SK000001 SDH原理ISSUE4.1-20040827-A - 图文

课程 SS005001 SDH原理 ISSUE4.1

Huawei Technologies

SS005001 SDH原理 ISSUE4.1 目 录

目 录

课程说明 ..................................................................................................................................1

课程介绍 ............................................................................................................................ 1 课程目标 ............................................................................................................................ 1 相关资料 ............................................................................................................................ 1

第1章 SDH概述 .....................................................................................................................2

1.1 概念 ............................................................................................................................. 2 1.2 SDH的特点 .................................................................................................................. 2

第2章 SDH的帧结构及复用步骤 .............................................................................................3

2.1 帧结构的特点................................................................................................................ 3

1.1.1 以字节（8bit）为单位的矩形块状帧结构 ............................................................... 3 2.1.2 STM-N信号的帧频 .............................................................................................. 4 2.2 帧结构的组成................................................................................................................ 4

2.2.1 信息净负荷（payload） ....................................................................................... 5 2.2.2 段开销（SOH） .................................................................................................. 5 2.2.3 管理单元指针（AU-PTR）................................................................................... 6 2.3 SDH的复用结构 ........................................................................................................... 7

2.3.1 我国的SDH复用结构 .......................................................................................... 8 2.3.2 映射 ................................................................................................................. 11 2.3.3 定位 ................................................................................................................. 11 2.3.4 复用 ................................................................................................................. 11 2.4 140Mb/s复用进STM-1信号 ........................................................................................ 12 2.5 34Mb/s复用进STM-1信号.......................................................................................... 14 2.6 2Mb/s复用进STM-1信号 ........................................................................................... 16

第3章 段开销与通道开销.......................................................................................................21

3.1 段开销........................................................................................................................ 21

3.1.1 STM－1帧内的段开销 ....................................................................................... 21 3.1.2 STM－N帧内的段开销 ...................................................................................... 26 3.2 通道开销 .................................................................................................................... 27

3.2.1 高阶通道开销：HP-POH ................................................................................... 28 3.2.2 低阶通道开销：LP-POH .................................................................................... 30

第4章 指针............................................................................................................................34

4.1 管理单元指针——AU-PTR .......................................................................................... 34

1.1.1 负调整方式 ....................................................................................................... 35 4.1.2 正调整方式 ....................................................................................................... 35

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4.1.3 AU-PTR ........................................................................................................... 36 4.1.4 调整过程 .......................................................................................................... 37 4.2 支路单元指针——TU-PTR........................................................................................... 38

第5章 SDH设备的逻辑功能块 ..............................................................................................40

5.1 逻辑功能块 ................................................................................................................. 40 5.2 告警信号和开销字节.................................................................................................... 52

5.2.1 告警信号和开销字节 .......................................................................................... 52 5.2.2 告警信号的含义 ................................................................................................ 53 5.2.3 告警流程图 ....................................................................................................... 54

小 结 .....................................................................................................................................56 学习指导 ................................................................................................................................57

理论部分 .......................................................................................................................... 57

专用词汇及缩略语 ..................................................................................................................58

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SS005001 SDH原理 ISSUE4.1 课程说明

课程介绍

课程目标

相关资料

课程说明

本课程讲述了SDH的基本原理，包括SDH的产生、SDH独特的帧结构、组成SDH设备的逻辑功能块和SDH中的保护机理，此部分内容是学习SDH技术的基础，对于较好地掌握SDH设备的工作机理和理解告警的产生原因具有很大的帮助作用。本课程的主要内容有：

? SDH的产生 ? SDH的帧结构 ? SDH的指针与开销 ?

SDH的逻辑功能块

完成本课程学习，学员能够掌握：

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SDH的基本原理

《HONET 综合业务接入网 操作手册》

第四卷之内置式SDH

《HONET 综合业务接入网 运行手册》相关部分 《HONET 综合业务接入网 技术手册》相关部分

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SS005001 SDH原理 ISSUE4.1 第1章 SDH概述

第1章 SDH概述

1.1 概念

SDH全称叫做同步数字传输体制( Synchronous Digital Hierarchy )，它是一种传输的体制（协议），它规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性。

SDH产生的技术背景是什么呢？我们知道传统的电信传输网大都采用的是PDH体系结构，但是随着社会的发展，这种基于点对点传输的PDH系统越来越表现出其与生俱来的局限性。PDH的局限性主要表现在没有全球统一的标准接口、采用的是异步复用方式和缺少必要的开销字节等三个方面。PDH的这些缺陷制约了其速率等级的进一步提高，因而已不能满足信息社会的需要。这就迫切需要采用一种全新的体制来替代PDH，SDH应运而生了。

1.2 SDH的特点

SDH传输体制是PDH传输体制进化而来的，因此它具有PDH体制无可比拟的优点。

按SDH组建的网是一个高度统一的、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。 随着现代光纤技术的飞速发展，光纤可提供的带宽越来越宽，为SDH的发展和普及提供了强大的技术基础。到目前为止，不仅绝大多数的干线网采用了SDH光传输系统，在用户接入网中采用SDH光传输系统也十分普遍。 尽管SDH传输体制还有这样或那样的缺陷，但它已在传输网的发展中，显露出了强大的生命力，传输网从PDH过渡到SDH已是一个必然的趋势。

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

第2章 SDH的帧结构及复用步骤

2.1 帧结构的特点

了解SDH信号的帧结构对于理解SDH的许多特性有着非常重要的作用，是学习SDH的基础。

STM-N 帧结构9×270×N字节1345先行后列RSOHSTM-N净负荷AUPTR●● (含POH)以字节 为单位（8bit）的块状帧帧频 8000帧/s，帧周期125us9MSOH9×N261×N 图2-1 STM-N的帧结构

? 说明：

RSOH：再生段开销 AU_PTR：管理单元指针 MSOH：复用段开销

1.1.1 以字节（8bit）为单位的矩形块状帧结构

2. 何为STM－N信号？

STM－N指的是速率等级为N的SDH信号，STM为Synchronous Transfer Mode的缩写，意为同步传送模式，N代表速率等级，取值为1、4、16、64。

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

3. 块状帧是什么？

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。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。 4. STM-N的帧结构

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形成。

？让我们来算一算：当N=1时，STM-1的传输速率是多少？

8000（帧/秒）×9（行/帧）×270（字节/行）×8（比特/字节）=155520000bit/s 。 5. 传输方式

STM-N信号的传输遵循从左到右，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。

2.1.2 STM-N信号的帧频

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125us。 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的传输速率恒定的等于STM-1信号传输速率的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍，等于STM-1的16倍。

SDH信号的这种规律性使高速SDH信号直接插/分出低速SDH信号成为可能，特别适用于大容量的传输情况。

? 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＝64kb/s。

2.2 帧结构的组成

从图2-1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。

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

2.2.1 信息净负荷（payload）

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打包了的低速信号——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）。 ? 说明：何谓通道？

举例说明，STM-1信号可复用进63×2Mb/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。这63个2M通道复合成了STM-1信号这条大路——此处可称为“段”。

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。

2.2.2 段开销（SOH）

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。

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

? 说明：

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2Mb/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×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。

2.2.3 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插/分出低速支路信号（例如2Mb/s）。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？如图2-2所示，若车厢中存放了很多货物，各件货物（低速支路信号）有规律的（字节间插复用）堆放在一起，那么若要定位车厢中某件货物的位置就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，这样就可以直接从车厢中搬运（直接插/分）出某一件特定货物（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。

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

AU-PTR的作用AU-PTR定位车发端：厢中第一个信息包根据收到的AU-PTR值收端：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键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本键入文本 图2-2 AU-PTR的作用

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。

2.3 SDH的复用结构

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2Mb/s、34Mb/s、140Mb/s）复用成SDH信号——STM-N。

第一种情况，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章中讲述。

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信号复用进STM-N），又能满足同步复用（例如STM-1→STM-4），而且能方

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

便的由高速STM-N信号插/分出低速信号，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125us缓存器用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（相当于指针调整）、复用（相当于字节间插复用）三个步骤。

我们首先了解我国的SDH基本复用映射结构

2.3.1 我国的SDH复用结构

ITU-T规定了一整套完整的复用结构（也就是复用路线），通过这些路线可将PDH的数字信号以多种方法复用成STM-N信号。但是对于一个国家或地区，则必须使复用路线唯一化。我国的光同步传输网技术体制规定了以2Mb/s信号为基础的复用路线，其结构见图2-3：

我国的SDH基本复用映射结构×NSTM－NAUG×1AU－4VC－4139264KbpsC－4×3×1TUG－3TU－3VC－334368KbpsC－3×7指针处理TUG－2复用定位映射×3TU－12VC－122048KbpsC－12 注：在干线上采用34368Kbps的速率时，应经上级主管部门批准 图2-3 我国的SDH基本复用映射结构

下面就复用映射结构图中出现的几个重要概念先介绍一下，理解这些概念是进一步学习的基础： 1. 容器（C）

容器是一种用来装载各种速率的业务信号的信息结构单元。G.709针对PDH的速率系列规范了C-11、C-12、C-2、C-3和C-4五种标准容器，分别对应

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

1.5M、2M、6.3M、34M(45M)和140M的PDH信号。PDH信号想接入到SDH网络设备的前提是必须有相应的容器与之对应。如2M的PDH信号接入SDH设备必须要有C12。

? 想一想：让我们来看一下8M信号是否可以接入到SDH设备？

答案是否定的，8Mb/s的PDH信号是无法复用成STM-N信号，这是因为没有相应的容器与之对应。因此根据ITU-T定义SDH设备目前仅能接入1.5M、2M、6.3M、34M（45M）和140M的PDH信号。

参与SDH复用的各种速率的业务信号都应首先通过码速调整等适配技术装进一个恰当的标准容器。已装载的标准容器又作为虚容器的信息净负荷。 现有的PDH数字信号序列有三种信号速率等级：欧洲系列、北美系列和日本系列。各种信号系列的电接口速率等级以及信号的帧结构、复用方式均不相同。三种信号系列的电接口速率等级如图2-4。

欧洲系列日本系列北美系列565Mbit/s×4139Mbit/s×434Mbit/s×48Mbit/s×42Mbit/s1.6Gbit/s×4400Mbit/s×4100Mbit/s×332Mbit/s×56.3Mbit/s×41.5Mbit/s45Mbit/s×76.3Mbit/s×6274Mbit/s×4

图2-4 电接口速率等级图

2. 虚容器（VC）

虚容器是用来支持SDH的通道层连接的信息结构单元。它是SDH通道的信息终端，由组织在重复周期为125us或500us的块状帧结构中的信息净负荷（容器的输出）和通道开销（POH）组成，例如： VC-12＝C-12+VC-12 POH

VC的输出将作为其后接基本单元（TU或AU）的信息净负荷。

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

VC的包封速率是与SDH网络同步的，因此不同的VC是互相同步的，而VC内部却允许装载来自不同容器的异步净负荷。

除在VC的组合点和分解点（即PDH/SDH网的边界处）外，VC在SDH网中传输时总是保持完整不变，因而可以作为一个独立的实体十分方便和灵活地在通道中任一点插入或取出，进行同步复用和交叉连接处理。

虚容器可分为低阶虚容器和高阶虚容器两类。VC-1和VC-2为低阶虚容器；VC-4和AU-3中的VC-3为高阶虚容器；若通过TU-3把VC-3复用进VC-4，则该VC-3应归于低阶虚容器类。 3. 支路单元和支路单元组（TU和TUG）

支路单元（TU）是提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的信息结构。有四种支路单元，即TU-n（n=11、12、2、3）。TU-n由一个相应的低阶VC-n和一个相应的支路单元指针（TU-n PTR）组成，例如： TU-12=VC-12+TU-12 PTR

TU-12 PTR指示VC-12净负荷起点相对于高阶VC帧起点间的偏移。 在高阶VC净负荷中固定地占有规定位置的一个或多个TU的集合称为支路单元组（TUG）。把一些不同规模的TU组合成一个TUG的信息净负荷可增加传送网络的灵活性。VC-4/3中有TUG-3和TUG-2两种支路单元组。一个TUG-2由一个TU-2或3个TU-12或4个TU-11按字节交错间插组合而成。一个TUG-3由一个TU-3或7个TUG-2按字节交错间插组合而成。一个VC-4可容纳3个TUG-3；一个VC-3可容纳7个TUG-2。 4. 管理单元和管理单元组

管理单元（AU）是提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构，有AU-3和AU-4两种管理单元。AU-n（n=3、4）由一个相应的高阶VC-n和一个相应的管理单元指针（AU-n PTR）组成，例如： AU-4=VC-4+AU-4 PTR；n=3、4

AU-12 PTR指示VC-12净负荷起点相对于复用段帧起点间的偏移。AU指针相对于STM-N帧的位置总是固定的。在STM-N的净负荷中固定地占有规定位置的一个或多个AU的集合称为管理单元组（AUG），一个AUG由一个AU-4或三个AU-3按字节交错间插组合而成。

在图2-3中，将低速支路信号复用成STM-N信号时，要经过3个步骤：映射、定位、复用，下面分别说明。

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SS005001 SDH原理 ISSUE4.1 第2章 SDH的帧结构及复用步骤

2.3.2 映射

2.3.3 定位

2.3.4 复用

映射是一种在SDH网络边界处（例如SDH/PDH边界处），将支路信号适配进虚容器的过程。

象我们经常使用的各种速率（140Mbit/s、34Mbit/s、2Mbit/s）的支路信号，先经过码速调整，分别装入到各自相应的标准容器中，再加上相应的低阶或高阶的通道开销，形成各自相对应的虚容器的过程就是映射。

映射的实质就是使支路信号与相应的VC容器同步，以便使VC成为可独立进行传送、复用和交叉连接的实体。

(1) 异步映射浮动模式最适用于异步/准同步信号映射，包括将PDH通道映

射进SDH通道的应用，能直接上/下低速PDH信号，但是不能直接上/下PDH信号中的64kbit/s信号。异步映射接口简单，引入映射时延少，可适应各种结构和特性的数字信号，是一种最通用的映射方式，也是PDH向SDH过渡期内必不可少的一种映射方式。当前各厂家的设备绝大多数采用的是异步映射浮动模式。

(2) 浮动字节同步映射接口复杂，但能直接上/下64kbit/s和N ×64kbit/s信

号，主要用于不需要一次群接口的数字交换机互连和两个需直接处理64kbit/s和N×64k/s业务的节点间的SDH连接。

定位是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程，即以附加于VC上的支路单元指针（或管理单元指针）指示和确定低阶VC帧的起点在TU净负荷中（或高阶VC帧的起点在AU净负荷中）的位置。

在发生帧相位偏差使VC帧起点浮动时，指针值亦随之调整，从而始终保证指针值准确指示VC帧的起点。

复用是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层（例如TU12(×3)→TUG2(×7)→TUG3(×3)→VC4）或把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程（例如AU-4(×1)→AUG(×N)→STM-N）。

复用也就是通过字节交错间插方式把TU组织进高阶VC或把AU组织进STM-N的过程。

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

?想一想：PDH140Mbit/s、34Mbit/s、2Mbit/s信号适配进标准容器的方式是

什么装入方式？

一般都属于异步装入方式，因为要经过相应的塞入比特进行码速调整才能装入。例如，在将2Mbit/s的信号适配进C12时，不能保证每个C12正好装入的是一个E1帧。

2.4 140Mb/s复用进STM-1信号

第一步：

首先将140Mb/s的PDH信号经过码速调整（比特塞入法）适配进C4，C4是用来装载140Mb/s的PDH信号的标准信息结构。

参与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技术装进一个与信号速率级别相对应的标准容器：2Mb/s——C12、34Mb/s——C3、140Mb/s——C4。容器的主要作用就是进行速率调整。140Mb/s的信号装入C4也就相当于将其打了个包封，使140Mb/s信号的速率调整为标准的C4速率，也就相当于对E4信号打个包，货包的大小等于标准的C4的大小。C4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，140Mb/s的信号在适配成C4信号时已经与SDH传输网同步了。这个过程也就相当于C4装入异步140Mb/s的信号。C4的帧结构如图2-5所示：

1139.264Mb/s260C4149.76Mb/s98000帧/秒 图2-5 C4 的帧结构图

C4信号的帧有260列×9行（PDH信号在复用进STM-N中时，其块状帧一直保持是9行），那么E4信号适配速率后的信号速率（也就是C4信号的速率）为：8000帧/秒×9行×260列×8bit=149.760Mb/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139.264Mb/s±15ppm（G.703规范标准）＝(139.261－139.266)Mb/s，那么

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

通过速率适配可将这个速率范围的E4信号，调整成标准的C4速率149.760Mb/s，也就是说能够装入C4容器。 第二步：

为了能够对140Mb/s的通道信号进行监控，在复用过程中要在C4的块状帧前加上一列通道开销字节（高阶通道开销VC4－POH），此时信号成为VC4信息结构，见图2-6。

11C4149.76Mb/s9HPOVC4261150.336Mb/s 图2-6 VC4结构图

VC4是与140Mb/sPDH信号相对应的标准虚容器，此过程相当于对C4信号再打一个包封，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。

虚容器（VC）的包封速率也是与SDH网络同步的，不同的VC（例如与2Mb/s相对应的VC12、与34Mb/s相对应的VC3）是相互同步的，而虚容器内部却允许装载来自不同容器的异步净负荷。虚容器这种信息结构在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（货包），十分灵活和方便地在通道中任一点插入或取出，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这个信号包，然后通过打包/拆包来上/下低速支路信号。

在将C4打包成VC4时，要加入9个开销字字节，位于VC4帧的第一列，这时VC4的帧结构，就成了9行×261列。从中发现了什么没有？STM-1的帧结构中，信息净负荷为9行×261列，现在你明白了吧，VC4其实就是STM-1帧的信息净负荷。将PDH信号经打包成C，再加上相应的通道开销而成VC这种信息结构，这个过程就叫映射。 第三步：

货物都打成了标准的包封，现在就可以往STM-1这辆车上装载了。装载的位置是其信息净负荷区。在装载货物（VC）的时候会出现这样一个问题，当货物装载的速度和货车等待装载的时间（STM-1的帧周期125us）不一致时，

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

就会使货物在车箱内的位置“浮动”，那么在收端怎样才能正确分离货物包呢？SDH采用在VC4前符加一个管理单元指针（AU-PTR）来解决这个问题。此时信号由VC4变成了管理单元AU-4这种信息结构，见图2-7。

12701AU-PTR9 图2-7 AU-4结构图

AU-4这种信息结构已初具STM-1信号的雏形——9行×270列，只不过缺少SOH部分而已，这种信息结构其实也算是将VC4信息包再加了一个包封，形成AU-4。

管理单元为高阶通道层和复用段层提供适配功能，由高阶VC和AU指针组成。AU指针的作用是指明高阶VC在STM帧中的位置，也就是说指明VC货包在STM-1车箱中的具体位置。通过指针的作用，允许高阶VC在STM帧内浮动，也就是说允许VC4和AU-4有一定的频偏和相差。换句话说，允许货物的装载速度与车辆的等待时间有一定的时间差异，也可以这样说允许VC4的速率和AU-4包封速率（装载速率）有一定的差异。这种差异性不会影响收端正确的定位、分离VC4货物。尽管货物包可能在车箱内（信息净负荷区）“浮动”，但是AU-PTR本身在STM帧内的位置是固定的，为什么？AU-PTR不在净负荷区，而是和段开销在一起。这就保证了收端能正确的在相应位置找到AU-PTR，进而通过AU指针定位VC4的位置，进而从STM-1信号中分离 出VC4。 第四步：

只剩下最后一步了，将AUG加上相应的SOH就合成了STM-1信号，整个过程就完成了。

2.5 34Mb/s复用进STM-1信号

第一步：

同样34Mb/s的信号先经过码速调将其适配到相应的标准容器－C3中，然后加上相应的通道开销C3打包成VC3，此时的帧结构是9行×85列。为了便

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

于收端定位VC3，以便能将它从高速信号中直接拆离出来，在VC3的帧上加了3个字节的指针－－TU-PTR（支路单元指针），注意AU-PTR是9个字节。此时的信息结构是支路单元TU-3（与34Mb/s的信号相应的信息结构），支路单元提供低阶通道层（低阶VC，例如VC3）和高阶通道层之间的桥梁，也就是说是高阶通道（高阶VC）拆分成低阶通道（低阶VC），或低阶通道复用成高阶通道的中间过渡信息结构。

那么支路单元指针起什么作用呢？TU-PTR用以指示低阶VC的起点在支路单元TU中的具体位置。与AU-PTR很类似，AU-PTR是指示VC4起点在STM帧中的具体位置，实际上二者的工作机理也很类似。我们可以将TU类比成一个小的AU-4，那么在装载低阶VC到TU中时也就要有一个定位的过程－－加入TU-PTR的过程。

此时的帧结构——TU3如图2-8。

1H1H2H3861TU-39 图2-8 装入TU-PTR后的TU3 结构图

第二步：

TU3的帧结构有点残缺，先将其缺口部分补上，成图2-9所示的帧结构：

1H1H2H3R9861TUG3

图2-9 填补缺口后的TU3 帧结构图

图中R为塞入的伪随机信息，这时的信息结构为TUG3——支路单元组。 第三步：

三个TUG3通过字节间插复用方式，复合成C4信号结构，复合过程见图2-9。

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12581RR第2章 SDH的帧结构及复用步骤

C491260

图2-9 C4 帧结构图

因为TUG3是9行×86列的信息结构，所以3个TUG3通过字节间插复用方式复合后的信息结构是9行×258列的块状帧结构，而C4是9行×260列的块状帧结构。于是在3×TUG3的合成结构前面加两列塞入比特，使其成为C4的信息结构。 第四步：

这时剩下的工作就是将C4→STM-1中去了，过程同前面所讲的将140Mb/s信号复用进STM—1信号的过程类似：C4→VC4→AU-4→AUG→STM-1。

? 想一想：此处有两个指针AU-PTR和TU-PTR，为什么要两个？

两个指针提供了两级定位功能，AU-PTR使收端正确定位、分离VC4，而VC4可装载3个VC3（想想看为什么是3个？），那么TU-PTR相应的定位每个VC3起点的具体位置。那么，在接收端通过AU-PTR定位到相应的VC4，又通过TU-PTR定位到相应的VC3。

2.6 2Mb/s复用进STM-1信号

当前运用得最多的复用方式是将2Mb/s信号复用进STM-N信号中，它也是PDH信号复用进SDH信号最复杂的一种复用方式。 第一步：

首先，将2Mb/s的信号经过速率适配装载到对应的标准容器C12中。 在将2Mb/s的PDH信号装载到容器C12时，为了便于速率的适配采用了复帧的概念，即将4个C12基帧组成一个复帧。C12的基帧帧频也是8000帧/秒，那么C12复帧的帧频就成了2000帧/秒。

那么，为什么要使用复帧呢？采用复帧纯粹是为了码速适配的方便。

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

例如若E1信号的速率是标准的2.048Mb/s，那么装入C12时正好是每个基帧装入32个字节（256比特）有效信息，为什么？因为C12帧频8000帧/秒，PCM30/32[E1]信号也是8000帧/秒。但当E1信号的速率不是标准速率2.048Mb/s时，那么装入每个C12的平均比特数就不是整数。例如：E1速率是2.046Mb/s时，那么将此信号装入C12基帧时平均每帧装入的比特数是：(2.046×10b/秒)/(8000帧/秒)＝255.75比特有效信息，比特数不是整数，因此无法进行装入。若此时取4个基帧为一个复帧，那么正好一个复帧装入的比特数为：(2.046×106b/秒)/(2000帧/秒)＝1023bit，可在前三个基帧每帧装入256bit（32字节）有效信息，在第4帧装入255个bit的有效信息，这样就可将此速率的E1信号完整的适配进C12中去。那么是怎样对E1信号进行速率适配（也就是怎样将其装入C12）的呢？C12基帧结构是9×4－2个字节的带缺口的块状帧，4个基帧组成一个复帧，C12复帧结构和字节安排如图2-10。

Y W W W W W W W W W G W W W W W W W W W W W W W W W W W G W W W W W W W W W W W W W W W W W M N W W W W W W W W 6

W W W W 第一个C-12基帧结构 W W W W W W W Y W W W W 第二个C-12基帧结构 W W W W W W W Y W W 第三个C-12基帧结构 W Y W W 第四个C-12基帧结构 W Y 图2-10 C-12复帧结构和字节安排

注意：每格为一个字节（8bit），各字节的比特类别：

W＝I I I I I I I I Y＝RRRRRRRR G＝C1C2OOOORR M＝C1C2RRRRS1 N＝S2 I I I I I I I

（I ：信息比特 R：塞入比特： O：开销比特

C1：负调整控制比特 S1：负调整位置 C1＝0 S1＝I；C1＝1 S1＝R* C2：正调整控制比特 S2：正调整位置 C2＝0 S2＝I；C2＝1 S2＝R* R*表示调整比特，在收端去调整时，应忽略调整比特的值，复帧周期为125x4=500us。）

经推导可证明（具体推导过程略）复帧可容纳有效信息负荷的速率范围是： C-12复帧max＝2.050Mb/s C-12复帧min＝2.046Mb/s

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

也就是说当E1信号适配进C12时，只要E1信号的速率范围在2.050Mb/s－－2.046Mb/s的范围内，就可以将其装载进标准的C12容器中，C12速率为2.175Mb/s。

技术细节：

一个复帧的4个C12基帧是并行搁在一起的，这4个基帧在复用成STM-1信号时，不是复用在同一帧STM-1信号中的，而是复用在连续的4帧STM-1中，每个基帧占用一个STM-1。这样为正确分离2Mb/s的信号就有必要知道每个基帧在复帧中的位置——是复帧中的第几个基帧。注意，其实复帧的四个基帧代表的实际上是一路2M信号，复帧由一路2M信号构成。 第二步：

为了在SDH网的传输中能实时监测任一个2Mb/s通道信号的性能，需将C12再打包——加入相应的通道开销（低阶通道开销），使其成为VC12的信息结构。

LP-POH（低阶通道开销）是加在每个基帧左上角的缺口上的，一个复帧有一组低阶通道开销，共4个字节：V5、J2、N2、K4。因为VC可看成一个独立的实体，因此我们以后对2Mb/s的业务的调配是以VC12为单位的。 一组通道开销监测的是整个一个复帧在网络上传输的状态，想想看一个C12复帧装载多少帧2Mb/s的信号？一个C12复帧装载的是4帧PCM30/32的信号，因此，一组LP-POH监控的是4帧PCM30/32信号的传输状态。 第三步：

为了使收端能正确定位VC12的帧，在VC12复帧的4个缺口上再加上4个字节的TU-PTR 这时信号的信息结构就变成了TU12，9行×4列。TU-PTR指示复帧中第一个VC12的起点在TU12复帧中的具体位置。 第四步：

3个TU12经过字节间插复用合成TUG-2，此时的帧结构是9行×12列。 第五步：

7个TUG—2经过字节间插复用合成TUG3的信息结构。请注意7个TUG-2合成的信息结构是9行×84列，为满足TUG3的信息结构9行×86列，则需在7个TUG-2合成的信息结构前加入两列固定塞入比特。如图2-11。

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184第2章 SDH的帧结构及复用步骤

1RR9TUG3 图2-11 TUG3的信息结构

第六步：

TUG3信息结构再复用进STM-1中的步骤则与前面所讲的一样。 ? 说明：

1. 从140Mb/s的信号复用进STM-1信号的过程可以看出，一个STM-1对

应1个140Mb/s。也就是说，一个STM-1信号只可以复用进1个140Mb/s的信号，或者说从140Mb/s复用进STM-1，此时STM-1信号的容量相当于64个2Mb/s的信号。

2. 同样的从34Mb/s的信号复用进STM-1信号，STM-1可容纳3个34Mb/s

的信号，也就是说有48×2Mb/s的容量。

3. 从2Mb/s信号复用进STM-1信号，STM-1可容纳3×7×3＝63个2Mb/s

信号。

4. 从上可看出，从140Mb/s和从2Mb/s复用进SDH的STM-N中，信号利

用率较高。而从34Mb/s复用进STM-N，一个STM-1只能容纳48个2Mb/s的信号，利用率较低，因此在干线上采用34Mb/s复用进STM-N信号时，应经上级主管部门批准。

从2Mb/s复用进STM-N信号的复用步骤可以看出：3个TU12复用成一个TUG2，7个TUG2复用成一个TUG3，3个TUG3复用进一个VC4，一个VC4复用进1个STM-1，也就是说2Mb/s的复用结构是3－7－3结构。由于复用的方式是字节间插方式，所在在一个VC4中的63个VC12的排列方式不是顺序来排列的。头一个TU12的序号和紧跟其后的TU12的序号相差21。 VC4中TUG3、TUG2、TU12的排放结构，见图2-12。

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第2章 SDH的帧结构及复用步骤

1VC4TUG31TUG2TU12TU12TU1212312此处指的是位置编号31232TUG2：：：7TUG22TUG3TU12TU12TU12TU12TU12TU123TUG3

图2-12 VC4中TUG3、TUG2、TU12的排放结构

有个计算同－个VC4中不同位置TU12的序号的公式：

VC12序号＝TUG3编号＋（TUG2编号－1）×3＋（TU12编号－1）×21。TU12的位置在VC4帧中相邻是指TUG3编号相同，TUG2编号相同，而TU12编号相差为1的两个TU12。

这个公式在用SDH传输分析仪进行相关测试时会用得到。想想看序号相邻的两个TU12在VC4帧中的排列位置有何共性？

注：此处指的编号是指VC4帧中的位置编号，TUG3编号范围：1－3；TUG2编号范围：1－7；TU12编号范围：1－3。TU12序号是指本TU12是VC4帧63个TU12的按复用先后顺序的第几个TU12。

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第3章 段开销与通道开销

第3章 段开销与通道开销

前面讲过开销的功能是完成对SDH信号提供层层细化的监控管理功能，监控的分类可分为段层监控、通道层监控。段层的监控又分为再生段层和复用段层的监控，通道层监控分为高阶通道层和低阶通道层的监控。由此实现了对STM-N层层细化的监控。对155M系统的监控来讲，段开销对整个STM-1信号进行监控，高阶通道开销再对具体的VC4进行监控，低阶通道开销又将对VC4的监控细化为对其中63个VC12的每一个VC12进行监控，由此实现了从155Mb/s级别到2Mb/s级别的多级监控手段。

那么，这些监控功能是怎样实现的呢？它是由不同的开销字节来实现的。 我们以STM-1信号为例，讲述各开销字节的作用。

3.1 段开销

3.1.1 STM－1帧内的段开销

STM－1帧内的段开销字节如图3-1所示，位于帧结构的（1-9）行×（1-9）列。（注：第4行为AU-PTR除外）

9字节A1A1A1A2A2A2J0×*×*B1△D1△△E1△△D2△管理单元指针F1×D3× RSOH9行B2B2B2K1D4D7D10K2D6D9D12D5D8D11MSOH×S1M1E2×△ 为与传输媒质有关的特征字节（暂用）；× 为国内使用保留字节； * 为不扰码字节；所有未标记字节待将来国际标准确定（与媒质有关的应用，附加国内使用和其他用途）。 图3-1 STM-1 帧的段开销字节示意图

第1～3行称为再生段开销RSOH，第5至第9行称为复用段开销MSOH。

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第3章 段开销与通道开销

1. 定帧字节A1和A2

定帧字节的作用有点类似于指针，起定位的作用。我们知道SDH可从高速信号中直接插/分出低速支路信号，为什么能这样呢？原因就是收端能通过指针——AU-PTR、TU-PTR在高速信号中定位低速信号的位置。但这个过程的第一步是收端必须在收到的信号流中正确地选择分离出各个STM-1帧，也就是先要定位每个STM-1帧的起始位置在哪里，然后再在各帧中定位相应的低速信号的位置，就象在长长的队列中定位一个人时，要先定位到某一个方队，然后在本方队中再通过这个人的所处行列数定位到他。A1、A2字节就是起到定位一个方队的作用，通过它，收端可从信息流中定位、分离出STM-1帧，再通过指针定位到帧中的某一个低速信号。

收端是怎样通过A1、A2字节定位帧的呢？A1、A2有固定的值，也就是有固定的比特图案，A1：11110110（f 6H），A2：00101000（28H）。收端检测信号流中的各个字节,当发现连续出现3个f 6H，又紧跟着出现3个28H字节时（在STM-1帧中A1和A2字节各有3个），就断定现在开始收到一个STM-1帧，收端通过定位每个STM-1帧的起点，来区分不同的STM-1帧，以达到分离不同帧的目的。

当连续5帧以上（625us）收不到正确的A1、A2字节，即连续5帧以上无法判别帧头（区分出不同的帧），那么收端进入帧失步状态，产生帧失步告警——OOF；若OOF持续了3ms则进入帧丢失状态——设备产生帧丢失告警LOF，下插AIS信号，整个业务中断。在LOF状态下若收端连续1ms以上又处于定帧状态，那么设备回到正常状态。 ? 说明：

STM-1信号在线路上传输要经过扰码，主要是为了便于收端能提取线路定时信号，但又为了在收端能正确的定位帧头A1、A2，又不能将A1、A2扰码。为兼顾这两种需求，于是STM-1信号对段开销第一行的所有字节上：1行×9列（不仅包括A1、A2字节）不扰码，而进行透明传输，STM-1帧中的其余字节进行扰码后再上线路传输。这样又便于提取STM-1信号的定时，又便于收端分离STM-1信号。 2. 再生段踪迹字节：J0

该字节被用来重复地发送段接入点标识符，以便使接收端能据此确认其与指定的发送端处于持续连接状态。在同一个运营者的网络内该字节可为任意字符，而在不同两个运营者的网络边界处要使设备收、发两端的J0字节相同——匹配。通过J0字节可使运营者提前发现和解决故障，缩短网络恢复时间。

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第3章 段开销与通道开销

3. 数字通信通路（DCC）字节：D1-D12

SDH的一大特点就是OAM功能的自动化程度很高，可通过网管终端对网元进行命令的下发、数据的查询，完成PDH系统所无法完成的业务实时调配、告警故障定位、性能在线测试等功能。那么这些用于OAM的数据是放在哪儿传输的呢？用于OAM功能的数据信息——下发的命令，查询上来的告警性能数据等，是通过STM-1帧中的D1-D12字节传送的。也就是说用于OAM功能的相关数据是放在STM-1帧中的D1-D12字节处，由STM-1信号在SDH网络上传输的。这样D1-D12字节提供了所有SDH网元都可接入的通用数字通信通路，作为嵌入式控制通路（ECC）的物理层，在网元之间传输操作、管理、维护（OAM）信息，构成SDH管理网（SMN）的传送通路。 其中，D1-D3是再生段数字通路字节（DCCR），速率为3×64kb/s＝192kb/s，用于再生段终端间传送OAM信息；D4-D12是复用段数字通路字节（DCCM），共9×64kb/s=576kb/s，用于在复用段终端间传送OAM信息。

DCC通道速率总共768kb/s，它为SDH网络管理提供了强大的通信基础。 4. 公务联络字节：E1和E2

分别提供一个64kb/s的公务联络语声通道，语音信息放于这两个字节中传输。 E1属于RSOH，用于再生段的公务联络；E2属于MSOH，用于终端间直达公务联络。 例如网络如下图：

终端复用器A再生器B再生器C终端复用器D 图3-2 网络示意图

若仅使用E1字节作为公务联络字节，A、B、C、D四网元均可互通公务，为什么？因为终端复用器的作用是将低速支路信号插/分到SDH信号中，所以要处理RSOH和MSOH，因此用E1字节可通公务。再生器作用是信号的再生，只需处理RSOH，所以用E1字节也可通公务。

若仅使用E2字节作为公务联络字节，那么就仅有A、D间可以通公务电话了，因为B、C网元不处理MSOH，也就不会处理E2字节。

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第3章 段开销与通道开销

5. 使用者通路字节：F1

提供速率为64kb/s数据/语音通路，保留给使用者（通常指网络提供者）用于特定维护目的的临时公务联络。 6. 比特间插奇偶校验8位码BIP-8：B1

这个字节就是用于再生段层误码监测的（B1位于再生段开销中）。监测的机理是什么呢？首先我们先讲一讲BIP-8奇偶校验。

若某信号帧由4个字节A1=00110011、A2=11001100、A3=10101010、A4=00001111组成，那么将这个帧进行BIP-8奇偶校验的方法是以8bit为一个校验单位（1个字节），将此帧分成4块（每字节为一块，因1个字节为8bit正好是一个校验单元）按图3-3方式摆放整齐：

BIP-8A1 00110011A2 11001100A3 10101010A4 00001111B 01011010 图3-3 BIP-8奇偶校验示意图

依次计算每一列中1的个数，若为奇数，则在得数（B）的相应位填1，否则填0。也就是B的相应位的值使A1A2A3A4摆放的块的相应列的1的个数为偶数。这种校验方法就是BIP-8奇偶校验，实际上是偶校验，因为保证的是1的个数为偶。B的值就是将A1A2A3A4进行BIP-8校验所得的结果。 B1字节的工作机理是：发送端对上一帧（1#STM-1）加扰后的所有字节进行BIP-8偶校验，将结果放在下一个待扰码帧（2#STM-1）中的B1字节；接收端将当前待解扰帧（1#STM-1）的所有比特进行BIP-8校验，所得的结果与下一帧（2#STM-1）解扰后的B1字节的值相异或比较，若这两个值不一致则异或有1出现，根据出现多少个1，则可监测出1#STM-1帧在传输中出现了多少个误码块。 ? 说明：

高速信号的误码性能是用误码块来反映的。因此STM-1信号的误码情况实际上是误码块的情况。从BIP-8校验方式可看出，校验结果的每一位都对应一个比特块，例如图1-15中的一列比特，因此B1字节最多可从一个STM-1帧检

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第3章 段开销与通道开销

测出传输中所发生的8个误码块（BIP-8的结果共8位，每位对应一列比特—— 一个块）。

7. 比特间插奇偶校验24位的（BIP-24）字节：B2

B2的工作机理与B1类似，只不过它检测的是复用段层的误码情况。检测机理是发端B2字节对前一个待扰的STM-1帧中除了RSOH（RSOH包括在B1对整个STM-1帧的校验中了）的全部比特进行BIP-24计算，结果放于本帧待扰STM-1帧的B2字节位置。收端对当前解扰后STM-1的除了RSOH的全部比特进行BIP-24校验，其结果与下一STM-1帧解扰后的B2字节相异或，根据异或后出现1的个数来判断该STM-1在传输过程中出现了多少个误码块。可检测出的最大误码块个数是24个。

8. 自动保护倒换（APS）通路字节：K1、K2（b1-b5）

这两个字节用作传送自动保护倒换（APS）信令，用于保证设备能在故障时自动切换，使网络业务恢复——自愈，用于复用段保护倒换自愈情况。 9. 复用段远端失效指示（MS-RDI）字节：K2（b6-b8）

这是一个对告的信息，由收端（信宿）回送给发端（信源），表示收信端检测到来话故障或正收到复用段告警指示信号。也就是说当收端收信劣化，这时回送给发端MS-RDI告警信号，以使发端知道收端的状态。若收到的K2的b6-b8为110码,则此信号为对端对告的MS-RDI告警信号；若收到的K2的b6-b8为111，则此信号为本端收到MS-AIS信号，此时要向对端发MS-RDI信号，即在发往对端的信号帧STM-N的K2的b6-b8放入110比特图案。 10. 同步状态字节：S1（b5-b8）

不同的比特图案表示ITU-T的不同时钟质量级别，使设备能据此判定接收的时钟信号的质量，以此决定是否切换时钟源，即切换到较高质量的时钟源上。 S1（b5-b8）的值越小，表示相应的时钟质量级别越低。 11. 复用段远端误码块指示（MS-REI）字节：M1

这是个对告信息，由接收端回发给发送端。M1字节用来传送接收端由BIP-24（B2）所检出的误块数，以便发送端据此了解接收端的收信误码情况。

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第3章 段开销与通道开销

12. 与传输媒质有关的字节：△

△字节专用于具体传输媒质的特殊功能，例如用单根光纤做双向传输时，可用此字节来实现辨明信号方向的功能。 13. 国内保留使用的字节：×

14. 所有未做标记的字节的用途待由将来的国际标准确定。 ? 诀窍：

各SDH生产厂家，往往会利用STM帧中段开销的未使用字节来实现一些自己设备的专用的功能。

STM-1帧中的段开销——RSOH、MSOH的各字节的使用方法，到此就已讲完了，通过这些字节，实现了STM-1信号的段层的OAM功能。

3.1.2 STM－N帧内的段开销

N个STM—1帧通过字节间插复用成STM—N帧，段开销究竟是怎样进行复用的呢？字节间插复用时各STM-1帧的AU-PTR和payload的所有字节原封不动的按字节间插复用方式复用，而段开销的复用方式就有所区别。 段开销的复用规则是N个STM—1帧以字节间插复用成STM—N帧时，第一个STM—1帧的段开销被完整的保留下来，其余N—1个STM—1的段开销仅保留定帧字节和B2字节，其余的段开销字节均略去，图3-4是STM—4帧的段开销结构图：

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36字节A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2A2J0Z*0Z*0Z*0*CLCLCLCL×B1D1E1D2F1×D3×××第3章 段开销与通道开销

××*××*××**××××*××*××*RSOH管理单元指针9行B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2K1D4D7D10K2D6D9D12D5D8D11MSOH××××××××××S1M1E2×注：× 为国内使用保留字节； * 为不扰码字节；所有未标记字节待将来国际标准确定（与媒质有关的应用，附加国内使用和其他用途）。Z0待将来国际标准确定。

图3-4 STM—4帧的段开销结构图

在STM—N中只有一个B1，有N×3个B2字节（因为B2为BIP—24检验的结果，故每个STM—1帧有3个B2字节，3×8=24位）。STM—N帧中有D1—D12各一个字节；E1、E2各一个字节；一个M1字节；K1、K2各一个字节。想想看这是为什么？

3.2 通道开销

段开销负责段层的OAM功能，而通道开销负责的是通道层的OAM功能。就类似于在货物装在集装箱中运输的过程中，不仅要监测一集装箱的货物的整体损坏情况（SOH），还要知道集装箱中某一件货物的损坏情况（POH）。 根据监测通道的“宽窄”（监测货物的大小），通道开销又分为高阶通道开销和低阶通道开销。在本课程我们指高阶通道开销是对VC4级别的通道进行监测，可对140Mb/s在STM-N帧中的传输情况进行监测；低阶通道开销是完成VC12通道级别的OAM功能，也就是监测2Mb/s在STM-N帧中的传输性能。 ? 说明：

VC3中的POH依34Mb/s复用路线选取的不同，可划在高阶或低阶通道开销范畴，其字节结构和作用与VC4的通道开销相同，因为34Mb/s信号复用进STM-1的方式用得较少，故在这里就不对VC3的POH进行专门的讲述。

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第3章 段开销与通道开销

3.2.1 高阶通道开销：HP-POH

高阶通道开销的位置在VC4帧中的第一列，共9个字节，如图3-5。

1J1B3C2G1F2H4F3K3N12611VC49 图3-5 高阶通道开销的结构图

1. J1：通道踪迹字节

AU-PTR指针指的是VC4的起点在AU-4中的具体位置，即VC4的第一个字节的位置，以使收信端能据此AU-PTR的值，正确的在AU-4中分离出VC4。J1正是VC4的起点，那AU-PTR所指向的正是J1字节的位置。

该字节的作用与J0字节类似：被用来重复发送“高阶通道接入点标识符”，使该通道接收端能据此确认与自己预先指定的发送端是否处于持续连接的（该通道处于持续连接）状态。要求是收发两端J1字节相匹配即可。华为公司的设备默认的发/收J1字节的值是：SBS HuaWei 155对应华为的SBS155/622传输设备。J1字节也可按需要进行设置、更改。 2. B3：通道BIP-8码

B3字节用于高阶通道的误码性能监测，也就是监测VC4或VC3信号在STM-N帧中传输的误码性能。监测机理与B1、B2相类似，只不过B3是对整个VC4或VC3进行运算、校验，并将校验结果放入下一个VC4或VC3的B3字节。

若在收端监测出误码块，那么设备本端的性能监测事件—HP-BBE（高阶通道背景误码块）显示相应的误块数，同时在发端相应的VC4通道的性能监测事

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第3章 段开销与通道开销

件—HP-REI（高阶通道远端误块指示）显示出收端收到的误块数。B1、B2字节也与此类似，通过这种方式你可实时监测STM-1信号传输的误码性能。 ? 说明：

收端B1检测出误块，在本端的性能事件RS-BBE（再生段背景误码块）显示B1检测出的误块数。

收端B2检测出误块，在本端的性能事件MS-BBE（复用段背景误码块）显示B2检测出的误块数，同时在发端的性能事件MS-REI（复用段远端误块指示）中显示相应的误块数（MS-REI由M1字节传送）。

3. C2：信号标记字节

C2用来指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质，例如通道是否已装载、所载业务种类和它们的映射方式。例如C2=00H表示这个VC4通道未装载信号，这时要往这个VC4通道的净负荷TUG3中插全“1”码——TU-AIS，设备出现高阶通道未装载告警：HP-UNEQ。C2=02H，表示VC4所装载的净负荷是按TUG结构的复用路线复用来的，中国的2Mb/s复用进VC4采用的是TUG结构，见附图。C2=15H表示VC4的负荷是FDDI（光纤分布式数据接口）格式的信号。在配置华为设备时，2M信号的复用，C2要选择TUG结构。 ? 说明：

J1和C2字节的设置一定要使收/发两端相一致——收发匹配，否则在收端设备会出现HP-TIM（高阶通道追踪字节失配）、HP-SLM（高阶通道信号标记字节失配）。此两种告警都会使设备向该VC4的下级结构TUG3插全“1”码——TU-AIS告警指示信号。

4. G1：通道状态字节

G1用来将通道终端状态和性能情况回送给VC4通道源设备，从而允许在通道的任一端或通道中任一点对整个双向通道的状态和性能进行监视。这句话怎么理解呢？G1字节实际上传送对告信息，即由收端发往发端的信息，使发端能据此了解收端接收相应VC4通道信号的情况。

b1—b4回传给发端由B3（BIP-8）检测出的VC4通道的误块数，也就是HP-REI。当收端收到AIS、误码超限、J1，C2失配时，由G1字节的第5比

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第3章 段开销与通道开销

特回送发端一个HP-RDI（高阶通道远端劣化指示），使发端了解收端接收相应VC4的状态，以便及时发现、定位故障。G1字节的b6和b8暂时未使用。 5. F2、F3：使用者通路字节

这两个字节提供通道单元间的公务通信（与净负荷有关）。 6. H4：TU位置指示字节

H4指示有效负荷的复帧类别和净负荷的位置，例如作为TU-12复帧指示字节或ATM净负荷进入一个VC-4时的信元边界指示器。

只有当PDH信号：2Mb/s，复用进VC-4时，H4字节才有意义。因为前面讲过，2Mb/s的信号装进C12时是以4个基帧组成一个复帧的形式装入的，那么在收端为正确定位分离出E1信号就必须知道当前的基帧是复帧中的第几个基帧。H4字节就是指示当前的TU-12（VC12或C12）是当前复帧的第几个基帧，起着位置指示的作用。H4字节的范围是01H—04H，若在收端收到的H4不在此范围内，则收端会产生一个TU-LOM（支路单元复帧丢失告警）。 7. K3：空闲字节

留待将来应用，要求接收端忽略该字节的值。 8. N1：网络运营者字节 用于特定的管理目的。

3.2.2 低阶通道开销：LP-POH

低阶通道开销这里指的是VC12中的通道开销，当然它监控的是VC12通道级别的传输性能，也就是监控2Mb/s的PDH信号在STM-1帧中传输的情况。 低阶通道开销放在VC12的什么位置上呢？图3-6显示了一个VC12的复帧结构，由4个VC12基帧组成，低阶POH就位于每个VC12基帧的第一个字节，一组低阶通道开销共有4个字节：V5、J2、N2、K4。

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第3章 段开销与通道开销

11V54J2N2K4VC12VC12VC12VC129500us VC12复帧图3-6 低阶通道开销结构图

1. V5：通道状态和信号标记字节

V5是复帧的第一个字节，TU-PTR指示的是VC12复帧的起点在TU-12复帧中的具体位置，也就是TU-PTR指示的是V5字节在TU-12复帧中的具体位置。

V5具有误码校测，信号标记和VC12通道状态表示等功能，从这看出V5字节具有高阶通道开销G1和C2两个字节的功能。V5字节的结构见图3-7。

误码监测 （BIP-2） 1 2 误码监测： 传送比特间插奇偶校验码BIP-2： 第一个比特的设置应使上一个VC-12复帧内所有字节的全部奇数比特的奇偶校验为偶数。第二比特的设置应使全部偶数比特的奇偶校验为偶数。 远端误块指示 （REI） 3 远端误块指示 (从前叫作FEBE)： BIP-2检测到误码块就向VC12通道源发1，无误码则发0。 远端故障指示 （RFI） 4 远端故障指示 有故障发1 无故障发0 信号标记 （Signal Lable） 5 6 7 信号标记： 表示净负荷装载情况和映射方式。3比特共8个二进值： 000 未装备VC通道 001 已装备VC通道，但未 规定有效负载 010 异步浮动映射 011 比特同步浮动 100 字节同步浮动 101 保留 110 O.181测试信号 111 VC-AIS 远端接收失效指示 （RDI） 8 远端接收失效指示(从前叫FERF)： 接收失效则发1，成功则发0。

图3-7 VC-12 POH（V5）的结构

若收端通过BIP-2检测到误码块，在本端性能事件由LP-BBE（低阶通道背景误码块）中显示由BIP-2检测出的误块数，同时由V5的b3回送给发端LP-REI（低阶通道远端误块指示），这时可在发端的性能事件LP-REI中显示相应的误块数。V5的b8是VC12通道远端失效指示，当收端收到TU-12的AIS信

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第3章 段开销与通道开销

号，或信号失效条件时，回送给发端一个LP-RDI（低阶通道远端劣化指示）。注：本课程中RDI称之为远端劣化指示或远端失效指示。

当劣化（失效）条件持续期超过了传输系统保护机制设定的门限时，劣化转变为故障，这时发端通过V5的b4回送给发端—LP-RFI（低阶通道远端故障指示）告之发端接收端相应VC12通道的接收出现故障。

b5—b7提供信号标记功能，只要收到的值不是0就表示VC12通道已装载，即VC12货包不是空的。若b5—b7为000，表示VC12为空包，这时收端设备出现LP-UNEQ（低阶通道未装款式）告警，注意此时下插全“0”码（不是全“1”码—AIS）。若收发两端V5的b5—b7不匹配，则接收端出现LP-SLM（低阶通道信号标记失配）告警。 2. J2：VC12通道踪迹字节

J2的作用类似于J0、J1，它被用来重复发送内容由收发两端商定的低阶通道接入点标识符，使接收端能据此确认与发送端在此通道上处于持续连接状态。 3. N2：网络运营者字节 用于特定的管理目的。 4. K4：备用字节 留待将来应用。

? 想一想：什么是远端？

在讲述开销字节时，经常用到“远端”一词，什么是远端呢？我们用图3-8来说明这个概念。

发送机接收机 地点 BSDH单向线路IISDH单向线路I接收机发送机 地点 A

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第3章 段开销与通道开销

图3-8 “远端”的图解

图中，假设A B两地之间有一条SDH线路，该线路由两个物理上分开的单向线路构成。一个承载从A到B的信号（单向线路I），另一个承载从B到A的信号（单向线路II）。

对于线路I，地点B被示为“远端”。如果在A到B的方向上有误码或告警发生，就会在他的“远端”（即B点）检测到这些缺陷状态；同时B将利用单向线路II（从B到A方向）传送远端缺陷指示RDI或远端差错指示REI给A；反之，对于线路II，地点A被示为“远端”。

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SS005001 SDH原理 ISSUE4.1 第4章 指针

第4章 指针

指针的作用就是定位，通过定位使收端能正确地从STM-N中拆离出相应的VC，进而通过拆VC、C的包封分离出PDH低速信号，也就是说实现从STM-N信号中直接下低速支路信号的功能。

何谓定位？定位是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程，即以附加于VC上的支路单元指针（或管理单元指针）指示和确定低阶VC帧的起点在TU净负荷中（或高阶VC帧的起点在AU净负荷中）的位置。在发生相对帧相位偏差使VC帧起点“浮动”时，指针值亦随之调整，从而始终保证指针值准确指示VC帧起点位置的过程。对VC4，AU-PTR指的是J1字节的位置；对于VC12，TU-PTR指的是V5字节的位置。

TU或AU指针可以为VC在TU或AU帧内的定位提供了一种灵活、动态的方法。因为TU或AU指针不仅能够容纳VC和SDH在相位上的差别，而且能够容纳帧速率上的差别。

指针有两种AU-PTR和TU-PTR，分别进行高阶VC（这里指VC4）和低阶VC（这里指VC12）在AU-4和TU-12中的定位。下面分别讲述其工作机理（以STM－1为例）：

4.1 管理单元指针——AU-PTR

AU-PTR的位置在STM-1帧的第4行×1—9列共9个字节，用以指示VC4的首字节J1在AU-4净负荷的具体位置，以便收端能据此正确分离VC4，见图4-1。

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1RSOH负调整位置正调整位置4H1YYH2FF H3H3H30—— 1— — …… 86——MSOH91RSOH435—— 436—— ------ 521—— 522— —523—— ------ 608——696—— 697—— …… 782——4H1YYH2FFH3H3H3MSOH919270250us0— — 1— — …… 86——125us图4-1 AU-4 指针在STM帧中的位置

从图中可看到AU-PTR由H1YYH2FFH3H3H3九个字节组成，Y＝1001SS11，S比特未规定具体的值，F＝11111111。指针的值放在H1、H2两字节的后10个bit中，3个字节为一个调整单位。

1.1.1 负调整方式

当VC4的速率（帧频）高于AU-4的速率（帧频）时，装载一个VC4的货物所用的时间少于125us（货车停站时间）。由于货车还未开走，VC4的装载还要不停的进行，这时AU-4这辆货车的车箱（信息净负荷区）已经装满了，无法再装下不断装入的货物。此时将3个H3字节（一个调整单位）的位置用来存放货物；这3个H3字节就象货车临时加挂的一个备份存放空间。那么，这时货物以3个字节为一个单位将位置都向前串一位，以便在AU-4中加入更多的货物（一个VC4+3个字节），这时每个货物单位的位置（3个字节为一个单位）都发生了变化。这种调整方式叫做负调整，3个H3字节所占的位置叫做负调整位置。这种调整方式也就是将应装于下一辆货车的VC4的头三个字节装于本车上了。

4.1.2 正调整方式

当VC4的速率低于AU-4速率时，相当于在AU-4货车停站时间内一个VC4无法装完，这时就要把这个VC4中最后的那个3字节——货物单位，留待下

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SS005001 SDH原理 ISSUE4.1 第4章 指针

辆车运输。这时出于AU-4未装满VC4（少一个3字节单位），于是车箱中空出一个3字节单位。为防止由于车箱未塞满而在传输中引起货物散乱，那么这时要在AU-PTR 3个H3字节后面再插入3个H3字节，此时H3字节中填充伪随机信息（相当于在车厢空间塞入的添充物），这时VC4中的3字节货物单位都要向后串一个单位（3字节），于是这些货物单位的位置也会发生相应的变化。这种调整方式叫做正调整，相应的插入3个H3字节的位置叫做正调整位置。

注意：

负调整位置只有一个（3个H3字节），在AU-PTR上；而正调整位置在整个AU-4净负荷区。

4.1.3 AU-PTR

不管是正调整和负调整都会使VC4在AU-4的净负荷中的位置发生了改变，也就是说VC4第一个字节在AU-4净负荷中的位置发生了改变。这时AU-PTR也会作出相应的正、负调整。为了便于定位VC4中的各字节（实际上是各货物单位）在AU-4净负荷中的位置，给每个货物单位赋予一个位置值，见图4-1。位置值是将紧跟H3字节的那个3字节单位设为0位置，然后依次后推。这样一个AU-4净负荷区就有261×9/3＝783个位置，而AU-PTR指的就是J1字节所在AU-4净负荷的某一个位置的值。

注意：

显然，AU-PTR的范围是0—782，否则为无效指针值。当收端连续8帧收到无效指针值时，设备产生AU-LOP告警（AU指针丢失），并往下插AIS告警信号——TU-AIS。

正/负调整是按一次一个单位进行调整的，那指针值也就随着正调整或负调整进行+1（指针正调整）或-1（指针负调整）操作。

在VC4与AU-4无频差和相差时，也就是货车停站时间和装载VC4的速度相匹配时，AU-PTR的值是522，图4-1中箭头所指处。

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SS005001 SDH原理 ISSUE4.1 第4章 指针

注意：

AU-PTR所指的是下一帧VC4的J1字节的位置。在网同步情况下指针调整并不经常出现，因而H3字节大部分时间填充的是伪信息。

我们讲过指针的值是放在H1H2字节的后10个比特，那么10个bit的取值范围是0—1023(210)，当AU-PTR的值不在0—782内时，为无效指针值。 指针的调整是要停三帧才能再进行，也就是说若从指针反转的那一帧算起（作为第一帧），至少在第五帧才能进行指针反转（其下一帧的指针值将进行加1或减1操作）。

NDF反转表示AU-4净负荷有变化，此时指针值会出现跃变，即指针增减的步长不为1。若收端连续8帧收到NDF反转，则此时设备出现AU-LOP告警。 接收端只对连续3个以上收到的前后一致的指针进行解读，也就是说系统自认为指针调整后的3帧指针值一致。若此时指针值连续调整，在收端将出现VC4的定位错误，导致传输性能劣化。

4.1.4 调整过程

1. 指针正调整过程

在正常工作时，指针值确定了VC-4在AU-4 帧内的起始位置。若VC4帧速率比AU-4帧速率低，即发生正调整。此时AU4帧内立即出现三个正调整机会字节并以虚信息填充正调整机会字节，并且该VC帧的起始点后移一个单位，并发送给收端，但该帧的指针值不加一。下一帧的指针值则是先前指针值加1；在收端根据指针值检查I比特的反转情况决定是否对下一帧的指针进行加1调整。 2. 指针负调整过程

在正常工作时，指针值确定了VC-4在AU-4 帧内的起始位置。若VC4帧速率比AU-4帧速率高，即发生负调整。此时用VC4的实际信息数据填充负调整机会字节（H3H3H3），并且该VC帧的起始点前移一个单位，并发送给收端。在下一帧中指针值则是先前指针值加1；

收端对指针解码时，除仅对连续3次以上收到的前后一致的指针进行解读外，将忽略任何指针的变化。

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