汇聚类业务单板简介

基于SDH的汇聚类单板介绍主讲：武二中、涂勇日期：Sunday,March16,2025版次：V1.0主要内容SDH汇聚类单板简介SRM42简介SRM41简介SDH汇聚类单板简介

业务板非汇聚业务板（OTU类）汇聚类业务板基于数据业务的汇聚板基于SDH业务的汇聚板OTUM、OTUC、OTUF、OTU10GGEM、GEMF、DSASRM41、SRM42SRM：

Sub-RateMultiplexing 子速率汇聚板

SDH/SONET:STM64/STS192STM16/STS48STM4/STS12STM1/STS3以太网:10GEGbE

FESAN业务：FCFICONESCONDVB其他：FDDIIPcorerouterDWDM160l1.6TCWDM8lDWDM16l20G/40GDWDM32/40/80l320G/400G/800GBackboneLH/ULHMetroCoreMetroAccessOXCZXONME300/N100CLI,SNMP,TL1DCSIProuterSDH汇聚类单板四个支路输入，速率支持STM1/STM4、STM16，接口支持G.957群路一路输出，支持时钟切换，可以传送一路时钟。支持各种环回支持开销透明传输。支持性能检测和AIS插入SDH汇聚类单板SRM41支持FEC。支持时钟导入和导出功能优异的时钟抖动。环回功能，方便故障定位。环回功能支路光Framer&FEC支路光支路光支路光群路模块群路模块Framer&FEC支路光支路光支路光支路光Framer&FECSRM42简介版本演化主要功能组成框图SDH结构透传安排时钟组成FPGA组成SRM42版本演化SRM42_2是SRM42的改进版本，降成本，新版本可以保证在时钟切换是无损的，信号不误码，不产生LOS和LOF新版本支持时钟的导入和导出新版本支持群路B2的导出，平均分配到每个支路。支持时钟优先级设置，和时钟源功能。SRM42版本演化SRM42的Framer采用AMCC的S4805，功耗大，SRM42/2采用Agere的TSOT162G5P6D标准开销透传均可以实现，但是SRM42/2还可以实现尽可能多的非标准开销的透传。SRM42/2现在开始商用。SRM42在香港等市场得到应用SRM42主要功能SRM42单板实现4路STM4／STM1到STM16的复接和分接，包括SOH透明传输功能，ADM功能，数据复接/分接功能，交叉互连功能。STM4／STM1信号采用光接口，满足G.957接口，STM16信号采用光接口，满足G.692光接口要求。单板保证SOH字节透明传输，特别适DWDM应用,城域网应用。SRM42组成框图SRM42组成框图SRM42组成框图支路模块采用SFP模块，支持STM1/STM4SFP支持DD功能，可以上报模块的性能2。5G模块采用MSA28，通过I2C上报模块的性能。FRMER采用AGERE的TSO162G5P6DSERDES采用Vitesse的VSC8145时钟芯片采用agere的tswc02622SDH结构简介A1*N-1A1*N-1A1*N-1A2*N-1A2*N-1A2*N-1J0Z0*Z0*N-1Z0*N-1B1E1F1D1D2D3H1*N-1H1*N-1H1*N-1H2*N-1H2*N-1H2*N-1H3*N-1H3*N-1H3*N-1B2*N-1B2*N-1B2*N-1K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E2SDH结构简介1A1、A2：帧定位字节（F628H）；2.J0：再生段跟踪字节，使收、发能正确对接；3.B1：再生段误码监视字节。是使用偶校验的比特间插奇偶校验字节(BIP-8)；BIP-8码对于扰码后的前一STM-N帧的所有比特进行计算，结果置于扰码前的B1字节位置。如果本设备检测到B1误码，说明从前一设备的B1生成到本设备的B1检测中间这一段出现问题。4.D1－D3：再生段数据通信通道，可传送再生段运行数据；5.D4－D12：复用段数据通信通道，可传送复用段运行数据；

6.E1、E2：公务联络字节；7.F1：使用者通道字节，用于维护的数据/音频通道SDH结构简介8.B2：复用段误码监视字节，占有3*N个字节位置，是使用偶校验的比特间插奇偶校验字节(BIP-N×24)对前一STM-N帧的除了SOH的第一至第三行的所有比特进行计算，结果置于B2字节位置。如果设备接收端检测到B2误码，说明从前一设备的B2生成到本设备的B2检测中间这一段出现问题。

9.K1、K2：自动保护倒换字节，执行APS协议； 其中：K1的b5~b8为请求保护倒换的局站编号，

K2的b1~b4为倒换到保护通路上的局站编号。

K2的b6~b8:111表示MS-AIS，110表示MS-RDI10.S1：同步状态字节，指示同步状态、时钟级别等；其中b1~b4暂不使用，b5~b8表示时钟级别等；

b5~b8=0010：G.811时钟，0100：G.812时钟（转接局），

1000：G.812（端局）1011：设备时钟，1111：不能用于同步。11.M1：复用段远端差错指示，指示B2的误块检测结果。其中b1暂不使用；b2~b8：用二进制编码方式，对B2的误块检测结果进行误块计数。SDH结构简介RSOHMSOHAU-4PTRJ1B3C2G1F2H4F3K3N1SDH结构简介J1：通道跟踪字节，使收、发正确对接；B3：通道奇偶校验字节(BIP-8)；C2：信号标记字节,指示VC-4的结构；

VC-4可能包含1×140M、3×34/45M、63×2M；G1：通道状态字节：远端差错指示REI（误码计数）、远端缺陷指示FDI；F2、F3：使用者通道；H4：位置指示字节：指示TU子帧在复帧中的位置；K3：通道自动保护倒换字节(APS)；N1：网络操作者字节。SDH结构简介STM-NAUGAU-3VC-3AU-4VC-4TUG-3TUG-2TU-3TU-2TU-1C-4C-3C-2C-1VC-3VC-2VC-1SDH结构简介139.264MHzC-4149.760MHzC-4VC-4POHVC-4150.336MHzAU-4PTRVC-4AU-4PTRC-4VC-4AU-4AUG-4AUG….AUGSOHSTM-N150.912MHz150.912MHzNx155.520MHzSRM42开销透传安排DWDM是传输层，要求透明传输开销的透传和终结要符合规范非标准的开销尽可能的多透传芯片每个开销可以设置是否透传，只设置了B2/K1/K2/J0/D5/D8/D11的透传，A1/A2再生，S1是写入的。其他直接对应。SRM42开销透传安排列123456789复列12-1612-1612-1612-1612-1612-1612-1612-1612-161A1A1A1A1A1A1A2A2A2A2A2A2J02B1E1E13D1D2D34H1H1H1H1H1H1H2H2H2H2H2H2H3H3H3H3H3H35B2B2B2B2B2B2K1K26D4D5D67D7D8D98D10D11D129S1ZME2SRM42开销透传安排列123456789复列12-412-412-412-412-412-412-412-412-41A1A1A1A1A1A1A2A2A2A2A2A2J02B1E1E13D1D2D34H1H1H1H1H1H1H2H2H2H2H2H2H3H3H3H3H3H35B2B2B2B2B2B2K1K26D4D5D67D7D8D98D10D11D129S1ZME2SRM42开销透传安排A1A1A1A2A2A2J0B1E1F1D1D2D3H1H1H1H2H2H2H3H3H3B2B2B2K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E2SRM42开销透传安排列123456789复列12-412-412-412-412-412-412-412-412-41A1A1A1A1A1A1A2A2A2A2A2A2J0J0J02B1B1B1E1E1E1F1F1F13D1D1D1D2D2D2D3D3D34H1H1H1H1H1H1H2H2H2H2H2H2H3H3H3H3H3H35B2B2B2B2B2B2K1K1K1K2K2K26D4D4D4D5B2D5D5D6B2D6D67D7D7D7D8B2D8D8D9B2D9D98D10D10D10D11B2D11D11D12B2D12D129S1S1S1ZMM1M1E2E2E2SRM42开销透传安排SRM42开销透传安排SRM42开销透传安排列123456789复列12-1612-1612-1612-41,5,9,142-1612-16123-161,5,9,132-1612-161A1A1A1A1A1A1A2A2A2A2A2A2J0J0J02B1E1F13D1D2D34H1H1H1H1H1H1H2H2H2H2H2H2H3H3H3H3H3H35B2B2B2B2B2B2K1K1K2K26D4D5B2D5D6B27D7D8B2D8D9B28D10D11B2D11D12B29S1ZME2SRM42时钟组成SRM42时钟组成时钟板送来的时钟速率为19.44MHz，隔直，ECL幅度。回送时钟板的时钟为8KHz，LVTTL时钟选择由优先级和时钟状态确定。SSM信息通过APS口来传送。时钟芯片在主备时钟间进行无损切换。在时钟切换时，Framer无B1/B2误码。SRM42FPGA功能控制时钟芯片（SPI接口）IIC读写控制Motorola和intel接口转换时钟芯片GD16598控制开销读出其他SRM42FPGA功能SRM42FPGA下一步需求J0读取B2计数导出时钟禁止功能SRM41简介SRM主要功能OTN介绍SRM41单板原理SRM41/2单板原理SRM41主要功能实现4路2.5G（STM-16）双向光信号到一路双向10G光信号的复用和解复用功能，复用得到的10G光信号可以在DWDM或单模光纤中传输。可分别应用于链形网络和环形网络。在必要的时候，也可通过更改料单的方式，将SRM41单板编程OTU10G单板。SRM41链形应用SRM41环形应用OTN结构clientOHOHOHFECclientOPUODUOpticalChannelOpticalMultiplexSectionOpticalTransmissionSection

Non-associatedoverhead

OpticalSupervisoryChannelOPUODUOTUOChOMSOTSOpticalTransportModuleOCh=OpticalChannelODU=OpticalDataUnitOPU=OpticalPayloadUnitOTU=OpticalTransportUnitOTN帧结构OPUkOVERHEADJC为调整命令：当JC为00时，进行0调整，NJO插入调整字节，PJO插入净荷（数据）；当JC为01时进行负调整，NJO和PJO均插入净荷；当JC为11时为正调整，NJO和PJO均插入调整字节；不会产生JC为10的情况。

ODUkOVERHEADTCMi&PMOTUkOVERHEADOTU容量和帧传输时间OTUtypeOTUnominalbitrateOTUbitratetoleranceOTU1255/238

2488320kbit/s±20ppmOTU2255/237

9953280kbit/sOTU3255/236

39813120kbit/sNOTE

–ThenominalOTUkratesareapproximately:2666057.143kbit/s(OTU1),10

709225.316kbit/s(OTU2)and43018413.559kbit/s(OTU3).OTU/ODU/OPUtypePeriod(Note)OTU1/ODU1/OPU148.971μsOTU2/ODU2/OPU212.191μsOTU3/ODU3/OPU33.035μsNOTE

–Theperiodisanapproximatedvalue,roundedto3

digits.

CBR10G－>OPU2

CBR40G－>OPU3FEC分类带内FEC G.707带外FEC G.709,G.975,EFEC,AFEC指标 编码增益：编码增益是指在满足一定误码率如BER=10E-12的条件下不采用FEC编码技术和采用FEC编码技术对接收机灵敏度的要求的差值。FEC性能指标G.707 BCH3 (FSI,FEC监督码) OSNR增益2-3dBG.709 RS OSNR增益5-7dB

G.975 RS OSNR增益5-7dB

EFEC Enhance; 25% OSNR增益7-9dB

RS,BCH多级交织AFEC advanced,strong,ultra… G.709bandwidth BCH20OSNR增益7-9dB

SRM41实现方案根据ITU-TG.709建议，有两种实现方案：方案一：先将4路STM16汇聚到STM64，再用符合G.709标准的带外FEC方式将STM64映射成OTU2信号；这种解决方案通常需要两个芯片：10GFramer＋10GFEC。由于涉及到开销透传问题，实现相对复杂，成本也较高。北研的SRM41单板采用的是这种方案。方案二：根据G.709标准的第二版新增的异步映射技术，直接利用异步映射和时分复用的方式将4路STM16直接汇聚成OTU2信号。此方案只需1个芯片（OTNAsyn-Mapping）即可完成，这种方案实现起来不涉及到开销透传的问题，因此相对简单，但必须考虑码速调整的问题。北研的SRM41/2单板采用的是这种方案。方案一：SRM41单板对于输入的4路STM-16信号，通过4个2.5GSFP光模块进行光电转换，生产4路2.5G的电信号，并分别进入4个MUX/DEMUX芯片S3455的RX接收端，转换成4路4*622M电信号（S3455自带CDR），所有4*4*622M信号一起引入Framer芯片S19204，S19204完成汇接功能并生成一个16*622M的STM-64信号，此信号进入FEC芯片进行FEC编码，得到G.709标准的OTN信号，此信号为16*669M，再引入10G光模块中完成电光转换变成10G光信号发出。同样，对于输入的1路10G光信号，经过10G光模块后转换成16*669M的OTN信号，这些信号进入S19203进行FEC解码，得到16*622M的STM-64信号，再通过S19204进行解复用，将此STM-64信号拆成4路STM-16信号，从而得到4*4*622M的信号，这些信号分别引入4个S3455的TX端，S3455将这些信号分别复用成4个2.5G电信号再送入2.5G光模块，通过电光转换变成4路STM-16光信号发出。SRM41原理框图时钟方案OTN时钟的生成开销字节透传STM-16帧中能够实现透传的开销字节：表中的蓝字表示可以实现透传的标准开销字节，红字为对蓝字进行透传时复制的位置。方案一：SRM41/2单板SRM41/2功能客户侧：4个SFP模块提供支路侧2.5G光接口，以2R方式完成O/E/O变换，输出差分交流耦合电平。CDR+SERDES:进行2.5G串行信号和4路622MHz并行数据的串并转换功能，并且Demux端集成CDR，本单板采用的Mux/Demux芯片为PM5395，片内集成了4路Ser/Des，只用单片即可完成4路2.5G电信号的串并转换，节约成本并且节省单板空间。OTNFRAMER:OTN异步映射芯片采用Intel公司的IXF30009，完成4路STM-16到10GOTU2信号的复用和解复用功能。根据G.709标准，汇聚过程采用异步映射方式，并且OTU2帧开销中已加入FEC冗余纠错字节，因此本单板采用的方案比传统的Framer＋FEC两片解决方案来说大大降低成本。为完成异步映射过程，时钟处理部分通过时钟电路产生支路和群路侧发送参考时钟。10G光模块符合MSA300标准，完成10GOTU2的O/E/O,模块内自带10GMux/Demux，和异步映射芯片的接口为类SFI-4接口。单板上MCU和FPGA完成整个单板的控制，AD/DA进行模块的性能监测、功率和波长控制。SRM41/2的关键问题IXF30009按照ITU-TG.709标准将4路STM-16按照异步映射的方式汇聚成OTU2；异步映射时发送参考时钟无损切换；支持G.709标准的RSFEC和Intel专用的UFEC异步映射G.709标准给出了两种映射方式：比特同步和异步映射方式。比特同步映射的时钟来自STM-16信号本身，异步映射的时钟则来自本地。本板采用异步映射的方式，第一步：4×OC48/STM16异步映射到OTU2的第一步是把OC48/STM16映射到ODU1，给OC48/STM16增加帧对准信息，以便后续处理。

第二步是把ODU1时分复用到OTU2：由于4×ODU1的码速率比OPU2的码速率低17ppm，因此还需要进行码速调整，码速调整是靠在OPU2开销中插入PJO2来进行，此项调整跟异步映射时钟速率匹配调整是结合在一起的。时钟无损切换单板支持4×2.5G汇聚时群路发送参考时钟无损切换功能，该功能由M2020芯片实现。M2020有两个参考输入时钟，在这两个参考输入时钟之间进行切换时，芯片会自动启动自带的PBO（PhaseBuild-Out，相位保持）功能和HS（HitlessSwitch，无损切换）功能，可以避免两个参考时钟相位不同导致输出信号相位抖动。单板时钟框图ODIV3AP/N（