SDH技術(shù)-第2章

1、SDH原理 第二章 SDH信號的幀結(jié)構(gòu)和復(fù)用步驟第2章 SDH信號的幀結(jié)構(gòu)和復(fù)用步驟 P 目標：掌握STM-N信號的幀結(jié)構(gòu)（以STM-1信號的幀結(jié)構(gòu)為例）。掌握STM-N信號幀中各部分結(jié)構(gòu)所起的大致作用。掌握2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s復(fù)用進STM-N信號的全過程。掌握復(fù)用和映射的概念。 2.1 SDH信號STM-N的幀結(jié)構(gòu)SDH信號需要什么樣的幀結(jié)構(gòu)呢？STM-N信號幀結(jié)構(gòu)的安排應(yīng)盡可能使支路低速信號在一幀內(nèi)均勻地、有規(guī)律的排列。為什么呢？因為這樣便于實現(xiàn)支路低速信號的分/插、復(fù)用和交換，說到底就為了方便的從高速SDH信號中直接上/下低速支路信號。鑒于此，ITU-T規(guī)

2、定了STM-N的幀是以字節(jié)（8bit）為單位的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)，如圖2-1所示。圖2-1 STM-N 幀結(jié)構(gòu)圖& 訣竅：塊狀幀是什么呢？為了便于對信號進行分析，往往將信號的幀結(jié)構(gòu)等效為塊狀幀結(jié)構(gòu)，這不是SDH信號所特有的，PDH信號、ATM信號，分組交換的數(shù)據(jù)包，它們的幀結(jié)構(gòu)都算是塊狀幀。例如，E1信號的幀是32個字節(jié)組成的1行×32列的塊狀幀，ATM信號是53個字節(jié)構(gòu)成的塊狀幀。將信號的幀結(jié)構(gòu)等效為塊狀，僅僅是為了分析的方便。從上圖看出STM-N的信號是9行×270×N列的幀結(jié)構(gòu)。此處的N與STM-N的N相一致，取值范圍：1，4，16，64，表示此信號由N

3、個STM-1信號通過字節(jié)間插復(fù)用而成。由此可知，STM-1信號的幀結(jié)構(gòu)是9行×270列的塊狀幀，由上圖看出，當N個STM-1信號通過字節(jié)間插復(fù)用成STM-N信號時，僅僅是將STM-1信號的列按字節(jié)間插復(fù)用，行數(shù)恒定為9行。我們知道，信號在線路上傳輸時是一個bit一個bit地進行傳輸?shù)?，那么這個塊狀幀是怎樣在線路上進行傳輸?shù)哪?？難道是將整個塊都送上線路同時傳輸嗎？當然不是這樣傳輸，STM-N信號的傳輸也遵循按比特的傳輸方式。那么先傳哪些比特后傳哪些比特呢？SDH信號幀傳輸?shù)脑瓌t是：幀結(jié)構(gòu)中的字節(jié)（8bit）從左到右，從上到下一個字節(jié)一個字節(jié)（一個比特一個比特）的傳輸，傳完一行再傳下一行

4、，傳完一幀再傳下一幀。STM-N信號的幀頻（也就是每秒傳送的幀數(shù)）是多少呢？ITU-T規(guī)定對于任何級別的STM-N幀，幀頻是8000幀/秒，也就是幀長或幀周期為恒定的125s。8000幀/秒聽起來很耳熟，對了，PDH的E1信號也是8000幀/秒。這里需要注意到的是：幀周期的恒傳輸情況。´ 想一想：定是SDH信號的一大特點，任何級別的STM-N幀它的幀頻都是8000幀/秒。想想看PDH不同等級信號的幀周期是否恒定？由于幀周期的恒定使STM-N信號的速率有其規(guī)律性。例如STM-4的傳輸數(shù)速恒定的等于STM-1信號傳輸數(shù)速的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍，等于STM-1的16倍

5、。而PDH中的E2信號速率E1信號速率的4倍。SDH信號的這種規(guī)律性使高速SDH信號直接分/插出低速SDH信號成為可能，特別適用于大容量的STM-N幀中單獨一個字節(jié)的比特傳輸速率是多少？STM-N的幀頻為8000幀/秒，這就是說信號幀中某一特定字節(jié)每秒被傳送8000次，那么該字節(jié)的比特速率是8000×8bit64kbit/s。這個數(shù)字是不是也很眼熟，64kbit/s是一路數(shù)字電話的傳輸速率。從圖2-1中看出，STM-N的幀結(jié)構(gòu)由3部分組成：段開銷，包括再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH）；管理單元指針（AU-PTR）；信息凈負荷（payload）。下面我們講述這三大部分的功

6、能。(1) 信息凈負荷（payload）是在STM-N幀結(jié)構(gòu)中存放將由STM-N傳送的各種信息碼塊的地方。信息凈負荷區(qū)相當于STM-N這輛運貨車的車箱，車箱內(nèi)裝載的貨物就是經(jīng)過打包的低速信號待運輸?shù)呢浳?。為了實時監(jiān)測貨物（打包的低速信號）在傳輸過程中是否有損壞，在將低速信號打包的過程中加入了監(jiān)控開銷字節(jié)通道開銷（POH）字節(jié)。POH作為凈負荷的一部分與信息碼塊一起裝載在STM-N這輛貨車上在SDH網(wǎng)中傳送，它負責對打包的貨物（低速信號）進行通道性能監(jiān)視、管理和控制（有點兒類似于傳感器）。& 技術(shù)細節(jié)：何謂通道？舉例說明，STM-1信號可復(fù)用進63×2Mbit/s的信號，那么換

7、一種說法可將STM-1信號看成一條傳輸大道，那么在這條大路上又分成了63條小路，每條小路通過相應(yīng)速率的低速信號，那么每一條小路就相當于一個低速信號通道，通道開銷的作用就可以看成監(jiān)控這些小路的傳送狀況了。這63個2M通道復(fù)合成了STM-1信號這條大路此處可稱為“段”了。現(xiàn)在你明白了吧，所謂通道指相應(yīng)的低速支路信號，POH的功能就是監(jiān)測這些低速支路信號在由STM-N這輛貨車承載，在SDH網(wǎng)上運輸時的性能。 注意：信息凈負荷并不等于有效負荷，因為信息凈負荷中存放的是經(jīng)過打包的低速信號，即將低速信號加上了相應(yīng)的POH。(2) 段開銷（SOH）是為了保證信息凈負荷正常、靈活傳送所必須附加的供網(wǎng)絡(luò)運行、管

8、理和維護（OAM）使用的字節(jié)。例如段開銷可進行對STM-N這輛運貨車中的所有貨物在運輸中是否有損壞進行監(jiān)控，而POH的作用是當車上有貨物損壞時，通過它來判定具體是哪一件貨物出現(xiàn)損壞。也就是說SOH完成對貨物整體的監(jiān)控，POH是完成對某一件特定的貨物進行監(jiān)控。當然，SOH和POH還有一些管理功能。段開銷又分為再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH），分別對相應(yīng)的段層進行監(jiān)控。我們講過段其實也相當于一條大的傳輸通道，RSOH和MSOH的作用也就是對這一條大的傳輸通道進行監(jiān)控。那么，RSOH和MSOH的區(qū)別是什么呢？簡單的講二者的區(qū)別在于監(jiān)管的范圍不同。舉個簡單的例子，若光纖上傳輸?shù)氖?.5G

9、信號，那么，RSOH監(jiān)控的是STM-16整體的傳輸性能，而MSOH則是監(jiān)控STM-16信號中每一個STM-1的性能情況。& 技術(shù)細節(jié)：RSOH、MSOH、POH提供了對SDH信號的層層細化的監(jiān)控功能。例如2.5G系統(tǒng)，RSOH監(jiān)控的是整個STM-16的信號傳輸狀態(tài)；MSOH監(jiān)控的是STM-16中每一個STM-1信號的傳輸狀態(tài)；POH則是監(jiān)控每一個STM-1中每一個打包了的低速支路信號（例如2Mbit/s）的傳輸狀態(tài)。這樣通過開銷的層層監(jiān)管功能，使你可以方便地從宏觀（整體）和微觀（個體）的角度來監(jiān)控信號的傳輸狀態(tài)，便于分析、定位。 再生段開銷在STM-N幀中的位置是第一到第三行的第一到第

10、9×N列，共3×9×N個字節(jié)；復(fù)用段開銷在STM-N幀中的位置是第5到第9行的第一到第9×N列，共5×9×N個字節(jié)。與PDH信號的幀結(jié)構(gòu)相比較，段開銷豐富是SDH信號幀結(jié)構(gòu)的一個重要的特點。(3) 管理單元指針（AU-PTR）管理單元指針位于STM-N幀中第4行的9×N列，共9×N個字節(jié)，AU-PTR起什么作用呢？我們講過SDH能夠從高速信號中直接分/插出低速支路信號（例如2Mbit/s），為什么會這樣呢？這是因為低速支路信號在高速SDH信號幀中的位置有預(yù)見性，也就是有規(guī)律性。預(yù)見性的實現(xiàn)就在于SDH幀結(jié)構(gòu)中指針開

11、銷字節(jié)功能。AU-PTR是用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準確位置的指示符，以便收端能根據(jù)這個位置指示符的值（指針值）正確分離信息凈負荷。這句話怎樣理解呢？若倉庫中以堆為單位存放了很多貨物，每堆貨物中的各件貨物（低速支路信號）的擺放是有規(guī)律性的（字節(jié)間插復(fù)用），那么若要定位倉庫中某件貨物的位置就只要知道這堆貨物的具體位置就可以了，也就是說只要知道這堆貨物的第一件貨物放在哪兒，然后通過本堆貨物擺放位置的規(guī)律性，就可以直接定位出本堆貨物中任一件貨物的準確位置，這樣就可以直接從倉庫中搬運（直接分/插）某一件特定貨物（低速支路信號）。AU-PTR的作用就是指示這堆貨物中第一件貨物的位置

12、。其實指針有高、低階之分，高階指針是AU-PTR，低階指針是TU-PTR（支路單元指針），TU-PTR的作用類似于AU-PTR，只不過所指示的貨物堆更小一些而已。2.2 SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)和步驟SDH的復(fù)用包括兩種情況：一種是低階的SDH信號復(fù)用成高階SDH信號；另一種是低速支路信號（例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s）復(fù)用成SDH信號STM-N。第一種情況在前面已有所提及，復(fù)用主要通過字節(jié)間插復(fù)用方式來完成的，復(fù)用的個數(shù)是4合一，即4×STM-1STM-4，4×STM-4STM-16。在復(fù)用過程中保持幀頻不變（8000幀/秒），這就意味著高一級的STM

13、-N信號速率是低一級的STM-N信號速率的4倍。在進行字節(jié)間插復(fù)用過程中，各幀的信息凈負荷和指針字節(jié)按原值進行間插復(fù)用，而段開銷則會有些取舍。在復(fù)用成的STM-N幀中，SOH并不是所有低階SDH幀中的段開銷間插復(fù)用而成，而是舍棄了一些低階幀中的段開銷，其具體的復(fù)用方法在下一節(jié)中講述。第二種情況用得最多的就是將PDH信號復(fù)用進STM-N信號中去。傳統(tǒng)的將低速信號復(fù)用成高速信號的方法有兩種：l 比特塞入法（又叫做碼速調(diào)整法）這種方法利用固定位置的比特塞入指示來顯示塞入的比特是否載有信號數(shù)據(jù)，允許被復(fù)用的凈負荷有較大的頻率差異（異步復(fù)用）。它的缺點是因為存在一個比特塞入和去塞入的過程（碼速調(diào)整），而

14、不能將支路信號直接接入高速復(fù)用信號或從高速信號中分出低速支路信號，也就是說不能直接從高速信號中上/下低速支路信號，要一級一級的進行。這種比特塞入法就是PDH的復(fù)用方式。l 固定位置映射法這種方法利用低速信號在高速信號中的相對固定的位置來攜帶低速同步信號，要求低速信號與高速信號同步，也就是說幀頻相一致。它的特點在于可方便的從高速信號中直接上/下低速支路信號，但當高速信號和低速信號間出現(xiàn)頻差和相差（不同步）時，要用125s（8000幀/秒）緩存器來進行頻率校正和相位對準，導(dǎo)致信號較大延時和滑動損傷。從上面看出這兩種復(fù)用方式都有一些缺陷，比特塞入法無法直接從高速信號中上/下低速支路信號；固定位置映射

15、法引入的信號時延過大。SDH網(wǎng)的兼容性要求SDH的復(fù)用方式既能滿足異步復(fù)用（例如：將PDH信號復(fù)用進STM-N），又能滿足同步復(fù)用（例如STM-1STM-4），而且能方便地由高速STM-N信號分/插出低速信號，同時不造成較大的信號時延和滑動損傷，這就要求SDH需采用自己獨特的一套復(fù)用步驟和復(fù)用結(jié)構(gòu)。在這種復(fù)用結(jié)構(gòu)中，通過指針調(diào)整定位技術(shù)來取代125s緩存器用以校正支路信號頻差和實現(xiàn)相位對準，各種業(yè)務(wù)信號復(fù)用進STM-N幀的過程都要經(jīng)歷映射（相當于信號打包）、定位（相當于指針調(diào)整）、復(fù)用（相當于字節(jié)間插復(fù)用）三個步驟。ITU-T規(guī)定了一整套完整的復(fù)用結(jié)構(gòu)（也就是復(fù)用路線），通過這些路線可將PDH

16、的3個系列的數(shù)字信號以多種方法復(fù)用成STM-N信號。ITU-T規(guī)定的復(fù)用路線如圖2-2。圖2-2 G.709復(fù)用映射結(jié)構(gòu)從圖2-2中可以看到此復(fù)用結(jié)構(gòu)包括了一些基本的復(fù)用單元：C容器、VC虛容器、TU支路單元、TUG支路單元組、AU管理單元、AUG管理單元組，這些復(fù)用單元的下標表示與此復(fù)用單元相應(yīng)的信號級別。在圖中從一個有效負荷到STM-N的復(fù)用路線不是唯一的，有多條路線（也就是說有多種復(fù)用方法）。例如：2Mbit/s的信號有兩條復(fù)用路線，也就是說可用兩種方法復(fù)用成STM-N信號。不知你注意到?jīng)]有，8Mbit/s的PDH信號是無法復(fù)用成STM-N信號的。盡管一種信號復(fù)用成SDH的STM-N信號

17、的路線有多種，但是對于一個國家或地區(qū)則必須使復(fù)用路線唯一化。我國的光同步傳輸網(wǎng)技術(shù)體制規(guī)定了以2Mbit/s信號為基礎(chǔ)的PDH系列作為SDH的有效負荷，并選用AU-4的復(fù)用路線，其結(jié)構(gòu)見圖2-3所示。圖2-3 我國的SDH基本復(fù)用映射結(jié)構(gòu)下面我們分別講述2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s的PDH信號是如何復(fù)用進STM-N信號中的。2.2.1 140Mbit/s復(fù)用進STM-N信號(1) 首先將140Mbit/s的PDH信號經(jīng)過碼速調(diào)整（比特塞入法）適配進C4，C4是用來裝載140Mbit/s的PDH信號的標準信息結(jié)構(gòu)。參與SDH復(fù)用的各種速率的業(yè)務(wù)信號都應(yīng)首先通過碼速調(diào)整適配

18、技術(shù)裝進一個與信號速率級別相對應(yīng)的標準容器：2Mbit/sC12、34Mbit/sC3、140Mbit/sC4。容器的主要作用就是進行速率調(diào)整。140Mbit/s的信號裝入C4也就相當于將其打了個包封，使140Mbit/s信號的速率調(diào)整為標準的C4速率。C4的幀結(jié)構(gòu)是以字節(jié)為單位的塊狀幀，幀頻是8000幀/秒，也就是說經(jīng)過速率適配，140Mbit/s的信號在適配成C4信號時已經(jīng)與SDH傳輸網(wǎng)同步了。這個過程也就相當于C4裝入異步140Mbit/s的信號。C4的幀結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。圖2-4 C4的幀結(jié)構(gòu)圖C4信號的幀有260列×9行（PDH信號在復(fù)用進STM-N中時，其塊狀幀一直保持

19、是9行），那么E4信號適配速率后的信號速率（也就是C4信號的速率）為：8000幀/秒×9行×260列×8bit=149.760Mbit/s。所謂對異步信號進行速率適配，其實際含義就是指當異步信號的速率在一定范圍內(nèi)變動時，通過碼速調(diào)整可將其速率轉(zhuǎn)換為標準速率。在這里，E4信號的速率范圍是139.264Mbit/s±15ppm（G.703規(guī)范標準）(139.261139.266)Mbit/s，那么通過速率適配可將這個速率范圍的E4信號，調(diào)整成標準的C4速率149.760Mbit/s，也就是說能夠裝入C4容器。怎樣進行E4信號的速率調(diào)整呢？可將C4的基幀（9行

20、×260列）劃分為9個子幀，每個子幀占一行。每個子幀又可以13個字節(jié)為一個單位，分成20個單位（20個13字節(jié)塊）。每個子幀的20個13字節(jié)塊的第1個字節(jié)依次為：W、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Z，共20個字節(jié)，每個13字節(jié)塊的第2到第13字節(jié)放的是140Mbit/s的信息比特。見圖2-5：圖2-5 C-4的子幀結(jié)構(gòu)E4信號的速率適配就是通過9個子幀的共180個13字節(jié)塊的首字節(jié)來實現(xiàn)。那么怎么實現(xiàn)的呢？一個子幀中每個13字節(jié)塊的后12個字節(jié)均為W字節(jié)再加上第一個13字節(jié)的第一個字節(jié)也是W字節(jié)共241個W字節(jié)、5個X字節(jié)、13個Y字節(jié)、1個

21、Z字節(jié)。各字節(jié)的比特內(nèi)容見圖2-5。那么一個子幀的組成是：C4子幀241W13Y5X1Z260個字節(jié)（1934IS）5C130R10O2080bit一個C4子幀總計有8×2602080bit，其分配是：信息比特I：1934；固定塞入比特R：130；開銷比特O：10；調(diào)整控制比特C：5；調(diào)整機會比特S：1。C比特主要用來控制相應(yīng)的調(diào)整機會比特S，當CCCCC00000時，SI；當CCCCC11111時，SR。分別令S為I或S為R，可算出C-4容器能容納的信息速率的上限和下限。當SI時，C-4能容納的信息速率最大，C-4max（19341）×9×8000139.320

22、Mbit/s；當SR時，C-4能容納的信息速率最小，C-4min（19340）×9×8000139.248Mbit/s。也就是說C-4容器能容納的E4信號的速率范圍是139.248Mbit/s 139.32Mbit/s。而符合G.703規(guī)范的E4信號速率范圍是139.261Mbit/s139.266Mbit/s，這樣，C4容器就可以裝載速率在一定范圍內(nèi)的E4信號，也就是可以對符合G.703規(guī)范的E4信號進行速率適配，適配后為標準C4速率149.760Mbit/s。(2) 為了能夠?qū)?40Mbit/s的通道信號進行監(jiān)控，在復(fù)用過程中要在C4的塊狀幀前加上一列通道開銷字節(jié)（高階

23、通道開銷VC4-POH），此時信號成為VC4信息結(jié)構(gòu)，見圖2-6所示。圖2-6 VC4結(jié)構(gòu)圖VC4是與140Mbit/sPDH信號相對應(yīng)的標準虛容器，此過程相當于對C4信號再打一個包封，將對通道進行監(jiān)控管理的開銷（POH）打入包封中去，以實現(xiàn)對通道信號的實時監(jiān)控。虛容器（VC）的包封速率也是與SDH網(wǎng)絡(luò)同步的，不同的VC（例如與2Mbit/s相對應(yīng)的VC12、與34Mbit/s相對應(yīng)的VC3）是相互同步的，而虛容器內(nèi)部卻允許裝載來自不同容器的異步凈負荷。虛容器這種信息結(jié)構(gòu)在SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸中保持其完整性不變，也就是可將其看成獨立的單位（貨包），十分靈活和方便地在通道中任一點插入或取出，進行同步復(fù)

24、用和交叉連接處理。其實，從高速信號中直接定位上/下的是相應(yīng)信號的VC這個信號包，然后通過打包/拆包來上/下低速支路信號。在將C4打包成VC4時，要加入9個開銷字節(jié)，位于VC4幀的第一列，這時VC4的幀結(jié)構(gòu)，就成了9行×261列。從中發(fā)現(xiàn)了什么沒有？STM-N的幀結(jié)構(gòu)中，信息凈負荷為9行×261×N列，當為STM-1時，即為9行×261列，現(xiàn)在你明白了吧！VC4其實就是STM-1幀的信息凈負荷。將PDH信號經(jīng)打包成C，再加上相應(yīng)的通道開銷而成VC這種信息結(jié)構(gòu)，這個過程就叫映射。(3) 貨物都打成了標準的包封，現(xiàn)在就可以往STM-N這輛車上裝載了。裝載的位置

25、是其信息凈負荷區(qū)。在裝載貨物（VC）的時候會出現(xiàn)這樣一個問題，當貨物裝載的速度和貨車等待裝載的時間（STM-N的幀周期125s）不一致時，就會使貨物在車箱內(nèi)的位置“浮動”，那么在收端怎樣才能正確分離貨物包呢？SDH采用在VC4前附加一個管理單元指針（AU-PTR）來解決這個問題。此時信號由VC4變成了管理單元AU-4這種信息結(jié)構(gòu)，見圖2-7所示。圖2-7 AU-4結(jié)構(gòu)圖 AU-4這種信息結(jié)構(gòu)已初具STM-1信號的雛形9行×270列，只不過缺少SOH部分而已，這種信息結(jié)構(gòu)其實也算是將VC4信息包再加了一個包封AU-4。管理單元為高階通道層和復(fù)用段層提供適配功能，由高階VC和AU指針組成

26、。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，即允許VC4和AU-4有一定的頻偏和相差；簡單而言，容忍VC4的速率和AU-4包封速率（裝載速率）有一定的差異。這個過程形象的看，就是允許貨物的裝載速度與車輛的等待時間有一定的時間差異。這種差異性不會影響收端正確的定位、分離VC4。盡管貨物包可能在車箱內(nèi)（信息凈負荷區(qū)）“浮動”，但是AU-PTR本身在STM幀內(nèi)的位置是固定的。（為什么？）AU-PTR不在凈負荷區(qū)，而是和段開銷在一起。這就保證了收端能正確的在相應(yīng)位置找到AU-PTR，進而通過AU指針定位VC4的位置，進而從STM-N信號中分離出VC4

27、。一個或多個在STM幀中占用固定位置的AU組成AUG管理單元組。(4) 只剩下最后一步了，將AUG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。140Mbit/sSTM-N的復(fù)用全過程見第二節(jié)后的附圖。2.2.2 34Mbit/s復(fù)用進STM-N信號(1) 同樣34Mbit/s的信號先經(jīng)過碼速調(diào)整將其適配到相應(yīng)的標準容器C3中，然后加上相應(yīng)的通道開銷C3打包成VC3，此時的幀結(jié)構(gòu)是9行×85列。為了便于收端定位VC3，以便能將它從高速信號中直接拆離出來，在VC3的幀上加了3個字節(jié)的指針TU-PTR（支路單元指針），注意AU-PTR是9個字節(jié)。

28、此時的信息結(jié)構(gòu)是支路單元TU-3（與34Mbit/s的信號相應(yīng)的信息結(jié)構(gòu)），支路單元提供低階通道層（低階VC，例如VC3）和高階通道層之間的橋梁，也就是高階通道（高階VC）拆分成低階通道（低階VC），或低階通道復(fù)用成高階通道的中間過渡信息結(jié)構(gòu)。C3、VC3的幀結(jié)構(gòu)見第二節(jié)后的附圖。那么支路單元指針起什么作用呢？TU-PTR用以指示低階VC的起點在支路單元TU中的具體位置。與AU-PTR很類似，AU-PTR是指示VC4起點在STM幀中的具體位置，實際上二者的工作機理也很類似。我們可以將TU類比成一個小的AU-4，那么在裝載低階VC到TU中時也就要有一個定位的過程加入TU-PTR的過程。此時的幀結(jié)

29、構(gòu)TU3如圖2-8所示。圖2-8 裝入TU-PTR后的TU3 結(jié)構(gòu)圖(2) TU3的幀結(jié)構(gòu)有點殘缺，先將其缺口部分補上，成圖2-9所示的幀結(jié)構(gòu)。圖2-9 填補缺口后的TU3 幀結(jié)構(gòu)圖圖中R為塞入的偽隨機信息，這時的信息結(jié)構(gòu)為TUG3支路單元組。(3) 三個TUG3通過字節(jié)間插復(fù)用方式，復(fù)合成C4信號結(jié)構(gòu)，復(fù)合過程見圖2-10所示。圖2-10 C4幀結(jié)構(gòu)圖因為TUG3是9行×86列的信息結(jié)構(gòu)，所以3個TUG3通過字節(jié)間插復(fù)用方式復(fù)合后的信息結(jié)構(gòu)是9行×258列的塊狀幀結(jié)構(gòu)，而C4是9行×260列的塊狀幀結(jié)構(gòu)。于是在3×TUG3的合成結(jié)構(gòu)前面加兩列塞入比特，

30、使其成為C4的信息結(jié)構(gòu)。(4) 這時剩下的工作就是將C4STM-N中去了，過程同前面所講的將140Mbit/s信號復(fù)用進STM-N信號的過程類似：C4VC4AU-4AUGSTM-N。´ 想一想：此處有兩個指針AU-PTR和TU-PTR，為什么要兩個？兩個指針提供了兩級定位功能，AU-PTR使收端正確定位、分離VC4；而VC4可裝載3個VC3，TU-PTR則相應(yīng)的定位每個VC3起點的具體位置。從而，在接收端通過AU-PTR定位到相應(yīng)的VC4，又通過TU-PTR定位到相應(yīng)的VC3。2.2.3 2Mbit/s復(fù)用進STM-N信號當前運用得最多的復(fù)用方式是將2Mbit/s信號復(fù)用進STM-N

31、信號中，它也是PDH信號復(fù)用進SDH信號最復(fù)雜的一種復(fù)用方式。(1) 首先，將2Mbit/s的PDH信號經(jīng)過速率適配裝載到對應(yīng)的標準容器C12中，為了便于速率的適配采用了復(fù)幀的概念，即將4個C12基幀組成一個復(fù)幀。C12的基幀幀頻也是8000幀/秒，那么C12復(fù)幀的幀頻就成了2000幀/秒。見第二節(jié)后的附圖。那么，為什么要使用復(fù)幀呢？采用復(fù)幀純粹是為了碼速適配的方便。例如若E1信號的速率是標準的2.048Mbit/s，那么裝入C12時正好是每個基幀裝入32個字節(jié)（256比特）有效信息，為什么？因為C12幀頻8000幀/秒，PCM30/32E1信號也是8000幀/秒。但當E1信號的速率不是標準速

32、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：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：(2.046×106bit/秒)/(8000幀/秒)255.75bit有效信息，比特數(shù)不是整數(shù)，因此無法進行裝入。若此時取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：(2.046×106bit/秒)/(2000幀/秒)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C12中去。那么是怎樣對E1信號進行速率適

33、配（也就是怎樣將其裝入C12）的呢？C12基幀結(jié)構(gòu)是9×42個字節(jié)的帶缺口的塊狀幀，4個基幀組成一個復(fù)幀，C12復(fù)幀結(jié)構(gòu)和字節(jié)安排如圖2-11所示。YWWGWWGWWMNWWWWWWWWWWWWWWWWWW第一個C-12基幀結(jié)構(gòu) 9×4-2=32W+2YWW第二個C-12基幀結(jié)構(gòu) 9×4-2=32W+1Y +1GWW第三個C-12基幀結(jié)構(gòu) 9×4-2= 32W+1Y+1GWW第四個C-12基幀結(jié)構(gòu) 9×4-2 =31W+1Y+1M+1NWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWYWWYWWYWWY每格

34、為一個字節(jié)（8bit），各字節(jié)的比特類別：WI I I I I I I I YRRRRRRRR GC1C2OOOORRMC1C2RRRRRS1 NS2 I I I I I I II ：信息比特 R：塞入比特： O：開銷比特C1：負調(diào)整控制比特 S1：負調(diào)整位置 C10 S1I；C11 S1R*C2：正調(diào)整控制比特 S2：正調(diào)整位置 C20 S2I；C21 S2R*R*表示調(diào)整比特，在收端去調(diào)整時，應(yīng)忽略調(diào)整比特的值，復(fù)幀周期為125×4=500s。圖2-11 C-12復(fù)幀結(jié)構(gòu)和字節(jié)安排復(fù)幀中的各字節(jié)的內(nèi)容見圖2-11所示 ，一個復(fù)幀共有：C12復(fù)幀4（9×42）136字節(jié)1

35、27W5Y2G1M1N（1023IS1S2）3C149R8O1088bit，其中負、正調(diào)整控制比特C1、C2分別控制負、正調(diào)整機會S1、S2。當C1C1C1000時，S1放有效信息比特I，而C1C1C1111時，S1放塞入比特R，C2以同樣方式控制S2。那么復(fù)幀可容納有效信息負荷的允許速率范圍是：l C-12復(fù)幀max（102311）×20002.050Mbit/sl C-12復(fù)幀min（102300）×20002.046Mbit/s也就是說當E1信號適配進C12時，只要E1信號的速率范圍在2.046Mbit/s2.050Mbit/s 的范圍內(nèi)，就可以將其裝載進標準的C12

36、容器中，實質(zhì)上就是經(jīng)過碼速調(diào)整將其速率調(diào)整成標準的C12速率2.176Mbit/s。& 技術(shù)細節(jié)：從第二節(jié)后的附圖看，一個復(fù)幀的4個C12基幀是并行擱在一起的，這4個基幀在復(fù)用成STM-1信號時，不是復(fù)用在同一幀STM-1信號中的，而是復(fù)用在連續(xù)的4幀STM-1中。這樣為正確分離2Mbit/s的信號就有必要知道每個基幀在復(fù)幀中的位置即在復(fù)幀中的第幾個基幀。(2) 為了在SDH網(wǎng)的傳輸中能實時監(jiān)測任 一個2Mbit/s通道信號的性能，需將C12再打包加入相應(yīng)的通道開銷（低階通道開銷），使其成為VC12的信息結(jié)構(gòu)。見第二節(jié)后的附圖，此處LP-POH（低階通道開銷）是加在每個基幀左上角的缺口

37、上的，一個復(fù)幀有一組低階通道開銷，共4個字節(jié)：V5、J2、N2、K4。因為VC可看成一個獨立的實體，因此我們以后對2Mbit/s的業(yè)務(wù)的調(diào)配是以VC12為單位的。一組通道開銷監(jiān)測的是整個復(fù)幀在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臓顟B(tài)，想想看一個C12復(fù)幀裝載多少幀2Mbit/s的信號？一個C12復(fù)幀裝載的是4幀PCM30/32的信號，因此，一組LP-POH監(jiān)控的是4幀PCM30/32信號的傳輸狀態(tài)。(3) 為了使收端能正確定位VC12的幀，在VC12復(fù)幀的4個缺口上再加上4個字節(jié)的TU-PTR ，這時信號的信息結(jié)構(gòu)就變成了TU12，9行×4列。TU-PTR指示復(fù)幀中第一個VC12的起點在TU12復(fù)幀中的具體

38、位置。(4) 3個TU12經(jīng)過字節(jié)間插復(fù)用合成TUG-2，此時的幀結(jié)構(gòu)是9行×12列。(5) 7個TUG-2經(jīng)過字節(jié)間插復(fù)用合成TUG3的信息結(jié)構(gòu)。請注意7個TUG-2合成的信息結(jié)構(gòu)是9行×84列，為滿足TUG3的信息結(jié)構(gòu)9行×86列，則需在7個TUG-2合成的信息結(jié)構(gòu)前加入兩列固定塞入比特。如圖2-12所示。圖2-12 TUG3的信息結(jié)構(gòu)(6) TUG3信息結(jié)構(gòu)再復(fù)用進STM-N中的步驟則與前面所講的一樣。& 技術(shù)細節(jié)：從140Mbit/s的信號復(fù)用進STM-N信號的過程可以看出，一個STM-N最多可承載N個140Mbit/s，一個STM-1信號只可以復(fù)

39、用進1個140Mbit/s的信號，此時STM-1信號的容量為64個2Mbit/s的信號。同樣的從34Mbit/s的信號復(fù)用進STM-1信號，STM-1可容納3個34Mbit/s的信號，此時STM-1信號的容量為48×2Mbit/s。從2Mbit/s信號復(fù)用進STM-1信號，STM-1可容納3×7×363個2Mbit/s信號。從上可看出，從140Mbit/s和從2Mbit/s復(fù)用進SDH的STM-N中，信號利用率較高。而從34Mbit/s復(fù)用進STM-N，一個STM-1只能容納48個2Mbit/s的信號，利用率較低。從2Mbit/s復(fù)用進STM-N信號的復(fù)用步驟可以

40、看出3個TU12復(fù)用成一個TUG2，7個TUG2復(fù)用成一個TUG3，3個TUG3復(fù)用進一個VC4，一個VC4復(fù)用進1個STM-1，也就是說2Mbit/s的復(fù)用結(jié)構(gòu)是373結(jié)構(gòu)。由于復(fù)用的方式是字節(jié)間插方式，所在在一個VC4中的63個VC12的排列方式不是順序來排列的。頭一個TU12的序號和緊跟其后的TU12的序號相差21。有個計算同個VC4中不同位置TU12的序號的公式：VC12序號TUG3編號（TUG2編號1）×3（TU12編號1）×21。TU12的位置在VC4幀中相鄰是指TUG3編號相同，TUG2編號相同，而TU12編號相差為1的兩個TU12。這個公式在用SDH傳輸分析

41、儀進行相關(guān)測試時會用得到。想想看序號相鄰的兩個TU12在VC4幀中的排列位置有何共性？注：此處指的編號是指VC4幀中的位置編號，TUG3編號范圍：13；TUG2編號范圍：17；TU12編號范圍：13。TU12序號是指本TU12是VC4幀63個TU12的按復(fù)用先后順序的第幾個TU12。見圖2-13。圖2-13 VC4中TUG3、TUG2、TU12的排放結(jié)構(gòu)以上講述了中國所使用的PDH數(shù)字系列復(fù)用到STM-N幀中的方法和步驟，對這方面的內(nèi)容希望你能理解，因為它是你以后提高維護設(shè)備能力的最基本的知識，也是接下來深入學(xué)習(xí)SDH原理的基礎(chǔ)。2.3 映射、定位和復(fù)用的概念在將低速支路信號復(fù)用成STM-N信

42、號時，要經(jīng)過3個步驟：映射、定位、復(fù)用。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凈負荷中或高階VC幀的起點在AU凈負荷中的具體位置，使收端能據(jù)此正確地分離相應(yīng)的VC，這部分內(nèi)容在下一節(jié)中將詳細論述。復(fù)用的概念比較簡單，復(fù)用是一種使多個低階通道層的信號適配進高階通道層（例如TU12(×3)TUG2(×7)TUG3(×3)VC4）或把多個高階通道層信號適配進復(fù)用層的過程（例如AU-4(×1)AUG(×N)STM-N）。復(fù)用也就是通過字節(jié)間插方式把TU組織進高階VC或把AU組織進STM-N的過程。由于經(jīng)過TU和AU指針處理后的各

43、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。´ 想一想：PDH140Mbit/s、34Mbit/s、2Mbit/s信號適配進標準容器的方式是什么裝入方式？一般都屬于異步裝入方式，因為要經(jīng)過相應(yīng)的塞入比特進行碼速調(diào)整才能裝入。例如，在將2Mbit/s的信號適配進C12時，不能保證每個C12正好裝入的是一個E1幀。好，我們重點講一下映射的概念。映射是一種在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處（例如SDH/PDH邊界處），將支路信號適配進虛容器的過程。象我們經(jīng)常使用的將各種速率（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

44、標準容器中，再加上相應(yīng)的低階或高階的通道開銷，形成各自相對應(yīng)的虛容器的過程。為了適應(yīng)各種不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情況，有異步、比特同步、字節(jié)同步三種映射方法與浮動VC和鎖定TU兩種模式。l 異步映射異步映射對映射信號的結(jié)構(gòu)無任何限制（信號有無幀結(jié)構(gòu)均可），也無需與網(wǎng)絡(luò)同步（例如PDH信號與SDH網(wǎng)不完全同步）。利用碼速調(diào)整將信號適配進VC的映射方法。在映射時通過比特塞入將其打包成與SDH網(wǎng)絡(luò)同步的VC信息包，在解映射時，去除這些塞入比特，恢復(fù)出原信號的速率，也就是恢復(fù)出原信號的定時。因此說低速信號在SDH網(wǎng)中傳輸有定時透明性，即在SDH網(wǎng)邊界處收發(fā)兩端的此信號速率相一致（定時信號相一致）。此種映射方法可

45、從高速信號中（STM-N）中直接分/插出一定速率級別的低速信號（例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s）。因為映射的最基本的不可分割單位是這些低速信號，所以分/插出來的低速信號的最低級別也就是相應(yīng)的這些數(shù)率級別的低速信號。l 比特同步映射此種映射是對支路信號的結(jié)構(gòu)無任何限制，但要求低速支路信號與網(wǎng)同步（例如E1信號保證8000幀/秒），無需通過碼速調(diào)整即可將低速支路信號打包成相應(yīng)的VC的映射方法，注意：VC時刻都是與網(wǎng)同步的。原則上講此種映射方法可從高速信號中直接分/插出任意速率的低速信號，因為在STM-N信號中可精確定位到VC，由于此種映射是以比特為單位的同步映射，那么在V

46、C中可以精確的定位到你所要分/插的低速信號具體的那一個比特的位置上，這樣理論上就可以分/插出所需的那些比特，由此根據(jù)所需分/插的比特不同，可上/下不同速率的低速支路信號。 異步映射將低速支路信號定位到VC一級后就不能再深入細化的定位了，所以拆包后只能分出VC相應(yīng)速率級別的低速支路信號。 比特同步映射類似于將以比特為單位的低速信號（與網(wǎng)同步）進行比特間插復(fù)用進VC中，在VC中每個比特的位置是可預(yù)見的。l 字節(jié)同步映射字節(jié)同步映射是一種要求映射信號具有字節(jié)為單位的塊狀幀結(jié)構(gòu)，并與網(wǎng)同步，無需任何速率調(diào)整即可將信息字節(jié)裝入VC內(nèi)規(guī)定位置的映射方式。在這種情況下，信號的每一個字節(jié)在VC中的位置是可預(yù)見的（有規(guī)律性），也就相當于將信號按字節(jié)間插方式復(fù)用進