第七章同步数字体系(SDH)

SDH传送网可分为三层：电路层、通道层、传输媒质层,如图所 示 1、电路层网络
电路层网络的作用是 直接为用户提供通信业 务如电路交换业务、分 组交换业务、租用线业 务。
电路层网络的设备为 电路交换机、分组交换 机、用于租用线业务的 交叉连接设备。
第四节 SDH的开销功能
段开销（SOH)：再生段开销(RSOH)和复用段开销（MSOH） 通道开销(POH)：阶通道开销(LPOH)和高阶通道外销(HPOH) SDH传输系统中通道、复用段和再生段间的关系
已“装载”完成的标准容器又将作为后面的虚容器VC的净负荷。
2、虚容器VC:由容器C输出的信息净负荷相通道开销POH来组
成 即 VC-n＝C-n十VC-nPOH 这种过程称为映射
主要支持SDH通道层连接。 VC的输出作为后面单元(TU或AU)的信息净负荷。 除非在VC的组合及分解点外，VC在SDH的传送过程中作为一 个独
第三节 SDH的复用结构和映射方法
主要步骤是：映射、定位、复用。
我国目前采用的复用结构是以2Mbit/s系列PDH信号 为基础的，通常采用2Mbit/s和140Mbit/s支路接口。
二、图中各符号说明
1、容器C：是一种信息结构,用来装载各种速率的业务信号。
参与SDH复用的各种速率的业务信号都应首先通过码速率调整 等适配“技术“装进”一个合适的标准容器。
4、支路单元组TUG:由一个或多个在高阶VC净负荷中固定地占
有规定位置的支路单元组成。 例如:TUG-2=3x(TU-12); TUG-3＝l×(TU-3)
这种TU经TUG到高阶VC以及后面从AU到STM-N的过程称为复 用。
5、管理单元AU： 是提供高阶通道层和复用段层之间适匹的信息结构。由
一个相应的高阶VC和一个相应的管理单元指针构成。 即: AU-n=VC-n十(AU-nPTR)
速)，在接收端是按5个I比特中是否是多数反转，来决定是否去进行 正码速调整。
这10个比特就是指针值。指针值是用二进制来表示的。亦即用 l0个比特的0、1码构成的二进制数值，来表示十进制的0～782 个编号。再深一步说，就是用上面所述的10比持来表示VC-4第 一个字节在o～782中的位置。
四、指针的频率调整作用
1、当VC帧速率＜AUG帧速率时: 图7—14中的5个I比持反转，通知接收端表示要作正码速调整(加
第五节 SDH的指针
SDH中指针分为:管理单元指针（AU）和 支路单元指针（TU)
一、AU—4指针的作用 是 指 示 在 VC-4 帧 中 第 一 个 字
节 在 AU-4 净 负 荷 中 的 位 置 。 如 果帧相位出现偏差，从而便VC4帧的第一个字节浮动,则指针值 将随之作出调整。 二、AU－4指针的位置及偏移编号
8)将单个AU-4直接置入AUG。即 150.912Xl＝150912Mbit／s
9)将N个AUG经字节间插加上SOH(段 开销)变为STM－N。
若N＝l，即150912xl十4.608＝ 155.520Mbit／s
49.536Mb/s
3个TUG—3复用进VC—4的过程
四、SDH传送网的分层模型
6)、一帧传输时间：任何等级的STM传输一帧所用的时间均为 125μs，这是SDH的一个特点。
7)、码速率。以STM-1为例
码速率＝
一帧比特数 ＝ 传一帧的时间
270 9 8 125 10－6
＝155.520Mbit
/
s
8)、传送顺序：从左到右，从上到下。
2)、信息净负荷(Paykad)区域：是指在帧结构中存放等待传输的 各种业务信息的地方。 以STM-N为例，它的范围是：列:10 x N～270×N；行：1～9 字节字节数：（261N)x9＝(N＝l，4，16，64)
一帧中共有：270xN列 ➢整个帧结构分为三个
一帧
一帧
区域：段开销（SOH）
区、信息净负荷区和
管理单元指针(AU-
3P)T字R)节:SDH的帧结构 是以字节为基础的，一 个字节＝8比特。
4)、帧长：指SDH一帧中有多少个字节。 例:STM-N的字节=(270xN)x9个字节
5)、一帧比特数: STM-l一帧比特数＝270×9×8＝19440 STM-N一帧比特数＝19440N
576×8000＝4608Mbit 4)、管理单元指针(AUPTR)，占帧结构左侧l～9N列第4行的区域。 AUPTR这组码所对应的值与信息在信息净负荷区域中的位置(位 置被编了号)相对应。这样，使得接收端能准确地从信息净负荷区中 分离出信息净负荷来。
AUPTR还可用于频率调整．以便实现网络各支路同步工作。
二、PDH的固有缺点
1、存在互为独立的三大数字系列，使国际间的互通存在 困难。
2、无统一的光接口，使各厂家的产品互不兼容。 3、 4、网管通信带宽严重不足，给建立集中式电信管理网带
5
三、SDH网的基本特点
优点： 1）SDH网络是由一系列SDH网元（NE）组成的，它是一个可在
光纤 或微波、卫星上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。 2）具有全世界统一的网络节点接口（NNI
“段接入点识别符”以便段接收 机据此判断接收机与相应的发送 机是否处于持续的连接状态。 3、公务字节El和E2 4．数据通信通路D1～D12 5、使用者通路字节Fl 6、自动保护倒换字节K1和K2 7、比特间插奇偶校验8位码B1
三、通道开销(POH)
通道开销分为:高阶通道开销(HPOH)和低阶通道开销(LPOH) 1、高阶通道开销(9个字节)
第二节 SDH的速率与帧结构
传输网的基本设备应包括两类： 1．传输设备：如光缆线路系统、微波接力系统等。 2．网络节点：可有简单节点和复杂节点。简单节点一般仅具有
复用功能；复杂节点具有终结、交叉连接、复用和交换功能。 网络节点接口(NNI)： 是指传输设备和网络节点间的接口。
图7-1 NNI在网络中的位置
位置；占据VC-3、VC-4、VC-4XC帧结构的第一列。依次为 J1， B3，C2，G1, F2，H4，K3，N1 功能举例： Jl——通道踪迹字节。 B3——BIP-8字节，用于通道误码监视。 G3——自动保护转换字节。 2、低阶通道开销
VC—12POH由V5，J2，N2，K4字节组成。 功能举例： V5——通道状态相信号标记字节。 J2——通道踪迹字节。 N2——网络操作者字节。
显然，由于是从第4行开 始编号，故第l帧结束位 置的编号应是
{[270-9)×〔9-3)] ÷3} ＝521
至第2帧第3行结束，编 号应是 {(270—9)×9] ÷3}-1 ＝782 (4)AU—4指针包含在
Hl，H2，H3字节中。
三、AU－4的指针值
在图7－14中，NDF是新数据标帜；SS是指AU/TU类别。 当去掉上述新数据标帜和AU／TU类别这6个比特后，剩下7～ 16
PT指通道终端; MST指复用段终端; RST指再生段终端
二、段开销(SOH)
在SDH的帧结构中，段开销的区域是在1～9N列。 其中1～3行是再生段开销的位置；5～9行是复用段开销的位置
1、帧定位字节A1和A2
A1和A 2的作用是用于识别帧的开始位置。
2、再生段踪迹字节Jo 即该字节用来重复的发送
立体在通道中任一点取出和插入，不分解。
3、支路单元TU(Tributary Unit)
是一种提供低阶通道层和高阶通道层之间适匹的信息结构。 支路单元TU由VC和一个相应的支路单元指针来构成，即
TU-n＝VC-n十TU-nPTR 这种支路Байду номын сангаас元为支路的信息载入高阶虚容器作准备,并且通过它
的指针来指示出这个虚容器在高一阶虚容器中的位置。 这种在净负荷中对虚容器位置的安排称为定位。
(C-4)十(VC-4POH)=VC-4 (VC-4) 十(AU-4PTR)＝AU-4 (AU-4)＝(AUG) 最后形成 STM-1
(1)下图画出了两帧，(一帧的时间是125μs，故两帧是250μs (2)对照帧结构图7－2可知，图中左侧第四行的位置就是指针区。 (3)图右侧是两帧STM—1的净负荷区，为了表明净负荷区中某点的 位置，根据行、列来画线打出格子。从第四行向右、向下进行位置 编号。每三格编一个号。例如的000，111，222，－－。
3)、段开销(SOH)
开销：是指在网络节点的信息码流中扣除信息净负荷后的字节， 用作网络的运行、维护和管理。由于不是信息净负荷，从 这种角度上来看，它们是一种额外的开支，故称为开销。
段开销：分为再生段开销(RSOH)和复用段开销(MSOH)。 段开销的区域：占帧结构左侧l～9N列中1～3行和5～9。 段开销比特数＝(3十5)×N×9×8＝576N bit 每帧传翰时间＝125μs，即每秒可传：1/125×lO-6＝8000帧 若以STM-1为例，则每秒可用于段开销比特数为
管理单元指针AU-PTR的作用是用来指示这个相应的高 阶VC在STM-N内的位置。
6、管理单元组AUG： 由一个或多个在STM帧内占据固定位置的管理单元按字
节错问插方式组成。 7、同步传输模块STM-N
AUG十SOH(段开销)＝STM-1 由N个STM—I可同步复用为STM—N。
三、映射、定位、复用过程举例
(3)上述信号2.240 Mbit／s进入支路单元TU－12在这里加入指 针变为2.304Mit/s。
(4)三个2.304Mbit／s复接为支路单元组(TUG-2),变为 3×2304
＝6912Mbit/s
(5)7个(TUG－2)复接为TUG－3，即 7X 6.912＝49.536Mb/s
(6)3个(TUG-3)加上路开销(POH)被划入VC-4变为150.336Mbit／s (7)VC-4加PTR(指针)变为AU—4(管理单元)，即
光纤通信原理
湖北工业大学理学院 光信息教研室
主讲：成纯富
第七章 同步数字体系（SDH）
1、同步数字体系的产生 2、SDH的速率与帧结构 3、SDH的复用结构和映射方法 4、SDH的开销功能 5、SDH的指针 6、SDH中的关键设备 7、SDH的自愈网
第一节 同步数字体系的产生
一、准同步数字体系(PDH－Synchronous Digtal Hierachy) 准同步数字体系(PDH)复接特点：
一、同步数字体系的速率
同步数字体系(SDH)传输网中的信号是以同步传输模块(STM)
的
形式来传输的。
STM具有一套标准化的结构等级STM-N(N＝1，4，16，64)。
特点：❖一码是速同率步传输；二是以模块化形式传输。
❖STM-1
155.520Mbit/s
❖STM-4
622.080Mbit/s
以PDH2.048Mbit/s映射、定位、复接为STM—l为例对照图 7．3进行说明。如图7.4所示。
(1)首先数字信号2.048Mbit/s进入容器C－12进行码速调整， 变为2.224Mbit／s
(2)2.224Mbit／s信号进入虚容器VC-12，加入POH(路开销) 变为2.240Mbit／s
❖STM-16
2 488.320Mbit/s
❖STM-64
9 953.280Mbit/s
二、同步数字体系的帧结构
1、帧结构的形式：SDH的信号在一帧、一帧地向左传输。
2、帧结构：采用以字节结构为基础的块状形式。
3、帧结构的解释
1) 行在SDH帧结构中指沿帧结构横方向，一帧中共有9行。
2) 列在SDH帧结构中指沿帧结构纵方向，对于STM—N等级,
3）有一套标准化的信息结构等级，被称为同步传输模块STM-N
4）帧结构是块状的，在帧结构中安排了丰富的管理比特，大大增
5）有一套特殊的复用结构，可以兼容PDH的不同传输速率，而且 还可以容纳宽带综合业务数字网（B-IS-DN）信号，因而具有广
缺点：1、SDH的频带利用率不如PDH。2、SDH中采用的指针 调整技术将产生相位跃变，导致低频抖动和漂移。3、软件故障
1、在将用户来的话路复接为一次群(例如30路)时，各话路是在 同一个时钟系统的控制下进行复接的，即采用的是同步复接方式
2、PDH在复接为高次群(第二、三、四等)时，则是采取异步复 接方式。异步复接又称为准同步复接。
3、由于参与复接的各文路码流，可能来自不同的设备，而这些 设备又各有各的主时钟，于是在复接前要进行码速调整，把参与 复接的各支路码流调整为同步码流，然后实施复接。