【正文】 從 140Mbit/s的信號(hào)中直接分 /插出 2Mbit/s的信號(hào)。例如從 140Mbit/s的信號(hào)中分 /插出2Mbit/s低速信號(hào)要經(jīng)過如下過程。這也就是為什么 PDH體制傳輸信號(hào)的速率沒有更進(jìn)一步提高的原因。通過三級(jí)解復(fù)用設(shè)備從 140Mbit/s的信號(hào)中分出 2Mbit/s低速信號(hào)；再通過三級(jí)復(fù)用設(shè)備將 2Mbit/s的低速信號(hào)復(fù)用到 140Mbit/s信號(hào)中。這樣不僅增加了設(shè)備的體積、成本、功耗，還增加了設(shè)備的復(fù)雜性，降低了設(shè)備的可靠性。由于 PDH信號(hào)運(yùn)行維護(hù)工作的開銷字節(jié)少，這對(duì)完成傳輸網(wǎng)的分層管理、性能監(jiān)控、業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)調(diào)度、傳輸帶寬的控制、告警的分析定位是很不利的。容易形成網(wǎng)絡(luò)的七國八制的局面，不利于形成統(tǒng)一的電信管理網(wǎng)。本課程主要講述 SDH體制在光纖傳輸網(wǎng)上的應(yīng)用。 與 PDH相比 SDH有哪些優(yōu)勢 既然 SDH傳輸體制是 PDH傳輸體制進(jìn)化而來的，因此它具有 PDH體制所無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，它是不同于 PDH體制的全新的一代傳輸體制，與 PDH相比在技術(shù)體制上進(jìn)行了根本的變革。 SDH概念的核心是從統(tǒng)一的國家電信網(wǎng)和國際互通的高度來組建數(shù)字通信網(wǎng)，是構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ ISDN），特別是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ BISDN）的重要組成部分。 下面我們就 SDH所具有的優(yōu)勢（可以算是 SDH的特點(diǎn)吧），從幾個(gè)方面進(jìn)一步說明。 AA1 A 2 A 3 B 1 B 2 B 3 C 1 C 2 C 3B CA1 B1 B2C1 C2 C3B3DA2 A3?1. 接口方面 ?1）電接口方面 ?接口的規(guī)范化與否是決定不同廠家的設(shè)備能否互連的關(guān)鍵。規(guī)范的內(nèi)容有數(shù)字信號(hào)速率等級(jí)、幀結(jié)構(gòu)、復(fù)接方法、線路接口、監(jiān)控管理等。 ?SDH體制有一套標(biāo)準(zhǔn)的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，即有一套標(biāo)準(zhǔn)的速率等級(jí)。高等級(jí)的數(shù)字信號(hào)系列例如：622Mbit/s（ STM4）、 （ STM16）等，可通過將低速率等級(jí)的信息模塊（例如STM1）通過字節(jié)間插同步復(fù)接而成，復(fù)接的個(gè)數(shù)是 4的倍數(shù)，例如： STM4＝ 4 STM1， STM16＝ 4 STM4。 技術(shù)細(xì)節(jié)： ?什么是字節(jié)間插復(fù)用方式呢？ ?我們以一個(gè)例子來說明。你明白了嗎？ 2）光接口方面 線路接口（這里指光口）采用世界性統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范， SDH信號(hào)的線路編碼僅對(duì)信號(hào)進(jìn)行擾碼，不再進(jìn)行冗余碼的插入。擾碼的目的是抑制線路碼中的長連“ 0”和長連“ 1”，便于從線路信號(hào)中提取時(shí)鐘信號(hào)。 2. 復(fù)用方式 由于低速 SDH信號(hào)是以字節(jié)間插方式復(fù)用進(jìn)高速 SDH信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)中的，這樣就使低速 SDH信號(hào)在高速 SDH信號(hào)的幀中的位置是固定的、有規(guī)律性的，也就是說是可預(yù)見的。 另外，由于采用了同步復(fù)用方式和靈活的映射結(jié)構(gòu)，可將 PDH低速支路信號(hào)（例如2Mbit/s）復(fù)用進(jìn) SDH信號(hào)的幀中去（ STMN），這樣使低速支路信號(hào)在 STMN幀中的位置也是可預(yù)見的，于是可以從 STMN信號(hào)中直接分 /插出低速支路信號(hào)。于是節(jié)省了大量的復(fù)接 /分接設(shè)備（背靠背設(shè)備），增加了可靠性，減少了信號(hào)損傷、設(shè)備成本、功耗、復(fù)雜性等，使業(yè)務(wù)的上、下更加簡便。 技術(shù)細(xì)節(jié)： 什么是網(wǎng)絡(luò)自愈功能？ 網(wǎng)絡(luò)自愈是指當(dāng)業(yè)務(wù)信道損壞導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)將業(yè)務(wù)切換到備用業(yè)務(wù)信道，使業(yè)務(wù)能在較短的時(shí)間（ ITUT規(guī)定為 50ms以內(nèi)）得以恢復(fù)正常傳輸。 那么為達(dá)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）。 A主 主備 備主信道備信道B備信道主信道3. 運(yùn)行維護(hù)方面 SDH信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的用于運(yùn)行維護(hù)（ OAM）功能的開銷字節(jié)，使網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控功能大大加強(qiáng)，也就是說維護(hù)的自動(dòng)化程度大大加強(qiáng)。以PCM30/32信號(hào)為例，其幀結(jié)構(gòu)中僅有 TS0時(shí)隙和 TS16時(shí)隙中的比特是用于 OAM功能。這樣就使系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用大大降低，而在通信設(shè)備的綜合成本中，維護(hù)費(fèi)用占相當(dāng)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 %。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(hào)（ ATM）、 FDDI信號(hào)等其他體制的信號(hào)也可用 SDH網(wǎng)來傳輸。 SDH是怎樣容納各種體制的信號(hào)呢？很簡單， SDH把各種體制的低速信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)邊界處（例如： SDH/PDH起點(diǎn)）復(fù)用進(jìn) STM1信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)中，在網(wǎng)絡(luò)邊界處（終點(diǎn)）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(hào)了。在收端從貨車上卸下打成貨包的貨物（其它體制的信號(hào)），然后拆包封，恢復(fù)出原來體制的信號(hào)。 SDH的缺陷所在 凡事有利就有弊， SDH的這些優(yōu)點(diǎn)是以犧牲其他方面為代價(jià)的。例如，收音機(jī)的選擇性增加，可選的電臺(tái)就增多，這樣就提高了選擇性。相應(yīng)的， SDH的一個(gè)很大的優(yōu)勢是系統(tǒng)的可靠性大大的增強(qiáng)了（運(yùn)行維護(hù)的自動(dòng)化程度高），這是由于在 SDH的信號(hào)－－ 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(huì)使在傳輸同樣多有效信息的情況下， PDH信號(hào)所占用的頻帶（傳輸速率）要比 SDH信號(hào)所占用的頻帶（傳輸速率）窄，即 PDH信號(hào)所用的速率低。只有當(dāng) PDH信號(hào)是以 140Mbit/s的信號(hào)復(fù)用進(jìn) STM1信號(hào)的幀時(shí)， STM1信號(hào)才能容納 64 2Mbit/s的信息量，但此時(shí)它的信號(hào)速率是 155Mbit/s，速率要高于 PDH同樣信息容量的 E4信號(hào)（ 140Mbit/s），也就是說 STM1所占用的傳輸頻帶要大于 PDH E4信號(hào)的傳輸頻帶（二者的信息容量是一樣的）。而這種功能的實(shí)現(xiàn)是通過指針機(jī)理來完成的，指針的作用就是時(shí)刻指示低速信號(hào)的位置，以便在“拆包”時(shí)能正確地拆分出所需的低速信號(hào)，保證了 SDH從高速信號(hào)中直接下低速信號(hào)的功能的實(shí)現(xiàn)。 但是指針功能的實(shí)現(xiàn)增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。這種抖動(dòng)多發(fā)于 網(wǎng)絡(luò)邊界處（ SDH/PDH）， 其頻率低，幅度大，會(huì)導(dǎo)致低速信號(hào)在拆出后性能劣化，這種抖動(dòng)的濾除會(huì)相當(dāng)困難。另外，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。 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，傳輸網(wǎng)從 PDH過渡到 SDH已是一個(gè)必然的趨勢。 ?習(xí)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(jī)制提高網(wǎng)絡(luò)安全性，更重要的是， SDH的同步復(fù)用可直接從高速信號(hào)中插 /分低速信號(hào)，避免了信號(hào)的層層復(fù)用 /解復(fù)用，減少了信號(hào)的損傷。 ?掌握 STMN信號(hào)幀中各部分結(jié)構(gòu)所起的大致作用。 ?掌握復(fù)用和映射的概念。為什么呢？因?yàn)檫@樣便于實(shí)現(xiàn)支路的同步復(fù)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(hào)中直接上 /下低速支路信號(hào)。 9 2 7 0 N 個(gè) 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(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，往往將信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)等效為塊狀幀結(jié)構(gòu)，這不是SDH信號(hào)所特有的， PDH信號(hào)、 ATM信號(hào)，分組交換的數(shù)據(jù)包，它們的幀結(jié)構(gòu)都算是塊狀幀。將信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)等效為塊狀，僅僅是為了分析的方便。此處的 N與 STMN的 N相一致，取值范圍： 1， 4， 16， 64…… 。由此可知， STM1信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)是 9行 270列的塊狀幀，由上圖看出，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。當(dāng)然不是這樣傳輸，STMN信號(hào)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(hào)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(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)（一個(gè)比特一個(gè)比特）的傳輸，傳完一行再傳下一行，傳完一幀再傳下一幀。 8000幀 /秒聽起來很耳熟，對(duì)了， PDH的 E1信號(hào)也是 8000幀 /秒。想想看 PDH不同等級(jí)信號(hào)的幀周期是否恒定？由于幀周期的恒定使 STMN信號(hào)的速率有其規(guī)律性。而 PDH中的 E2信號(hào)速率 ≠E1信號(hào)速率的 4倍。 ?？ 想一想： ?STMN幀中單獨(dú)一個(gè)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(hào)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。 ?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(fù)用段開銷（ MSOH）；管理單元指針（ AUPTR）；信息凈負(fù)荷（ payload）。 ?1）信息凈負(fù)荷（ payload）是在 STMN幀結(jié)構(gòu)中存放將由 STMN傳送的各種信息碼塊的地方。為了實(shí)時(shí)監(jiān)測貨物（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)。 ? 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，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(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。現(xiàn)在你明白了吧，所謂通道指相應(yīng)的低速支路信號(hào)， POH的功能就是監(jiān)測這些低速支路信號(hào)在由 STMN這輛貨車承載，在 SDH網(wǎng)上運(yùn)輸時(shí)的性能。 ?2）段開銷（ SOH）是為了保證信息凈負(fù)荷正常靈活傳送所必須附加的供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)（ OAM）使用的字節(jié)。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還有一些管理功能。我們講過段其實(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。舉個(gè)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(hào)中每一個(gè) STM1的性能情況。例如 ， RSOH監(jiān)控的是整個(gè) STM16的信號(hào)傳輸狀態(tài)； MSOH監(jiān)控的是 STM16中每一個(gè) STM1信號(hào)的傳輸狀態(tài)； POH則是監(jiān)控每一個(gè) STM1中每一個(gè)打包了的低速支路信號(hào)（例如 2Mbit/s）的傳輸狀態(tài)。 ?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(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 9 N列，共 5 9 N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 9 N列，共 9 N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。 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，以便收端能根據(jù)這個(gè)位置指示符的值（指針值）正確分離信息凈負(fù)荷。 AUPTR的作用就是指示這堆貨物中第一件貨物的位置。 ? 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(hào)復(fù)用成高階 SDH信號(hào)；另一種是低速支路信號(hào)（例如 2Mbit/s、 34Mbit/s、 140Mbit/s）復(fù)用成 SDH信號(hào) STMN。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。在復(fù)用成的 STMN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。 ?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)