传输设备安装工程培训讲义_殷茜.docx

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1、重庆信科设计有限公司新员工技术培训 SDH光传输技术及传输设备安装工程重庆信科设计有限公司新员工技术培训SDH光传输技术及传输设备安装工程授课人：殷茜2004-7-8第一章SDH传输技术理论基础41.1SDH概述41.1.1SDH产生的技术背景为什么会产生SDH传输体制41.1.2与PDH相比SDH有哪些优势61.1.3SDH的缺陷所在81.2SDH信号的帧结构和复用步骤91.2.1SDH信号STM-N的帧结构91.2.2SDH的复用结构和步骤101.1.1140Mbit/s复用进STM-N信号121.1.234Mbit/s复用进STM-N信号151.1.32Mbit/s复用进STM-N信号1

2、61.2.3映射、定位和复用的概念181.1.4异步映射191.1.5比特同步映射191.1.6字节同步映射191.1.7浮动VC模式191.3SDH的开销221.3.1开销221.3.2指针321.4SDH网络结构和网络保护机理361.4.1基本的网络拓扑结构361.4.2链网和自愈环381.4.3复杂网络的拓扑结构及特点461.4.4SDH网络的整体层次结构481.5光接口类型和参数511.5.1光纤的种类511.5.2光接口类型511.5.3光接口参数521.6定时与同步541.6.1同步方式551.6.2主从同步网中从时钟的工作模式561.6.3SDH的引入对网同步的要求561.6.4

3、SDH网的同步方式571.1.8SDH网同步原则571.1.9SDH网元时钟源的种类581.1.10SDH网络常见的定时方式581.6.5S1字节和SDH网络时钟保护倒换原理601.7传输性能与测试631.7.1误码性能641.7.2可用性参数651.7.3抖动漂移性能661.7.4SDH的测试方法671.7.5测试内容681.8网络管理简介681.8.1TMN基础681.8.2SDH管理网691.8.3SDH管理能力691.8.4OSI模型和ECC协议栈69第二章SDH设备示例702.1SDH设备的逻辑组成702.1.1SDH网络的常见网元712.1.2SDH设备的逻辑功能块732.2中兴S

4、DH设备Unitrans ZXSM-150/600/2500872.2.1系统框架882.2.2机架结构892.2.3系统子架结构892.2.4单板功能描述90第三章光传输通信工程SDH光传输设备的安装设计923.1传输设备安装工程设计的内容范围及步骤923.1.1通信工程项目设计程序923.1.2长途光传输通信系统传输设备安装工程初步设计的内容和要求933.1.3长途光传输通信系统传输设备安装工程施工图设计的内容和要求943.2传输设备安装工程设计（包括传输系统设计）963.2.1设计应遵循的总原则963.2.2传输系统的设计963.2.3辅助系统993.2.4网络组织1003.2.5通道安

5、排与衔接1013.2.6传输系统性能指标（技术指标要求，严格参照规范执行，没有其它工程考虑。）1013.2.7局站设备安装1013.2.8维护工具及仪表配置1033.3传输设备安装工程设计的勘察与测量1043.3.1勘察工作的内容深度与要求1043.3.2勘察前的准备工作1043.3.3现场勘察工作105第四章专业测试109第一章 SDH传输技术理论基础1.1 SDH概述学习目标：l 了解SDH的产生背景；l 了解SDH体制的优点和不足；l 建立有关SDH的整体概念为以后更深入的学习打下基础。1.1.1 SDH产生的技术背景为什么会产生SDH传输体制 SDH(Synchronous Digit

6、al Hierarchy)全称叫做同步数字体系，SDH是世界公认的新一代宽带传输体制，SDH体制规范了数字信号的传输速率等级、帧结构、复用方式和光接口特性等。那么SDH产生的技术背景是什么呢？当今，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，经电信网传输、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。传输系统是通信网的重要组成部分，传输系统的好坏直接制约着通信网的发展。当前世界各国大力发展的信息高速公路，其重点之一就是组建大容量的光纤传输网络，以SDH/WDM为主的光纤传输网络就是高速公路最基础的物理平台。传输网应具有全世界统一的接口标

7、准，以便全球的每一个用户都能实现随时随地便捷地通信。由PDH传输体制组建的传输网，其复用的方式已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，制约了传输网向更高的速率发展。传统的PDH传输体制的缺陷主要体现在以下几个方面 ： 一、 接口方面1）PDH只有地区性的电接口规范，没有统一的世界性标准。现有的PDH制式共有三种不同的信号速率等级：欧洲系列、北美系列和日本系列。它们的电接口速率等级以及信号的帧结构、复用方式均不相同，这种局面造成了国际互通的困难，不适应当前随时随地便捷通信的发展趋势。这三个系列信号的电接口速率等级如图1.1.1-1所示。2）PDH 没有世

8、界性统一的光接口规范。为了完成设备对光路上的传输性能进行监控，各厂家各自采用自行开发的线路码型。典型的例子是mBnB码。其中mB为信息码，nB是冗余码，冗余码的作用是实现设备对线路传输性能的监控功能。这使同一等级上光接口的信号速率大于电接口的标准信号速率，不仅增加了光通道的传输带宽要求；而且由于各厂家的设备在进行线路编码时，在信息码后加上不同的冗余码，导致不同厂家同一速率等级的光接口码型和速率也不一样，致使不同厂家的设备无法实现横向兼容。这样在同一传输路线两端必须采用同一厂家的设备，给组网应用、网络管理及互通带来困难。图1.1.1-1 PDH的速率等级二、 复用方式在PDH体制中，只有PCM设

9、备中从64kbit/s至基群速率的复用采用了同步复用方式，而其他各群次信号都采用“准同步复接”方式。因为各级PDH速率的信号都是异步的，需要通过正码速调整来适配和容纳各级支路信号的速率差异。由于PDH采用异步复用方式，那么就导致当低速信号复用到高速信号时，其在高速信号帧结构中的位置规律性差。也就是说在高速信号中不能便捷地确认低速信号的位置，而这一点正是能否从高速信号中直接分支出低速信号的关键所在。PDH采用异步复用方式，从PDH的高速信号中就不能直接的分支/插入低速信号，例如：不能从140Mbit/s的信号中直接分支/插入2Mbit/s的信号。这就会引起以下两个问题：1）从高速信号中分支/插入

10、低速信号要逐级地进行。例如从140Mbit/s的信号中分支/插入2Mbit/s低速信号要经过如下过程。如图1.1.2-1所示。140MOLTE140MOLTE34341401403434888222M2M8348 图1.1.2-1 从140Mbit/s信号分支/插入2Mbit/s信号示意图图示说明，在将140Mbit/s信号分支出2Mbit/s信号过程中，使用了大量的“背靠背”设备。通过三级解复用设备才从140Mbit/s的信号中分出2Mbit/s低速信号；再通过三级复用设备，将2Mbit/s的低速信号复用到140Mbit/s信号中。一个140Mbit/s信号可复用进64个2Mbit/s信号，

11、若在此处仅仅从140Mbit/s信号中上下一个2Mbit/s的信号，也需要全套的三级复用和解复用设备。这样不仅增加了设备的体积、成本和功耗，还降低了设备的可靠性。2）由于低速信号分/插到高速信号要通过层层的复用和解复用过程，这样就会使信号在复用/解复用过程中带来损伤，使传输性能劣化。在大容量长距离传输时，此种缺陷是不能容忍的。三、 运行维护方面PDH信号的帧结构里用于运行管理维护（OAM）的开销字节不多，这也就是为什么在设备进行光路上的线路编码时，要通过增加冗余编码来完成线路性能监控功能。由于PDH信号管理运行维护工作的开销字节少，这对完成传输网的分层管理、性能监控、业务的实时调度、传输带宽的

12、控制、告警的分析和故障定位是很不利的。四、 没有统一的网管接口由于PDH没有网管功能，更没有统一的网管接口，这就不利于形成统一的电信管理网。由于以上这种种缺陷，使PDH传输体制越来越不适应传输网的发展，于是美国贝尔通信研究所首先提出由一整套分等级的标准数字传送结构组成的光同步网络（SONET）体制。CCITT于1988年接受了SONET概念，并重新命名为同步数字体系（SDH），使其成为不仅适用于光纤传输，也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。本课程主要讲述SDH体系在光纤传输网上的应用。想一想：你也许在资料中看到过SDH信号能直接从高速信号中下低速信号，例如直接从622Mbit/s信号中下2M

13、bit/s信号，为什么？这种特性跟SDH所特有的同步复用方式有关，既然是同步复用方式，那么低速信号在高速信号帧中的位置是可预见的，于是从高速信号中直接下低速信号就变成了一件很容易的事了。1.1.2 与PDH相比SDH有哪些优势SDH传输体制具有PDH体制所无可比拟的优点，它是不同于PDH的全新的一代传输体制，与PDH相比在技术体制上进行了根本的变革和创新。SDH的核心理念是要从统一的国家电信网和国际互通的高度来组建数字通信网，它是构成综合业务数字网（ISDN），特别是宽带综合业务数字网（B-ISDN）的重要组成部分。那么怎样理解这个概念呢？因为与传统的PDH体制不同，按SDH组建的网是一个高度

14、统一的、标准化的、智能化的网络，它采用全球统一的接口以实现设备多厂家环境的兼容，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，提高网络资源利用率，由于维护功能的加强大大降低了设备的运行维护费用。下面我们就SDH所具有的优势，从以下几个方面进一步说明。一、 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、复用方法、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

15、。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。它基本的信号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，可通过将基础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-44STM-1，STM-164STM-4 STM-644STM-16。2）光接口方面：线路接口（光接口）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。扰码的标准是世界统一的，这样对终端设备仅需通过标准的解扰码器就可

16、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。由于线路信号仅通过扰码，所以SDH的线路光信号速率与SDH电口标准信号速率相同。这样就不会增加光通道的传输带宽。目前ITU-T正式推荐SDH光接口的统一码型为加扰码的NRZ。 二、 复用方式由于低速SDH信号是以字节间插方式复用进高速SDH信号的帧结构中的，这样就使低速SDH信号在高速SDH信号的帧中的位置是均匀的、有规律性的，也就是说是可预见的。这样就能从高速SDH信号例如2.5Gbit/s（STM-16）中直接分/插出低速SDH信号例如155Mbit/s（STM-1），这样就简

17、化了信号的复接和分接，使SDH体制特别适合于高速大容量的光纤通信系统。另外，由于SDH采用了同步复用方式和灵活的映射结构，可将PDH低速支路信号（例如2Mbit/s）复用进SDH信号的帧中去（STM-N），这样使低速支路信号在STM-N帧中的位置也是可预见的，于是可以从STM-N信号中直接分/插出低速支路信号。这样，节省了大量的复接/分接设备（背靠背设备），增加了可靠性，减少了信号损伤、降低了设备成本和功耗等，使业务的上、下更加简便。SDH综合了软件和硬件的优势，实现了从低速PDH支路信号（如2Mb/s）至STM-N之间的“一步到位”的复用，使员工仅靠软件操作就能便捷地实现灵活的实时业务调配。

18、而且SDH的这种复用方式使数字交叉连接（DXC）功能更易于实现，使网络具有了很强的自愈功能，便于网络运营者按需动态组网。三、 运行维护方面SDH信号的帧结构中安排了丰富的用于运行管理维护（OAM）功能的开销字节，使网络的监控功能大大加强，也就是说维护的自动化程度大大提高。PDH的信号中开销字节不多，以致于在对线路进行性能监控时，还要通过在线路编码时加入冗余比特来完成。以PCM30/32信号为例，其帧结构中仅有TS0时隙和TS16时隙中的比特是用于开销功能。SDH具有丰富的开销字节，它占用整个帧结构所有宽容量的1/20，大大加强了OAM功能。这样就有利于降低系统的维护费用，而在通信设备的综合成本

19、中，维护费用占相当大的一部分。于是SDH系统的综合成本要比PDH系统的低，据估算约为PDH系统的65.8%。四、 兼容性SDH有很强的兼容性，这也就意味着当组建SDH传输网时，原有的PDH设备或系统仍可使用，这两种传输网可以共存。也就是说可以用SDH网传送PDH业务。另外，异步转移模式的信号（ATM）、FDDI等其他制式的信号所传送的新业务也可用SDH网来传输。那么SDH传输网是怎样实现这种兼容性的呢？SDH信号的基本传输模块（STM-1）可以容纳多种速率的PDH支路信号和其它的数字信号-ATM、FDDI、DQDB等，从而体现了SDH的前向兼容性和后向兼容性。为了适应ATM、IP等新业务传输的

20、需要，SDH专门设计有STM-N级联等应用方式，从而保证SDH上述兼容性得以实现。SDH是怎样容纳各种制式的信号呢？很简单，只须把各种制式的信号（支路）从网络界面处（始点）映射复用进STM-N信号的帧结构中，在SDH传输网络边界处（终点）再将它们解复用/分离出来即可，这样就可以在SDH传输网上传输各种制式的数字信号了。打个比分：在SDH网中，SDH的信号实际上起着运货车的功能，它将各种不同体制的信号（如PDH信号等）象货物一样打成大小不同的（速率级别）包，然后装入货车（装入STM-N帧中），在SDH的主干道上（光纤上）传输。在收端从货车上卸下打成货包的货物（其它体制的信号），然后拆包封，恢复出

21、原来体制的信号。这也就形象地说明了不同体制的低速信号复用进SDH信号（STM-N），在SDH网上传输和最后拆分出原体制信号的全过程。1.1.3 SDH的缺陷所在凡事有利就有弊，SDH体系并非完美无缺，它大致具有如下三点不足：一、 频带利用率低SDH的一个很大的优势是系统的可靠性增强了，运行管理维护的自动化程度提高了。这是由于在SDH的STM-N帧中加入了大量的开销字节。这样必然会增加传输速率，使在传输同样有效信息的情况下，PDH信号所占用的传输速率要比SDH信号所占用的传输速率低，即PDH信号所占用的带宽窄。例如：SDH的STM-1信号可复用进63个2Mbit/s或3个34Mbit/s（相当于

22、482Mbit/s）或1个140Mbit/s（相当于642Mbit/s）的PDH信号。只有当PDH信号是以140Mbit/s的信号复用进STM-1信号的帧时，STM-1信号才能容纳642Mbit/s的信息量，但此时它的信号速率是155Mbit/s，速率要高于PDH同样信息容量的E4信号（140Mbit/s），也就是说STM-1所占用的传输频带要大于PDH E4信号的传输频带，而二者信息传输的容量是一样的。二、 指针调整机理复杂SDH体制可以“一步到位”地从高速信号（例如STM-1）中直接下低速信号（例如2Mbit/s），省去了逐级复用/解复用过程。而这种功能的实现是通过指针机理来完成的，指针的

23、作用就是时刻指示低速信号的位置，以便在“拆包”时能正确地拆分出所需的低速信号，保证了SDH从高速信号中直接分支低速信号的功能的实现。可以说指针技术是SDH体系的一大特色。但是指针功能的实现增加了系统的复杂性。最重要的是使系统产生SDH特有的一种抖动-由指针调整引起的结合抖动。这种抖动多发于网络边界处（SDH/PDH），其频率低，幅度大，会导致低速信号在分支拆离后传输性能劣化，这种抖动的滤除又比较困难。三、 软件的大量使用对系统安全性的影响SDH的一大特点是OAM的自动化程度高，这意味着软件在系统中占用相当大的比重。一方面这使系统很容易受到计算机病毒的侵害，特别是在计算机病毒无处不在的今天。另一

24、方面，在网络层上人为的错误操作、软件故障，对系统的影响也是致命的。也就是说，SDH系统对软件的依赖性很大，这样SDH系统运行的安全性就成了很重要的课题。SDH体制是一种新生事物，尽管还有这样那样的缺陷，但它已在传输网的发展中，显露出了强大的生命力。因此，传输网从PDH过渡到SDH已成了一个不可逆转的必然趋势。想一想：在这一节你学到了些什么？l SDH究竟是什么？SDH(Synchronous Digital Hierarchy)全称叫做同步数字体系，SDH是世界公认的新一代宽带传输体制l 为什么会出现SDH的传输体制？PDH的缺点 1没有统一的电接口和光接口、2。采用异步复用分插信号哟啊逐级进

25、行，层级复用和解复用对信号有损伤3、运行维护需要借助冗余码来监控线路4、没有统一的网管接口，不利于形成统一的电信管理网l 与PDH相对比SDH有何优势？1、有世界统一的电接口和光接口2、采用字节间查复用，低速信号在高速SDH信号中的帧中位置是有规律的，可以预料的3、运行维护功能强大4、兼容性好。l SDH的局限性是什么？ 小结 本节主要讲述了SDH体制产生的技术背景、SDH的特点，主要是建立SDH的整体概念。 习题 1. 为什么SDH体制适合大容量传输的情况？1.2 SDH信号的帧结构和复用步骤学习目标：l 掌握STM-N信号的帧结构（以STM-1信号的帧结构为例）；l 掌握STM-N信号帧中

26、各部分结构所起的作用；l 掌握2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s复用进STM-N信号的全过程；l 掌握复用和映射的概念。1.2.1 SDH信号STM-N的帧结构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、有规律的分布。以便于实现支路信号的同步复用、交叉连接（DXC）、分/插和交换，说到底就是为了方便的从高速信号中直接上/下低速支路信号。因此，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2.1-1所示。 图2.1-1 STM-N 帧结构图由图看见STM-N的信号是9行270N列的帧结构。此处的N与STM-N的N相一致，取值范围

27、：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。并且，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行不变。 我们知道，信号在线路上串行传输时是逐个比特（bit）地进行的，那么这个块状帧是怎样在线路上进行传输的呢？ STM-N信号的传输也遵循按比特的传输方式，SDH信号帧传输的原则是：按帧结构的顺序从左到右，从上到下逐个字节，并且逐个比特地传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。STM-N信号帧的重复频率（也就是每秒传送的帧数）是多少呢？IT

28、U-T规定对于任何级别的STM-N帧，帧频都是8000帧/秒，也就是帧的周期为恒定的125s 。对了，正好PDH的E1信号也是8000帧/秒。对于任何级别的STM-N帧频都是8000帧/秒，帧周期的恒定是SDH信号的一大特点。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-1的16倍。而PDH中的E2信号速率E1信号速率的4倍。SDH信号的这种规律性所带来的好处是可以便捷地从高速STM-N码流中直接分/插出低速支路信号，这就是SDH按字节同步复用的优越性。由图可见，STM-N的帧结构由3部分组成：段开

29、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）。下面分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传送的各种用户信息码块的地方。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（低阶通道）进行通道性能监视、管理

30、和控制。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，而在这条大道上又分成了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通道复用合成了STM-1信号这条大路此时就可称为“段”了。现在明白了吧，所谓通道就是指相应的低速支路信号，POH的功能就是监测这些支路信号在由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。2）段开销（SOH）是为了保证信

31、息净负荷正常传送所必须附加的网络运行、管理和维护（OAM）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，而通道开销（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还有一些其他管理功能。段开销又分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH），可分别对相应的段层进行监控。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

32、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。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9N列，共39N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9N列，共59N个字节。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9N列，共9N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

33、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，以便接收端能根据这个位置指示符的值（指针值）准确分离信息净负荷。 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，只不过所指示的信息负荷更小一些而已。1.2.2 SDH的复用结构和步骤SDH的复用包括两种情况：一种是由STM-1信号复用成STM-N信号；另一种是由PDH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

34、已有所提及，复用的方法主要通过字节间插的同步复用方式来完成的，复用的基数是4，即4STM-1STM-4，4STM-4STM-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字节间插复用，而段开销则ITU-T另有规范。在同步复用形成的STM-N帧中，STM-N的段开销并不是所有低阶STM-n帧中的段开销间插复用而成，而是舍弃了某些低阶帧中的段开销，另作详尽规定。关于各级STM-N帧中段开销细节将在下一节中讲述。第二种情况就是将各级PDH支路信号复用进STM-N信号中

35、去。传统的将低速信号复用成高速信号的方法有两种：比特塞入法（又叫做码速调整法）：这种方法利用固定位置的比特塞入指示来显示塞入的比特是否载有信号数据，允许被复用的净负荷有较大的频率差异（异步复用）。因为存在一个比特插入和消插的过程（码速调整），而不能将支路信号直接插入高速复用信号或从高速信号中分支出低速支路信号，也就是说不能很便捷地直接从高速信号中上/下低速支路信号，要一级一级的进行。这也就是PDH正码速调整的准同步复用方式。固定位置映射法：这种方法利用低速信号在高速信号中的特殊位置来携带低速同步信号，要求低速信号与高速信号同步，也就是说帧频相一致，可方便的从高速信号中直接上/下低速支路信号，但

36、当高速信号和低速信号间出现频差和相差（不同步）时，要用125S（8000帧/秒）缓存器来进行频率校正和相位对准，导致信号较大延时和滑动损伤。从上面看出这两种复用方式都有一些不足，比特塞入法无法从高速信号中上/下低速支路信号；固定位置映射法引入的信号时延过大。SDH网的兼容性要求SDH的复用方式既能满足异步复用（例如：将PDH支路信号复用进STM-N），又能满足同步复用（例如STM-1STM-4），而且能方便地由高速STM-N信号分/插出低速信号，同时不造成较大的信号时延和滑动损伤，这就要求SDH需采用自己独特的一套复用步骤和复用结构。在这种复用结构中，通过指针调整定位技术来取代125S缓存器用

37、以校正支路信号频差和实现相位对准，各种业务信号复用进STM-N帧的过程都要经历映射（相当于信号打包）、定位（伴随与指针调整）、复用（相当于字节间插复用）三个步骤。ITU-T规定了一整套完整的映射复用结构（也就是映射复用路线），通过这些路线可将PDH的3个系列的数字信号以多种方法复用成STM-N信号。ITU-T规定的复用路线如图2.1-2。 图 2.1-2 SDH 复用映射结构从图2.1-2中可以看到此复用结构包括了一些基本的复用单元：C容器、VC虚容器、TU支路单元、TUG支路单元组、AU管理单元、AUG管理单元组，这些复用单元的下标表示与此复用单元相应的信号级别。在图中从一个有效负荷到STM

38、-N的复用路线不是唯一的，有多条路线（也就是说有多种复用方法）。例如：2Mbit/s的信号有两条复用路线，也就是说可用两种方法复用成STM-N信号。须说明，8Mbit/s的PDH支路信号是无法复用成STM-N信号的。尽管一种信号复用成SDH的STM-N信号的路线有多种，但我国的光同步传输网技术体制规定了以2Mbit/s信号为基础的PDH系列作为SDH的有效负荷，并选用AU-4的复用路线，其结构见图2.1-3所示。 图2.1-3 我国的SDH基本复用映射结构 下面我们分别讲述2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s的PDH信号是如何复用进STM-N信号中的。1.1.1 140Mbit

39、/s复用进STM-N信号首先将140Mbit/s的PDH信号经过正码速调整（比特塞入法）适配进C-4，C-4是用来装载140Mbit/s的PDH信号的标准信息结构。需经SDH复用的各种速率的业务信号都应首先通过码速调整适配装进一个与信号速率级别相对应的标准容器：2Mbit/s-C-12、34Mbit/s-C-3、140Mbit/sC-4。容器的主要作用就是进行速率调整。140Mbit/s的信号装入C-4也就相当于将其打了个包封，使139.264Mbit/s信号的速率调整为标准的C-4速率。C-4的帧结构是以字节为单位的块状帧，帧频是8000帧/秒，也就是说经过速率适配，139.264Mbit/

40、s的信号在适配成C-4信号后就已经与SDH传输网同步了。这个过程也就是将异步的139.264Mbit/s信号装入C-4。C-4的帧结构如图2.1-4所示。 图2.1-4 C4 的帧结构图C-4信号的帧有260列9行（PDH信号在复用进STM-N中时，其块状帧总是保持是9行），那么E4信号适配速率后的信号速率（也就是C-4信号的速率）为：8000帧/秒9行260列8bit=149.760Mbit/s。所谓对异步信号进行速率适配，其实际含义就是指当异步信号的速率在一定范围内变动时，通过码速调整可将其速率转换为标准速率。在这里，E4信号的速率范围是139.264Mbit/s15ppm（G.703规范

41、标准）(139.261139.266)Mbit/s，那么通过速率适配可将这个速率范围的E4信号，调整成标准的C-4速率149.760Mbit/s，也就是说能够装入C-4容器。怎样进行E4信号的速率调整呢？可将C-4的基帧（9行260列）划分为9个子帧，每个子帧占一行。每个子帧又可以13个字节为一个单位，分成20个单位（20个13字节块）。每个子帧的20个13字节块的第1个字节依次为：W、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Z，共20个字节，每个13字节块的第2到第13字节放的是139.264Mbit/s的信息比特。见图2.1-5：E4信号的速率适配就是通过9

42、个子帧中的每个调整机会比特来实现。各个子帧中每个13字节块的后12个字节均为I信息字节再加上第一个13字节的第一个W字节也是I字节共241个I（信息）字节、5个X字节、13个Y字节、1个Z字节。各字节的比特内容见图2-5。那么每个子帧的组成是：C4子帧241W13Y5X1Z260个字节2080bit（1934IS）5C130R10*O bit一个C4子帧总计有82602080bit，其分配是：信息比特I：1934；填充比特R：130；开销比特O：10；调整控制比特C：5；调整机会比特S：1。 C比特主要用来控制相应的调整机会比特S，当CCCCC00000时，SI；当CCCCC11111时，SR

43、 。分别令S为I(信息)或S为R（填充），可算出C-4容器能容纳的信息速率的上限和下限。当SI时，C-4能容纳的信息速率最大，C-4max（19341）98000139.320Mbit/s；当SR时，C-4能容纳的信息速率最小，C-4min（19340）98000139.248Mbit/s。也就是说C-4容器能容纳的E4信号的速率范围是139.248Mbit/s139.320Mbit/s。而符合G.703规范的E4信号速率范围是139.261Mbit/s139.266Mbit/s，这样，C-4容器就可以装载速率在一定范围内的E4信号，也就是可以对符合G.703规范的E4信号进行速率适配，适配后

44、为标准C-4的速率是149.760Mbit/s。2）为了能够对140Mbit/s的通道信号进行监控，在复用过程中要在C-4的块状帧前加上一列通道开销字节（高阶通道开销VC-4 POH），此时信号构成VC-4信息结构，见图2.1-6所示。VC-4是与140Mbit/s PDH信号相对应的标准虚容器，此过程相当于对C-4信号又打一个包封，将对通道进行监控管理的开销（POH）打入包封中去，以实现对通道信号的实时监控和管理。 图2.1-5 C-4的帧结构 虚容器（VC）的包封速率也是与SDH网络同步的，不同级别的VC（例如与2Mbit/s相对应的VC-12、与34Mbit/s相对应的VC-3）是相互同

45、步的，而虚容器内部却允许装载来自不同容器的异步净负荷。VC这种信息结构在SDH网络传输中保持其完整性不变，也就是可将其看成独立的单位（信息包），十分灵活和方便地在通道中任一点插入或分支出，或进行同步复用和交叉连接处理。 其实，从高速信号中直接定位上/下的是相应信号的VC这个信息包，然后通过打包/拆包来上/下低速支路（PDH）信号。图2.1-6 VC4结构图在将C-4打包成VC-4时，要加入9个开销字节，它们位于VC-4帧的第一列，这时VC-4的帧结构，就成了9行261列。STM-N的帧结构中，信息净负荷为9行261N列，当为STM-1时，即为9行261列， VC-4其实就是STM-1帧的信息净

46、负荷。将PDH信号经打包形成C（容器），再加上相应的通道开销而形成VC（虚容器）这种信息结构，整个这个过程就叫“映射”。3）信息被“映射”进入VC之后，就可以往STM-N帧结构中装载了。装载的位置是其信息净负荷区。在装载VC的时候会出现这样一个问题，当被装载的VC-4速率和装载它的载体STM-1帧的速率不一致时，就会使VC-4在STM-1帧净荷区内的位置“浮动”，那么在接收端怎样才能正确分离出VC-4信息包呢？SDH采用在VC-4前附加一个管理单元指针（AU-PTR）来解决这个问题。此时信号包由VC-4变成了管理单元AU-4这种信息结构，见图2.1-7所示。 图2.1-7 AU-4结构图 AU-4这种信息结构与STM-1帧结构相比，只不过缺少段开销（SOH）而已。只要将VC-4信息包再加9个字节的AU指针即可构成AU-4，AU-4再加上段开销就形成STM-1帧结构。管理单元（AU）为高阶通道层和复用段层提供适配功能，它由高阶VC和AU指针