sdh帧结构和复用步骤
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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。
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R
C2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。
复帧会被分拆成4个基帧,然后分别放到连续的4帧STM-1中。
下图可以较为直观的看到,在装载过程中,四个基帧之间是并行的关系。
总结一下复帧概念存在的意义 E1的时钟可能不稳定,C12容器又太小,所以平均分配的话,一个C12容器里面装的可能不是完整的bit。
个么就连续来4个C12容器,这样平均下来就能保证每连续4个C12容器里面装的都是完整的bit了。
所以说复帧只是个概念,装完了E1信号之后就被分拆成4个基帧并行分别打包,最后这4个基帧都不会分在同一个STM-1里面。
e1信号装进STM-N第②步(共9步)
C12容器加上POH变成VC12虚容器
此处POH是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。
e1信号装进STM-N第③步(共9步)VC12加上TU-PTR变成TU12
在VC12复帧的4个缺口上再加上4个字节的TU-PTR(支路单元指针)这时信号的信息结构就变成了TU12
e1信号装进STM-N第④步(共9步)
3个TU12经过间插复用成为TUG2此时的帧结构是9行12列
e1信号装进STM-N第⑤步(共9步)
7个TUG2经过间插复用成为TUG3
TUG2是9行12列的结构,
个么7个TUG2经过间插复用得到的的结构是9行84列。
为了满足TUG3的信息结构9行86列,就需要在此结构前再加入两列固定塞入调整比特R(伪随机数),凑成9行86列的TUG3结构
e1信号装进STM-N第⑦步(共9步)VC4前加上AU-PTR成为AU4
下图就是AU4结构
e1信号装进STM-N第⑧步(共9步)
AU4加上RSOH和MSOH,成为STM-1 payload其实就是VC4,结构是9行261列
e1信号装进STM-N第⑨步(共9步)STM-1经过间插复用成为STM-N
此时N的取值为1,4,16,64,等。