【正文】 那么為達到網(wǎng)絡(luò)自愈功能除了設(shè)備具有 DXC功能（完成將業(yè)務(wù)從主用信道切換到備用信道）外，還需要有冗余的信道（備用信道），冗余設(shè)備（備用設(shè)備）。以下是一個具有自愈功能傳輸網(wǎng)的簡單例子。 A主 主備 備主信道備信道B備信道主信道3. 運行維護方面 SDH信號的幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的用于運行維護（ OAM）功能的開銷字節(jié)，使網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控功能大大加強，也就是說維護的自動化程度大大加強。 PDH的信號中開銷字節(jié)不多，以致于在對線路進行性能監(jiān)控時，還要通過在線路編碼時加入冗余比特來完成。以PCM30/32信號為例，其幀結(jié)構(gòu)中僅有 TS0時隙和 TS16時隙中的比特是用于 OAM功能。 SDH信號豐富的開銷占用整個幀所有比特的 1/20，大大加強了 OAM功能。這樣就使系統(tǒng)的維護費用大大降低，而在通信設(shè)備的綜合成本中，維護費用占相當大的一部分，于是SDH系統(tǒng)的綜合成本要比 PDH系統(tǒng)的綜合成本低，據(jù)估算僅為 PDH系統(tǒng)的 %。 4. 兼容性 SDH有很強的兼容性，這也就意味著當組建 SDH傳輸網(wǎng)時，原有的 PDH傳輸網(wǎng)不會作廢，兩種傳輸網(wǎng)可以共同存在。也就是說可以用 SDH網(wǎng)傳送 PDH業(yè)務(wù)，另外，異步轉(zhuǎn)移模式的信號（ ATM）、 FDDI信號等其他體制的信號也可用 SDH網(wǎng)來傳輸。 那么 SDH傳輸網(wǎng)是怎樣實現(xiàn)這種兼容性的呢？ SDH網(wǎng)中用 SDH信號的基本傳輸模塊（ STM1）可以容納 PDH的三個數(shù)字信號系列和其它的各種體制的數(shù)字信號系列 ——ATM、FDDI、 DQDB等，從而體現(xiàn)了 SDH的前向兼容性和后向兼容性，確保了 PDH網(wǎng)向 SDH網(wǎng)和SDH向 ATM的順利過渡。 SDH是怎樣容納各種體制的信號呢？很簡單， SDH把各種體制的低速信號在網(wǎng)絡(luò)邊界處（例如： SDH/PDH起點）復用進 STM1信號的幀結(jié)構(gòu)中，在網(wǎng)絡(luò)邊界處（終點）再將它們拆分出來即可，這樣就可以在 SDH傳輸網(wǎng)上傳輸各種體制的數(shù)字信號了。 訣竅： 在 SDH網(wǎng)中， SDH的信號實際上起著運貨車的功能，它將各種不同體制的信號（本課程主要是指 PDH信號）象貨物一樣打成不同大小的（速率級別）包，然后裝入貨車（裝入 STMN幀中），在 SDH的主干道上（光纖上）傳輸。在收端從貨車上卸下打成貨包的貨物（其它體制的信號），然后拆包封，恢復出原來體制的信號。這也就形象地說明了不同體制的低速信號復用進 SDH信號（ STMN），在 SDH網(wǎng)上傳輸和最后拆分出原體制信號的全過程。 SDH的缺陷所在 凡事有利就有弊， SDH的這些優(yōu)點是以犧牲其他方面為代價的。 1. 頻帶利用率低 我們知道有效性和可靠性是一對矛盾，增加了有效性必將降低可靠性，增加可靠性也會相應(yīng)的使有效性降低。例如，收音機的選擇性增加，可選的電臺就增多，這樣就提高了選擇性。但是由于這時通頻帶相應(yīng)的會變窄，必然會使音質(zhì)下降，也就是可靠性下降。相應(yīng)的， SDH的一個很大的優(yōu)勢是系統(tǒng)的可靠性大大的增強了（運行維護的自動化程度高），這是由于在 SDH的信號－－ STMN幀中加入了大量的用于 OAM功能的開銷字節(jié)，這樣必然會使在傳輸同樣多有效信息的情況下， PDH信號所占用的頻帶（傳輸速率）要比 SDH信號所占用的頻帶（傳輸速率）窄，即 PDH信號所用的速率低。例如： SDH的 STM1信號可復用進 63個 2Mbit/s或 3個 34Mbit/s（相當于 48 2Mbit/s）或 1個 140Mbit/s（相當于 64 2Mbit/s）的 PDH信號。只有當 PDH信號是以 140Mbit/s的信號復用進 STM1信號的幀時， STM1信號才能容納 64 2Mbit/s的信息量，但此時它的信號速率是 155Mbit/s，速率要高于 PDH同樣信息容量的 E4信號（ 140Mbit/s），也就是說 STM1所占用的傳輸頻帶要大于 PDH E4信號的傳輸頻帶（二者的信息容量是一樣的）。 2. 指針調(diào)整機理復雜 SDH體制可從高速信號（例如 STM1）中直接下低速信號（例如 2Mbit/s），省去了多級復用 /解復用過程。而這種功能的實現(xiàn)是通過指針機理來完成的，指針的作用就是時刻指示低速信號的位置，以便在“拆包”時能正確地拆分出所需的低速信號，保證了 SDH從高速信號中直接下低速信號的功能的實現(xiàn)?？梢哉f指針是 SDH的一大特色。 但是指針功能的實現(xiàn)增加了系統(tǒng)的復雜性。最重要的是使系統(tǒng)產(chǎn)生 SDH的一種特有抖動－－由指針調(diào)整引起的結(jié)合抖動。這種抖動多發(fā)于 網(wǎng)絡(luò)邊界處（ SDH/PDH）， 其頻率低，幅度大，會導致低速信號在拆出后性能劣化，這種抖動的濾除會相當困難。 3. 軟件的大量使用對系統(tǒng)安全性的影響 SDH的一大特點是 OAM的自動化程度高，這也意味軟件在系統(tǒng)中占用相當大的比重，這就使系統(tǒng)很容易受到計算機病毒的侵害，特別是在計算機病毒無處不在的今天。另外，在網(wǎng)絡(luò)層上人為的錯誤操作、軟件故障，對系統(tǒng)的影響也是致命的。這樣系統(tǒng)的安全性就成了很重要的一個方面。 SDH體制是一種新生事物，盡管還有這樣那樣的缺陷，但它已在傳輸網(wǎng)的發(fā)展中，顯露出了強大的生命力，傳輸網(wǎng)從 PDH過渡到 SDH已是一個必然的趨勢。 ？ 想一想： 在這一節(jié)你學到了些什么？ 1. SDH究意是什么？ 2. 為什么會出現(xiàn) SDH的傳輸體制？ 3. 與 PDH相對比 SDH有什么優(yōu)勢？ 4. SDH的局限性是什么？ 是否已建立了 SDH的整體概念？ 小結(jié) ?本節(jié)主要講述了 SDH體制產(chǎn)生的技術(shù)背景、 SDH的特點，主要是建立 SDH的整體概念。 ?習題 ?1. 為什么 SDH體制適合大容量傳輸?shù)那闆r？ 答案： 1. SDH體制有完善的監(jiān)控機制提高網(wǎng)絡(luò)安全性，更重要的是， SDH的同步復用可直接從高速信號中插 /分低速信號，避免了信號的層層復用 /解復用，減少了信號的損傷。 第二節(jié) SDH信號的幀結(jié)構(gòu)和復用步驟 ?目標： ?掌握 STMN信號的幀結(jié)構(gòu)（以 STM1信號的幀結(jié)構(gòu)為例）。 ?掌握 STMN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復用進 STMN信號的全過程。 ?掌握復用和映射的概念。 ? SDH信號 —— STMN的幀結(jié)構(gòu) ?SDH信號需要什么樣的幀結(jié)構(gòu)呢？ ?STMN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)律的分布。為什么呢？因為這樣便于實現(xiàn)支路的同步復用、交叉連接（ DXC）、分 /插和交換，說到底就 為了方便的從高速信號中直接上 /下低速支路信號。鑒于此， ITUT規(guī)定了 STMN的幀是以字節(jié)（ 8bit）為單位的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)。 9 2 7 0 N 個 字 節(jié)RS OHA U P T RM S OH9 N1349p a y l o a d2 6 1 N5?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 STMN的信號是 9行 270 N列的幀結(jié)構(gòu)。此處的 N與 STMN的 N相一致，取值范圍： 1， 4， 16， 64…… 。表示此信號由 N個 STM1 信號通過字節(jié)間插復用而成。由此可知， STM1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 STM1信號通過字節(jié)間插復用成 STMN信號時，僅僅是將 STM1信號的列按字節(jié)間插復用，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)哪兀靠偛粫菍⒄麄€塊都送上線路同時傳輸吧。當然不是這樣傳輸，STMN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，傳完一幀再傳下一幀。 ?STMN信號的幀頻（也就是每秒傳送的幀數(shù)）是多少呢？ ITUT規(guī)定對于任何級別的 STM等級，幀頻是 8000幀 /秒，也就是幀長或幀周期為恒定的 125μs 。 8000幀 /秒聽起來很耳熟，對了， PDH的 E1信號也是 8000幀 /秒。 ?在這里你要注意到的是對于任何 STM級別幀頻都是 8000幀 /秒，幀周期的恒定是 SDH信號的一大特點。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 STMN信號的速率有其規(guī)律性。例如 STM4的傳輸數(shù)速恒定的等于 STM1信號傳輸數(shù)速的 4倍，STM16恒定等于 STM4的 4倍，等于 STM1的 16倍。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傳輸情況。 ?？ 想一想： ?STMN幀中單獨一個字節(jié)的比特傳輸速率是多少？ ?STMN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 8bit＝ 64kbit/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。 ?從圖中看出， STMN的幀結(jié)構(gòu)由 3部分組成：段開銷，包括再生段開銷（ RSOH）和復用段開銷（ MSOH）；管理單元指針（ AUPTR）；信息凈負荷（ payload）。下面我們講述這三大部分的功能。 ?1）信息凈負荷（ payload）是在 STMN幀結(jié)構(gòu)中存放將由 STMN傳送的各種信息碼塊的地方。信息凈負荷區(qū)相當于 STMN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 STMN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， STM1信號可復用進 63 2Mbit/s的信號，那么換一種說法可將 STM1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通道復合成了 STM1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 STMN這輛貨車承載，在 SDH網(wǎng)上運輸時的性能。 ?這與將 STMN信號類比為貨車，將低速支路信號打包裝入車中運輸相一致。 ?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、管理和維護（ OAM）使用的字節(jié)。例如段開銷可進行對 STMN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?，