SDH帧结构复用技术

SDH 信号的帧结构和复用步骤

STM-N 的帧结构

(1)信号的帧是32个字节组成的1行×32列的块状帧)

STM-N 的信号是9行×270×N列的帧结构。此处的N 与STM-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.

STM-N 信号的帧频（也就是每秒传送的帧数）是多少呢？ITU-T 规定对于任何级别的STM 等级，帧频是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为恒定的125μs 。8000帧/秒听起来很耳熟，对了，PDH 的E1信号也是8000帧/秒。在这里你要注意到的是对于任何STM 级别帧频都是8000帧/秒，帧周期的恒定是SDH 信号的一大特点。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

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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。这个数字是不是也很眼熟，64kbit/s是一路数字电话的传输速率。

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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 ）

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,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，它负责对打包的货物（低速信号）进行通道性能监视、管理和控制.(STM-1

信号可复用进

63×2Mbit/s的信号)

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。SOH 完成对货物整体的监控，POH 是完成对某一件特定的货物进行监控，当然，SOH 和POH 还有一些管理功能。

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。举个简单的例子，若光纤上传输的是2.5G 信号，那么，RSOH 监控的是STM-16整体的传输性能，而MSOH 则是监控STM-16信号中每一个STM-1的性能情况。

3）管理单元指针（AU-PTR ）

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; 其实指针有高、低阶之分，高阶指针是AU-PTR ，低阶指针是TU-PTR

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前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。由此实现了对STM-N 层层细化的监控。例如对2.5G 系统的监控，再生段开销对整个STM-16信号监控，复用段开销细化到其中16个STM-1的任一个进行监控，高阶通道开销再将其细化成对每个STM-1中VC4的监控，低阶通道开销又将对VC4的监控细化为对其中63个VC12的任一个VC12进行监控，由此实现了从对2.5Gbit/s级别到2Mbit/s级别的多级监控手段。

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通道开销又分为高阶通道开销和低阶通道开销。在本课程我们指高阶通道开销是对VC4级别的通道进行监测，可对140Mbit/s在STM-N 帧中的传输情况进行监测；低阶通道开销是完成VC12通道级别的OAM 功能，也就是监测2Mbit/s在STM-N 帧中的传输性能。VC3中的POH 依34Mbit/s复用路线选取的不同，可划在高阶或低阶通道开销范畴，其字节结构和作用与VC4的通道开销相同

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SDH 的复用结构

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/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的，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。

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

(8Mbit/s的PDH 信号是无法复用成STM-N 信号的。)

我国复用路线如下：

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140Mbit/s复用进STM-N 信号

1. 首先将140Mbit/s的PDH 信号经过码速调整（比特塞入法）适配进C4;(也就是说经过速率适配，140Mbit/s的信号在适配成C4信号时已经与SDH 传输网同步了)

2. 为了能够对140Mbit/s的通道信号进行监控，在复用过程中要在C4的块状帧前加上一列通道开销字节（高阶通道开销VC4-POH ），此时信号成为VC4信息结构.

将PDH 信号经打包成C ，再加上相应的通道开销而成VC 这种信息结构，这个过程就叫映射。

3. 货物都打成了标准的包封，现在就可以往STM-N 这辆车上装载了。装载的位置是其信息净负荷区。在装载货物（VC ）的时候会出现这样一个问题，当货物装载的速度和货车等待装载的时间（STM-N 的帧周期125μs ）不一致时，就会使货物在车箱内的位置“浮动”，那么在收端怎样才能正确分离货物包呢？SDH 采用在VC4前附加一个管理单元指针（AU-PTR ）来解决这个问题。

3. 一个或多个在STM 帧由占用固定位置的AU 组成AUG －－管理单元组。

4. 只剩下最后一步了，将AU-4加上相应的SOH 合成STM-1信号，N 个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N 信号

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34Mbit/s复用进STM-N 信号

1. 同样34Mbit/s的信号先经过码速调整将其适配到相应的标准容器－C3中

2. 然后加上相应的通道开销C3打包成VC3;

3. 为了便于收端定位VC3，以便能将它从高速信号中直接拆离出来，在VC3的帧上加了3个字节的指针－－TU-PTR （支路单元指针）, 此时的信息结构是支路单元TU-3.

支路单元提供低阶通道层（低阶VC ，例如VC3）和高阶通道层之间的桥梁，也就是说是高阶通道（高阶VC ）拆分成低阶通道（低阶VC ），或低阶通道复用成高阶通道的中间过渡信息结构。

4.TU3的帧结构有点残缺，先将其缺口部分补上, 图中R 为塞入的伪随机信息，这时的信息结构为TUG3——支路单元组。

5. 三个TUG3通过字节间插复用方式，复合成C4信号结构

6. 这时剩下的工作就是将C4→STM-N 中去了，过程同前面所讲的将140Mbit/s信号复用进STM-N 信号的过程类似：C4→VC4→AU-4→AUG→STM-N 。

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2Mbit/s复用进STM-N 信号

1. 首先，将2Mbit/s的PDH 信号经过速率适配装载到对应的标准容器C12中，为了便于速率的适配采用了复帧的概念，即将4个C12基帧组成一个复帧。C12的基帧帧频也是8000帧/秒，那么C12复帧的帧频就成了2000帧/秒。

2. 为了在SDH 网的传输中能实时监测任一个2Mbit/s通道信号的性能，需将C12

再打包——

加入相应的通道开销（低阶通道开销），使其成为VC12的信息结构。

一组通道开销监测的是整个一个复帧在网络上传输的状态，想想看一个C12复帧装载多少帧2Mbit/s的信号？一个C12复帧装载的是4帧PCM30/32的信号，因此，一组LP-POH 监控的是4帧PCM30/32信号的传输状态。

3. 为了使收端能正确定位VC12的帧，在VC12复帧的4个缺口上再加上4个字节的TU-PTR 这时信号的信息结构就变成了TU12，9行×4列。TU-PTR 指示复帧中第一个VC12的起点在TU12复帧中的具体位置。

4.3个TU12经过字节间插复用合成TUG-2

5.7个TUG-2经过字节间插复用合成TUG3的信息结构。

6.TUG3信息结构再复用进STM-N 中的步骤则与前面所讲的一样。

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技术细节：

从140Mbit/s的信号复用进STM-N 信号的过程可以看出，一个STM-N 最多可承载N 个140Mbit/s，也就是说，一个STM-1信号只可以复用进1个140Mbit/s的信号，也就是说从140Mbit/s复用进STM-1，此时STM-1信号的容量相当于64个2Mbit/s的信号。

同样的从34Mbit/s的信号复用进STM-1信号，STM-1可容纳3个34Mbit/s的信号，也就是说有48×2Mbit/s的容量。

从2Mbit/s信号复用进STM-1信号，STM-1可容纳3×7×3＝63个2Mbit/s信号。

从上可看出，从140Mbit/s和从2Mbit/s复用进SDH 的STM-N 中，信号利用率较高。而从34Mbit/s复用进STM-N ，一个STM-1只能容纳48个2Mbit/s的信号，利用率较低。 ------------------------

映射、定位和复用的概念

1. 定位是指通过指针调整，使指针的值时刻指向低阶VC 帧的起点在TU 净负荷中或高阶VC 帧的起点在AU 净负荷中的具体位置，使收端能据此正确地分离相应的VC.

2. 复用也就是通过字节交错间插方式把TU 组织进高阶VC 或把AU 组织进STM-N 的过程。

3. 映射是一种在SDH 网络边界处（例如SDH/PDH边界处），将支路信号适配进虚容器的过程。 为了适应各种不同的网络应用情况，有异步、比特同步、字节同步三种映射方法与浮动VC 和锁定TU 两种模式。

三种映射方法和两类工作模式共可组合成五种映射方式，我们着重讲一讲当前最通用的异步映射浮动模式的特点。

异步映射浮动模式最适用于异步/准同步信号映射，包括将PDH 通道映射进SDH 通道的应用，能直接上/下低速PDH 信号，但是不能直接上/下PDH 信号中的64kbit/s信号。异步映射接口简单，引入映射时延少，可适应各种结构和特性的数字信号，是一种最通用的映射方式，也是PDH 向SDH 过渡期内必不可少的一种映射方式。当前各厂家的设备绝大多数采用的是异步映射浮动模式。

浮动字节同步映射接口复杂但能直接上/下64kbit/s和N ×64kbit/s信号，主要用于不需要一次群接口的数字交换机互连和两个需直接处理64kbit/s和N×64kbit/s业务的节点间的SDH 连接。