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第六章 SDH 数字复接技术

返回. 第六章 SDH 数字复接技术. 李晓红. 6.1SDH 概述. 了解 SDH 产生的背景 --- 为什么会产生 SDH 体系 了解 SDH 体制的优点和不足 建立有关 SDH 的概念 , 为以后学习打下基础. PCM1 ， 2 ， 3 次群接口码型为 HDB3 4 次群 CMI. 一 .SDH 产生背景. 1. 什么是 SDH SDH---------- 同步数字传输体系 PDH--------- 准同步数字传输体系. 2.PDH 存在的缺陷. 1. 没有全世界统一的标准. 2. 没有世界性的标准光接口规范.

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第六章 SDH 数字复接技术

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  1. 返回

  2. 第六章 SDH数字复接技术 李晓红

  3. 6.1SDH概述 • 了解SDH产生的背景---为什么会产生SDH体系 • 了解SDH体制的优点和不足 • 建立有关SDH的概念,为以后学习打下基础

  4. PCM1，2，3次群接口码型为HDB3 4次群CMI 一.SDH产生背景 • 1.什么是SDH • SDH----------同步数字传输体系 • PDH---------准同步数字传输体系 • 2.PDH存在的缺陷 1.没有全世界统一的标准 2.没有世界性的标准光接口规范

  5. 3.采用异步复用，复用结构缺乏灵活性 4.采用按位复接 5.网络管理能力不强 6.数字通道设备利用率低

  6. 二. SDH的概念 • SDH网是由一些SDH的网络单元（NE）组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。SDH网的概念中包含以下几个要点： • （1） SDH网有全世界统一的网络节点接口（NNI），从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接等过程。 nni

  7. （2） SDH网有一套标准化的信息结构等级，称为同步传递模块STM-N（N=1、4、16、64），并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特（即比特流中除去信息净负荷后的剩余部分）用于网络的OAM。

  8. （3） SDH网有一套特殊的复用结构，允许现存准同步数字体系、同步数字体系和B-ISDN的信号都能纳入其帧结构中传输，即具有兼容性和广泛的适应性。

  9. （4) SDH网大量采用软件进行网络配置和控制，增加新功能和新特性非常方便，适合将来不断发展的需要。 （5） SDH网有标准的光接口， 即允许不同厂家的设备在光路上互通。

  10. （6） SDH网的基本网络单元有终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC）等。

  11. 终端复用器（TM） 分插复用器（ADM）、 再生中继器（REG） 同步数字交叉连接设备（SDXC）的作用 三、 SDH网的基本网络单元简介 • 1.终端复用器和分插复用器 • SDH网的基本网络单元中最重要的两个网络单元是终端复用器和分插复用器。

  12. 终端复用器（TM）---将多个支路信号复接到SDH信号终端复用器（TM）---将多个支路信号复接到SDH信号 主要任务是将低速支路信号纳入STM-1 帧结构，并经电/光转换成为STM-1光线路 信号，其逆过程正好相反。

  13. 分插复用器（ADM）----从SDH信号中 分离和插入低阶信号 将同步复用和数字交叉连接功能综合于一体， 具有灵活地分插任意支路信号的能力，在 网络设计上有很大灵活性。另外，ADM 也具有电/光转换、光/电转换功能。

  14. 2.再生中继器（REG）---用于再生信号传输 • 3.同步数字交叉连接设备（SDXC） 数字交叉连接设备（DXC）的主要作用是实现支路之间的交叉连接。它实际上相当于一个交叉矩阵,完成各个信号间的交叉连接.

  15. 基本网络单元在SDH网中

  16. 复用段——终端复用器与分插复用器（或SDXC）之间及分插复用器与分插复用器之间称为复用段。复用段——终端复用器与分插复用器（或SDXC）之间及分插复用器与分插复用器之间称为复用段。 • 再生段——至少有一个端站为再生设备 • 通道——终端复用器之间称为通道。 • (可以包含一个或多个复用段)

  17. 2、SDH的特点 • SDH的特点主要体现在如下几个方面： （1）全世界统一的数字信号速率和帧结构标准; （2）采用同步复用方式，具有灵活的复用结构。 （3）SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，因而使得0AM能力大大加强。

  18. （4）具有标准的光接口。 （5）SDH与现有的PDH网络完全兼容。 （6）以字节为单位复用。 • 上述特点中最核心的有三条：同步复用、标准光接口和强大的网络管理能力。

  19. 四.SDH的缺陷 • 1.频带利用率低 • 2.指针调整机理复杂 • 3.软件的大量使用对系统安全性的影响 产生较大的抖动，造成传输损伤；

  20. 6.2SDH的帧结构及复用原理 • 掌握STM—N信号的帧结构 • 掌握STM—N信号帧中各部分结构所起的大致结构 • 掌握2Mb/S 34Mb/S 140Mb/S复用进STM—N信号的全过程 • 掌握复用和映射的概念

  21. 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，其速率为155.520Mbit／s。更高等级的STM-N信号可以是将基本模块信号STM-1同步复用、字节间插的结果。其中N是正整数。目前SDH只能支持一定的N值，即N为1、4、16、64。

  22. 6.2.1SDH的帧结构---矩形帧结构 • 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最终采纳了一种以字节为单位的矩形块状（或称页状）帧结构

  23. STM―1帧结构字节的传送是从左到右，从上到下按行进行，首先传送帧结构左上角第一个8比特字节，依次传递，直到9×270个字节都送完，再转入下一帧。STM―1帧结构字节的传送是从左到右，从上到下按行进行，首先传送帧结构左上角第一个8比特字节，依次传递，直到9×270个字节都送完，再转入下一帧。

  24. 帧长度： • 对于STM-1而言， • 270×9＝2430个字节，即19440bit 帧周期为125μs • 由此可算出其比特速率为 • 270×9×8／125×10-6 • =155.520Mbit／s。

  25. 由图可见，整个帧结构可分为三个主要区域。 • 1.段开销区域 • 2.净负荷区域 • 3.管理单元指针区域

  26. 段开销（SOH）：为保证信息净负荷正常， 灵活传送所必需的附加字节，是供OAM 使用字节。 • 净负荷（payload）:存放各种信息负荷的地方，其中含有少量的通道开销（POH），用于监视，管理和控制通道性能。 • 管理单元指针（AU-PTR）：指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧中的准确位置，以便在接收端正确地分解。

  27. 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。(9行261*N列) 注意： 信息净负荷并不等于有效负荷，因为信息净负荷中存放的是经过打包的低速信号，即在低速信号中加上了相应的POH。

  28. 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。 有两大类开销：段开销（SOH）和通道开销（POH） 。 SOH可以进一步划分为再生段开销（RSOH，占第1至第3行）和复用段开销（MSOH，占第5至第9行）。 二者的区别在于监管的范围不同。

  29. 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9× N列共9 × N个字节.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值指针值正确分离信息净负荷。

  30. 6.2.2 SDH传输网的分层模型

  31. 通道层网络： 作用支持电路层，将电路层的信号变换成统一的形式来传输。 • 低阶通道层支持电路层 • 高阶通道层支持电路层和低阶通道层 VC3具有两种属性： VC3通过VC4进入段层 低阶通道层 VC3直接进入段层 高阶通道层

  32. 6.2.3 SDH复用原理 • 将各支路信号装入SDH帧结构净负荷区，需要经过映射、定位校准和复用三个步骤。

  33. 支路数据 检查装置 POH 容器C 低阶虚容器VC TUPTR POH 支路单元组TUG 高阶虚容器 段落附加字节 AUPTR SOH AUG STM_N 管理单元组 SDH复用示意图

  34. STM_N的复用过程有如下6个步骤： • 1.首先，异步信号被放入相应尺寸的容器C。 • 2.由标准尺寸容器C加上通道附加字节POH便形成虚容器VC，即C+POH → VC。 • 3.VC加VC指针便形成支路单元TU。高阶VC（VC_3, VC_4）加指针便形成管理单元AU，即 • 低阶VC+VC指针→TU • 高阶VC+指针→AU

  35. 多个支路单元TU复用后形成支路单元组TUG，即N×TU→TUG。多个支路单元TU复用后形成支路单元组TUG，即N×TU→TUG。 5. 高阶VC， VC_3或 VC_4加上管理单元指针便形成管理单元AU，即 VC_4+ AUPTR →AU_4 AU是一种高阶通道层和复用段层提供适配功能的信息结构， AUPTR 用来指明高阶VC在STM_N帧的位置。 一个或多个在STM_N帧内占有固定位置的AU组成管理单元组AUG，即N ×AU→AUG N=1或3

  36. 6.最后在N个AUG基础上加上段开销（SOH）便形成STM_N帧结构，即6.最后在N个AUG基础上加上段开销（SOH）便形成STM_N帧结构，即 N ×AUG+SOH→ STM_N 从以上的复接过程来看，SDH的形成包含映射（ C→ VC）、定位校准（ VC→ TU及 VC→ AU ）和同步复用N ×AU→ AUG）三个过程。

  37. 6.2.4 SDH的复用结构和步骤 SDH的复用包括两种情况： 1.低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号 2.低速支路信号即PDH信号（例如2Mbit/s 、34Mbit/s、140Mbit/s） 复用成SDH信号STM-N。

  38. 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。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： （1） 比特塞入法又叫做码速调整法 （2） 固定位置映射法

  39. 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，也就是说不能直接从高速信号中上/下低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，也就是说不能直接从高速信号中上/下低 速支路信号，要一级一级的进行，这也就是PDH的复用方式。

  40. 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，也就是说帧频相一致，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。

  41. 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。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。

  42. 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。

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