1、第3章 同步复用与映射方法,学习并掌握SDH基本复用结构；理解各种基本复用单元的组成与作用；理解各种信号的映射过程；了解通道开销的组成和主要字节的功能；掌握指针的作用，掌握指针调整原理、AU-4指针调整规则；掌握同步复用过程。本章的重点和难点是映射方法和指针调整技术。,3.1 复用结构 3.2 复用单元 3.3 映射 3.4 定位 3.5 同步复用,第3章内容,2,通达学院 2015,SDH允许接入各种不同速率的PDH信号、ATM信号以及其它新业务信号。 由于各种支路信号间存在一定的差异，不能简单的直接复用，需要有一个适配的过程。 各种速率的业务信号复用进STM-N帧的过程都要经过三个步骤：
2、映射（mapping） 定位（aligning） 复用（multiplexing） 所谓“复用（映射）结构”就是指实现上述三个步骤的途径。,3.1 复用结构,3,通达学院 2015,（教材pp.3739）,早期的SDH复用结构,4,通达学院 2015,C-4,139264kbit/s,VC-3,TU-3,TUG-2,VC-4,AUG,STM-N,C-3,C-2,VC-2,TU-2,VC-3,C-12,VC-12,TU-12,C-11,VC-11,TU-11,6312kbit/s,1544kbit/s,44736kbit/s 34368kbit/s,2048kbit/s,指针处理,复用,定位,映
3、射,N,1,3,3,1,7,7,1,4,3,AU-3,AU-4,TUG-3,教材p.37 图3.1,我国采用的SDH基本复用映射结构,5,通达学院 2015,注 1. 44 736kbit/s接口主要用于传送IP业务及图像业务。 2. VC-2-mc主要用于传输图像等业务，具体技术实施方法待定。,C-4,139264kbit/s （E-4）,VC-3,TU-3,TUG-2,VC-4,AUG,STM-N,C-3,VC-2,TU-2,C-12,VC-12,TU-12,44736kbit/s(E-32) 34368kbit/s(E-31),2048kbit/s (E-12),指针处理,复用,定位,映
4、射,N,1,3,1,7,1,3,AU-4,TUG-3,（注2）,（注1）,教材p.38 图3.2,G.707（2000）提出的复用映射结构,6,通达学院 2015,C-4,VC-3,TU-3,TUG-2,VC-4,AUG-1,STM-1,C-3,C-2,VC-2,TU-2,VC-3,C-12,VC-12,TU-12,C-11,VC-11,TU-11,1,3,1,7,7,1,4,3,AU-3,AU-4,TUG-3,AUG-4,AUG-16,AUG-64,AUG-256,STM-0,STM-256,STM-64,STM-16,STM-4,1,1,1,1,1,AU-4-4c,AU-4-16c,AU-
5、4-64c,AU-4-256c,VC-4-4c,VC-4-16c,VC-4-64c,VC-4-256c,C-4-4c,C-4-16c,C-4-64c,C-4-256c,1,1,1,1,1,3,4,4,4,4,教材p.38 图3.3,SDH的基本复用单元包括： 容器（C-n） 虚容器（VC-n） 支路单元（TU-n） 支路单元组（TUG-n） 管理单元（AU-n） 管理单元组（AUG-n）,3.2 复用单元,7,通达学院 2015,（教材pp.3942）,容器（Container）是一种用来装载各种速率的业务信号的信息结构。 G.707针对PDH的速率系列规范了5种标准容器： C-11： 1 5
6、44 kbit/s C-12： 2 048 kbit/s C-2： 6 312 kbit/s C-3： 44 736 kbit/s（34 368 kbit/s） C-4： 139 264 kbit/s 我国规定的SDH容器： C-12、C-3、C-4,3.2.1 容器,8,通达学院 2015,PDH系列作为SDH的有效负荷，常用E-n表示： n11、12；（对应1.544Mbit/s和2.048Mbit/s） n21、22；（对应6.312Mbit/s和8.448Mbit/s ） n31、32； （对应34.368Mbit/s和44.736Mbit/s ） n4 （对应139.264Mbit/
7、s） n的第1位数字对应G.702定义的PDH等级 n的第2位数字表示同等级速率的大小 1.5Mbit/s体系没有第4等级举例： E-12：速率为2.048Mbi/s 的PDH欧洲体系一次群信号。 E-31：速率为34.368Mbi/s 的PDH欧洲体系三次群信号。,PDH有效负荷表示,9,通达学院 2015,虚容器（Virtual Container）是用来支持SDH通道层连接的信息结构。 虚容器是由组织在重复周期为125s或500s的块状帧结构中的信息净荷（即容器C的输出）和通道开销（POH）组成。即虚容器（VC）是SDH中可以用来传输、交换、处理的最小信息单元。一般将传送VC的实体称为通
8、道。 除了在VC的组合点和分解点（即PDH/SDH网的边界处）外，VC在SDH网中传输时总是保持完整不变，因而可以作为一个独立的实体十分方便灵活地在通道中的任一点插入或取出，进行同步复用和交叉连接处理。,3.2.2 虚容器,10,通达学院 2015,VC-nC-nVC-n POH,PDH信号、容器和虚容器的关系,11,通达学院 2015,业务信号 或 PDH信号,虚容器,容器,一般复用结构,12,通达学院 2015,C-4,139264kbit/s,VC-3,TU-3,TUG-2,VC-4,AUG,STM-N,C-3,C-2,VC-2,TU-2,VC-3,C-12,VC-12,TU-12,C-
9、11,VC-11,TU-11,6312kbit/s,1544kbit/s,44736kbit/s 34368kbit/s,2048kbit/s,指针处理,复用,定位,映射,N,1,3,3,1,7,7,1,4,3,AU-3,AU-4,TUG-3,低阶VC,高阶VC,一般复用结构,13,通达学院 2015,C-4,139264kbit/s,VC-3,TU-3,TUG-2,VC-4,AUG,STM-N,C-3,C-2,VC-2,TU-2,VC-3,C-12,VC-12,TU-12,C-11,VC-11,TU-11,6312kbit/s,1544kbit/s,44736kbit/s 34368kbit
10、/s,2048kbit/s,指针处理,复用,定位,映射,N,1,3,3,1,7,7,1,4,3,AU-3,AU-4,TUG-3,进入支路单元,进入管理单元,支路单元（Tributary Unit）是提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的信息结构。 STM-N中有4种支路单元：TU-n（n11，12，2，3） TU-n由1个相应的低阶虚容器（VC-n）和1个相应的支路单元指针（TU-n PTR）组成：,3.2.3 支路单元和支路单元组,14,通达学院 2015,TU-nVC-nTU-n PTR,TU-n PTR指示VC-n净负荷起点相对于高阶VC帧起点的偏移。,支路单元组（TUG，Tributar
11、y Unit Group）在高阶VC净负荷中固定地占有规定位置的一个或多个TU的集合称为支路单元组（TUG）。 TUG是TU复用进高阶VC的过渡。 两种支路单元组：TUG-2 和 TUG-3 。,支路单元组,15,通达学院 2015,支路单元和支路单元组,16,通达学院 2015,C-4,139264kbit/s,VC-3,TU-3,TUG-2,VC-4,AUG,STM-N,C-3,C-2,VC-2,TU-2,VC-3,C-12,VC-12,TU-12,C-11,VC-11,TU-11,6312kbit/s,1544kbit/s,44736kbit/s 34368kbit/s,2048kbit
12、/s,指针处理,复用,定位,映射,N,1,3,3,1,7,7,1,4,3,AU-3,AU-4,TUG-3,支路单元,支路单元组,管理单元（Administrative Unit）是提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构。 STM-N中有2种管理单元：AU-3和AU-4。 AU-n由1个相应的高阶虚容器（VC-n）和1个相应的管理单元指针（AU-n PTR）组成：,3.2.4 管理单元和管理单元组,17,通达学院 2015,AU-nVC-nAU-n PTR,AU-n PTR指示VC-n净负荷起点相对于复用段帧起点的偏移。,管理单元组（AUG， Administrative Unit Grou
13、p）在STM-N帧中固定地占有规定位置的一个或多个AU的集合称为管理单元组（AUG）。 AUG是AU复用进STM-N帧的过渡。 AUG也分级：AUG-N（其中N4i，i=04）， 1个AUG-1可以是1个AU-4组成，也可以是3个AU-3按字节交错间插复用而成。,管理单元组,18,通达学院 2015,管理单元和管理单元组,19,通达学院 2015,C-4,139264kbit/s,VC-3,TU-3,TUG-2,VC-4,AUG,STM-N,C-3,C-2,VC-2,TU-2,VC-3,C-12,VC-12,TU-12,C-11,VC-11,TU-11,6312kbit/s,1544kbit/
14、s,44736kbit/s 34368kbit/s,2048kbit/s,指针处理,复用,定位,映射,N,1,3,3,1,7,7,1,4,3,AU-3,AU-4,TUG-3,管理单元,管理单元组,映射的数学含义设集合X（0，1）和集合Y（1，），则有映射,3.3 映射,20,通达学院 2015,在SDH技术中，映射是一种在SDH网络边界处使支路信号适配进虚容器的过程，它的实质就是使各种支路信号与相应虚容器（VC）的容量同步，以使虚容器成为可以独立地进行传送、复用和交叉连接的实体。,教材p.37 p.56,根据映射信号与SDH网络同步与否，映射方式可分为两种： 异步映射 同步映射 异步映射方式对
15、映射信号结构没有任何限制，也无需其与网同步，仅利用速率适配将信号装入VC。 异步映射采用码速调整进行速率适配。 同步映射方式要求映射信号与SDH网络必须严格同步。,3.3.1 映射方式,21,通达学院 2015,为了适应不同种类的网络应用和达到最佳适配效果，又可分为两种工作模式： 浮动VC模式 锁定TU模式 浮动VC模式是指VC净负荷在TU/AU内的位置不固定，并由相应的指针来指示其起点位置的一种工作模式。 浮动VC模式采用指针处理来容纳VC净负荷与STM-N帧的频差和相差。 锁定TU模式是一种信息净负荷与网同步并处于TU帧内固定位置，因而无需TU PTR的工作模式。 锁定模式在VC内不能安排
16、VC POH，因此不能进行通道性能的端到端监测。,两种工作模式,22,通达学院 2015,浮动VC模式需要指针定位，而锁定模式不要。,表3.6 PDH信号进入SDH的映射方式,通达学院 2015,23,教材p.43 表3.6,异步映射中的码速调整 容器的调整帧结构 139 264kbit/s异步映射进VC-4 2 048kbit/s异步映射进VC-12,3.3.2 异步映射,24,通达学院 2015,SDH中采用正码速调整和正零负码速调整两种码速调整方式。 正码速调整适用于容器的速率始终高于装入信号（有效负荷）的速率，即异步装入或异步接口。 正零负码速调整适用于容器的速率大于、等于或小于装入信
17、号的速率，即异步同步兼容装入或异步同步兼容接口。,异步映射中的码速调整方式,25,通达学院 2015,通常把C-n的标准帧作为基帧。 包含有调整比特的一组周期性的连续的基帧或基帧内的若干连续码元称为调整帧。 由几个连续的基帧所组成的调整帧称为复帧。 由基帧的几分之一所构成的调整帧称为子帧。 C-4 的每 1 行为一个子帧。 C-3 的每连续 3 行为一个子帧。 C-12 每 4 个连续的基帧为一个复帧。,补充：容器的调整帧结构,26,通达学院 2015,名词：基帧、调整帧、复帧、子帧,27,通达学院 2015,C-n基帧,名词：基帧、调整帧、复帧、子帧,28,通达学院 2015,名词：基帧、调
18、整帧、复帧、子帧,29,通达学院 2015,C-n基帧,复帧,（1）异步装入C-4 139 264 kbit/s异步装入C-4时要采用正码速调整。 C-4 基帧的每 1 行为一个子帧，子帧的结构为（9260）/ 9。 每个子帧分成20个13字节码块。每个码块的第 1 个字节分别为W、X、Y、Z 这四种字节中的一个，每个码块第 1 字节后面的其余 12 字节均为信息字节。,3. 139264 kbit/s 异步映射进 VC-4,30,通达学院 2015,C-4 的子帧结构,31,通达学院 2015,9260 字节,1 2 3 4 5 6 7 8 9,113,2013字节260字节,C-4125s
19、,I：信息比特 O：开销比特 R：固定插入非信息比特 C：正码速调整中控制比特 S：正码速调整中码速调整位置,C-4的周期为125s,子帧,教材p.44 图3.5,每个子帧分成20个码块,C-4 的子帧结构,32,通达学院 2015,W,X,Y,Z,1 2 3 4 5 6 7 8 9,12 字节,Y,X,Y,X,Y,Y,Y,X,Y,Y,Y,X,Y,Y,Y,Y,W,113,2013字节260字节,C-4125s,I：信息比特 O：开销比特 R：固定插入非信息比特 C：正码速调整中控制比特 S：正码速调整中码速调整位置,C-4的周期为125s,教材p.44 图3.5,C-4 的子帧结构,33,通达
20、学院 2015,W,X,Y,Z,1 2 3 4 5 6 7 8 9,12 字节,Y,X,Y,X,Y,Y,Y,X,Y,Y,Y,X,Y,Y,Y,Y,W,113,2013字节260字节,C-4125s,I：信息比特 O：开销比特 R：固定插入非信息比特 C：正码速调整中控制比特 S：正码速调整中码速调整位置,C-4的周期为125s,教材p.44 图3.5,C-4 的子帧结构,34,通达学院 2015,W,X,Y,Z,1 2 3 4 5 6 7 8 9,12 字节,Y,X,Y,X,Y,Y,Y,X,Y,Y,Y,X,Y,Y,Y,Y,W,113,2013字节260字节,C-4125s,I：信息比特 O：开销
21、比特 R：固定插入非信息比特 C：正码速调整中控制比特 S：正码速调整中码速调整位置,C-4的周期为125s,教材p.44 图3.5,一个C-4子帧有2080比特，其比特分配为 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,C-4 的子帧结构比特分配,35,通达学院 2015,一个C-4基帧能够容纳的最大信息容量为,（1934+1）98000139.320 (Mbit/s),注意：最大信息容量出现在每帧的9个S比特位置均装载信息码。,正码速调整是在固定位置作随机插入。 S比特是用来插入的固定位置。 C码用来控制S比特，确定
22、S比特是作为信息比特 I 还是调整比特（即非信息比特R）。 在发送端，当CCCCC00000时，SI；当CCCCC11111时，SR。 在接收端，采用择多判决准则决定S比特的内容。想一想：在传输速率为155.520Mbit/s，平均误码率为10-9情况下，采用5位C码的择多判决，平均多长时间才可能发生1次误判事件？,正码速调整原理,36,通达学院 2015,（2）加入VC-4 POH构成VC-4 在C-4的9个子帧前依次分别插入VC-4的通道开销（VC-4 POH）的9个字节：J1、B3、C2、G1、F2、H4、F3、K3和N1 由此完成PDH信号向VC-4的映射：VC-4 C-4 VC-4
23、POH,139 264 kbit/s 异步映射进 VC-4,37,通达学院 2015,VC-4 的帧结构,38,通达学院 2015,J1,B3,C2,G1,F2,H4,F3,K3,N1,VC-4 净荷,261列,260列,高阶通道开销 9行1列,教材p.45 图3.6,VC-3/VC-4/VC-4-Xc POH 由9个字节组成。其中第一个字节为J1，它的位置由相应的AU-n指针指示。 高阶通道开销 POH 的功能： VC通道性能监视 维护信息 告警状态指示 复用结构指示,高阶通道开销,39,通达学院 2015,教材p.46p.48,通道踪迹字节：J1 J1字节被用来重复发送高阶通道接入点标识符
24、（HOAPID），使通道接收终端能根据此确认与指定的发送机处于持续连接状态。 高阶通道误码监测字节：B3 对VC-4/VC-3采用BIP-8偶校验进行误码监测。 高阶通道信号标记字节：C2 用来指示VC帧的复用结构和信息净负荷的性质，如通道是否装载、所载业务种类及映射方式等。 教材p.46的表3.7给出了该字节的编码及其含义。 高阶通道状态字节：G1 用来将通道终结状态和性能情况回送给高阶VC通道源设备，提供通道任一点对双向通道状态和性能监视。 教材p.47的图3.7给出了该字节的安排，其中4个比特用来传送B3字节检出的高阶通道远端误码块数（REI）。,高阶通道开销字节功能（1/2）,40,通
25、达学院 2015,高阶通道使用者字节：F2和F3 为使用者提供通道单元间的通信通路。 TU位置指示字节：H4 H4指示有效净负荷的复帧类别和净负荷位置，如用作TU-1/TU-2复帧指示，或是ATM净负荷进入VC-4时的信元边界指示。 H4字节的 安排和编码方案参见教材p.48的图3.8、图3.9。 自动保护倒换（APS）通路字节：K3 K3（b1b4）传送通道APS协议。 网络营运者字节：N1 可提供高阶通道串联连接监视（TCM）功能，也可用作特殊管理目的。,高阶通道开销字节功能（2/2）,41,通达学院 2015,试计算C-4和VC-4的速率，并计算C-4最大调整速率差（单位kbit/s）。
26、 解： C-4的速率：VC-4的速率：C-4的速率调整是通过调整比特S是否填充实现的，每个C-4帧中有9个S比特，所以C-4的最大调整速率差为,例题3-1,42,通达学院 2015,（1）异步装入C-12 复帧的设计 当有效信息净负荷的速率正好为标称值2048kbit/s，同步装入C-12时每个C-12平均装入256bit；当不是标称值2048kbit/s时，每个C-12平均装入的比特数就不是一个整数，即1个C-12基帧不能构成1个调整帧。C-12复帧结构,2048 kbit/s 异步映射进 VC-12,43,通达学院 2015,C-12 复帧结构,44,通达学院 2015,500s C-12
27、 复帧 4（942）,每格为1个字节（8bit），各字节的比特类别为： WI I I I I I I I YR R R R R R R R GC1C2 O O O O R R MC1C2 R R R R R S1 NS2 I I I I I I I C1：负调整控制比特 S1：负调整位置 C10，S1I；C11，S1R* C2：正调整控制比特 S2：正调整位置 C20，S2I；C21，S2R* R*：调整比特，在接收端去调整时，应忽略调整比特的值。,教材p.51 图3.11,码速调整S1和S2,通达学院 2015,45,2 048 kbit/s异步装入C-12时要采用正零负码速调整。 C-12
28、 基帧的结构为942。由4个基帧组成一个复帧。C-12 复帧的帧长136字节。,（2）异步装入 C-12,46,通达学院 2015,C-12复帧加上VC-12 POH就构成了VC-12 VC-12C-12VC-12 POH VC-12 POH 由V5、J2、N2、K4这4个字节组成。,加入VC-12 POH 构成 VC-12,47,通达学院 2015,VC-12 复帧结构,VC-12 POH 由4个字节组成。其中第一个字节为V5，它的位置由TU-12指针指示。 VC-12 POH字节功能： 通道状态和信号标记字节V5 通道踪迹字节J2 网络操作者字节N2 自动保护倒换（APS）通道K4（b1b
29、4） 增强型远端缺陷指示K4（b5b7）,低阶通道开销（LPOH）,48,通达学院 2015,教材p.51p.53,V5字节编码,49,通达学院 2015,教材p.51 图3.13,V5字节编码,50,通达学院 2015,教材p.51 图3.13,V5字节编码,51,通达学院 2015,教材p.51 图3.13,V5字节编码,52,通达学院 2015,教材p.51 图3.13,V5字节编码,53,通达学院 2015,教材p.51 图3.13,通道踪迹字节：J2 用于重复发送VC-12低阶通道接入点识别符，使通道接收终端能根据此确认与指定的发送机处于持续连接状态。 网络操作者字节：N2 用来提供
30、低阶通道串联监视（TCM）功能，它与高阶通道开销中的N1字节功能类似。 扩展的信号标记字节和低价通道APS字节：K4 K4字节除b8为备用外，其余比特分别提供扩展信号标记、低阶虚级联指示、通道远端指示等功能。,低阶通道开销字节功能,54,通达学院 2015,同步映射通常采用字节同步映射方式。 字节同步映射方式要求映射信号具有帧结构并与网络同步。 无需进行任何速率调整即可将信息字节装入VC内指定位置。 有关内容可参见ITU-T建议。,同步映射,55,通达学院 2015,ATM的基本概念 ATM是用于宽带综合业务数字网（B-ISDN）的异步时分复用传送方式。 ATM信息的传输、复用和交换都以信元为
31、基本单位。 ATM信元长53字节，其中前5字节为信元头（Header），用于存放信元的地址信息、信元类型和控制信息；后48字节为信息域，存放需传送的承载信息。 用SDH传输ATM信元，能够发挥两者的各自所长。,3.3.3 ATM的映射,56,通达学院 2015,ATM信元,ATM信元的映射是利用将每个信元的字节结构与所用虚容器字节结构进行定位对准（即字节边界对齐）的方法完成的。 虚容器的容量不一定是ATM信元长度的整数倍，因此信元允许跨过虚容器的边界。 在ATM信元映射前应先进行扰码，去映射前解扰，扰码多项式为Xr+1，属自同步扰码。,2. ATM信元的映射原理,57,通达学院 2015,浮动
32、TU模式VC-12结构由4个基帧构成1个复帧，ATM信元装入VC-12净负荷区时只需将信元边界与任何VC-12的字节边界对齐即可。 ATM信元边界的位置只能利用HEC信元定界法来确定。 ATM信元允许跨越VC-12边界。,3. ATM信元映射进VC-12,58,通达学院 2015,图3.18 ATM信元映射进VC-12,4. ATM信元映射进VC-4,59,通达学院 2015, STM-1复用结构可以承载多少个2 Mbit/s支路信号？多少个34 Mbit/s信号？多少个140 Mbit/s信号？ 试根据PDH复用关系和SDH复用原理，简要分析我国SDH基本复用映射结构三个接口的带宽效率和应用灵活性。 试计算 STM-4帧的帧长度（以字节为单位） 、帧周期（以s 为单位） ； STM-4帧电信号速率和光信号速率； STM-4帧的MSOH速率。,课后作业（3）,60,通达学院 2015,
