占第5至第9行。
每经过一个再生段更换一次RSOH，每经过一个复用 段更换一次MSOH。
四、段开销(SOHቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ字节
5.2 SDH的速率与帧结构
ITU-T G.707建议规范的SDH标准速率如表5-2-1：
等级
STM-1
速率
155.520
（Mbit/s）
STM-4 STM-16 STM-64 622.080 2488.320 9953.280
二、同步数字体系的速率
5.2 SDH的速率与帧结构
三、SDH帧结构
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。
5.2 SDH的速率与帧结构
5.2 SDH的速率与帧结构
一
二
三
网络节点 接口
同步数字 体系的速
率
SDH帧结 构
5.2 SDH的速率与帧结构
一、网络节点接口
网络节点接口（NNI）是实现SDH网的关键。从 概念上讲，网络节点接口是网络节点之间的接口，从 实现上看它是传输设备与其他网络单元之间的接口。
字节的行列坐标[行数，列数]与三坐标矢量的关系： 行数=a 列数=N(b-1)+c
四、段开销(SOH)字节
5.2 SDH的速率与帧结构
2、SOH字节的功能
1) 帧定位字节A1和A2
SOH中的A1和A2字节可用来识别帧的起始位 置。A1为11110110，A2为00101000。 STM-1帧 内安排有6个帧定位字节。
5.2 SDH的速率与帧结构
图5-2-3 STM-1 SOH字节安排
四、段开销(SOH)字节
5.2 SDH的速率与帧结构
图5-2-4 STM-4 SOH字节安排
四、段开销(SOH)字节
5.2 SDH的速率与帧结构
图5-2-5 STM-16 SOH字节安排
四、段开销(SOH)字节
5.2 SDH的速率与帧结构
NNI在网络中的位置如图5-2-1所示。
5.2 SDH的速率与帧结构
图5-2-1 NNI在网络中的位置
一、网络节点接口
5.2 SDH的速率与帧结构
二、同步数字体系的速率
同步数字体系最基本的模块信号（即同步传递模 块）是STM-1，其速率是155.520Mbit/s。
更高等级的STM-N是将基本模块信号同步复用、 字节间插的结果。目前，SDH只能支持一定的N值， 即N为1，4，14，64。
由图5-2-2可见，整个帧结构分为三个主要区域：
段开销（SOH）区域 信息净负荷（payload）区域 管理单元指针（AU-PTR）区域
三、SDH帧结构
5.2 SDH的速率与帧结构
1、段开销(SOH)区域
段开销(section overhead)是指STM帧结构中为了 保证信息净负荷正常、灵活传送所必需的附加字节， 是供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。
3、管理单元指针(AU-PTR)区域
管理单元指针用来指示信息净负荷的第一个字节 在STM帧中的准确位置，以便在接收端能正确的分解。 图5-2-2中帧结构第4行左边的9×N列分配给指针用。
三、SDH帧结构
5.2 SDH的速率与帧结构
四、段开销(SOH)字节
SDH帧结构中安排了两大类开销：
段开销(SOH) 通道开销(POH)
对于STM-1而言，帧长度为270×9＝2430byte，相 当于19440bit，帧周期为125ms，由此可算出其速率为 270×9×8/125×10-6=155.520Mbit/s。
三、SDH帧结构
5.2 SDH的速率与帧结构
这种块状结构的帧结构中各字节的传输是从左到 右、由上而下按行进行的，每秒共传8000帧。
四、段开销(SOH)字节
5.2 SDH的速率与帧结构
2) 再生段踪迹字节J0
J0字节在STM-N中位于S(1,7,1)或 [1,6N+1]。该 字节被用来重复地发送“段接入点标识符”，以便 使段接收机能据此确认其是否与指定的发射机处于 持续连接状态。
ITU-T采纳了一种以字节为单位的矩形块状（或 称页状）帧结构，如图5-2-2。
5.2 SDH的速率与帧结构
图5-2-2 SDH帧结构
三、SDH帧结构
5.2 SDH的速率与帧结构
STM-N由270×N列9行组成，即帧长度为 270×N×9个字节或270×N×9×8bit。帧周期为125ms(即 一帧的时间)。
图5-2-6 STM-64 SOH字节安排
四、段开销(SOH)字节
5.2 SDH的速率与帧结构
段开销字节的位置：
段开销字节在STM-N帧内的位置可用一个三坐标矢 量(a,b,c)来表示：其中a表示行数，取值为1~3（对应于 RSOH）或5~9（对应于MSOH）；b表示复列数，取值为 1~9；c表示在复列数内的间插层数，取值为1~N。
5.2 SDH的速率与帧结构
STM-N帧中SOH所占空间与N成正比，N不同，SOH 字节在空间中的位置也不同，但SOH字节的种类和功能是 相同或相近的。
各种不同SOH字节在STM-1，STM-4，STM-16和 STM-64帧中的安排如图5-2-3，5-2-4，5-2-5和5-2-6所示。
四、段开销(SOH)字节
第 5章 同步数字体系(SDH)
SDH
5.2 SDH的速率与帧结构
第 5 章 同步数字体系(SDH)
第一节 SDH的基本概念 第二节 SDH的速率与帧结构 第三节 同步复用与映射方法 第四节 SDH传输网
5.2 SDH的速率与帧结构
本节考核知识点与考核要求：
1、网络节点接口的概念 ——“识记”； 2、同步数字体系的速率 ——“识记”； 3、SDH帧结构 ——“领会”； 4、段开销（SOH）字节，只包括段开销字节的 种类 ——“识记”；
帧结构的左边9×N列8行（除去第4行）分配给段 开销。
三、SDH帧结构
5.2 SDH的速率与帧结构
2、信息净负荷(payload)区域
信息负荷区域是帧结构中存放各种信息负载的地 方。图5-2-2之中横向第10×N～270×N，纵向第1行到 第9行的2349×N个字节都属此区域。
三、SDH帧结构
5.2 SDH的速率与帧结构