现代通信网络技术第五章课件

第五章第五章 SDH传送网及技术传送网及技术5.1 SDH/SONET概述概述5.2 SDH体系结构体系结构5.3 SDH复用复用5.4 SDH网元与网络结构网元与网络结构5.5 SDH支撑网支撑网5.6 SDH设备简介设备简介5.1 SDH/SONET概述概述5.1.1 SDH/SONET发展背景发展背景随着通信技术与随着通信技术与业务的发展，传业务的发展，传统的统的PDHPDH传输体制传输体制无法满足信号大无法满足信号大容量传输的要求。容量传输的要求。PDHPDH体制体制的区域性的区域性规范也使规范也使网络互连网络互连增加了难增加了难度度 美国贝尔研究所美国贝尔研究所 (BellcoreBellcore)首先提出了同步首先提出了同步光网络（光网络（Synchronous Synchronous Optical NetworkOptical Network，SONETSONET），），美国国家标准协会美国国家标准协会(ANSI)(ANSI)于于2020世纪世纪8080年代制定了有关年代制定了有关SONETSONET的国家标准。的国家标准。19881988年年CCITTCCITT在在SONETSONET的基础上，进的基础上，进行了一些修改和扩充，重新行了一些修改和扩充，重新命名为同步数字体系命名为同步数字体系(Synchronous Digital(Synchronous Digital HierarchyHierarchy，SDH)SDH)，并制定，并制定了一系列的国际标准。了一系列的国际标准。SONET主要应用于北美地区通信网，而我国和其它地区主要采用主要应用于北美地区通信网，而我国和其它地区主要采用SDH来构建通信网。来构建通信网。SDH和和SONET的工作原理完全相同，但是传输体系略有差别。两者的工作原理完全相同，但是传输体系略有差别。两者的主要差别：的主要差别：速率等级数不同，速率等级数不同，SDH目前有目前有4种，种，SONET有有10种；种；帧结构格式一致，但指针安排和处理方法略有不同；帧结构格式一致，但指针安排和处理方法略有不同；净负荷类型安排略有不同；净负荷类型安排略有不同；少数字节的用法、规定和参数推则不尽相同；少数字节的用法、规定和参数推则不尽相同；时钟规范目前不能兼容；时钟规范目前不能兼容；SDH的传输媒介可以是光纤、微波和卫星，而的传输媒介可以是光纤、微波和卫星，而SONET的传输的传输媒介只能是光纤；媒介只能是光纤；5.1.2 SDH/SONET主要特点主要特点一、一、PDH技术的主要缺陷技术的主要缺陷1）无统一的电接口规范和光接口规范。）无统一的电接口规范和光接口规范。2）上下话路方式复杂。）上下话路方式复杂。3）无强大的网管支持。）无强大的网管支持。SDH/SONET的主要特点是同步复用、标准光接口和强大的网管功的主要特点是同步复用、标准光接口和强大的网管功能，具体体现在如下几个方面：能，具体体现在如下几个方面：1）SDH/SONET网是由一系列网元网是由一系列网元(NE)组成的，是一个可在光纤组成的，是一个可在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。2）具有全世界统一的网络节点接口）具有全世界统一的网络节点接口(NNI)。3）具有一套标准化的信息结构等级，称为同步传输模块）具有一套标准化的信息结构等级，称为同步传输模块STMN。二、二、SDH/SONET的主要特点的主要特点三、三、SDH/SONET与与PDH的主要区别的主要区别1）PDH时钟采用准同步方式，无统一时钟，各传输设备各自提取定时钟采用准同步方式，无统一时钟，各传输设备各自提取定时实现同步，采用异步复接方式。时实现同步，采用异步复接方式。2）SDH/SONET时钟采用同步方式，具有统一的中央时钟，实现所时钟采用同步方式，具有统一的中央时钟，实现所有传输设备的全部同步操作，采用同步复接方式。有传输设备的全部同步操作，采用同步复接方式。3）PDH上下话路需要背靠背方式，操作复杂。上下话路需要背靠背方式，操作复杂。4）SDH/SONET采用块状帧结构，上下话路操作简单。采用块状帧结构，上下话路操作简单。4）具有一种块状帧结构，在帧结构中安排了丰富的管理比特，大）具有一种块状帧结构，在帧结构中安排了丰富的管理比特，大大增加了网络的维护管理能力。大增加了网络的维护管理能力。5）具有一套特殊的复用结构，可以兼容）具有一套特殊的复用结构，可以兼容PDH的不同传输速率，而的不同传输速率，而且还可以容纳且还可以容纳B-ISDN信号，因而它具有广泛的适应性。信号，因而它具有广泛的适应性。6）具有自愈保护能力，在）具有自愈保护能力，在SDH设备还可组成带有自愈保护能力的设备还可组成带有自愈保护能力的环网形式，这样可有效地防止传输媒介被切断，通信业务全部终止的环网形式，这样可有效地防止传输媒介被切断，通信业务全部终止的情况。情况。表表5-1 SDH/SONET与与PDH的比较的比较5.1.3 SDH/SONET技术标准技术标准一、一、SONET部分技术标准部分技术标准1985年年ANSI颁布颁布SONET系列标准，例如：系列标准，例如：ANSI T1.101：数字网络的同步接口标准：数字网络的同步接口标准ANSI T1.102：数字层次结构：数字层次结构电接口电接口ANSI Tl.106：数字层次结构：数字层次结构光接口规范光接口规范(单模单模)1988年年ITU-T颁布颁布SDH系列标准，例如：系列标准，例如：G.700：G.700、G.800和和G.900系列建议的框架结构系列建议的框架结构G.701：数字传输和多路复用词汇以及脉码调制：数字传输和多路复用词汇以及脉码调制(PCM)术语术语G.702：数字层次结构比特率：数字层次结构比特率G.703：分层数字接口的物理电特性：分层数字接口的物理电特性G.704：用于第一级和第二级的同步帧结构：用于第一级和第二级的同步帧结构G.705：数字交换中，终止数字链路的特性要求：数字交换中，终止数字链路的特性要求二、二、SDH部分技术标准部分技术标准SONET分插复用设备分插复用设备(SONET ADM)通用标准：通用标准：TRTSY000496，Bellcore，第，第2期，期，1989.9综合数字环路载波系统的总体要求、目标和接口：综合数字环路载波系统的总体要求、目标和接口：TRTSY000303，Bellcore，第，第1期，期，1986.9（修订本和增刊）（修订本和增刊）数字同步网络规划：数字同步网络规划：TANPL000436，Bellcore，第，第1，1986.11同步光纤网同步光纤网(SONET)传输系统：公共通用标准：传输系统：公共通用标准：TRTSY000253，Bellcor，第，第1期，期，1989.9传输系统总体要求传输系统总体要求(TSGR)：公共要求：公共要求：TRTSY000499，Bellcore，第，第3期，期，1989.2光纤传输系统的总体可靠性保证要求：光纤传输系统的总体可靠性保证要求：TANWT000418，Bellcore，第，第3期期三、三、Bellcore部分技术参考部分技术参考5.1.4 SDH/SONET应用领域应用领域 SDH/SONET在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发展，在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发展，早期电信运营商大规模建设了基于早期电信运营商大规模建设了基于SDH/SONET的骨干光传输网的骨干光传输网络，提供各种网络应用所需的骨干传输通道，利用大容量的络，提供各种网络应用所需的骨干传输通道，利用大容量的SDH/SONET环路承载环路承载IP业务、业务、ATM业务或直接以租用电路的方业务或直接以租用电路的方式出租给企、事业单位。而电力、广电等系统所建设的大型的专式出租给企、事业单位。而电力、广电等系统所建设的大型的专用网络也采用了用网络也采用了SDH/SONET技术，架设系统内部的技术，架设系统内部的SDH/SONET光环路，以承载数据、远控、视频、语音等各种业光环路，以承载数据、远控、视频、语音等各种业务。务。在在SDH/SONET主干传输网络中，许多优点可得到充分利用，主干传输网络中，许多优点可得到充分利用，特别是在综合业务的情况下，通过使用单一光纤基础结构除了传特别是在综合业务的情况下，通过使用单一光纤基础结构除了传送语音、数据和传真业务，还传送视频和图像等要求很大带宽的送语音、数据和传真业务，还传送视频和图像等要求很大带宽的信息流，从而可节省相当多的成本。目前，信息流，从而可节省相当多的成本。目前，SDH/SONET正逐渐正逐渐延伸到大型端用户组织所在的用户区，并继续延伸到住宅用户区。延伸到大型端用户组织所在的用户区，并继续延伸到住宅用户区。5.2 SDH体系结构体系结构5.2.1 SDH/SONET术语术语n1）光载波）光载波(Optical Carrier，OC)：SONET光信号层的定义，当光信号层的定义，当从电信号转换成光信号时，比特流则称光载波。从电信号转换成光信号时，比特流则称光载波。n2）同步传递信号）同步传递信号(Synchronous Transport Signal，STS)：SONET电信号层的定义，是对应光信号电信号层的定义，是对应光信号(OC)的等价电信号。的等价电信号。n3）同步传递模块）同步传递模块(Synchronous Transport Module，STM)：SDH电信号层的定义，与电信号层的定义，与SONET中中STS定义相同。定义相同。开销开销：在通信网络中，为了保证信息的正常、准确和灵活地传送，：在通信网络中，为了保证信息的正常、准确和灵活地传送，在传输业务信息之外，需要传输一些用于网络运行、管理和维护使在传输业务信息之外，需要传输一些用于网络运行、管理和维护使用的附加字节称之为开销。用的附加字节称之为开销。指针指针：用来指示低速信号在高速信号中位置的一组数值，也应属于：用来指示低速信号在高速信号中位置的一组数值，也应属于一种开销，指针技术可以保证一种开销，指针技术可以保证SDH复用时各支路信号的同步。复用时各支路信号的同步。5.2.2 SONET/SDH信号体系结构信号体系结构 SONET基本传输率基本传输率STS-1是是51.840M，而，而SDH基本传输率基本传输率STM-1为为155.52M，与，与 STS-3 相当。目前常用相当。目前常用SONET/SDH信号传输速率信号传输速率等级参见表等级参见表5-2，其中，其中STM0主要用于微波传输。主要用于微波传输。5.2.3 SDH分层结构分层结构 SDH的物理层分成三个子层：电路层、通道层和传输媒介层，其结的物理层分成三个子层：电路层、通道层和传输媒介层，其结构如图构如图5-3所示。所示。图图5-3 SDH分层结构分层结构 电路层（电路层（Circuit Layers）：直接为用户提供通信服务，面向）：直接为用户提供通信服务，面向电路交换业务、分组交换业务、电路交换业务、分组交换业务、IP业务、租用线业务和宽带综合业务、租用线业务和宽带综合业务等，主要面向交换机、业务等，主要面向交换机、IP路由器等设备，可快速实现电路的路由器等设备，可快速实现电路的建立和释放。建立和释放。通道层（通道层（Channel Layer）：又分为低阶通道层（）：又分为低阶通道层（low-channel layer）和高阶通道层（）和高阶通道层（high-channel layer），分别），分别提供不同等级的信息结构。提供不同等级的信息结构。传输媒介层（传输媒介层（Transmission Media Layer）：又分为物理媒介）：又分为物理媒介层和段层，段层则由复用段层和再生段层组成。层和段层，段层则由复用段层和再生段层组成。这里应该注意的是这里应该注意的是SDH再生中继器只有两层，由再生段子层和再生中继器只有两层，由再生段子层和物理媒介子层组成，实现信号的再生中继功能。物理媒介子层组成，实现信号的再生中继功能。5.2.4 SDH网元类型与网络配置网元类型与网络配置(X)用户端接设备：用户端接设备：一般是终端适配器、交换机或终端复用器一般是终端适配器、交换机或终端复用器（TM），负责把用户有效负荷映射成标准），负责把用户有效负荷映射成标准SDH帧格式。帧格式。交叉连接设备：交叉连接设备：一般是同步数字交叉连接设备，例如：数一般是同步数字交叉连接设备，例如：数字交叉连接器（字交叉连接器（DXC），提供数字交叉连接、自动保护倒换等服），提供数字交叉连接、自动保护倒换等服功能。功能。分复接设备：分复接设备：一般是线路复用设备，例如：分插复用器一般是线路复用设备，例如：分插复用器（ADM），提供线路端接、分复接、同步等功能。），提供线路端接、分复接、同步等功能。再生中继设备：再生中继设备：一般是再生中继器（一般是再生中继器（REG），负责信号的接），负责信号的接收和再生转发，具有帧校验、加密和差错监控等功能。收和再生转发，具有帧校验、加密和差错监控等功能。一、一、SDH网元类型网元类型SDH网络传输功能层次结网络传输功能层次结构如图构如图5-4所示的四个层次，所示的四个层次，电路层网络定义了交换机等电路层网络定义了交换机等业务处理设备构成的提供传业务处理设备构成的提供传输电路的网络；通道层网络输电路的网络；通道层网络定义了由数字交叉设备构成定义了由数字交叉设备构成的，对电路以及传输媒质独的，对电路以及传输媒质独立的传输通道网络；段层网立的传输通道网络；段层网络定义了由包括线路复用器络定义了由包括线路复用器和再生中继器等传输端局设和再生中继器等传输端局设备构成的，独立于传输媒质备构成的，独立于传输媒质的复用通道网络；传输媒质的复用通道网络；传输媒质层网络定义了由包括光纤和层网络定义了由包括光纤和无线媒质的传输媒质网络。无线媒质的传输媒质网络。图图5-4 SDH网络传输功能层次结构网络传输功能层次结构二、二、SDH网络传输功能层次结构网络传输功能层次结构三、三、SDH网络配置网络配置图图5-5 SDH设备配置设备配置 SDH设备配置如图设备配置如图5-5所示。电路指用户端接设备之间端到端的链路，所示。电路指用户端接设备之间端到端的链路，为用户端业务提供透明的传输路径，主要完成业务适配操作。通道指交为用户端业务提供透明的传输路径，主要完成业务适配操作。通道指交叉设备之间的传输链路，为电路层网络提供透明的传输通道，主要完成叉设备之间的传输链路，为电路层网络提供透明的传输通道，主要完成电路交叉以及通道开销电路交叉以及通道开销POH的终结与产生。复用段指分复接设备之间的的终结与产生。复用段指分复接设备之间的传输链路，主要完成复用段开销传输链路，主要完成复用段开销MSOH的终结与产生以及对净荷的复接的终结与产生以及对净荷的复接与分接。再生段指再生中继设备之间或中继设备与分复接设备之间的再与分接。再生段指再生中继设备之间或中继设备与分复接设备之间的再生中继链路，主要完成再生段功能，实现段开销生中继链路，主要完成再生段功能，实现段开销RSOH的终结与产生以的终结与产生以及帧定位和扰码等。及帧定位和扰码等。5.2.5 SDH帧结构帧结构一、一、SDH帧的结构特点帧的结构特点图图5-6 矩形块状帧结构矩形块状帧结构 SDH的重要特点之一是希望各支路的重要特点之一是希望各支路信号在一帧内的分布是均匀的，而且信号在一帧内的分布是均匀的，而且要便于装入或取出，并要求能对支路要便于装入或取出，并要求能对支路信号进行同步数字复用、交叉连接和信号进行同步数字复用、交叉连接和交换等。为了适应所有这些功能，交换等。为了适应所有这些功能，ITUT采纳了一种以字节结构为基础采纳了一种以字节结构为基础的矩形块状帧结构，如图的矩形块状帧结构，如图5-6所示。所示。由图可见，由图可见，STM-N信号是信号是9行行270N列的块状帧结构，共有列的块状帧结构，共有9行，行，270N列，每个字节列，每个字节8比特，帧周期为比特，帧周期为125us。其中，。其中，N取值与取值与STM-N的的N相相一致，范围为一致，范围为1，4，16，64，表，表示此信号由示此信号由N个个STM-1信号通过字节间信号通过字节间插复用而成。当插复用而成。当N个个STM-1信号通过字信号通过字节间插复用成节间插复用成STM-N信号时，仅仅是信号时，仅仅是将将STM-1信号的列按字节间插复用，行信号的列按字节间插复用，行数恒定为数恒定为9行。行。字节的传输顺序是：从第一行开始字节的传输顺序是：从第一行开始由左向右，由上至下传输，在由左向右，由上至下传输，在125us时间内传完一帧的全部字节数为时间内传完一帧的全部字节数为9270N。二、帧的功能区域二、帧的功能区域整个整个SDH帧结构大体上可分为三个区域：帧结构大体上可分为三个区域：1）段开销区域）段开销区域 段开销段开销(SOH，Section OverHead)主要提供主要提供SDH网络运行、管理和网络运行、管理和维护（维护（OAM）的一些附加的字节，用以提供帧定位、误码监测、自动保）的一些附加的字节，用以提供帧定位、误码监测、自动保护倒换以及管理维护的公务信道，例如：护倒换以及管理维护的公务信道，例如：SOH的的DCC信道为网管提供信道为网管提供了专门的通路。了专门的通路。段开销包括再生段开销段开销包括再生段开销(RSOH，Regeneration Section OverHead)和复接段开销和复接段开销(MSOH，Multiplexing Section OverHead)，分别用于对，分别用于对相应的段层管理。如图相应的段层管理。如图5-4可见，可见，SOH在在STM-N帧结构中的位置是第帧结构中的位置是第1列至第列至第9N列中的第列中的第1行至第行至第3行（再生段开销行（再生段开销RSOH）和第）和第5行至第行至第9行（复接段开销行（复接段开销MSOH）。）。例如：例如：STM-1帧中段开销的字节数和比特数为：帧中段开销的字节数和比特数为：字节数：字节数：9(3+5)72(字节字节)比特数：比特数：9(3+5)8 576（比特）（比特）SDH每秒钟将传输每秒钟将传输8000帧，则帧，则SIM-1每秒钟用于段开销的比特数每秒钟用于段开销的比特数为：为：576 8000=4.608(Mbit)信息净负荷（信息净负荷（Payload）或称同步有效负载包络（）或称同步有效负载包络（SPE，Synchronous Payload Envelope）包括用户有效负荷和通道开销）包括用户有效负荷和通道开销(POH，Path OverHead)两个部分，存放着各种信息块。其中，用户有两个部分，存放着各种信息块。其中，用户有效负荷就是需要传输的用户信息，而通道开销效负荷就是需要传输的用户信息，而通道开销POH是用于通道层性能是用于通道层性能监视、管理和控制的附加字节，监视、管理和控制的附加字节，POH与用户有效负荷一起以同步有效与用户有效负荷一起以同步有效负载包络的形式在负载包络的形式在SDH网络中传送。信息净负荷区域的位置是第网络中传送。信息净负荷区域的位置是第1行行至第至第9行的行的10N列到列到270N列。列。例如：例如：STM-1信息净负荷区域的字节数和比特数为：信息净负荷区域的字节数和比特数为：字节数：字节数：26192349(字节字节)比特数：比特数：2619818792(比特比特)2）信息净负荷区域）信息净负荷区域 STM-N传输速率传输速率=每帧比特数（每帧比特数（9270N8 bit）每帧长度）每帧长度（125us）例如：例如：STM-1帧结构为帧结构为9行行270列列 字节数为字节数为9270=2430（Byte）一帧的比特数为一帧的比特数为24308=19440（Bit）STM-1传输速率传输速率 92708Bit125us=155.520(Mbits)3）管理单元指针区域）管理单元指针区域 管理单元指针管理单元指针(AU PTR)是用来指示信息净负荷的第一个字节在是用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内准确位置的指示符，以便接收端能根据这个位置指示符的帧内准确位置的指示符，以便接收端能根据这个位置指示符的值（指针值）正确分离信息净负荷，指针有高、低阶之分，高阶指针值（指针值）正确分离信息净负荷，指针有高、低阶之分，高阶指针是是AU-PTR，低阶指针是，低阶指针是TU-PTR（支路单元指针）。同时，管理单元（支路单元指针）。同时，管理单元指针可以使用户有效负载在净负荷区内指针可以使用户有效负载在净负荷区内“浮动浮动”，解决了网络中计时，解决了网络中计时偏差的问题，消除了常规准同步系统中滑动缓存器引起的时延和性能偏差的问题，消除了常规准同步系统中滑动缓存器引起的时延和性能损伤。管理单元指针损伤。管理单元指针(AU PTR)的位置是第的位置是第4行中的第行中的第1至至9N列。列。例如：例如：STM-1管理单元指针的字节数和比特数为：管理单元指针的字节数和比特数为：字节数：字节数：19=9(字节字节)比特数：比特数：98=72(比特比特)三、三、STM-N速率速率5.3 SDH复用复用5.3.1 概念与术语概念与术语一、一、SDH基本复用单元基本复用单元 SDH基本复用单元包括若干容器（基本复用单元包括若干容器（C-n）、虚容器（）、虚容器（VC-n）、支）、支路单元（路单元（TU-n）、支路单元组（）、支路单元组（TUG-n）、管理单元（）、管理单元（AU-n）和）和管理单元组（管理单元组（AUG-n）。其中，）。其中，n为单元等级序号。为单元等级序号。1）容器）容器C 容器（容器（Containers，C）是用于装载各种速率信号的信息结构，主）是用于装载各种速率信号的信息结构，主要完成速率调整等适配功能，需要传送的电路层信号要完成速率调整等适配功能，需要传送的电路层信号(如：如：PDH信号信号和和B-ISDN信号等信号等)经过码速调整同步后装载入容器中。经过码速调整同步后装载入容器中。G.709建议建议中定义了中定义了5种标准容器：种标准容器：C-11、C-12、C-2、C-3和和C-4，其中，其中C-3和和C-4为高阶容器，其它为低阶容器。各容器的标准输入速率参见表为高阶容器，其它为低阶容器。各容器的标准输入速率参见表5-3。2）虚容器）虚容器VC 虚容器（虚容器（Virtual Containers，VC）支持）支持SDH通道层连接的一种信通道层连接的一种信息结构，亦分为低阶虚容器（如：息结构，亦分为低阶虚容器（如：VC-11、VC-12、VC-2）和高阶虚容）和高阶虚容器（器（VC-3、VC-4），分别由容器（），分别由容器（C）和支路单元组（）和支路单元组（TUG）加上通道）加上通道开销（开销（POH）构成，见图）构成，见图5-7所示。所示。图图5-7 映射、指针处理和复用关系映射、指针处理和复用关系3）支路单元）支路单元TU-PTR 支路单元（支路单元（Tributary Unit，TU）是一种为低阶通道层和高阶通）是一种为低阶通道层和高阶通道层提供适配功能的信息结构，有四种支路单元道层提供适配功能的信息结构，有四种支路单元TU-n（n=11、12、2、3），并由低阶），并由低阶VC加加TU指针（指针（TU-n PTR）组成，如图）组成，如图5-7所示。所示。在在SDH中把中把VC-n净荷容纳入支路单元，称之为定位。净荷容纳入支路单元，称之为定位。TU-n指针位于指针位于高阶高阶VC的固定位置，用于指明低阶的固定位置，用于指明低阶VC净荷起始位置相对于高阶净荷起始位置相对于高阶VC帧起始位置的偏移量，具有校准高阶帧起始位置的偏移量，具有校准高阶VC与低阶与低阶VC间时钟频率的相位间时钟频率的相位偏差的调整功能。偏差的调整功能。4）管理单元）管理单元AU-PTR 管理单元（管理单元（Administrative Unit，AU）是一种提供高阶通道层）是一种提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构，有两种管理单元和复用段层之间适配的信息结构，有两种管理单元AU-3、AU-4，并且并且AU-n（n=3、4）由一个相应的高阶）由一个相应的高阶VC-n加上相应的加上相应的AU指针指针（AU-n PTR）构成，如图）构成，如图5-7所示。在所示。在SDH中把高阶中把高阶VC装入管理单装入管理单元，亦称之为定位。元，亦称之为定位。AU-n指针位于指针位于AUG的固定位置，用于指明的固定位置，用于指明VC-n净荷起始位置相对于复用段帧起始位置的偏移，具有校准高阶净荷起始位置相对于复用段帧起始位置的偏移，具有校准高阶VC与与STM-N间时钟频率的相位偏差的调整功能。间时钟频率的相位偏差的调整功能。5）支路单元组）支路单元组TUG 支路单元组（支路单元组（Tributary Unit Group，TUG）是在高阶）是在高阶VC净荷中固净荷中固定占据规定位置的一个或多个支路单元（定占据规定位置的一个或多个支路单元（TU）经字节交叉复用并加入）经字节交叉复用并加入一些附加字节组成，如图一些附加字节组成，如图5-7所示，其中加入额外的字节是为了保证完所示，其中加入额外的字节是为了保证完整的帧结构，把不同规模的整的帧结构，把不同规模的TU组合成一个组合成一个TUG可以增加传输网络的灵可以增加传输网络的灵活性。活性。TUG定义了定义了TUG-2和和TUG-3两种，其中两种，其中TUG-2由四个由四个TU-11或三或三个个TU-12复用或一个复用或一个TU-3而成。而成。6）管理单元组）管理单元组AUG 管理单元组（管理单元组（Administrative Unit Group，AUG）是在）是在STM-N净净荷中固定占据规定位置的一个或多个管理单元（荷中固定占据规定位置的一个或多个管理单元（Administrative Unit，AU）的集合，如图）的集合，如图5-7所示。一个所示。一个AUG可由一个可由一个AU-4或三个或三个AU-3按按字节交错间插方式组合而成。字节交错间插方式组合而成。AUG成为成为STM-1帧结构的组成部分，帧结构的组成部分，AUG本身又可以复接成高阶同步传递模块。本身又可以复接成高阶同步传递模块。7）同步传送模块）同步传送模块STM 从支路单元、管理单元到支路单元组、管理单元组是一个同步复用的从支路单元、管理单元到支路单元组、管理单元组是一个同步复用的过程，形成一个同步传送模块（过程，形成一个同步传送模块（STM），即），即同步传送模块（同步传送模块（STM-N）：）：STM-N=N STM-1=N（AUG+SOH）.将低速支路信号复用成将低速支路信号复用成STM-N信号需要经过映射、定位和复用信号需要经过映射、定位和复用三个步骤。三个步骤。1）映射）映射 映射指在映射指在SDH网络边界把支路信号适配装入网络边界把支路信号适配装入VC的过程。映的过程。映射的目的是使信号能与相应的射的目的是使信号能与相应的VC包封同步，以使包封同步，以使VC成为能独成为能独立进行传送、复用和交叉连接的实体。映射的过程是将各种立进行传送、复用和交叉连接的实体。映射的过程是将各种速率（速率（140Mb/s、34Mb/s、2Mb/s）信号先经过码速调整，分）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映射方法与浮动VC和锁定和锁定TU两种模式。两种模式。二、映射、定位和复用二、映射、定位和复用3）复用）复用 复用（狭义复用）指把支路单元复用（狭义复用）指把支路单元TU-12(或支路单元组或支路单元组TUG2)、TU-3(或支路单元组或支路单元组TUG2)编入高阶虚容器编入高阶虚容器VC-4或把管理单元或把管理单元AU-4(或管理单元组或管理单元组AUG)编入编入STM-N，并加入段开销的过程。由于经，并加入段开销的过程。由于经过指针处理后，各虚容器间已经互相同步，复用为同步复用。复过指针处理后，各虚容器间已经互相同步，复用为同步复用。复用采用字节间插复用方式，即复用时按顺序从各支路中读取一个用采用字节间插复用方式，即复用时按顺序从各支路中读取一个字节，把各支路信号字节进行交错间插，组成一个新的包含各支字节，把各支路信号字节进行交错间插，组成一个新的包含各支路信号的数据流。路信号的数据流。2）定位）定位 定位或称指针处理是指通过指针把定位或称指针处理是指通过指针把VC指配到指配到TU或或AU中的过程。中的过程。定位过程通过指针调整，使指针值始终指向低阶定位过程通过指针调整，使指针值始终指向低阶VC帧的起点在帧的起点在TU净负荷中或高阶净负荷中或高阶VC帧的起点在帧的起点在AU净负荷中的具体位置，使接收端净负荷中的具体位置，使接收端能正确地分离相应的能正确地分离相应的VC，定位过程示意图如图，定位过程示意图如图5-7所示。在所示。在AU和和TU中分别有中分别有AU PTR和和TU PTR，这两种指针的设置是，这两种指针的设置是SDH的一大的一大特点，是同步数字系列和异步数字系列的重大区别之一。特点，是同步数字系列和异步数字系列的重大区别之一。在在SDH的复接过程中，容器（的复接过程中，容器（C）、虚容器（）、虚容器（VC）、支路单元）、支路单元TU、支路单元组支路单元组TUG和管理单元和管理单元AU、管理单元组、管理单元组AUG之间的关系，及其之间的关系，及其映射、指针处理和复用操作的过程如图映射、指针处理和复用操作的过程如图5-7实例所示。它们在实例所示。它们在SDH的的分层结构中的位置与操作如图分层结构中的位置与操作如图5-8所示。所示。图图5-8 SDH复用基本单元在分层结构中的位置与操作复用基本单元在分层结构中的位置与操作三、各术语及其相互关系三、各术语及其相互关系5.3.2 SDH复用结构与方法复用结构与方法一、一、SDH复用方式复用方式 SDH的复用包括两种情况：的复用包括两种情况：一种是低阶的一种是低阶的SDH信号复用成信号复用成高阶高阶SDH信号。这种复用主要信号。这种复用主要通过字节间插复用方式来完成，通过字节间插复用方式来完成，复用的个数是四合一，即复用的个数是四合一，即4STM-1STM-4，4STM-4STM-16。另一种是低速支路信号（例如：另一种是低速支路信号（例如：2Mb/s、34Mb/s、140Mb/s）复用成）复用成SDH信号信号STM-N。这种复用就是将。这种复用就是将PDH信号复用进信号复用进STM-N信号中去，传统信号中去，传统的方法有比特塞入法（又叫做码速调整法）和固定位置映射法两种，其中比的方法有比特塞入法（又叫做码速调整法）和固定位置映射法两种，其中比特塞入法无法直接从高速信号中上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下低速支路信号，固定位置映射法引入的信号时延过大。的信号时延过大。因此，因此，SDH采用字节间插复用的时分复用方式，将各种速率的信号以及采用字节间插复用的时分复用方式，将各种速率的信号以及ATM或或IP等分组业务通过映射、定位和复用操作，形成等分组业务通过映射、定位和复用操作，形成STMN帧送入信帧送入信道中传输，如图道中传输，如图5-10所示。所示。图图5-10 SDH复用示意图复用示意图二、二、SDH复用结构复用结构 ITU-T G.709规定了一整套完整的规定了一整套完整的SDH复用结构，可将复用结构，可将PDH的的3个个系列的数字信号以多种方法复用成系列的数字信号以多种方法复用成STM-N信号。信号。ITU-T规定的规定的SDH复复用结构如图用结构如图5-11。图图5-11 ITU-T规定的规定的SDH复用结构复用结构 尽管一种支路信号复用成尽管一种支路信号复用成SDH的的STM-N的路线有多种，但是对于一的路线有多种，但是对于一个国家或地区则必须唯一化。我国的光同步传输网技术体制规定了以个国家或地区则必须唯一化。我国的光同步传输网技术体制规定了以2Mb/s信号为基础的信号为基础的PDH系列作为系列作为SDH的有效负荷，并选用的有效负荷，并选用AU-4的复的复用路线，其结构见图用路线，其结构见图5-12所示。所示。图图5-12 我国我国SDH复用结构复用结构三、三、STM-1复用过程实例分析复用过程实例分析 首先首先,将将140Mb/s的的PDH信号经过码速调整（比信号经过码速调整（比特塞入法）适配进特塞入法）适配进C4，C4是用来装载是用来装载140Mb/s的的PDH信号的标准信息结构，主要作用就是进行速信号的标准信息结构，主要作用就是进行速率调整，率调整，C4的帧结构如图的帧结构如图5-13所示。所示。140Mb/s的的信号装入信号装入C4也就相当于将其打了个包封，使也就相当于将其打了个包封，使140Mb/s信号的速率调整为标准的信号的速率调整为标准的C4速率。速率。C4的的帧结构是以字节为单位的块状帧，帧频是帧结构是以字节为单位的块状帧，帧频是8000帧帧/秒，也就是说经过速率适配，秒，也就是说经过速率适配，140Mb/s的信号在适的信号在适配成配成C4信号时已经与信号时已经与SDH传输网同步了。传输网同步了。C4信号信号的帧有的帧有260列列9行，那么行，那么E4信号适配后的信号速信号适配后的信号速率（也就是率（也就是C4信号的速率）为：信号的速率）为：9行行260列列8bit8000帧帧/秒秒=149.760Mb/s。以以139.264Mb/s（简称（简称140Mb/s）的）的PDH四次群四次群E4支路信号复用映射成支路信号复用映射成STM-1的过程为例来说明复用步骤。的过程为例来说明复用步骤。图图5-13 C4帧结构图帧结构图第二步：映射第二步：映射 为了能够对为了能够对140Mb/s的通道信号进行监控，在的通道信号进行监控，在C4的块状帧前的块状帧前加入加入9个通道开销（个通道开销（POH）字节（高阶通道开销）字节（高阶通道开销VC4-POH）形成）形成9行行261列列VC4信息结构，如图信息结构，如图5-14所示。所示。VC4其实就是其实就是STM-1帧的信息净负荷。帧的信息净负荷。VC4是与是与140Mb/s PDH信号相对应的标准虚信号相对应的标准虚容器，此过程相当于对容器，此过程相当于对C4信号再打一个包封，将对通道进行监信号再打一个包封，将对通道进行监控管理的开销（控管理的开销（POH）打入包封中去，以实现对通道信号的实时）打入包封中去，以实现对通道信号的实时监控。监控。VC4信号的帧有信号的帧有261列列9行，那么行，那么VC4信号的速率为：信号的速率为：9行行261列列8bit8000帧帧/秒秒=150.336Mb/s。图图5-14 VC4结构图结构图第三步：定位第三步：定位 SDH在在VC4前附加一个前附加一个9字节的管理单元指针（字节的管理单元指针（AU-PTR）将）将VC4装载入指定的信息净负荷区内，由此装载入指定的信息净负荷区内，由此VC4变成了管理单元变成了管理单元AU-4信息信息结构，如图结构，如图5-15所示。所示。AU-4这种信息结构已具有这种信息结构已具有9行行270列的列的STM-1结构雏形，只不过缺少结构雏形，只不过缺少SOH部分而已。一个或多个在部分而已。一个或多个在STM帧帧中占用固定位置的中占用固定位置的AU组成组成AUG管理单元组。管理单元组。AU-4信号的帧有信号的帧有261列列9行行+9字节的行，那么字节的行，那么AU-4信号的速率为：（信号的速率为：（9行行261列列+9字字节行）节行）8bit8000帧帧/秒秒=150.912Mb/s。图图5-15 AU-4结构图结构图 将将AUG加上相应的加上相应的SOH复用成复用成STM信号，信号，N个个AUG信号通过字节间插信号通过字节间插复用成复用成STM-N信号。当信号。当N=1时，由一个时，由一个AUG加上加上4.608Mb/s段开销段开销(SOH)，则则STM-1信号的速率为：信号的速率为：150.912+4.608=155.520Mb/s。140Mb/s复用成复用成STM-N的全过程如的全过程如图图5-16所示。所示。图图5-16 E4信号复用映射过程示意图信号复用映射过程示意图第四步：复用第四步：复用