SDH信号的帧结构简介

计算机网络原理SDH速率和帧结构
SDH采用一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N（N=1，4，16，64，…），相应各STM-N等级的速率为
STM-1 155.520Mbit/s
STM-4 622.080Mbit/s
STM-16 2 488.320Mbit/s
STM-64 9 953.280Mbit/s
SDH帧结构是一种以字节为基本单元的矩形块状帧结构，其由9行和270×N 列字节组成，如图3-19所示。

帧周期为125 s。

帧结构中字节的传输是由左到右逐行进行。

对于STM-1而言，其信息结构为9行×270列的块状帧结构，传输速率：f b=9×270×8×8 000=155.520Mbit/s。

从结构组成来看，整个帧结构可分成3个区域，分别是段开销区域、信息净负荷区域和管理单元指针区域。

图3-19 STM-N帧结构
●段开销（SOH）区域
段开销是指SDH帧结构中为了保证信息净负荷正常、灵活、有效地传送所必须附加的字节，主要用于网络的OAM功能。

段开销分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。

●信息净负荷（Payload）区域
信息净负荷区域主要用于存放各种业务信息比特，也存放了少量可用于通道性能监视、管理和控制的通道开销（POH）字节。

●管理单元指针区域
管理单元指针（AU-PTR）是一种指示符，其作用是用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置，以便在接收端能正确分离净负荷。

SDH帧结构SDH帧结构SDH帧结构是实现数字同步时分复用、保证网络可靠有效运行的关键。

图给出SDH帧一个STMN帧有9行，每行由270×N个字节组成。

这样每帧共有9×270× N 个字节，每字节为8 bit。

帧周期为125 μs，即每秒传输8000帧。

对于STM1 而言，传输速率为9×270×8×8000=155.520 Mb/s。

字节发送顺序为：由上往下逐行发送，每行先左后右。

SDH帧大体可分为三个部分：(1) 段开销(SOH)。

段开销是在SDH帧中为保证信息正常传输所必需的附加字节(每字节含64 kb/s的容量)，主要用于运行、维护和管理，如帧定位、误码检测、公务通信、自动保护倒换以及网管信息传输。

对于STM 1 而言，SOH共使用9×8(第4行除外)=72 Byte相应于576 bit。

由于每秒传输8000帧，所以SOH的容量为576×8000=4.608 Mb/s。

根据传输通道连接模型，段开销又细分为再生段开销(RSOH)和复接段开销(MSOH)。

前者占前3行，后者占5～9行。

(2) 信息载荷(Payload)。

信息载荷域是SDH帧内用于承载各种业务信息的部分。

对于STM1而言，Payload有9×261=2349 Byte, 相应于2349×8×8000=150.336 Mb/s 的 容量。

在Payload中包含少量字节用于通道的运行、维护和管理，这些字节称为通道开销(POH)。

(3) 管理单元指针(AU PTR)。

管理单元指针是一种指示符，主要用于指示Payload第一个字节在帧内的准确位置(相对于指针位置的偏移量)。

对于STM1 而言，AU PTR有9个字节(第4行)，相应于9×8×8000=0.576 Mb/s。

采用指针技术是SDH的创新，结合虚容器(VC)的概念，解决了低速信号复接成高速信号时，由于小的频率误差所造成的载荷相对位置漂移的问题。

SDH原理全解析SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一种用于传输数字信号的同步时分复用技术，它能够有效地组织和传输多个低速信号，从而提高传输效率和可靠性。

故SDH原理全解析可以从以下几个方面展开：1. 帧结构：SDH使用特定的帧结构，每个帧由多个容器（container）组成。

容器是一个固定长度的结构，包括多个负载单元（payload unit），每个负载单元可以携带部分数据。

在SDH中，帧的速率被划分为多个层次，每个层次的容器数量和帧速率不同，以满足不同速率的数据传输需求。

2. 时钟同步：SDH采用大气面站地球站（MSTP）的原则进行同步，即每个节点都依赖于下一个节点提供的时钟信号。

首先，主时钟源（Primary Reference Clock）提供一个高精度的时钟信号，然后通过网络逐级分配给其他节点。

这样，整个网络各个节点的时钟都同步在一个统一的时间基准上。

3. 传输层次：SDH将传输速率分层处理，以满足不同带宽的需求。

SDH的层次结构包括STM-1、STM-4、STM-16等，每个层次的传输速率是前一层次的整数倍。

例如，STM-1速率为155.52Mbps，STM-4速率为4倍的STM-1，即622.08Mbps。

每个层次都有专门的容器和负载单元格式，以便传输不同速率的数据。

4.管理功能：SDH具有多种管理功能，用于监测和控制网络中的各个节点。

这些功能包括性能监测、告警处理、路径管理、维护和故障定位等。

性能监测通过收集和分析网络中的性能参数，用于评估网络的质量和可靠性。

告警处理用于处理和报告网络中的异常情况，并采取必要的措施进行修复。

5.容错机制：SDH具有多种容错机制，以确保数据能够可靠地传输。

其中最重要的机制是自动保护切换（APS），它能够在发生节点或链路故障时，自动切换到备份路径，从而确保数据的连续传输。

另外，SDH还支持误码监测和纠错，通过检测和修复过程中产生的错误，保证数据的完整性和可用性。

SDH传输网的帧结构1. SDH传输速率同步数字体系信号最基本、最重要的模块信号是STM-1，其速率为155.520 Mbit/s。

同步传送模块（STM-N）精确地定义了信号的帧结构和传输速率，用于SDH网元间的信息传送。

更高速率的SDH可直接从155.520 Mbit/s（STM-1）中复用得到。

目前，已经定义了6种同步传送模块，但第6种模块正在开发中，还未商用。

SDH传输网所传输的信号是由不同等级的同步传送模块（STM-N）信号组成的，其中N为正整数。

从表3-8可知，STM-N信号的速率为155.520 Mbit/s的N倍。

目前，国际标准化N的取值为N=1，4，16，64。

2. SDH-N的帧结构STM-1的帧长度用时间表示，通常为125 μs，由270列和9行组成。

因为每个字节每125 μs出现一次，所以每个数据通路为64 kbit/s。

每行最初的9个字节用于开销，剩下的261个字节用于净负荷。

一帧通常用行和列来表示，其中，行为9行垂直叠放的水平行。

帧结构中字节的传输由左上角的第一个字节开始，由左至右、由上而下顺序传送，直至右下角，需用125 μs。

因此，开销字节在垂直方向上与帧结构中的前面9列对齐，而净负荷在第10~第270列中。

这些开销字节称为段开销（section overhead，SOH），并细分为再生段开销和复用段开销。

STM-N的帧结构组成相当简单。

STM-N信号的帧结构由9行，270×N列组成。

每帧的长度为9×270×N节，每帧的持续时间为125 μs，若帧频为8 kHz，则可求得STM-N比特率为9×270×N×8 000 Mbit/s。

STM-1 的SOH传输速率为8×9×8×1×8 000×10-6=4.608 Mbit/s。

STM-N帧结构的每个字节及每个字节中的每个比特是根据它在帧中的位置加以区分的，而每个字的速率均为64 kbit/s，这正好等于数字化的话音信号的传输速率，从而为灵活上下电路和支持各种业务打下基础。

SDH原理SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系结构）是一种用于提供高速数据传输的技术。

它使用光纤通信网络，将数字信号分割为固定长度的帧，并通过多路复用技术将多个低速信号合并成高速信号进行传输。

SDH的帧结构和复用步骤是SDH系统的重要组成部分，下面详细介绍。

帧结构：SDH采用了一种分级的帧结构，以便适应不同速率的信道和多路复用的要求。

帧结构包括了几个层次的容器（容器是将低速信号合并成高速信号的基本单元），其中最常见的是STM-1（Synchronous Transport Module level 1，同步传输模块1级）。

一个STM-1容器的帧结构如下：-首部：包含了帧同步字节和管理通道，用于同步传输和传送管理信息。

-包容器：用于承载其他层级的容器，如STM-N容器。

-负荷容器：用于承载用户数据。

复用步骤：SDH通过复用技术将多个低速信号合并成高速信号进行传输。

复用步骤主要包括以下几个步骤：1. 低层次容器复用：不同速率的低速信号通过电信号先经过光电转换器，转换为光信号，然后经过光纤传输到交叉连接设备（Cross-Connection Equipment，CCE）。

CCE通过电信号解析器（demultiplexer）将光信号解析成原始低速信号。

2.高层次容器复用：低速信号经过解析后，将被合并到包容器中。

如果需要更高速率的传输，还可以将多个包容器进行合并，形成更高层次的容器。

最终，合并得到的高层次容器将进入负荷容器，并通过SDH网络进行传输。

3. 时隙交叉：通过时隙交叉，把不同容器的负荷容器进行复用，从而提高带宽利用率。

SDH使用时隙交叉器（Matrix），通过重排时间时隙的顺序，将不同传入容器中的信号重排到输出容器中的不同时隙中。

4. 复用段传输：复用段是由广域网（WAN）中的多个SDH网络和设备组成的，在一对相邻的SDH设备之间传输高速信号的通道。

复用段传输通过光传输设备（OTU，Optical Transmission Unit）将高层次容器传输到目标SDH网络中。

SDH原理SDH 速率∙SDH 信号的速率等级表示为STM-N，其中N 是正整数。

目前SDH 只能支持一定的N 值，即N只能为1，4，16 和64，其中最基本、也是最重要的模块信号是STM-1，其速率是155.520Mbit/s，更高等级的STM-N 信号是将基本模块信号STM-1 经过字节间插后得出SDH 帧结构∙SDH 帧结构如图所示。

SDH 以字节为单位进行传输，它的帧结构是一种以字节结构为基础的矩形块状帧结构，包括270 ×N 列和9 行字节，每字节包括8 个比特。

SDH 的矩形帧在光纤上传输时是成链传输的，在光发送端经并/串转换成链状结构进行传输，而在光接收端经串/并转换成矩形块状进行处理。

在SDH 帧中，字节的传输是从左到右按行进行的，首先由图中左上角第一个字节开始，从左向右按顺序传送，传完一行再传下一行，直至整个9×270×N 个字节都传送完再转入下一帧，如此一帧一帧地传送。

每秒可传8000 帧，帧长恒定为125μs。

SDH 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＝64kbit/s，也即是一路数字电话的传输速率。

以STM-1 等级为例，其速率为270（每帧270 列）×9（共9 行）×64kbit/s（每个字节的比特速率为64kit/s）=155520kbit/s=155.520Mbit/s。

从图中看出，STM-N 的帧结构由三部分组成：段开销（包括再生段开销RSOH、复用段开销MSOH），信息净负荷（Payload），和管理单元指针（AU-PTR）。

∙从图中看出，STM-N 的帧结构由三部分组成：段开销（包括再生段开销RSOH、复用段开销MSOH），信息净负荷（Payload），和管理单元指针（AU-PTR）。

1．段开销（SOH）区域段开销是指STM-N 帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活地传送所必须的附加字节，主要用于网络的运行、管理和维护。

SDH信号的帧结构简介STM-N为了解决SDH（Synchronous Digital Hierarchy）相互连接中的封装结构，STM有多种速率，最基本的STM是STM-1，速率定义为155 520 kbit/s，同时用STM-N来表示不同的速率等级，N表示速率为基本STM的N倍，N=1、4、16、64、256，更高的速率当前未定义。

一、STM-N的帧结构1、 STM-N的帧是32个字节组成的1行×32列的块状帧。

STM-N：STM代表同步传送模式，N代表复用等级，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……。

对应线路速率155M、622M、2.5G、10G... 它与传输媒质本身没有关系，传输媒质（也就是SDH的物理层）可以是光纤、有线电缆、微波。

用光纤作为传输媒质可以最大化的发挥SDH技术优势，所以应用最广。

表示此信号由N个STM-1 信号通过字节间插复用而成。

2、STM-N信号的帧频介绍。

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125μs 。

8000帧/秒听起来很耳熟，对了，PDH的E1信号也是8000帧/秒。

在这里你要注意到的是对于任何STM级别帧频都是8000帧/秒，帧周期的恒定是SDH信号的一大特点。

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-4的4倍3、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＝64kbit/s。

这个数字是不是也很眼熟，64kbit/s是一路数字电话的传输速率。

4、STM-N帧结构组成。