【文章內(nèi)容簡介】 著軟件在系統(tǒng)中占用相當(dāng)大的比重。一方面這使系統(tǒng)很容易受到計(jì)算機(jī)病毒的侵害，特別是在計(jì)算機(jī)病毒無處不在的今天。另一方面，在網(wǎng)絡(luò)層上人為的錯(cuò)誤操作、軟件故障，對(duì)系統(tǒng)的影響也是致命的。也就是說，SDH 系統(tǒng)對(duì)軟件的依賴性很大，這樣 SDH 系統(tǒng)運(yùn)行的安全性就成了很重要的課題。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(qiáng)大的生命力。因此，傳輸網(wǎng)從 PDH 過渡到 SDH 已成了一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的必然趨勢(shì)。想一想：在這一節(jié)你學(xué)到了些什么？? SDH 究竟是什么？SDH(Synchronous Digital Hierarchy)全稱叫做同步數(shù)字體系，SDH 是世界公認(rèn)的新一代寬帶傳輸體制? 為什么會(huì)出現(xiàn) SDH 的傳輸體制？PDH 的缺點(diǎn) 1 沒有統(tǒng)一的電接口和光接口、2。采用異步復(fù)用分插信號(hào)喲啊逐級(jí)進(jìn)行，層級(jí)復(fù)用和解復(fù)用對(duì)信號(hào)有損傷 運(yùn)行維護(hù)需要借助冗余碼來監(jiān)控線路沒有統(tǒng)一的網(wǎng)管接口，不利于形成統(tǒng)一的電信管理網(wǎng)? 與 PDH 相對(duì)比 SDH 有何優(yōu)勢(shì)？有世界統(tǒng)一的電接口和光接口 采用字節(jié)間查復(fù)用，低速信號(hào)在高速 SDH 信號(hào)中的幀中位置是有規(guī)律的，可以預(yù)料的 運(yùn)行維護(hù)功能強(qiáng)大 兼容性好。? SDH 的局限性是什么？ 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(diǎn)，主要是建立 SDH 的整體概念。 習(xí)題 1. 為什么 SDH 體制適合大容量傳輸?shù)那闆r？9 / 112 信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)和復(fù)用步驟學(xué)習(xí)目標(biāo)：? 掌握 STMN 信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)（以 STM1 信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)為例） ；? 掌握 STMN 信號(hào)幀中各部分結(jié)構(gòu)所起的作用；? 掌握 2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s 復(fù)用進(jìn) STMN 信號(hào)的全過程；? 掌握復(fù)用和映射的概念。 信號(hào)——STMN 的幀結(jié)構(gòu)STMN 信號(hào)幀結(jié)構(gòu)的安排應(yīng)盡可能使支路低速信號(hào)在一幀內(nèi)均勻、有規(guī)律的分布。以便于實(shí)現(xiàn)支路信號(hào)的同步復(fù)用、交叉連接（DXC） 、分/插和交換，說到底就是為了方便的從高速信號(hào)中直接上/下低速支路信號(hào)。因此，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 所示。 9161。193。270161。193。N184。246。214。189。218。RSOHAUPTRMSOH9161。193。N1349 payload261161。193。N5 圖 STMN 幀結(jié)構(gòu)圖由圖看見 STMN 的信號(hào)是 9 行270N 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(hào)由 N 個(gè) STM1 信號(hào)通過字節(jié)間插復(fù)用而成。由此可知，STM1 信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)是 9 行270 列的塊狀幀。并且，當(dāng) N 個(gè) STM1 信號(hào)通過字節(jié)間插復(fù)用成 STMN 信號(hào)時(shí)，僅僅是將STM1 信號(hào)的列按字節(jié)間插復(fù)用，行數(shù)恒定為 9 行不變。 我們知道，信號(hào)在線路上串行傳輸時(shí)是逐個(gè)比特（bit）地進(jìn)行的，那么這個(gè)塊狀幀是怎樣在線路上進(jìn)行傳輸?shù)哪兀?STMN 信號(hào)的傳輸也遵循按比特的傳輸方式，SDH 信號(hào)幀傳輸?shù)脑瓌t是：按幀結(jié)構(gòu)的順序從左到右，從上到下逐個(gè)字節(jié)，并且逐個(gè)比特地傳輸，傳完一行再傳下一行，傳完一幀再傳下一幀。STMN 信號(hào)幀的重復(fù)頻率（也就是每秒傳送的幀數(shù)）是多少呢？ITUT 規(guī)定對(duì)于任何級(jí)別的 STMN 幀，幀頻都是 8000 幀/秒，也就是幀的周期為恒定的 125μs 。對(duì)了，正好 PDH 的 E1 信號(hào)也是 8000 幀/秒。對(duì)于任何級(jí)別的 STMN 幀頻都是 8000 幀/秒，幀周期的恒定是 SDH 信號(hào)的一大特點(diǎn)。由于幀周期的恒定使 STMN 信號(hào)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(hào)傳輸數(shù)速的 4 倍，STM16 恒定等于 STM1 的 16 倍。而 PDH 中的 E2 信號(hào)速率≠E1 信號(hào)速率的 4 倍。SDH 信號(hào)的這種規(guī)律性所帶來的好處是可以便捷地從高速 STMN 碼流中直接分/插出低速支路信號(hào)，這就是 SDH 按字節(jié)同步復(fù)用的優(yōu)越性。10 / 112由圖可見，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(fù)用段開銷（MSOH） ；管理單元指針（AUPTR） ；信息凈負(fù)荷（payload） 。下面分述這三大部分的功能：1）信息凈負(fù)荷（payload）是在 STMN 幀結(jié)構(gòu)中存放將由 STMN 傳送的各種用戶信息碼塊的地方。信息凈負(fù)荷區(qū)相當(dāng)于 STMN 這輛運(yùn)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(hào)——待運(yùn)輸?shù)呢浳?。為了?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)貨物（打包的低速信號(hào)）在傳輸過程中是否有損壞，在將低速信號(hào)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(fù)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(fù)責(zé)對(duì)打包的貨物（低階通道）進(jìn)行通道性能監(jiān)視、管理和控制。技術(shù)細(xì)節(jié)：何謂通道？舉例說明，STM1 信號(hào)可復(fù)用進(jìn) 63*2Mbit/s 的信號(hào)，那么換一種說法可將 STM1 信號(hào)看成一條傳輸大道，而在這條大道上又分成了 63 條小路，每條小路通過相應(yīng)速率的低速信號(hào)，那么每一條小路就相當(dāng)于一個(gè)低速信號(hào)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(gè) 2M 通道復(fù)用合成了 STM1 信號(hào)這條大路——此時(shí)就可稱為“段”了。現(xiàn)在明白了吧，所謂通道就是指相應(yīng)的低速支路信號(hào)，POH 的功能就是監(jiān)測(cè)這些支路信號(hào)在由 STMN 這輛貨車承載，在 SDH 網(wǎng)上運(yùn)輸時(shí)的性能。這與將STMN 信號(hào)類比為貨車，將低速支路信號(hào)打包裝入車中運(yùn)輸相一致。2）段開銷（SOH）是為了保證信息凈負(fù)荷正常傳送所必須附加的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)（OAM）字節(jié)。例如段開銷可進(jìn)行對(duì) STMN 這輛運(yùn)貨車中的所有貨物在運(yùn)輸中是否有損壞進(jìn)行監(jiān)控，而通道開銷（POH）的作用是當(dāng)車上有貨物損壞時(shí)，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(duì)貨物整體的監(jiān)控，POH 是完成對(duì)某一件特定的貨物進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)然，SOH 和 POH 還有一些其他管理功能。段開銷又分為再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH） ，可分別對(duì)相應(yīng)的段層進(jìn)行監(jiān)控。段，其實(shí)也相當(dāng)于一條大的傳輸通道，RSOH 和 MSOH 的作用也就是對(duì)這一條大的傳輸通道進(jìn)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(gè)簡單的例子，若光纖上傳輸?shù)氖? 信號(hào)，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(hào)中每一個(gè) STM1 的性能情況。再生段開銷在 STMN 幀中的位置是第一到第三行的第一到第 9N 列，共 39N 個(gè)字節(jié)；復(fù)用段開銷在 STMN 幀中的位置是第 5 到第 9 行的第一到第 9N 列，共 59N 個(gè)字節(jié)。3）管理單元指針（AUPTR）管理單元指針位于 STMN 幀中第 4 行的 9N 列，共 9N 個(gè)字節(jié)，AUPTR 起什么作用呢？我們講過SDH 能夠從高速信號(hào)中直接分/插出低速支路信號(hào)（例如 2Mbit/s） ，為什么會(huì)這樣呢？這是因?yàn)榈退僦沸盘?hào)在高速 SDH 信號(hào)幀中的位置有預(yù)見性，也就是有規(guī)律性。預(yù)見性的實(shí)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(fù)荷的第一個(gè)字節(jié)在 STMN 幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置的指示符，以便接收端能根據(jù)這個(gè)位置指示符的值（指針值）準(zhǔn)確分離信息凈負(fù)荷。 其實(shí)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，只不過所指示的信息負(fù)荷更小一些而已。 的復(fù)用結(jié)構(gòu)和步驟SDH 的復(fù)用包括兩種情況：一種是由 STM1 信號(hào)復(fù)用成 STMN 信號(hào)；另一種是由 PDH 支路信號(hào)（例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s）復(fù)用成 SDH 信號(hào) STMN。第一種情況在前面已有所提及，復(fù)用的方法主要通過字節(jié)間插的同步復(fù)用方式來完成的，復(fù)用的基數(shù)是 4，即 4STM1→STM4，4STM4→STM16。在復(fù)用過程中保持幀頻不變（8000 幀/秒） ，這就意味著高一級(jí)的 STMN 信號(hào)是低一級(jí)的 STMn 信號(hào)速率的 4 倍。在進(jìn)行字節(jié)間插復(fù)用過程中，各幀的信息凈負(fù)荷和指針字節(jié)按原值進(jìn)行字節(jié)間插復(fù)用，而段開銷則 ITUT 另有規(guī)范。在同步復(fù)用形成的 STMN 幀中，11 / 112STMN 的段開銷并不是所有低階 STMn 幀中的段開銷間插復(fù)用而成，而是舍棄了某些低階幀中的段開銷，另作詳盡規(guī)定。關(guān)于各級(jí) STMN 幀中段開銷細(xì)節(jié)將在下一節(jié)中講述。第二種情況就是將各級(jí) PDH 支路信號(hào)復(fù)用進(jìn) STMN 信號(hào)中去。傳統(tǒng)的將低速信號(hào)復(fù)用成高速信號(hào)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(hào)數(shù)據(jù)，允許被復(fù)用的凈負(fù)荷有較大的頻率差異（異步復(fù)用） 。因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)比特插入和消插的過程（碼速調(diào)整） ，而不能將支路信號(hào)直接插入高速復(fù)用信號(hào)或從高速信號(hào)中分支出低速支路信號(hào)，也就是說不能很便捷地直接從高速信號(hào)中上/下低速支路信號(hào)，要一級(jí)一級(jí)的進(jìn)行。這也就是 PDH 正碼速調(diào)整的準(zhǔn)同步復(fù)用方式。固定位置映射法：這種方法利用低速信號(hào)在高速信號(hào)中的特殊位置來攜帶低速同步信號(hào)，要求低速信號(hào)與高速信號(hào)同步，也就是說幀頻相一致，可方便的從高速信號(hào)中直接上/下低速支路信號(hào)，但當(dāng)高速信號(hào)和低速信號(hào)間出現(xiàn)頻差和相差（不同步）時(shí)，要用 125μS（8000 幀/秒）緩存器來進(jìn)行頻率校正和相位對(duì)準(zhǔn)，導(dǎo)致信號(hào)較大延時(shí)和滑動(dòng)損傷。從上面看出這兩種復(fù)用方式都有一些不足，比特塞入法無法從高速信號(hào)中上/下低速支路信號(hào)；固定位置映射法引入的信號(hào)時(shí)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 支路信號(hào)復(fù)用進(jìn) STMN） ，又能滿足同步復(fù)用（例如 STM1→STM4） ，而且能方便地由高速 STMN 信號(hào)分/插出低速信號(hào)，同時(shí)不造成較大的信號(hào)時(shí)延和滑動(dòng)損傷，這就要求 SDH 需采用自己獨(dú)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 125μS 緩存器用以校正支路信號(hào)頻差和實(shí)現(xiàn)相位對(duì)準(zhǔn)，各種業(yè)務(wù)信號(hào)復(fù)用進(jìn) STMN 幀的過程都要經(jīng)歷映射（相當(dāng)于信號(hào)打包） 、定位（伴隨與指針調(diào)整） 、復(fù)用（相當(dāng)于字節(jié)間插復(fù)用）三個(gè)步驟。ITUT 規(guī)定了一整套完整的映射復(fù)用結(jié)構(gòu)（也就是映射復(fù)用路線） ，通過這些路線可將 PDH 的 3 個(gè)系列的數(shù)字信號(hào)以多種方法復(fù)用成 STMN 信號(hào)。ITUT 規(guī)定的復(fù)用路線如圖 。 STMNAUGAU4 VC4AU3 VC3TUG3TUG2 TU3TU2TU12TU1VC3VC2VC12VC1C4C3C2C12C1161。193。N 161。193。1 161。193。1161。193。1161。193。3 161。193。3161。193。3161。193。4161。193。7 161。193。7139264kbit/s4736kbit/s34368kbit/s6312kbit/s2048kbit/s154kbit/s214。184。213。235。180。166。192。237。184。180。211。195。182。168。206。187。208。163。188。211。179。201。228。 圖 SDH 復(fù)用映射結(jié)構(gòu)從圖 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(biāo)表示與此復(fù)用單元相應(yīng)的信號(hào)級(jí)別。在圖中從一個(gè)有效負(fù)荷到 STMN 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(hào)有兩條復(fù)用路線，也就是說可用兩種方法復(fù)用成 STMN 信號(hào)。須說明，8Mbit/s 的 PDH 支路信號(hào)是無法復(fù)用成 STMN 信號(hào)的。盡管一種信號(hào)復(fù)用成 SDH 的 STMN 信號(hào)的路線有多種，但我國的光同步傳輸網(wǎng)技術(shù)體制規(guī)定了以2Mbit/s 信號(hào)為基礎(chǔ)的 PDH 系列作為 SDH 的有效負(fù)荷，并選用 AU4 的復(fù)用路線，其結(jié)構(gòu)見圖 所示。12 / 112STMNAUGAU4 VC4TUG3TUG2 TU3TU12 VC3VC12C4C3C12161。193。N 161。193。1161。193。1161。193。3161。193。3 161。193。7 139264kbit/s34368kbit/s2048kbit/s214。184。213。235。180。166。192。237。184。180。211。195。182。168。206。187。208。163。188。211。179。201。228。 圖 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(hào)是如何復(fù)用進(jìn) STMN 信號(hào)中的。首先將 140Mbit/s 的 PDH 信號(hào)經(jīng)過正碼速調(diào)整（比特塞入法）適配進(jìn) C4，C4 是用來裝載140Mbit/s 的 PDH 信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)信息結(jié)構(gòu)。需經(jīng) SDH 復(fù)用的各種速率的業(yè)務(wù)信號(hào)都應(yīng)首先通過碼速調(diào)整適配裝進(jìn)一個(gè)與信號(hào)速率級(jí)別相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器：2Mbit/sC134Mbi