sdh复用的工作原理

PoisonApple 发表于 2018-03-05 14:07:53 收藏 已收藏
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sdh复用的工作原理

PoisonApple 发表于 2018-03-05 14:07:53

复用段是指在两个设备的再生段终端(RST)之间的维护区段(包括两个RST和它们之间的光缆)。同步数字系列(SDH)标准中两个复用段路径终端功能之间(包括这两个功能)的路径。

复用段功能主要涉及利用子层来完成复用段层保护,因而实现比较复杂。网络保护功能是SDH网元十分显著和重要的功能,也是需要十分细致设计的功能。复用段保护功能从原子模型的角度来看即是将路径终端功能分裂成子层功能。以下按设备的原子功能规范方式,详细描述目前在干线中较多使用的具有四纤双向复用段倒换功能的网元设备。其基本功能主要仍是体现在终端功能和适配功能上,保护功能主要体现在连接功能上。

SDH用的是时间复用,比如说一个用1秒表示“0或1”的电平,变成用1秒可以表示N个“0或1“的电平的信号;SDH一般是1分为4,所以有STM-1,STM-4, STM-16, STM-64, STM128;另一个概念就是把2M或1.5M,34M,45M等低速信号复用成最基本的STM-1信号(即63个2M,或4路34M,或3路45M)

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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。

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我国的SDH基本复用映射结构

一、140Mbit/s复用进STM-N信号

C4信号的帧有260 列×9 行(PDH 信号在复用进STM-N 中时,其块状帧一直保持是9 行),那么E4 信号适配速率后的信号速率(也就是C4 信号的速率)为:8000 帧/秒×9 行×260 列×8bit=149.760Mbit/s。

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C4的帧结构图

可将C4 的基帧(9 行×260 列)划分为9 个子帧,每个子帧占一行。每个子帧又可以13 个字节为一个单位,分成20 个单位(20 个13 字节块)。每个子帧的20 个13 字节块的第1 个字节依次为:W、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Z,共20 个字节,每个13 字节块的第2 到第13 字节放的是140Mbit/s 的信息比特。见图:

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C-4 的子帧结构

E4 信号的速率适配就是通过9 个子帧的共180 个13 字节块的首字节来实现。C4 子帧=241W+13Y+5X+1Z=260 个字节=(1934I+S)+5C+130R+10O=2080bit。

信息比特I:1934;固定塞入比特R:130;开销比特O:10;调整控制比特C:5;调整机会比特S:1。

为了能够对140Mbit/s 的通道信号进行监控,在复用过程中要在C4 的块状帧前加上一列通道开销字节(高阶通道开销VC4-POH),此时信号成为VC4 信息结构,见图所示。

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VC4结构图

VC4 其实就是STM-1 帧的信息净负荷。将PDH 信号经打包成C,再加上相应的通道开销而成VC 这种信息结构,这个过程就叫映射。

货物都打成了标准的包封,现在就可以往STM-N 这辆车上装载了。装载的位置是其信息净负荷区。在装载货物(VC)的时候会出现这样一个问题,当货物装载的速度和货车等待装载的时间(STM-N 的帧周期125μs)不一致时,就会使货物在车箱内的位置“浮动”,那么在收端怎样才能正确分离货物包呢?SDH 采用在VC4 前附加一个管理单元指针(AU-PTR)来解决这个问题。此时信号由VC4 变成了管理单元AU-4 这种信息结构,见图所示。

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AU-4结构图

尽管货物包可能在车箱内(信息净负荷区)“浮动”,但是AU-PTR 本身在STM帧内的位置是固定的,为什么?AU-PTR 不在净负荷区,而是和段开销在一起。这就保证了收端能正确的在相应位置找到AU-PTR,进而通过AU 指针定位VC4 的位置,进而从STM-N 信号中分离 出VC4。

一个或多个在STM 帧由占用固定位置的AU 组成AUG--管理单元组。

只剩下最后一步了,将AU-4 加上相应的SOH 合成STM-1 信号,N 个STM-1 信号通过字节间插复用成STM-N 信号。

二、34Mbit/s复用进STM-N信号

同样34Mbit/s 的信号先经过码速调整将其适配到相应的标准容器-C3 中,然后加上相应的通道开销C3打包成VC3,此时的帧结构是9 行×85 列。为了便于收端定位VC3,以便能将它从高速信号中直接拆离出来,在VC3 的帧上加了3 个字节的指针--TU-PTR(支路单元指针),此时的信息结构是支路单元TU-3(与34Mbit/s 的信号相应的信息结构)。

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装入TU-PTR后的TU3结构图

TU3 的帧结构有点残缺,先将其缺口部分补上,成图所示的帧结构。

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填补缺口后的TU3帧结构图

图中R 为塞入的伪随机信息,这时的信息结构为TUG3——支路单元组。

三个TUG3 通过字节间插复用方式,复合成C4 信号结构,复合过程见图所示。

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C4帧结构图

这时剩下的工作就是将C4→STM-N 中去了:C4→VC4→AU-4→AUG→STM-N。

三、2Mbit/s复用进STM-N信号

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。

C12 基帧结构是9×4-2 个字节的带缺口的块状帧,4 个基帧组成一个复帧,C12 复帧结构和字节安排如图所示。

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C-12 复帧结构和字节安排

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。一个C12 复帧装载的是4 帧PCM30/32 的信号,因此,一组LP-POH 监控的是4 帧PCM30/32 信号的传输状态。

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。

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。

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。如图所示。

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TUG3的信息结构

从2Mbit/s 复用进STM-N 信号的复用步骤可以看出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,也就是说2Mbit/s 的复用结构是3-7-3 结构。由于复用的方式是字节间插方式,所在在一个VC4 中的63个VC12 的排列方式不是顺序来排列的。头一个TU12 的序号和紧跟其后的TU12 的序号相差21。

有个计算同-个VC4 中不同位置TU12 的序号的公式:

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。注:此处指的编号是指VC4帧中的位置编号,TUG3 编号范围:1~3;TUG2 编号范围:1~7;TU12 编号范围:1~3。TU12 序号是指本TU12 是

VC4 帧63 个TU12 的按复用先后顺序的第几个TU12。见图。

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VC4中TUG3、TUG2、TU12的排放结构

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