第第 5章章 同步数字体系同步数字体系(SDH)SDH SDH数字通信原理-SDH的速率与帧结构 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 第第 5 章章 同步数字体系同步数字体系(SDH)第一节第一节 SDH的基本概念的基本概念 第二节第二节 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构第三节第三节 同步复用与映射方法同步复用与映射方法第四节第四节 SDH传输网传输网 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 本节考核知识点与考核要求：本节考核知识点与考核要求：1、网络节点接口的概念、网络节点接口的概念“识记识记”；3、SDH帧结构帧结构“领会领会”；2、同步数字体系的速率、同步数字体系的速率“识记识记”；4、段开销（、段开销（SOH）字节，只包括段开销字节的）字节，只包括段开销字节的种类种类“识记识记”；5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构一一网络节点网络节点接口接口二二同步数字同步数字体系的速体系的速率率三三SDH帧结帧结构构 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 一、一、网络节点接口网络节点接口 网络节点接口（网络节点接口（NNI）是实现）是实现SDH网的关键。从网的关键。从概念上讲，网络节点接口是网络节点之间的接口，从概念上讲，网络节点接口是网络节点之间的接口，从实现上看它是传输设备与其他网络单元之间的接口。实现上看它是传输设备与其他网络单元之间的接口。NNI在网络中的位置如图在网络中的位置如图5-2-1所示。所示。5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 一、网络节点接口一、网络节点接口图图5-2-1 NNI在网络中的位置在网络中的位置 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 二、二、同步数字体系的速率同步数字体系的速率 同步数字体系最基本的模块信号（即同步传递模同步数字体系最基本的模块信号（即同步传递模块）是块）是STM-1，其，其速率是速率是155.520Mbit/s。更高等级的更高等级的STM-N是将基本模块信号同步复用、是将基本模块信号同步复用、字节间插的结果。目前，字节间插的结果。目前，SDH只能支持一定的只能支持一定的N值，值，即即N为为1，4，14，64。5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 ITU-T G.707建议规范的建议规范的SDH标准速率如表标准速率如表5-2-1：二、同步数字体系的速率二、同步数字体系的速率等级等级STM-1STM-4STM-16STM-64速率速率（Mbit/s）155.520622.0802488.3209953.280 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 三、三、SDH帧结构帧结构 SDH的帧结构必须适应同步数字复用、交叉连接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。布、有规律，以便接入和取出。ITU-T采纳了一种以字节为单位的矩形块状（或采纳了一种以字节为单位的矩形块状（或称页状）帧结构，如图称页状）帧结构，如图5-2-2。5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 图图5-2-2 SDH帧结构帧结构三、三、SDH帧结构帧结构 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 STM-N由由270N列列9行组成，即帧长度为行组成，即帧长度为270N9个字节或个字节或270N98bit。帧周期为。帧周期为125m ms(即即一帧的时间一帧的时间)。对于对于STM-1而言，帧长度为而言，帧长度为27092430byte，相，相当于当于19440bit，帧周期为，帧周期为125m ms，由此可算出其速率为，由此可算出其速率为27098/12510-6=155.520Mbit/s。三、三、SDH帧结构帧结构 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 这种块状结构的帧结构中各字节的传输是从左到这种块状结构的帧结构中各字节的传输是从左到右、由上而下按行进行的，每秒共传右、由上而下按行进行的，每秒共传8000帧。帧。由图由图5-2-2可见，整个帧结构分为三个主要区域：可见，整个帧结构分为三个主要区域：u 段开销（段开销（SOH）区域）区域u 信息净负荷（信息净负荷（payload）区域）区域u 管理单元指针（管理单元指针（AU-PTR）区域）区域三、三、SDH帧结构帧结构 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 1、段开销、段开销(SOH)区域区域 段开销段开销(section overhead)是指是指STM帧结构中为帧结构中为了保证信息净负荷正常、灵活传送所必需的附加字节，了保证信息净负荷正常、灵活传送所必需的附加字节，是供网络运行、管理和维护（是供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。）使用的字节。帧结构的左边帧结构的左边9N列列8行（除去第行（除去第4行）分配给段行）分配给段开销。开销。三、三、SDH帧结构帧结构 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 2、信息净负荷、信息净负荷(payload)区域区域 信息负荷区域是帧结构中存放各种信息负载的地信息负荷区域是帧结构中存放各种信息负载的地方。图方。图5-2-2之中横向第之中横向第10N270N，纵向第，纵向第1行到第行到第9行的行的2349N个字节都属此区域。个字节都属此区域。三、三、SDH帧结构帧结构 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 3、管理单元指针、管理单元指针(AU-PTR)区域区域 管理单元指针用来指示信息净负荷的第一个字节管理单元指针用来指示信息净负荷的第一个字节在在STM帧中的准确位置，以便在接收端能正确的分解。帧中的准确位置，以便在接收端能正确的分解。图图5-2-2中帧结构第中帧结构第4行左边的行左边的9N列分配给指针用。列分配给指针用。三、三、SDH帧结构帧结构 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节 SDH帧结构中安排了两大类开销：帧结构中安排了两大类开销：u 段开销段开销(SOH)u 通道开销通道开销(POH)段层维护段层维护通道层维护通道层维护 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节1、段开销字节的安排、段开销字节的安排 SOH中包含定帧信息，用于维护与性能监视的信息中包含定帧信息，用于维护与性能监视的信息以及其他操作功能。以及其他操作功能。SOH进一步划分为：进一步划分为：u 再生段开销：再生段开销：RSOH，占第，占第1至第至第3行。行。u 复用段开销：复用段开销：MSOH，占第，占第5至第至第9行。行。每经过一个再生段更换一次每经过一个再生段更换一次RSOH，每经过一个复用，每经过一个复用段更换一次段更换一次MSOH。5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节 STM-N帧中帧中SOH所占空间与所占空间与N成正比，成正比，N不同，不同，SOH字节在空间中的位置也不同，但字节在空间中的位置也不同，但SOH字节的种类和功能是字节的种类和功能是相同或相近的。相同或相近的。各种不同各种不同SOH字节在字节在STM-1，STM-4，STM-16和和STM-64帧中的安排如图帧中的安排如图5-2-3，5-2-4，5-2-5和和5-2-6所示。所示。5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节图图5-2-3 STM-1 SOH字节安排字节安排 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节图图5-2-4 STM-4 SOH字节安排字节安排 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节图图5-2-5 STM-16 SOH字节安排字节安排 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节图图5-2-6 STM-64 SOH字节安排字节安排 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节段开销字节的位置：段开销字节的位置：段开销字节在段开销字节在STM-N帧内的位置可用一个三坐标矢帧内的位置可用一个三坐标矢量量(a,b,c)来表示：其中来表示：其中a表示行数，取值为表示行数，取值为13（对应于（对应于RSOH）或）或59（对应于（对应于MSOH）；）；b表示复列数，取值为表示复列数，取值为19；c表示在复列数内的间插层数，取值为表示在复列数内的间插层数，取值为1N。字节的行列坐标字节的行列坐标行数，列数行数，列数与三坐标矢量的关系：与三坐标矢量的关系：行数行数=a 列数列数=N(b-1)+c 5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节2、SOH字节的功能字节的功能1)1)帧定位字节帧定位字节A1和和A2 SOH中的中的A1和和A2字节可用来识别帧的起始位字节可用来识别帧的起始位置。置。A1为为11110110，A2为为00101000。STM-1帧帧内安排有内安排有6个帧定位字节。个帧定位字节。5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节2)2)再生段踪迹字节再生段踪迹字节J0 J0字节在字节在STM-N中位于中位于S(1,7,1)或或 1,6N+1。该。该字节被用来重复地发送字节被用来重复地发送“段接入点标识符段接入点标识符”，以便，以便使段接收机能据此确认其是否与指定的发射机处于使段接收机能据此确认其是否与指定的发射机处于持续连接状态。持续连接状态。5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节3)数据通信通路数据通信通路(DCC)D1D12 SOH中的中的DCC用来构成用来构成SDH管理网（管理网（SMN）的）的传送链路。其中传送链路。其中D1D3字节称为再生段字节称为再生段DCC，用于，用于再生段终端之间交流再生段终端之间交流OAM信息，速率为信息，速率为193kbit/s；D4D12字节称为复用段字节称为复用段DCC，用于复用段之间交流，用于复用段之间交流OAM信息，速率为信息，速率为576kbit/s。5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节4)公务字节公务字节E1和和E2 E1和和E2两个字节用来提供公共联络语声通道。两个字节用来提供公共联络语声通道。E1属于属于RSOH，用于本地公务通路，可以在再生器，用于本地公务通路，可以在再生器接入。而接入。而E2属于属于MSOH，用于直达公务通路，可以，用于直达公务通路，可以在复用段接入。公务通路的速率为在复用段接入。公务通路的速率为64kbit/s。5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节5)使用者通路使用者通路F1 该字节保留给使用者（通常指网络提供者）专该字节保留给使用者（通常指网络提供者）专用，主要为特定维护目的而提供临时的数据用，主要为特定维护目的而提供临时的数据/语声通语声通路连接。路连接。5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节6)比特间插奇偶校验比特间插奇偶校验8 8位码位码(BIP-8)B1 B1字节作再生段误码监督。字节作再生段误码监督。这是使用偶校验的比特间插奇偶校验码。这是使用偶校验的比特间插奇偶校验码。BIP-8是对扰码后的上一个是对扰码后的上一个STM-N帧的所有比特进行计算，帧的所有比特进行计算，计算的结果置于扰码前的本帧的计算的结果置于扰码前的本帧的B1字节位置。如图字节位置。如图5-2-7。5.2 SDH的速率与帧结构的速率与帧结构 四、段开销四、段开销(SOH)字节字节7)比特间插奇偶校验比特间插奇偶校验2424位码位码(BIP-N24)字节字节B2B2B2 B2字节作复用段误码监督。字节作复用段误码监督。8)自动保护倒换自动保护倒换（APS）通路字节通路字节K1