数字通信原理的速率与帧结构

数字通信原理的速率与帧结构第1页，共34页，2023年，2月20日，星期六第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2页，共34页，2023年，2月20日，星期六本节考核知识点与考核要求：

1、网络节点接口的概念——“识记”；3、SDH帧结构——“领会”；2、同步数字体系的速率——“识记”；4、段开销（SOH）字节，只包括段开销字节的种类——“识记”；第3页，共34页，2023年，2月20日，星期六5.2SDH的速率与帧结构一网络节点接口二同步数字体系的速率三SDH帧结构第4页，共34页，2023年，2月20日，星期六一、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。NNI在网络中的位置如图5-2-1所示。第5页，共34页，2023年，2月20日，星期六一、网络节点接口图5-2-1NNI在网络中的位置第6页，共34页，2023年，2月20日，星期六二、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。第7页，共34页，2023年，2月20日，星期六ITU-TG.707建议规范的SDH标准速率如表5-2-1：二、同步数字体系的速率等级STM-1STM-4STM-16STM-64速率（Mbit/s）155.520622.0802488.3209953.280第8页，共34页，2023年，2月20日，星期六三、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。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。第9页，共34页，2023年，2月20日，星期六图5-2-2SDH帧结构三、SDH帧结构第10页，共34页，2023年，2月20日，星期六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)。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帧结构第11页，共34页，2023年，2月20日，星期六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。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帧结构第12页，共34页，2023年，2月20日，星期六1、段开销(SOH)区域段开销(sectionoverhead)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。帧结构的左边9×N列8行（除去第4行）分配给段开销。三、SDH帧结构第13页，共34页，2023年，2月20日，星期六2、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帧结构第14页，共34页，2023年，2月20日，星期六3、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帧结构第15页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、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)段层维护通道层维护第16页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节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。第17页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节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。第18页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节图5-2-3STM-1SOH字节安排第19页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节图5-2-4STM-4SOH字节安排第20页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节图5-2-5STM-16SOH字节安排第21页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节图5-2-6STM-64SOH字节安排第22页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节段开销字节的位置：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。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第23页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节2、SOH字节的功能1)帧定位字节A1和A2SOH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。第24页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节2)再生段踪迹字节J0J0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。第25页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节3)数据通信通路(DCC)D1~D12SOH中的DCC用来构成SDH管理网（SMN）的传送链路。其中D1~D3字节称为再生段DCC，用于再生段终端之间交流OAM信息，速率为193kbit/s；D4~D12字节称为复用段DCC，用于复用段之间交流OAM信息，速率为576kbit/s。第26页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节4)公务字节E1和E2E1和E2两个字节用来提供公共联络语声通道。E1属于RSOH，用于本地公务通路，可以在再生器接入。而E2属于MSOH，用于直达公务通路，可以在复用段接入。公务通路的速率为64kbit/s。第27页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节5)使用者通路F1该字节保留给使用者（通常指网络提供者）专用，主要为特定维护目的而提供临时的数据/语声通路连接。第28页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节6)比特间插奇偶校验8位码(BIP-8)B1B1字节作再生段误码监督。这是使用偶校验的比特间插奇偶校验码。BIP-8是对扰码后的上一个STM-N帧的所有比特进行计算，计算的结果置于扰码前的本帧的B1字节位置。如图5-2-7。第29页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节7)比特间插奇偶校验24位码(BIP-N×24)字节B2B2B2B2字节作复用段误码监督。8)自动保护倒换（APS）通路字节K1,K2（b1~b5）两个字节作自动保护倒换（APS）信令。第30页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节9)复用段远端失效指示（MS-RDI）字节K2（b6~b8）MS-RDI用于向发送端回送一个指示信号，表示收信端检测到来话鼓掌或正接收复用段告警指示信号（MS-AIS）。解扰码后K2字节的第6，7，8比特构成“110”码即为RS-RDI信号。第31页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SOH)字节10)同步状态字节S1（b5~b8）S1字节的第5~8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。11)复用远端差错指示（MS-REI）M1该字节用作复用段远端差错指示。对STM-N信号，它用来传送BIP——N×24（B2）所检出的误块数。第32页，共34页，2023年，2月20日，星期六四、段开销(SO