1.4 SDH帧结构和开销
要了解SDH的工作原理,知其所以然,就有必要大致了解一下SDH STM-N的帧结构,首先有必要介绍帧结构是一个什么东西:
设备间在发送数据的时候,双方会按某种协议约定一个发送的顺序,每一部分有约定好的意义。对于SDH而言,哪些字节告诉你这一帧的起点在哪里(定帧字节),哪些字节告诉你这整个一帧的工作状态或者里面某一通道的工作状态(开销),哪些字节告诉你这里面有没有比特串位(指针),哪些字节是真正要发送给你的数据(净荷),这几个就是SDH帧的组成部分。
对于接收端来说,也要按照这个标准去接收分析,才能将这一个长长的序列拆分开,能看懂里面的每一部分内容。就像我们的手机号码,+86 1XX XXXX XXXX,前面+86代表国家,后面3位代表运营商,再后面4位代表地区,最后4位是卡的编号,利用这个规则,通过归属地查询软件就能够告诉我们这个号码是北京移动的或者上海联通的。
再比如以太网帧,要先发几个比特代表我这一帧开始(帧头),然后告诉你我是谁、我要找谁(源宿地址),后面是长度,告诉你我这一帧有多长,你就知道收多少个bit结束,然后就是数据净荷,最后是提供一个序列让你计算是否有误码(校验)。每一种协议有自己的工作方法,就有了自己相应的帧结构的组成部分。
下面我们看一下SDH的块状帧结构,之所以是块状帧,只是为了理解和分析方便,实际上传送的时候也是一个长长的序列,按照先行后列的顺序一行一行的传送。
SDH帧包含了RSOH、MSOH、POH、AUPTR、净荷几部分,每部分的作用如下: 再生段开销(RSOH)—对STM-N整体信号进行监控; 复用段开销(MSOH)—对STM-N中的每一个STM-1信号进行监控; 指针(AUPTR)—对帧的微量偏移进行校正; POH(通道开销)—对STM-1中的VC12等通道进行监控。
对于中继站点,仅对于STM-N的整体进行放大再生,所以只需要读写再生段开销(RSOH),没有必要打开帧查看每一个STM-1。而在业务有上下的站点需要根据上下业务的颗粒将STM-N拆成STM-1或者E1,查看读写STM-1工作状态对应复用段开销(MSOH)或E1对应的通道开销(POH)进行业务的交叉,但是对于其他站点的业务(通道)没有必要查看。通道开销(POH)仅在该业务需要调度的站点和源宿两端进行读写。
SDH凭借各种开销组成层层细化的监控体制,能够实现对每一层的信号工作状态进行监控和管理,出现问题也能够迅速的定位到哪个VC12。试想一下,如果没有这些开销,就像物流公司运输过程发现一个大集装箱里丢失了一个包裹,发到目的地对你说:“反正货丢了一部分,你自己看看丢了什么吧”,让人情何以堪。同时SDH缺点是带宽利用率也较低(开销占近20%),不过本人觉得这不算什么缺点,为了提高安全性付出的代价是正常的。
记得以前我们寄包裹寄信,只能一遍一遍的打电话问东西到没到,现在网上就可以查到每一单货的踪迹,货到哪了由谁在派送都能够一清二楚,这个就是物流体系的发展进步,但另外一方面我们也能想到,这个查询服务系统的背后一定有一个庞大的团队和管理体系,势必也会增加了不少成本,物流的这个飞跃就同从PDH到SDH的发展颇为相似。
前面我们介绍了帧结构的组成部分,各种开销的监控范围。那么开销到底是如何工作的呢,下面再将帧结构中的开销部分放大来看一看。
这张图是SDH的段开销的结构图,各字节的名称和和作用都有着详细的定义,我们大致来了解一下:
A1、A2:定帧字节, A1固定是11110110,A2固定是00101000, 当接收端收到连续3*N个正确的A1和A2帧时,便知道,新的STM-N帧已经到来。
J0:再生段踪迹字节,代表收发两端在再生段这一层是保持连接的。
D1-D12:数据通信通路,是用来传送网管信息的,包括网管的操作命令、管理维护信息等。其中D1-D3对应再生段,D4-D12对应复用段,SDH就是靠这768k(12*64k)的通道实现强大的网管功能。
E1、E2:公务联络字节。SDH设备上都配有一个公务电话,用于在开通设备的时候上下游站点间方便联络,公务联络字节就是传送公务电话的语音信号的。其中E1(此E1非彼E1)对应再生段层,E2对应复用段层。如果用E2字节的话,就无法和中继站互通公务电话了。
F1:使用者通路字节,也是提供一个64k的通道,可以传送语音和数据,可以理解为给运营商备用。
B1、B2:比特间插奇偶校验码,B1对应再生段,B2对应复用段。什么是校验呢,这个我们生活中也经常用到,比如我打电话告诉你我的银行卡号,卡号读完之后告诉你一共是16位数字,你数一下发现不是16位就会告诉我再重说一次,这“共16位数字”就相当于一个校验码,帮助你验证是否有漏记的(比特丢失),又或者将卡号再读一遍,第二遍读卡号也相当于一个校验码,可以验证卡号记录是否有错误(收到误码)。奇偶校验顾名思义,就是利用发送的所有比特中1的数量是奇数还是偶数的原理,如果是奇数就在后面加校验码1,是偶数就在后面加校验码0,这样到了接收端,无论信息净荷是奇数还是偶数,加上校验码就一定是偶数,如果中间有单个比特出现了误码,0变成了1或者1变成了0,收端校验计算得出的是奇数,则判定误码。如果有2个比特同时误码则是无法判定的,但是同一帧中有2比特误码的概率是极低的。
K1、K2(b1-b5):自动保护倒换(APS)字节,用于实现复用段倒换保护,这个保护方式后面会有详细介绍。
K2(b6-b8)):复用段远端失效指示,就是在使用复用段保护时,这3个比特告知前方有故障,信号传不过去,需要触发倒换保护。
S1:同步状态字节,值越小代表时钟等级越高,用于判定是否进行时钟切换。
M1:复用段远端误码块指示,用于接收端告诉发送端,我接收到了误码。
保留字节:没有明确规定用途,厂家可以自己定义,从而实现厂家的特有功能,各种专利技术。 这里介绍这些开销目的是为了让大家大致了解开销的工作原理,至于实现的细节方面不过多解释,通道开销基本上也是这个思路,本文不逐一介绍,需要了解请参照相关资料。 |