SDH技术-第3章分析

SDH原理第三章开销和指针3-1第3章开销和指针目标：1.掌握段层监控的实现——段开销各字节功能。2.掌握通道层监控的实现——通道开销各字节功能。3.掌握基本告警和性能的监测是由哪些开销字节实现的。4.了解指针——AU-PTR、TU-PTR的工作机理。5.建立SDH监控层层细化的概念。3.1开销前面讲过开销的功能是完成对SDH信号提供层层细化的监控管理功能，监控的分类可分为段层监控、通道层监控。段层的监控又分为再生段层和复用段层的监控，通道层监控分为高阶通道层和低阶通道层的监控。由此实现了对STM-N层层细化的监控。例如对2.5G系统的监控，再生段开销对整个STM-16信号监控，复用段开销细化到其中16个STM-1的任一个进行监控，高阶通道开销再将其细化成对每个STM-1中VC4的监控，低阶通道开销又将对VC4的监控细化为对其中63个VC12的任一个VC12进行监控，由此实现了从对2.5Gbit/s级别到2Mbit/s级别的多级监控手段。那么，这些监控功能是怎样实现的呢？它是由不同的开销字节来实现的。3.1.1段开销STM-N帧的段开销位于帧结构的（1-9）行×（1-9N）列。注：第4行为AU-PTR除外。我们以STM-1信号为例来讲述段开销各字节的用途。对于STM-1信号，段开销包括位于帧中的（1-3）行×（1-9）列的RSOH和位于（5-9）行×（1-9）列的MSOH。如图3-1所示。SDH原理第三章开销和指针3-2A1A1A1A2A2A2J0×××××为国内使用保留字节；×B1E1F1D1D2D3K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E2RSOHMSOH9列9行△△△△为与传输媒质有关的特征字节（暂用）；△△△B2B2B2管理单元指针为不扰码字节；所有未标记字节待将来国际标准确定（与媒质有关的应用，附加国内使用和其他用途）。*×*×*图3-1STM-N帧的段开销字节示意图图3-1中画了再生段开销和复用段开销在STM-1帧中的位置，它们的区别是什么呢？区别在于监控的范围不同，RSOH是对应一个大的范围—STM-N，MSOH是对应这个大的范围中的一个小的范围—STM-1。定帧字节A1和A2定帧字节的作用有点类似于指针，起定位的作用。我们知道SDH可从高速信号中直接分/插出低速支路信号，为什么能这样呢？原因就是收端能通过指针——AU-PTR、TU-PTR在高速信号中定位低速信号的位置。但这个过程的第一步是收端必须在收到的信号流中正确地选择分离出各个STM-N帧，也就是先要定位每个STM-N帧的起始位置在哪里，然后再在各帧中定位相应的低速信号的位置，就象在长长的队列中定位一个人时，要先定位到某一个方队，然后在本方队中再通过这个人的所处行列数定位到他。A1、A2字节就是起到定位一个方队的作用，通过它，收端可从信息流中定位、分离出STM-N帧，再通过指针定位到帧中的某一个低速信号。收端是怎样通过A1、A2字节定位帧的呢？A1、A2有固定的值，也就是有固定的比特图案，A1：11110110（f6H），A2：00101000（28H）。收端检测信号流中的各个字节，当发现连续出现3N个f6H，又紧跟着出现3N个28H字节时（在STM-1帧中A1和A2字节各有3个），就断定现在开始收到一个STM-N帧，收端通过定位每个STM-N帧的起点，来区分不同的STM-N帧，以达到分离不同帧的目的，当N=1时，区分的是STM-1帧。当连续5帧以上（625μs）收不到正确的A1、A2字节，即连续5帧以上无法判别帧头（区分出不同的帧），那么收端进入帧失步状态，产生帧失步告SDH原理第三章开销和指针3-3警——OOF；若OOF持续了3ms则进入帧丢失状态——设备产生帧丢失告警LOF，下插AIS信号，整个业务中断。在LOF状态下若收端连续1ms以上又处于定帧状态，那么设备回到正常状态。技术细节：STM-N信号在线路上传输要经过扰码，主要是为了便于收端能提取线路定时信号，但又为了在收端能正确的定位帧头A1、A2，又不能将A1、A2扰码。为兼顾这两种需求，于是STM-N信号对段开销第一行的所有字节上：1行×9N列（不仅包括A1、A2字节）不扰码，而进行透明传输，STM-N帧中的其余字节进行扰码后再上线路传输。这样又便于提取STM-N信号的定时，又便于收端分离STM-N信号。再生段踪迹字节：J0该字节被用来重复地发送段接入点标识符，以便使接收端能据此确认与指定的发送端处于持续连接状态。在同一个运营者的网络内该字节可为任意字符，而在不同两个运营者的网络边界处要使设备收、发两端的J0字节相同——匹配。通过J0字节可使运营者提前发现和解决故障，缩短网络恢复时间。J0字节还有一个用法，在STM-N帧中每一个STM-1帧的J0字节定义为STM的标识符C1，用来指示每个STM-1在STM-N中的位置——指示该STM-1是STM-N中的第几个STM-1（间插层数）和该C1在该STM-1帧中的第几列（复列数），可帮助A1、A2字节进行帧识别。数据通信通路（DCC）字节：D1-D12SDH的一大特点就是OAM功能的自动化程度很高，可通过网管终端对网元进行命令的下发、数据的查询，完成PDH系统所无法完成的业务实时调配、告警故障定位、性能在线测试等功能。那么这些用于OAM的数据是放在哪儿传输的呢？用于OAM功能的数据信息——下发的命令，查询上来的告警性能数据等，是通过STM-N帧中的D1-D12字节传送的。也就是说用于OAM功能的相关数据是放在STM-N帧中的D1-D12字节处，由STM-N信号在SDH网络上传输的。这样D1-D12字节提供了所有SDH网元都可接入的通用数据通信通路，作为嵌入式控制通路（ECC）的物理层，在网元之间传输操作、管理、维护（OAM）信息，构成SDH管理网（SMN）的传送通路。其中，D1-D3是再生段数据通路字节（DCCR），速率为3×64kbit/s＝192kbit/s，用于再生段终端间传送OAM信息；D4-D12是复用段数据通路字节（DCCM），共9×64kbit/s=576kbit/s，用于在复用段终端间传送OAM信息。DCC通道速率总共768kbit/s，它为SDH网络管理提供了强大的通信基础。SDH原理第三章开销和指针3-4公务联络字节：E1和E2分别提供一个64kbit/s的公务联络语声通道，语音信息放于这两个字节中传输。E1属于RSOH，用于再生段的公务联络；E2属于MSOH，用于终端间直达公务联络。例如网络如下：ABCD终端复用器终端复用器再生器再生器图3-2网络示意图若仅使用E1字节作为公务联络字节，A、B、C、D四网元均可互通公务，为什么？因为终端复用器的作用是将低速支路信号分/插到SDH信号中，所以要处理RSOH和MSOH，因此用E1、E2字节均可通公务。再生器作用是信号的再生，只需处理RSOH，所以用E1字节也可通公务。若仅使用E2字节作为公务联络字节，那么就仅有A、D间可以通公务电话了，因为B、C网元不处理MSOH，也就不会处理E2字节。使用者通路字节：F1提供速率为64kbit/s数据/语音通路，保留给使用者（通常指网络提供者）用于特定维护目的的临时公务联络。比特间插奇偶校验8位码BIP-8：B1这个字节就是用于再生段层误码监测的（B1位于再生段开销中）。监测的机理是什么呢？首先我们先讲一讲BIP-8奇偶校验。若某信号帧由4个字节A1=00110011、A2=11001100、A3=10101010、A4=00001111，那么将这个帧进行BIP-8奇偶校验的方法是以8bit为一个校验单位（1个字节），将此帧分成4块（每字节为一块，因1个字节为8bit正好是一个校验单元）按图3-3方式摆放整齐：A100110011A211001100A310101010A400001111B01011010BIP-8图3-3BIP-8奇偶校验示意图SDH原理第三章开销和指针3-5依次计算每一列中1的个数，若为奇数，则在得数（B）的相应位填1，否则填0。也就是B的相应位的值使A1A2A3A4摆放的块的相应列的1的个数为偶数。这种校验方法就是BIP-8奇偶校验，实际上是偶校验，因为保证的是1的个数为偶。B的值就是将A1A2A3A4进行BIP-8校验所得的结果。B1字节的工作机理是：发送端对本帧（第N帧）加扰后的所有字节进行BIP-8偶校验，将结果放在下一个待扰码帧（第N+1帧）中的B1字节；接收端将当前待解扰帧（第N帧）的所有比特进行BIP-8校验，所得的结果与下一帧（第N+1帧）解扰后的B1字节的值相异或比较，若这两个值不一致则异或有1出现，根据出现多少个1，则可监测出第N帧在传输中出现了多少个误码块。技术细节：高速信号的误码性能是用误码块来反映的。因此STM-N信号的误码情况实际上是误码块的情况。从BIP-8校验方式可看出，校验结果的每一位都对应一个比特块，例如图3-3中的一列比特，因此B1字节最多可从一个STM-N帧检测出传输中所发生的8个误码块（BIP-8的结果共8位，每位对应一列比特——一个块）。比特间插奇偶校验N×24位的（BIP-N24）字节：B2B2的工作机理与B1类似，只不过它检测的是复用段层的误码情况。B1字节是对整个STM-N帧信号进行传输误码检测的，一个STM-N帧中只有一个B1字节（为什么？稍后讲STM-1复用成STM-N时段开销的复用间插情况时你就会知道了），而B2字节是对STM-N帧中的每一个STM-1帧的传输误码情况进行监测，STM-N帧中有N×3个B2字节，每三个B2对应一个STM-1帧。检测机理是发端B2字节对前一个待扰的STM-1帧中的全部比特进行BIP-24计算，结果放于本帧待扰STM-1帧的B2字节位置。收端对当前解扰后STM-1的除了RSOH的全部比特进行BIP-24校验，其结果与下一STM-1帧解扰后的B2字节相异或，根据异或后出现1的个数来判断该STM-1在STM-N帧中的传输过程中出现了多少个误码块。可检测出的最大误码块个数是24个。注：在发端写完B2字节后，相应的N个STM-1帧按字节间插复用成STM-N信号（有3N个B2），在收端先将STM-N信号分间插成NSTM-1信号，再校验这N组B2字节。自动保护倒换（APS）通路字节：K1、K2（b1-b5）这两个字节用作传送自动保护倒换（APS）信令，用于保证设备能在故障时自动切换，使网络业务恢复——自愈，用于复用段保护倒换自愈情况。复用段远端失效指示（MS-RDI）字节：K2（b6-b8）SDH原理第三章开销和指针3-6这是一个对告的信息，由收端（信宿）回送给发端（信源），表示收信端检测到来话故障或正收到复用段告警指示信号。也就是说当收端收信劣化，这时回送给发端MS-RDI告警信号，以使发端知道收端的状态。若收到的K2的b6-b8为110码,则此信号为对端对告的MS-RDI告警信号；若收到的K2的b6-b8为111，则此信号为本端收到MS-AIS信号，此时要向对端发MS-RDI信号，即在发往对端的信号帧STM-N的K2的b6-b8放入110比特图案。同步状态字节：S1（b5-b8）不同的比特图案表示ITU-T的不同时钟质量级别，使设备能据此判定接收的时钟信号的质量，以此决定是否切换时钟源，即切换到较高质量的时钟源上。S1（b5-b8）的值越小，表示相应的时钟质量级别越高。复用段远端误码块指示（MS-REI）字节：M1这是个对告信息，由接收端回发给发送端。M1字节用来传送接收端由BIP-N×24（B2）所检出的误块数，以便发送端据此了解接收端的收信误码情况。与传输媒质有关的字节：△△字节专用于具体传输媒质的特殊功能，例如用单根光纤做双向传输时，可用此字节来实现辨明信号方向的功能。国内保留使用的字节：×所有未做标记的字节的用途待由将来的国际标准确定。诀窍：各SDH生产厂家，往往会利用STM帧中段开销的未使用字节来实现一些自己设备的专用的功能。STM-N帧中的段开销——RSOH、MS