第6章同步数字体系（SDH）知识点梳理汇总

第6章同步数字体系(SDH)是完全不同于准同步数字体系的新一代的传送网体系。本章将介绍其产生的技术背体系和三个地区性标准),不存在世界性标准。不同地区的速率标准不一致导致相互量滋生。这些专用光接口无法在光路上互通，唯有通过光4.传统的准同步系统的网络运行、管理和维护(OAM)主要依靠人工的前身国际电报电话咨询委员会(CCITT)于1988年接受了SONET的概念，并重新命名为同步数字体系(SDH),使之成为不仅适于光纤也适于微波和卫星传输的通用技术体制。为了建立起世界性的统一标准，ITU-T自1988年至1998年期间陆续完成了构，允许安排丰富的开销比特(即网络节点接口比特流中扣除净负荷后的剩余部分)(1)使1.5Mbit/s和2Mbit(3)SDH帧结构中安排了丰富的开销比特(大约占信号的5%),因而使而在电信网的各个部分(长途、中继和接入网)中都能通过简单、灵活和经济的信号139.264Mbit/s可以收容64个2.048Mbit/s系统个2.048Mbit/s系统，频带利用率从PDH的94%下降到83%;以34.368Mbit/s为例，PDH的139.264Mbit/s可以收容4个系统，而SDH的155.520Mbit/s只能收容3个，频带利用率从PDH的99%下降到66%。当然，上述安排可以换来网络运用上的一些容器和虚容器电路加上指针调整电路，以及POH和SOH的插入功能，大约需要6~有效的相位平滑措施才能满足抖动和漂移性能要求，也为同步网的规划带来了复杂(4)由于大规模地采用软件控制和将业务量集中在少数几个高速链路和有着明显得优越性。毫无疑问，发展方向应该是这种高度灵活和规范化的SDH/须遵守的速率和数据传送格式是NNI标准化的首要任务。本节中将首先介绍NNI的网络节点的全部功能，即终结、交叉连接、复用和交换功能。在概念上是网络节点间的接口，从具体实现上看就是传输设备和网络节点之间的接NNI在网络中的位置可以用图6.1来表示。NNINNINNINNINNIEQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up4(li),r)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up4(n),a)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up4(e),di)图6-1NNI在网络中的位置的速率为155.520Mbit/s,相应的光接口信号也只是STM-1信号经扰码后的电/光变4、16和64。表6.1中列出了建议G707所规范的标准速率值。等级速率(Mbit/s)形块状帧结构，其结构安排如图6.2所示。它由270×N列和9行字节组成，每字节8比特。对于STM-1而言，帧长度为270×9=2430字节，相当于19440比特。若用时进行，直至整个字节都传完，再转入下一帧。如此一帧一帧地传送，每秒共传8000由图6.2可知，整个帧结构大体上可分为3个主要区域：字节，主要是供网络运行、管理和维护使用。图6.2中横向为第1至第9xN列、纵向第1至第3行和第5至第9行的共8×9×N个字节已分配给段开销。对于STM-1而言，相当于每帧有72个字节(576比特)可用于段开销。由于每秒传8000帧，因而，AUPTR是一种指示符，主要用来指示信息净负荷的第1个字节在STM-N帧内的准确位置，以便在接收端正确地分解。图6.2中横向为第1至第9xN列、纵向第4行共9xN个字节是保留给AUPTR用的。对于STM-1,相当于每帧有1×9=9个字节(72比特)。每秒传8000帧，因而STM-1管理单元指针为0.576Mbit/s。采用3.信息净负荷(payload)区域信息净负荷区就是帧结构中存放各种信息容量的地方。图6.2中横向为第10至第270×N列、纵向第1至第9行的共9×261×N个字节都属于净负荷区域。当然，法可以容许被复用的净负荷有较大的频率差异(异步复用)。但不能直接把支路信号图6-3C.707给出的复用途径SDH基本复用单元包括若干容器(C-n)、虚容器(VC-n)、支路单元(TU-n)、支路单元组(TUG-n)、管理单元(AU-n)和管理单元组(AUG-n),n为PD(1)容器(C)(2)虚容器(VC)端。其信息由容器的输出和通道开销(POH)所组成，即VC-n=C-n+VC-nPOH(3)支路单元(TU)和支路单元组(TUG)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(4)管理单元(AU)和管理单元组(AUG)AU-n=V-Cn+AU-nPTR容器周期或复帧周帧频或复帧频结构4容量(字节数)速率(Mbit/s)虚容器周期或复帧周帧频或复帧频结构4容量(字节数)速率(Mbit/s)支路单元和管理单元周期或复帧周期(μs)帧频或复帧频率(Hz)结构3容量(字节数)速率(Mbit/s)图6-4我国的SDH基本复用映射结构(1)利用AU-4直接从C-1复接的方法处理后的C-12输出速率为2.224Mbit/s,再加上VC-12POH便构成了VC-12位对准后的TU-12速率为2.304Mbit/s。再经均匀的字节间插组成TUG-2(3×开销便得到了STM-N信号。当N=1时， 一物理结合(2)利用AU-4直接从C-4复接的方法149.760Mbit/s,再加上VC-4POH便构成了VC-4(150.336Mbit/s)。它与AU-4的净相对于AU-4的相位。它占有9个字节(0.576Mbit/s),于是考虑AUPTR后的AU-4C-44AUG(3)ATM信元的映射ATM信元由53个字节组成，其中前5个字节为信头，载有信元的地址和控制信息，后面的48个字节为信息字段，承载信息。ATM信元的映射时通过将每个信元的字节结构与所用的虚容器(VC-n或VC-n-XcX≥1)的字节结构进行定位对准来实现的。因VC-n容量不一定是ATM信元长度(53字节)的整数倍，所以允许ATM信元跨越VC-n或VC-n-Xc边界，进入另ATM信元信息字段(占48字节)在映射进VC-n或VC-n-Xc之前应进行扰(i)将ATM信元映射进VC-4/VC-3界，然后再将C-4/C-3与VC-4/VC-3POH(见图6.7)一起映射进VC-4/VC-3。这样，ATM信元边界就与VC-4/VC-3字节边界对准了。因C-4/C-3容量(2340/756字节)不是信元长度(53字节)的整数倍，所以一个信元可能跨越C-4/C-3边图6-7ATM信元映射进VC-4/VC-3节)不是信元长度(53字节)的整数倍，因此一个信元有可能跨越C-4-Xc的边界到帧由一个字节的VC-12POH(V5、J2、N2、K4)和34字节的净负荷区所组成。将由于VC-12净负荷区容量不是ATM信元长度(53字节)的整数倍，因而ATM信元边界各VC-12结构之间的对准是随帧而变的，但每53帧为一个重复周期。同样地，结构复杂，传输效率低，开销损失大(可达25%以上)。而IPoverSDH恰好能弥补IPoverSDH的基本思路是将IP数据表(包括Ipv4、IPX等)通过点到点协议(PPP)直接映射到SDH帧，从而省去了中间的复杂的ATM层。具体作法是先将IP数据报封装进PPP分组，然后再利用高级数据链路控制规程HDLC按照RFC1662帧中。IPoverSDH的协议栈见表6.6所示。其中PPP层的功能包括IP多协议封装、据报提供定界，每一HDLC的始末都用标志01111110表示。这种方法在本质上保留进网络可靠性。高速路由器直接将IP网与SD少工作要作。例如，为了保证IP数据报映射的透明性，可能需要在HDLC帧映射进协议栈客户层数据报IP多协议封装差错检验SDH通道2.定位图6-10AU-4指针偏移范围含有H1、H2字节中的指针指出VC-4起始字节的位置。分配给指针功能的这两个字节可以看作一个码字，如图6.11所示。其中指针字的最后10个比特(第7~16比特)携带具体指针值。AU-4指针值为十进制数0～782范围内的二进制数。该值指示指针和VC-4第一个字节间的相对位置，并以三个字节为单位进行增减调整。塞入字节图6.11中还示出了一个附加的有效字号种指示级联指示CI。即当AU-4指针设置成级联指示时就表示AU-4级联。它用1～4比特“1001”,5～6(SS)比特未规定，7～16比特10个“1”来表示。(iii)速率调整减小。同时相应地改变正、负调整字节。连续的指针操作个帧进行操作),这三帧期间指针值保持不变。VC必须在时间上向后移动，即指针值应增加“1”。这种操作由指针字的第7,9,11,13,15比特(I比特)的反转来指示。这种反转使接收机能进行5个比特的多数表决判定，以避免误判。三个正调整字节立即出现如果VC的帧速率相对于AUG太快，那么可以利用指针区的三个H字节来存放VC信息(负调整字节),从而降低VC速率。于是VC必须在时间上提前，即指针值应减少“1”。这种操作由指针字的第8,10,12,14,16比特(D比特)的反转(iv)新数据标示(NDF)一到第四比特(即图1-14中的N比特)携带。释为净负荷有新数据(enable)(要执行调整);当四个比特中三个与“0110”相符时设置为“1001”(起作用即执行调整)而发送。此NDF仅出现在含有新指针值得第一(v)AU-4级联当要求传送大于一个C-4容量的净负荷时，AU-4能结合(级联)在一起形容量的X倍(即X=4时为599040kbit/s;X=16时为2396160kbit/s)。VC-4-X的第2到第X列为固定填充字节。VC-4-Xc的第1列用作POH。VC-4-Xc的结构如图6.12设定为级联指示CI。其第1～4比特值为“1001”,第5～6比特未作规定，第7～16指针位置上由CI代替。由第一个AU-4指针指示的所有操作适用于AU-4Xc中的每一个AU-4。图6-13TU-3指针偏移值包含在H1和H2字节中的TU-3指针值表示VC-3起始字节的位置，作为指针的两个字节可看作一个码字。如图6.11所示，指针字节的最后10个比特(第7~16比特)载有指针值。TU-3指针值为十进制数0～764的二进制数。该数值指示指针与VC-3首字(iii)速率调整如果TU-3帧速率和VC-3速率之间有速率偏差。那么,指针值将按需要增动，即指针值应增加“1”。这种操作由指针字的第7,9,11,13,15比特(I比特)立即出现在含有反转I比特的TU-3帧中相应的H3字节之后。相继的TU-3指针将含值应减少“1”。这种操作由指针字的第8,10,12,14,16比特(D比特)的反转来出现在含有反转D比特的TU-3帧中H3字节中。相继指针将含有新的偏移值。指针码字的第1～4比特(N比特)载有新数据标帜(NDF),它反映并允许V2NNNNSSIDIDIDIDID(3)TU-12指针VC的实际内容无关。TU-12指针包括在图6.14所示的V1和V2字节中。TU-12指针字节或码字示于图6.15中。两个S比特(比特5和6)指示TU类型。TU-12为“10”。指针值(第7～16比特)是指示V2字节与VC-12第一个字TU名称SS比特TU指针值范围(500μs)比特5比特6100～139(十进制数)(4×35字节)(ili)TU-12位置指示字节H4(a)500μs(4帧)的复帧，可用于识别浮动TU-12模式中包括TU-12的(b)2ms(16帧)复帧，可在锁定从VC-3/VC-4POH中的H4字节的值，可识别下一个VC-3/VC-4净负荷重TUPTR(V4)VC3/VC4净负荷TtJPTR(V2)VC3/VC4净负荷 图6-17TU-12复帧位置指示字节图6-18H4字节简化的编码序列○○零指针偏移正调整机会(v)新数据标帜指针码字的第1～4比特(N比特)载有NDF,它可以反映并允许指针值的指针调整例子3.复用个STM-1段开销中的A1,A2,JO(或老设备的C1)和B2字节参与交错间插复用成由上述可知，一个STM-1可以直接提供63个2Mbit/s或3个34Mbit/s(经PDH复用解复用可以得到48个2Mbit/s)或一个140Mbit/s(经PDH复用解复用可以得到64个2Mbit/s口)。IsIsSNSNQ接口Q接口F接口HOA高阶组装器HOI高阶接口HPA高阶通道适配HPC高阶通道连接HPOM高阶通道开销监视器HPP高阶通道保护HPT高阶通道终端HSUT高阶通道监控未装载终端HTCA高阶通道级联连接适配HTCM高阶通道级联连接监视HTCT高阶通道级联连接终端LOI低阶接口LPA低阶通道适配TsuSS5TTsTTLPC低阶通道连接LPOM低阶通道开销监视器LPP低阶通道保护LPT低阶通道终端LSUT低阶通道监控未装载终端LTCA低阶通道级联连接适配LTCM低阶通道级联连接监视LTCT低阶通道级联连接终端MCF消息通信功能MSA复用段适配MSP复用段保护MST复用段终端N再生段DCC参考点TTSSuOHA接口uOHA开销接入接口P复用段DCC参考点PPIPDH物理接口RST再生段终端S管理参考点(即告警、控制)SEMF同步设备管理功能SPISDH物理接口SETPI同步设备时钟物理接口SETS同步设备时钟源TTF传送终端功能U开销接人参考点Y同步状态参考点类又分为两型。把63个2Mbit/s信号复接成一个STM-1信号。每个支路信号在群路信号中的位置是UsUST5s?088ssUTT图6-22I.1型复用设备(1)低阶接口(LOI)(LPT)插入VC通道开销，送给高阶组装器(HOA)。低阶TU信号进入高阶通道终端(HPT),插入VC-4开销形成高阶VC-4信号。VC-4信号在复用段适配(MSA)处理AU-4指针，并对管理单元组(AUG)复用终端(MST)功能是传输并插入段开销的第5至9行。再生段终端(RST)功能是传输并插入段开销的第1至3行。然后最除段开销第1行意外的STM-N信号进行扰码。同步物理接口(SPI)功能是将内部STM-N逻辑电平信号转换成STM-N接§SSSTTorUUYSTSS(3)Ⅱ.1型复用设备力。例如可复接4个STM-1信号成一个STM-4信号，每个STM-N信号中的VC-4yTuM>NNFSOHA接口ξUTT图6-24Ⅱ.1型复用设备图6.24中只有一种复合功能块TTF,其主(4)Ⅱ.2型复用设备该型设备提供把若干个STM-N信号灵活地组合成一个STM-M(MslysQ2pNdNdM>NsUTTSS信号接口有2048kbit/s、34368kbit/s通常是光接口。PDH接口和STM-1电接口的物理/电特性要满足ITU-TG703建议(1)Ⅲ.1型复用设备合G703建议。Ⅲ1型设备方框图见图6.27。TUTTSYUTUTTUSNNPQFSU图6-27Ⅲ.1型复用设备(2)Ⅲ.2复用设备UTCUTNSSITSUsP图6-28Ⅲ.2型复用设备设备中应用最广的类型之一。SDH中的ADM主要有以下两种应用方法：用时可以将多达126个2Mbit/s支路进行复用，如图6.30所示。再生器REG可按照抖动转移参数的不同分为A型和B型两类。两RNNV图6-31再生器模型再生器是双向双工设备。在描述再生器各功能块的作用时，仅选从左向右的信号流向，并把功能块在收、发信方向的功能分别用附于功能块英文缩写符后的(1)和(2)来区分。再生器的物理接口分为信号接口、网络管理接口、公务电话接口和外部事件再生器的信号接口是STM-N光接口，其特性应符合ITU-TG957建议的规再生器应提供一个F接口，以便接到本地维护终端监视和修改设备的工作状态/参数；还可根据需要提供Q接口。设备应利用再生段开销中的E1字节提供一个音频联络电话接口，具备选址和会议呼叫功能，拨号音、振铃音、回铃音、忙音齐备。设备还应提供4个外部事件告警接口，用于例如无人站的开门、烟、火警、PPNSF接口外同步S-OHA接口s(1)数字交叉连接设备类型1(DXC4/4)通过TTF功能块实现外部高阶虚容器(HOVC)接入；PDHG703信号通过HOI功TTITsSTSTSSSTξS图6-32数字交叉连接设备类型1(2)数字交叉连接设备类型2(DXC4/1)TTT5Ts5TUQ接口外同步uT25SS(3)数字交叉连接设备类型3(DXC4/4/1) SsTSPPISSuTS型55555SIUU(4)SDXC功能要求(i)复用功能：将若干个2Mbit/s信号复用至155Mbit/s或从155Mbit/s和(或)(ii)分离业务功能：分离本地交换和非本地交换业务，为非本地交换业务(如专用电路)迅速提供可用路由。(v)网络的最佳运行：可根据不同时期业务流量的变化使网络处于最佳运(ix)保护倒换：对复用段进行1+1、1:N和M:N保护倒换。(x)恢复；网络发生故障后.在网络范围内迅速找到替代路由，恢复传送6.5SDH同步与定时B亦受控于A。当A发生故障时，改由B起控制作用；当A恢复时，仍由A起主控Ns图6-35伪同步和主从同步原理图图6-36等级主从控制示意图(1)正常工作模式(2)保持模式(3)自由运行模式为转接局的从时钟；作为端局(本地局)的从时钟以及作为SDH设备的时钟。目前SDH网络单元时钟，由G81s规定。铯原子钟，这是一种重启频率稳定度和准确度很高的时钟源，其长期频偏优于1×(1)基准主时钟定时要求内部操作引起相位不连续性不超过1/8(UI)。(2)从时钟定时要求(1)在同步网内不应出现环路；(2)尽量减少定时传递链路的长度；(5)选择可用性高的传输系统传送基准。增加，同步分配过程的噪声和温度变化引起的漂移会使定时基准信号的质量逐渐恶=20,最多G81s时钟的数目不得超过60个。钟的NE转接局或端局钟的NE从钟须有较高的智能从而能决定定时源是否还使用，是否需要搜寻其他更合适的定时源第5到第8比特给出了STM-N的同步状态，表6.7给出了S1字节的第5至第8比SDH同步质量等级描述同步质量不知道(现存同步网保留G811时钟信号保留G812转接局时钟信号保留保留G812本地局时钟信号保留保留同步设备定时源(SETS)信号保留保留保留不应用作同步(1)外同步定时源同局中BITS(综合定时供给系统)输出的时钟。(2)从接收信号中提取定时环路定时：网络单元的每个发送STM—N信