数字通信原理第5章-课件讲义

SDHSDH1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

第5章同步数字体系(SDH)第一节SDH的基本本节考核知识点与考核要求：

1、复用结构——“识记”；3、定位，只要求定位的概念及指针的作用——“识记”；2、映射，只要求映射的概念——“识记”；4、复用，只要求复用的概念——“识记”；本节考核知识点与考核要求：1、复用结构——“识记”；5.3同步复用与映射方法

一、复用结构

二、映射

三、定位

四、复用5.3同步复用与映射方法一、复用结构SDH的一般复用结构如图5-3-1所示，它是由一些基本复用单元组成的有若干中间复用步骤的复用结构。各种业务信号复用进STM-N帧的过程都要经历映射(mapping)、定位(aligning)和复用(multiplexing)三个步骤。(一)SDH的一般复用结构一、复用结构SDH的一般复用结构如图5-3一、复用结构(二)复用单元SDH的基本复用单元包括标准容器C，虚容器VC，支路单元组TUG，管理单元AU和管理单元组AUG。一、复用结构(二)复用单元SDH的基本复一、复用结构图5-3-1G.709建议的SDH复用结构一、复用结构图5-3-1G.709建议的SDH复用结构一、复用结构1、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，主要完成适配功能，以便让那些最常使用的准同步PDH数字体系信号能够进入有限数目的标准容器。ITU-T建议G.707规定了5种标准容器：C-11，C-12，C-2，C-3和C-4，其标准输入比特率如图5-3-1所示。一、复用结构1、标准容器(C)容器是一种用一、复用结构2、虚容器(VC)虚容器是用来支持SDH的通道（通路）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-nPOH一、复用结构2、虚容器(VC)虚容器是用来一、复用结构3、支路单元和支路单元组(TU和TUG)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。有四种支路单元，即TU-n(n=11,12,2,3)。TU-n由一个相应的低阶VC-n和一个相应的支路单元指针(TU-nPTR)组成，即：TU-n=VC-n+TU-nPTRTU-nPTR指示VC-n净附和起点在TU帧内的位置。一、复用结构3、支路单元和支路单元组(TU和TUG)一、复用结构4、管理单元和管理单元组(AU和AUG)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，有AU-3和AU-4两种管理单元。AU-n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：AU-n=VC-n+AU-nPTRAU-nPTR指示VC-n净附和起点在AU帧内的位置。一、复用结构4、管理单元和管理单元组(AU和AUG)一、复用结构(三)我国的SDH复用结构我国的光同步传输网技术体制规定以2Mbit/s为基础的PDH系列作为SDH的有效负荷，并选用AU-4复用路线，其基本复用映射结构如图5-3-2。一、复用结构(三)我国的SDH复用结构我一、复用结构图5-3-2我国的SDH基本复用映射结构一、复用结构图5-3-2我国的SDH基本复用映射结构一、复用结构图5-3-3139.264Mbit/s支路信号的复用映射过程一、复用结构图5-3-3139.264Mbit/s支路二、映射映射是一种在SDH边界处使支路信号适配进虚容器的过程，即各种速率的G.703信号先分别经过码速调整装入相应的标准容器，之后再加进低阶或高阶通道开销（POH）形成虚容器。二、映射映射是一种在SDH边界处使支路信二、映射(一)通道开销通道开销可以分为：低阶通道开销高阶通道开销二、映射(一)通道开销通道开销可以分为二、映射1、高阶通道开销（HPOH）高阶通道开销附加给C-3或者多个TUG-2的组合体形成VC-3，而将高阶通道开销附加给C-4或者多个TUG-3的组合体即形成VC-4。高阶通道开销的主要功能有VC通道性能监视、告警状态指示、维护信号以及复用结构指示等。二、映射1、高阶通道开销（HPOH）高阶二、映射HPOH是位于VC-3/VC-4/VC-4Xc（VC-4级联）帧结构第一列的9个字节：J1，B3，C2，F2，H4，F3，K3，N1，如图5-3-4所示。二、映射HPOH是位于VC-3/VC-4二、映射图5-3-4HPOH位置示意图二、映射图5-3-4HPOH位置示意图二、映射HPOH各自的功能如下：

(1)通道踪迹字节：J1J1是VC的第1个字节，其位置由相关的AU-4或TU-3指针指示。这个字节用来重复发送多阶通道接入点识别符。

(2)通道BIP-8码：B3。B3具有高阶通道误码监视功能。二、映射HPOH各自的功能如下：二、映射

(3)信号标记字节：C2C2用来指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质。

(4)通道状态字节：G1该字节用来将通道终端的状态和性能回传给VC-3/VC-4/VC-4-Xc通道源端。

(5)通道使用者字节：F2，F3这两个字节提供通道单元间的公务通信（与净负荷有关）。二、映射(3)信号标记字节：C2二、映射

(6)TU位置指示字节：H2H4用来指示有效负荷的复帧类别和净负荷位置，还可作为TU-1/TU-2复帧指示字节或ATM净负荷进入一个VC-4时的信元边界指示器。

(7)自动保护倒换（APS）通路字节：K3(b1~b4)用来作高阶通道级保护的APS指令。二、映射(6)TU位置指示字节：H2二、映射

(8)网络操作者字节：N1提供高阶通道的串接监视功能。

(9)备用比特：K3(b5~b8)留作将来使用，对其值没有规定，接收机应忽略其值。二、映射(8)网络操作者字节：N1二、映射2、低阶通道开销（VC-1/VC-2POH）低阶通道开销附加给C-1/C-2形成VC-1/VC-2，其主要功能有VC通道性能监视、维护信号及告警状态指示等。VC-1/VC-2POH由V5，J2，N2，K4字节组成。以VC-12为例低阶通道开销的位置如图5-3-5。二、映射2、低阶通道开销（VC-1/VC-2POH）二、映射图5-3-5低阶通道开销位置示意图二、映射图5-3-5低阶通道开销位置示意图二、映射低阶通道开销各字节的功能如下：

(1)V5字节为VC-1/VC-2通道提供误块检测、信号标记和通道状态功能。

(2)通道踪迹字节：J2J2用来重复发送低阶通道接入点识别符，通道接收端可椐此确认它与预定的发送端是否处于持续的连接状态。使用16字节帧格式。二、映射低阶通道开销各字节的功能如下：二、映射

(3)网络操作者字节：N2提供低阶通道的串接监视（TCM）功能。

(4)自动保护倒换（APS）通道：K4(b1~b4)用于低阶通道级保护的APS指令。

(5)增强型远端缺陷指示：K4(b5~b7)其功能与高阶通道的G1类似，但它用于低阶通道。

(6)备用比特：K4(b8)安排将来使用，接收端忽视其值。二、映射(3)网络操作者字节：N2二、映射(二)映射过程1、映射方式的分类

“三种映射方法”：异步、比特同步、字节同步。

“两种工作模式”：浮动VC模式、锁定TU模式。二、映射(二)映射过程1、映射方式的分类二、映射1、映射方式的分类

1)三种映射方法：异步、比特同步、字节同步。异步映射它是一种对映射信号的结构无任何限制（信号有无帧结构均可），也无须其与网同步，仅利用正码速调整或正/零/负码速调整将信号适配装入VC的映射方法。二、映射1、映射方式的分类1)三种映射方二、映射比特同步映射它是一种对映射信号的结构无任何限制，但要求与网同步，无需码速调整将信号适配装入VC的映射方法。可认为它是异步映射的特例。字节同步映射要求映射信号具有块状帧结构，并与网同步，无需码速调整将信息字节装入VC内规定位置的映射方法。二、映射比特同步映射它是一种对映射信号的结二、映射1、映射方式的分类

2)两种工作模式：浮动VC模式、锁定TU模式。浮动VC模式指VC净负荷在TU或AU内的位置不固定，并由TU-PTR或AU-PTR指示其起点位置的一种工作模式。浮动模式时，VC帧内安排有VCPOH，因此可进行通道性能的端到端监测。二、映射1、映射方式的分类2)两种工作二、映射锁定TU模式是一种信息净负荷与网同步并处于TU或AU帧内固定位置，因而无需TU-PTR或AU-PTR的工作模式。锁定模式会引入较大的信号延时，且不能进行通道性能的端到端监测。二、映射锁定TU模式是一种信息净负荷与网同二、映射1、映射方式的分类

3)映射方式的比较综上所述，3种映射方法和两种工作模式可组合成5中映射方式，如表5-3-2所示。二、映射1、映射方式的分类3)映射方式二、映射2、139.264Mbit/s支路信号（H-4）的映射

1)139.264Mbit/s支路信号异步装入C-4139.264Mbit/s支路信号的映射一般采用异步映射、浮动模式。采用正码速调整方式异步装入。C-4的子帧结构如图5-3-6。二、映射2、139.264Mbit/s支路信号（H-4）的二、映射图5-3-6C-4的子帧结构二、映射图5-3-6C-4的子帧结构二、映射2、139.264Mbit/s支路信号（H-4）的映射

2)C-4装入VC-4在C-4的9个子帧前分别插入VC-4的通道开销(VC-4POH)字节J1，B3，C2，G1，F2，H4，F3，K3，N1，就构成了VC-4帧。如图5-3-7。二、映射2、139.264Mbit/s支路信号（H-4）的二、映射图5-3-7139.264Mbit/s信号映射图解二、映射图5-3-7139.264Mbit/s信号映二、映射3、2.048Mbit/s支路信号（H-12）的映射2.048Mbit/s支路信号的映射既可以采用异步映射，也可以采用比特同步映射或字节同步映射。二者都采用复帧形式，但异步映射需码速调整，而同步映射不需要。如图5-3-8。二、映射3、2.048Mbit/s支路信号（H-12）的映二、映射图5-3-82.048Mbit/s支路信号映射成VC-12（复帧）二、映射图5-3-82.048Mbit/s支路信号映三、定位三、定位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。即以附加于VC上的支路单元或管理单元指针指示和确定低阶VC帧的起点在TU净附和中或高阶VC帧的起点在AU净负荷中的位置。三、定位三、定位定位是一种将帧偏移信息收三、定位指针的作用：1)当网络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。2)网络失去同步时，指针用做频率和相位校准；当网络处于异步工作方式时，指针用作频率跟踪校准。3)指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移。三、定位指针的作用：1)当网络处于同步工三、定位(一)AU-4指针调整1、AU-4指针VC-4进行AU-4时应加入AU-4指针，即：AU-4=VC-4+AU-4PTRAU-4PTR由位于AU-4帧第四行第1至9列的9个字节组成，具体为：AU-4PTR=H1YYH21*1*H3H3H3三、定位(一)AU-4指针调整1、AU-4指针三、定位图5-3-9AU-4指针图案三、定位图5-3-9AU-4指针图案三、定位(一)AU-4指针调整2、指针调整原理1)正调整2)负调整三、定位(一)AU-4指针调整2、指针调整原理三、定位图5-3-10指针位置和偏移编号三、定位图5-3-10指针位置和偏移编号三、定位(二)TU-12指针调整TU-12=VC-12+TU-12PTR1、TU-12指针TU-12复帧的结构如图5-3-11所示。V1和V2字节可以看作一个指针码字，其编码方式如图5-3-12所示。三、定位(二)TU-12指针调整TU-12=VC-1三、定位图5-3-11TU-12复帧结构三、定位图5-3-11TU-12复帧结构三、定位图5-3-12TU-12指针编码三、定位图5-3-12TU-12指针编码三、定位(二)TU-12指针调整2、TU-12指针调整原理TU-12指针调整原理与AU-4基本相同，唯一区别的是AU-4有3个调整字节，而TU-12只有1个调整字节。三、定位(二)TU-12指针调整2、TU-12指针调整原四、复用复用是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道或者把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程，即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。四、复用复用是一种使多个低阶通道层的信号适四、复用(一)TU-12复用进TUG-2再复用进TUG-3图5-3-13TU-12复用进TUG-2再复用进TUG-3四、复用(一)TU-12复用进TUG-2再复用进TUG-四、复用(二)3个TUG-3复用进VC-4图5-3-143个TUG-3复用进VC-4四、复用(二)3个TUG-3复用进VC-4图5-3-14四、复用(三)AU-4复用进AUG四、复用(三)AU-4复用进AUG四、复用(四)N个AUG复用进STM-N帧图5-3-16N个AUG复用进STM-N帧四、复用(四)N个AUG复用进STM-N帧图5-3-16四、复用(五)2.048Mbit/s信号复用、定位、映射过程总结四、复用(五)2.048Mbit/s信号复用、定位、映射SDHSDH56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

第5章同步数字体系(SDH)第一节SDH的基本本节考核知识点与考核要求：

1、复用结构——“识记”；3、定位，只要求定位的概念及指针的作用——“识记”；2、映射，只要求映射的概念——“识记”；4、复用，只要求复用的概念——“识记”；本节考核知识点与考核要求：1、复用结构——“识记”；5.3同步复用与映射方法

一、复用结构

二、映射

三、定位

四、复用5.3同步复用与映射方法一、复用结构SDH的一般复用结构如图5-3-1所示，它是由一些基本复用单元组成的有若干中间复用步骤的复用结构。各种业务信号复用进STM-N帧的过程都要经历映射(mapping)、定位(aligning)和复用(multiplexing)三个步骤。(一)SDH的一般复用结构一、复用结构SDH的一般复用结构如图5-3一、复用结构(二)复用单元SDH的基本复用单元包括标准容器C，虚容器VC，支路单元组TUG，管理单元AU和管理单元组AUG。一、复用结构(二)复用单元SDH的基本复一、复用结构图5-3-1G.709建议的SDH复用结构一、复用结构图5-3-1G.709建议的SDH复用结构一、复用结构1、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，主要完成适配功能，以便让那些最常使用的准同步PDH数字体系信号能够进入有限数目的标准容器。ITU-T建议G.707规定了5种标准容器：C-11，C-12，C-2，C-3和C-4，其标准输入比特率如图5-3-1所示。一、复用结构1、标准容器(C)容器是一种用一、复用结构2、虚容器(VC)虚容器是用来支持SDH的通道（通路）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-nPOH一、复用结构2、虚容器(VC)虚容器是用来一、复用结构3、支路单元和支路单元组(TU和TUG)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。有四种支路单元，即TU-n(n=11,12,2,3)。TU-n由一个相应的低阶VC-n和一个相应的支路单元指针(TU-nPTR)组成，即：TU-n=VC-n+TU-nPTRTU-nPTR指示VC-n净附和起点在TU帧内的位置。一、复用结构3、支路单元和支路单元组(TU和TUG)一、复用结构4、管理单元和管理单元组(AU和AUG)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，有AU-3和AU-4两种管理单元。AU-n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：AU-n=VC-n+AU-nPTRAU-nPTR指示VC-n净附和起点在AU帧内的位置。一、复用结构4、管理单元和管理单元组(AU和AUG)一、复用结构(三)我国的SDH复用结构我国的光同步传输网技术体制规定以2Mbit/s为基础的PDH系列作为SDH的有效负荷，并选用AU-4复用路线，其基本复用映射结构如图5-3-2。一、复用结构(三)我国的SDH复用结构我一、复用结构图5-3-2我国的SDH基本复用映射结构一、复用结构图5-3-2我国的SDH基本复用映射结构一、复用结构图5-3-3139.264Mbit/s支路信号的复用映射过程一、复用结构图5-3-3139.264Mbit/s支路二、映射映射是一种在SDH边界处使支路信号适配进虚容器的过程，即各种速率的G.703信号先分别经过码速调整装入相应的标准容器，之后再加进低阶或高阶通道开销（POH）形成虚容器。二、映射映射是一种在SDH边界处使支路信二、映射(一)通道开销通道开销可以分为：低阶通道开销高阶通道开销二、映射(一)通道开销通道开销可以分为二、映射1、高阶通道开销（HPOH）高阶通道开销附加给C-3或者多个TUG-2的组合体形成VC-3，而将高阶通道开销附加给C-4或者多个TUG-3的组合体即形成VC-4。高阶通道开销的主要功能有VC通道性能监视、告警状态指示、维护信号以及复用结构指示等。二、映射1、高阶通道开销（HPOH）高阶二、映射HPOH是位于VC-3/VC-4/VC-4Xc（VC-4级联）帧结构第一列的9个字节：J1，B3，C2，F2，H4，F3，K3，N1，如图5-3-4所示。二、映射HPOH是位于VC-3/VC-4二、映射图5-3-4HPOH位置示意图二、映射图5-3-4HPOH位置示意图二、映射HPOH各自的功能如下：

(1)通道踪迹字节：J1J1是VC的第1个字节，其位置由相关的AU-4或TU-3指针指示。这个字节用来重复发送多阶通道接入点识别符。

(2)通道BIP-8码：B3。B3具有高阶通道误码监视功能。二、映射HPOH各自的功能如下：二、映射

(3)信号标记字节：C2C2用来指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质。

(4)通道状态字节：G1该字节用来将通道终端的状态和性能回传给VC-3/VC-4/VC-4-Xc通道源端。

(5)通道使用者字节：F2，F3这两个字节提供通道单元间的公务通信（与净负荷有关）。二、映射(3)信号标记字节：C2二、映射

(6)TU位置指示字节：H2H4用来指示有效负荷的复帧类别和净负荷位置，还可作为TU-1/TU-2复帧指示字节或ATM净负荷进入一个VC-4时的信元边界指示器。

(7)自动保护倒换（APS）通路字节：K3(b1~b4)用来作高阶通道级保护的APS指令。二、映射(6)TU位置指示字节：H2二、映射

(8)网络操作者字节：N1提供高阶通道的串接监视功能。

(9)备用比特：K3(b5~b8)留作将来使用，对其值没有规定，接收机应忽略其值。二、映射(8)网络操作者字节：N1二、映射2、低阶通道开销（VC-1/VC-2POH）低阶通道开销附加给C-1/C-2形成VC-1/VC-2，其主要功能有VC通道性能监视、维护信号及告警状态指示等。VC-1/VC-2POH由V5，J2，N2，K4字节组成。以VC-12为例低阶通道开销的位置如图5-3-5。二、映射2、低阶通道开销（VC-1/VC-2POH）二、映射图5-3-5低阶通道开销位置示意图二、映射图5-3-5低阶通道开销位置示意图二、映射低阶通道开销各字节的功能如下：

(1)V5字节为VC-1/VC-2通道提供误块检测、信号标记和通道状态功能。

(2)通道踪迹字节：J2J2用来重复发送低阶通道接入点识别符，通道接收端可椐此确认它与预定的发送端是否处于持续的连接状态。使用16字节帧格式。二、映射低阶通道开销各字节的功能如下：二、映射

(3)网络操作者字节：N2提供低阶通道的串接监视（TCM）功能。

(4)自动保护倒换（APS）通道：K4(b1~b4)用于低阶通道级保护的APS指令。

(5)增强型远端缺陷指示：K4(b5~b7)其功能与高阶通道的G1类似，但它用于低阶通道。

(6)备用比特：K4(b8)安排将来使用，接收端忽视其值。二、映射(3)网络操作者字节：N2二、映射(二)映射过程1、映射方式的分类

“三种映射方法”：异步、比特同步、字节同步。

“两种工作模式”：浮动VC模式、锁定TU模式。二、映射(二)映射过程1、映射方式的分类二、映射1、映射方式的分类

1)三种映射方法：异步、比特同步、字节同步。异步映射它是一种对映射信号的结构无任何限制（信号有无帧结构均可），也无须其与网同步，仅利用正码速调整或正/零/负码速调整将信号适配装入VC的映射方法。二、映射1、映射方式的分类1)三种映射方二、映射比特同步映射它是一种对映射信号的结构无任何限制，但要求与网同步，无需码速调整将信号适配装入VC的映射方法。可认为它是异步映射的特例。字节同步映射要求映射信号具有块状帧结构，并与网同步，无需码速调整将信息字节装入VC内规定位置的映射方法。二、映射比特同步映射它是一种对映射信号的结二、映射1、映射方式的分类

2)两种工作模式：浮动VC模式、锁定TU模式。浮动VC模式指VC净负荷在TU或AU内的位置不固定，并由TU-PTR或AU-PTR指示其起点位置的一种工作模式。浮动模式时，VC帧内安排有VCPOH，因此可进行通道性能的端到端监测。二、映射1、映射方式的分类2)两种工作二、映射锁定TU模式是一种信息净负荷与网同步并处于TU或AU帧内固定位置，因而无需TU-PTR或AU-PTR的工作模式。锁定模式会引入较大的信号延时，且不能进行通道性能的端到端监测。二、映射锁定TU模式是一种信息净负荷与网同二、映射1、映射方式的分类

3)映射方式的比较综上所述，3种映射方法和两种工作模式可组合成5中映射方式，如表5-3-2所示。二、映射1、映射方式的分类3)映射方式二、映射2、139.264Mbit/s支路信号（H-4）的映射

1)139.264Mbit/s支路信号异步装入C-4139.264Mbit/s支路信号的映射一般采用异步映射、浮动模式。采用正码速调整方式异步装入。C-4的子帧结构如图5-3-6。二、映射2、139.264Mbit/s支路信号（H-4）的二、映射图5-3-6C-4的子帧结构二、映射图5-3-6C-4的子帧结构二、映射2、139.264Mbit/s支路信号（H-4）的映射

2)C-4装入VC-4在C-4的9个子帧前分别插入VC-4的通道开销(VC-4POH)字节J1，B3，C2，G1，F2，H4，F3，K3，N1，就构成了VC-4帧。如图5-3-7。二、映射2、139.264Mbit/s支路信号（H-4）的二、映射图5-3-7139.264Mbit/s信号映射图解二、映射图5-3-7139.264Mbit/s信号映二、映射3、2.048Mbit/s支路信号（H-12）的映射2.048Mbit/s支路信号的映射既可以采用异步映射，也可以采用比特同步映射或字节同步映射。二者都采用复帧形式，但异步映射需码速调整，而同步映射不需要。如图5-3-8。二、映射3、2.048Mbit/s支路信号（H-12）的映二、映射图5-3-82.048Mbit/s支路信号映射成VC-12（复帧）二、映射图5-3-82.048Mbit/s支路信号映三、定位三、定位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。即以附加于VC上的支路单元或管理单元指针指示和确定低阶VC帧的起点在TU净附和中或高阶VC帧的起点在AU净负荷中的位置。三、定位三、定位定位是一种将帧偏移信息收三、定位指针的作用：