【正文】 從 140Mbit/s的信號中直接分 /插出 2Mbit/s的信號。例如從 140Mbit/s的信號中分 /插出2Mbit/s低速信號要經過如下過程。這也就是為什么 PDH體制傳輸信號的速率沒有更進一步提高的原因。通過三級解復用設備從 140Mbit/s的信號中分出 2Mbit/s低速信號；再通過三級復用設備將 2Mbit/s的低速信號復用到 140Mbit/s信號中。這樣不僅增加了設備的體積、成本、功耗，還增加了設備的復雜性，降低了設備的可靠性。由于 PDH信號運行維護工作的開銷字節(jié)少，這對完成傳輸網的分層管理、性能監(jiān)控、業(yè)務的實時調度、傳輸帶寬的控制、告警的分析定位是很不利的。容易形成網絡的七國八制的局面，不利于形成統(tǒng)一的電信管理網。本課程主要講述 SDH體制在光纖傳輸網上的應用。 與 PDH相比 SDH有哪些優(yōu)勢 既然 SDH傳輸體制是 PDH傳輸體制進化而來的，因此它具有 PDH體制所無可比擬的優(yōu)點，它是不同于 PDH體制的全新的一代傳輸體制，與 PDH相比在技術體制上進行了根本的變革。 SDH概念的核心是從統(tǒng)一的國家電信網和國際互通的高度來組建數字通信網，是構成綜合業(yè)務數字網（ ISDN），特別是寬帶綜合業(yè)務數字網（ 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的特點吧），從幾個方面進一步說明。 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備能否互連的關鍵。規(guī)范的內容有數字信號速率等級、幀結構、復接方法、線路接口、監(jiān)控管理等。 ?SDH體制有一套標準的信息結構等級，即有一套標準的速率等級。高等級的數字信號系列例如：622Mbit/s（ STM4）、 （ STM16）等，可通過將低速率等級的信息模塊（例如STM1）通過字節(jié)間插同步復接而成，復接的個數是 4的倍數，例如： STM4＝ 4 STM1， STM16＝ 4 STM4。 技術細節(jié)： ?什么是字節(jié)間插復用方式呢？ ?我們以一個例子來說明。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)一標準規(guī)范， SDH信號的線路編碼僅對信號進行擾碼，不再進行冗余碼的插入。擾碼的目的是抑制線路碼中的長連“ 0”和長連“ 1”，便于從線路信號中提取時鐘信號。 2. 復用方式 由于低速 SDH信號是以字節(jié)間插方式復用進高速 SDH信號的幀結構中的，這樣就使低速 SDH信號在高速 SDH信號的幀中的位置是固定的、有規(guī)律性的，也就是說是可預見的。 另外，由于采用了同步復用方式和靈活的映射結構，可將 PDH低速支路信號（例如2Mbit/s）復用進 SDH信號的幀中去（ STMN），這樣使低速支路信號在 STMN幀中的位置也是可預見的，于是可以從 STMN信號中直接分 /插出低速支路信號。于是節(jié)省了大量的復接 /分接設備（背靠背設備），增加了可靠性，減少了信號損傷、設備成本、功耗、復雜性等，使業(yè)務的上、下更加簡便。 技術細節(jié)： 什么是網絡自愈功能？ 網絡自愈是指當業(yè)務信道損壞導致業(yè)務中斷時，網絡會自動將業(yè)務切換到備用業(yè)務信道，使業(yè)務能在較短的時間（ ITUT規(guī)定為 50ms以內）得以恢復正常傳輸。 那么為達到網絡自愈功能除了設備具有 DXC功能（完成將業(yè)務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），冗余設備（備用設備）。 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信號的幀結構中安排了豐富的用于運行維護（ OAM）功能的開銷字節(jié)，使網絡的監(jiān)控功能大大加強，也就是說維護的自動化程度大大加強。以PCM30/32信號為例，其幀結構中僅有 TS0時隙和 TS16時隙中的比特是用于 OAM功能。這樣就使系統(tǒng)的維護費用大大降低，而在通信設備的綜合成本中，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，據估算僅為 PDH系統(tǒng)的 %。也就是說可以用 SDH網傳送 PDH業(yè)務，另外，異步轉移模式的信號（ ATM）、 FDDI信號等其他體制的信號也可用 SDH網來傳輸。 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絡邊界處（例如： SDH/PDH起點）復用進 STM1信號的幀結構中，在網絡邊界處（終點）再將它們拆分出來即可，這樣就可以在 SDH傳輸網上傳輸各種體制的數字信號了。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。 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。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。相應的， 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。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）。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)。 但是指針功能的實現(xiàn)增加了系統(tǒng)的復雜性。這種抖動多發(fā)于 網絡邊界處（ 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。另外，在網絡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。 SDH體制是一種新生事物，盡管還有這樣那樣的缺陷，但它已在傳輸網的發(fā)展中，顯露出了強大的生命力，傳輸網從 PDH過渡到 SDH已是一個必然的趨勢。 ?習題 ?1. 為什么 SDH體制適合大容量傳輸的情況？ 答案： 1. SDH體制有完善的監(jiān)控機制提高網絡安全性，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。 ?掌握 STMN信號幀中各部分結構所起的大致作用。 ?掌握復用和映射的概念。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。 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，往往將信號的幀結構等效為塊狀幀結構，這不是SDH信號所特有的， PDH信號、 ATM信號，分組交換的數據包，它們的幀結構都算是塊狀幀。將信號的幀結構等效為塊狀，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信號的幀結構是 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，行數恒定為 9行。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信號幀傳輸的原則是：幀結構中的字節(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。 8000幀 /秒聽起來很耳熟，對了， PDH的 E1信號也是 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 STMN信號的速率有其規(guī)律性。而 PDH中的 E2信號速率 ≠E1信號速率的 4倍。 ?？ 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。 ?從圖中看出， STMN的幀結構由 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）。 ?1）信息凈負荷（ payload）是在 STMN幀結構中存放將由 STMN傳送的各種信息碼塊的地方。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)。 ? 技術細節(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?，F(xiàn)在你明白了吧，所謂通道指相應的低速支路信號， 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網上運輸時的性能。 ?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絡運行、管理和維護（ OAM）使用的字節(jié)。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。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。舉個簡單的例子，若光纖上傳輸的是 ，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。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)。 ?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，共 5 9 N個字節(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。 AUPTR是用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)在 STMN幀內的準確位置的指示符，以便收端能根據這個位置指示符的值（指針值）正確分離信息凈負荷。 AUPTR的作用就是指示這堆貨物中第一件貨物的位置。 ? SDH的復用結構和步驟 ?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。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，其具體的復用方法在下一節(jié)中講述。 ?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據，允許被復