第二部分(傳輸1)

1、光光 傳傳 送送 網(wǎng)網(wǎng)PDHPDH、SDHSDH概述概述 SDHSDH幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)SDHSDH基本的復(fù)用和映射結(jié)構(gòu)基本的復(fù)用和映射結(jié)構(gòu)SDHSDH中的指針中的指針SDHSDH網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備SDHSDH網(wǎng)絡(luò)保護(hù)與恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)與恢復(fù)IPIP overover SDHSDHDWDMDWDM技術(shù)技術(shù)PDH、SDH概述概述PDH、SDH概述概述PDH 數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，特別是數(shù)字集成電路的出現(xiàn)，為在電信網(wǎng)中實現(xiàn)數(shù)字時分復(fù)用（TDM）技術(shù)創(chuàng)造了條件，它將每個模擬話路變換為64kb/s數(shù)字話路，為進(jìn)一步提高鏈路容量，多個64kb/s信道又以字節(jié)為單位作進(jìn)一步交錯復(fù)接，將30個獨立的64kb/s信

2、道與兩個用于信息控制的信道一起形成一個32個數(shù)字信道“幀結(jié)構(gòu)”，復(fù)接后比特率是2.048Mb/s。將4個2Mb/s復(fù)接為8Mb/s信號流，接著擴(kuò)展到34Mb/s、140Mb/s及565Mb/s，形成一個完整比特速率系列。 在復(fù)接過程中，支路信息可來自不同設(shè)備，有各自的主時鐘。為復(fù)接方便規(guī)定各信道比特流之間的異步范圍，即規(guī)定了各主時鐘之間允許偏離標(biāo)稱值范圍。這種對比特率偏差的約束，就是所稱的準(zhǔn)同步工作，相應(yīng)的比特系列稱為準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy)。 將基群信息流（速率為2Mb/s）進(jìn)一步復(fù)接為高次群（25次群：對應(yīng)為8Mb/s565

3、Mb/s）信息流的復(fù)接方法是逐次實現(xiàn)的。 例如：若將一路64kb/s數(shù)字信號復(fù)接到一個五次群高速碼流中，要經(jīng)過基群、25次群五次復(fù)接才能實現(xiàn)，這其中要四次加入輔助比特信息。高次群復(fù)接采用逐比特異步復(fù)接的方法。在異步復(fù)接中，規(guī)定各支路信息流速率有相同的標(biāo)稱值，而實際值允許在一定容差范圍之內(nèi)變化。這是一種準(zhǔn)同步復(fù)接，其復(fù)接過程要通過兩步實現(xiàn)：首先采用正碼速調(diào)整的辦法，將各支路信息變換為相互同步的數(shù)字信號碼流（其速率、相位達(dá)到確定值），然后將各支路信息以及相關(guān)輔助信息逐比特同步交錯復(fù)接，形成一個復(fù)接高速信息流。4個個2M復(fù)接成復(fù)接成8M 對二次群復(fù)接來說，基群和二次群的標(biāo)稱值為2048kb/s和84

4、48kb/s，容差分別為50ppm和30ppm，即：速率分別為2048kb/s102.4b/s 和 8448kb/s253.44b/s。 為了能將4個基群復(fù)接，可首先將每個基群的速率調(diào)整到(8448kb/s253.44b/s) 的1/4，因調(diào)整后的速率高于調(diào)整前的速率，故稱之為正碼速調(diào)整。支路時鐘提取碼速調(diào)整支路1碼流復(fù)接支路時鐘提取碼速調(diào)整支路2碼流支路時鐘提取碼速調(diào)整支路3碼流支路時鐘提取碼速調(diào)整支路4碼流本地8M時鐘合路8M數(shù)據(jù)PDH存在的缺陷存在的缺陷有三種不同體制。分別是歐洲（中國）體制、日本體制、美國體制，不同體制之間的銜接比較麻煩。復(fù)接方式是異步復(fù)接體制。碼速調(diào)整后，逐比特同步交

5、錯復(fù)接。這一過程在每個復(fù)接群次中都要進(jìn)行。例如：一個64kb/s的話路, 若通過五次群光纜通信系統(tǒng)傳輸，首先必須被復(fù)接進(jìn)入基群（2Mb/s）的幀結(jié)構(gòu)中，然后此基群經(jīng)碼速調(diào)整進(jìn)一步異步復(fù)接進(jìn)入二次群（8Mb/s）的幀結(jié)構(gòu)中，接著要進(jìn)行三、四、五次群異步復(fù)接。這樣要經(jīng)過四次碼速調(diào)整、五次復(fù)接才能實現(xiàn)一個64kb/s數(shù)字話路在五次群光纜通信系統(tǒng)的傳輸。這樣就無法用信道字節(jié)的位置或順序從一個高次群幀結(jié)構(gòu)中直接識別出其中一個信道。這使得上下話路的操作復(fù)雜，不靈活。用于管理的輔助信道容量小。 由于以上缺陷，使PDH傳輸體制越來越不適應(yīng)傳輸網(wǎng)的發(fā)展。于是美國貝爾通信研究所首先提出了用一整套分等級的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字傳

6、遞結(jié)構(gòu)組成的同步網(wǎng)絡(luò)（SONET )體制。 CCITT于1988年接受了SONET概念并重命名為同步數(shù)字體系(SDH )，使其成為不僅適用于光纖傳輸也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制。PDH、SDH概述概述 SDH（1）統(tǒng)一了PDH的三大體系標(biāo)準(zhǔn) SDH采用G.707、G.708、G.709世界性的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)接口（NNI）和G.957光接口標(biāo)準(zhǔn)，使SDH能支持現(xiàn)有的PDH，便于順利地從PDH向SDH過渡，體現(xiàn)了后向兼容性。不同廠家的設(shè)備可以中途交會，實現(xiàn)橫向兼容。 ITUT規(guī)定的同步傳送模式第1級（STM1）的速率為155.52Mb/s，第N級（STMN）可按字節(jié)同步復(fù)接獲得（N=1、4、16

7、 ），目前采用下列四種： STM1：速率為155.52Mb/s STM4：速率為 622.08Mb/s STM16：速率為2488.32Mb/s STM64：速率為9953.28Mb/s（2）簡化了復(fù)接分接技術(shù) 采用了全網(wǎng)同步時鐘和指針處理以及靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)，因而只需利用軟件即可從高速信號中一次直接分插出低速信號，省去了全套背靠背復(fù)用設(shè)備，組網(wǎng)靈活，如下圖所示。光/電解復(fù)用解復(fù)用解復(fù)用復(fù)用復(fù)用復(fù)用光/電140/34 Mb/s34/8 Mb/s8/2 Mb/s2Mb/s電信號2Mb/s電信號2/8 Mb/s8/34 Mb/s34/140 Mb/sPDH光信號光信號分插復(fù)用器155Mb/s光信

8、號155Mb/s光信號2Mb/s電信號2Mb/s電信號SDHSDH與PDH復(fù)分接流程比較字節(jié)間插字節(jié)間插（3）網(wǎng)絡(luò)運行、管理和維護(hù)能力強(qiáng) SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特增加了維護(hù)管理通道，加強(qiáng)了網(wǎng)管功能。SDH的不足之處在于： 頻帶利用率不如傳統(tǒng)的PDH。以2.048Mb/s為例，PDH的139.264Mb/s可以收容64個2.048Mb/s系統(tǒng)，而SDH的155.52Mb/s卻只能收容 63個 2.048Mb/s，頻帶利用率從PDH的94下降到83。SDHSDH幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) SDH采用塊狀幀結(jié)構(gòu)，以字節(jié)為單位。STM-1的幀結(jié)構(gòu)如下圖所示，由270列和9行8比特字節(jié)構(gòu)成，幀 長 度 為

9、2 7 0 9 = 2 4 3 0 個 字 節(jié) ， 相 當(dāng) 干 27098=19440比特，用時間表示即為125s（幀周期），其比特速率155.52Mb/s。 幀結(jié)構(gòu)中字節(jié)的傳送是從左至右按行傳送的。STM1的幀結(jié)構(gòu)分為段開銷（SOH）、管理單元指針（AU-PTR）和信息凈負(fù)荷區(qū)三大部分。開銷開銷開銷的功能是完成對SDH信號提供層層細(xì)化的監(jiān)控管理功能。監(jiān)控的分類可分為段層監(jiān)控、通道層監(jiān)控。段層的監(jiān)控又分為再生段層和復(fù)用段層的監(jiān)控。通道層監(jiān)控分為高階通道層和低階通道層的監(jiān)控。由此實現(xiàn)了對由此實現(xiàn)了對STM-N層層細(xì)化的監(jiān)控。層層細(xì)化的監(jiān)控。例如：對2.5G系統(tǒng)的監(jiān)控 再生段開銷對整個STM-16

10、信號監(jiān)控。 復(fù)用段開銷細(xì)化到對16個STM-1中的任意一個進(jìn)行監(jiān)控。 高階通道開銷再將其細(xì)化成對每個STM-1中VC4的監(jiān)控。 低階通道開銷又將對VC4的監(jiān)控細(xì)化為對63個VC12中的任意一個VC12進(jìn)行監(jiān)控。由此實現(xiàn)了從由此實現(xiàn)了從2.5Gbit/s級別到級別到2Mbit/s級別的多級監(jiān)控手段。級別的多級監(jiān)控手段。段開銷（段開銷（SOH） 所謂段開銷是指STM幀結(jié)構(gòu)中為了保證信息凈負(fù)荷正常靈活傳送所必須的附加字節(jié)，主要是供網(wǎng)絡(luò)運行、管理、維護(hù)和性能監(jiān)視使用的字節(jié)。段開銷分為再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH）。A1、A2：幀定位字節(jié)。J0：再生段跟蹤字節(jié)，使收、發(fā)能正確對接。B1：

11、再生段比特間插奇偶校驗字節(jié)。D1D3：再生段數(shù)據(jù)通信通道，可傳送再生段運行數(shù)據(jù)（192kb/s）。D4D12：復(fù)用段數(shù)據(jù)通信通道，可傳送復(fù)用段運行數(shù)據(jù)（576kb/s）。 數(shù)據(jù)通信通道（數(shù)據(jù)通信通道（DCC）作為嵌入式控制通路）作為嵌入式控制通路ECC 的物的物理層，在網(wǎng)元之間傳輸操作管理維護(hù)（理層，在網(wǎng)元之間傳輸操作管理維護(hù)（OAM )信息，構(gòu)信息，構(gòu)成成SDH管理網(wǎng)（管理網(wǎng)（SMN ）的傳送通路。）的傳送通路。 E1、E2：公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié)。 F1：使用者通道字節(jié)，用于維護(hù)數(shù)據(jù)/音頻通道。 B2：復(fù)用段比特間插奇偶校驗字節(jié)。 K1、K2：自動保護(hù)倒換字節(jié)，執(zhí)行APS協(xié)議。 S1：同步狀態(tài)字節(jié)，

12、指示同步狀態(tài)、時鐘級別等。 M1：復(fù)用段遠(yuǎn)端差錯指示。通道開銷通道開銷根據(jù)監(jiān)測通道速率的高低，通道開銷又分為高階通道開銷和低階通道開銷。本課程中，高階通道開銷指對VC4級別的通道進(jìn)行監(jiān)測，可對140Mbit/s在STM-N幀中的傳輸情況進(jìn)行監(jiān)測；低階通道開銷是完成VC12通道級別的OAM功能，也就是監(jiān)測2Mbit/s在STM-N幀中的傳輸性能。高階通道開銷高階通道開銷HP-POHJ1：通道蹤跡字節(jié)B3：監(jiān)測VC4在STM-N幀中傳輸?shù)恼`碼性能C2：信號標(biāo)記字節(jié)G1：通道狀態(tài)字節(jié)F2、F3：使用者通路字節(jié)H4：TU位置指示字節(jié)K3：空閑字節(jié)N1：網(wǎng)絡(luò)運營者字節(jié)低階通道開銷低階通道開銷LP-POH

13、 V5：通道狀態(tài)和信號標(biāo)記字節(jié)。 J2：VC12通道蹤跡字節(jié)。 N2：網(wǎng)絡(luò)運營者字節(jié)。 K4：備用字節(jié)。信息凈負(fù)荷（信息凈負(fù)荷（Payload） 信息凈負(fù)荷區(qū)由9行261列（10270列）共9261=2349個字節(jié)構(gòu)成，它是幀結(jié)構(gòu)中存放各種信息（含信碼流字節(jié)和通道開銷POH）的地方。 通道開銷的功能包括通道性能監(jiān)視、告警狀態(tài)指示，用于維護(hù)目的信號及復(fù)用結(jié)構(gòu)指示，它與傳送的信碼流配套使用。管理單元指針（管理單元指針（AU-PTR） AU指針就是一種指示符，用來指示信息凈負(fù)荷的第一個字節(jié)在STMN幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置，即相對于起始點的偏移量。 指針處理是SDH所采用的數(shù)字調(diào)整方式，在幀結(jié)構(gòu)中通過所設(shè)置的

14、指針值變化來進(jìn)行字節(jié)調(diào)整，以適應(yīng)輸入信碼流的速率和相位的變化。 STMN的幀結(jié)構(gòu)如下圖所示，它與STMl有相同的塊狀結(jié)構(gòu)，行數(shù)一樣，列數(shù)增加N倍，幀周期仍為125s，速率為155.52Mb/s的N倍。 PDH體制采用條狀結(jié)構(gòu)，以比特為單位，各次群幀的比特和幀周期均不相同。如基于2.048Mb/s速率（歐洲）系列，一次群幀周期為125s，256bit；二次群幀周期為100s，848bit。基本復(fù)用映射結(jié)構(gòu)基本復(fù)用映射結(jié)構(gòu)術(shù)語說明：術(shù)語說明： 接口容器C是一種信息結(jié)構(gòu)，主要完成速率調(diào)整等適配，針對常用的準(zhǔn)同步數(shù)字體系信號速率，規(guī)定了5種標(biāo)準(zhǔn)容器。 由標(biāo)準(zhǔn)容器出來的數(shù)字流加上通道開銷構(gòu)成虛容器(VC

15、)。 VC出來的數(shù)字流加上指針等開銷就構(gòu)成管理單元（AU）或支路單元（TU）。 多個AU經(jīng)單字節(jié)間插構(gòu)成AUG，多個TU經(jīng)單字節(jié)間插構(gòu)成TUG。映射、定位、復(fù)用映射、定位、復(fù)用映射映射 映射是一種在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界（例如：SDH/PDH邊界）將支路信號適配進(jìn)虛容器的過程。即：將各種速率（140Mbit/s、34Mbit/s、2Mbit/s）信號先經(jīng)過碼速調(diào)整分別裝入到各自相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器中，然后加上相應(yīng)的低階或高階通道開銷，形成各自對應(yīng)的虛容器的過程。定位定位 是指通過指針調(diào)整，使指針的值時刻指向低階VC幀的起點在TU凈負(fù)荷中（或高階VC幀的起點在AU凈負(fù)荷中）的具體位置，使收端能據(jù)此正確地分離相

16、應(yīng)的VC。復(fù)用復(fù)用 通過字節(jié)交錯間插方式把TU組織進(jìn)高階VC或把AU組織進(jìn)STM-N的過程。由于經(jīng)過TU和AU指針處理后的各VC支路信號已相位同步，因此該復(fù)用過程是同步復(fù)用，復(fù)用原理與數(shù)據(jù)的串并變換相類似。E1 STM-1 如上圖，標(biāo)稱速率為2048kb/s的信號先進(jìn)入C-12作適配處理，然后加上VC12的通道開銷（POH）便組成了VC-12（2.240Mb/s）。TU12指針（PTR）用來指明VC12相對TU12的位置，TU-12速率為2.304Mb/s，3個TU12經(jīng)均勻的單字節(jié)間插構(gòu)成TUG2（速率為32.304Mb/s）。7個TUG2經(jīng)同樣的單字節(jié)間插組成TUG3（加上塞入字節(jié)后速率達(dá)

17、49.536Mb/s）。再由3個TUG3經(jīng)單字節(jié)間插并加上高階POH和塞入字節(jié)后構(gòu)成VC4凈負(fù)荷，速率為150.336Mb/s，再加上576kb/s的AU4指針（PTR）就組成了AU4，速率為150.912Mb/s。單個AU4直接進(jìn)入AUG，N個AUG通過單字節(jié)間插并加上段開銷便得到了STMN信號。當(dāng)N=1時，一個AUG加上容量為4.608Mb/s的段開銷即為STM-1的標(biāo)稱速率155.520Mb/s。2）C12 VC12（LP-POH低階通道開銷）3）VC12 TU-12（TU-PTR）4）3TU12 TUG-25）7TUG-2 TUG-3復(fù)幀復(fù)幀 采用復(fù)幀是為了方便碼速適配。采用復(fù)幀是為了

18、方便碼速適配。例如： 若E1信號速率是標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mbit/s ，那么裝入C12時正好是每個基幀裝入32個字節(jié)信息。因為C12幀頻8000幀/秒，PCM30/32（E1）信號也是8000 幀/秒。 當(dāng)E1信號的速率不是標(biāo)準(zhǔn)速率2.048Mbit/s時，那么裝入每個C12的平均比特數(shù)就不是整數(shù)。例如：例如：E1速率是2.046Mbit/s時，那么將此信號裝入C12基幀時平均每幀裝入的比特數(shù)是(2.046106bit/秒) 125微秒255.75bit有效信息，比特數(shù)不是整數(shù)，無法進(jìn)行裝入。解決方法：解決方法：取4個基幀為一個復(fù)幀，那么正好一個復(fù)幀裝入的比特數(shù)為(2.046106bit/秒)1

19、25微秒4=1023bit ，可在前三個基幀每幀裝入256bit (32字節(jié))有效信息，在第4幀裝入255個bit的有效信息，這樣就可將此速率的E1信號完整的適配進(jìn)C12中去。34Mbit/s STM-N1） H31 C-3 VC-3 TU-32）TUG-33）3TUG-3C4這時剩下的工作就是將這時剩下的工作就是將C4 STM-N中去了。中去了。140Mbit/s STM-N1） 140Mbit/s的的PDH信號經(jīng)過碼速調(diào)整適配進(jìn)信號經(jīng)過碼速調(diào)整適配進(jìn)C4C4子幀241W13Y5X1Z260個字節(jié)1934IS5C130R10O2080bit。C比特主要用來控制相應(yīng)的調(diào)整機(jī)會比特S，當(dāng)CCCC

20、C00000時，SI；當(dāng)CCCCC11111時，SR。當(dāng)SI時，C-4能容納的信息速率最大C-4max（19341）98000139.320Mbit/s 。當(dāng)SR時，C-4能容納的信息速率最小C-4min193498000139.248Mbit/s。也就是說，C-4容器能容納的E4信號速率范圍是139.248Mbit/s139.32Mbit/s，而符合G.703規(guī)范的E4信號速率范圍是139.261Mbit/s139.266Mbit/s。2）C4VC4 VC4是與140Mbit/s PDH信號相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)虛容器，此過程相當(dāng)于對C4信號再打一個包封，將對通道進(jìn)行監(jiān)控管理的開銷（POH）加入包封，

21、以實現(xiàn)對通道信號的實時監(jiān)控。3）VC4AU4 管理單元由高階VC和AU指針組成。 AU指針的作用是指明高階VC在STM幀中的位置。通過指針的作用允許高階VC在STM幀內(nèi)浮動，也就是說，允許VC4和AU-4有一定的頻偏和相差。 盡管貨物包可能在信息凈負(fù)荷區(qū)浮動，但是AU-PTR本身在STM幀內(nèi)的位置是固定。 AU-PTR不在凈負(fù)荷區(qū)，而是和段開銷在一起。4）將AU-4加上相應(yīng)的SOH合成STM-1信號，N個STM-1信號通過字節(jié)間插復(fù)用成STM-N信號。SDH中的指針中的指針 SDH中的指針類似軟件中的指針，其作用有三：第一，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于同步工作狀態(tài)時，用來進(jìn)行同步信號間的相位校準(zhǔn)；第二，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)失

22、去同步時用作頻率和相位校準(zhǔn)；第三，用來容納網(wǎng)絡(luò)中的抖動和漂移。 設(shè)置AU指針可以為VC在AU幀內(nèi)的定位提供一種靈活和動態(tài)的方法。這意味著VC-n可以在AU-n幀內(nèi)“浮動”，因而AU指針不僅能夠容納VC和SOH在相位上的差別，而且能夠容納幀速率上的差異。AU指針指針在分給AU指針使用的H1、H2和H3字節(jié)中，H1和H2是結(jié)合使用的，可以看作1個碼字，如下圖所示，主要用來指示VC-n開始的那個字節(jié)的位置。其中碼字的最后10個比特攜帶具體指針值。H3字節(jié)用于VC幀速率調(diào)整，負(fù)調(diào)整時可攜帶額外的VC字節(jié)。AU-4指針值的有效范圍是0782(2619/3-1) 。這個數(shù)值顯示了指針與VC-4第1個字節(jié)間

23、的偏移。需要注意，在計算指針和VC開始字節(jié)的偏移時，AU指針字節(jié)不計在內(nèi)。119102700125us250us49149AUGH1 Y YH2 1* 1*H3 H3 H3H1 Y YH2 1* 1*H3 H3 H30 - - 1-86-87 -52252178286- - -.N N N N S S I D I D I D I D I D0 1 1 0 0 010比特指針塞入字節(jié)VC字節(jié)負(fù)調(diào)整機(jī)會正調(diào)整機(jī)會10比特指針值負(fù)調(diào)整機(jī)會正調(diào)整機(jī)會正常值0.1*表示全1字節(jié)Y表示1001SS11（其中S比特未規(guī)定）H1H2H3AU指針的作用指針的作用正常狀態(tài)正常狀態(tài) 當(dāng)AU-4和VC-4的幀速率相同

24、時，指針確定了VC-4在AU-4幀內(nèi)的起始位置。如下圖所示，當(dāng)H1和H2中的指針值為2時(10)，表示VC-4是從當(dāng)前AU-4指針的最后一個H3字節(jié)后的第7個字節(jié)算起，到下一個AU-4指針的最后一個H3字節(jié)后的第6個字節(jié)結(jié)束。119102700125us250us49149AUGH1 Y YH2 1* 1*H3 H3 H3H1 Y YH21*1*H3 H3 H30 - - 186-87 -52252178286- - -.負(fù)調(diào)整機(jī)會正調(diào)整機(jī)會0.1*表示全1字節(jié)Y表示1001SS11（其中S比特未規(guī)定）紅色區(qū)域表示當(dāng)前的VC-4幀，為方便看，沒有將此區(qū)域全部染紅。綠色表示上一個和下一個VC-4

25、幀- -指針值為2AU指針的作用指針的作用頻率調(diào)整頻率調(diào)整 如果AU-4與VC-4的幀速率不同，即有頻率偏移，則指針值將按照需要增加或減少，同時還伴隨有相應(yīng)的正調(diào)整字節(jié)或負(fù)調(diào)整字節(jié)的出現(xiàn)或變化。當(dāng)頻率偏移較大，需要連續(xù)多次指針調(diào)整操作時，相鄰兩次的操作必須至少分開3幀，即每個第4幀才能進(jìn)行指針調(diào)整操作，兩次操作之間的指針值保持為常數(shù)不變。 當(dāng)VC-4的幀速率比AU-4的幀速率慢時，此時可以在VC-4前插入3個填充偽信息的空閑字節(jié)（即正調(diào)整字節(jié)），由于插入正調(diào)整字節(jié)，實際VC在時間上向后推移。因而用來指示下一個VC-4幀的起始位置的指針值要增加1。進(jìn)行這一操作的指示是將指針碼字的5個增加比特（I

26、比特），即第7、9、11、13和15比特反轉(zhuǎn)。此后，下一個AU-4的指針值將增加1。 當(dāng)VC-4的幀速率比AU-4的幀速率快時，此時可以利用AU-4指針區(qū)的3個H3字節(jié)來存放實際VC信息（負(fù)調(diào)整字節(jié)）。由于VC信息的起始幾個字節(jié)存入了AU指針區(qū)，實際VC在時間上向前移動了3個字節(jié)。因而用來指示下一個VC-4幀的起始位置的指針值要減1。進(jìn)行這一操作的指示是將指針碼字的5個減少比特（D比特），即第8、10、12、14和16比特反轉(zhuǎn)。此后，下一個AU-4的指針值將減1。支路單元指針（支路單元指針（TU-PTR）TU-12 PTR由V1、V2、V3和V4四個字節(jié)組成。在TU-12凈負(fù)荷中從緊鄰V2的字

27、節(jié)起，以1個字節(jié)為一個正調(diào)整單位，依次按其相對于最后一個V2的偏移量給予偏移編號?？偣灿?139個偏移編號。VC-12幀的首字節(jié)V5字節(jié)位于某一偏移編號位置，該編號對應(yīng)的二進(jìn)制值即為TU-12指針值。 TU-12 PTR中的V3字節(jié)為負(fù)調(diào)整單位位置，其后的那個字節(jié)為正調(diào)整字節(jié)。 V4為保留字節(jié)。 指針值在V1、V2字節(jié)的后10個比特，V1 V2字節(jié)的16個bit的功能與AU-PTR的H1、H2字節(jié)的16個比特功能相同。SDH網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備分為終端復(fù)用器、分插復(fù)用器、數(shù)字交叉連接器。終端復(fù)用器（TM）主要任務(wù)是將低速支路電信號和155Mb/s電信號納入STMl幀結(jié)構(gòu)，并經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換

28、為STMl光線路信號。其逆過程正好相反。分插復(fù)用器（ADM）具有靈活分出和插入任意支路信號的能力。數(shù)字交叉連接器（DXC）是一種具有一個或多個ITUT建議 G.702（64kb/s、2Mb/s，34Mb/s、140Mb/s）或G.707（STM1、STM4、STM16、STM-64）定義的信號速率端口，并可將任意端口信號（和/或子速率信號）與另外端口信號（和/或子速率信號）進(jìn)行可控連接的設(shè)備。SDH 終端復(fù)用器終端復(fù)用器SDH分插復(fù)用器分插復(fù)用器DXC的簡化結(jié)構(gòu)的簡化結(jié)構(gòu) DXC的核心部分是交叉連接矩陣，參與交叉連接的速率一般低于或等于接入速率，兩速率之間的轉(zhuǎn)換需要由復(fù)用和解復(fù)用功能來完成。每

29、個輸入信號被解復(fù)用成m個并行的交叉連接信號。然后，內(nèi)部的交叉連接網(wǎng)采用空分交換技術(shù)，按照預(yù)先存放（或動態(tài)計算）的交叉連接圖對這些交叉連接通道進(jìn)行重新安排，再利用復(fù)用功能將這些重新安排后的信號復(fù)用成高速信號輸出。按端口速率和交叉連接速率的不同，DXC可有各種配置形式，通常用DXCx/y表示，其中x表示接入端口數(shù)據(jù)流的最高速率級別，y表示參與交叉連接的最低速率級別。數(shù)字x=0表示64kbit/s速率，數(shù)字x=1、2、3、4分別表示PDH體制中的14次群速率，4也代表SDH體制中的STM-1等級，數(shù)字5和6表示SDH體制中的STM-4和STM-16等級。例如：例如：DXC4/1表示接入端口的最高速率

30、為140Mbit/s或155Mbit/s，交叉連接的最低速率為一次群信號，也就是說，允許1、2、3、4次群和STM-1信號在設(shè)備中進(jìn)行交叉連接。通常，DXC采用電可擦存儲器來存儲所有的有關(guān)交叉連接圖、管理信息的記錄、傳輸參數(shù)和測試相關(guān)信息等，對內(nèi)容進(jìn)行修改和更新很容易。 交叉連接矩陣是DXC的核心，有兩種常用的矩陣類型，平方矩陣和CLOS矩陣。平方矩陣平方矩陣CLOS矩陣矩陣點到點應(yīng)用點到點應(yīng)用線性應(yīng)用線性應(yīng)用環(huán)形網(wǎng)應(yīng)用環(huán)形網(wǎng)應(yīng)用SDH的邏輯功能圖的邏輯功能圖SDH網(wǎng)絡(luò)保護(hù)與恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)與恢復(fù) 所謂保護(hù)保護(hù)，通常是指一個較快的轉(zhuǎn)換過程，其轉(zhuǎn)換的執(zhí)行是由倒換開關(guān)自動確定的。保護(hù)作用之后，占用了在

31、各傳輸節(jié)點之間預(yù)先指定的一些容量，因此轉(zhuǎn)換后的通道具有預(yù)先確定的路由。保護(hù)過程中要涉及自動保護(hù)倒換（APS：Automatic Protection Switching)協(xié)議。 恢復(fù)恢復(fù)，相對來說是一個較慢的過程，其轉(zhuǎn)換的執(zhí)行，是在倒換開關(guān)以外的網(wǎng)路管理系統(tǒng)（NMS）?；謴?fù)作用以后，可占用在傳輸節(jié)點之間任意的容量，轉(zhuǎn)換后的通道沒有預(yù)先確定的路由。要實現(xiàn)恢復(fù)的過程，需要網(wǎng)路管理系統(tǒng)對幾個傳輸節(jié)點同時進(jìn)行控制，通常要通過DXC實現(xiàn)，是一個較復(fù)雜的過程。線路保護(hù)倒換線路保護(hù)倒換 SDH的線路保護(hù)只保護(hù)傳輸媒介和再生中繼器以及終端（TM）和分插復(fù)用設(shè)備（ADM）的線路終端接口（例如：光/電與電/光轉(zhuǎn)換

32、部分），而不保護(hù)終端TM或ADM節(jié)點的故障。線路保護(hù)倒換可分為1十1和1：N兩種方式。1+1保護(hù)保護(hù)l1的線路保護(hù)，即每一工作系統(tǒng)都有一個專用的備用系統(tǒng)，工作與備用是相對的，即互為主備用。兩個系統(tǒng)在發(fā)端并聯(lián)，收端根據(jù)所收到的信號正常與否決定從哪一個系統(tǒng)取信號。ll線路保護(hù)方式不需要采用任何自動保護(hù)倒換（APS）算法，它只根據(jù)接收信號的故障或缺陷而自動進(jìn)行，當(dāng)然也可接受外部命令強(qiáng)制的倒換或鎖定。在11線路保護(hù)方式中，兩個系統(tǒng)是同樣的，因此這種方式可以是不復(fù)原的，即在發(fā)生倒換之后，原工作系統(tǒng)故障消失，也不導(dǎo)致保護(hù)倒換還原。1l線路保護(hù)倒換時間要求小于50ms。1：N保護(hù)保護(hù) 在1：N保護(hù)方式中，有

33、N個工作系統(tǒng)共用一個保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)其中的一個工作系統(tǒng)失效時，信號可以倒換到熱備用的保護(hù)系統(tǒng)傳輸。系統(tǒng)正常工作時，備用的保護(hù)系統(tǒng)可以用來傳送低等級的額外業(yè)務(wù)。一旦發(fā)生倒換，則主系統(tǒng)的信號將轉(zhuǎn)向備用保護(hù)系統(tǒng)，原在備用系統(tǒng)的額外業(yè)務(wù)將自行丟失。這是一種共享保護(hù)方式。自愈環(huán)中的保護(hù)自愈環(huán)中的保護(hù) 環(huán)形網(wǎng)又稱為自愈環(huán)（Self Healing Rings），是自愈網(wǎng)的一種?！白杂笔亲孕谢謴?fù)的意思，指的是在網(wǎng)路故障的情況下，能在短時間內(nèi)使傳送業(yè)務(wù)的能力自動復(fù)原，無需人為干預(yù)。自愈網(wǎng)的基本原理就是使網(wǎng)絡(luò)具備發(fā)現(xiàn)替代傳輸路由并重新建立通信的能力。利用分插復(fù)用器（ADM）組成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，將一串這樣的節(jié)點的首尾由

34、光纖相連，即可構(gòu)成一個環(huán)形網(wǎng)。 按環(huán)上業(yè)務(wù)的方向，可將自愈環(huán)分為單向環(huán)和雙向環(huán)兩大類；按網(wǎng)元節(jié)點間的光纖數(shù)，可將自愈環(huán)劃分為二纖環(huán)（一對收/發(fā)光纖）和四纖環(huán)（兩對收發(fā)光纖）；按保護(hù)的業(yè)務(wù)級別，可將自愈環(huán)劃分為通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)兩大類。通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)的區(qū)別通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)的區(qū)別通道保護(hù)環(huán)：通道保護(hù)環(huán)：業(yè)務(wù)的保護(hù)是以通道為基礎(chǔ)的，也就是保護(hù)的是STM-N信號中的某個VC 。倒換與否按某一個別通道信號的傳輸質(zhì)量來決定。通常利用收端是否收到簡單的TU-AIS信號來決定該通道是否應(yīng)進(jìn)行倒換。例如：在STM-16環(huán)上，若收端收到第4個VC4的第48個TU-12有TU-AIS ，那么

35、就僅將該通道切換到備用信道上去。復(fù)用段倒換環(huán)：復(fù)用段倒換環(huán)：以復(fù)用段為基礎(chǔ)，倒換與否是根據(jù)環(huán)上傳輸?shù)膹?fù)用段信號的質(zhì)量決定。倒換是由K1、K2 字節(jié)所攜帶的APS協(xié)議來啟動的。當(dāng)復(fù)用段出現(xiàn)問題時，環(huán)上整個STM-N業(yè)務(wù)信號都切換到備用信道上。二纖單向通二纖單向通道保護(hù)環(huán)道保護(hù)環(huán) 通道業(yè)務(wù)的保護(hù)實際上是1+1保護(hù)； 業(yè)務(wù)容量恒定是STM-N，與環(huán)上的節(jié)點數(shù)和網(wǎng)元間業(yè)務(wù)分布無關(guān)； 由于只從接收信號的優(yōu)劣來判定通路的倒換，單向通道環(huán)無需轉(zhuǎn)換控制的專門協(xié)議，倒換時間也最短（50ms以內(nèi)）。因此是一種最簡單，節(jié)點成本最低的自愈環(huán)，也是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一種結(jié)構(gòu)。二纖雙向通道保護(hù)環(huán)二纖雙向通道保護(hù)環(huán)網(wǎng)上業(yè)務(wù)

36、容量與二纖單向通道保護(hù)環(huán)相同，但結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)倒換要運行APS協(xié)議，所以倒換速度不如通道保護(hù)環(huán)快。二纖雙向復(fù)用二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)段保護(hù)環(huán)在二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)上無專門的主備用光纖，每一光纖的前半部分時隙是主用信道，后半部分時隙是備用信道，兩根光纖上業(yè)務(wù)流向相反。業(yè)務(wù)容量為MSTM-N（包括額外業(yè)務(wù)），其中M是節(jié)點數(shù)。在組網(wǎng)中使用較多，主要用于622和2500系統(tǒng)，適用于業(yè)務(wù)分散的網(wǎng)絡(luò)。SDH網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù) 網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障或失效等異常情況時啟動。由于故障導(dǎo)致了故障點（段）正常業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量下降、甚至中斷，此時網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)功能必須為受損業(yè)務(wù)找出新的可行路

37、由，將這些業(yè)務(wù)疏導(dǎo)至目的地?；謴?fù)的過程是：恢復(fù)的過程是：故障點鄰近節(jié)點檢測到失效，將該失效消息告知恢復(fù)控制點（負(fù)責(zé)恢復(fù)策略的實施）；控制點為受損業(yè)務(wù)尋找一條替代路由，將受損業(yè)務(wù)疏導(dǎo)到這條新路由上，業(yè)務(wù)得到恢復(fù)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)故障排除后，控制點將受損業(yè)務(wù)重新安排回原來的路由上。 實施網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)的好處： 實現(xiàn)自動快速通道恢復(fù)； 改進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)的可用性； 實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)容量的最佳化。 從網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)控制機(jī)制上看主要分為集中式和分布式兩大類?；謴?fù)恢復(fù)集中式控制集中式控制 集中式控制是通過一個中央控制中心來管理若干個DXC系統(tǒng)?？刂浦行脑谇笕√娲酚蓵r可以有兩種不同的方式：鏈路恢復(fù)方式和通道恢復(fù)鏈路恢復(fù)方式和通道恢復(fù)方式。方

38、式。集中式控制的連接方式 a）邏輯上 b）物理上 在鏈路恢復(fù)方式下，恢復(fù)過程是圍繞失效鏈路在鏈路恢復(fù)方式下，恢復(fù)過程是圍繞失效鏈路展開的。展開的。以單鏈路失效為例?？刂浦行臅盏絻蓚€節(jié)點（失效鏈路的兩個端節(jié)點）的上報消息，經(jīng)分析得出兩節(jié)點間鏈路失效的結(jié)論，因此所有經(jīng)過該鏈路的業(yè)務(wù)均要進(jìn)行恢復(fù)。 鏈路恢復(fù)的特點：鏈路恢復(fù)的特點：替代路由的尋找是圍繞失效鏈路的兩個端節(jié)點展開，至于失效鏈路上受損業(yè)務(wù)在其它鏈路或節(jié)點上的情況如何不用考慮。這樣實現(xiàn)起來比較簡單，但網(wǎng)絡(luò)空閑容量利用率不高。鏈路恢復(fù)鏈路恢復(fù) 通道恢復(fù)與鏈路恢復(fù)的最大不同在于整個恢復(fù)過程圍繞通道恢復(fù)與鏈路恢復(fù)的最大不同在于整個恢復(fù)過程圍繞受損

39、業(yè)務(wù)展開。受損業(yè)務(wù)展開。 仍然以單鏈路失效為例?？刂浦行氖盏绞ф溌返膬蓚€端節(jié)點上報故障消息，確定所有受影響業(yè)務(wù)的數(shù)量、各業(yè)務(wù)的優(yōu)先級以及業(yè)務(wù)的源節(jié)點和目的節(jié)點。如果可能，所有經(jīng)過該鏈路的業(yè)務(wù)均要進(jìn)行恢復(fù)。通道恢復(fù)的特點是替代路由的查找要按照失效鏈路上各個業(yè)務(wù)的源宿節(jié)點展開，恢復(fù)過程是在除去失效鏈路的新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中重新安排受損業(yè)務(wù)的路由。這種方案在理論上對網(wǎng)絡(luò)資源的利用率最高，但實現(xiàn)過程復(fù)雜，特別是在失效鏈路承載多個不同源宿業(yè)務(wù)流的時候。通道恢復(fù)通道恢復(fù)恢復(fù)恢復(fù)分布式控制分布式控制 如果弱化控制中心的處理能力，增強(qiáng)各節(jié)點智能化，強(qiáng)調(diào)各節(jié)點的自主控制，由各節(jié)點自行檢驗失效，控制恢復(fù)動作，可以縮短失

40、效業(yè)務(wù)恢復(fù)的時間。這種將恢復(fù)功能分派到各個DXC節(jié)點的恢復(fù)方法叫做分布式控制恢復(fù)。 在分布式控制方案中，每個節(jié)點具有相同的恢復(fù)算法、消息指令集、全網(wǎng)拓?fù)湫畔⒌?。分布式控制恢?fù)的具體實施也可以分為鏈路恢復(fù)和通道恢復(fù)。 當(dāng)一條鏈路失效時，分布式恢復(fù)算法選擇失效鏈路的一個端節(jié)點為發(fā)送點，另一個端節(jié)點為選擇點。發(fā)送點通過與它連接的所有鏈路向全網(wǎng)廣播請求消息，直到選擇點收到一條請求消息。由于請求消息在網(wǎng)絡(luò)中是泛濫式廣播的，所以最先到達(dá)選擇點的請求消息經(jīng)過的路徑就是一條最短路徑。因此，受損業(yè)務(wù)可以通過這條最短路徑得到恢復(fù)。這種方法又被稱為網(wǎng)絡(luò)泛洪（network flooding)。 分布式中的通道恢復(fù)依

41、然是基于通道（業(yè)務(wù)），根據(jù)失效業(yè)務(wù)的源節(jié)點和宿節(jié)點進(jìn)行恢復(fù)。也就是說，在每個失效業(yè)務(wù)的源節(jié)點和宿節(jié)點之間重新尋找一條最短路徑。由于這些業(yè)務(wù)原先占用的容量不再重要，或者必須重新加以安排，所以可以先釋放掉。 通道恢復(fù)在網(wǎng)絡(luò)的容量資源利用上更趨于合理，在網(wǎng)絡(luò)容量是主要矛盾的情況下這種方式是很有吸引力的。但是業(yè)務(wù)的源、宿節(jié)點檢測到失效報警比失效鏈路端節(jié)點要慢，而且失效鏈路上的業(yè)務(wù)往往屬于不同的源、宿。多對源、宿節(jié)點都需要廣播消息尋找替代路由，這大大增加了各節(jié)點處理消息的負(fù)擔(dān)和處理過程的復(fù)雜程度。因此，鏈路恢復(fù)是實際中常用的方法。IP over SDH 以IP為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量已經(jīng)超過話音業(yè)務(wù)。如何有效地

42、在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上傳輸IP業(yè)務(wù)成為一個重要的研究課題。 SDH對于電路類業(yè)務(wù)來說是最優(yōu)的，對于IP分組類業(yè)務(wù)則不是最優(yōu)的。 IP over SDH、以太網(wǎng) over SDH技術(shù)，利用現(xiàn)有的SDH傳送網(wǎng)，將IP和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包適配進(jìn)SDH幀結(jié)構(gòu)，已經(jīng)得到規(guī)模應(yīng)用。三種三種 IP over SDH 的映射協(xié)議的映射協(xié)議 SDH是物理層傳送技術(shù)，IP是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，要讓IP通過SDH傳輸，在兩層之間還需要一個數(shù)據(jù)鏈路層把網(wǎng)絡(luò)層信號映射到物理層。因此，對于IP over SDH而言，關(guān)鍵問題之一是尋找一種合適的鏈路層映射協(xié)議。目前IP over SDH 的鏈路層映射協(xié)議有三種，即：PPP/HDLC、LAP

43、S、SDL協(xié)議。這三種協(xié)議的參考模型如下圖所示。PPP/HDLC 的幀格式的幀格式PPP幀格式幀格式標(biāo)志：標(biāo)志：實際通信中，前一幀的結(jié)束和下一幀的開始使用該標(biāo)識進(jìn)行區(qū)分。地址：地址：PPP不分配單個端站地址。控制：控制：其值為003，表示用戶數(shù)據(jù)采用無序幀方式傳輸。協(xié)議：協(xié)議：用來標(biāo)識PPP信息域封裝的高層協(xié)議類型（IPv4、Ethernet幀等）。PPP信息：信息：用來放置長度可變的高層協(xié)議數(shù)據(jù)，如：IP數(shù)據(jù)包。FCS校驗：校驗：其值可為16或32bit，視具體情況而定。HDLC幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) 每個HDLC幀以標(biāo)志字節(jié)07E開始，也以07E結(jié)束。由于在PPP/HDLC信息域內(nèi)也可能出現(xiàn)與標(biāo)志字

44、節(jié)07E相同的數(shù)據(jù)字節(jié)，為保證數(shù)據(jù)的透明傳輸，需要使用HDLC的字節(jié)填充方式來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)字節(jié)與標(biāo)志字節(jié)。方法是：方法是：如果在信息域內(nèi)含有與標(biāo)志字節(jié)07E相同的數(shù)據(jù)字節(jié)，則用填充字節(jié)07D 05E代替07E，信息域內(nèi)的07D則又被填充為07D 05D 。在接收端，再將填充字節(jié)去掉，恢復(fù)成原來的數(shù)據(jù)字節(jié)。 在確定了IP包在PPP幀中的封裝之后，PPP/HDLC幀在SDH幀中的封裝十分簡單。PPP將SDH視為面向字節(jié)的全雙工鏈路，把PPP/HDLC幀的字節(jié)流映射入SDH的虛容器中即可。PPP幀在虛容器中邊界對齊，逐行排放，因為PPP/HDLC幀長可變，允許其跨越虛容器的邊界。PPP/HDLC與與LAPS 幀格式比較幀格式比較 IP over SDH的LAPS協(xié)議是由中國信息產(chǎn)業(yè)部武漢郵電科學(xué)研究院提出，已被ITU-T正式確定為標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)號為X