数字通信SDH教案
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–仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZ码，采用 世界统一的7级扰码。
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• 复用方式——同步复用和灵活的映射结构 –低阶SDH→高阶SDH。
例如：STM-1→STM-4。采用字节间插复用方式。
A 1 A 2 A 3 B 1 B 2 B 3C 1 C 2 C 3
“适配”可理解为信号性质和结构的转换操作； “净荷”是信号结构中的不部分信号的统称，任何一级SDH信号都可
分为两部分，传递数据部分的称为“净荷”，为了保证正确传递数 据而附加的部分称为“开销”，如果将书写的信函信号看成一级信 号的话，信的内容就是“净荷”，信封上的信息（包括邮编、地址、 收信人的姓名和邮票）则是“开销”，如果将邮局收集信件的邮袋 看成另一级信号的话，邮袋内的所有信件内容（包括信的内容和信 封上的信息）就是“净荷”，邮袋上的信息则是“开销”，可见， “净荷”和“开销”都是相对的概念。
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发端： AU-PTR定位车厢 中第一个信息包
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收端：
根据收到的AU-PTR值 找到此信息包，通过字
节间插的规律性，进而
定位到其他信息包
键入文本
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1） 信息净负荷（payload） 是在STM-N帧结构中 存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方。信息 净负荷区相当于STM-N这辆运货车的车箱，车箱内 装载的货物就是经过打包的低速信号——待运输 的货物。为了实时监测货物（打包的低速信号） 在传输过程中是否有损坏，在将低速信号打包的 过程中，加入了监控开销字节——通道开销（POH） 字节POH作为净负荷的一部分与信息码块一起装载
速率/(Mb/s) 51.840 155.520 466.560 622.080 933.120 1244.160 1866.240 2488.320 4976.640 9953.280
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2、什么是SDH？ SDH 是为了使正确适配的净荷在物理传输网（主要是光缆） 上传送而形成的一系列标准化的数字传送结构。
适应能力； • 上下业务能力较强。
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接口方面
• 电接口
–STM-1是SDH的第一个等级，又叫基本同步传送模块， 比特率为155.520Mb/s 。
–STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块，比特率是STM1的N倍(N=4n=1，4，16，- - -)。
• 光接口
• SDH有标准化的信号结构等级，称为同步传送模块STM-N， 有利于互联互通；
• SDH有足够的开销比特，以实现完善的网管功能； • SDH的设备是高度功能综合的设备，将复用、交换、光电
转换融为一体，统称为网元； • SDH采用标准的光接口，即允许各厂家设备互连互通； • SDH有很强的网络自愈功能； • SDH不仅可承载现有电信业务，而且对未来业务有很强的
A 1 B 1 C 1 A 2 B 2 C 2 A 3 B 3 C 3
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• PDH→SDH——通过指针定位预见低速信号在帧 中位置，使收端可直接下低速信号。
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• OAM功能
– OAM功能强——这也是线路编码不用加冗余的原因
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2、PDH采用异步复用方式；通过码速调整（塞入bit）匹配 和容纳信号时钟的偏差；低速信号在高速信号中的位置无 规律性：从高速信号插/分低速信号要一级一级进行，复 用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输。
140Mb/s 解
复 34Mb/s 解
用
复 8Mb/s 用
解 复
用
复 8Mb/s 用
复 34Mb/s 用
140Mb/s 复 用
2Mb/s
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3、运行维护功能(OAM)——决定设备维护成本 –与信号帧中开销(冗余)字节的数量有关 –PCM30/32仅TS0、TS16用于OAM开销，OAM功能弱 –线路编码时要加nB冗余码进行性能监控
P193 图6-2
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NNI在网络中的位置
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二、SDH的速率
速率等级
速率（Mb/s)
STM-1
155.520
STM-4
622.080
STM-16
2488.320
STM-64
9953.280
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SDH的内涵可以用一套较为完整的技术标准来规定。这套标准是在没有制造出 SDH设备之前规定的，到目前为止，已经有了30多个SDH的国际标准。
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3、 SDH的优点：
• SDH是一种光同步数字传送网，该网络由SDH网元（NE）组 成；
• SDH有全世界统一的网络节点接口，从而简化了信号的复 用，传输，交换；
4、无统一的网管接口 –无法形成统一的TMN
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二、SDH： 1、光同步传输网的由来：
光同步传输网的概念是美国贝尔通信研究所于1984年提出的，命 名为“同步光网络（SONET）”。这个名称是比较准确的，它示 明了这种新传输体系的主要特征。 ※ 同步——同步的目的是为了实现数字交换，整个网络中的各种速 率的信号必须是同步的，即网络中用统一的时钟驱动每个网元， 每个网元用统一的时钟驱动各个部分工作。 ※ 光——以光纤为媒质，可传送高速率的数字信号，采用标准化的 光接口，使不同厂家的设备可实现光路上互通。 ※ 网络——新传输体系具有高度的组网灵活性，能实现网络保护和 完善的网管。 ※ ITU-T于1988年接受了SONET的概念，并重命名为同步数字体系 （SDH），SDH不仅适用于光纤，也适合于微波和卫星传输。 ※ SONET和SDH统称为光同步传送网，它们的基本概念和实质内容 是一样的，但在少数细节上还是有差别，主要区别就是速率等级 划分不同，SONET等级较细，SDH等级较粗。
• 收端根据AU指针值，从STM-N帧净负荷中直接拆分出所需 的低速支路信号；即依据“货物包”位置坐标，从“车厢” 中直接所需要的那一个“货包”。
• 由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律摆放的—— 字节间插复用方式；所以对货物包的定位仅需定位“车厢” 中第一个“货物包”即可。
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• 若复用的低速信号速率较低，即打包后信息包太 小，例：2M、34M。
• 若复用的低速信号速率较高，需进行二级指针定 位。先将小信息包打包成中信息包，通过支路单 元
9
x(b yt e)
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1 3 RSOH 4 AUPTR
5
MSOH
9
9× N
9× 270× N字节
STM-N净负荷 (含POH)
先行后列
以字节为单位(8bit) 的块状帧 帧 频 8000 帧 /s ， 帧 周期125us
261× N
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何谓 在STM-N这辆货车上在SDH网中传送，它负责对打 通道？ 包的货物（低速信号）进行通道性能监视管理和
控制（有点儿类似于传感器）。
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2）段开销（SOH） 是为了保证信息净负荷正常灵活 传送所必须附加的供网络运行、管理和维护（OAM） 使用的字节。例如段开销可进行对STM-N这辆运货 车中的所有货物在运输中是否有损坏进行监控， 而POH的作用是当车上有货物损坏时，通过它来判 定具体是哪一件货物出现损坏。也就是说SOH完成 对货物整体的监控，POH是完成对某一件特定的货 物进行监控，当然SOH和POH还有一些管理功能。
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SDH 等级 Sub STM-1 STM-1 STM-4
STM-16 STM-64
SDH与SONET的接口速率标准
速率/（Mb/s) 51.840 155.520 622.080
2488.320 9953.280
SONET 等级 STS-1 STS-3 STS-9 STS-12 STS-12 STS-24 STS-36 STS-48 STS-96 STS-192
– 用于OAM的开销多
• 兼容性——决定成本
– 老体制设备是否还可发挥作用 来自 对新体制能否接入•上述特点中最核心的有三条：同步复 用、标准光接口和强大的网络管理能力。
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缺点：
①SDH的频带利用率不如PDH（140M的PDH有64个2M， 而155M的SDH有63个2M）；
②SDH采用了指针，增加了抖动、漂移的可能性。 ③软件的大量应用，使系统易受病毒或误操作的危
害。
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5-2 STM-N的帧结构：
一、网络节点接口： 传输网由网络节点和传输系统构成，网络节点
和传输系统都是由具有规定功能的实体抽象而得 到的概念，网络节点由单个或几个设备（DXC、EA、 SM）组成，传输系统由传输媒质和设备构成，按 媒质不同分为有线系统——光缆线路系统、无线 系统——微波接力系统和卫星通信系统。
三、STM-N的帧结构：
在STM-N中： 一帧包含270*9=2430字节 2430*8=19440bit 每秒传8000帧 ∴ Rb=19440*8000=155 520kb/s
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y (b yt e)
z 8
9 SO H AU PRT
SO H 0
261 信息净负荷
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数字通信原理及设备
通信09-1
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第五章 SDH
5-1 SDH概述
一：PDH 的局限性： PDH最初采用电缆作为媒介传输PDH信号，后改用 作光缆作为媒介，它是由PDH数字复用设备、光 线路终端设备、再生器和光纤光缆线路组成。 在PDH光缆传输系统中，电接口是标准化的，既是 逻辑功能的分界点，又是物理实体的分界点， 所以不同厂家的设备可以在电接口上互连互通。 光接口是非标准化的，不同厂家的设备在光接 口上不能互通，这就导致了PDH光缆传输系统适 合点对点的应用，而不适合独立联网应用。
AU-PTR是用来指示信息净负荷的第一个字节在 STM-N帧内的准确位置的指示符，以便收端能根据 这个位置指示符的值指针值正确分离信息净负荷。
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• 定位低速信号在STM-N帧中(净负荷)的位置，使低速信号 在高速信号中的位置可预知。
• 发端在将信号包装入STM-N净负荷时，加入AU-PTR，指示 信号包在净负荷中的位置，即将装入“车厢”的“货物 包”，赋予一个位置坐标值。
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具体地说，PDH的局限性表现在： 1、PDH有三种并存的地区性标准（北美、
日本和欧洲），没有统一的世界标准， 从而给互连互通带来不便；
• 接口方面——与设备互连有关 • 电接口——地区性的电接口规范，无世界标准。 • 光接口——无光接口规范，各厂家独自开发。
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3） 管理单元指针（AU-PTR） 管理单元指针位于STM-N帧中第4行的9× N
列共9 × N个字节，AU-PTR起什么作用呢？我们 讲过SDH能够从高速信号中直接分/插出低速支路 信号（例如2Mbit/s ），为什么会这样呢？这是 因为低速支路信号在高速SDH信号帧中的位置有预 见性，也就是有规律性。预见性的实现就在于SDH 帧结构中指针开销字节功能。
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• 段开销又分为再生段开销RSOH 和复用段开销 MSOH ，分别对相应的段层进行监控。我们讲 过段其实也相当于一条大的传输通道，RSOH 和MSOH的作用也就是对这一条大的传输通道 进行监控。
二者的区 别
举个简单的例子，若光纤上传输的是2.5G信号，那么RSOH监控的是 STM-16整体的传输性能，而MSOH则是监控STM-16信号中每一个 STM-1的性能情况。
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• 复用方式——同步复用和灵活的映射结构 –低阶SDH→高阶SDH。
例如：STM-1→STM-4。采用字节间插复用方式。
A 1 A 2 A 3 B 1 B 2 B 3C 1 C 2 C 3
“适配”可理解为信号性质和结构的转换操作； “净荷”是信号结构中的不部分信号的统称，任何一级SDH信号都可
分为两部分，传递数据部分的称为“净荷”，为了保证正确传递数 据而附加的部分称为“开销”，如果将书写的信函信号看成一级信 号的话，信的内容就是“净荷”，信封上的信息（包括邮编、地址、 收信人的姓名和邮票）则是“开销”，如果将邮局收集信件的邮袋 看成另一级信号的话，邮袋内的所有信件内容（包括信的内容和信 封上的信息）就是“净荷”，邮袋上的信息则是“开销”，可见， “净荷”和“开销”都是相对的概念。
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发端： AU-PTR定位车厢 中第一个信息包
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收端：
根据收到的AU-PTR值 找到此信息包，通过字
节间插的规律性，进而
定位到其他信息包
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1） 信息净负荷（payload） 是在STM-N帧结构中 存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方。信息 净负荷区相当于STM-N这辆运货车的车箱，车箱内 装载的货物就是经过打包的低速信号——待运输 的货物。为了实时监测货物（打包的低速信号） 在传输过程中是否有损坏，在将低速信号打包的 过程中，加入了监控开销字节——通道开销（POH） 字节POH作为净负荷的一部分与信息码块一起装载
速率/(Mb/s) 51.840 155.520 466.560 622.080 933.120 1244.160 1866.240 2488.320 4976.640 9953.280
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2、什么是SDH？ SDH 是为了使正确适配的净荷在物理传输网（主要是光缆） 上传送而形成的一系列标准化的数字传送结构。
适应能力； • 上下业务能力较强。
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接口方面
• 电接口
–STM-1是SDH的第一个等级，又叫基本同步传送模块， 比特率为155.520Mb/s 。
–STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块，比特率是STM1的N倍(N=4n=1，4，16，- - -)。
• 光接口
• SDH有标准化的信号结构等级，称为同步传送模块STM-N， 有利于互联互通；
• SDH有足够的开销比特，以实现完善的网管功能； • SDH的设备是高度功能综合的设备，将复用、交换、光电
转换融为一体，统称为网元； • SDH采用标准的光接口，即允许各厂家设备互连互通； • SDH有很强的网络自愈功能； • SDH不仅可承载现有电信业务，而且对未来业务有很强的
A 1 B 1 C 1 A 2 B 2 C 2 A 3 B 3 C 3
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• PDH→SDH——通过指针定位预见低速信号在帧 中位置，使收端可直接下低速信号。
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• OAM功能
– OAM功能强——这也是线路编码不用加冗余的原因
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2、PDH采用异步复用方式；通过码速调整（塞入bit）匹配 和容纳信号时钟的偏差；低速信号在高速信号中的位置无 规律性：从高速信号插/分低速信号要一级一级进行，复 用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输。
140Mb/s 解
复 34Mb/s 解
用
复 8Mb/s 用
解 复
用
复 8Mb/s 用
复 34Mb/s 用
140Mb/s 复 用
2Mb/s
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3、运行维护功能(OAM)——决定设备维护成本 –与信号帧中开销(冗余)字节的数量有关 –PCM30/32仅TS0、TS16用于OAM开销，OAM功能弱 –线路编码时要加nB冗余码进行性能监控
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二、SDH的速率
速率等级
速率（Mb/s)
STM-1
155.520
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STM-16
2488.320
STM-64
9953.280
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3、 SDH的优点：
• SDH是一种光同步数字传送网，该网络由SDH网元（NE）组 成；
• SDH有全世界统一的网络节点接口，从而简化了信号的复 用，传输，交换；
4、无统一的网管接口 –无法形成统一的TMN
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二、SDH： 1、光同步传输网的由来：
光同步传输网的概念是美国贝尔通信研究所于1984年提出的，命 名为“同步光网络（SONET）”。这个名称是比较准确的，它示 明了这种新传输体系的主要特征。 ※ 同步——同步的目的是为了实现数字交换，整个网络中的各种速 率的信号必须是同步的，即网络中用统一的时钟驱动每个网元， 每个网元用统一的时钟驱动各个部分工作。 ※ 光——以光纤为媒质，可传送高速率的数字信号，采用标准化的 光接口，使不同厂家的设备可实现光路上互通。 ※ 网络——新传输体系具有高度的组网灵活性，能实现网络保护和 完善的网管。 ※ ITU-T于1988年接受了SONET的概念，并重命名为同步数字体系 （SDH），SDH不仅适用于光纤，也适合于微波和卫星传输。 ※ SONET和SDH统称为光同步传送网，它们的基本概念和实质内容 是一样的，但在少数细节上还是有差别，主要区别就是速率等级 划分不同，SONET等级较细，SDH等级较粗。
• 收端根据AU指针值，从STM-N帧净负荷中直接拆分出所需 的低速支路信号；即依据“货物包”位置坐标，从“车厢” 中直接所需要的那一个“货包”。
• 由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律摆放的—— 字节间插复用方式；所以对货物包的定位仅需定位“车厢” 中第一个“货物包”即可。
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• 若复用的低速信号速率较低，即打包后信息包太 小，例：2M、34M。
• 若复用的低速信号速率较高，需进行二级指针定 位。先将小信息包打包成中信息包，通过支路单 元
9
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1 3 RSOH 4 AUPTR
5
MSOH
9
9× N
9× 270× N字节
STM-N净负荷 (含POH)
先行后列
以字节为单位(8bit) 的块状帧 帧 频 8000 帧 /s ， 帧 周期125us
261× N
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何谓 在STM-N这辆货车上在SDH网中传送，它负责对打 通道？ 包的货物（低速信号）进行通道性能监视管理和
控制（有点儿类似于传感器）。
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2）段开销（SOH） 是为了保证信息净负荷正常灵活 传送所必须附加的供网络运行、管理和维护（OAM） 使用的字节。例如段开销可进行对STM-N这辆运货 车中的所有货物在运输中是否有损坏进行监控， 而POH的作用是当车上有货物损坏时，通过它来判 定具体是哪一件货物出现损坏。也就是说SOH完成 对货物整体的监控，POH是完成对某一件特定的货 物进行监控，当然SOH和POH还有一些管理功能。
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STM-16 STM-64
SDH与SONET的接口速率标准
速率/（Mb/s) 51.840 155.520 622.080
2488.320 9953.280
SONET 等级 STS-1 STS-3 STS-9 STS-12 STS-12 STS-24 STS-36 STS-48 STS-96 STS-192
– 用于OAM的开销多
• 兼容性——决定成本
– 老体制设备是否还可发挥作用 来自 对新体制能否接入•上述特点中最核心的有三条：同步复 用、标准光接口和强大的网络管理能力。
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缺点：
①SDH的频带利用率不如PDH（140M的PDH有64个2M， 而155M的SDH有63个2M）；
②SDH采用了指针，增加了抖动、漂移的可能性。 ③软件的大量应用，使系统易受病毒或误操作的危
害。
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5-2 STM-N的帧结构：
一、网络节点接口： 传输网由网络节点和传输系统构成，网络节点
和传输系统都是由具有规定功能的实体抽象而得 到的概念，网络节点由单个或几个设备（DXC、EA、 SM）组成，传输系统由传输媒质和设备构成，按 媒质不同分为有线系统——光缆线路系统、无线 系统——微波接力系统和卫星通信系统。
三、STM-N的帧结构：
在STM-N中： 一帧包含270*9=2430字节 2430*8=19440bit 每秒传8000帧 ∴ Rb=19440*8000=155 520kb/s
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261 信息净负荷
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第五章 SDH
5-1 SDH概述
一：PDH 的局限性： PDH最初采用电缆作为媒介传输PDH信号，后改用 作光缆作为媒介，它是由PDH数字复用设备、光 线路终端设备、再生器和光纤光缆线路组成。 在PDH光缆传输系统中，电接口是标准化的，既是 逻辑功能的分界点，又是物理实体的分界点， 所以不同厂家的设备可以在电接口上互连互通。 光接口是非标准化的，不同厂家的设备在光接 口上不能互通，这就导致了PDH光缆传输系统适 合点对点的应用，而不适合独立联网应用。
AU-PTR是用来指示信息净负荷的第一个字节在 STM-N帧内的准确位置的指示符，以便收端能根据 这个位置指示符的值指针值正确分离信息净负荷。
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• 定位低速信号在STM-N帧中(净负荷)的位置，使低速信号 在高速信号中的位置可预知。
• 发端在将信号包装入STM-N净负荷时，加入AU-PTR，指示 信号包在净负荷中的位置，即将装入“车厢”的“货物 包”，赋予一个位置坐标值。
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具体地说，PDH的局限性表现在： 1、PDH有三种并存的地区性标准（北美、
日本和欧洲），没有统一的世界标准， 从而给互连互通带来不便；
• 接口方面——与设备互连有关 • 电接口——地区性的电接口规范，无世界标准。 • 光接口——无光接口规范，各厂家独自开发。
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3） 管理单元指针（AU-PTR） 管理单元指针位于STM-N帧中第4行的9× N
列共9 × N个字节，AU-PTR起什么作用呢？我们 讲过SDH能够从高速信号中直接分/插出低速支路 信号（例如2Mbit/s ），为什么会这样呢？这是 因为低速支路信号在高速SDH信号帧中的位置有预 见性，也就是有规律性。预见性的实现就在于SDH 帧结构中指针开销字节功能。
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• 段开销又分为再生段开销RSOH 和复用段开销 MSOH ，分别对相应的段层进行监控。我们讲 过段其实也相当于一条大的传输通道，RSOH 和MSOH的作用也就是对这一条大的传输通道 进行监控。
二者的区 别
举个简单的例子，若光纤上传输的是2.5G信号，那么RSOH监控的是 STM-16整体的传输性能，而MSOH则是监控STM-16信号中每一个 STM-1的性能情况。