SDH信号的帧结构和复用步骤

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SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步数字系列，SDH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降低了设备的运行维护费用。

SDH体制有一套标准的信息结构等级，即有一套标准的速率等级。基本的信号传输结构等级是同步传输模块——STM-1，相应的速率是155Mbit/s。高等级的数字信号系列例如：622Mbit/s（STM-4）、2.5Gbit/s（STM-16）等，可通过将低速率等级的信息模块（例如STM-1）通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，

1.SDH信号——STM-N的帧结构

STM-N信号帧结构的安排尽可能使支路低速信号在一帧内均匀地、有规律的分布。以便于实现支路的同步复用、交叉连接（DXC）、分/插和交换，以方便于从高速信号中直接上/下低速支路信号。鉴于此，ITU-T规定了STM-N的帧是以字节（8bit）为单位的矩形块状帧结构，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）。如图：


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成。STM-1信号的帧结构是9行×270列的块状帧，当N个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N信号时，仅将STM-1信号的列按字节间插复用，行数恒定为9行。

2 . SDH的复用结构和步骤

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2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s）复用成SDH信号STM-N。

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3个系列的数字信号以多种方法复用成STM-N信号。此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。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）。

尽管一种信号复用成SDH的STM-N信号的路线有多种，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2Mbit/s信号为基础的PDH系列作为SDH的有效负荷，并选用AU-4的复用路线，其结构见图所示。


3. 2Mbit/s复用进STM-N信号

当前运用得最多的复用方式是将2Mbit/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。

1）首先，将2Mbit/s的PDH信号经过速率适配装载到对应的标准容器C12中，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。

2）为了在SDH网的传输中能实时监测任 一个2Mbit/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。此处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，因此大家以后对2Mbit/s的业

务的调配是以VC12为单位的。

3）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。

4）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。

5）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。

从2Mbit/s复用进STM-N信号，由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-1，2Mbit/s的复用结构是3－7－3结构，从2Mbit/s信号复用进STM-1信号，STM-1可容纳3×7×3＝63个2Mbit/s信号。

计算同－个VC4中不同位置TU12的序号的公式如下：

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）

4. 映射、定位和复用的概念

在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。

定位是指通过指针调整，使指针的值时刻指向低阶VC帧的起点在TU净负荷中或高阶VC帧的起点在AU净负荷中的具体位置，使收端能据此正确地分离相应的VC。

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。由于经过TU和AU指针处理后的各VC支路信号已相位同步，因此该复用过程是同步复用，复用原理与数据的串并变换相类似。

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。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，形成各自相对应的虚容器的过程。为了适应各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。