SDH帧结构及映射复用方式解析

STM-1的帧结构关于字节间插复用方式我们以一个例子来说明有三个信号帧结构各为每帧3个字节若将这三个信号通过字节间插复用方式复用成信号D 那D就应该是这样一种帧结构帧中有9个字节且这9个字节的排放次序如下图STM-N的帧结构此时N的取值为1，4，16，64，等STM-1段开销：STM-4段开销：STM-N信号的帧频•任何等级STM-N是8000帧/秒，也就是帧周期为恒定的125 us(E1信号也是8000帧/秒)•因此， STM-N的时钟就必须是STM-1时钟的N倍。

比如，STM-1的时钟是155.520M，STM-4的时钟就是155.520M * 4 = 622.08M天朝规定的把2M的e1信号装进STM-N的唯一合法流程（从右往左看）e1信号装进STM-N第①步（共9步） e1信号装进C12容器复帧的概念:4个C12基帧（C12容器）组成一个复帧C12的基帧的帧频是8000帧/秒那么C12复帧的帧频就是2000帧/秒为什么要提出复帧的概念当E1 信号的速率不是标准速率2.048Mbit时，装入每个C12的平均比特数就不是整数。

例如，E1速率是2.046Mbit/s时，将此信号装入C12基帧时平均每帧装入的比特数是(2.046Mbit/秒)/(8000帧/秒) = 255.75bit/帧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是(2.046Mbit/秒)/(2000帧/秒) =1023bit/帧可在前三个基帧每帧装入256bit （也就是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中去复帧就长成这样每格为一个字节，填汉字的地方全是W所以，C12复帧 = 127W + 5Y + 2G + 1M + 1N = 136个字节WYGMN都是啥意思这里的R表示调整比特，就是伪随机数这样一来， C12复帧又可以这样表示：C12复帧 = 127W + 5Y + 2G + 1M + 1N = 136个字节 =1023I + S1 + S2 + 3C1 + 49R + 8O = 1088bit其中负正调整控制比特C1 C2分别控制负正调整位置S1 S2当C1C1C1 = 000时，S1放有效信息比特I而C1C1C1 =111时，S1放插入伪随机数RC2以同样方式控制S2复帧可容纳有效信息的速率范围•当C1C1C1 = 000时，S1放有效信息比特I•而C1C1C1 = 111时，S1放插入伪随机数R•C2以同样方式控制S2（其中1023，1，0，都表示信息比特I的个数）只要E1信号的速率范围在2.046Mbit/s到2.050Mbit/s 的范围内，就可以将其装载进标准的C12容器中在此强调，复帧只是个概念实际操作中，还是以基帧为实际的操作单位。

SDH的复用原理和映射方法如前所述，SDH技术有一系列标准速率接口，并具有前向和后向兼容性，允许接人各种不同速率的PDH信号、B—ISDN和ATM信号以及其他新业务信号。

因此，各种速率的业务信号复用进STM—N帧都要经历映射(Mapping)、定位(aligning)和复用(multiplexing)3个步骤。

由于各种支路信号间存在一定的差异，为了实现同步复用，在形成STM一1速率信号时，需要进行适配，即映射。

通过指针定位完成从STM—N帧中任意上、下一个支路信号。

复用过程一般可以分为2步走，第一步是将各种不同速率的信号复用到STM一1。

SDH应能传输各种不同速率、不同制式的数据流，包括异步传输模式(ATM)信号，因此第一步的复用过程较为复杂。

第二步是通过字节问插，将STM一1复用成高阶STM一』、『．由于STM一1和STM—N的速率成整数倍关系，是一个同步复用过程，实现很容易。

1．SDH的映射与复用结构图3—6—5是ITU—T G．707建议中给出的STM一Ⅳ的映射与复用结构。

从图中可以看出两种主要的PDH信号需要经过哪些处理过程，才能复用进 STM—N。

SDH的复用原理和映射方法如前所述，SDH技术有一系列标准速率接口，并具有前向和后向兼容性，允许接人各种不同速率的PDH信号、B—ISDN和ATM信号以及其他新业务信号。

因此，各种速率的业务信号复用进STM—N帧都要经历映射(Mapping)、定位(aligning)和复用(multiplexing)3个步骤。

由于各种支路信号间存在一定的差异，为了实现同步复用，在形成STM一1速率信号时，需要进行适配，即映射。

通过指针定位完成从STM—N帧中任意上、下一个支路信号。

复用过程一般可以分为2步走，第一步是将各种不同速率的信号复用到STM一1。

SDH应能传输各种不同速率、不同制式的数据流，包括异步传输模式(ATM)信号，因此第一步的复用过程较为复杂。

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的复用结构和步骤SDH复用的三个步各种信号复用映射进STM-.V帧的过程都要经过映射、定位和复用3个步骤。

（1）映射映射是一种在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。

象我们经常使用的将各种速率＜140Mbit/s. 34Mbit/s、2Mbit/s）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，形成冬自相对应的虚容器的过程。

为了适应齐种不同的网络应用情况，有异步、比特同步、字节同步三种映射方法与浮动VC 和锁定TU两种模式。

（2）定位世位（Alignmem）是把VC-n放进TU-”或Al；-n中，同时将其与帧参考点的偏差也作为信息结合进去的过程。

通俗讲，泄位就是用指针值指示VC-n的第一个字节在TIT或AIT 帧中的起始位程。

（3）复用复用（Multiplex）是一种将多个低阶通道层的信号适配进高阶通道或者把多个高阶通道层信号适配进复用段层的过程，即指将多个低速信号复用成一个高速信号。

其方法是采用字节间插的方式将TU组织进高阶VC或将AU组织进STM-A；复用过程为同步复用，复用的路数参见图1。

如：1XSTM-1=1X AUG二1XAU-4=1XVC-4二3 X TUG-3二21XTUG-2二63 XTU-12二63 X VC-12- 吹耐图1 G. 707复用映射结构SDH基本复用单元信息容器（C）容器是一种用来装载各种速率业务信号的信息结构，其基本功能是完成PDH信号与VC 之间的适配（即码速调整）。

ITU-T规定了5种标准容器，C-11. C-12、C-2、C-3和C-4, 每一种容器分别对应于一种标称的输入速率，即1. 544Mbit/s. 2.048Mbit/s、6.312Mbit/s、34. 368Mbit/s 和139. 264Mb辻/s°虚容器（VC）虚容器是用来支持SDH通道层连接的信息结构，由信息净负荷（容器的输出）和通道开销（POH）组成，即VC F C-卅VC F POH支路单元（TU）支路单元是一种提供低阶通逍层和高阶通道层之间适配功能的信息结构，是传送低阶VC的实体，可表示为TU-c （千11, 12, 2, 3）oTU-n由低阶YC-n和相应的支路单元指针（TU-nPTR）组成，即TU-用低阶VC-卅TU-nPTR支路单元组（TUG）支路单元组是由一个或多个在髙阶VC净负荷中占据固泄的、确定位置的支路单元组成。

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。

第一章SDH 概述1.1.SDH 产生的技术背景——为什么会产生SDH 传输体制SDH 全称叫做同步数字传输体制（Synchronous DigitalHierarchy），由此可见SDH 是一种传输的体制（协议），就象PDH——准同步数字传输体制一样，SDH 这种传输体制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。

那么SDH 产生的技术背景是什么呢？我们知道当今社会是信息社会，高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，通过通信网传输、交换、处理的信息量将不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化、智能化和个人化方向发展。

传输系统是通信网的重要组成部分，传输系统的好坏直接制约着通信网的发展。

当前世界各国大力发展的信息高速公路，其中一个重点就是组建大容量的传输光纤网络，不断提高传输线路上的信号速率，扩宽传输频带，就好比一条不断扩展的能容纳大量车流的高速公路。

同时用户希望传输网能有世界范围的接口标准，能实现我们这个地球村中的每一个用户能随时随地便捷地通信。

目前传统的由PDH 传输体制组建的传输网，由于其复用的方式很明显的不能满足信号大容量传输的要求，另外PDH 体制的地区性规范也使网络互连增加了难度，由此看出在通信网向大容量、标准化发展的今天，PDH 的传输体制已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈，制约了传输网向更高的速率发展。

传统的PDH 传输体制的缺陷体现在以下几个方面：接口方面：（1）只有地区性的电接口规范，不存在世界性标准。

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，这种局面造成了国际互通的困难，不适应当前随时随地便捷通信的发展趋势。

三种信号系列的电接口速率等级如图1-1 所示。

图1.1（2）没有世界性标准的光接口规范。

为了完成设备对光路上的传输性能进行监控，各厂家各自采用自行开发的线路码型。