2M速率和34M速率的复用

本文格式为Word版，下载可任意编辑——2M速率和34M速率的复用．34Mbit/s复用进STM-N信号

(1)34Mbit/s信号经过码速调整适配到相应的标准容器－C-3，即异步装入C-3

E3装如C-3采用正/零/负码速调整技术。

C-3基帧的规格为：9行×84列，每连续3行为一个子帧，分为3个子

帧。在一个子帧中，每21个字节为一个码块。如图2-16所示：

1×21(一个子块)4×21=84字节1×21(一个子块)1×21(一个子块)1×21(一个子块)1YAYWWWYAYWWWYAY2YAYWWWYAYWWWYAY3QAYWWWQAYWWWQAY456789A=YYYY(16个字节)

21字节WWWYAYWWWWWWYAYWWWWWWQAQPNW

S1:正零负码速调整中负调整位置

图2-16C-3子帧结构

每子帧的帧长252(=4块/行×21字节/块×3行/帧)字节(2023bit=252×

8)；含2套码速调整控制比特(5C1,5C2)；573个固定塞入bit(67Y*8bit+5Q+1P=[536+30+7]bit)，至少1431(178W+1N=178×8+7)个信息比特；2个调整机遇比特S1S2。▲正码速调整

当有效信息净荷的速率低于标称值时(输入的信息装不满容器)，需要进

行正码速调整，C1C1C1C1C1=11111，S1=R，C2C2C2C2C2=11111，S2=R。▲负码速调整

当有效信息净荷的速率高于标称值时(输入的信息要使容器溢出)，需要

进行正码速调整，C1C1C1C1C1=00000，S1=I，C2C2C2C2C2=00000，S2=I。▲零码速调整

当有效信息净荷的速率正好与容器速率匹配时，不需要进行码速调整，

此时：C1C1C1C1C1=11111，S1=R，C2C2C2C2C2=00000，S2=I。(2)加上相应的通道开销C-3打包成VC-3

VC-3的帧结构：第一列的9字节VC-3POH加上9行×84列的C-3

净荷。

即：VC-3=C-3+VC-3POH。此时的帧结构是9行×85列。VC-3的帧总共有：9×85×8=612bit。其中：

信息比特I：

3块×1431bit/块=4293bit

固定插入比特R：3块×573bit/块=1719bit调整控制比特C：3块×10bit/块=30bit调整机遇比特S：3块×2bit/块=6bitVC-3POH比特:

8bit/字节×9字节=72bit

进行负码速调整时，6个调整机遇比特S全部用来装信息码，则VC-3

容器装载的最大信息量为：4293+6=4299bit，

因此最大速率为：4299bit/F×8000F/s=34.392Mb/s。

码速不调整时VC-3容器的信息速率为：(4293+3)bit/F×

8000F/s=34.368Mb/s，VC-3容器与输入PDH的3次群速率匹配一致。

进行正码速调整时，6个调整机遇比特S全部用来装R码，则VC-3容

器装载的信息量最小，为：4293bit，因此最小信息速率为：4293bit/F×8000F/s=34.344Mb/s。

VC-3容器的速率为：9行×85列×8bit/字节×8000/s=48.960Mb/s。

(3)VC-3帧到支路单元TU-3的定位

为了便于收端定位VC-3，以便能将它从高速信号中直接拆离出来，在

VC-3的帧上加了3个字节的指针－TU-PTR（支路单元指针），用以指示低阶VC的起点在支路单元TU中的具体位置，工作原理与AU-PTR类似。此时的帧结构TU3如图2-17所示。

图2-17装入TU-PTR后的TU3结构图

此时TU-3的帧结构有点残缺，要将其缺口部分补上，成图2-18所示的

帧结构。

图2-18填补缺口后的TU3帧结构图

图中R为塞入的非信息码，这时的信息结构为TUG-3——支路单元组。

(4)3个TUG-3复用成为一个C-4

三个TUG-3通过字节间插复用方式，复合成C-4信号结构，复合过程

见图2-19所示。

图2-19C-4帧结构图

由于TUG-3是9行×86列的信息结构，所以3个TUG-3通过字节间

插复用方式复合后的信息结构是9行×258(=86×3=258)列的块状帧结构，而C-4是9行×260列的块状帧结构。于是在3×TUG3的合成结构前面加两列塞入R比特，使其成为C-4的信息结构。

(5)VC-4是与140Mbit/sPDH信号相对应的标准虚容器，此过程相当于

对C-4信号再打一个包封，将对通道进行监控管理的开销（POH）打入包封中去，以实现对通道信号的实时监控。

对于VC-4帧，总计有：9×261×8=18792bit，其中：信息比特I：

1934bit/行×9行/帧=17406bit/帧

固定塞入比特R：130bit/行×9行/帧=1170bit/帧开销比特O：

10bit/行×9行/帧=90bit/帧

调整控制比特C：5bit/行×9行/帧=45bit/帧调整机遇比特S：1bit/行×9行/帧=9bit/帧VC-4POH比特：8bit/行×9行/帧=72bit/帧

VC-4的速率为：(9行×261列)字节/帧×8比特/字节×8000帧/秒=150.336Mb/s。

VC-4POH字节用来完成虚容器通道性能监视、告警状态指示、维护用

信号及复接结构指示，其中J1的位置由AU-4指针指示。

STM-N的帧结构中，信息净负荷为9行×261×N列，当为STM-1时，

即为9行×261列，VC-4就是STM-1帧的信息净负荷。将PDH信号经打包成C容器，再加上相应的通道开销而成VC虚容器这种信息结构，这个过程就叫映射。

(3)VC-4到AU-4的定位

货物都打成了标准的包封，可以往STM-N这辆车上装载了。装载的位

置是其信息净负荷区。在装载货物（VC）的时候会出现这样一个问题，当货物装载的速度和货车等待装载的时间（STM-N的帧周期125μs）不一致时，就会使货物在车箱内的位置“浮动〞。SDH采用在VC-4前附加一个管理单元指针（AU-PTR）来解决这个问题。此时信号由VC-4变成了管理单元AU-4这种信息结构，见图2-9所示。

图2-9AU-4结构图

AU-4这种信息结构已初具STM-1信号的雏形——9行×270列，只不

过缺少SOH，这种信息结构其实也算是将VC-4信息包再加了一个包封——AU-4。

AU指针的作用是指明高阶VC在STM帧中的位置。通过指针的作用，

允许高阶VC在STM帧内浮动，即允许VC-4和AU-4有一定的频偏和相差；简单而言，容忍VC-4的速率和AU-4包封速率（装载速率）有一定的差异。尽管货物包可能在车箱内（信息净负荷区）“浮动〞，但是AU-PTR本身在STM帧内的位置是固定的，这就保证了收端能正确的在相应位置找到AU-PTR，进而通过AU指针定位VC-4的位置，从STM-N信号中分开出VC-4。①AU-PTR指针的位置：AU-4帧中第4行第1~9列的9个字节，如下：

AU-PTR=H1,Y,Y,H2,1*,1*,H3,H3,H3

其中：Y=1001SS11，SS是未规定值比特；

1*=11111111；

H1,H2为实际的指针值；

H3是负调整机遇字节，AU-4中是以3个H3字节作为1个负调整单位，

做负调整时，负调整单位可携带额外的VC信息。

图2-10AU-4指针位置和偏移编号

在AU-4净荷中，从最终一个H3字节起，以3个字节为一个正调整单

位，依次依照相对于H3(第3个)的偏移量编号，共有：0~782(9*261/3=783)个偏移编号。其中编号0是正调整机遇。783个编号对应的二进制值即为AU-4指针值，其值指明VC-4帧的首字节J1的位置。②指针调整规则：

H1，H2的16位码的含义见下图：

H1NNNNSSIDIDIH2DIDIDNDFAU/TU10bit指针值图2-11H1，H2的16位码的含义

图2-11中前4位N是“新数据标识(NDF)〞，用以表示所载净荷容量有

无变化。当无变化帧，NDF为正常值“0110〞，有变化帧NDF为正常值“1001〞，此时指针值随新数据的速率作相应的变化。若净负荷不再变化，下一帧NDF回到正常值“0110〞，并至少3帧内指针值不应改变。

图2-11中SS为AU/TU的类别:

AU-4，TU-3，TU-12，SS=10；TU-2，SS=00；TU-11，SS=11。图2-11中后10位为指针值，其中奇数位为I比特，偶数位为D比特。

可以指示的范围为1024(其中有效的指针范围：0000000000~1100001110，1111111111)。在指针调整过程中，以5个I比特和5个D比特中全部或多数比特发生反转来分别指示指针值应当增加还是减小，因此I和D分别称为增加比特和减少比特。调整规则：

▲当VC-4帧与AU-4帧速率一致，指针值确定了VC-4帧在AU-4帧内的起始位置，NDF设置为“0110〞。

▲当VC-4帧速率比AU-4帧速率低，5个I值反转，表示正帧调整。该VC-4净符合的起点字节后移，下一帧指针值是I值反转前的值加1。

▲当VC-4帧速率比AU-4帧速率高，5个D值反转，表示负帧调整。该VC-4净符合的起点字节前移，下一帧指针值是D值反转前的减1。若原来VC-4的第

一字节在编号“0〞的位置，此种状况下，将VC-4的实际信息写入负调整位置H3中。

▲当NDF出现更新值“1001〞时，表示净负荷容量有变化，指针值应作相应的增减，然后NDF回到正常值“0110〞。

▲指针值完成一次调整后，至少停3帧，才可以进行新的调整。

▲收端对值针解码时，除仅对连续3次以上收到前后一致的指针进行解读外，将忽略任何变化的指针。③AU-4PTR调整技术

当VC-4帧速率与AU-4帧速率有偏差时，AU-4的指针值将随机加1

减1，同时伴随相应调整字节出现或变化。当偏移较大，需要连续屡屡进行指针调整时，相邻两次指针调整操作必需相隔3帧，两次指针调整操作之间的指针值保持不变。▲正帧频调整

当VC-4帧速率比AU-4帧速率低时，必需在本该传送净负荷的区内塞入

一些伪信息，以提高VC-4的速率，即每次调整或指针操作将在VC-4中编号“0〞的位置上插入3个填充字节。此时，VC-4帧在时间上向后推移了一个单位时隙，指针值加1。

在进行正帧调整时，指针值中的5个I值反转。在5个I值反转的帧实

施正调整，在下一帧的指针值将是调整后的新值。在接收端，将依照5个I值中是否多数反转来决定是否是正调整。

例题：设前一帧VC-4的第一个字节J1在编号为176的位置上。假使VC-4的帧速率小于AU-4的帧速率，写出本次指针调整中H1,H2,H3的状态。解：已知：第一个字节J1在编号为176的位置上

所以，10位指针的值为：

M+0帧：IDIDIDIDID：0010110000=27+25+24=128+32+16=176

M+1帧：IDIDIDIDID：0010110001（当VC-4帧速率比AU-4帧速率低，

下一帧指针值是I值反转前的值加1）

H1H23个H3序号NNNNSSIDIDIDIDID0123450110100010110000填充伪信息1001101000011010填充伪信息(反转，表示下面要正调整)0110100010110001填充伪信息(指针加1)0110100010110001填充伪信息(三帧连续不变)0110100010110001填充伪信息(三帧连续不变)可以进行下一次调整图2-12连续个帧指针正调整中H1,H2,H3的状态

VC-4的第一个字节J1在AU-4帧中的位置：

行数：[176/87]+1=3，其中：[.]表示取整单位时隙数：（176|87）+1=3，其中：|表示取余

图2-13AU-4指针正调整过程

▲负帧频调整

当VC-4帧速率比AU-4帧速率高时，说明VC-4净负荷信息依照原来的

起点将溢出，应马上调整起点，以降低VC-4净负荷在AU-4中的速率，即VC-4中第一个字节J1应前移一个单位时隙，指针值也应减1。

在进行负帧调整时，指针值中的5个D比特反转，以决定是负调整。

例题：设前一帧VC-4的第一个字节J1在编号为176的位置上。假使VC-4的帧速率大于AU-4的帧速率，写出本次指针调整中H1,H2,H3的状态。解：已知：第一个字节J1在编号为176的位置上

所以，10位指针的值为：

M+0帧：IDIDIDIDID：0010110000=2+2+2=128+32+16=176

M+1帧：IDIDIDIDID：0010101111（当VC-4帧速率比AU-4帧速率高，下

7

5

4

一帧指针值是D值反转前的值减1）

H1H23个H3序号NNNNSSIDIDIDIDID0123450110100010110000填充伪信息0110100111100101填充伪信息(反转，表示下面要负调整)0110100010101111VC-4信息码(指针减1)0110100010101111填充伪信息(三帧连续不变)0110100010101111填充伪信息(三帧连续不变)可以进行下一次调整图2-14连续个帧指针负调整中H1,H2,H3的状态

图2-15AU-4指针负调整过程

信号的过程类似：C-4→VC-4→AU-4→AUG→STM-N。3．2Mbit/s复用进STM-N信号

(1)将2Mbit/s的PDH信号经过速率适配装载到对应的标准容器C-12中

为了便于速率的适配采用了复帧的概念，即将4个C12基帧组成一个

复帧。C12的基帧帧频也是8000帧/秒，那么C12复帧的帧频就成了2000帧/秒。

采用复帧是为了码速适配的便利。例如若E1信号的速率是标准的

2.048Mbit/s，那么装入C-12时是每个基帧装入(即每个C-12装入)32个字节(256比特=(2.048Mb/s)/(8000F/s))有效信息。但当E1信号的速率不是标准速率2.048Mbit/s时，那么装入每个C-12的平均比特数就不是整数。

PDH允许的容差范围是：2.046kb/s~2.048kb/s~2.05kb/s。当：E1速

率是2.046Mbit/s时，那么将此信号装入C-12基帧时平均每帧装入的比特数是：(2.046×106bit/秒)/(8000帧/秒)＝255.75bit/帧有效信息，比特数不是整数，因此无法进行装入。若此时取4个基帧为一个复帧，那么正好一个复帧装入的比特数为：(2.046×106bit/秒)/(2000帧/秒)＝1023bit，可在前三个基帧每帧装入256bit（32字节）有效信息，在第4帧装入255个bit的有效信息，这样就可将此速率的E1信号完整的适配进C-12中去。

C-12基帧结构是9×4－2个字节的带缺口的块状帧，4个基帧组成一

个复帧，C-12复帧结构和字节安排如图2-20所示。

每格为一个字节（8bit），各字节的比特类别：

W＝IIIIIIII，Y＝RRRRRRRR，G＝C1C2OOOORR，M＝C1C2RRRRRS1，N＝S2IIIIIIII：信息比特

R：塞入比特：

O：开销比特

C1＝0S1＝I；C1＝1C2＝0S2＝I；C2＝1

S1＝R*S2＝R*

C1：负调整控制比特C2：正调整控制比特

S1：负调整位置S2：正调整位置

R*表示调整比特，在收端去调整时，应忽略调整比特的值，复帧周期为125×4=500μs。

图2-20C-12复帧结构和字节安排

一个C-12复帧共有：

4×（9×4－2）＝136字节＝127W＋5Y＋2G＋1M＋1N＝（1023I＋

S1＋S2）＋3C1＋3C2＋49R＋8O＝1088bit，其中负、正调整控制比特C1、

C2分别控制负、正调整机遇S1、S2。当C1C1C1＝000时，S1放有效信息比特I，而C1C1C1＝111时，S1放塞入比特R，当C2C2C2＝000时，S2放有效信息比特I，而C2C2C2＝111时，S2放塞入比特R。复帧可容纳有效信息负荷的允许速率范围是：

lC-12复帧max＝（1023＋1＋1）×2000＝2.050Mbit/slC-12复帧min＝（1023＋0＋0）×2000＝2.046Mbit/s

也就是说当E1信号适配进C-12时，只要E1信号的速率范围在

2.046Mbit/s-2.050Mbit/s的范围内，就可以将其装载进标准的C1