【正文】 傳輸專業(yè)維護手冊 傳輸專業(yè)維護手冊 1 1 第一章 傳輸 原理介紹 第一 節(jié) SDH信號的幀結(jié)構(gòu)和復用步驟 SDH信號 —— STMN的幀結(jié)構(gòu) STMN信號幀結(jié)構(gòu)的安排應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)，如圖 11所示。 圖 11 STMN 幀結(jié)構(gòu)圖 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?？總不會是將整個傳輸專業(yè)維護手冊 傳輸專業(yè)維護手冊 2 2 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 125μ s。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。 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。 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)?貨物 。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 ）。 傳輸專業(yè)維護手冊 傳輸專業(yè)維護手冊 3 3 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?，那么， RSOH監(jiān)控 的是 STM16整 體 的傳輸性能，而 MSOH則是 監(jiān)控 STM16信號中每一個 STM1的性能情況。 RSOH、 MSOH、 POH提供了對 SDH信號的層層細化的監(jiān)控功能。例如 ， RSOH監(jiān)控的是整個 STM16的信號傳輸狀態(tài)； MSOH監(jiān)控的是STM16中每一個 STM1信號的傳輸狀態(tài)； POH則是監(jiān)控每一個 STM1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STMN幀中的位 置 是第一到第三行的第一到 第 9 N列， 共 3 9 N個字節(jié)；復用段開銷在 STMN幀中的位 置 是第 5到第 9行的第一到第 9 N列，傳輸專業(yè)維護手冊 傳輸專業(yè)維護手冊 4 4 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（ AUPTR） 管理單元指針位于 STMN幀中第 4行的 9 N列， 共 9 N個字節(jié)， AUPTR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 預見 性，也就是有規(guī)律性。 預見 性的實現(xiàn)就在于 SDH幀結(jié) 構(gòu)中指針開銷字節(jié)功能。 AUPTR是用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)在 STMN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）。 AUPTR的 作 用就是指示這 堆貨物 中第一件貨物 的位 置 。 其實指針有高、低 階之 分，高 階 指針是 AUPTR，低 階 指針是 TUPTR（支路單元指針）， TUPTR的 作 用 類似 于 AUPTR， 只 不過所指示的 貨物堆更小 一些而 已 。 SDH的復用結(jié)構(gòu)和步驟 傳輸專業(yè)維護手冊 傳輸專業(yè)維護手冊 5 5 SDH的復用包括 兩 種情況：一種是低 階 的 SDH信號復用成高 階 SDH信號； 另 一種是低速支路信號（例如 2Mbit/s、 34Mbit/s、 140Mbit/s）復用成 SDH信號 STMN。 第一種情況復用的方 法主 要通過 字節(jié)間插復用方式來完成的，復用的個數(shù)是 4合 一， 即 4 STM1→ STM4， 4 STM4→ STM16。在復用過程中 保持 幀頻不 變 （ 8000幀 /秒），這就意 味著 高一級的 STMN信號是低一級的 STMN信號速率的 4倍。在進行字節(jié)間插復用過程中， 各 幀的信息凈負荷和指針字節(jié)按原值進行間插復用，而段開銷則會有些取舍 。在復用成的 STMN幀中， SOH并 不是所有低 階 SDH幀中的段開銷間插復用而成，而是 舍棄 了一些低 階 幀中的段開銷。 第二種情況用 得最 多的就是將 PDH信號復用進 STMN信號中 去 。 傳 統(tǒng) 的將低速信號復用成高 速信號的方 法 有 兩 種： _ 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 復用的凈負荷有 較 大的頻率 差異 （ 異 步復用），因為存在一個比特 塞入 和 去塞入 的過程（ 碼 速 調(diào) 整），而不能將支路信號直接接 入 高速復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，這也就是 PDH的復用方式。 _ 固 定位 置映射法 這種方 法利 用低速信號在高速信號中的特 殊 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 ，可方便的傳輸專業(yè)維護手冊 傳輸專業(yè)維護手冊 6 6 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 125μ s（ 8000幀 /秒） 緩 存 器 來進行頻率 校正 和相位對 準 ， 導 致信號 較 大 延 時和 滑動損傷 。 從上面看出這 兩 種復用方式都有一些 缺陷 ，比特 塞入法無法 從高速信號中上 /下低速支路信號； 固 定位 置映射法引入 的信號時 延 過大。 SDH網(wǎng) 的 兼 容性要 求 SDH的復用方式 既 能 滿足異 步復用（例如：將 PDH信號復用進 STMN）， 又 能 滿足 同步復用（例如 STM1→ STM4），而且 能方便地由高速 STMN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 復用步驟和復用結(jié)構(gòu)。在這種復用結(jié)構(gòu)中，通過指針 調(diào) 整定位 技術(shù) 來取 代 125μ s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 信號復用進STMN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）、復用（相當于字節(jié)間插復用）三個步驟。 ITUT規(guī)定了一整 套 完整的復用結(jié)構(gòu)（也就是復用路線），通過這些路線可將 PDH的 3個 系 列的數(shù)字信號以多種方 法 復用成 STMN信號。ITUT規(guī)定的復用路線如圖 22。 圖 12 映射 結(jié)構(gòu) 從圖 12中可以看到此復用結(jié)構(gòu)包括了一些 基本 的復用單元： C－ 容傳輸專業(yè)維護手冊 傳輸專業(yè)維護手冊 7 7 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，這些復用單元的下 標 表示與此復用單元相應的信號級別。在圖中從一個有 效 負荷到 STMN的復用路線不是 唯 一的，有多 條 路線（也就是說有多種復用方 法 ）。例如： 2Mbit/s的信號有 兩條 復用路線，也就是說可用 兩 種方 法 復用成 STMN信號。不知你注意到 沒 有， 8Mbit/s的 PDH信號是 無法 復用成 STMN信號的。 盡管一種信號復用成 SDH的 STMN信號的路線有多種， 但 是對于一個 國家 或地 區(qū) 則 必須 使復用路線 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AU4的復用路線，其結(jié)構(gòu) 見 圖 13所示。 圖 13 我 國 的 SDH基本 復用 映射 結(jié)構(gòu) 下面我們分別講述 2Mbit/s、 140Mbit/s的 PDH信號是如何復用進 STMN信號中的。 140Mbit/s復用進 STMN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復用的 各 種速率的 業(yè)務 信號都應 首 先通過 碼 速 調(diào) 整適 配技術(shù)裝 進一個與信號速率級別相對應的 標準 容 器 ： 2Mbit/s—— C1 34Mbit/s——傳輸專業(yè)維護手冊 傳輸專業(yè)維護手冊 8 8 C 140Mbit/s—— C4。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 24所示。 圖 14 C4 的幀結(jié)構(gòu)圖 C4信號的幀有 260列 9行（ PDH信號在復用進 STMN中時，其塊狀幀一直 保持 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=。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 : 177。 15ppm （ 規(guī)范 標準 ） ＝ ( －