《SDH原理》第二章 SDH信号的帧结构和复用步骤

SDH原理 第二章SDH信号的帧结构和复用步骤 第二章SDH信号的帧结构和复用步骤 目标 掌握STMN信号的帧结构〔以STM-1信号的帧结构为例〕 掌握STMN信号帧中各部分结构所起的大致作用 掌握2 Mbit/s、34 Mbit/s、140 Mbit/s复用进STMN信号的全过程 掌握复用和映射的概念, 21SDH信号—STMN的帧结构 SDH信号需要什么样的帧结构呢? STMN信号帧结构的安排应尽可能使支路低速信号在一帧内均匀地、有规律 的分布。为什么呢?因为这样便于实现支路的同步复用、交叉连接(DXC)、 分/插和交换,说到底就为了方便的从高速信号中直接上/下低速支路信号。 鉴于此,ITU-T规定了STMN的帧是以字节(8bit)为单位的矩形块状帧结构, 9×270×N个字节 图21STMN帧结构图

第二章 SDH信号的帧结构和复用步骤 P 目标 掌握STM-N信号的帧结构 以STM-1信号的帧结构为例 掌握STM-N信号帧中各部分结构所起的大致作用 掌握2Mbit/s 34Mbit/s 140Mbit/s复用进STM-N信号的全过程 掌握复用和映射的概念 2.1 SDH信号 STM-N的帧结构 SDH信号需要什么样的帧结构呢 STM-N信号帧结构的安排应尽可能使支路低速信号在一帧内均匀地 有规律 的分布 为什么呢 因为这样便于实现支路的同步复用 交叉连接 DXC 分/插和交换 说到底就 为了方便的从高速信号中直接上/下低速支路信号 鉴于此 ITU-T规定了STM-N的帧是以字节 8bit 为单位的矩形块状帧结构 如图2-1所示 9×270×N个字节 RSOH AU-PTR MSOH 9×N 1 3 4 9 payload 261×N 5 图2-1 STM-N 帧结构图 SDH原理 第二章 SDH信号的帧结构和复用步骤 2-1

SDH原理 第二章SDH信号的帧结构和复用 诀窍: 块状帧是什么呢? 为了便于对信号进行分析,往往将信号的帧结构等效为块状帧结构,这不是 SDH信号所特有的,PDH信号、ATM信号,分组交换的数据包,它们的帧结 构都算是块状帧,例如,E1信号的帧是32个字节组成的1行×32列的块状帧, ATM信号是53个字节构成的块状帧,将信号的帧结构等效为块状,仅仅是为 了分析的方便, 从上图看出STMN的信号是9行×270×N列的帧结构。此处的N与STMN的 N相一致,取值范围:1,4,16,641表示此信号由N个STM-1信号通 过字节间插复用而成。由此可知,STM-1信号的帧结构是9行×270列的块状 帧,由上图看出,当N个STM-1信号通过字节间插复用成STMN信号时,仅 仅是将STM-1信号的列按字节间插复用,行数恒定为9行 我们知道,信号在线路上传输时是一个b个bi地进行传输的,那么这个块 状帧是怎样在线路上进行传输的呢?总不会是将整个块都送上线路同时传输 吧。当然不是这样传输,STM-N信号的传输也遵循按比特的传输方式,那么 先传哪些比特后传哪些比特呢?SDH信号帧传输的原则是:帧结构中的字节 (8bit)从左到右,从上到下一个字节一个字节(一个比特一个比特)的传 输,传完一行再传下一行,传完一帧再传下一帧。 STMN信号的帧频(也就是每秒传送的帧数)是多少呢?ITU-T规定对于任 何级别的STM等级,帧频是8000帧秒,也就是帧长或帧周期为恒定的125μSa 8000帧/秒听起来很耳熟,对了,PDH的E1信号也是800/秒 在这里你要注意到的是对于任何STM级别帧频都是8000帧/秒,帧周期的恒定 是SDH信号的一大特点。想想看PDH不同等级信号的帧周期是否恒定?由于 帧周期的恒定使STMN信号的速率有其规律性。例如STM4的传输数速恒定 的等于STM-1信号传输数速的4倍,STM-16恒定等于STM-4的4倍,等于 STM-1的16倍。而PDH中的E2信号速率≠E1信号速率的4倍。SDH信号的这 种规律性使高速SDH信号直接分/插出低速SDH信号成为可能,特别适用于大 容量的传输情况

诀窍 块状帧是什么呢 为了便于对信号进行分析 往往将信号的帧结构等效为块状帧结构 这不是 SDH信号所特有的 PDH信号 ATM信号 分组交换的数据包 它们的帧结 构都算是块状帧 例如 E1信号的帧是32个字节组成的1行 32列的块状帧 ATM信号是53个字节构成的块状帧 将信号的帧结构等效为块状 仅仅是为 了分析的方便 从上图看出STM-N的信号是9行 270 N列的帧结构 此处的N与STM-N的 N相一致 取值范围 1 4 16 64 表示此信号由N个STM-1 信号通 过字节间插复用而成 由此可知 STM-1信号的帧结构是9行 270列的块状 帧 由上图看出 当N个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N信号时 仅 仅是将STM-1信号的列按字节间插复用 行数恒定为9行 我们知道 信号在线路上传输时是一个bit一个bit地进行传输的 那么这个块 状帧是怎样在线路上进行传输的呢 总不会是将整个块都送上线路同时传输 吧 当然不是这样传输 STM-N信号的传输也遵循按比特的传输方式 那么 先传哪些比特后传哪些比特呢 SDH信号帧传输的原则是 帧结构中的字节 8bit 从左到右 从上到下一个字节一个字节 一个比特一个比特 的传 输 传完一行再传下一行 传完一帧再传下一帧 STM-N信号的帧频 也就是每秒传送的帧数 是多少呢 ITU-T规定对于任 何级别的STM等级 帧频是8000帧/秒 也就是帧长或帧周期为恒定的125 s 8000帧/秒听起来很耳熟 对了 PDH的E1信号也是8000帧/秒 在这里你要注意到的是对于任何STM级别帧频都是8000帧/秒 帧周期的恒定 是SDH信号的一大特点 想想看PDH不同等级信号的帧周期是否恒定 由于 帧周期的恒定使STM-N信号的速率有其规律性 例如STM-4的传输数速恒定 的等于STM-1信号传输数速的4倍 STM-16恒定等于STM-4的4倍 等于 STM-1的16倍 而PDH中的E2信号速率 E1信号速率的4倍 SDH信号的这 种规律性使高速SDH信号直接分/插出低速SDH信号成为可能 特别适用于大 容量的传输情况 SDH原理 第二章 SDH信号的帧结构和复用步骤 2-2

SDH原理 第二章SDH信号的帧结构和复用 ?想一想: STMN帧中单独一个字节的比特传输速率是多少? STMN的帧频为8000帧/秒,这就是说信号帧中某一特定字节每秒被传送 8000次,那么该字节的比特速率是8000×8bit=64kbi!,这个数字是不是也 很眼熟,64kbis是一路数字电话的传输速率 从图中看出,STM-N的帧结构由3部分组成:段开销,包括再生段开销 (RSOH)和复用段开销(MSOH):管理单元指针(AU-PTR;信息净负 荷( payload)。下面我们讲述这三大部分的功能 1)信息净负荷( payload)是在STMN帧结构中存放将由STMN传送的各种 信息码块的地方。信息净负荷区相当于STMN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一一待运输的货物。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在STMN这辆货车上在SDH网中传送,它负责对打包的 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)。 技术细节 何谓通道? 举例说明,STM-l信号可复用进63×2Mbit/s的信号,那么换一种说法可将 STM-1信号看成一条传输大道,那么在这条大路上又分成了63条小路,每条 小路通过相应速率的低速信号,那么毎一条小路就相当于一个低速信号通道 通道开销的作用就可以看成监控这些小路的传送状况了,这63个ΣM通道复合 成了STM-1信号这条大路一一此处可称为“段”了,现在你明白了吧,所谓 通道指相应的低速攴路信号,POH的功能就是监测这些低速攴路信号在由 STMN这辆货车承载,在SDH网上运输时的性能 这与将STMN信号类比为货车,将低速支路信号打包装入车中运输相一致

想一想 STM-N帧中单独一个字节的比特传输速率是多少 STM-N的帧频为8000帧/秒 这就是说信号帧中某一特定字节每秒被传送 8000次 那么该字节的比特速率是8000 8bit 64kbit/s 这个数字是不是也 很眼熟 64kbit/s是一路数字电话的传输速率 从图中看出 STM-N的帧结构由3部分组成 段开销 包括再生段开销 RSOH 和复用段开销 MSOH 管理单元指针 AU-PTR 信息净负 荷 payload 下面我们讲述这三大部分的功能 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在STM-N这辆货车上在SDH网中传送 它负责对打包的 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 & 技术细节 何谓通道 举例说明 STM-1信号可复用进63 2Mbit/s的信号 那么换一种说法可将 STM-1信号看成一条传输大道 那么在这条大路上又分成了63条小路 每条 小路通过相应速率的低速信号 那么每一条小路就相当于一个低速信号通道 通道开销的作用就可以看成监控这些小路的传送状况了 这63个2M通道复合 成了STM-1信号这条大路 此处可称为 段 了 现在你明白了吧 所谓 通道指相应的低速支路信号 POH的功能就是监测这些低速支路信号在由 STM-N这辆货车承载 在SDH网上运输时的性能 这与将STM-N信号类比为货车 将低速支路信号打包装入车中运输相一致 SDH原理 第二章 SDH信号的帧结构和复用步骤 2-3

SDH原理 第二章SDH信号的帧结构和复用步 △ 注意 信息净负荷并不等于有效负荷,因为信息净负荷中存放的是经过打包的低速 信号,即在低速信号中加上了相应的POH 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STMN这辆 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。 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 那么,RSOH和MSOH的区别是什么呢?简单的讲二者的区别在于监管的范 围不同。举个简单的例子,若光纤上传输的是25G信号,那么,RSOH监控 的是STM-l6整体的传输性能,而MSOH则是监控STM16信号中每一个 STM-1的性能情况。 技术细节 RSOH、MSOH、POH提供了对SDH信号的层层细化的监控功能,例如 2.5G系统,RSOH监控的是整个STM-16的信号传输状态;MSOH监控的是 STM-16中每一个STM-1信号的传输状态;POH则是监控每一个STM-1中每一 个打包了的低速支路信号〔例如2 Mbit/s)的传输状态,这样通过开销的层层 监管功能,使你可以方便地从宏观(整体〕和微观〔个体〕的角度来监控信 号的传输状态,便于分析、定位, 再生段开销在STMN帧中的位置是第一到第三行的第一到第9XN列,共3x N个字节;复用段开销在STMN帧中的位置是第5到第9行的第一到第9X

注意 信息净负荷并不等于有效负荷 因为信息净负荷中存放的是经过打包的低速 信号 即在低速信号中加上了相应的POH 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 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 那么 RSOH和MSOH的区别是什么呢 简单的讲二者的区别在于监管的范 围不同 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 & 技术细节 RSOH MSOH POH提供了对SDH信号的层层细化的监控功能 例如 2.5G系统 RSOH监控的是整个STM-16的信号传输状态 MSOH监控的是 STM-16中每一个STM-1信号的传输状态 POH则是监控每一个STM-1中每一 个打包了的低速支路信号 例如2Mbit/s 的传输状态 这样通过开销的层层 监管功能 使你可以方便地从宏观 整体 和微观 个体 的角度来监控信 号的传输状态 便于分析 定位 再生段开销在STM-N帧中的位置是第一到第三行的第一到第9 N列 共3 9 N个字节 复用段开销在STM-N帧中的位置是第5到第9行的第一到第9 SDH原理 第二章 SDH信号的帧结构和复用步骤 2-4

SDH原理 第二章SDH信号的帧结构和复用步 N列,共5X9XN个字节。与PDH信号的帧结构相比较,段开销丰富是SDH信 号帧结构的一个重要的特点 3)管理单元指针(AU-PTR 管理单元指针位于STMN帧中第4行的9XN列,共9XN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2Mbts),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。AU-PIR是用来指示信息净负荷的第一个字节在STMN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。这句话怎样理解呢?若仓库中以堆为单位存放了很多货物, 每堆货物中的各件货物(低速支路信号)的摆放是有规律性的(字节间插复 用),那么若要定位仓库中某件货物的位置就只要知道这堆货物的具体位置 就可以了,也就是说只要知道这堆货物的第一件货物放在哪儿,然后通过本 堆货物摆放位置的规律性,就可以直接定位出本堆货物中任一件货物的准确 位置,这样就可以直接从仓库中搬运(直接分插)某一件特定货物(低速支 路信号)。AU-PTR的作用就是指示这堆货物中第一件货物的位置 其实指针有高、低阶之分,高阶指针是AU-PTR低阶指针是TU-PTR(支路 单元指针),TU-PTR的作用类似于AU-PTR只不过所指示的货物堆更小 些而已 2.2SDH的复用结构和步骤 SDH的复用包括两种情况:一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号;另 一种是低速支路信号(例如2Mbit/s,34Mbit/s140Mb/s)复用成SDH信号 STM-N. 第一种情况在前面已有所提及,复用的方法主要通过字节间插复用方式来完 成的,复用的个数是4合一,即4XSTM-1→STM-4,4XSTM4→STM-16 在复用过程中保持帧频不变(8000帧/秒),这就意味着高一级的STMN信号 是低一级的STMN信号速率的4倍。在进行字节间插复用过程中,各帧的信 息净负荷和指针字节按原值进行间插复用,而段开销则会有些取舍。在复用 成的STMN帧中,SOH并不是所有低阶SDH帧中的段开销间插复用而成,而 是舍弃了一些低阶帧中的段开销,其具体的复用方法在下一节中讲述 第二种情况用得最多的就是将PDH信号复用进STMN信号中去

N列 共5 9 N个字节 与PDH信号的帧结构相比较 段开销丰富是SDH信 号帧结构的一个重要的特点 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 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 这句话怎样理解呢 若仓库中以堆为单位存放了很多货物 每堆货物中的各件货物 低速支路信号 的摆放是有规律性的 字节间插复 用 那么若要定位仓库中某件货物的位置就只要知道这堆货物的具体位置 就可以了 也就是说只要知道这堆货物的第一件货物放在哪儿 然后通过本 堆货物摆放位置的规律性 就可以直接定位出本堆货物中任一件货物的准确 位置 这样就可以直接从仓库中搬运 直接分/插 某一件特定货物 低速支 路信号 AU-PTR的作用就是指示这堆货物中第一件货物的位置 其实指针有高 低阶之分 高阶指针是AU-PTR 低阶指针是TU-PTR 支路 单元指针 TU-PTR的作用类似于AU-PTR 只不过所指示的货物堆更小一 些而已 2.2 SDH的复用结构和步骤 SDH的复用包括两种情况 一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号 另 一种是低速支路信号 例如2Mbit/s 34Mbit/s 140Mbit/s 复用成SDH信号 STM-N 第一种情况在前面已有所提及 复用的方法主要通过字节间插复用方式来完 成的 复用的个数是4合一 即4 STM-1 STM-4 4 STM-4 STM-16 在复用过程中保持帧频不变 8000帧/秒 这就意味着高一级的STM-N信号 是低一级的STM-N信号速率的4倍 在进行字节间插复用过程中 各帧的信 息净负荷和指针字节按原值进行间插复用 而段开销则会有些取舍 在复用 成的STM-N帧中 SOH并不是所有低阶SDH帧中的段开销间插复用而成 而 是舍弃了一些低阶帧中的段开销 其具体的复用方法在下一节中讲述 第二种情况用得最多的就是将PDH信号复用进STM-N信号中去 SDH原理 第二章 SDH信号的帧结构和复用步骤 2-5