4.2 SDH设备的逻辑功能块我们知道SDH体制要求不同厂家的产品实现横向兼容，这就必然会要求设备的实现要按照标准的规范，而不同厂家的设备千差万别，那么怎样才能实现设备的标准化，以达到互连的要求呢？ITU-T采用功能参考模型的方法对SDH设备进行规范，它将设备所应完成的功能分解为各种基本的标准功能块，功能块的实现与设备的物理实现无关（以哪种方法实现不受限制），不同的设备由这些基本的功能块灵活组合而成，以完成设备不同的功能。通过基本功能块的标准化，来规范了设备的标准化，同时也使规范具有普遍性，叙述清晰简单。下面我们以一个TM设备的典型功能块组成，来讲述各个基本功能块的作用，应该特别注意的是掌握每个功能块所监测的告警、性能事件，及其检测机理。如图4-5所示。图4-5 SDH设备的逻辑功能构成为了更好地理解上图，对图中出现的功能块名称说明如下：SPI：SDH物理接口 TTF：传送终端功能RST：再生段终端 HOI：高阶接口MST：复用段终端 LOI：低阶接口MSP：复用段保护 HOA：高阶组装器MSA：复用段适配 HPC：高阶通道连接PPI：PDH物理接口 OHA：开销接入功能LPA：低阶通道适配 SEMF：同步设备管理功能LPT：低阶通道终端 MCF：消息通信功能LPC：低阶通道连接 SETS：同步设备时钟源HPA：高阶通道适配 SETPI：同步设备定时物理接口HPT：高阶通道终端图4-5为一个TM的功能块组成图，其信号流程是线路上的STM-N信号从设备的A参考点进入设备依次经过ABCDEFGLM拆分成140Mbit/s的PDH信号；经过ABCDEFGHIJK拆分成2Mbit/s或34Mbit/s的PDH信号（这里以2Mbit/s信号为例），在这里将其定义为设备的收方向。相应的发方向就是沿这两条路径的反方向将140Mbit/s和2Mbit/s、34Mbit/s的PDH信号复用到线路上的STM-N信号帧中。设备的这些功能是由各个基本功能块共同完成的。1、SPI：SDH物理接口功能块SPI是设备和光路的接口，主要完成光/电变换、电/光变换，提取线路定时，以及相应告警的检测。（1）信号流从A到B收方向光/电转换，同时提取线路定时信号并将其传给SETS（同步设备定时源功能块）锁相，锁定频率后由SETS再将定时信号传给其它功能块，以此作为它们工作的定时时钟。当A点的STM-N信号失效（例如：无光或光功率过低，传输性能劣化使BER劣于10-3），SPI产生R-LOS告警（接收信号丢失），并将R-LOS状态告知SEMF（同步设备管理功能块）。（2）信号流从B到A发方向电/光变换，同时，定时信息附着在线路信号中。2、RST：再生段终端功能块RST是RSOH开销的源和宿，也就是说RST功能块在构成SDH帧信号的过程中产生RSOH （发方向），并在相反方向（收方向）处理（终结）RSOH。（1）收方向信号流B到CSTM-N的电信号及定时信号或R-LOS告警信号（如果有的话）由B点送至RST，若RST收到的是R-LOS告警信号，即在C点处插入全“1”（AIS）信号。若在B点收的是正常信号流，那么RST开始搜寻A1和A2字节进行定帧，帧定位就是不断检测帧信号是否与帧头位置相吻合。若连续5帧以上无法正确定位帧头，设备进入帧失步状态，RST功能块上报接收信号帧失步告警R-OOF。在帧失步时，若连续两帧正确定帧则退出R-OOF状态。R-OOF持续了3ms以上设备进入帧丢失状态，RST上报R-LOF（帧丢失）告警，并使C点处出现全“1”信号。RST对B点输入的信号进行了正确帧定位后，RST对STM-N帧中除RSOH第一行字节外的所有字节进行解扰，解扰后提取RSOH并进行处理。RST校验B1字节，若检测出有误码块，则本端产生RS-BBE；RST同时将E1、F1字节提取出传给OHA（开销接入功能块）处理公务联络电话；将D1D3提取传给SEMF，处理D1D3上的再生段OAM命令信息。（2）发方向信号流从C到BRST写RSOH，计算B1字节，并对除RSOH第一行字节外的所有字节进行扰码。设备在A点、B点、C点处的信号帧结构如图4-6：图4-6 A、B、C点处的信号帧结构图3、MST：复用段终端功能块MST是复用段开销的源和宿，在接收方向处理（终结）MSOH，在发方向产生MSOH。（1）收方向信号流从C到DMST提取K1、K2字节中的APS（自动保护倒换）协议送至SEMF，以便SEMF在适当的时候（例如故障时）进行复用段倒换。若C点收到的K2字节的b6b8连续3帧为111，则表示从C点输入的信号为全“1”信号，MST功能块产生MS-AIS（复用段告警指示）告警信号。MS-AIS的告警是指在C点的信号为全“1”。它是由R-LOS，R-LOF引发的，因为当RST收到R-LOS、R-LOF时，会使C点的信号为全“1”，那么此时K2的b6b8当然是“111”了。另外，本端的MS-AIS告警还可能是因为对端发过来的信号本身就是MS-AIS，即发过来的STM-N帧是由有效RSOH和其余部分为全“1”信号组成的。若在C点的信号中K2为110，则判断为这是对端设备回送回来的对告信号：MS-RDI（复用段远端失效指示），表示对端设备在接收信号时出现MS-AIS、B2误码过大等劣化告警。MST功能块校验B2字节，检测复用段信号的传输误码块，若有误块检测出，则本端设备在MS-BBE性能事件中显示误块数，向对端发对告信息MS-REI，由M1字节回告对方接收端收到的误块数。若检测到MS-AIS或B2检测的误码块数超越门限（此时MST上报一个B2误码越限告警MS-EXC），则在点D处使信号出现全“1”。另外，MST将同步状态信息S1（b5b8）恢复，将所得的同步质量等级信息传给SEMF。同时MST将D4D12字节提取传给SEMF，供其处理复用段OAM信息；将E2提取出来传给OHA，供其处理复用段公务联络信息。（2）发方向信号流从D到CMST写入MSOH：从OHP来的E2；从SEMF来的D4D12；从MSP来的K1、K2写入相应B2字节、S1字节、M1等字节。若MST在收方向检测到MS-AIS或MS-EXC（B2），那么在发方向上将K2字节b6b8设为110。D点处的信号帧结构如图4-7所示。图4-7 D点处的信号帧结构图再生段和复用段的名字听得多了，但再生段和复用段究竟指什么呢？ 再生段是指在两个设备的RST之间的维护区段（包括两个RST和它们之间的光缆）。复用段是指在两个设备的MST之间的维护区段（包括两个MST和它们之间的光缆）。再生段只处理STM-N帧的RSOH，复用段处理STM-N帧的RSOH和MSOH。4、MSP：（复用段保护功能块）MSP用以在复用段内保护STM-N信号，防止随路故障，它通过对STM-N信号的监测、系统状态评价，将故障信道的信号切换到保护信道上去（复用段倒换）。ITU-T规定保护倒换的时间控制在50ms以内。复用段倒换的故障条件是R-LOS、R-LOF、MS-AIS和MS-EXC（B2），要进行复用段保护倒换，设备必须要有冗余（备用）的信道。以两个端对端的TM为例进行说明，如图4-8所示。图4-8 TM的复用段保护（1）收方向信号流从D到E若MSP收到MST传来的MS-AIS或SEMF发来的倒换命令，将进行信息的主备倒换，正常情况下信号流从D透明传到E。（2）发方向信号流从E到DE点的信号流透明的传至D，E点处信号波形同D点。常见的倒换方式有1+1、1:1和1:n。以图4-8的设备模型为例： 11指发端在主备两个信道上发同样的信息（并发），收端在正常情况下选收主用信道上的业务，因为主备信道上的业务一模一样（均为主用业务），所以在主用信道损坏时，通过切换选收备用信道而使主用业务得以恢复。此种倒换方式又叫做单端倒换（仅收端切换），倒换速度快，但信道利用率低。11方式指在正常时发端在主用信道上发主用业务，在备用信道上发额外业务（低级别业务），收端从主用信道收主用业务从备用信道收额外业务。当主用信道损坏时，为保证主用业务的传输，发端将主用业务发到备用信道上，收端将切换到从备用信道选收主用业务，此时额外业务被终结，主用业务传输得到恢复。这种倒换方式称之为双端倒换（收/发两端均进行切换），倒换速率较慢，但信道利用率高。由于额外业务的传送在主用信道损坏时要被终结，所以额外业务也叫做不被保护的业务。1n是指一条备用信道保护n条主用信道，这时信道利用率更高，但一条备用信道只能同时保护一条主用信道，所以系统可靠性降低了。 5、MSA：复用段适配功能块MSA的功能是处理和产生AU-PTR，以及组合/分解整个STM-N帧，即将AUG组合/分解为VC4。（1）收方向信号流从E到F首先，MSA对AUG进行消间插，将AUG分成N个AU-4结构，然后处理这N个AU-4的AU指针，若AU-PTR的值连续8帧为无效指针值或AU-PTR连续8帧为NDF，此时MSA上相应的AU-4产生AU-LOP告警，并使信号在F点的相应的通道上（VC4）输出为全“1”。若MSA连续3帧检测出H1、H2、H3字节全为1，则认为E点输入的为全“1”信号，此时MSA使信号在F点的相应的VC4上输出为全“1”，并产生相应AU-4的AU-AIS告警。（2）发方向信号流从F到EF点的信号经MSA定位和加入标准的AU-PTR成为AU-4，N个AU-4经过字节间插复用成AUG。F点的信号帧结构如图4-9所示。图4-9 F点的信号帧结构图6、TTF：传送终端功能块前面讲过多个基本功能经过灵活组合，可形成复合功能块，以完成一些较复杂的工作。SPI、RST、MST、MSA一起构成了复合功能块TTF，它的作用是在收方向对STM-N光线路进行光/电变换（SPI）、处理RSOH（RST）、处理MSOH（MST）、对复用段信号进行保护（MSP）、对AUG消间插并处理指针AU-PTR，最后输出N个VC4信号；发方向与此过程相反，进入TTF的是VC4信号，从TTF输出的是STM-N的光信号。7、HPC：高阶通道连接功能块HPC实际上相当于一个交叉矩阵，它完成对高阶通道VC4进行交叉连接的功能，除了信号的交叉连接外，信号流在HPC中是透明传输的（所以HPC的两端都用F点表示）。HPC是实现高阶通道DXC和ADM的关键，其交叉连接功能仅指选择或改变VC4的路由，不对信号进行处理。一种SDH设备功能的强大与否主要是由其交叉能力决定的，而交叉能力又是由交叉连接功能块即高阶HPC、低阶LPC来决定的。为了保证业务的全交叉，图4-6中的HPC的交叉容量最小应为2N VC42N VC4，相当于2N条VC4入线，2N条VC4出线。8、HPT：高阶通道终端功能块从HPC中出来的信号分成了两种路由：一种进HOI复合功能块，输出140Mbit/s的PDH信号；一种进HOA复合功能块，再经LOI复合功能块最终输出2Mbit/s的PDH信号。不过不管走哪一种路由都要先经过HPT功能块，两种路由HPT的功能是一样的。HPT是高阶通道开销的源和宿，形成和终结高阶虚容器。（1）收方向信号流从F到G终结POH，检验B3，若有误码块则在本端