期末大作业简述SDH的复用原理

姓名： 班级2009073学号

SDH的复用原理

SDH复用是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层或把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程。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[1]。

SDH的基本复用单元包括标准容器(C)、虚容器(VC)、支路单元(TU)、支路单元组(TUG)、管理单元(AU)和管理单元组(AUG)复用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。在复用过程中保持帧频不变，这就意味着高一级的STM-N信号速率是低一级的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。

1.传统的将低速信号复用成高速信号的方法

传统的将低速信号复用成高速信号的方法有两种。这两种复用方式都有一些缺陷，比特塞入法无法直接从高速信号中上/下低速支路信号；固定位置映射法引入的信号时延过大。

1.1 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）。它的缺点是因为存在一个比特塞入和去塞入的过程（码速调整），而不能将支路信号直接接入高速复用信号或从高速信号中分出低速支路信号，也就是说不能直接从高速信号中上/下低速支路信号，要一级一级的进行。这种比特塞入法就是PDH的复用方式。 1.2 固定位置映射法

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这种方法利用低速信号在高速信号中的相对固定的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。它的特点在于可方便的从高速信号中直接上/下低速支路信号，但当高速信号和低速信号间出现频差和相差（不同步）时，要用125μs（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。

2.SDH复用结构

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-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）[2]。 2.1 标准容器(C)

容器是一种用来装载各种速率的业务信号的信息结构，主要完成适配功能（例如速率调整），以便让那些最常使用的准同步数字体系信号能够进入有限数目的标准容器[3]。 2.2 虚容器（VC）

虚容器是用来支持SDH的通道层连接的信息结构（虚容器属于SDH传送网分层模型中通道层的信息结构。其中VC-11、VC-12、VC-2及TU-3中的VC-3是低阶通道层的信息结构；而AU-3中VC-3和VC-4是高阶通道层的信息结构。详见第五章图5-4），它由容器输出的信息净负荷加上通道开销（POH）组成，即VC的输出将作为其后接基本单元（TU或AU）的信息净负荷。

VC的包封速率是与SDH网络同步的，因此不同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。虚容器有5种：VC-11、VC-12、VC-2、VC-3和VC-4。虚容器可分成低阶虚容器和高阶虚容器两类。 2.3 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（即负责将低阶虚容器经支路单元组装进高阶虚容器）。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

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（TU-nPTR）组成。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）。

2.4 管理单元和管理单元组（AU和AUG）

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（即负责将高阶虚容器经管理单元组装进STM-N帧，STM-N帧属于SDH传送网分层模型中段层的信息结构。)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-nPTR）组成[4]。

3.我国的SDH复用结构

我国的SDH复用映射结构[5]规范可有3个PDH支路信号输入口（图1）。一个

139.264／s

STM-N×NAUG×1AU-4VC-4×3TUG-3指针处理复用定位校准映射×1×7TUG-2×3TU-12VC-12C-122048kbit/sTU-3VC-3C-334368kbit/sC-4139264kbit/sMbit／s可被复用成一个STM-1（155.520Mbit／s）；63个2.048Mbit

STM-1

3个34.368Mbit／s也能复用成一个STM-1。

图1.我国的SDH复用映射结构

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4.SDH中指针的作用 SDH中指针的作用可归结为三条：

(1)当网络处于同步工作方式时，指针用来进行同步信号间的相位校准。 (2)当网络失去同步时（即处于准同步工作方式），指针用作频率和相位校准；当网络处于异步工作方式时，指针用作频率跟踪校准（有关同步工作方式，准同步工作方式和异步工作方式的概念参见本书第六章中SDH网同步的内容）。 (3)指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移[6]。

5.SDH复用过程

首先将标称速率为139.264Mbit／s的支路信号装进C-4，经适配处理后C-4的输出速率为149.760Mbit／s。然后加上每帧9字节的POH（相当于576kbit／s）后，便构成了VC-4(150.336Mbit／s)，以上过程称为映射。C-4与AU-4的净负荷容量一样，但速率可能不一致，需要进行调整。AU-PTR的作用就是指明VC-4相对AU-4的相位，它占有9个字节，相当容量为576kbit／s。于是经过AU-PTR指针处理后的AU-4的速率为150.912Mbit／s，这个过程称之为定位。得到的单个AU-4直接置入AUG，再由N个AUG经单字节间插并加上段开销便构成了STM-N信号。以上过程称为复用。当N＝1时，一个AUG加上容量为4.608Mbit／s的段开销后就构成了STM-1，其标称速率155.520Mbit／s。 （1）34Mbit/s信号经过码速调整

适配到相应的标准容器－C-3，即异步装入C-3;E3装如C-3采用正/零/负码速调整技术。 C-3基帧的规格为：9行×84列，每连续3行为一个子帧，分为3个子帧。在 一个子帧中，每21个字节为一个码块 （2）加上相应的通道开销C-3打包成VC-3;

VC-3的帧结构：第一列的9字节VC-3 POH加上9行×84列的C-3净荷。即：VC-3= C-3+VC-3 POH。此时的帧结构是9行×85列。VC-3的帧总共有：9×85×8=612bit。其中：信息比特I： 3块×1431bit/块=4293bit固定插入比特R： 3块×573bit/块=1719bit调整控制比特C：

3块×10bit/块=30bit

调整机会比特S： 3块×2bit/块=6bitVC-3 POH比特: 8bit/字节×9字节=72bit 进行负码速调整时，6个调整机会比特S全部用来装信息码，则VC-3容

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器装载的最大信息量为：4293+6=4299bit，此最大速率为：4299bit/F×8000F/s=34.392Mb/s。码速不调整时VC-3容器的信息速率为：(4293+3)bit/F×8000F/s=34.368Mb/s，VC-3容器与输入PDH的3次群速率匹配一致。进行正码速调整时，6个调整机会比特S全部用来装R码，则VC-3容器装载的信息量最小，为：4293bit，因此最小信息速率为：4293bit/F×8000F/s=34E-31(34.368Mb/s)

(3) VC-3帧到支路单元TU-3的定位

为了便于收端定位VC-3，以便能将它从高速信号中直接拆离出来，在VC-3的帧上加了3个字节的指针－TU-PTR（支路单元指针），用以指示低阶VC的起点在支路单元TU中的具体位置，工作原理与AU-PTR类似。 (4) 3个TUG-3复用成为一个C-4

三个TUG-3通过字节间插复用方式，复合成C-4信号结构，复合过程 因为TUG-3是9行×86列的信息结构，所以3个TUG-3通过字节间插复用方式复合后的信息结构是9行×258(=86×3=258)列的块状帧结构，而C-4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R比特，使其成为C-4的信息结构。

6.SDH复用的不足出

SDH的优点是以牺牲其他方面为代价的。

6.1 频带利用率

我们知道有效性和可靠性是一对矛盾，增加了有效性必将降低可靠性，增

加可靠性也会相应的使有效性降低。例如，收音机的选择性增加，可选的电台就增多，这样就提高了选择性。但是由于这时通频带相应的会变窄，必然会使音质下降，也就是可靠性下降。相应的，SDH的一个很大的优势是系统的可靠性大大的增强了（运行维护的自动化程度高），这是由于在SDH的信号－－STM-N帧中加入了大量的用于OAM功能的开销字节，这样必然会使在传输同样多有效信息的情况下，PDH信号所占用的频带（传输速率）要比SDH信号所占用的频带（传输速率）窄，即PDH信号所用的速率低。例如：SDH的STM-1信号可复用进63个2Mbit/s或3个34Mbit/s（相当于48×2Mbit/s）或1个140Mbit/s（相当于64

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