第6章 数字复接技术与数字同步序列SDH
第6章(176)
第6章 同步数字体系
2) (1) 浮动VC模式。 浮动VC模式是指VC净负荷在TU或AU内的位置不固定， 并由TU-PTR或AU-PTR指示其起点位置的一种工作模式。 (2) 锁定TU模式。 锁定TU模式是一种信息净负荷与网同步并处于TU或AU 帧内固定位置，因而无需TU-PTR或AU-PTR
第6章 同步数字体系
(2) VC4与AU4的净负荷容量一样，但速率可能不一致， 需要进行调整。AU-PTR的作用就是指明VC4相对AU4的相 位，它占有9个字节，相当于容量为576 kb/s。于是经过AUPTR指针处理后的AU4的速率为150.912 Mb/s，这个过程称之
第6章 同步数字体系
2) 虚容器VC 虚容器是用来支持SDH通道层连接的信息结构，它由容 器输出的信息净负荷和通道开销(POH)
VCn=Cn+VCnPOH VC的输出将作为其后接基本单元(TU或AU)的信息净负 荷。VC的包封速率是与SDH网络同步的，因此不同VC是互 相同步的，而VC内部却允许装载来自不同容器的异步净负荷。 虚容器有5种：VC11、VC12、VC2、VC3和VC4。虚容器可 分成低阶虚容器和高阶虚容器两类。
第6章 同步数字体系
6.1 同步数字体系概述 6.2 SDH的速率和帧结构 6.3 同步复用与映射 6.4 SDH传送网结构 6.5 SDH在微波与卫星通信中的应用
第6章 同步数字体系
6.1 同步数字体系概述
6.1.1
同步数字体系(Ｓynchronous Digital Hierarchy, SDH)是 一种全新的技术体制。这一概念最初是由美国贝尔通信研究 所提出来的，并称之为同步光网络(SONET)，国际电信联盟 标准部(ITU-T)的前身国际电报电话咨询委员会(CCITT)于 1988年接受了同步光网络的概念，并重新命名为同步数字体 系，使之成为不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输的
第六章 多路复用技术
据传输时，别的用户不能使用，此通路保持空闲状态。
FDM主要适用于传输模拟信号的频分制信道，主要用于电话、 电报和电缆电视（CATV）。在数据通信中，需和调制解调技术结 合使用。 优点：多个用户共享一条传输线路资源。
2015年1月
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6.3 统计时分多路复用（STDM—static ）
据用户实际需要动态地分配线路资源，因此也叫动态时分
多路复用或异步时分多路复用。也就是当某一路用户有数据
要传输时才给它分配资源，提高线路利用率。
优点：线路传输的利用率高 适于计算机通信中突发性或断续性的数据传输
缺点：每个时隙都要添加地址段
低通滤波器 n －1
mn-1 ′ (t)
发送端 接收端
低通滤波器 n
mn ′ (t)
时分复用系统示意图
2015年1月
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6.2 时分多路复用（TDM）
字符交错法
帧结构： SF 帧同步头 , 控制信号序列 CSS ， Mi 代表第 M 路信号 中的第i个符号
SF CSS Ai … Mi
2015年1月
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6.3 统计时分多路复用（STDM）
TDM与STDM复用原理的基本差别示意图
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6.3 统计时分多路复用（STDM）
衡量STDM复用器性能的参数 N：输入数据源的数目 R：每个源的数据率（bps） M：复用链路的有效容量（bps） α：每个源传输数据所占的时间与通信总时间的比值， 一般有0< α <1 K=M/NR:复用链路容量对最大输入总量之比。 α<=K<=1
SDH技术介绍
SDH技术介绍一、SDH的概念SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。
国际电话电报咨询委员会（CCITT）（现ITU-T）于1988年接受了SONET 概念并重新命名为SDH，使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。
它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。
本文对SDH的产生背景，技术特点，基本原理，网络生存性及应用作了介绍，并展望了SDH将来的发展趋势。
二、SDH技术发展背景介绍当今社会是信息社会，高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，通过通信网传输、交换处理的信息量将不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化智能化和个人化方向发展。
目前传统的由PDH传输体制组建的传输网，由于其复用的方式很明显的不能满足信号大容量传输的要求，另外PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了难度，由此看出在通信网向大容量标准化发展的今天，PDH的传输体制已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈，制约了传输网向更高的速率发展。
传统的PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面：1. 接口方面（1）只有地区性的电接口规范，不存在世界性标准。
（2）没有世界性标准的光接口规范。
2. 复用方式现在的PDH体制中只有1.5Mbit/s和2Mbit/s速率的信号，（包括日本系列6.3Mbit/s速率的信号）是同步的，其他速率的信号都是异步的，需要通过码速的调整来匹配和容纳时钟的差异。
这就会引起两个问题：（1）从高速信号中分/插出低速信号要一级一级的进行。
同步数字体系SDH
同步数字体系SDH内容•（一）了解SDH的相关知识；•（二）学习安装SDH网管；•（三）熟悉SDH网管的基本操作；•（四）学习SDH基本配置方法。
SDH简介在数字传输系统中，有两种数字传输系列：•一种叫“准同步数字系列”（Plesiochronous Digital Hierarchy），简称PDH。
•另一种叫“同步数字系列”（Synchronous Digital Hierarchy），简称SDH。
PDH•在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列。
这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步”。
采用准同步数字系列（PDH）的系统，是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。
尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。
为了保证通信的质量，要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。
因此，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”。
•在以往的电信网中，多使用PDH设备。
这种系列对传统的点到点通信有较好的适应性。
而随着数字通信的迅速发展，点到点的直接传输越来越少，而大部分数字传输都要经过转接，因而PDH系列便不能适合现代电信业务开发的需要，以及现代化电信网管理的需要。
SDH就是适应这种新的需要而出现的传输体系。
•最早提出SDH概念的是美国贝尔通信研究所，称为光同步网络（SONET）。
它是高速、大容量光纤传输技术和高度灵活、又便于管理控制的智能网技术的有机结合。
最初的目的是在光路上实现标准化，便于不同厂家的产品能在光路上互通，从而提高网络的灵活性。
ITU-T建议的数字比特速率系列与数字复接等级PDH复接帧结构PDH复接帧结构•三次群复接帧结构•四次群复接帧结构•五次群复接帧结构PDH数字传输系统的局限性•复接方式异步复接体制，在码速调整后，逐比特同步交错复接•群路上/下方式现行异步复接光纤通信系统中，没有专用的上/下话路设备，如果在中继站实现上/下话路，必须采用两套低次群到高次群复接设备•极少的信号传输辅助比特SDH定义•SDH全称同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy）•SDH规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性，提供了一个国际支持框架，在此基础上发展并建成了一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传输网。
SDH数字微波信号的帧结构与复用共6页word资料
SDH数字微波信号的帧结构与复用1.SDH技术及优势目前传统的PDH传输体制的传输网，其复用的方式并不能满足信号大容量传输的要求。
同步数字系列(SDH)传输体制是由PDH传输体制进化而来的，因此SDH具有PDH传输体制所无可比拟的优点。
SDH组建的网络是一个高度统一的、标准化的、智能化的网络。
在全程全网范围实现高效的协调一致的管理和操作，实现灵活的组网与业务调度，实现网络自愈功能，从而提高网络资源利用率。
SDH体制对网络节点接口(NNI)作了统一的规范。
规范的内容有数字信号速率等级、帧络构、复接方法、线路接口、监控管理等，因此可以实现设备多厂家的横向兼容，并且由于维护功能的加强，可大大降低设备的运行维护费用。
SDH体制的基本信号传输结构等级是同步传输模块―STM―1，相应的速率是155Mbit／s。
高等级的数字信号，是将低速等级的信息模块，通过字节间的插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，即STM―4=4*(STM―1)，STM―16=4*(STM―4)。
SDH信号的线路编码是仅对信号进行扰码，不再进行冗余码的插入。
扰码的标准是世界统一的，不同厂家SDH设备，通过标准的解码器就可进行光口互连。
SDH低速信号是以字节间插方式复用进高速SDH信号的帧结构中，在高速信号的帧中的位置是固定的、有规律的。
可以从高速SDH信号中直接分／播出低速SDH信号，以简化信号的复接和分接，降低设备的体积、成本、功耗、复杂性，提高设备的可靠性。
因此SDH体制特别适合于高速大容量的通信系统。
由于采用了灵活的映射结构和同步复用方式，还可将PDH低速支路信号，复用进SDH信号的帧中去，在STM―N帧中的位置也是固定的、有规律的，可以从sTM―N信号中直接分／插出低速支路信号。
使数字交叉连接功能更易于实现，便于用户按需动态组网和业务调配。
SDH信号的帧结构中丰富的开销字节占用整个帧所有比特的1／20，用于运行维护(OAM)功能，使网络的监控功能和自动化程度大大加强，系统的维护费用大大降低。
数字电子电路第六章
SDH的优点（三）
多厂家产品环境 易于国际互连
.统一的接口.
上述特点中最核心的有三条，即同步复用、标准光接口 和强大的网络管理能力。
当然SDH也有不足之处。主要体现在如下几个方面 • （1） 频带利用率不如传统的PDH系统（这一点可从本 章第六节介绍的复用结构中看出) • （2） 采用指针调整技术会使时钟产生较大的抖动， 造成传输损伤； • （3） 大规模使用软件控制和将业务量集中在少数几 个高速链路和交叉节点上，这些关键部位出现问题可能
» (2) 没有世界性的标准光接口规范，导致各个厂家自行开 发的专用光接口大量出现。
» (3) 准同步系统的复用结构，除了几个低等级信号（如 2048kbit／s，1544kbit／s）采用同步复用外，其它多数 等级信号采用异步复用，即靠塞入一些额外的比特使各 支路信号与复用设备同步并复用成高速信号。
图5.26 NNI在网络中的位置
SDH速率
• SDH按一定规律组成块状帧结构，称为同步传递模块STM。
• SDH体系中最基本最重要的模块信号是STM-1，其速率是 155.520Mbit/s
• 更高等级的模块STM-N是N个基本模块按同步复用经字节间插 后形成的，其速率是STM-1的N倍。
SDH G.707
…...
…...
...
线路码流
(1)
(2)
270 bytes
9 3 RSOH
1 AU PTR
P
(9) 行、列块状帧结构
261 261
TU Pointer
POH POH
125us POH
9O
5 MSOH
H 净负荷
（Payload )
STM-1的帧结构
第6章数字复接技术-SDH部分1
2．SDH各网络单元的光接口有严格的标准规范。
其光接口为开放型接口，任何网络单元在光纤线路上可以互连， 不同厂家的产品可以互通，这有利于建立世界统一的通信网络。 另一方面，标准的光接口综合进各种不同的网络单元，简化了 硬件，降低了网络成本。
SDH信号的线路编码仅对信号进行扰码，不再进行冗余码的插 入。对端设备仅需通过标准的解码器就可与不同厂家SDH设备 进行光口互连。扰码的目的是抑制线路码中的长连‘0’ 和长连 ‘1’， 便于从线路信号中提取时钟信号。
1．接入网的应用方案是以SDH环形成接入网的主干层，也可通过 SDH环或点到点等方式直接接到大集团用户；其次是以STM-0 速率连接到带宽要求不太高的用户。
2．城域网是介于广域网和局域网之间的，在城市及市郊范围内实 现信息传输与交换的一种网络。城域网已成为当前网络建设的 热点。
此外，MSTP是以SDH为基础的多业务传送平台，是将传送节点 与各种业务节点融合在一起，构成具有更大融合程度、业务层 和传送层一体化的下一代网络节点，可提供诸如虚拟专用网或 视频广播等新的增值业务。适合于缺乏网络基础设施的新运营 者。
4、网络管理能力不强。
PDH的复用信号帧结构中用于网络运行、管理和维护（OAM） 的开销比特很少，主要靠人工的数字信号交叉连接和停业务测 试。这成了进一步改进网络OAM能力的重要障碍，妨碍了网络 的智能化。其管理系统由各个厂家自行开发没有规范的接口， 不利于形成一个统一的电信管理网。
5、数字通道设备利用率低。
§6 数字复接技术
李保罡 电子与通信工程系
本章主要内容
§6 .1 数字信号的复接基本概念 §6.2 PCM30/32路典型终端设备 §6.3 同步数字系列
数字通信试题
《数字通信》第1章数字通信概论一、填空1、通信的目的是_______ 或________ 信息。
2、消息出现的概率越小，它所含的信息量越_______；不可能事件所含的信息量为_____________。
3、消息A和B出现的概率分别为0.741和0.642，其中消息_______携带的信息量较大。
4、某通信系统采用四进制数字序列传输方式，每传输一个码元需时间T=250×10-6s，其传信率为，码元速率为，若传输了5s，检测到50个码元误码，其误码率为。
5、在t秒内传输N个n进制的码元，其信息传输速率为 ,码元传输速率为。
6、数字通信与模拟通信相比有以下几个特点： ____ _____ 、 _____ 、 ______ 和便于与现代技术相结合。
7、衡量通信系统质量的指标主要有 _____ 和 __ __ ，具体对数字通信系统而言，前者常用 _____ 和__________来衡量，后者常用 ________ 和___________来衡量。
8、对于点对点通信，按消息传送的方向与时间关系，通信方式可分为________________、________________和________________。
二、选择1、信源由4个符号组成，当各符号出现的概率为（）分布时，信源熵最大。
A.高斯B.瑞立C.等概 D、正态2、如图所示的通信方式是（）A．单工通信方式 B．半双工通信方式C．全双工通信方式 D.不确定3、以二进制数字通信系统为例，码元的状态只有“0”和“1”两种，例如每秒传输9600个码元，则该系统传信率R b为（）A．2400比特／秒 B．4800比特／秒 C．6000比特／秒D．9600比特／秒4、若采用8电平传输，则数据传信速率是调制速率（即码元速率）的（）倍。
A、2B、3C、4D、85、信息传输速率是（）A．每秒传输的分组数 B．每秒传输的二进制码元数C．每秒传输的码元数 D．每秒传输的字节数6、码元速率的单位是（）A、波特/秒B、比特C、波特D、比特/秒7、（）是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例。
SDH数字复接技术
SDH具有高效的纠错和 保护机制，提高了信号 传输的可靠性。
SDH是国际标准化的传 输技术，具有良好的互 通性和互操作性。
工作原理
帧结构
SDH采用矩形帧结构，由多个容器（C）组成，每个容器中包含若干个字节的数据。
复接过程
低速信号首先经过码速调整，适应SDH的帧速率，然后按照一定的顺序和规则排列到容器 中。多个容器再按照一定的顺序组成更大的结构单元，最终形成一个完整的SDH帧。
H技术可以支持多种业务，如语音、 数据、图像等，使得电信网络能够更 好地满足用户多样化的需求。
大容量传输
通过SDH复接技术，可以将多个低速 信号复接到高速信号中，实现大容量 数据的传输，提高了电信网络的传输 效率。
广播电视网络中的应用
节目信号传输
SDH技术可以用于传输广播电视节目的信号，确保节目信号的稳定 和高质量传输。
输标02入题
低阶复用包括基本单元的复用，如2Mbit/s、 34Mbit/s、140Mbit/s等速率的数字信号的复用。
01
03
SDH帧结构由段开销、通道开销和净荷三部分组成， 其中段开销包括再生段开销和复用段开销，通道开销
包括容器通道开销和虚容器通道开销。
04
高阶复用包括高阶通道的复用，如VC-3、VC-4等速 率的数字信号的复用。
03 SDH数字复接的关键技术
定时同步技术
1 2
定时同步的概念
定时同步技术是SDH数字复接技术的核心，它确 保了各支路信号在复接后的同步性。
定时源的选择
选择合适的定时源是实现定时同步的关键，通常 选择高稳定度的原子钟或GPS作为参考时钟。
3
同步原理
通过比较参考时钟与本地时钟的偏差，自动调整 本地时钟的频率和相位，使其与参考时钟保持一 致。
SDH原理培训课件-20090428
第一节SDH概述1.1 SDH产生的技术背景——为什么会产生SDH传输体制SDH全称叫做同步数字传输体制，由此可见SDH是一种传输的体制（协议），就象PDH ——准同步数字传输体制一样，SDH这种传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级，接口码型等特性。
与PDH相比SDH有哪些优势1. 接口方面1）电接口方面接口的规范化与否是决定不同厂家的设备能否互连的关键。
SDH体制对网络节点接口（NNI）作了统一的规范。
规范的内容有数字信号速率等级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等。
于是这就使SDH设备容易实现多厂家互连，也就是说在同一传输线路上可以安装不同厂家的设备，体现了横向兼容性。
SDH体制有一套标准的信息结构等级，即有一套标准的速率等级。
基本的信号传输结构等级是同步传输模块——STM-1，相应的速率是155Mbit/s。
高等级的数字信号系列例如：622Mbit/s（STM-4）、2.5Gbit/s（STM-16）等，可通过将低速率等级的信息模块（例如STM-1）通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，例如：STM-4＝4×STM-1，STM-16＝4×STM-4。
技术细节：什么是字节间插复用方式呢？我们以一个例子来说明。
有三个信号：帧结构各为每帧3个字节，若将这三个信号通过字节间插复用方式复用成信号D，那D就应该是这样一种帧结构：帧中有9个字节，且这9个字节的排放次序如下图：2）光接口方面线路接口（这里指光口）采用世界性统一标准规范，SDH信号的线路编码仅对信号进行扰码，不再进行冗余码的插入。
扰码（编码的过程）的标准是世界统一的，这样对端设备仅需通过标准的解码器就可与不同厂家SDH设备进行光口互连。
扰码的目的是抑制线路码中的长连“0”和长连“1”，便于从线路信号中提取时钟信号。
所谓扰码：数字通信理论在设计通信系统时都是假设所传输的比特流中“0”与“1”出现的概率是相等的，各为50%，实际应用中的通信系统以及其中的数字通信技术的设计性能指标首先也是以这一假设为前提的。
同步数字体系SDH
同步数字体系SDH内容•（一）了解SDH的相关知识；•（二）学习安装SDH网管；•（三）熟悉SDH网管的基本操作；•（四）学习SDH基本配置方法。
SDH简介在数字传输系统中，有两种数字传输系列：•一种叫“准同步数字系列”（Plesiochronous Digital Hierarchy），简称PDH。
•另一种叫“同步数字系列”（Synchronous Digital Hierarchy），简称SDH。
PDH•在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列。
这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步”。
采用准同步数字系列（PDH）的系统，是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。
尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。
为了保证通信的质量，要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。
因此，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”。
•在以往的电信网中，多使用PDH设备。
这种系列对传统的点到点通信有较好的适应性。
而随着数字通信的迅速发展，点到点的直接传输越来越少，而大部分数字传输都要经过转接，因而PDH系列便不能适合现代电信业务开发的需要，以及现代化电信网管理的需要。
SDH就是适应这种新的需要而出现的传输体系。
•最早提出SDH概念的是美国贝尔通信研究所，称为光同步网络（SONET）。
它是高速、大容量光纤传输技术和高度灵活、又便于管理控制的智能网技术的有机结合。
最初的目的是在光路上实现标准化，便于不同厂家的产品能在光路上互通，从而提高网络的灵活性。
ITU-T建议的数字比特速率系列与数字复接等级PDH复接帧结构PDH复接帧结构•三次群复接帧结构•四次群复接帧结构•五次群复接帧结构PDH数字传输系统的局限性•复接方式异步复接体制，在码速调整后，逐比特同步交错复接•群路上/下方式现行异步复接光纤通信系统中，没有专用的上/下话路设备，如果在中继站实现上/下话路，必须采用两套低次群到高次群复接设备•极少的信号传输辅助比特SDH定义•SDH全称同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy）•SDH规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性，提供了一个国际支持框架，在此基础上发展并建成了一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传输网。
准同步数字体系(PDH)和同步数字体化(SDH)_
三、 SDH帧结构
ITU-T 最终采纳了一种以字节为单位 的矩形块状（或称页状）帧结构，如图 5.27所示。
)
)
图5.27 SDH帧结构
STM-N 由 270 × N 列 9 行组成，即帧长 度为 270 × N×9 个字节或 270 × N×9×8bit。 帧周期为125μs(即一帧的时间)。 对于 STM-1 而言，帧长度为 270 × 9 ＝ 2 4 3 0 byte， 相 当 于 1 9 4 4 0 bit， 帧 周 期 为 125 μs，由此可算出其速率为 270 × 9 × 8 ／ 125×10-6=155．520Mbit／s。
)
(4 ) 复接方式大多采用按位复接，虽 然节省了复接所需的缓冲存储器容量，但 不利于以字节为单位的现代信息交换。 (5) 复用信号的结构中用于网络运行、 管理、维护（OAM）的比特很少，网络的 OAM主要靠人工的数字交叉连接和停业务 检测，这种方式已经不能适应不断演变的 电信网的要求。 (6) 由于建立在点对点传输基础上的复 用结构缺乏灵活性，使数字通道设备利用 率很低。
欧洲 中国
480路 120路 30路 (120*4) (30*4) 2.048Mb/s 8.448Mb/s 34.368Mb/ s
1920路(480*4) 139.264Mb/s
)
4. 高次群的接口码型
其中一次群、二次群、三次群的 接口码型是 HDB3 码，四次群的接口 码型是CMI码。
5. PDH的网络结构
)
（4） 将标准的光接口综合进各 种不同的网络单元，减少了将传输和 复用分开的需要，从而简化了硬件， 缓解了布线拥挤。 （5） SDH与现有的PDH网络完 全兼容，即可兼容PDH的各种速率， 同时还能方便地容纳各种新业务信号。 （6） SDH的信号结构的设计考 虑了网络传输和交换的最佳性。
同步数字体系(SDH)技术的基本传输原理
一、引言国际电信联盟标准部(ITU-T)的前身国际电报电话咨询委员会(CCITT)在1988年与美国国家标准化协会(ANSI)的T1委员会达成协议,将美国贝尔通信研究所1985年提出的同步光网络(Synchronous Optical Network ,缩写为SONET)概念和标准修订后重新命名为同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy,缩写为SDH),称为SDH技术。
光纤传输具有传输频带宽、传输容量大、传输损耗低、传输信息不受电磁干扰等优点,用光纤传输的广播电视信号不仅传输质量好且信号稳定因而光纤已成为传输广播电视信号的新媒介,SDH技术与光纤技术相结合而构成的同步数字传输网是一个融复接、线路传输及交换功能于一体由统一网管系统管理操作的综合信息网络,可实现网络有效管理、动态网络维护、开业务时的性能监视等功能,有效地提高了网络资源的利用率,满足了广播电视传输网的信息传输和交换的要求,SDH技术目前已成为广播电视领域传输技术方面的发展和应用热点。
二、SDH技术的基本传输原理SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STM-N(Synchronous Transport Module的缩写,N=1,4,16,64),最基本的模块为STM-1,四个STM-1同步复用构成STM-4,16个STM-1或四个STM-4同步复用构成STM-16；SDH采用块状的帧结构来承载信息,每帧由纵向9行和横向270*N列字节组成,每个字节含8比特,整个帧结构分成段开销(Section Over Head,缩写为SOH)区、STM-N净负荷区和管理单元指针(AU PTR)区三个区域,其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配以保证信息能够正常灵活的传送,它又分为再生段开销(Regenerator Section Over Head,缩写为RSOH)和复用段开销(Multiplex Section Over Head,缩写为MSOH)；管理单元指针用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷；净负荷区域用于存放真正用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节。
SDH数字复接技术
•通道——终端复用器之间称为通道。
(可以包含一个或多个复用段)
2、SDH的特点 • SDH的特点主要体现在如下几个方面： （1）全世界统一的数字信号速率和帧结构标准;
（2）采用同步复用方式，具有灵活的复用结构。
（3）SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，因而使 得0AM能力大大加强。
（4）具有标准的光接口。 （5）SDH与现有的PDH网络完全兼容。 （6）以字节为单位复用。 • 上述特点中最核心的有三条：同步复用、标
容器的主要作用就是进行速率调整，140Mbit/s的信号装 入C4也就相当于将其打了个包封，使140Mbit/s信（SOH）：为保证信息净负荷正常， 灵活传送所必需的附加字节，是供OAM 使用字节。
• 净负荷（payload）:存放各种信息负荷的地方， 其中含有少量的通道开销（POH），用于监视， 管理和控制通道性能。
–管理单元指针（AU-PTR）：指示信息 净负荷的第一个字节在STM-N帧中的准 确位置，以便在接收端正确地分解。
• 终端复用器（TM）---将多个支路信号复 接到SDH信号
主要任务是将低速支路信号纳入STM-1 帧结构，并经电/光转换成为STM-1光线路 信号，其逆过程正好相反。
分插复用器（ADM）----从SDH信号中 分离和插入低阶信号
将同步复用和数字交叉连接功能综合于一体， 具有灵活地分插任意支路信号的能力，在 网络设计上有很大灵活性。另外，ADM 也具有电/光转换、光/电转换功能。
• SDH的帧结构必须适应同步数字复用、交 叉连接和交换的功能，同时也希望支路信 号在一帧中均匀分布、有规律，以便接入 和取出。ITU-T最终采纳了一种以字节为 单位的矩形块状（或称页状）帧结构
•
STM―1帧结构字节的传送是从 左到右，从上到下按行进行，首先 传送帧结构左上角第一个8比特字 节，依次传递，直到9×270个字 节都送完，再转入下一帧。
SDH的数字复接原理
第六章 SDH 的数字复接原理6.1概述6.1.1同步数字体制(SDH)的产生和发展 SDH: Synchronous Digital Hierarchy1988年美国贝尔通信研究所提出SONET 概念. SONET: Synchronous Optical Networks.同步光纤网. 同年,CCITT 接受SONET 概念,提出SDH 体制. 1、SDH 的概念定义：SDH 是用于进行同步信息传输、复用和交叉连接的、具有标准化的信息结构。
基本传输模块是同步传输模块STM 。
STM ：Synchronous Transport Module.定义：STM 是一种块状帧结构，内部安排丰富的比特开销，便于网络操作、维护和管理。
2、SDH 与PDHSDH 发展的巨大潜力是基于PDH 相比较而言的。
1、在数字体系方面SDH 的数字体系结构如表所示。
显然，SDH 真正实现了同一数字体系的全球性数字通信。
2、 在接口规范方面PDH ：不存在统一的光接口，SDH ：在帧内已安排扰码，其统一格式的NRZ 加扰码成为适应光纤、微波数字传输的统一码型。
3、 上下业务能力方面PDH ：逐级复用，上下话路困难；SDH ：采用同步复用及指针映射结构，各种不同等级的信号码流在帧结构净负荷是有规律排列的，净负荷与网络又是同步的，利用指针可以从高速信号流中一次提取出所需信号，如图所示上下业务十分方便。
4、 在网络的运行、维护和管理方面PDH ：不存在足够的用于网络运行、管理和维护（OAM ）的比特，这种先天不足使PDH 无法适应飞速发展的网络业务需求，也难以支持新一代电信传输往。
SDH ：帧内含有丰富的比特开销，使网络的OAM 能力大大增强，并可实现高可靠性的自愈环行网结构。
5、兼容性方面PDH ：基础为点到点的传输，数字信道利用率低，有的需要多次转接，无法提供最佳传输路由。
也难以满足不断出现的各种新业务。
SDH：J即可PDH网几乎所有的速率级的信号，也可直接与交换机相连接，还便于传输A TM信源，具有支持B-ISDN的能力，并具有较好的横向和纵向兼容性。
数字复接与SDH解析共53页文档
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
数字复接与SDH解析
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
SDH原理培训
1.2 SDH 基本概念和特点
P3
SDH网是由终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生中
继器(REG)和同步数字交叉连接设备(SDXC)基本网元组成,在
光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。
支 路 信 号
TM 终端复用器
ADM （DXC） 分插复用器
支路信号
REG 再生器
支
TM
21
3. 比特间插奇偶检验8位码(BIP-8)字节：B1
用于再生段的误码监测。告警信号是RS-BIP Error。
01
111
0
01
1
1 2 ... 8 1 2 ... 8 ... 1 2... 8
偶校验1
…. 偶校验2
偶校验8
1----奇 0----偶
B1 1 2 . . . . . . 8
11
0
连续信号流
STM-N STM-N STM-N STM-N STM-N STM-N
搜索 A1、A2
连续5帧 搜索不到
产生
R-OOF 持续3ms R-LOF
定帧持 续1上ms以
下插 全“1”
R-LOF告警消失
20
2、再生段踪迹字节： J0
用来重复地发送段接入点标识符，以便使接收机能确认其与指定的发射 机处于持续连接的状态。以确认再生段两端的连接是否正确。 • 如果下游检测到J0字节与预定值不匹配，则会产生RS_TIM告警信号。 • 有的公司对此告警只上报，不下插AIS，因此不影响业务(如烽火、华为)； • 有的公司除上报此告警外，还下插AIS，因此影响业务。
1. 只有地区性的电接口规范，造成国际互通困难；
日本系列 北美系列
数字复接技术-SDH部分
据/语声通路链接。
6. 比特间插奇偶检验8位码（BIP-8）：B1
用作再生段误码监视，使用偶校验的比特间插奇偶校验码。 BIP-8码对扰码后的上一个STM-N帧的所有比特进行计算， 结果置于扰码前的本帧的B1字节位置。
8比特监视码的产生过程如下： › 首先，将STM帧结构中所有被校验的部分按8比特为一组，分为一
D10
D11
D12
S1
M1 E2 × ×
注：×为国内使用保留的字节；*为不扰码字节；Δ为与传输 媒质有关的字节 ；空白字节是保留给将来的国际标准使用的。
例：以STM-1内的K1字节为例，由于其处于第5行、第4复列， 间插层数为1层，因此其矢量坐标为S（5，4，1），行列坐 标为
－－－（5，4）。
MST指复用段终端，完成复用段的功能，相应设备有光缆线路 终端、高阶复用器、宽带交叉连接器等。
RST指再生段终端，产生和终结再生段开销。
通道终端
（线路终端） （复用/解复用）
（线路终端） （复用/解复用）
通道终端
交换 系统
适匹 系统
交叉 连接 系统
光纤 线路 系统
光纤
再
光纤
生
器
光纤 线路 系统
交叉 连接 系统
8. 自动保护倒换（APS）通路字节：K1，K2（b1~b5）
用于传送自动保护倒换（APS）协议。专用于保护目的嵌入 信令通路，响应时间较快。
9. 复用段远端失效指示（MS-RDI）字节：K2（b6~b8）
用于向发送端回送一个指示信号，表示收信端检测到来话 方向故障或正接收复用段告警指示信号（MS-AIS）。MSRDI用解扰后K2字节的b6、b7和b8为“110”来表示。
准同步数字体系PDH和同步数字体系SDH
第6章准同步数字体系（PDH）和同步数字体系（SDH）第一节数字复接的基本概念一、准同步数字体系（PDH）PCM各次群的话路数及数码率（欧洲、中国） P123表5.1二、PCM复用和数字复接形成二以上的高次群的方法●PCM复用——概念 P125（高次群的形成一般不用——原因)●数字复接——概念 P125三、数字复接的实现●按位复接——优缺点●按字复接——优缺点 P126PDH大多采用按位复接。
四、数字复接的同步数字复接要解决两个问题：·同步——不同步的后果：几个低次群复接后的数码就会产生重叠和错位。
·复接五、数字复接的方法及系统构成●数字复接的方法·同步复接——概念 P127·异步复接——概念PDH大多采用异步复接●数字复接系统的构成框图 P127图5.5第二节同步复接与异步复接一、同步复接（需要码速变换）码速变换的概念 P128二、异步复接（需要码速调整）1、码速调整与恢复●码速调整方法——插入一些码元将各一次群的速率由2048kbit／s左右统一调整成2112kbit／s。
●码速恢复方法——通过去掉插入的码元，将各一次群的速率由2112kbit／s还原成2048kbit／s左右。
●码速调整和码速变换的区别 P1322、异步复接二次群帧结构●异步复接二次群的帧周期为100．38μs● 帧长度为848bit 4×205＝820bit （最少）为信息码28bit 的插入码（最多）28bit 插入码具体安排 P133表5．2● 各一次群在s μ38.100内插入码及信息码分配情况各一次群（支路）：码速调整之前（速率2048kbit ／s 左右）100.38μs 内约有205～206个码元应插入6～7个码元码速调整之后（速率为2112kbit ／s ）100．38μs 内应有212个码元（bit ）第一个基群支路插入码及信息码分配情况如图5.11(a)所示。
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第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
ΔF1
ΔF2
ΔF’ ΔF’ ΔF ΔF
ΔFn
ΔF
ΔFΣ
16
第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
• 这里 ΔF’ 取值决定于： • 1、话路间所允许的相互干扰的电平； • 2、频率复用时设备中滤波器的选择性。
ΔF’ 以上原理适用于由单个话路构成基群信号，也适用 于由小群信号构成大的群路信号。
GM3
F03 516KHz
BF3
456~~504KHz
312~~552KHz 60路超群
GM4
F04 564KHz
BF4
504~~552KHz
GM5
F05 612KHz
BF5
标准60路超群的简化方框图（合成部分）
11
第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
• 在多路通信系统中，除了基群（12路）和超群 （60），还有一级主群，规定主群由5个超群组 成，可通300个话路。 • 模拟多路通信系统，不论其容量（话路数） 多大，都必须由基群，超群和主群构成。通常构 成情况如下： 12路 1基群 12~~60 or 60~~108KHz 24路 2基群 12~~108 KHz 60路 1超群 12~252 or 60~~300 KHz
13
第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
•
频分复用制单边带话路信号的频谱 从以上介绍可知，多路信号的带宽是各 路单边带信号带宽的总和。多路电话信号 的频谱表示式为： GΣ(F) =ΣGK(F) 式中: n 为总的路数 GK(F)为第路信号的频谱 GΣ(F)为多路信号的频谱
14
第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
28
第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
外时钟
定时
同 步
定时 支路
支路 调 整 复 接 信道 分 接 恢 复
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第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
• •
• • • •
复接器包括发定时、码速调整和复接等三部分。 定时单元给复接器提供一个统一的基准时钟 码速调整单元把速率不同的各支路信号进行调整，使各支 路信号的速率完全一致 复接单元则完成将速率一致的各支路数字信号按规定顺序 复接为高次群的任务。 分接器由同步、定时、分接和恢复四部分组成。 定时单元由接收信号序列中提取的时钟来推动 同步单元控制分接器的基准时钟与复接器的基准时钟保持 正确的相位关系，使收、发保持同步 分接单元将合路信号实施时间分离，形成同步支路数字信 号，然后由恢复单元把它们恢复成原来的支路数字信号。
信 道 话n
LP
码 型 反 变
D/A Kn
Kn
LP
话n
时分多路复用基本原理
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第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
• 上图抽样开关与分路开关，每125μs（对话 音信号）轮流接通一次。从图可知，为了 保证通信的准确性，分路开关与抽样开关 必须严格同步。否则将无法实现正确通信。 此原理为TDM的基本原理，只要是多 路数字信号传输，此原理均适用，不管是 微波，卫星，光纤，交换系统的多路数字 传输，都是按此原理进行的。
• 通常各路信号的频谱宽度ΔFK是相等的,即: ΔF =ΔF1 = ΔF2 = ΔF3 = …… = ΔFn 若各路边带信号的间隔也相等,为ΔF’ ΔFΣ= n• ΔF +(n-1) ΔF’ 因此 n = (ΔFΣ + ΔF’ )/(ΔF + ΔF’ ) 式中是相邻两路副载频的间隔。正如前 述话音信号间隔取4KHz，可以允许传送 300Hz 至3400Hz的话音频带。
7
第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
12
60 64
11
68
10 9
72 76
8
80
7
84
6
88
5
4
92 96
3
2
1 话路号 f(khz)
100 104 108
12 路基群的频谱组成
•
12 路基群是模拟多路通信使用的基 本单位，不论通信系统的容量多大，都 是由若干个12路基群构成的。
8
第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
第六章
数字复接技术及数字同步序列(SDH)
1
第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
• 6.1 PCM复用与数字复接 • 6.2 数字复接技术及其基本原理 • 6.3 数字同步序列
2
第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
• 6.1 PCM复用与数字复接 • 6.1.1 多路复用技术 • 为了提高信道的利用率，使多个信号共 同一条信道传输而互相不干扰，称为多路 复用。 • 常用的多路复用技术有两种，一种是频 分复用技术（FDM），另一种是时分复用 技术（TDM）。
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第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
• 6.1.2 时分复用的帧结构 象频分复用有基群、超群、主群一样， 数字时分复用也有其传输系列，分别称为 一次群（也叫基群）、二次群、三次群、 四次群。设置数字群也是为了使通信系统 使用维护方便，相互连接方便。数字信号 的一次群(PCM基群)构成及传输系列如下。
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第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
这样TS1~TS15，TS17~TS31共30个 时隙，传话音信息，称为信道。这种系统 称30/32路PCM系统，30路称基群，也称一 次群。 一次群有32个时隙，每时隙8位二进制 码，帧周期为125μs，即8000帧每秒，这 样30/32路系统的传输速率是： fT = 8000 • 32 • 8 = 2.048 Mbit/s
话路时隙 ch17~ch30
信令时隙 0 0 0 0 1 A2 1 1 F0 复帧同步 复帧对告 话路时隙 31 0.48 μs
话路时隙 ch1~ch15
同步时隙
x 00 1 1 0 11 帧同步码 偶帧TS0
x 1 A1 1 1 1 1 1 奇帧TS0
a bc d a b c d 第1路 第16路 a bc d a b c d
x6 274Mbit/s x3 98Mbit/s
美国 日本
x4 397Mbit/s
欧洲、中国
x4 2Mbit/s 8Mbit/s
x4 34Mbit/s
x4 140Mbit/s
x4 565Mbit/s
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第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
• 6.2 数字复接技术及其原理 • 6.2.1 复接原理 • 数字复接包括发送数字复接器和接收数字 分接器两大部分。 • 复接器在发送端把两个以上的支路信号按 时分复用方式合并为单一的合路数字信号 • 分接器则在接收端把一个合路信号分解为 原来各支路数字信号。
F02- Δf
300~3400Hz 话路 n
Δf Mn BFn F0n F0n-Δf BFn F0n- Δf Dn On LF 话路n
On
F0n
多路电话信号的合成与分离
5
第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
F01
F02
F03
F0n
多路信号合成后的频谱示意图 以上说明了多路信号复用的原理及其复用后 的频谱结构。所有的多路模拟通信都是根据这个 原理实现的，所以了解并掌握原理性的东西是非 常非常重要的。
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第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
•
两类数字速率系列和数字复接等级：一 是以北美和日本采用的1.544Mbit/s作基群 的数字速率系列；二是以欧洲和我国采用的 2.048Mbit/s作基群的数字速率系列。如下 图所示。
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第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
x7 x4 1.5Mbit/s x4 6.3Mbit/s 6.3Mbit/s x5 32Mbit/s 45Mbit/s
•
60路超群是由60个每路间隔4KHz的话 路经过变频配置组成，如下图。所占频带 宽度为 240KHz，一个超群规定由5个基群 组成。
1 2 3 4 5 基群号 f(khz)
1 2 ………12 1 2 ………12 1 2 ………12 1 2 ………12 1 2 ………12
312
360
408
456
504
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第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
话路1
话路2
t Ts Ts =125μs
时分多路复用示图
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第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
TS0 TS1 TS30 TS31
125μs
抽样开关 话1 码 型 变 换 分路开关 K1 话1
LP
话2
LP LP
K1
A/D
LP
信 道
K2
话2
K2
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第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
复帧 结构
1复帧=16帧=2ms
F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15
帧 结构
0
1
2
…..
1帧 = 32路时隙 = 256 bit =125μs 14 15 16 17 18 …….. 28 29 30 31
552
60路超群的频谱组成
9
第六章 数字复接技术及数字同步序列(SDH)
•
标准60路超群由5个12路基群构成， 构成原理同多路复用一样。5个12路基群的 频带分别在供有420，468，516，564和 612KHz的副载频的群调幅器GM1，GM2， GM3，GM4，GM5中变频。变频后的频带 分别为312~360，360~408，408~456， 456~504，504~552 KHz。60路频带为 312~552KHz。构成标准60路超群的简化 方框图如下图示。