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1、SDH/SONET 原理2008-01-31 22:54SDH/SONET原理及XX公司CPOS模块应用介绍一、背景随着信息及通信技术的发展，过去使用的DDN线路由于其最大带宽的限制（最 大2M bits/s）已越来越不能适应用户对高带宽广域网的需求。另一方面在汇 聚中心大量2M E1线路的接入势必增加路由器插槽和模块数量，从而增加了故 障点和日常维护工作的难度。为此在汇聚中心迫切需要一种高带宽、少接入点 的线路接入方式来替代大量E1在中心机房汇聚。本文就目前我国运行商提供的 SDH/CPOS接入方式和上海XX数据通信有限公司的解决方案作一简要介绍。二、SDH/SONET原理简介1、速率标准S
2、ONET和SDH是为了互连来自不同供应商的光学传输设备而开发的标准。在 SONET标准中，基础信号称为同步传输信号一级（STS-1），其速率为51.84 Mb/s。 更高级信号则是STS-1信号速率的整数倍，从而构成STS-N信号，其中N=1，3 12，48，192和768。一个STS-N信号是由N个字节交织的STS-1信号组成的。 相应于STS-N信号的光学信号称为OC-N（N级光学载波）。SDH体系的帧和信号称为N级同步传输模块（STM-N），其中N=1，4，16，64 和 256（155M / 611M / 2.5G / 10G）STS-N与STM-N的速率对应关系如下表所示。我国采用的
3、是CCITT接纳了 SONET概念的SDH标准。两种标准间的差别见下表:2、字节间插复用SONET/SDH是基于时分多路复用（TDM）的一种技术。具体讲SDH体制有一套标 准的速率等级，基本的信号传输等级是STM-1，高等级的信号系列STM-4、STM-16 等，都是将低速率的STM-1通过字节间插同步复用而成，复用的个数是4的倍 数。所谓字节间插复用，可以下面的例子来说明。有三个信号，帧结构各为每帧3个字节，即A帧：A1A2A3, B帧：B1B2B3, C帧:C1C2C3。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 一个9字节的帧，结构为：A1B1C1A2B2C2A3B3C
4、3。SDH的这种同步复用方式的优势还体现在确保PDH网向SDH网的顺利过渡。现 在的PDH体制中，只有1.5Mbit/s和2Mbit/s速率的信号是同步的，其它速率 的信号都是异步的。因此也可将PDH低速支路信号(例如2Mbit/s)通过字节 间插同步复用进SDH信号的帧中去(STM-N)。这样就使得低速支路信号在STM-N 中的位置也是固定、有规律，即可预见，于是通过在SDH的主十道(光纤上) 传输后，接收端就可以从STM-N信号中直接拆分出低速支路信号。3、SDH帧结构ITU-T规定了 STM-N的帧是以字节为单位的矩形块状帧结构，如图一所示。从 图中看出STM-N的信号是9行X270XN
5、列的帧结构。此处的N与STM-N的N相 一致。表示此信号由N个STM-1信号通过字节间插复用而成。由此可知，STM-1 信号的帧结构是9行X270列的块状帧。需要说明的是，上面将信号的帧结构 等效为块状，仅仅是为了分析的方便，STM-N信号在线路上传输时也遵循按比 特的传输方式，即：帧结构中的字节从左到右，从上到下一个字节一个字节的 传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。图1 SDH帧结构图从图中看出，STM-N的帧结构由3部分组成：段开销(SOH)，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)。信息净负荷(paylo
6、ad)是在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码 块的地方。信息净负荷区相当于STM-N这辆运货车的车箱，车箱内装载的货物 就是经过打包的低速信号。需要特别说明的是，为了实时监测货物在传输过程 中是否有损坏，在将低速信号打包的过程中加入了监控开销字节一通道开销(POH)字节。POH作为净负荷的一部分与信息码块一起装载在STM-N这辆货 车上在SDH网中传送，它负责对打包的货物(低速信号)进行通道性能监视管 理和控制。段开销(SOH)是为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须附加的供网络运行管 理和维护使用的字节。例如段开销可进行对STM-N这辆运货车中的所有货物在 运输中是否有损坏进
7、行监控，而POH的作用是当车上有货物损坏时通过它来判 定具体是哪一件货物出现损坏。段开销又分为再生段开销(RSOH )和复用段开 销(MSOH)，分别对相应的段层进行监控。简单的讲二者的区别在于监管的范 围不同。举个简单的例子，若光纤上传输的是2.5G信号，那么RSOH监控的是STM-16整体的传输性能，而MSOH则是监控STM-16信号中每一个STM-1的性能 情况。SDH能够从高速信号中直接分/插出低速支路信号（例如2Mbit/s），这是因为 低速支路信号在高速SDH信号帧中的位置有预见性，而预见性的实现就在于SDH 帧结构中存在着管理单元指针（AU-PTR）。AU-PTR是用来指示信息净
8、负荷的第 一个字节在STM-N帧内的准确位置的指示符，以便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，高阶指针是AU-PTR， 低阶指针是TU-PTR，支路单元指针（TU-PTR）的作用类似于AU-PTR只不过所 指示的信息更加具体。4、复用方式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）复用成SDH信号STM-N。限于篇幅，只讲述 第二种情况。图二是ITU-T规定的复用路线（ITU-T G.709标准）的子集，可 以看到图中从一个有效负荷到STM-N的复用路线不是唯一的，有多条路线，例
9、如：2Mbit/s的信号有两条复用路线，也就是说可用两种方法复用成STM-N信 号。我国的光同步传输网技术体制选用AU-4的复用路线。图2 STM-1复用体系在最低级别上，PDH的E1信号被映射进容器（C），然后加上填充位的C被映 射进虚容器（VC），创建一个具有公共速率的VC负载，从而成为同步多路复用。 接着VC在支路单元（TU）里通过指针进行排列，这样TU就可以被同步复用进 支路单元组（TUG）。3个TU-12可以被复用进一个TUG-2。TUG接着复用进更 高一级的VC，该VC叫做高阶VC，它有自己的独立报头，TUG作为它的负载。7 个TUG-2复用进一个TUG-3； 3个TUG-3复用进
10、一个AU 4。然后每个VC依次 进入管理单元（AU），AU通过加上一个AU指针被复用进一个AUG （AU group ）， 来自AUG的最终负载在加上一个包含复用段开销（MSOH）和再生段开销（RSOH） 的报头后组成了最终的STM-N帧。从而形成3-7-3的复用结构，每个STM-1帧 可个复用进3X7X3 = 63个E1信道。3-7-3的复用结构如下表所小：STM-1AIMTUG-3TUG-2TU-12STM1卡所切分ElBDCO5应的子揆口111L11Serial222Serial aD:7343Serial 0;14214Serial225Serial346Serial U:15317S
11、erial B:2228Serial aB :9349Serial 就）:16&110Serial 湖:3231SendxJD:10352Serial xjO:175113Serial 戒1:4234Serial xjU:11355Serial 沈1:186116Serial 湖:523?SenalxJO:12358Serial 就1:197119Serial aB:6240Serial xjU:13361Serial D:202I12SenalM:2L223Serial x:223：44:SenaljJO215Serial x/0:22.-2.；26SenalK/0:293；: 47 :Se
12、rial xtl：3631.8.Senalx/0:23-2“29“Seiialx/0;30:宅丸Senalx/O:?4.111 Senaljd：242:32:Serial kjO 31 i53Senalx/0:3E5114Senalx/0:25Serial xA：323:晃:SenaljJ0:396117Senal xl：26&SenalK/O：33总59Senal k/O:4J71:.20:Senal x/0:272Serial xA：34导52Senal x/O:ll113Senal x/0:42:您:24:Serial 戒1:4。3Serial xl：J616Senal x/0:432:
13、27；Serial xJl：503.:48Serial x/D:57潺9Serial x/D :44.：.2i30Serial x/0:513:51:Semi湘斑蜜12Senal x)D:45芝33Serial x/0:5254Serial1 .:.15:Serial x/0.462Senalx/D:53-357Serial x/D :60:源18Serial xO:47:您Serial xO:543L0,Serial x/D:61I21Serial2.Serial x/0:55-.3Serial x/D :625、在电信传输机房连接方式SDH线路在电信运营商机房中与DDN线路连接方式不同，S
14、DH归传输部门维护， 而DDN归数据部门维护，因此线路的连接与DDN线路完全不同。SDH的最低接入速率是155M bits/s（STM-1），STM-1线路（即我们的CPOS） 从用户汇聚中心通过电信接入网到达电信传输机房，通过ODF（Optical Fiber Distribution Frame ,光纤配线架）接入到 ADM （Add and Drop Multiplexer , 分插复用器）设备，在ADM设备上拆分成2M E1的PDH线路，再通过DDF（Digital Distribution Frame，数字配线架）和电信接入网到达用户网点现场。三、XX公司CPOS模块介绍XX 公司的 EM-1CPOS-OC3/STM-1-SFP 支持 SDH 标准的 CPOS，可提供 63 路 unframed E1汇聚在一条155M光纤上，为大量E1线路在网络中心汇聚提供了一种高可靠、 大容量接入方式。EM-1CPOS-OC3/STM-1-SFP模块支持STM-1内部时钟和线路时钟跟踪，同时支持 每个E1信道的内部时钟和线路时钟跟踪。建议采用STM-1线路时钟跟踪。配置方法：controller CPOS 1
