（计算机应用技术专业论文）sdh同步数字复用设备光接口板的设计与实现.pdf

摘要 从2 0 世纪8 0 年代中期开始，光纤通信在电信网中获得大规 模的应用，凭借着廉价优良的带宽特性，光纤通信已成为电信网 的主要传输手段。光同步数字传送网( s o n e t s d h ) 主要以光 纤为传输媒质，它随着光纤通信的发展不断壮大，迅速成为现代 传输网络的主要组成部分。s d h 具有全世界统一的网络节点接 口，标准化的信息等级结构，能够兼容现有的p d h 准同步数字 系列传输系统，使得全世界传输系统能够在s t m n 级别上进行 互联互通。 光同步传送网络是一些s d h 设备( 网元) 组成，在光纤上 进行同步信息传输、复用以及交叉连接的网络。s d h 设备用来完 成传输网络的各种功能，根据完成的功能不同，常见的s d h 设 备可以分为四种，包括终端复用器t m ，分插复用器a d m ，再生 中继器r e g ，数字交叉连接设备d x c 。本课题要实现的同步数 字复用设备z x s m2 51 0 是大容量增强型的2 5 g 综合业务传输 设备，具备s d h 传输产品的一般特征，而且具备强大的数据业 务的接入和传送功能以及升级到1 0 g 的能力。它主要由以下类型 的单板组成：网元控制板( n c p ) 、时钟板( s c ) 、交叉板( c s ) 、 光接口板( o l ) 、电支路板( e t ) 、公务板( o w ) 以及背板( m b ) 。 这篇论文主要讲述同步数字复用设备光接口板的设计与实 现。首先介绍了s d h 原理以及s d h 设备：接着介绍了光接口扳 的功能与构成；第五章介绍了光接口板软件功能与设计；第六章 介绍了光接口板的内存管理方法；第七章介绍了光接口板软件的 开发环境与开发方法。第八章介绍了光板的测试。第九章结束语 说明了课题的应用与后续研究。 关键词：同步数字系列，光板，嵌入式系统 a b s t r a e t s i n c et h em i d d l eo f19 9 0 s ，f i b e rc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y h a sb e e na p p l i e di nt h et e l e c o mn e t w o r ki na1 a r g es c a l e ，w h i c hh a s b e c o m et h em a i nw a yo ft r a n s m i s s i o no w i n gt oi t sc h e a pp r i c ea n d f i n ec h a r a c t e r i s t i co fb a n d w i d t h s o n e t s d ha l s og r o w sf a s ti n t o t h em a i nb o d yo fm o d e r nt r a n s m i s s i o nw i t ht h e d e v e l o p m e n to f f i b e rc o m m u n i c a t i o n s d hh a st h eu n i f i e dn e t w o r kn o d ei n t e r f a c e ( n n i ) ，s t a n d a r d i z e di n f o r m a t i o nc l a s s s t r u c t u r ei na l lt h ew o r l d a n dc a nb ec o m p a t i b l ew i t hp d h ，w h i c hm a k e sa l lt h et r a n s m is s i o n n e t w o r ks y s t e m sc a nc o m m u n i c a t ew i t he a c ho t h e ro nt h el e v e l0 f s t m n s d ht r a n s m is s i o nn e t w o r ki sm a d eo fs o m es d he q u i p m e n t s ( n e t w o r ke l e m e n t ) ，w h i c h c a n t r a n s m i t ，m u l t i p l e x ，c r o s s t h e s y n c h r o n o u s i n f o r m a t i o no nt h ef i b e r s d h e q u i p m e n t c a n i m p l e m e n t a l lk i n d so ff u n o t i o ni nt h et r a n s m i s s i o nn e t w o r k a c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n tf u n c t i o n ，t h ec o m m o ns d he q u i p m e n t s i n c l u d et e r m i n a l m u l t i p l e x e r ( t m ) ，a d d d r o pm u l t i p l e x e r ( a d m ) ， r e g e n e r a t o r ( r e g ) ，d a t a c r o s s c o n n e c t ( d x c ) z x s m2 5 10isa k i n do fe n h a n c e d2 ，5gs y n t h e s i z e di n f o r m a t i o nt r a ns m i s s i o n e q u i p m e n t ， w h i c hh a st h e p o w e r f u l d a t ac o n n e c t i o na n d t r a n s m i s s i o n a b i l i t y a n dc a n u p g r a d e i n t o10 gt r a n s m i s s i o n e q u i p m e n t z x s m 2 510t r a n s m is s i o ni sm a d eo fs o m e s i n g l e b o a r d s s u c ha sn e tc o n t r o l p r o c e s s o r ( n c p ) ，s y n c h r o n o u s c l o c k ( s c ) ，c r o s ss w i t c h ( c s ) ，o p t i c a ll i n e ( o l ) ，e l e c t r i ct r i b u t a r y ( e t ) ， o r d erw i r e ( o w ) a n dm o t h e rb o a r d ( m b ) t h i sd i ss e r t a t i o nm a i n l yi n t r o d u c e st h e i m p l e m e n t a t i o n m e t h o d so ft h e o p t i c a l l i n e b o a r d ( 0 l ) o fs y n c h r o n o u sd i g i t a l m u l t i p l e xe q u i p m e n t t h e f i r s tt w o c h a p t e r s o v e r v i e w st h e t t p r i n c i p l eo fs d ha n di t se q u i p m e n t c h a p t e r f o u ri n t r o d u c e st h e f u n c t i o na n ds t r u c t u r eo fo l c h a p t e rf i v ei l l u s t r a t e st h es o f t w a r e f u n c t i o na n dd e s i g n c h a p t e rs i xo u t l i n e st h em e m o r ym a n a g e m e n t o fo l c h a p t e rs e v e nd i s c u s s est h ed e v e l o p i n ge n v i r o n m e n ta n d m e t h o d s c h a p t e re i g h t i n t r o d u c e st h e t e s t i n g i n s t r u m e n t a n d t e c h n i q u eo fo l f i n a l l yc h a p t e r n i n es u m m a r i z e st h ew h o l ew o r k k e y w o r d ：s d h ，o p t i c a ll i n e ( o l ) ，e m b e d d e ds y s t e m 附件三 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包古为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示谢意。 签名：兰童盈塑日期：2 。d 争年l 月珀 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名：兰童至因 导师签名： 缘娩 e t 期；7 d 。丫年1 2 月侈日 s d h ： p d h ： s t m ： s o h ： a u ： t u ： v c ： a p s ： t m ： a d m ： r e g ： d x c ： d c c ： e c c ： n c p ： s c ： c s ： o l ： o w ： m b ： b s p ： 缩略词 s y n c h r o n o u sd i g i t a lh i e r a r c h y p l e s i o c h r o n o u s d i g i t a lh i e r a r c h y s y n c h r o n o u st r a n s p o r tm o d u l e s e c t i o no v e r h e a d a d m i n i s t r a t i v eu n i t t r i b u t a r yu n i t v i r t u a lc o n t a i n e r a u t o m a t i cp r o t e c ts w i t c h i n g t e r m i n a lm u l t i p l e x e r a d d d r o pm u l t i p l e x e r r e g e n e r a t o r d a t ac r o s sc o n n e c t d a t ac o m m u n i c a t i o nc h a n n e l e m b e d d e dc o n t r o lc h a n n e l n e tc o n t r o lp r o c e s s o r s y n c h r o n o u sc l o c k c r o s ss w i t c h o p t i c a ll i n e o r d e rw i r e m o t h e rb o a r d b o a r ds u p p o r tp a c k a g e 同步数字系列 准同步数字系列 同步传送模块 段开销 管理单元 支路单元 虚容器 自动保护倒换 终端复用器 分插复用器 再生中继器 数字交叉连接 数据通信通路 嵌入控制通路 网元控制板 时钟板 交叉板 光接口板 公务板 背板 板级支持包 $ d h 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 1 1 课题来源 第一章绪言 s d h ( s y c h r o n o u sd i g i t a lh i e r a i c h y ) 全称是同步数字系列， 光同步传送网络是由一些s d h 设备( 网元) 组成，在光纤上进 行同步信息传输、复用以及交叉连接的网络。s d h 设备经过了几 十年的发展，目前已经十分成熟，主要向高速、大容量、高可靠 性、低成本和小体积等方向发展。在s d h 高端设备上，目前大 容量的2 5 g 、高端的1 0 gs d h 系统已经基本成熟商用。z x s m 2 5 10 是增强型大容量的2 5 g 的综合业务传输设备，具有s d h 传 输产品的一般特征，而且具有强大的数据业务的接入和传送功 能，具有升级到10 g 的能力，主要应用于传输骨干网、发达地区 的本地网以及部分本地传输本地网的核心调度节点。借助于 m s t p 技术，还可以广泛应用于城域网核心层和汇聚层。 光接口板是z x s m2 5 1 0 的重要组成部分，本课题主要就光 接口板的功能和构成、硬件组成、软件功能设计和实现、开发环 境和开发工具、测试工具和测试方法作了具体的研究。 1 2 我做的工作 在该项目中，我参与了光接口板的设计与实现，具体工作如 下： 1 ) 光接口板软件的功能以及模块划分，将光接口板软件自 上而下分为三层：业务处理层、s 口命令解析层以及用户层。其 中业务处理层进一步划分为单板、端口r s m s 、a u v c 三个子 层。定义了各层的功能。 2 ) 设计光接口板应用程序的流程与框架，包括光接口板初 始化、光接口板主循环以及定时中断任务的设计，数据结构描述 以及函数定义。 3 ) 负责光接口扳软件内存管理模块的设计。 1 3 论文结构 全文共分为九章，第一章绪言介绍了课题的来源和我做 s d h 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 的工作；第二章s d h 原理简介对s d h 原理的几个重要方面 做了一些介绍；第三章介绍了s d h 设备原理，分逻辑组成和 功能与物理组成和功能两个方面；第四章光板功能与构成说 明了光板的原理和功能、硬件组成；第五章光板软件功能与设 计详细说明了光板的软件功能、模块划分以及程序设计等；第 六章光板内存管理方法介绍了光板软件的内存管理方法；第 七章光板软件的开发环境与开发方法介绍了光板软件的具体 开发环境和实现方法；第八章光板的测试介绍了与光板相关 的一些常见的测试工具和测试方法；第九章结束语介绍了课 题的应用与后续研究。 s 0 t t 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 2 1s d h 的优点 第二章s d h 原理简介 s d h 规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、 接口码型等特性，提供了一个国际上得到广泛支持的框架，在此 基础上可以发展并建成一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传 输网。s d h 是在p d h 准同步数字系列的基础之上。发展起来的。 与p d h 相比，它有许多优点，如速率统一，光接口和帧结构统 一，丰富的开销字节为网络管里提供了方便，组网灵活，完全兼 容p d h 。作为一种新的传送网，s d h 在高速主干信息传送中发 挥着重要的作用。 2 2s d h 的速率及帧结构 s d h 的速率等级表示为s t m n ，最基本的速率等级为s t m 1 ， 其速率为15 5 5 2 0 m b i t s ，更高等级的s t m n 是将基本模块信号 s t m 一1 经过字节间插复用得到的，目前支持的最高的速率等级为 s t m 6 4 ，其速率为9 9 53 2 8 0 m b i t s 。 s d h 以字节为单位进行传输，它的帧结构是一种以字节结构 为基础的矩形结构，它包含2 7 0 x n 列和9 行字节。在s d h 帧中， 字节的传输是从左到右按行传输的，每秒可传8 0 0 0 帧，帧长恒 定为1 2 5 u s 。s d h 的帧结构如下图2 1 所示，可以看出它分为三 大区域，段开销区域( s o h ) 、信息净荷区( p a y l o a d ) 以及管 理单元指针区域( a u p t r ) 。 s d h 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 再生j r 开* c r a t a 0 曾曩单元指计 g 瑰- i 吩伍稿0 h l 苴由 “v ，r 砷 量用段开情 c m l 图2 1s d h 帧结构图 1 ) 段开销( s o h ) 区域 段开销是指s t m n 结构中为了保证信息狰负荷正常传送所 必须的附加字节，主要用于网络的运行、管理和维护( o a m ) 。 段开销可以进一步划分为再生段开销( r s o h ) 和复用段开销 ( m s o h ) 。 2 ) 信息净荷区域( p a y l o a d ) 信息净荷区域是在s t m n 帧结构中存放将由s t m n 传送的 各种业务信息的地方。这些业务信号作为低速信号在加入s t m n 帧结构中时同时加入了监控开销字节，即通道开销( p o h ) 字节。 它作为挣负荷的一部分在网络中传送，主要用于通道性能的监 视、管理和控制。 3 ) 管理单元指针( a u p t r ) 区域 a u p t r 是用来指示信息净负荷的第一个字节在s t m n 帧 内的准确位置的指示符，以便接收端根据指示符的值( 指针值) 正确的进行信息分解。 2 3s d h 的复用结构及复用方法 s d h 的复用包括两种情况，第一种是将低阶的s d h 信号复 用成高阶s d h 信号，复用方法主要通过字节间插复用方式来完 成。复用过程保持帧的频率不变，即8 0 0 0 帧，秒。这样高一级的 s d h 信号的速率是低一级的s d h 信号速率的四倍。如s t m 4 是 4 栅+ 榭厂 t卜r s i ) h 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 s t m 1 的速率的四倍。 第二种情况是将低速支路信号复用成s d h 信号，复用方法 如下：首先将各低速信号放入相应的容器c 中，这些容器c 是 用来装载各种速率业务信号的信息结构，主要完成如速率调整适 配功能。 各种速率等级的数字流先进入相应的接口容器c ，由标准容 器出来的数字流加上通道开销p o h 后就构成了虚容器( v c ) ，这 过程就是映射。v c 是s d h 中最重要的一种信息结构，主要支 持通道层连接，它作为一个独立的实体在s d h 中传输过程中是 完整不变的。 v c 可以分为低阶虚容器和高阶虚容器，v c 12 和v c 3 为低 阶虚窑器，v c 4 是高阶虚容器。由v c 出来的数字流再按照规 定的线路进入管理单元或支路单元t u 。v c 1 3 到t u n 或a u - 1 1 的转换是一个速率适配的过程，也就是复用结构中的定位校准过 程。 支路单元t u 是一种为低阶通道层和高阶通道层提供适配功 能的信息结构，它由低阶v c 和t u p t r 组成。t u - p t r 用于指 明低阶v c 在帧结构中的位置。有四种支路单元t u 1 1 、t u - 1 2 、 t u 3 。 管理单元a u 是一种为高阶通道层和复用层提供适配功能的 信息结构，它由高阶v c 和a u p t r 组成。其中a u p t r 用来指 明高阶v c 在s t m n 帧内的位置。因而允许高阶v c 在s t m n 中的位置是浮动的，但a u p t r 本身在s t m n 帧内位置是固定 的。一个或多个在s t m n 帧内占固定位置的a u 组成管理单元 组a u g ，它由三个a u 3 或单个a u 4 按字节间插方式组成。最 后，a u g 附加段开销s o h 便形成最终的s t m n 结构。 2 4s d h 的开销功能 s d h 的开销功能是完成对s d h 信号提供层层细化的监控管 理功能，监控的分类可以分为段层监控、通道层监控，相对应于 s d h 帧结构中有两种不同的开销，即段开销s o h 和通道开销 p o h 。 s d h 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 2 4 1 段开销s o h s t m n 帧的段开销s o h 位于帧结构的( 1 9 ) 行x ( 1 9 n ) 列，除开第四行为a u p t r 外，s o h 可以进一步划分为再生段开 销( r s o h ) 和复用段开销( m s o h ) ，二者主要区别是监控的范 围不同，即r s o h 对应一个较大的范围一s t m n ，m s o h 对应于 这个大范围中的一个小范围一s t m 一1 。段开销的字节安排如下图 2 2 所示： 卜一啐节一 龋麓糕稿樯采嘛铫靛与黛”“的明朋加 图2 - 2s t m 1 帧的段开销字节 1 ) 帧定位字节a 1 和a 2 帧定位字节类似于指针，起定位作用。a 1 、a 2 有固定的值， a 1 是1 1 1 1 0 11 0 ( f 6 h ) ，a 2 是0 0 1 0 1 0 0 0 ( 2 8 h ) 。收端检测信号 流中的各个字节，当发现连续出现3 n 个f 6 h ，又紧跟着出现3 n 个2 8 h 字节时候，就断定开始接收一个s t m n 帧。当n = 1 时， 区分的是s t m 1 帧。 2 ) 再生段踪迹字节：j 0 j 0 字节用来重复地发送段接入点标识符，以便接收端能据此 确认是否与指定的发送端处于持续连接状态。 3 ) 数据通信通道( d c c ) 字节：d l - d 1 2 s d h 的特点之一就是操作、管理、维护( o a m ) 功能的自 动化程度很高，可以通过网管终端对网元进行命令下发、数据的 6 下i i 睛1 1 上 s d h 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 查询、业务实时配置、告警故障定位、性能在线测试等功能。这 些用于o a m 的数据是通过开销字节d 1 d 1 2 来传送的。d 1 d 1 2 提供了所有s d h 网元都可以接入的通用通信通路，作为嵌入式 控制通路( e c c ) 的物理层，在网元之间传输操作、管理、维护 ( o a m ) 信息，构成s d h 管理网( s m n ) 的传送链路。 4 ) 公务联络字节：e 1 和e 2 这两个字节用来提供公务联络语音通路，e l 属于r s o h ，用 于本地公务通路：可以在再生器接入；e 2 属于m s o h ，用于直 达公务通路。 5 ) 使用者通路字节：f 1 提供速率为6 4 k b i t s 数据语音通路，保留给使用者( 通常指 网络提供者) ，用来特定维护目的的临时公务联络。 6 ) 比特间插奇偶校验8 位b i p 8 ：b 1 这个字节用于再生段层误码检测的( b 1 位于再生段开销 中) ，是使用偶校验的比特间插偶校验码。b i p 8 码对扰码后的前 一个s t m n 帧的所有比特进行计算，结果置于扰码前的b 1 字节 位置。 7 ) 比特间插奇偶校验n 2 4 位码( b i p n 2 4 位码) ：b 2 b 2 字节用于复用段误码监视，段开销中安排有3 个b 2 字节 ( 共2 4 比特) 作此用途。b 2 字节是使用偶校验的比特间插奇偶 校验n 2 4 位码，其产生方式与b i p 8 类似。b i p - n 2 4 对前一 个s t m n 帧( 除s o h 中的第1 到第3 行以外) 的所有字节进行 计算，结果置于扰码前的b 2 字节位置。 8 ) 自动保护倒换( a p s ) 通路：k 1 和k 2 ( b 1 一b 5 ) 这两个字节用作传送自动保护倒换( a p s ) 信令，用于保证 设备能在故障时候自动倒换，使得网络业务恢复自愈，用于复用 段保护倒换自愈情况。 9 ) 复用段远端失效指示( m s - r d i ) 字节：k 2 ( b 6 一b 8 ) 这是一个对告信息，由收端回送给发端，表示收信端检测到 来话故障或者正收到复用段告警指示信号。即当收端收信劣化， 这时回送给发端m s - r d i 告警信号，以使发端知道收端的状态； 如果收到的k 2 字节的b 6 - b 8 为1 10 码，则此信号为对端对告的 s d h 同步数字复用设备光按口板的设计与实现 m s r d i 告警信号。若收到的k 2 的b 6 - b 8 为1 1 1 ，则此信号为本 端收到m s r d i 信号，在发往对端的信号帧中的k 2 的b 6 _ b 8 中 放入1 1 0 比特图案。 l o ) 同步状态字节：s 1 ( b 5 一b 8 ) 不同的比特图案表示i t u t 的不同时钟质量级别，使得设备 能够据此判定接收的时钟信号的等级，以此决定是否切换时钟 源，即切换到较高的时钟源上。s l 发送方向一一信号流从b 到a 电，光变换，同时，定时信息附着在线路信号中。 3 2 1 2 荐生段功能块( r s t ) r s t 是r s o h 开销的源和宿，即r s t 功能块在构成s d h 帧 信号的过程中产生r s o h ( 发方向) ，并在相反方向( 收方向) 处理并终结r s o h 。 1 ) 接收方向一一信号流从b 到c s t m n 的电信号及定时信号或r l o s 告警信号由b 点送至 r s t ，若r s t 收到的是r l o s 告警信号，即在c 点处插入全“1 ” ( a i s ) 信号。若在b 点收到的是正常信号流，那么r s t 开始搜 寻a 1 和a 2 字节进行定帧，帧定位就是不断检测帧信号是否与 帧头位置吻合。若连续5 帧以上无法正确定位帧头，则设备进入 帧失步状态，p s t 功能块上报接收信号失步高警r - o o f 。在帧失 步时，若连续两帧正确定帧则退出r o o f 状态。r o o f 持续了 3 m s 以上设备进入帧丢失状态，r s t 上报r l o f ( 帧丢失) 告警， 并使c 点处出现“1 ”信号。 r s t 对b 点输入的信号进行了正确帧定位后，r s t 对 s d l 4 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 s t m n 帧中除r s o h 第一行字节外的所有字节进行解扰，解扰 后提取r s o h 并进行处理。r s t 校验b 1 字节，若检测出有误码 块，则本端产生r s b b e ；r s t 同时将e 1 、f 1 字节提取出传给 o h a ( 开销接入功能块) 处理公务联络电话：将d 1 一d 3 提取传 给s e m f ，处理d 1 一d 3 上的再生段o a m 命令信息。 2 ) 发送方向一一信号流从c 到b r s t 写r s o h ，计算b l 字节，并对除r s o h 第一行字节外 的所有字节进行扰码。 3 2 1 3 复用段终端功能块( m s t ) m s t 是复用段开销的源和宿，在接收方向处理( 终结) m s o h ，在发方向产生m s o h 。 1 ) 接收方向一一信号流动从c 到d m s t 提取k 1 、k 2 字节中的a p s ( 自动保护倒换) 协议送至 s e m f ，以便s e m f 在适当的时候( 例如故障时) 进行复用段倒 换。若c 点收到的k 2 字节的b 6 一b 8 连续3 帧为1 1 1 ，则表示从 c 点输入的信号为全“1 ”信号，m s t 功能块产生m s a i s ( 复 用段告警指示) 告警信号。 m s a i s 的告警是指在c 点的信号为全“1 ”。它是由r l o s ， r l o f 引发的，因为当r s t 收到r l 0 s 、r l o f 时，会使c 点的信号为全“1 ”。 此时k 2 的b 6 一b 8 当然是“1 1 1 ”了。另外，本端的m s a i s 告警还可能是因为对端发过来的信号本身就是m s a i s ，即发过 来的s t m n 帧是由有效r s o h 和其余部分为全“1 ”信号组成 的。 若在c 点的信号中k 2 为1 10 ，则判断为这是对端设备回送 回来的对告信号：m s r d i ( 复用段远端失效指示) ，表示对端 设备在接收信号时出现m s a i s ，b 2 误码过大等劣化告警。 m s t 功能块校验b 2 字节，检测复用段信号的传输误码块， 若有误块检测出，则本端设备在m s b b e 性能事件中显示误块 数，向对端发对告信息m s - - r e i ，由m 1 字节回告对方接收端收 到的误码块数。 若检测到m s a i s 或b 2 检测的误码块数超越门限( 此时 s d i t 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 m s t 上报一个b 2 误码越限告警m s - - e x c ) ，则在点d 处还是保 持信号的原状。 另外，m s t 将同步状态信息s 1 ( b 5 一b 8 ) 恢复，将所得的 同步质量等级信息传给s e m f 。同时m s t 将d 4 一d 1 2 字节提取 传给s e m f ，供其处理复用段o a m 信息：将e 2 提取出来传给 o h a ，供其处理复用段公务联络信息。 2 ) 发送方向一一信号流动从d 到c m s t 写入m s o h ：从o h a 来的e 2 ，从s e m f 来的d 4 一d l 2 ， 从m s p 来的k 1 、k 2 写入相应b 2 字节、s 1 字节、m 1 等字节。 若m s t 在收方向检测到m s a 1 s 或m s e x c ( b 2 ) ，那么在发 方向上将k 2 字节b 6 一b 8 设为1 1 0 。 3 2 1 4 复用段保护功能块( m s p ) m s p 用以在复用段内保护s t m n 信号，它通过对s t m n 信号的监测，系统状态评价，将故障信道的信号切换到保护信道 上去( 复用段倒换) 。 1 ) 接收方向一信号流从d 到e 若m s p 收到m s t 传来的m s a i s 或s e m f 发来的倒换命令， 将进行信息的主备倒换，正常情况下信号流从d 透明传到e 。 2 ) 发送方向一一信号流从e 到d e 点的信号流透明的传至d ，e 点的波形同d 点。 3 2 1 s 复用段适配功能块( m s a ) m s a 的功能是处理和产生a u p t r ，以及组合分解整个 s t m n 帧，即将a u g 组合分解为v c 4 信号。 1 ) 接收方向一一信号流从e 到f 首先，m s a 对a u g 进行消间插，将a u g 分成n 个a u 一4 结构，然后处理这n 个a u 一4 的a u 指针，若a u p t r 的值连 续8 帧为无效指针值或a u p t r 连续8 帧为n d f ，此时m s a 上相应的a u 一4 产生a u l o p 告警，并使信号在f 点的相应的 通道上( v c 4 ) 输出为全“l ”。若m s a 连续3 帧检测出h 1 、h 2 、 h 3 字节全为1 ，则认为e 点输入的为全“l ”信号，此时m s a 使信号在f 点的相应的v c 4 上输出为全“l ”，并产生相应a u 一4 s i ) h 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 的a u a i s 告警。 2 ) 发送方向一一信号流从f 到e f 点的信号经m s a 定位和标准加入a u p t r 成为a u 一4 ， n 个经a u 一4 经过字节间插复用成a u g 。 3 2 2 高阶通道连接模块( h p c ) h p c 实际上相当于个交叉矩阶，它完成对高阶通道v c 4 进行交叉连接的功能，除了信号的交叉连接外，信号流在h p c 中是透明传输的( 所以h p c 的两端都用f 点表示) 。h p c 是实现 高阶通道d x c 和a d m 的关键，其交叉连接功能仅指选择或改变 v c 4 的路由，不对信号进行处理。一种s d h 设备功能的强大与 否主要是由其交叉能力决定的，而交叉能力又是由交叉连接功能 块t 高阶h p c 、低阶l p c 来决定的。为了保证业务的全交叉， 图5 1 中的h p c 的交叉容量最小应为2 nv c 4 2 nv c 4 ，相当于 2 n 条v c 4 入线，2 n 条v c 4 出线。 3 2 3 高阶接口功能块( 1 t o i ) 此复合功能块由h p t 、l p a 和p p i 三个基本功能块组成。完 成功能是将1 4 0 m b s 的p d h 信号一c 4 一v c 4 进行转换。 3 2 3 1 高阶通道终端功能块( h p t ) 从h p c 中出来的信号分成了两种路由：一种进h o i 复合功 能块，输出1 4 0 m b s 的p d h 信号；一种进h o a 复含功能块，再 经l o i 复合功能块最终输出2 m b s 的p d h 信号。不过不管走哪 一种路由都要先经过h p t 功能块，两种路由h p t 的功能是一样 的。h p t 是高阶通道开销的源和宿，形成和终结高阶虚容器。 1 ) 接收方向一一信号流从f 到g 终结p o h ，检验b 3 ，若有误码块则在本端性能事件中 h p b b e 显示检出的误块数，同时在回送给对端的信号中，将 g 1 字节的b 1 一b 4 设置为检测出的误块数，以便发端在性能事件 h p r e i 中显示相应的误块数。 h p t 检测和c 2 字节，若失配( 应收的和所收的不一致) 则产生h p t i m 、h p s l m 告警。若检查到c 2 字节的内容连续 5 帧为0 0 0 0 0 0 0 0 ，则判断该v c 4 通道未装载，h p t 在相应的 s d h 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 v c 4 通道上产生h p - - u n e q 告警。 h 4 字节的内容包含有复帧位置指示信息，h p t 将其传给 h o a 复合功能块的h p a 功能块( 因为h 4 的复帧位置指示信息 仅对2 m b s 有用，对1 4 0 m b s 的信号无用) 。 2 ) 发送方向一一信号流从g 到f h p t 写入p o h ，计算b 3 ，由s e m f 传相应的j 1 和c 2 给h p t 写入p o h 中。 g 点的信号形状实际上是c 4 信号的帧，这个c 4 信号一种情 况是由1 4 0 m b s 适配成的；另一种情况是由2 m b s 信号经c 1 2 一 v c l 2 一t u 1 2 一t u g 2 一t u g 3 一c 4 这种结构复用而来的。 3 2 3 2 低阶通道终端功能块( l p a ) l p a 的作用是通过映射将p d h 信号适配进c ，或把c 信号 去映射成p d h 信号。 3 2 3 3p d h 物理接口功能块( p p i ) p p i 的功能是做为p d h 设备和携带支路信号的物理传输媒 质的接口，主要功能进行码型变换，和支路定时信号的提取。 1 ) 接收方向一一信号流从l 到m 将设备内部码转换成便于支路传输的线路码型。 2 ) 发送方向一一信号流动从m 到l 将线路码转换成便于设备处理的n r z 码，同时提取支路信 号的时钟将其送给s e t s 锁相，锁相后的时钟由s e t s 送给各功 能块作为他们的工作时钟。 当p p i 检测到无输入信号时，会产生支路信号丢失告警 ta l o s ( 2 m b s ) 或e x l o s ( 3 4 m b s 、1 4 0 m b s ) ，表示设备支 路输入信号丢失。 3 2 4 高阶通道组装器( h o a ) 高阶组装器的作用是将2 m b s 和3 4 m b s 的p o h 信号通过映 射、定位、复用，装入c 4 帧中，或从c 4 中拆分出2 m b s 和3 4 m b s 的信号。 下面讲述由2 m b s 复用进c 4 的情况。 s n t 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 3 2 5 高阶通道适配功能块( h p a ) 此时，g 点处的信号实际上是由t u g 3 通过字节间插而成的 c 4 信号，而t u g 3 又是由t u g 2 通过字节间插复合而成的，t u g 2 又是由t u l 2 复合雨成，t u l 2 由v c l 2 + t u p t r 组成的。h p a 的 作用有点类似m s a ，只不过进行的是通道级的处理产生 t u p t r ，将c 4 这种信息结构拆分成t u l 2 ( 对2 m b s 的信号而 言) 。 1 ) 接收方向一一信号流从g 到h 首先将c 4 进行消间插成6 3 个t u 一1 2 ，然后处理t u p t r ， 进行v c l 2 在t u 一1 2 中的定位、分离，从h 点流出的信号是6 3 个v c l 2 信号。h p a 若连续3 帧检测到v 1 、v 2 、v 3 全为“1 ”， 则判定为相应通道的t u a i s 告警，在h 点使相应v c l 2 通道 信号输出全为“1 ”。若h p a 连续8 帧检测到t u p t r 为无效指 针或n d f ，则h p a 产生相应通道的t u l o p 告警，并在h 点使 相应v c l 2 通道信号输出全为“1 ”。h p a 根据从h p t 收到的h 4 字节做复帧指示，将h 4 的值与复帧序列中单帧的预期傻相比较， 若连续几帧不吻合则上报t u l o m 支路单元复帧丢失告警。 2 ) 发送方向一一信号流从h 到g h p a 先对输入的v c l 2 进行标准定位，即加上t u p t r ，然 后将6 3 个t u 一1 2 通过字节闻插复用：t u g 2 一t u g 3 一c 4 。 3 2 6 低阶通道连接功能块( l p c ) 与h p c 类似，l p c 也是一个交叉连接矩阵，不过它是完成 对低阶v c ( v c l2 v c 3 ) 进行交叉连接的功能，可实现低阶v c 之间灵活的分配和连接。一个设备若要具有全级别交叉能力，就 一定要包括h p c 和l p c 。例如d x c 4 l 就应能完成v c 4 级别的 交叉连接和v c 3 、v c l2 级别的交叉连接，也就是说d x c 4 1 必 须要包括h p c 功能块和l p c 功能块。信号流在l p c 功能块处是 透明传输的( 所以l p c 两端参考点都为h ) 。 3 2 7 低阶接口功能块( l o i ) 低阶接口功能块主要完成将v c l 2 信号拆包成p d h2 m b s 的 信号( 收方向) ，或将p d h 的2 m b s 信号打包成v c l 2 信号，同 s d i t 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 时完成设备和线路的接1 2 功能一一码型变换；p p i 完成映射和解 映射功能。 3 2 7 1 低阶通道终端功能块( l p t ) l p t 是低阶p o h 的源和宿，对v c l 2 而言就是处理和产生 v 5 、j 2 、n 2 、k 4 四个p o h 字节。 1 ) 接收方向一一信号流动从h 到i l p t 处理l p p o h ，通过v 5 字节的b 1 一b 2 进行b i p 一2 的 检验，若检测出v c l 2 的误码块，则在本端性能事件l p b b e 中显示误块数，同时通过v 5 的b 3 回告对端设备，并在对端设备 的性能事件l p r e i ( 低阶通道远端误块指示) 中显示相应的误 块数。检测j 2 和v 5 的b 5 一b 7 ，若失配( 应收的和实际所收的 不一致) 则在本端产生l p t i m ( 低阶通道踪迹字节失配) 、 l p s l m ( 低阶通道信号标识失配) ，使对端了解本接收端相应 的v c l 2 通道信号时出现劣化。若连接5 帧检测到v 5 的b 5 一b 7 为0 0 0 ，则判定为相应通道来装载，本端相应通道出现l p - - u n e q ( 低阶通道来装载) 告警。i 点处的信号实际上已成为c 1 2 信号。 3 2 7 2 低阶通道适配功能块( l p a ) 低阶通道适配功能块的作用与前面所讲的一样，就是将p d h 信号( 2 m b s ) 装入，拆出c 1 2 容器，相当于将货物打包拆包的 过程，此时j 点的信号实际上已是p d h 的2 m b s 信号。 3 2 7 3p d h 物理接口功能块( p p i ) 与前面讲的一样，p p i 主要完成码型变换的接口功能，以及 提取支路定时供系统使用的功能。 设备组成的基本功能块就是这些，不过通过它们的灵活的组 合，可构成不同的设备，例如组成：r e g 、t m 、a d m 和d x c ， 并完成相应的功能。 设备还有一些辅助功能块，它们携同基本功能块一起完成设 备所要求的功能，这些辅助功能块是：s e m f 、m c f 、o h a 、s e t s 、 s e t p i 。 1 8 s d b 同步数字复用设备光接口板的设计与实现 3 2 8 辅助功能块 从s d h 信号流程图中，可以看出除本节介绍的传送终端功 能块以外，s d h 设备中还必须包括定时、开销和管理功能块，下 面将一一介绍这些功能块。 3 2 8 1 同步设备管理功能块( s e m f ) 它的作用是收集其它功能块的状