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1、第一章 SDH原理第一节 SDH概述1.1 SDH产生的技术背景SDH全称叫做同步数字传输体制，是一种传输的体制协议，规范了数字信号的帧结构，复用方式，传输速率等级，接口码型等特性。传统的PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面：1. 接口方面1 ）只有地区性的电接口规范，不存在世界性标准，现有的PDH数字信号序列有三种信号速率等级：欧洲系列、北美系列和日本系列，各种信号系列的电接口速率等级，以及信号的帧结构复用方式均不相同，这种局面造成了国际互通的困难，不适应当前随时随地便捷通信的发展趋势。三种信号系列的电接口速率等级如图1-1所示图1-1 电接口速率等级图2） 没有世界性标准的光接口规范。为
2、了完成设备对光路上的传输性能进行监控，各厂家各自采用自行开发的线路码型。典型的例子是mBnB码，其中mB为信息码，nB是冗余码，冗余码的作用是实现设备对线路传输性能的监控功能，由于冗余码的接入使同一速率等级上光接口的信号速率大于电接口的标准信号速率，不仅增加了发光器的光功率代价，而且由于各厂家在进行线路编码时，为完成不同的线路监控功能，在信息码后加上不同的冗余码，导致不同厂家同一速率等级的光接口码型和速率也不一样，致使不同厂家的设备无法实现横向兼容，这样在同一传输路线两端必须采用同一厂家的设备，给组网管理及网络互通带来困难。2. 复用方式现在的PDH体制中只有1.5Mbit/s和2Mbit/s
3、速率的信号，（包括日本系列6.3Mbit/s速率的信号）是同步的，其他速率的信号都是异步的，需要通过码速的调整来匹配和容纳时钟的差异。由于PDH采用异步复用方式，那么就导致当低速信号复用到高速信号时，其在高速信号的帧结构中的位置没规律性和固定性，也就是说在高速信号中不能确认低速信号的位置，而这一点正是能否从高速信号中直接分/插出低速信号的关键所在，正如你在一堆人中寻找一个没见过的人时，若这一堆人排成整齐的队列，那么你只要知道所要找的人站在这堆人中的第几排和第几列就可以将他找了出来。若这一堆人杂乱无章的站在一起，若要找到你想找的人就只能一个一个的按照片去寻找了。既然PDH采用异步复用方式，那么从
4、PDH的高速信号中就不能直接的分/插出低速信号，例如不能从140Mbit/s的信号中直接分/插出2Mbit/s的信号，这就会引起两个问题：1 ）从高速信号中分/插出低速信号要一级一级的进行。例如从140Mbit/s的信号中分/插出2Mbit/s低速信号要经过如下过程，如图1-2所示。图1-2 从140Mbit/s信号分/插出2Mbit/s信号示意图从图中看出，在将140Mbit/s信号分/插出2Mbit/s信号过程中使用了大量的背靠背设备，通过三级解复用设备从140Mbit/s的信号中分出2Mbit/s低速信号，再通过三级复用设备将2Mbit/s的低速信号复用到140Mbit/s信号中。一个1
5、40Mbit/s信号可复用进64个2Mbit/s信号，若在此处仅仅从140Mbit/s信号中上下一个2Mbit/s的信号也需要全套的三级复用和解复用设备，这样不仅增加了设备的体积、成本、功耗，还增加了设备的复杂性，降低了设备的可靠性。2 ）由于低速信号分/插到高速信号要通过层层的复用和解复用过程，这样就会使信号在复用/解复用过程中产生的损伤加大，使传输性能劣化。在大容量传输时此种缺点是不能容忍的，这也就是为什么PDH体制传输信号的速率没有更进一步提高的原因。3. 运行维护方面PDH信号的帧结构里用于运行维护工作OAM 的开销字节不多，这也就是为什么在设备进行光路上的线路编码时，要通过增加冗余编
6、码来完成线路性能监控功能。由于PDH信号运行维护工作的开销字节少，这对完成传输网的分层管理、性能监控、业务的实时调度，传输带宽的控制、告警的分析定位是很不利的。4. 没有统一的网管接口由于没有统一的网管接口，这就使你买一套某厂家的设备就需买一套该厂家的网管系统，容易形成网络的七国八制的局面，不利于形成统一的电信管理网。由于以上这种种缺陷使PDH传输体制越来越不适应传输网的发展。于是美国贝尔通信研究所首先提出了用一整套分等级的标准数字传递结构组成的同步网络（SONET） 体制，CCITT于1988年接受了SONET概念，并重命名为同步数字体系SDH， 使其成为不仅适用于光纤传输，也适用于微波和卫
7、星传输的通用技术体制。本文中主要讲述SDH体制在光纤传输网上的应用。想一想你也许在资料中看过SDH信号能直接从高速信号中下低速信号，例如直接从622Mbit/s信号中下2M信号，为什么这种特性跟SDH所特有的同步复用方式有关。既然是同步复用方式那么低速信号在高速信号帧中的位置是可预见，于是从高速信号中直接下低速信号就变成了一件很容易的事了。1.2 与PDH相比SDH有哪些优势SDH概念的核心是从统一的国家电信网和国际互通的高度来组建数字通信网，是构成综合业务数字网ISDN，特别是宽带综合业务数字网B-ISDN 的重要组成部分。那么怎样理解这个概念呢？因为与传统的PDH体制不同，按SDH组建的网
8、是一个高度统一的标准化的、智能化的网络，它采用全球统一的接口以实现设备多厂家环境的兼容，在全程全网范围实现高效的协调一致的管理和操作，实现灵活的组网与业务调度，实现网络自愈功能，提高网络资源利用率。由于维护功能的加强大大降低了设备的运行维护费用，下面我们就SDH所具有的优势，从几个方面进一步说明。注意与PDH体制相对比。1. 接口方面1） 电接口方面接口的规范化与否是决定不同厂家的设备能否互连的关键。SDH体制对网络节点接口NNI 作了统一的规范。规范的内容有数字信号速率等级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等。于是这就使SDH设备容易实现多厂家互连，也就是说在同一传输线路上可以安装不同厂
9、家的设备，体现了横向兼容性。SDH体制有一套标准的信息结构等级，即有一套标准的速率等级。基本的信号传输结构等级是同步传输模块-STM-1 ，相应的速率是155Mbit/s ，高等级的数字信号系列，例如622Mbit/s （STM-4）、 2.5Gbit/s （STM-16） 等，可通过将低速率等级的信息模块，例如STM-1 ，通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，例如STM-4=4STM-1， STM-16=4STM-4。l 技术细节什么是字节间插复用方式呢？我们以一个例子来说明。有三个信号帧结构A、B、C，各为每帧3个字节，若将这三个信号通过字节间插复用方式复用成信号D， 那D就应
10、该是这样一种帧结构，帧中有9个字节，且这9个字节的排放次序如下图2 ）光接口方面线路接口（这里指光口）采用世界性统一标准规范。SDH信号的线路编码仅对信号进行扰码，不再进行冗余码的插入。扰码的标准是世界统一的，这样对端设备仅需通过标准的解码器就可与不同厂家SDH设备进行光口互连。扰码的目的是抑制线路码中的长连0 和长连1 ，便于从线路信号中提取时钟信号。由于线路信号仅通过扰码，所以SDH的线路信号速率与SDH电口标准信号速率相一致，这样就不会增加发端激光器的光功率代价。2. 复用方式由于低速SDH信号是以字节间插方式复用进高速SDH信号的帧结构中的，这样就使低速SDH信号在高速SDH信号的帧中
11、的位置是固定的、有规律性的，也就是说是可预见的，这样就能从高速SDH信号例如2.5Gbit/s （STM-16） 中直接分/插出低速SDH信号，例如155Mbit/s （STM-1） 这样就简化了信号的复接和分接，使SDH体制特别适合于高速大容量的光纤通信系统。另外由于采用了同步复用方式和灵活的映射结构，可将PDH低速支路信号，例如2Mbit/s 复用进SDH信号的帧中去（STM-N）， 这样使低速支路信号在STM-N帧中的位置也是可预见的，于是可以从STM-N信号中直接分/插出低速支路信号，注意此处不同于前面所说的从高速SDH信号中直接分插出低速SDH信号，此处是指从SDH信号中直接分/插出
12、低速支路信号，例如2Mbit/s、 34Mbit/s与140Mbit/s等低速信号，于是节省了大量的复接/分接设备（背靠背设备），增加了可靠性，减少了信号损伤、设备成本功耗、复杂性等，使业务的上下更加简便。SDH的这种复用方式使数字交叉连接DXC 功能更易于实现，使网络具有了很强的自愈功能，便于用户按需动态组网，实时灵活的业务调配。l 技术细节什么是网络自愈功能？网络自愈是指当业务信道损坏，导致业务中断时网络会自动将业务切换到备用业务信道，使业务能在较短的时间（ITU-T规定为50ms）以内得以恢复正常传输。注意这里仅是指业务得以恢复，而发生故障的设备和发生故障的信道则还是要人去修复。那么为达
13、到网络自愈功能除了设备具有DXC功能，完成将业务从主用信道切换到备用信道外，还需要有冗余的信道，冗余设备。3. 运行维护方面SDH信号的帧结构中安排了丰富的用于运行维护OAM 功能的开销字节，使网络的监控功能大大加强，也就是说维护的自动化程度大大加强。PDH的信号中开销字节不多，以致于在对线路进行性能监控时，还要通过在线路编码时加入冗余比特来完成。以PCM30/32信号为例，其帧结构中仅有TS0时隙和TS16时隙中的比特是用于OAM功能。SDH信号丰富的开销占用整个帧所有比特的1/20， 大大加强了OAM功能，这样就使系统的维护费用大大降低。4. 兼容性SDH有很强的兼容性。这也就意味着当组建
14、SDH传输网时，原有的PDH传输网不会作废，两种传输网可以共同存在，也就是说可以用SDH网传送PDH业务。另外异步转移模式的信号ATM、 FDDI信号等其他体制的信号也可用SDH网来传输。那么SDH传输网是怎样实现这种兼容性的呢？SDH网中用SDH信号的基本传输模块（STM-1） 可以容纳PDH的三个数字信号系列，和其它的各种体制的数字信号系列ATM、 FDDI、 DQDB等，从而体现了SDH的前向兼容性和后向兼容性，确保了PDH网向SDH网，和SDH向ATM的顺利过渡。SDH是怎样容纳各种体制的信号呢？很简单，SDH把各种体制的低速信号在网络边界处，（例如SDH/PDH起点）复用进STM-1
15、信号的帧结构中，在网络边界处终点再将它们拆分出来即可，这样就可以在SDH传输网上传输各种体制的数字信号了。在SDH网中SDH的信号实际上起着运货车的功能，它将各种不同体制的信号，（本文中主要是指PDH信号）象货物一样打成不同大小的速率级别包，然后装入货车（装入STM-N帧中），在SDH的主干道上传输。在收端，从货车上卸下打成货包的货物，（其它体制的信号）然后拆包封恢复出原来体制的信号，这也就形象地说明了不同体制的低速信号复用进SDH信号（STM-N） 在SDH网上传输和最后拆分出原体制信号的全过程。1.3 SDH的缺陷所在凡事有利就有弊，SDH的这些优点是以牺牲其他方面为代价的。1. 频带利用
16、率低我们知道有效性和可靠性是一对矛盾，增加了有效性必将降低可靠性，增加可靠性也会相应的使有效性降低。例如收音机的选择性增加，可选的电台就增多，这样就提高了选择性，但是由于这时通频带相应的会变窄，必然会使音质下降，也就是可靠性下降。相应的SDH的一个很大的优势是系统的可靠性大大的增强了，运行维护的自动化程度高。这是由于在SDH的信号STM-N帧中加入了大量的用于OAM功能的开销字节，这样必然会使在传输同样多有效信息的情况下，PDH信号所占用的频带（传输速率）要比SDH信号所占用的频带（传输速率）窄，即PDH信号所用的速率低。例如，SDH的STM-1信号可复用进63个2Mbit/s或3个34Mbi
17、t/s（ 相当于482Mbit/s）或1个140Mbit/s （相当于642Mbit/s） 的PDH信号。只有当PDH信号是以140Mbit/s的信号复用进STM-1信号的帧时，STM-1信号才能容纳642Mbit/s的信息量，但此时它的信号速率是155Mbit/s 速率，要高于PDH同样信息容量的E4信号（140Mbit/s）， 也就是说STM-1所占用的传输频带要大于PDH E4信号的传输频带，二者的信息容量是一样的。2. 指针调整机理复杂SDH体制可从高速信号（例如STM-1）中直接下低速信号例如2Mbit/s，省去了多级复用/解复用过程，而这种功能的实现是通过指针机理来完成的。指针的作
18、用就是时刻指示低速信号的位置，以便在拆包时能正确地拆分出所需的低速信号，保证了SDH从高速信号中直接下低速信号的功能的实现。可以说指针是SDH的一大特色，但是指针功能的实现增加了系统的复杂性，最重要的是使系统产生SDH的一种特有抖动-由指针调整引起的结合抖动，这种抖动多发于网络边界处（SDH/PDH） 其频率低，幅度大，会导致低速信号在拆出后性能劣化。这种抖动的滤除会相当困难。第二节 SDH信号的帧结构和复用步骤2.1 SDH信号STM-N的帧结构SDH信号需要什么样的帧结构呢？STM-N信号帧结构的安排应尽可能使支路低速信号在一帧内均匀地有规律的分布。为什么呢？因为这样便于实现支路的同步复用
19、、交叉连接（DXC）、分/插和交换，说到底就为了方便的从高速信号中直接上/下低速支路信号。鉴于此，ITU-T规定了STM-N的帧是以字节（8bit）为单位的矩形块状帧结构。如图2-1所示图2-1 STM-N 帧结构图l 诀窍块状帧是什么呢？为了便于对信号进行分析，往往将信号的帧结构等效为块状帧结构，这不是SDH信号所特有的。PDH信号、ATM信号、分组交换的数据包，它们的帧结构都算是块状帧，例如E1信号的帧是32个字节组成的1行32列的块状帧；ATM信号是53个字节构成的块状帧，将信号的帧结构等效为块状仅仅是为了分析的方便。从上图看出STM-N的信号是9行270N列的帧结构，此处的N与STM-
20、N的N相一致，（取值范围1， 4， 16， 64 ），表示此信号由N个STM-1 信号通过字节间插复用而成。由此可知STM-1信号的帧结构是9行270列的块状帧。由上图看出当N个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N信号时，仅仅是将STM-1信号的列按字节间插复用，行数恒定为9行。我们知道信号在线路上传输时是一个bit一个bit地进行传输的，那么这个块状帧是怎样在线路上进行传输的呢？STM-N信号的传输也遵循按比特的传输方式，SDH信号帧传输的原则是帧结构中的字节（8bit）从左到右，从上到下一个字节一个字节，一个比特一个比特的传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。STM-N信号的
21、帧频是多少呢？ITU-T规定对于任何级别的STM等级帧频都是8000帧/秒，即帧长或帧周期为恒定的125 s。帧周期的恒定是SDH信号的一大特点。而PDH不同等级信号的帧周期是不恒定地。由于帧周期的恒定使STM-N信号的速率有其规律性，例如STM-4的传输数速恒定的等于STM-1信号传输数速的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍等于STM-1的16倍，而PDH中的E2信号速率E1信号速率的4倍。SDH信号的这种规律性，使高速SDH信号直接分/插出低速SDH信号成为可能，特别适用于大容量的传输情况l 想一想STM-N帧中单独一个字节的比特传输速率是多少？STM-N的帧频为8000帧/秒，这
22、就是说信号帧中某一特定字节每秒被传送8000次，那么该字节的比特速率是8000 8bit=64kbit/s。从图中看出STM-N的帧结构由3部分组成：段开销，包括再生段开销RSOH 和复用段开销MSOH、 管理单元指针AU-PTR、 信息净负荷payload。 下面我们讲述这三大部分的功能。1）信息净负荷payload 是在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方。信息净负荷区相当于STM-N这辆运货车的车箱，车箱内装载的货物就是经过打包的低速信号。待运输的货物为了实时监测打包的低速信号在传输过程中是否有损坏，在将低速信号打包的过程中加入了监控开销字节-通道开销POH 字节
23、。POH作为净负荷的一部分与信息码块一起装载在STM-N这辆货车上在SDH网中传送，它负责对打包的低速信号进行通道性能监视管理和控制。l 注意信息净负荷并不等于有效负荷，因为在低速信号中加上了相应的POH。2）段开销SOH 是为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须附加的，供网络运行、管理和维护OAM 使用的字节，段开销又分为再生段开销RSOH 和复用段开销MSOH ，分别对相应的段层进行监控。再生段开销在STM-N帧中的位置是第一到第三行的第一到第9N列，共39 N个字节。复用段开销在STM-N帧中的位置是第5到第9行的第一到第9N列，共5 9 N个字节，与PDH信号的帧结构相比较段开销丰富是S
24、DH信号帧结构的一个重要的特点。3）管理单元指针AU-PTR管理单元指针位于STM-N帧中第4行的9N列共9N个字节。AU-PTR起什么作用呢？我们讲过SDH能够从高速信号中直接分/插出低速支路信号，例如2Mbit/s。 为什么会这样呢？这是因为低速支路信号在高速SDH信号帧中的位置有预见性，指针AU-PTR是用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置的指示符，以便收端能根据这个位置指示符的指针值正确分离信息净负荷。这句话怎样理解呢？若仓库中以堆为单位存放了很多货物，每堆货物中的各件货物（低速支路信号）的摆放是有规律性的（字节间插复用），那么若要定位仓库中某件货物的位置就只要知道
25、这堆货物的具体位置就可以了，即只要知道这堆货物的第一件货物放在哪儿，然后通过本堆货物摆放位置的规律性，就可以直接定位出本堆货物中任一件货物的准确位置，这样就可以直接从仓库中搬运（直接分/插某一件特定低速支路信号）。AU-PTR的作用就是指示这堆货物中第一件货物的位置。指针有高低阶之分，高阶指针是AU-PTR， 低阶指针是TU-PTR。 支路单元指针TU-PTR的作用类似于AU-PTR ，只不过所指示的货物堆更小一些而已。2.2 SDH的复用结构和步骤SDH的复用包括两种情况，一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号，另一种是低速支路信号（例如2Mbit/s ，34Mbit/s，140Mbit
26、/s ）复用成SDH信号STM-N。第一种情况在前面已有所提及复用的方法，主要通过字节间插复用方式来完成，复用的个数是4合一即4STM-1 STM-4 ，4 STM-4STM-16。第二种情况用得最多的就是将PDH信号复用进STM-N信号中去。传统的将低速信号复用成高速信号的方法有两种l 比特塞入法，又叫做码速调整法这种方法利用固定位置的比特塞入指示来显示塞入的比特是否载有信号数据，允许被复用的净负荷有较大的频率差异（异步复用）。因为存在一个比特塞入和去塞入的过程（码速调整），而不能将支路信号直接接入高速复用信号，或从高速信号中分出低速支路信号，即不能直接从高速信号中上/下低速支路信号，要一级
27、一级的进行这也就是PDH的复用方式。l 固定位置映射法这种方法利用低速信号在高速信号中的特殊位置来携带低速同步信号，要求低速信号与高速信号同步，即帧频相一致，可方便的从高速信号中直接上/下低速支路信号，但当高速信号和低速信号间出现频差和相差，不同步时，要用125 s（ 8000帧/秒）缓存器来进行频率校正和相位对准，导致信号较大延时和滑动损伤。从上面看出这两种复用方式都有一些缺陷，比特塞入法无法从高速信号中上/下低速支路信号，固定位置映射法引入的信号时延过大。SDH网的兼容性要求SDH的复用方式既能满足异步复用（例如将PDH信号复用进STM-N），又能满足同步复用（例如STM-1， STM-4
28、） 而且能方便地由高速STM-N信号分/插出低速信号同时不造成较大的信号时延和滑动损伤，这就要求SDH需采用自己独特的一套复用步骤和复用结构，在这种复用结构中通过指针调整定位技术来取代125 s缓存器，用以校正支路信号频差和实现相位对准。各种业务信号复用进STM-N帧的过程都要经历映射（相当于信号打包），定位（相当于指针调整），复用（相当于字节间插复用）三个步骤。ITU-T规定了一整套完整的复用结构，也就是复用路线通过这些路线可将PDH的3个系列的数字信号以多种方法复用成STM-N信号。ITU-T规定的复用路线如图2-2。图2-2 G.709复用映射结构从图2-2中可以看到此复用结构包括了一些
29、基本的复用单元：C 容器，VC虚容器，TU支路单元，TUG 支路单元组，AU 管理单元，AUG 管理单元组。这些复用单元的下标表示与此复用单元相应的信号级别。在图中从一个有效负荷到STM-N的复用路线不是唯一的，即有多种复用方法，例如2Mbit/s的信号有两条复用路线复用成STM-N信号。尽管一种信号复用成SDH的STM-N信号的路线有多种，但是对于一个国家或地区则必须使复用路线唯一化，我国的光同步传输网技术体制规定了以2Mbit/s信号为基础的PDH系列作为SDH的有效负荷，并选用AU-4的复用路线，其结构见图2-3所示。图2-3 我国的SDH基本复用映射结构第三节 开销和指针3.1 开销前
30、面讲过开销的功能是完成对SDH信号提供层层细化的监控管理功能，监控的分类可分为段层监控、通道层监控。段层的监控又分为再生段层和复用段层的监控，通道层监控分为高阶通道层和低阶通道层的监控。3.1.1 段开销STM-N帧的段开销位于帧结构的1-9 行1-9N 列（除第4行为AU-PTR外），我们以STM-1信号为例来讲述段开销各字节的用途。对于STM-1信号段开销包括位于帧中的1-3 行、1-9 列的RSOH和位于5-9 行9、1-9 列的MSOH。如图3-1所示。图3-1 STM-N 帧的段开销字节示意图l 定帧字节A1和A2由于接收机必须在收到的信号流中正确地选择分离出各个STM-N帧，即先要
31、定位每个STM-N帧的起始位置在哪里，然后再在各帧中定位相应的低速信号的位置。A1 A2字节就是起到定位的作用，通过它接收机可从信息流中定位分离出STM-N帧。A1、A2有固定的值也就是有固定的比特图案A1= 11110110（ f6H），A2=00101000（28H）， 接收机检测信号流中的各个字节，当发现连续出现3N个A1字节， 又紧跟着出现3N个A2字节时，就断定现在开始收到一个STM-N帧。当连续5帧以上（625s=125*5） 无法判别帧头，区分出不同的帧，那么收端进入帧失步状态，产生帧失步告警OOF，若OOF持续了3ms则进入帧丢失状态，设备产生帧丢失告警LOF，下插AIS信号，
32、整个业务中断。在LOF状态下若收端连续1ms以上又处于定帧状态那么设备回到正常状态。技术细节STM-N信号在线路上传输要经过扰码，主要是为了便于收端能提取线路定时信号，但又为了在收端能正确的定位帧头A1 A2，不能将A1 A2扰码。因此，STM-N信号对段开销第一行不扰码，而进行透明传输，STM-N帧中的其余字节进行扰码后再上线路传输。l 再生段踪迹字节J0该字节被用来重复地发送段接入点标识符，以便使接收端能据此确认与指定的发送端处于持续连接状态，在同一个运营者的网络内该字节可为任意字符，而在不同两个运营者的网络边界处要使设备收发两端的J0字节相同匹配。通过J0字节可使运营者提前发现和解决故障
33、，缩短网络恢复时间。J0字节还有一个用法，在STM-N帧中每一个STM-1帧的J0字节定义为STM的标识符C1，用来指示每个STM-1在STM-N中的位置，可帮助A1 A2字节进行帧识别。l 数据通信通路DCC 字节D1-D12SDH的一大特点就是OAM功能的自动化程度很高，可通过网管终端对网元进行命令下发，数据查询，完成PDH系统所无法完成的业务实时调配、告警故障定位、性能在线测试等功能。用于OAM功能的数据信息下发的命令，查询上来的告警性能数据等，是通过STM-N帧中的D1-D12字节传送的，D1-D12字节提供了所有SDH网元都可接入的通用数据通信通路。其中D1-D3是再生段数据通路字节
34、DCCR ，速率为364kbit/s=192kbit/s ，用于再生段终端间传送OAM信息；D4-D12是复用段数据通路字节DCCM， 共9 64kbit/s=576kbit/s， 用于在复用段终端间传送OAM信息。l 公务联络字节E1和E2分别提供一个64kbit/s的公务联络语声通道，语音信息放于这两个字节中传输。E1属于RSOH， 用于再生段的公务联络，E2属于MSOH 用于终端间直达公务联络。例如网络如下：图3-2 网络示意图若仅使用E1字节作为公务联络字节，A、B、C、D四网元均可互通公务。终端复用器要处理RSOH和MSOH， 因此用E1、 E2字节均可通公务。再生器作用是信号的再生
35、，只需处理RSOH 可用E1字节通公务。若仅使用E2字节作为公务联络字节那么就仅有A、 D间可以通公务电话，因为B、C网元不处理MSOH 也就不会处理E2字节。l 使用者通路字节F1提供速率为64kbit/s数据/语音通路保留给使用者。通常指网络提供者用于特定维护目的的临时公务联络。l 比特间插奇偶校验8位码BIP-8 B1这个字节用于再生段误码监测的B1，位于再生段开销中。BIP-8奇偶校验的方式若某信号帧有4 个字节A1=00110011 A2=11001100 A3=10101010 A4=00001111 那么将这个帧进行BIP-8奇偶校验的方法是，以8bit为一个校验单位，将此帧分成
36、4块，每字节为一块，按图3-3方式摆放整齐。图3-3 BIP-8奇偶校验示意图依次计算每一列中1的个数，若为奇数则在得数B 的相应位填1， 否则填0，即B的相应位的值使A1A2A3A4摆放的块的相应列的1的个数为偶数，这种校验方法就是BIP-8偶校验，B的值就是将A1A2A3A4进行BIP-8偶校验所得的结果。B1字节的工作机理是，发送端对前一帧加扰后的所有字节进行BIP-8偶校验，将结果放在下一个待扰码帧帧中的B1字节，接收端将当前待解扰帧的所有比特进行BIP-8校验所得的结果，与下一帧解扰后的B1字节的值相异或比较，若这两个值不一致则异或有1出现，根据出现多少个1 则可监测出在传输中出现了
37、多少个误码块。技术细节高速信号的误码性能是用误码块来反映的，因此STM-N信号的误码情况实际上是误码块的情况。从BIP-8校验方式可看出，校验结果的每一位都对应一个比特块，例如图3-3中的一列比特，因此B1字节最多可从一个STM-N帧检测出传输中所发生的8个误码块，BIP-8的结果共8位，每位对应一个块。l 比特间插奇偶校验N24位的BIP-N24， 字节B2B2的工作机理与B1类似，只不过它检测的是复用段层的误码情况。三个B2字节对应一个STM-1帧检测机理是，发端B2字节对前一个待扰的STM-1帧中，除RSOH部分的全部比特进行BIP-24计算结果放于本帧待扰STM-1帧的B2字节位置。收
38、端对当前解扰后STM-1的除了RSOH的全部比特进行BIP-24校验，其结果与下一STM-1帧解扰后的B2字节相异或，根据异或后出现1的个数来判断该STM-1在STM-N帧中的传输过程中出现了多少个误码块，可检测出的最大误码块个数是24个。l 自动保护倒换APS 通路字节K1 K2 （b1-b5）这两个字节用作传送自动保护倒换APS 信令，用于保证设备能在故障时自动切换，使网络业务恢复自愈，用于复用段保护倒换自愈情况。l 复用段远端失效指示MS-RDI 字节K2 （b6-b8）这是一个对告的信息，由收端信宿回送给发端信源，表示收信端检测到故障，或正收到复用段告警指示信号等，这时回送给发端MS-
39、RDI告警信号，以使发端知道收端的状态。若收到的K2的b6-b8为110码,则此信号为对端对告的MS-RDI告警信号；若收到的K2的b6-b8为111， 则此信号为本端收到MS-AIS信号，此时要向对端发MS-RDI信号。l 同步状态字节S1 （b5-b8）不同的比特图案表示ITU-T的不同时钟质量级别，使设备能据此判定接收的时钟信号的质量，以决定是否切换时钟源，即切换到较高质量的时钟源上。S1（ b5-b8）的值越小表示相应的时钟质量级别越高。l 复用段远端误码块指示MS-REI 字节M1这是个对告信息，由接收端回发给发送端，M1字节用来传送接收端由BIP-N24（ B2） 所检出的误块数，
40、以便发送端据此了解接收端的收信误码情况。l 与传输媒质有关的字节字节专用于具体传输媒质的特殊功能，例如用单根光纤做双向传输时可用此字节来实现辨明信号方向的功能。l 国内保留使用的字节l 所有未做标记的字节的用途待由将来的国际标准确定此外，各SDH生产厂家往往会利用STM帧中段开销的未使用字节，来实现一些自己设备的专用的功能。3.1.2段开销的复用N个STM-1帧通过字节间插复用成STM-N帧段开销，字节间插复用时各STM-1帧的AU-PTR和payload的所有字节原封不动，按字节间插复用方式复用。而段开销的复用方式就有所区别，段开销的复用规则是，N个STM-1帧以字节间插复用成STM-N帧时
41、，开销的复用并非简单的交错间插,除段开销中的A1、A2、B2字节按字节交错间插复用进行外，各STM-1中的其它开销字节经过终结处理再重新插入STM-N相应的开销字节中。图3-4是STM-4帧的段开销结构图。图3-4 STM-4 SOH字节安排图3-5是STM-16的段开销结构图图3-5 STM-16 SOH字节安排3.2 指针指针的作用就是定位，通过定位使收端能正确地从STM-N中拆离出相应的VC， 进而通过拆VC、 C的包封分离出PDH低速信号。何谓定位，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上的指针或管理单元指针，指示和确定低阶VC帧的起点在TU净负荷中或高阶V
42、C帧的起点在AU净负荷中的位置。在发生相对帧相位偏差使VC帧起点浮动时，指针值亦随之调整，从而始终保证指针值准确指示VC帧起点位置的过程。对VC4， AU-PTR指的是J1字节的位置；对于VC12， TU-PTR指的是V5字节的位置。TU或AU指针可以为VC在TU或AU帧内的定位提供了一种灵活动态的方法。因为TU或AU指针不仅能够容纳VC和STM-N在相位上的差别，而且能够容纳帧速率上的差别。指针有两种AU-PTR和TU-PTR 分别进行高阶VC 和低阶VC在管理单元和支路单元中的定位。第四节 SDH设备的逻辑组成4.1 SDH网络的常见网元SDH传输网是由不同类型的网元通过光缆线路的连接组成
43、的，通过不同的网元完成SDH网的传送功能：上/下业务、交叉连接业务、网络故障自愈等，下面我们讲述SDH网中常见网元的特点和基本功能。l TM 终端复用器终端复用器用在网络的终端站点上，例如一条链的两个端点，它是一个双端口器件，如图4-1所示。图4-1 TM模型它的作用是将支路端口的低速信号复用到线路端口的高速信号STM-N中，或从STM-N的信号中分出低速支路信号。在将低速支路信号复用进STM-N帧时有一个交叉的功能，例如可将支路的一个STM-1信号复用进线路上的STM-16信号中的任意位置上，或支路的2Mbit/s信号可复用到一个STM-1中63个VC12的任一个位置上。l ADM 分/插复
44、用器分/插复用器用于SDH传输网络的转接站点处，例如链的中间结点或环上结点，它是一个三端口的器件，如图4-2所示。图4-2 ADM模型ADM有两个线路端口和一个支路端口。两个线路端口各接一侧的光缆，每侧收/发共两根光纤，为了描述方便我们将其分为西W 向东向E两个线路端口。ADM的作用是将低速支路信号交叉复用进东或西向线路上去，或从东或西侧线路端口收的线路信号中拆分出低速支路信号。另外还可将东/ 西向线路侧的STM-N信号进行交叉连接，一个ADM可等效成两个TM。l REG 再生中继器光传输网的再生中继器有两种。一种是纯光的再生中继器，主要进行光功率放大，以延长光传输距离，另一种是用于脉冲再生整
45、形的电再生中继器，主要通过光/电变换、电信号抽样、判决、再生整形、电/光变换，以达到不积累线路噪声，保证线路上传送信号波形的完好性。此处讲的是后一种。再生中继器REG是双端口器件只有两个线路端口W、E。如图4-3所示。图4-3 电再生中继器它的作用是将w/e侧的光信号，经O/E 抽样、判决、再生整形、E/O在e或w侧发出。REG与ADM相比仅少了支路端口，所以ADM若本地不上/下支路信号时完全可以等效一个REG。真正的REG只需处理STM-N帧中的RSOH 且不需要交叉连接功能，w-e直通即可。而ADM和TM因为要完成将低速支路信号分/插到STM-N中，所以不仅要处理RSOH 而且还要处理MS
46、OH。另外ADM和TM都具有交叉连接功能，因此用ADM来等效REG有点大材小用了。l DXC 数字交叉连接设备数字交叉连接设备完成的主要是STM-N信号的交叉连接功能，它是一个多端口器件，相当于一个交叉矩阵完成各个信号间的交叉连接。如图4-4所示。图4-4 DXC功能图DXC可将输入的m路信号交叉连接到输出的n路信号上，上图表示有m条入信号和n条出信号，DXC的核心是交叉连接，功能强的DXC能完成高速信号在交叉矩阵内的低级别交叉，例如VC12级别的交叉。通常用DXCm/n来表示一个DXC的类型和性能，注m n， m表示可接入DXC的最高速率等级，n表示在交叉矩阵中能够进行交叉连接的最低速率级别
47、，m越大表示DXC的承载容量越大，n越小表示DXC的交叉灵活性越大。m和n的相应数值的含义见表4-1小容量的DXC可由ADM来等效。4.2 SDH设备的逻辑功能块我们知道SDH体制要求不同厂家的产品实现横向兼容，这就必然会要求设备的实现要按照标准的规范。而不同厂家的设备千差万别那么怎样才能实现设备的标准化，以达到互连的要求呢。ITU-T采用功能参考模型的方法，对SDH设备进行规范。它将设备所应完成的功能分解为各种基本的标准功能块，功能块的实现与设备的物理实现无关，不同的设备由这些基本的功能块灵活组合而成，以完成设备不同的功能。通过基本功能块的标准化来规范了设备的标准化，同时也使规范具有普遍性，
48、叙述清晰简单。下面我们以一个TM设备的典型功能块组成，来讲述各个基本功能块的作用，应该特别注意的是掌握每个功能块所监测的告警性能事件及其检测机理。如图4-5所示。图4-5 SDH设备的逻辑功能构成为了更好地理解上图，对图中出现的功能块名称说明如下：SPI SDH物理接口 TTF 传送终端功能RST 再生段终端 HOI 高阶接口MST 复用段终端 LOI 低阶接口MSP 复用段保护 HOA 高阶组装器MSA 复用段适配 HPC 高阶通道连接PPI PDH物理接口 OHA 开销接入功能LPA 低阶通道适配 SEMF 同步设备管理功能LPT 低阶通道终端 MCF 消息通信功能LPC 低阶通道连接 SETS 同步设备时钟源HPA 高阶通道适配 SETPI 同步设备定时物理接口HPT 高阶通道
