光傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)SDH與DWDM第1章課件

第一章SDH基礎(chǔ)知識第一章SDH基礎(chǔ)知識本章內(nèi)容簡介

本章系統(tǒng)介紹了同步數(shù)字系列（SDH）技術(shù)的概念和內(nèi)容.包括：PDH的主要缺陷，SDH的特點及幀結(jié)構(gòu)，SDH段開銷，SDH的映射和復(fù)用，SDH指針調(diào)整，MSTP的概念及其功能模型、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在MSTP上的傳送實現(xiàn)等基礎(chǔ)知識。

本章內(nèi)容簡介

本章系統(tǒng)介紹了同步數(shù)字系列（SDH）技術(shù)的概念學(xué)習(xí)重點與要求本章重點是SDH幀結(jié)構(gòu)，SDH段開銷，SDH的映射和復(fù)用，SDH指針技術(shù)，MSTP的概念及其功能模型；難點是SDH映射和復(fù)用過程，SDH指針調(diào)整，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在MSTP上的傳送實現(xiàn)。學(xué)習(xí)重點與要求本章重點是SDH幀結(jié)構(gòu)，SDH段開銷，SDH的1.1SDH的產(chǎn)生傳輸系統(tǒng)是通信網(wǎng)的重要組成部分，傳輸系統(tǒng)的好壞直接影響著通信網(wǎng)的發(fā)展。為了擴(kuò)大傳輸容量、提高傳輸效率，在數(shù)字通信中，常常將若干個低次群低速數(shù)字信號以數(shù)字復(fù)用的方式合成為一路高速數(shù)字信號。數(shù)字復(fù)用必須按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)部門ITU-T規(guī)定了兩種基本復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)，即準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）和同步數(shù)字系列（SDH）。

1.1SDH的產(chǎn)生傳輸系統(tǒng)是通信網(wǎng)的重要組成部分，傳輸系統(tǒng)1.1.1PDH的幀結(jié)構(gòu)和主要缺陷我國的PDH技術(shù)采用歐洲制式，歐洲制式中各次群的速率、偏差、幀周期、電路數(shù)如表所示。

群次速率偏差幀周期電路數(shù)一次2.048

Mbit/s50

ppm125s30二次6

.448

Mbit/s30

ppm100.38s120三次34.368

Mbit/s20

ppm44.69s480四次139.264

Mbit/s15

ppm21.03s1

9201.1.1PDH的幀結(jié)構(gòu)和主要缺陷我國的PDH技術(shù)采用歐1.1.2SDH的產(chǎn)生及特點1986年，ITU-T制訂了SDH同步數(shù)字體系標(biāo)準(zhǔn)，使同步網(wǎng)不僅適用于光纖傳輸，也適合于微波和衛(wèi)星等其他傳輸形式。與傳統(tǒng)的PDH相比較，SDH具有如下明顯的特點：靈活的分插功能。強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力。強(qiáng)大的自愈能力。有標(biāo)準(zhǔn)的光接口規(guī)范。具有廣泛的兼容性。SDH核心特點是：同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)光接口、強(qiáng)大網(wǎng)管能力。1.1.2SDH的產(chǎn)生及特點1986年，ITU-T制訂了1.1.2SDH的產(chǎn)生及特點SDH技術(shù)并不是十全十美的，它也有一些不足之處：由于開銷比特很多，因此頻帶利用率不如PDH；大規(guī)模采用軟件技術(shù)，一旦計算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，將造成全網(wǎng)癱瘓；為了能兼容各種速率信號、實現(xiàn)橫向連接，采用指針調(diào)控技術(shù)，產(chǎn)生較大的抖動，對信號造成一定的傳輸損傷。1.1.2SDH的產(chǎn)生及特點SDH技術(shù)并不是十全十美的，1.2SDH的速率等級及幀結(jié)構(gòu)1.2.1SDH的定義及設(shè)備基本類型同步數(shù)字系列（SDH）是將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體，并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送技術(shù)。SDH實際上是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口的一個統(tǒng)一規(guī)范，這個規(guī)范中首先統(tǒng)一的就是接口速率等級和幀結(jié)構(gòu)安排。另外，SDH還統(tǒng)一了設(shè)備類型和設(shè)備功能，使網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成更加規(guī)范。1.2SDH的速率等級及幀結(jié)構(gòu)1.2.1SDH的定義及1.2SDH的速率等級及幀結(jié)構(gòu)

1.2.1SDH的定義及設(shè)備基本類型SDH設(shè)備（網(wǎng)元）類型有4種。終端復(fù)用器（TM）：用于將各種低速信號復(fù)用映射進(jìn)線路信號STM-N或作相反處理。分插復(fù)用器（ADM）：直接在STM-N中分出或插入低速信號只能采用異步復(fù)接方式，即復(fù)接時需調(diào)整各支路速率同步后才能復(fù)接。再生中繼器（REG）：實現(xiàn)對STM-N信號的放大、再生，以便延長通信距離數(shù)字交叉連接器（DXC）：實現(xiàn)不同端口、不同速率信號的交叉連接。1.2SDH的速率等級及幀結(jié)構(gòu)

1.2.1SDH的定1.2.2SDH速率等級表1-2同步數(shù)字系列（SDH）速率等級同步數(shù)字系列速率等級比特率（kbit/s）速率（bit/s）STM-1155520155

MSTM-4622080622

MSTM-1624883202.5

GSTM-64995328010

GSTM-2563981312040G1.2.2SDH速率等級表1-2同步數(shù)字系列（SDH1.2.3SDH幀結(jié)構(gòu)SDH幀由凈負(fù)荷、管理單元指針（AU-PTR）、段開銷（SOH）3部分組成:段開銷（SOH）區(qū)域用于存放幀定位、運行、維護(hù)和管理方面的字節(jié)，以保證主信息凈負(fù)荷正確靈活地傳送。段開銷分為再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH）。管理單元指針用來指示信息凈負(fù)荷的第一個字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置，以便正確區(qū)分出所需的信息。信息凈負(fù)荷區(qū)存放各種電信業(yè)務(wù)信息和少量用于通道性能監(jiān)控的通道開銷字節(jié)1.2.3SDH幀結(jié)構(gòu)SDH幀由凈負(fù)荷、管理單元指針（A1.2.3SDH幀結(jié)構(gòu)1.2.3SDH幀結(jié)構(gòu)1.3SDH段開銷

1.3.1SDH段開銷的安排STM-N的段開銷由N個STM-1段開銷按字節(jié)間插同步復(fù)用而成，但只有第一個STM-1的段開銷完全保留，其余N-1個STM-1的段開銷僅保留A1、A2和3個B2字節(jié)，其他的字節(jié)全部省略。1.3SDH段開銷

1.3.1SDH段開銷的安排STM1.3.2段開銷功能1．再生段開銷功能幀定位字節(jié)A1、A2：用來標(biāo)識STM-N幀的起始位置。再生段蹤跡字節(jié)J0：J0重復(fù)發(fā)送一個代表某接入點的標(biāo)志，從而使再生段的接收端能夠確認(rèn)是否與預(yù)定的發(fā)送端處于持續(xù)的連接狀態(tài)。再生段誤碼監(jiān)視字節(jié)B1：用于再生段誤碼在線監(jiān)測。再生段公務(wù)通信字節(jié)E1：用于再生段公務(wù)聯(lián)絡(luò)。使用者通路字節(jié)F1：為運營者提供臨時數(shù)據(jù)/話音通道。再生段數(shù)據(jù)通信通道字節(jié)（DCC）：用于再生段傳送再生器的運行、管理和維護(hù)信息。1.3.2段開銷功能1．再生段開銷功能1.3.2段開銷功能2．復(fù)用段開銷復(fù)用段誤碼監(jiān)視字節(jié)B2：用于復(fù)用段的誤碼在線監(jiān)測。數(shù)據(jù)通信通道字節(jié)D4～D12：構(gòu)成管理網(wǎng)復(fù)用段之間運行、管理和維護(hù)信息的傳送通道。復(fù)用段公務(wù)通信字節(jié)E2：用于復(fù)用段公務(wù)聯(lián)絡(luò)。自動保護(hù)倒換通路字節(jié)K1、K2（bl～b5）：K1和K2用于傳送復(fù)用段保護(hù)倒換（APS）協(xié)議。復(fù)用段遠(yuǎn)端缺陷指示字節(jié)K2（b6～b8）：用于向復(fù)用段發(fā)送端回送接收端狀態(tài)指示信號，通知發(fā)送端，接收端檢測到上游故障或者收到了復(fù)用段告警指示信號（MS-AIS）。同步狀態(tài)字節(jié)Sl（b5～b8）：用作傳送同步狀態(tài)信息。復(fù)用段遠(yuǎn)端差錯指示字節(jié)M1：用于將復(fù)用段接收端檢測到的差錯數(shù)回傳給發(fā)送端。1.3.2段開銷功能2．復(fù)用段開銷1.4映射和復(fù)用

1.4.1映射和復(fù)用的基本概念

將PDH信號和各種新業(yè)務(wù)裝入SDH信號空間，并構(gòu)成SDH幀的過程稱為映射和復(fù)用過程。我國規(guī)定的SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu)如下圖所示：1.4映射和復(fù)用

1.4.1映射和復(fù)用的基本概念

將1.4.2SDH映射復(fù)用單元標(biāo)準(zhǔn)容器C：容器是用來裝載各種速率的業(yè)務(wù)信號的信息結(jié)構(gòu)。有5種標(biāo)準(zhǔn)容器：C-11、C-12、C-2、C-3和C-4。虛容器（VC）：用于支持SDH通道層連接的信息結(jié)構(gòu)。它由容器輸出的信息凈負(fù)荷加上通道開銷（POH）組成。虛容器可分為低階虛容器和高階虛容器。VC-12、VC-2和通過TU-3復(fù)用進(jìn)VC-4的VC-3為低階虛容器，AU-3中的VC-3和VC-4為高階虛容器。VC是SDH中可以用來傳輸、交換、處理的最小信息單元。支路單元是提供低階通道層和高階通道層之間適配功能的信息結(jié)構(gòu)。它由低階VC和相應(yīng)的支路單元指針組成。管理單元是提供高階通道層和復(fù)用段層之間適配功能的信息結(jié)構(gòu)，它由高階VC和相應(yīng)的管理單元指針組成。任何信號進(jìn)入SDH組成STM-N幀需經(jīng)過3個步驟：映射、定位和復(fù)用。1.4.2SDH映射復(fù)用單元標(biāo)準(zhǔn)容器C：容器是用來裝載各2M映射和復(fù)用形成STM-1的過程可用下述流程圖表示。一個STM-1幀中可容納1個140Mbit/s的支路信號，或3個34Mbit/s的支路信號，或63個2Mbit/s的支路信號。需要注意的是，一個STM-1幀只能裝入單一速率的信號，如34Mbit/s和2Mbit/s不能混裝復(fù)用形成一個STM-1幀。1.4.3PDH支路信號映射復(fù)用進(jìn)STM-1的方法2M映射和復(fù)用形成STM-1的過程可用下述流程圖表示。1.1.4.4N個AUG到STM-N的復(fù)用N個AUG每一個與STM-N幀都有確定的相位關(guān)系，即每一個AUG在STM-N幀中的相位是固定的，因此，N個AUG只需采用逐字節(jié)間插復(fù)接方式將N個AUG信號復(fù)用，就構(gòu)成了STM-N信號的凈負(fù)荷，然后，加上段開銷就構(gòu)成了STM-N幀。1.4.4N個AUG到STM-N的復(fù)用N個AUG每一個與1.4.5通道開銷POH字節(jié)功

能高階通道蹤跡J1VC第一個字節(jié)，作用與段開銷中J0功能相似高階通道誤碼監(jiān)測B3對VC-3或VC-4進(jìn)行誤碼監(jiān)測高階通道信號標(biāo)記C2標(biāo)示高階通道（VC-3或VC-4）的信號組成通道狀態(tài)G1將通道終端接收器接收到的通道狀態(tài)性能回送始端續(xù)表高階通道使用者字節(jié)F2、F3為使用者提供通道單元之間的通信通路位置指示字節(jié)H4為凈負(fù)荷提供一般位置指示自動保護(hù)倒換通路字節(jié)K3傳送高階通道的自動保護(hù)倒換協(xié)議網(wǎng)絡(luò)運營者字節(jié)N1提供串聯(lián)連接監(jiān)視功能V5字節(jié)用于VC-12復(fù)幀的誤碼監(jiān)測、信號標(biāo)記、通道狀態(tài)指示低階通道蹤跡字節(jié)J2用于低階通道，作用與段開銷中J0功能相似網(wǎng)絡(luò)運營者字節(jié)N2提供串聯(lián)連接監(jiān)視功能自動保護(hù)倒換通道K（b1～b4）為低階通道傳送APS協(xié)議保留K（b5～b8）低階通道增強(qiáng)型遠(yuǎn)端缺陷指示1.4.5通道開銷POH字節(jié)功能高階通道蹤跡J11.5指針技術(shù)指針來記錄數(shù)據(jù)信息VC-n在相應(yīng)的AU或TU幀中的起點（第一個字節(jié)）的位置，就可使信息流在相應(yīng)的幀中靈活動態(tài)地定位。具體地說指針的作用主要有3個：（1）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于同步工作狀態(tài)時，指針用來進(jìn)行同步信號間的相位校準(zhǔn)。（2）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)失配時，指針用作頻率和相位的校準(zhǔn)。（3）指針還可以用來容納網(wǎng)絡(luò)中的頻率抖動和漂移。SDH指針包括AU-4指針、TU-3指針和TU-12指針3種。1.5指針技術(shù)指針來記錄數(shù)據(jù)信息VC-n在相應(yīng)的AU或TU1.5.1AU-4指針AU-4指針是用來指示VC-4在AU-4中起點位置的，從而使AU-4指針既能容納VC-4和AU-4在相位上的差異，又能容納幀速率上的差別。AU-4指針位于第4行的前9個字節(jié)。其中，H1和H2是指針，并且合在一起使用，可以看成一個字碼，3個H3字節(jié)為負(fù)調(diào)整機(jī)會字節(jié)，進(jìn)行負(fù)調(diào)整時H3傳送VC-4的字節(jié)。1.5.1AU-4指針AU-4指針是用來指示VC-4在A1.5.1AU-4指針AU-4指針正調(diào)整：當(dāng)VC-4速率較AU-4幀速率低時（相當(dāng)于物體小、集裝箱大），必須周期性地在本該傳送信息的凈負(fù)荷區(qū)塞入一些非信息字節(jié)（相當(dāng)于在集裝箱內(nèi)塞入填充物）相對提高VC-4速率，使VC-4和AU-4同步，這個過程稱為正調(diào)整。具體做法是：正調(diào)整時編號為“0”的3個正調(diào)整機(jī)會字節(jié)雖然發(fā)送，但不裝信息，相應(yīng)地在這之后的VC-4信號均向后滑3個字節(jié)，當(dāng)然下一個VC-4的起點也向后滑了3個字節(jié)，起點的編號增加了1，即指針值增加1。1.5.1AU-4指針AU-4指針正調(diào)整：1.5.1AU-4指針AU-4指針負(fù)調(diào)整：當(dāng)VC-4速率較AU-4高時（相當(dāng)于物體的體積比集裝箱中預(yù)留裝物體的空間還大），只得將AU-4幀中本該存放非信息的字節(jié)也用于傳送信息字節(jié)（相當(dāng)于在集裝箱中減少一些填充物而增大空間），相對“減短”VC-4字節(jié)，使VC-4和AU-4同步，這個過程稱為負(fù)調(diào)整。具體做法是：將3個負(fù)調(diào)整機(jī)會字節(jié)（H3字節(jié)）用來裝VC-4的信息字節(jié)，這之后的VC-4信號均前移3個字節(jié)，當(dāng)然這幀之后的VC-4起點也前移了3個字節(jié)，起點編號減少了1，即指針值減少了1。上述正調(diào)整或負(fù)調(diào)整，將根據(jù)VC-4相對于AU-4的速率差進(jìn)行一次次調(diào)整，直到二者同步。但是相鄰兩次調(diào)整至少間隔3幀。1.5.1AU-4指針AU-4指針負(fù)調(diào)整：1.5.1AU-4指針指針值包含在H1和H2中。前4個比特（NNNN）為新數(shù)據(jù)標(biāo)志（NDF），NNNN=0110時，表示指針正常操作，允許指針調(diào)整。當(dāng)NNNN=1001時，表示由于凈負(fù)荷變化，指針將有一個全新的值。H1、H2的后10比特為指針值，即為VC-4起點編號的二進(jìn)制值。這10個比特又分為I比特（表示增加比特）和D比特（表示減少比特）兩類。當(dāng)5個I比特全部反轉(zhuǎn)時，表示此幀AU-4進(jìn)行了正調(diào)整，正調(diào)整機(jī)會字節(jié)中傳送非信息字節(jié)，其后的幀AU-4指針值加1。當(dāng)5個D比特全部反轉(zhuǎn)時，代表這幀AU-4進(jìn)行了負(fù)調(diào)整，此幀中H3字節(jié)中傳送的為信息字節(jié)，其后的幀AU-4指針值減1。指針字節(jié)H1和H2的第5、6比特為S比特，用來指示AU-n或TU-n的類別。SS=10時，表示AU或TU的類型是AU-4，TU-3。1.5.1AU-4指針指針值包含在H1和H2中。1.5.2TU-3指針TU-3指針提供VC-3在TU-3幀中靈活和動態(tài)的定位方法。它由TU-3幀結(jié)構(gòu)中第一列第一、二、三行的3個字節(jié)H1、H2、H3組成，其中，H1和H2是合在一起使用的，可以看成一個碼字（與AU-4指針的H1和H2相同），H3字節(jié)用于負(fù)調(diào)整機(jī)會（AU-4指針的負(fù)調(diào)整機(jī)會是3個H3字節(jié)），進(jìn)行負(fù)調(diào)整時H3字節(jié)傳送VC-3的信息字節(jié)。緊接H3字節(jié)之后的一個字節(jié)為正調(diào)整機(jī)會字節(jié)，進(jìn)行正調(diào)整時該位置用非信息字節(jié)填充。1.5.2TU-3指針TU-3指針提供VC-3在TU-31.5.3TU-12指針TU-12指針包含在TU-12復(fù)幀結(jié)構(gòu)中的V1、V2、V3字節(jié)中。V1和V2為指針字節(jié)（與AU-4和TU-3指針中的H1和H2結(jié)構(gòu)、功能相同），可以看成一個字碼，V3字節(jié)用于負(fù)調(diào)整機(jī)會，V3后跟著的那個字節(jié)為正調(diào)整機(jī)會字節(jié)，V4作為預(yù)留字節(jié)。1.5.3TU-12指針TU-12指針包含在TU-12復(fù)1.6SDH新業(yè)務(wù)應(yīng)用

1.6.1基于SDH的MSTP的發(fā)展歷程

MSTP構(gòu)建統(tǒng)一的城域多業(yè)務(wù)傳送網(wǎng)，將傳統(tǒng)話音、專線、視頻、數(shù)據(jù)、VOIP、IPTV等業(yè)務(wù)在接入層分類收斂，并統(tǒng)一送到骨干層對應(yīng)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中集中處理，從而實現(xiàn)所有業(yè)務(wù)的統(tǒng)一接入、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一維護(hù)，提高了端到端電路的QoS能力。伴隨著電信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，從2000年開始MSTP快速經(jīng)歷了從支持以太網(wǎng)透傳的第一代到支持二層交換的第二代再到當(dāng)前支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù)QoS的新一代（第三代）MSTP的發(fā)展歷程。中國通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會于2002年發(fā)布了關(guān)于MSTP的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，《基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點的技術(shù)要求》（編號：YD/T1238-2002）。同時，中國通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會還制訂了《基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺的測試方法》，以便在對廠家設(shè)備的入網(wǎng)驗證，為多廠家互通性測試方面提供一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1.6SDH新業(yè)務(wù)應(yīng)用

1.6.1基于SDH的MST1.6.2MSTP的概念及其功能模型MSTP是指基于SDH平臺，實現(xiàn)TDM、ATM及以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的接入處理和傳送，并提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)綜合傳送技術(shù)。MSTP技術(shù)具有如下幾個主要特點：（1）支持多種業(yè)務(wù)接口：MSTP支持話音、數(shù)據(jù)、視頻等多種業(yè)務(wù)，提供豐富的業(yè)務(wù)（TDM、ATM、和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)等）接口。（2）帶寬利用率高：具有以太網(wǎng)和ATM業(yè)務(wù)的透明傳輸和二層交換能力，支持統(tǒng)計復(fù)用，傳輸鏈路的帶寬可配置，帶寬利用率高。（3）組網(wǎng)能力強(qiáng)：MSTP支持鏈、環(huán)（相交環(huán)、相切環(huán)），甚至無線網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式，具有極強(qiáng)的組網(wǎng)能力。（4）可實現(xiàn)統(tǒng)一、智能的網(wǎng)絡(luò)管理，具有良好的兼容性和互操作性：可以與現(xiàn)有的SDH網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一管理（同一廠家），易于實現(xiàn)與原有網(wǎng)絡(luò)的兼容與互通。1.6.2MSTP的概念及其功能模型MSTP是指基于SD1.6.2MSTP的概念及其功能模型關(guān)于MSTP設(shè)備的功能模型在YD/T1238-2002《基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)電技術(shù)要求》中進(jìn)行了規(guī)定。其整體功能模型如圖所示。SDH接口再生段開銷處理復(fù)用段開銷處理復(fù)用段開銷處理VC交叉再生段開銷處理STM-N接口STM-N接口以太網(wǎng)接口ATM接口PDH接口兩層交換PPP/LAPS/GFPATM處理VC映射1.6.2MSTP的概念及其功能模型關(guān)于MSTP設(shè)備的功1.6.3以太業(yè)務(wù)在MSTP上的傳送實現(xiàn)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在MSTP上的傳送實現(xiàn)過程：以太網(wǎng)業(yè)務(wù)通過Eth端口進(jìn)入，經(jīng)過業(yè)務(wù)處理、二層交換、環(huán)路控制后，再對其進(jìn)行封裝、映射，然后通過SDH交叉連接，加上復(fù)用段開銷、再生段開銷最終形成STM-N線路信號發(fā)送出去。在MSTP承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的封裝和映射過程中將通用成幀規(guī)程GFP、虛級聯(lián)VCAT和鏈路容量調(diào)整方案LCAS結(jié)合起來，可以使MSTP網(wǎng)絡(luò)很好地適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點，具有帶寬的靈活性，提高帶寬利用效率。1.6.3以太業(yè)務(wù)在MSTP上的傳送實現(xiàn)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在MST第一章SDH基礎(chǔ)知識第一章SDH基礎(chǔ)知識本章內(nèi)容簡介

本章系統(tǒng)介紹了同步數(shù)字系列（SDH）技術(shù)的概念和內(nèi)容.包括：PDH的主要缺陷，SDH的特點及幀結(jié)構(gòu)，SDH段開銷，SDH的映射和復(fù)用，SDH指針調(diào)整，MSTP的概念及其功能模型、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在MSTP上的傳送實現(xiàn)等基礎(chǔ)知識。

本章內(nèi)容簡介

本章系統(tǒng)介紹了同步數(shù)字系列（SDH）技術(shù)的概念學(xué)習(xí)重點與要求本章重點是SDH幀結(jié)構(gòu)，SDH段開銷，SDH的映射和復(fù)用，SDH指針技術(shù)，MSTP的概念及其功能模型；難點是SDH映射和復(fù)用過程，SDH指針調(diào)整，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在MSTP上的傳送實現(xiàn)。學(xué)習(xí)重點與要求本章重點是SDH幀結(jié)構(gòu)，SDH段開銷，SDH的1.1SDH的產(chǎn)生傳輸系統(tǒng)是通信網(wǎng)的重要組成部分，傳輸系統(tǒng)的好壞直接影響著通信網(wǎng)的發(fā)展。為了擴(kuò)大傳輸容量、提高傳輸效率，在數(shù)字通信中，常常將若干個低次群低速數(shù)字信號以數(shù)字復(fù)用的方式合成為一路高速數(shù)字信號。數(shù)字復(fù)用必須按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)部門ITU-T規(guī)定了兩種基本復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)，即準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）和同步數(shù)字系列（SDH）。

1.1SDH的產(chǎn)生傳輸系統(tǒng)是通信網(wǎng)的重要組成部分，傳輸系統(tǒng)1.1.1PDH的幀結(jié)構(gòu)和主要缺陷我國的PDH技術(shù)采用歐洲制式，歐洲制式中各次群的速率、偏差、幀周期、電路數(shù)如表所示。

群次速率偏差幀周期電路數(shù)一次2.048

Mbit/s50

ppm125s30二次6

.448

Mbit/s30

ppm100.38s120三次34.368

Mbit/s20

ppm44.69s480四次139.264

Mbit/s15

ppm21.03s1

9201.1.1PDH的幀結(jié)構(gòu)和主要缺陷我國的PDH技術(shù)采用歐1.1.2SDH的產(chǎn)生及特點1986年，ITU-T制訂了SDH同步數(shù)字體系標(biāo)準(zhǔn)，使同步網(wǎng)不僅適用于光纖傳輸，也適合于微波和衛(wèi)星等其他傳輸形式。與傳統(tǒng)的PDH相比較，SDH具有如下明顯的特點：靈活的分插功能。強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力。強(qiáng)大的自愈能力。有標(biāo)準(zhǔn)的光接口規(guī)范。具有廣泛的兼容性。SDH核心特點是：同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)光接口、強(qiáng)大網(wǎng)管能力。1.1.2SDH的產(chǎn)生及特點1986年，ITU-T制訂了1.1.2SDH的產(chǎn)生及特點SDH技術(shù)并不是十全十美的，它也有一些不足之處：由于開銷比特很多，因此頻帶利用率不如PDH；大規(guī)模采用軟件技術(shù)，一旦計算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，將造成全網(wǎng)癱瘓；為了能兼容各種速率信號、實現(xiàn)橫向連接，采用指針調(diào)控技術(shù)，產(chǎn)生較大的抖動，對信號造成一定的傳輸損傷。1.1.2SDH的產(chǎn)生及特點SDH技術(shù)并不是十全十美的，1.2SDH的速率等級及幀結(jié)構(gòu)1.2.1SDH的定義及設(shè)備基本類型同步數(shù)字系列（SDH）是將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體，并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送技術(shù)。SDH實際上是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口的一個統(tǒng)一規(guī)范，這個規(guī)范中首先統(tǒng)一的就是接口速率等級和幀結(jié)構(gòu)安排。另外，SDH還統(tǒng)一了設(shè)備類型和設(shè)備功能，使網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成更加規(guī)范。1.2SDH的速率等級及幀結(jié)構(gòu)1.2.1SDH的定義及1.2SDH的速率等級及幀結(jié)構(gòu)

1.2.1SDH的定義及設(shè)備基本類型SDH設(shè)備（網(wǎng)元）類型有4種。終端復(fù)用器（TM）：用于將各種低速信號復(fù)用映射進(jìn)線路信號STM-N或作相反處理。分插復(fù)用器（ADM）：直接在STM-N中分出或插入低速信號只能采用異步復(fù)接方式，即復(fù)接時需調(diào)整各支路速率同步后才能復(fù)接。再生中繼器（REG）：實現(xiàn)對STM-N信號的放大、再生，以便延長通信距離數(shù)字交叉連接器（DXC）：實現(xiàn)不同端口、不同速率信號的交叉連接。1.2SDH的速率等級及幀結(jié)構(gòu)

1.2.1SDH的定1.2.2SDH速率等級表1-2同步數(shù)字系列（SDH）速率等級同步數(shù)字系列速率等級比特率（kbit/s）速率（bit/s）STM-1155520155

MSTM-4622080622

MSTM-1624883202.5

GSTM-64995328010

GSTM-2563981312040G1.2.2SDH速率等級表1-2同步數(shù)字系列（SDH1.2.3SDH幀結(jié)構(gòu)SDH幀由凈負(fù)荷、管理單元指針（AU-PTR）、段開銷（SOH）3部分組成:段開銷（SOH）區(qū)域用于存放幀定位、運行、維護(hù)和管理方面的字節(jié)，以保證主信息凈負(fù)荷正確靈活地傳送。段開銷分為再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH）。管理單元指針用來指示信息凈負(fù)荷的第一個字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置，以便正確區(qū)分出所需的信息。信息凈負(fù)荷區(qū)存放各種電信業(yè)務(wù)信息和少量用于通道性能監(jiān)控的通道開銷字節(jié)1.2.3SDH幀結(jié)構(gòu)SDH幀由凈負(fù)荷、管理單元指針（A1.2.3SDH幀結(jié)構(gòu)1.2.3SDH幀結(jié)構(gòu)1.3SDH段開銷

1.3.1SDH段開銷的安排STM-N的段開銷由N個STM-1段開銷按字節(jié)間插同步復(fù)用而成，但只有第一個STM-1的段開銷完全保留，其余N-1個STM-1的段開銷僅保留A1、A2和3個B2字節(jié)，其他的字節(jié)全部省略。1.3SDH段開銷

1.3.1SDH段開銷的安排STM1.3.2段開銷功能1．再生段開銷功能幀定位字節(jié)A1、A2：用來標(biāo)識STM-N幀的起始位置。再生段蹤跡字節(jié)J0：J0重復(fù)發(fā)送一個代表某接入點的標(biāo)志，從而使再生段的接收端能夠確認(rèn)是否與預(yù)定的發(fā)送端處于持續(xù)的連接狀態(tài)。再生段誤碼監(jiān)視字節(jié)B1：用于再生段誤碼在線監(jiān)測。再生段公務(wù)通信字節(jié)E1：用于再生段公務(wù)聯(lián)絡(luò)。使用者通路字節(jié)F1：為運營者提供臨時數(shù)據(jù)/話音通道。再生段數(shù)據(jù)通信通道字節(jié)（DCC）：用于再生段傳送再生器的運行、管理和維護(hù)信息。1.3.2段開銷功能1．再生段開銷功能1.3.2段開銷功能2．復(fù)用段開銷復(fù)用段誤碼監(jiān)視字節(jié)B2：用于復(fù)用段的誤碼在線監(jiān)測。數(shù)據(jù)通信通道字節(jié)D4～D12：構(gòu)成管理網(wǎng)復(fù)用段之間運行、管理和維護(hù)信息的傳送通道。復(fù)用段公務(wù)通信字節(jié)E2：用于復(fù)用段公務(wù)聯(lián)絡(luò)。自動保護(hù)倒換通路字節(jié)K1、K2（bl～b5）：K1和K2用于傳送復(fù)用段保護(hù)倒換（APS）協(xié)議。復(fù)用段遠(yuǎn)端缺陷指示字節(jié)K2（b6～b8）：用于向復(fù)用段發(fā)送端回送接收端狀態(tài)指示信號，通知發(fā)送端，接收端檢測到上游故障或者收到了復(fù)用段告警指示信號（MS-AIS）。同步狀態(tài)字節(jié)Sl（b5～b8）：用作傳送同步狀態(tài)信息。復(fù)用段遠(yuǎn)端差錯指示字節(jié)M1：用于將復(fù)用段接收端檢測到的差錯數(shù)回傳給發(fā)送端。1.3.2段開銷功能2．復(fù)用段開銷1.4映射和復(fù)用

1.4.1映射和復(fù)用的基本概念

將PDH信號和各種新業(yè)務(wù)裝入SDH信號空間，并構(gòu)成SDH幀的過程稱為映射和復(fù)用過程。我國規(guī)定的SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu)如下圖所示：1.4映射和復(fù)用

1.4.1映射和復(fù)用的基本概念

將1.4.2SDH映射復(fù)用單元標(biāo)準(zhǔn)容器C：容器是用來裝載各種速率的業(yè)務(wù)信號的信息結(jié)構(gòu)。有5種標(biāo)準(zhǔn)容器：C-11、C-12、C-2、C-3和C-4。虛容器（VC）：用于支持SDH通道層連接的信息結(jié)構(gòu)。它由容器輸出的信息凈負(fù)荷加上通道開銷（POH）組成。虛容器可分為低階虛容器和高階虛容器。VC-12、VC-2和通過TU-3復(fù)用進(jìn)VC-4的VC-3為低階虛容器，AU-3中的VC-3和VC-4為高階虛容器。VC是SDH中可以用來傳輸、交換、處理的最小信息單元。支路單元是提供低階通道層和高階通道層之間適配功能的信息結(jié)構(gòu)。它由低階VC和相應(yīng)的支路單元指針組成。管理單元是提供高階通道層和復(fù)用段層之間適配功能的信息結(jié)構(gòu)，它由高階VC和相應(yīng)的管理單元指針組成。任何信號進(jìn)入SDH組成STM-N幀需經(jīng)過3個步驟：映射、定位和復(fù)用。1.4.2SDH映射復(fù)用單元標(biāo)準(zhǔn)容器C：容器是用來裝載各2M映射和復(fù)用形成STM-1的過程可用下述流程圖表示。一個STM-1幀中可容納1個140Mbit/s的支路信號，或3個34Mbit/s的支路信號，或63個2Mbit/s的支路信號。需要注意的是，一個STM-1幀只能裝入單一速率的信號，如34Mbit/s和2Mbit/s不能混裝復(fù)用形成一個STM-1幀。1.4.3PDH支路信號映射復(fù)用進(jìn)STM-1的方法2M映射和復(fù)用形成STM-1的過程可用下述流程圖表示。1.1.4.4N個AUG到STM-N的復(fù)用N個AUG每一個與STM-N幀都有確定的相位關(guān)系，即每一個AUG在STM-N幀中的相位是固定的，因此，N個AUG只需采用逐字節(jié)間插復(fù)接方式將N個AUG信號復(fù)用，就構(gòu)成了STM-N信號的凈負(fù)荷，然后，加上段開銷就構(gòu)成了STM-N幀。1.4.4N個AUG到STM-N的復(fù)用N個AUG每一個與1.4.5通道開銷POH字節(jié)功

能高階通道蹤跡J1VC第一個字節(jié)，作用與段開銷中J0功能相似高階通道誤碼監(jiān)測B3對VC-3或VC-4進(jìn)行誤碼監(jiān)測高階通道信號標(biāo)記C2標(biāo)示高階通道（VC-3或VC-4）的信號組成通道狀態(tài)G1將通道終端接收器接收到的通道狀態(tài)性能回送始端續(xù)表高階通道使用者字節(jié)F2、F3為使用者提供通道單元之間的通信通路位置指示字節(jié)H4為凈負(fù)荷提供一般位置指示自動保護(hù)倒換通路字節(jié)K3傳送高階通道的自動保護(hù)倒換協(xié)議網(wǎng)絡(luò)運營者字節(jié)N1提供串聯(lián)連接監(jiān)視功能V5字節(jié)用于VC-12復(fù)幀的誤碼監(jiān)測、信號標(biāo)記、通道狀態(tài)指示低階通道蹤跡字節(jié)J2用于低階通道，作用與段開銷中J0功能相似網(wǎng)絡(luò)運營者字節(jié)N2提供串聯(lián)連接監(jiān)視功能自動保護(hù)倒換通道K（b1～b4）為低階通道傳送APS協(xié)議保留K（b5～b8）低階通道增強(qiáng)型遠(yuǎn)端缺陷指示1.4.5通道開銷POH字節(jié)功能高階通道蹤跡J11.5指針技術(shù)指針來記錄數(shù)據(jù)信息VC-n在相應(yīng)的AU或TU幀中的起點（第一個字節(jié)）的位置，就可使信息流在相應(yīng)的幀中靈活動態(tài)地定位。具體地說指針的作用主要有3個：（1）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于同步工作狀態(tài)時，指針用來進(jìn)行同步信號間的相位校準(zhǔn)。（2）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)失配時，指針用作頻率和相位的校準(zhǔn)。（3）指針還可以用來容納網(wǎng)絡(luò)中的頻率抖動和漂移。SDH指針包括AU-4指針、TU-3指針和TU-12指針3種。1.5指針技術(shù)指針來記錄數(shù)據(jù)信息VC-n在相應(yīng)的AU或TU1.5.1AU-4指針AU-4指針是用來指示VC-4在AU-4中起點位置的，從而使AU-4指針既能容納VC-4和AU-4在相位上的差異，又能容納幀速率上的差別。AU-4指針位于第4行的前9個字節(jié)。其中，H1和H2是指針，并且合在一起使用，可以看成一個字碼，3個H3字節(jié)為負(fù)調(diào)整機(jī)會字節(jié)，進(jìn)行負(fù)調(diào)整時H3傳送VC-4的字節(jié)。1.5.1AU-4指針AU-4指針是用來指示VC-4在A1.5.1AU-4指針AU-4指針正調(diào)整：當(dāng)VC-4速率較AU-4幀速率低時（相當(dāng)于物體小、集裝箱大），必須周期性地在本該傳送信息的凈負(fù)荷區(qū)塞入一些非信息字節(jié)（相當(dāng)于在集裝箱內(nèi)塞入填充物）相對提高VC-4速率，使VC-4和AU-4同步，這個過程稱為正調(diào)整。具體做法是：正調(diào)整時編號為“0”的3個正調(diào)整機(jī)會字節(jié)雖然發(fā)送，但不裝信息，相應(yīng)地在這之后的VC-4信號均向后滑3個字節(jié)，當(dāng)然下一個VC-4的起點也向后滑了3個字節(jié)，起點的編號增加了1，即指針值增加1。1.5.1AU-4指針AU-4指針正調(diào)整：1.5.1AU-4指針AU-4指針負(fù)調(diào)整：當(dāng)VC-4速率較AU-4高時（相當(dāng)于物體的體積比集裝箱中預(yù)留裝物體的空間還大），只得將AU-4幀中本該存放非信息的字節(jié)也用于傳送信息字節(jié)（相當(dāng)于在集裝箱中減少一些填充物而增大空間），相對“減短”VC-4字節(jié)，使VC-4和AU-4同步，這個過程稱為負(fù)調(diào)整。具體做法是：將3個負(fù)調(diào)整機(jī)會字節(jié)（H3字節(jié)）用來裝VC-4的信息字節(jié)，這之后的VC-4信號均前移3個字節(jié)，當(dāng)然這幀之后的VC-4起點也前移了3個字節(jié)，起點編號減少了1，即指針值減少了1。上述正調(diào)整或負(fù)調(diào)整，將根據(jù)VC-4相對于AU-4的速率差進(jìn)行一次次調(diào)整，直到二者同步。但是相鄰兩次調(diào)整至少間隔3幀。1.5.1AU-4指針AU-4指針負(fù)調(diào)整：1.5.1AU-4指針指針值包含在H1和H2中。前4個比特（NNNN）為新數(shù)據(jù)標(biāo)志（NDF），NNNN=0110時，表示指針正常操作，允許指針調(diào)整。當(dāng)NNNN=1001時，表示由于凈負(fù)荷變化，指針將有一個全新的值。H1、H2的后10比特為指針值，即為VC-4起點編號的二進(jìn)制值。這10個比特又分為I比特（表示增加比特）和D比特（表示減少比特）兩類。當(dāng)5個I比特全部反轉(zhuǎn)時，表示此幀AU-4進(jìn)行了正調(diào)整，正調(diào)整機(jī)會字節(jié)中傳送非信息字節(jié)，其后的幀AU-4指針值加1。當(dāng)5個D比特全部反轉(zhuǎn)時，代表這幀AU-4進(jìn)行了負(fù)調(diào)整，此幀中H3字節(jié)中傳送的為信息字節(jié)，其后的幀AU-4指針值減1。指針字節(jié)H1和H2的第5、6比特為S比特，用來指示AU-n或TU-n的類別。SS=10時，表示AU或TU的類型是AU-4，TU-3。1.5.1AU-4指針指針值包含在H1和H2中。1.5.2TU-3指針TU-3指針提供VC-3在TU-3幀中靈活和動態(tài)的定位方法。它由TU-3幀結(jié)構(gòu)中第一列第一、二、三行的3個字節(jié)H1、H2、H3組成，其中，H1和H2是合在一起使用的，可以看成一個碼字（與AU-4指針的H1和H2相同），H3字節(jié)用于負(fù)調(diào)整機(jī)會（AU-4指針的負(fù)調(diào)整機(jī)會是3個H3字節(jié)），進(jìn)行負(fù)調(diào)整時H3字節(jié)傳送VC-3的信息字節(jié)。緊接H3字節(jié)之后的一個字節(jié)為正調(diào)整機(jī)會字節(jié)，進(jìn)行正調(diào)整時該位置用非信息字節(jié)填充。1.5.2