SDH帧结构及映射复用方式

1、SDH帧结构及映射复用方式帧结构及映射复用方式SDH基本概念基本概念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。信息包信息包PDH/ATM/IP信号PDH/ATM/IP信号打包拆包复用解复用SDH网络STM-NSTM-NSDH的优点的优点l有全世界统一的数字信号速率和帧结构标准有全世界统一的数字信号速率和帧结构标准 l同步复用同步复用 l强大的网络管理能力强大的网络管理能力l有标准的光接口有标准的光接口l具有兼容性具有兼容性 l按字复用按字复用 SDH的缺点的缺点l频带利用率低频带利用率低l指针调整机理复杂指针调整机理复杂l软件的大量使用对系统安全性

2、的影响软件的大量使用对系统安全性的影响l.SDH帧结构帧结构STM-1比特速率：比特速率：2709812510-6=155.520Mbits。6基本网络单元在基本网络单元在SDH网中的使用网中的使用SDH网的基本网络单元网的基本网络单元同步数字体系的速率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）同步数字体系最基本的模块信号（即同步传递模块）是是STMSTM-1-1，其速率为，其速率为155.520155.520MbitMbits s。段开销（段开销（SOHSOH）：用于传送各种：用于传送各种OAMOAM信息。信息。净负荷（净负荷（PayloadPayload）：SDHSD

3、H帧内用于承载各种业务信息帧内用于承载各种业务信息的部分。其中包含有少量的的部分。其中包含有少量的POHPOH字节，用于运行、维护字节，用于运行、维护和管理。和管理。管理单元指针（管理单元指针（AU-PTRAU-PTR）：是一种指示符，用于指示：是一种指示符，用于指示PayloadPayload中第一个字节在帧内的准确位置，（相对于指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。漂移的问题。SDH帧结构帧结

4、构 段开销字节段开销字节10nA1和和A2字节字节：用来识别帧的起始位置。：用来识别帧的起始位置。A1为为11110110，A2为为00101000。n再生段踪迹字节再生段踪迹字节J0：被用来重复地发送：被用来重复地发送“段接入点标识符段接入点标识符”，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，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。续连接状态。 段开销字节段开销字节STM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-N 连续信号流11 段开销字节段开销字节数字通信通路数字通信通路(DCC)字节：字节：D1D12网元和网管之间、网元和网元之间网元和网管之间

5、、网元和网元之间OAM信息通路。信息通路。D1D3用于再生段用于再生段(DCCR)，带宽，带宽364kb/s。D4D12用于复用段用于复用段(DCCM)，带宽，带宽964kb/s。GNENENENE网管OAM信息：性能监控、告警查询、操作指令等DCC通道 段开销字节段开销字节公务联络字节：公务联络字节：E1,E2光纤连通业务未通或业务已通时各站间的公务联络光纤连通业务未通或业务已通时各站间的公务联络分别提供分别提供1个个64kb/s数字电话通路数字电话通路E1用于再生段公务联络用于再生段公务联络E2用于复用段公务联络用于复用段公务联络ABCDTMTMREGREG 段开销字节段开销字节14n使用

6、者通路使用者通路F1 保留给使用者（通常指网络提供者）用于特定维护目的的保留给使用者（通常指网络提供者）用于特定维护目的的临时公务联络。临时公务联络。 段开销字节段开销字节15n比特间插奇偶检验比特间插奇偶检验8位码位码（BIP-8）B1 B1用于再生段误码监测。用于再生段误码监测。n比特间插奇偶检验比特间插奇偶检验24位码位码（BIP-N24）字节）字节B2B2B2 B2用于复用段误码监测。用于复用段误码监测。 段开销字节段开销字节16BIP-8 工作原理：工作原理： 发送端对前一帧（第发送端对前一帧（第N-1N-1帧）扰码后的所有字节进行帧）扰码后的所有字节进行BIP-8BIP-8校验，将

7、结果放入当前待扰码帧（第校验，将结果放入当前待扰码帧（第N N帧）中的帧）中的B1B1字节；字节； 接收端将前一帧（第接收端将前一帧（第N N帧）待解扰的所有比特进行帧）待解扰的所有比特进行BIP-8BIP-8校校验，所得结果与当前帧（第验，所得结果与当前帧（第N+1N+1帧）解扰后的帧）解扰后的B1B1字节比较字节比较，两个值有多少不一致，就说明出现了多少个误码块。，两个值有多少不一致，就说明出现了多少个误码块。 段开销字节段开销字节17BIP-24 工作原理：工作原理： 对前一个待扰的对前一个待扰的STM-1STM-1帧中，帧中，除除RSOHRSOH部分部分的全部比特进行的全部比特进行BI

8、P-24BIP-24计算计算, ,结果放于本帧待扰结果放于本帧待扰STM-1STM-1帧的帧的B2B2字节位置。字节位置。 收端对当前解扰后收端对当前解扰后STM-1STM-1的除了的除了RSOHRSOH的全部比特进行的全部比特进行BIP-BIP-2424校验，其结果与下一校验，其结果与下一STM-1STM-1帧解扰后的帧解扰后的B2B2比较。比较。 段开销字节段开销字节18n自动保护倒换（自动保护倒换（APS）通路字节）通路字节K1，K2（b1b5）两个字节）两个字节用作自动保护倒换用作自动保护倒换(APS)信令。信令。 段开销字节段开销字节19n 复用段远端失效指示复用段远端失效指示（MS

9、-RDI）字节）字节K2（b6b8） MS-RDI用于向发信端回送一个指示信号，表示收信端检测到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（来话故障或正接收复用段告警指示信号（MS-AIS ）。）。 段开销字节段开销字节20n同步状态字节同步状态字节S1（b5b8） S1字节的第字节的第58比特用于传送四种同步状态信息，可表示比特用于传送四种同步状态信息，可表示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，余下的码留作各知的，另一种表示信号在段内不用同步，余下的码留作

10、各独立管理机构定义质量等级用。独立管理机构定义质量等级用。 段开销字节段开销字节21n复用段远端差错指示复用段远端差错指示（MS-REI）M1 可用来传送可用来传送BIP-N24(B2)所检出的误块数。所检出的误块数。 段开销字节段开销字节22nSTM-N（N=4，16，64）段开销字节的安排）段开销字节的安排 STM-N帧中帧中SOH所占空间与所占空间与N成正比，成正比，N不同，不同，SOH字节字节在空间中的位置也不同，但在空间中的位置也不同，但SOH字节的种类和功能是相同字节的种类和功能是相同或相近的。或相近的。 段开销字节段开销字节 段开销字节段开销字节以字节交错间插方式构成高阶以字节交

11、错间插方式构成高阶STMSTM- -N N（N N1 1）段开销时）段开销时，第一个，第一个STMSTM-1-1的段开销被完整保留，其余的段开销被完整保留，其余N N-1-1个个STMSTM-1-1的段开销仅保留定帧字节的段开销仅保留定帧字节A A1 1，A A2 2和比特间插奇偶校验和比特间插奇偶校验2424位码字节位码字节B B2 2，其他已安排的字节（即，其他已安排的字节（即B B1 1，E E1 1，E E2 2，F F1 1，K K1 1，K K2 2和和D D1 1D D1212）均应略去。）均应略去。 段开销字节段开销字节25 复用结构复用结构n各种业务信号复用进各种业务信号复用

12、进STM-N帧的过程都要经历映射帧的过程都要经历映射(mapping)、定位（、定位（aligning）和复用（）和复用（multiplexing）三个）三个步骤。步骤。SDH 复用结构复用结构26nSDH的基本复用单元包括标准容器的基本复用单元包括标准容器(C)、虚容器、虚容器(VC)、支、支路单元路单元(TU)、支路单元组、支路单元组(TUG)、管理单元、管理单元(AU)和管理单和管理单元组元组(AUG)复用单元复用单元27n标准容器（标准容器（C）：）： 容器是一种用来装载各种速率的业务信号的信息结构，主容器是一种用来装载各种速率的业务信号的信息结构，主要完成适配功能（例如速率调整），以

13、便让那些最常使用要完成适配功能（例如速率调整），以便让那些最常使用的准同步数字体系信号能够进入有限数目的标准容器。的准同步数字体系信号能够进入有限数目的标准容器。复用单元复用单元28复用单元复用单元29n虚容器（虚容器（VC）: 用来支持用来支持SDH的通道层连接的信息结构的通道层连接的信息结构 VC-n=C-n+VC-nPOHn虚容器可分成低阶虚容器和高阶虚容器两类。虚容器可分成低阶虚容器和高阶虚容器两类。复用单元复用单元30复用单元复用单元31n支路单元（TU）是提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的信息结构（即负责将低阶虚容器经支路单元组装进高阶虚容器）。n TU-nVC-n+TU-nPT

14、R TU-n PTR指示VC-n净负荷起点在TU帧内的位置。 在高阶VC净负荷中固定地占有规定位置的一个或多个TU的集合称为支路单元组（TUG）。复用单元复用单元32复用单元复用单元33n管理单元（AU）是提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构（即负责将高阶虚容器经管理单元组装进STM-N帧)n 有AU-3和AU-4两种管理单元。AU-n（n3，4）由一个相应的高阶VC-n和一个相应的管理单元指针（AU-nPTR）组成，即nAU-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。复用单元复用单元34n在AU和TU中要进行速率调整，因而低一级数

15、字流在高一级数字流中的起始点是浮动的。为了准确地确定起始点的位置，设置两种指针（AU-PTR和TU-PTR）分别对高阶VC在相应AU帧内的位置以及VC-1、VC-2、VC-3在相应TU帧内的位置进行灵活动态的定位。n在N个AUG的基础上再附加段开销（SOH）便可形成最终的STM-N帧结构。复用单元复用单元35复用单元复用单元AU-PTR & TU-PTR发端：收端：AU-PTR 定位车厢中第一个信息包根据收到的AU-PTR值找到此信息包，通过字节间插的规律性，进而定位到其他信息包TU-PTR一级定位2M34MAU-PTR二级定位 复用单元复用单元38n映射是将各种速率的G.703支路信

16、号先分别经过码速调整装入相应的标准容器，然后再装进虚容器的过程。n定位是一种以附加于VC上的支路单元指针指示和确定低阶VC帧的起点在TU净负荷中位置或管理单元指针指示和确定高阶VC帧的起点在AU净负荷中的位置的过程。n复用是一种把TU组织进高阶VC或把AU组织进STM-N的过程。映射、定位、复用映射、定位、复用STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指针处理映射定位复用AUG-N1373139nA 映射 2M 业务信息 + 固定塞入比

17、特 容器C-12（实质是使业务信息具有容器的信息结构）C-12组成复帧结构nB 映射 容器C-12 + LPOH(V5、J2、N2、K4) VC-12 nC 定位 VC-12 + TU-12 PTR（V1、V2、V3、V4） TU-12nD 复用 3TU-12 字节间插复用 TUG-2的信息结构实现码速调整实现码速调整2048Kbit/s映射复用进映射复用进STM-12048Kbit/s映射复用进映射复用进STM-12048Kbit/s映射复用进映射复用进STM-142n（1）V5字节：为字节：为VC-1/VC-2通道提供误码检测、信通道提供误码检测、信号标记和通道状态等功能。号标记和通道状态

18、等功能。n（2）通道踪迹字节）通道踪迹字节J2：这个字节用来重复发送低阶：这个字节用来重复发送低阶通道接入点识别符，这样，通道接收端可以确认它通道接入点识别符，这样，通道接收端可以确认它与预定的发送端是否处于持续的连接状态。与预定的发送端是否处于持续的连接状态。n（3）网络操作者字节）网络操作者字节N2：提供低阶通道的串接监：提供低阶通道的串接监控功能。控功能。n（4）自动保护倒换（）自动保护倒换（APS）通道）通道K4（b1b4）：用）：用于低阶通道级保护的于低阶通道级保护的APS指令。指令。2048Kbit/s映射复用进映射复用进STM-1432048Kbit/s映射复用进映射复用进STM

19、-1（5）增强型远端缺陷指示）增强型远端缺陷指示K4（b5b7）：当接）：当接收端收到收端收到TU-1/TU-2通道通道AIS或信号缺陷条件，或信号缺陷条件，VC-1/VC-2组装器就将组装器就将VC-1/VC-2通道通道RDI(远端远端缺陷指示缺陷指示)送回到通道源端。送回到通道源端。（6）备用比特）备用比特K4（b8）2048Kbit/s映射复用进映射复用进STM-1452b12313123cacbaTU-12 aTU-12 bTU-12 cTUG-24443个个TU-12字节间插复用构成字节间插复用构成TUG-22048Kbit/s映射复用进映射复用进STM-146nE 复用 7TUG-

20、2 字节间插复用 TUG-3信息结构nF 复用 3TUG-3字节间插复用+ HPOH VC-4信息结构nG 定位 VC-4 + AU-4 PTR（九个字节） 管理单元组AUG-1nH 复用 1AUG-1 + 段开销SOH 同步传送模块STM-1定位定位+速率调整速率调整2048Kbit/s映射复用进映射复用进STM-1472048Kbit/s映射复用进映射复用进STM-13TU - 12 7TUG-2 （1TU- 3）9行 TUG-2 TUG-3 R 为填充字节12列86列9行RR7个个TUG-2字节间插复用构成字节间插复用构成TUG-3482048Kbit/s映射复用进映射复用进STM-1

21、3TUG-3 ( 2/34/45 M )POH261列9行 VC-4R2R13个个TUG-3字节间插复用成字节间插复用成VC-4AU-PTRVC - 49行261261列列 9列AU-4直接置入直接置入AUG中中492048Kbit/s映射复用进映射复用进STM-15034368Kbit/s映射复用进映射复用进STM-1STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指针处理映射定位复用AUG-N137315134368Kbit/s映射复用进

22、映射复用进STM-1n映射 34M业务信息 + 固定塞入比特 装入容器C-3n映射 容器C-3 + LPOH VC-3 n定位 VC-3 + TU-3 PTR（3个字节） 支路单元TU-3n复用 1TU-3 TUG-3实现码速调整实现码速调整定位定位+速率调整速率调整5234368Kbit/s映射复用进映射复用进STM-1n复用3 TUG-3 装入容器C-4n定位 VC-4 + AU-4 PTR（九个字节） 管理单元组AUG-1n复用 1AUG-1 + 段开销SOH 同步传送模块STM-1实现码速调整实现码速调整定位定位+速率调整速率调整34368Kbit/s映射复用进映射复用进STM-154

23、140Mbit/s映射复用进映射复用进STM-1n映射 139M业务信息 + 固定塞入比特 装入容器C-4n映射 容器C-4 + HPOH VC-4 n定位 VC-4 + AU-4 PTR（九个字节） 管理单元组AUG-1n复用 1AUG-1 + 段开销SOH 同步传送模块STM-1实现码速调整实现码速调整定位定位+速率调整速率调整55140Mbit/s映射复用进映射复用进STM-156定位定位定位的概念定位的概念 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。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。57指针指针1 1）当网络处于同步工作方式时，指针用来进行同步信号间）当网络

24、处于同步工作方式时，指针用来进行同步信号间的相位校准。的相位校准。2 2）当网络失去同步时（即处于准同步工作方式），指针用）当网络失去同步时（即处于准同步工作方式），指针用作频率和相位校准。作频率和相位校准。3) 3) 当网络处于异步工作方式时，指针用作频率跟踪校准。当网络处于异步工作方式时，指针用作频率跟踪校准。4 4）指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移）指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移。指针的作用指针的作用:58指针调整原理及指针调整过程指针调整原理及指针调整过程1. VC-4在AU-4中的定位（AU-4指针调整） （1） AU-4指针 AU-4VC-4 + AU-4 PTR

25、SDH帧1(125 s)SDH帧2(125 s)261字节9字节开销9行载荷包络AU PTR59Y=1001SS11, SS是未规定的比特是未规定的比特1*=1111111152152260NDIDIDIDIDNNNSSI新 数 据 标 志新 数 据 标 志（NDFNDF）表示所载净负表示所载净负荷容量有变化。荷容量有变化。净负荷无变化净负荷无变化时，时，NNNN=0110NNNN=0110在净负荷变化在净负荷变化的那一帧，的那一帧，NNNNNNNN反转为反转为10011001，此即，此即NDFNDF。A AU/TU/TU U类类别别AU-4AU-4TU-3TU-3SS=1SS=10 0指针值

26、指针值指示了指示了VCVC帧的首字节帧的首字节J1J1和和AUAU或或TUTU指针指针中最后一个中最后一个H3H3字节的偏移量。字节的偏移量。61指针调整规则：指针调整规则：（1 1）在正常工作时，指针值确定了）在正常工作时，指针值确定了VC-4/VC-3VC-4/VC-3帧在帧在AU-AU-4/TU-34/TU-3帧内的起始位置。帧内的起始位置。NDFNDF设置为设置为01100110；（2 2）若）若VCVC帧速率帧速率AU/TUAU/TUAU/TU帧速率，帧速率，5 5个个D D比特反转表示要做比特反转表示要做负调整，负调整位置负调整，负调整位置H3H3用用VCVC的实际信息数据重写，该

27、的实际信息数据重写，该VCVC帧帧的起始点前移，下帧中的指针值减的起始点前移，下帧中的指针值减1 1。（4 4） 若若NDFNDF出现更新值出现更新值10011001，表示净负荷容量有变化，表示净负荷容量有变化，指针值也要作相应的增减，然后指针值也要作相应的增减，然后NDFNDF回归正常值回归正常值01100110。（5 5）指针值完成一次调整后，至少停）指针值完成一次调整后，至少停3 3帧方可有新的调整。帧方可有新的调整。（6 6） 收端对指针解码时，除仅对连续收端对指针解码时，除仅对连续3 3次以上收到的前次以上收到的前后一致的指针进行解读外，将忽略任何指针的变化。后一致的指针进行解读外，

28、将忽略任何指针的变化。62例例1 1：设前一帧：设前一帧VC-4VC-4的第一个字节的第一个字节J1J1在编号在编号“0”0”的的位置（紧接位置（紧接H3H3后字节），若当前后字节），若当前 AUAU帧速率帧速率 VC-4 VC-4帧速率，写出至少五帧的帧速率，写出至少五帧的H1H1、H2H2、H3H3字节内容。字节内容。解：第一帧解：第一帧I I比特反转表示要做正帧频调整比特反转表示要做正帧频调整 第二帧指针值加第二帧指针值加“1”1”，此指针值保持三帧不变，此指针值保持三帧不变 第五帧可进行下一次调整第五帧可进行下一次调整63帧序号H1H23个H3N N N N S S I DI D I D I D I D00 1 1 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0填充伪信息11 0 0