SDH中CVC映射与解映射系统设计

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1、摘 要论 文 题 目: S D H中 C .4/V C 一4 、映 射 与 解 映 射 系 统 设 计学 科 专 业 : 光 学 工 程研究生 : 左松签 名 :声私指 导 教 师 : 胡 辽 林 副 教 授签 名 :胡坦朴摘要随 着 现 代 数 字 通 信 技 术 的 发 展 ，传 统 的 准 同 步 数 字 体 系 (P D H ) 在 应 用 中 暴 露 出 一 些 弱 点 正 成 为 光 纤 通 信 技 术 进 一 步 发 展 的 障 碍 。在 这 种 情 况 下 ，同 步 数 字 体 系 (S D H ) 以其 具 有 国 际 统 一 的 规 范 、统 一 的 标 准 接 口 、传

2、输 速 率 高 ，传 输 量 大 、兼 容 性 好 、强 大 的 网 络 管 理 能 力 等 优 点 正 逐 渐 取 代 P D H 成 为 主 要 的 传 送 网 体 制 。 并 被 越 来 越 广 泛 地 应 用 在 光 纤 通 信 、 微 波 通 信 等 技 术 领 域 中 。本 文 在 理 论 分 析 的 基 础 上 ，设 计 了 一 种 基 于 F P G A 的 S D H 的 映 射 与 解 映 射 系 统 的 实 现 方 案 。研 究 的 目的 是 将 139 .2 64 M bi 灯s 的 支 路 信 号 通 过 C 一4 映 射 进 V C 一4 。 以及 将 V C 一4

3、 解 映 射 ，恢 复 出 原 来 的 信 号 。系 统 功 能 由 F P G A 芯 片 实 现 ，本 论 文 选 用 Al te ra 公 司 c yc lon e 111 系 列 E P 3 c 25 Q 2 4 0 C 8 芯 片 。全 文 具 体 包 括 以 下 主 要 内 容 :首 先 ， 介 绍 了 P D H 的 弱 点 、S D H 的 优 点 、帧 结 构 、基 本 复 用 单 元 以及 S D H 的 基 本复 用 映 射 结 构 和 映 射 方 法 。其 次 ， 根 据 S D H 的 理 论 基 础 ， 选 择 合 适 的 映 射 方 法 并 采 用 自 顶 向 下

4、 的 设 计 思 想 ，将 整 个 系 统 分 为 8 个 模 块 (其 中 映 射 和 解 映 射 各 为 4 个 ): H D B 3 码 编 /译 码 模 块 、串 并 /并 串转 换 模 块 、正 码 速 调 整 模 块 、码 速 恢 复 模 块 以及 映 射 /解 映 射 模 块 。 再 次 ，通 过 Ve ril ogH D L 硬 件 描 述 语 言 进 行 电路 模 块 的设 计 ，并 了 Q uart u s ll 中进 行 功 能 仿 真 、综 合 、布 局 布 线 、时 序 仿 真 ，直 至 时 序 仿 真 的 结 果 符 合 我 们 的 要 求 。并 通 过 Q u a

5、ri u s ll将 设 计 好 的 文 件 下 载 到 开 发 板 上 ，通 过 示 波 器 和 误 码 测 试 仪 (A N T- 5) 进 行 验 证 。 最 后 对 整 个 论 文 进 行 了 总 结 ， 并 对 今 后 的 研 究 工 作 做 出 展 望 。本 文 旨在 通 过 F P G A 技 术 对 S D H 中 C 一4 脚 C 一4 的 映 射 与 解 映 射 部 分 进 行 研 究 和 系 统 设 计 ， 为 后 续 S D H 的 定 位 、 复 用 过 程 做 好 准 备 。 本 文 的 设 计 成 果 为 进 一 步 形 成 S D H (S T M 一N ) 的

6、 传 输 网 络 奠 定 了 基 础 。关 键 词 : S D H ; F P G A ; 映 射 ; 解 映 射A b st ra ctT it!e : D E S !G N O F C 4 N C 4 M A P P !N G A N D D E M A P P IN G S Y S T E M !NS D HM aj o r: O P tic a l E n g in e e rin gN a m e : S o n g Z u o5ignature:妙 垫 一S u P e rv is o r : A s s o c ia te P ro f. L ia o lin H U 5 sgn

7、at。re:迎应七鱼匕A b s tra C tW ith th e d e v e lo P m e n t o f m o d e m d ig ital e o m m un ie at io n te c hn o lo g ie s ， th e tra d itio n a l P lesio chr o n o u s D ig ital H ierar eh y (P D H ) 15 b eeo m in g an o b staele to th e fij ri h er d ev elo P m en t o f o P tic a l fi b e r e o rn

8、们以u n ie at io n te e hn o lo g y b e e au se o f th e w e a k lle s se s e x P o se d in aP P lie at io n o f th e d ig ital eo nnln un ieat io n .In th is eas e ，th e S y n ehr o n o u s D ig ita l H ierar eh y (S D H ) 15 gr ad u ally reP laein g P D H as a m aj o r tran sm issio n n etw o rk sy

9、stem w ith th e adv an tag es o f its u n ifi edin te rn a tio n al sp ee ifi eatio n ， un ifi e d stan d ard in te rfac e ， hi g h tran sfe r rat e ， l雌 e tr an sm is sio ne aP a e ity ，g o o d e o m p at ib ility ，P o w e rfu l n e tw o rk m an a g e m e n t e aP ab ilitie s an d 50 o n . B esid e

10、s，S D H w a s m o re an d m o re w id e ly u se d in o P tie a l c o mm un ic at io n s，m ic ro w av e e o mm u n ic at io n s an d o th e r te e h n ie a l fi e ld s .In th is P aP e r ，O n th e b a sis o f th e th e o re tie a l an a ly s is ，w e d e sig n a so lu tio n o f S D Hm ap P in g an d d

11、 e m aP P in g sy ste m b as e d o n F P G A . Th e P u rp o se o f th e stu d y 15 to m aP th e sliP s ig n a l o f 1 3 9 .2 6 4 M b it / 5 in to V C 一4 thr o u g h C 一4 a s w e ll as to d e m aP V C 一4 an d re e o v e re d th e o rig in a l s ig n a l. S y ste m fu n c tio n s 15 a e h ie v e d b

12、y th e F P G A e h iP . T h is P aP e r se le e te d A lte ra ，sC y clo n e 111 seri es E p 3 C 2 5 Q 2 4 0 C 8 eh ip s.Th e fu lltext in elu d es th e fo llo w in g m ain elem en ts:F irstly， w e in tro d u c e th e w e a 肠 e s s o f P D H ，th e a d v an ta g e s ，th e fr a m e stru e tu re ，an d t

13、h e b a s ie m u ltiP le x in g u n it o f S D H a s w e ll a s b a s ic stru e tu re a n d m e th o d s o f m u ltiP le x in g an dm a P P in g o f S D H . S e e o n d ly ，a e e o rd in g to th e th e o re tie a l o f S D H ，w e se le e t a n a P P ro P ria te m a P P in g m e th o d an d u se th e

14、 to P 一d o w n d e sig n e o n c e P t to d iv id e d th e w h o le sy ste m in to e ig h t m o d u le s(am o n g th is，eaeh o f th e m aP P in g m o d u le an d d em aP P in g m o d u le 15 d iv id ed in to fo u rsu b m o d u le): H D B 3 eo d in g / d eco d in g m o d u le，seria l sig n a l /paral

15、lel sig nal eo n v ersio n m o d u le，P o sitiv e ra te justifi eatio n m o d u le，rate reco v e叮 m o d u le an d m ap p ing / d e一:n app in g m o d u le. O n ee m o re ， w e u se Ve rilo g H D L to d e sig n th e e ire u it m o d u le a n d m a k e fu n e tio n a l sim u lat io n ，sy n th e sis ， l

16、ay o u t，a n d tim in g s im u la tio n ，u n til tim in g sim u la tio n re su lts m e e t w ith o ur re q u ire m e n ts ，th e nd o wn lo ad th e fi le to th e eh iP thr o u g h Q u art u s 11 an d te st th e re su lt th ro u g h O se illo seo P e an d B E R Te ster (A N T- 5 ). F in a ll又 th e p a

17、p ers a re su m m ariz ed ，an d p ro sp eets fo r fu tu re re seareh 15 b e m a d C .111且西安 理 工 大学硕 士 学位 论 文Th e P aP e r a im s to re se ar e h th e C 一4 /V C 一4 m aP P in g an d d e m ap P in g P art o f S D H an d d e s ig n a so lu tio n fo r th e sy ste m thr o u g h F P G A te e hn o lo g y. A

18、 t th e sam e tim e p rep are fo r a lig n in g a n d m u ltiP e x in g o f S D H in th e n e x t steP . T h e d e s ig n re su lts o f th is P aP e r 15 in o rd e r to la y th efo un d at io n fo r fo rm in g th e tran sm issio n n etw o rk o f S D H (S T M 一N ) .Keywo rd s : S D H : F p G A : m a

19、P P in g : d e m a P p in g目 录目录1 绪 论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11. 1 S D H 产 生 的 背 景 及 技 术 特 点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 S D H 的 研 究 现 状 和 发 展 趋 势 . . . . . . . . . . .

20、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31. 3 F P G A 在 S D H 映 射 与 解 映 射 系 统 中 的 应 用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.4 本 论 文 的 研 究 内容 及 意 义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 S D H 的 复 用 原 理 及 映 射 方 法 二 ，. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21、 . . 72 . 1 S D H 的 速 率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 .2 S D H 的 帧 结 构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 .3 S D H 的 复 用 原 理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22、. . . . . . . . . . . 92 .3 . 1 S D H 的 复 用 结 构 .，. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 .3 .2 S D H 的 复 用 单 元 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 .4 S D H 的 映 射 方 法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23、. . . . . . . . . . . . . . . . 122 . 5 本 章 小 结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 系 统 的 设 计 方 案 二 ，. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 . 1 S D H 的 映 射 过 程 . . . . . . . . . . . . . . . . .

24、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 .2 系 统 的 设 计 方 案 . ，. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 . 3 设 计 流 程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 .4 本 章 小 结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 映 射 系 统 的 电 路 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 . 1 H D B 3 编 码 模 块 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 . 1. 1 H D B 3 编 码 规 则 . . . . . . .

26、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 . 1.2 H D B 3 编 码 建 模 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 . 1. 3 H D B 3 编 码 的 顶 层 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 . 2 串 / 并 转 化 模 块 . . . . . . . . . . . . . . . .

27、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 .3 正 码 速 调 整 模 块 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 . 3 . I C 一4 的 子 帧 结 构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 . 3 . 2 正 码 速

28、调 整 的 原 理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ，. 254 . 3 . 3 正 码 速 调 整 的 闽 值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 . 3 . 4 正 码 速 调 整 模 块 电 路 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 .

29、 4 映 射 模 块 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 . 4 . 1 映 射 的 结 构 . 、. . ，. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 .4 .2 映 射 电 路 的 设 计 . . 、. . ，. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30、 . . . 354 .5 映 射 系 统 的 最 顶 层 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 .6 本 章 小 结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38西 安 理 工 大 学 硕 士 学 位 论 文5 解 映 射 系 统 的 电 路 设 计 . . . . . . . .

31、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 95 . 1 解 映 射 模 块 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 .2 码 速 恢 复 模 块 ，. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 . 3 并 / 串 转 化 模 块 . . . . . . . . . . . . . . .

32、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， ， 425 .4 H D B 3 译 码 模 块 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 . 4 . 1 译 码 原 理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 .4 . 2 H D B 3 译 码 模 块 的 设 计 .

33、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435 . 5 解 映 射 系 统 的 最 顶 层 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 .6 本 章 小 结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 实 验 . . . . . . . . . . .

34、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 . 1 H D B 3 编 / 译 码 的 实 验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 .2 映 射 的 实 验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487 总

35、 结 与 展 望 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537 . 1 本 论 文 的 工 作 总 结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537 . 2 展 望 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53致 谢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55参 考 文 献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57绪 论1 绪 论21 世 纪 人 类 进 入 高 度 发

37、达 的信 息 社 会 ，这 就 要 求 高 质 量 的信 息 服 务 与 之 相 适 应 ，也 就 是 要 求 现 代 通 信 网 向着 数 字 化 ，综 合 化 ，宽 带 化 ，智 能 化 和 个 人 化 方 向 发 展 。传 输 系 统 是 现 代 通 信 网 的 主 要 组 成 部 分 ，而 传 统 的 准 同 步 数 字 体 系 :Pl es ioc hr on ou s Di gi tal Hi er arch y(P D H ) 有 其 自身 的 一 些 弱 点 ，为 了适 应 通 信 网 的 发 展 ，需 要 一 个 新 的 传 输 体 制 ，同 步 数字 体 系 : s y n

38、 c址on o u s n ig ital H ierar eh y ( s D H ) 则 应 运 而 生 ”。1.1 S D H 产 生 的 背 景 及 技 术 特 点传 统 的 P D H 体 系 是 根 据 不 同 的 需 要 和 不 同 的 传 输 能 力 ， 由不 同话 路 数 和 不 同速 率 信号 进 行 复 接 ， 形 成 一 个 系 列 (或 等 级 )， 由低 到 高 逐 级 复 接 而 成 【2，。 随 着 电信 网 的 发 展 和 用 户 要 求 的提 高 ，光 纤 通 信 中 的 准 同步 数 字 体 系 (P D H ) 正 暴 露 出一 些 固有 的 弱 点 ，

39、使 其 不 能 适 应 现 代 通 信 网 的 发 展 要 求 ， 具 体 表 现 以 下 几 点 :( l) 数 字 信 号 速 率 和 帧 结 构 标 准 没 有 全 世 界 统 一 的 标 准 。 目前 ， 国 际 上 通 行 的 有 三 种 信 号 速 率 等 级 ，即 欧 洲 系 列 、北 美 系 列 和 日本 系 列 ，三 者 互 不 兼 容 ，这 种 局 面 造 成 了 国 际 互 通 的 困 难 。各 种 系 列 的 接 口速 率 等 级 如 图 1一1 所 示 3，。日本 系 列北 美 系 列欧 洲 系 列111 .6 G b l灯sss555 6 4 .9 2 2 M b

40、i灯sss333 9 7 .2 M b i灯sss1113 9 .2 6 4 M b i口sss2222222222222222222 7 4 .1 7 6 M b i吮吮999 7 .7 2 8 M b i口sssssssssssssssssssssssss4444444444444444444 4 .7 3 6 M b it/ sss333 4 .3 6 8 M b it/ sss333 2 .0 6 4 M b it/ sssssssssssssssssssssss666 .3 1 2 b i口sssss6 .3 12 卜lh i口sss888 .4 4 8 M b it/ sss111

41、 .5 4 4 M b iU sss222 .0 4 8 M b i口sss图 l一1 P D H 速 率 等 级F ig u re l 一1 P D H s P e e d rat in g(2 ) 没 有 世 界 性 的 标 准 光 接 口规 范 。 各 个 厂 家 各 自采 用 自行 开 发 的 线 路 码 型 ， 使 得 在 同 一 数 字 等 级 上 光 接 口信 号 的 速 率 不 同 ，致 使 不 同 厂 家 的 设 备 无 法 实 现 横 向兼 容 ，不 同 厂 家 生 产 的 设 备 只 有 通 过 光 /电变 换 成 标 准 电 接 口 (G 703 ) 才 能 互 通 ，

42、而 光 路 上 无 法 实 现西 安 理 工 大 学 硕 士 学 位 论 文互 通 和 调 配 电路 。 限 制 了联 网 应 用 的 灵 活 性 。(3) 准 同步 复 用 传 输 性 能 差 ，复 用 结 构 缺 乏 灵 活 性 。现 在 的 P D H 体 制 中 只 有 1.SM bi 吮 (北 美 标 准 ) 和 2 .04 8Mbi此 (欧 洲 标 准 ) 速 率 的 信 号 (包 括 日本 系 列 6 .3 M bi 确 速 率 的 信 号 ) 是 同步 的 ， 其 他 速 率 的 信 号 都 是 异 步 的 ， 需 要 通 过 码 速 的 调 整 来 匹 配 和 容 纳 时 钟

43、 的 差 异 。 由于 P D H 采 用 异 步 复 用 方 式 ， 那 么 就 导 致 当 低 速 信 号 复 用 到 高 速 信 号 时 ， 其 在 高 速 信 号 的帧 结 构 中 的位 置 没 规 律 性 和 固 定 性 。(4 ) P n H 信 号 的 帧 结 构 里 用 于 运 行 维 护 工 作 O A M (O p erat ion A d m in istrat io n an d M ai ni en an ce ) 的 开 销 字 节 很 少 ，这 对 完 成 传 输 网 的 分 层 管 理 、性 能 监 控 、业 务 的 实 时 调 度 、 传 输 带 宽 的 控

44、制 、 告 警 的 分 析 定 位 是 很 不 利 。 使 得 的 网络 管 理 能 力 差 。(5 ) 没 有 统 一 的 网 管 接 口 。 由 于 没 有 统 一 的 网 管 接 口 ， 这 就 使 你 买 一 套 某 厂 家 的 设 备 就 需 买 一 套 该 厂 家 的 网 管 系 统 容 易 形 成 网 络 的 七 国 八 制 的 局 面 ，不 利 于 形 成 统 一 的 电 信 管 理 网 【4】。为 了 解 决 P D H 存 在 的 诸 多 问 题 ，19 84 年 美 国 贝 尔 通 信 研 究 所 (B ell co re) 首 先 将 光 纤 传 输 技 术 和 智 能

45、 网 元 技 术 结 合 ，提 出 了 同步 光 网 络 (S O N E T， S ync hro no us o Pt ic al N etw o rk )的 概 念 。 19 8 8 年 ， 国 际 电报 电 话 咨 询 委 员 会 C CI T T 接 受 了 美 国 S O N E T 概 念 ， 重 新 命 名 为 同 步 数 字 体 系 S D H ， 并 在 光 电接 口 、 设 备 功 能 及 性 能 、 管 理 控 制 等 方 面 作 了 大 量 修 改 ， 相 继 制 定 了 多 个 标 准 ，使 之 成 为 世 界 范 围 内统 一 的 数 字 传 输 标 准 。使 之

46、 成 为 光 纤 、微 波 和 卫 星 通 信 的 通 用 技 术 体 制 。在 随 后 的 几 年 间 ，rr U 一T 又 多 次 通 过 或 修 改 了 一 系 列 有 关 S D H 国 际 标 准 的 建 议 ，形 成 S D H 的 基 本 框 架 ，在 世 界 范 围 内就 S D H 的基 本 软 硬 件 问 题 达 成 一 致 的 协 议 5，。 从 此 ， s D H 在 世 界 范 围 内进 入 了大 发 展 时 期 。作 为 一 种 全 新 的 传 输 体 制 ， 与 P D H 相 比 ， S D H 系 统 具 有 以 下 优 点 :( l) 统 一 的 网络 节

47、点 接 口 。对 网络 节 点 接 口进 行 统 一 的 规 范 ， 包 括 数 字 速 率 等 级 、 帧 结 构 、 复 接 方 法 、 线 路 接 口 、 监 控 管 理 等 。 S D H 实 现 了横 向兼 容 ， 可 以 容 纳 北 美 、 日 本 和 欧 洲 的 现 有 数 字 系 列 ， 使 得 P D H 体 系 信 号 在 S T M 一1 等 级 上 获 得 了 统 一 。(2 ) 统 一 的 光 接 口标 准 。 将 标 准 的 光 接 口综 合 进 各 种 不 同 的 网 络 单 元 ， 减 少 了 将 传 输 和 复 用 分 开 的 需 要 ，从 而 简 化 了硬

48、件 。同 时 有 了标 准 的 光 接 口信 号 ，可 以在 光 路 上 实 现 横 向 兼 容 ， 个 厂 家 的 户儡 都 可 在 光 路 上 互 通 。( 3)传 输 速 率 高 ， 传 输 容 量 大 二 高 速 的 S D H信 号 是 通 过 将 同 步 传 送 模 块 S T M (Sy nc hx on ou S Tr an sfe : M ed ule) 信 号 按 字 节 间 插 或 按 码 块 间 插 同 步 复 接 而 成 。(4 ) 良好 的 兼 容 性 。S D H 网 络 的 兼 容 性 很 强 ，不 仅 与 现 有 的 P D H 网 络 完 全 兼 容 ，还

49、能 容 纳 各 种 新 业 务 信 号 。( 5)灵 活 的 复 用 映 射 结 构 。S D H 标 准 规 定 了严 格 的 映 射 复 用 方 法 ，并 采 用 指 针 技 术 ， 支 路 信 号 在 线 路 中 的 位 置 是 透 明 的 ，可 以 直 接 从 S T M 一N 中 灵 活 地 上 下 支 路 信 号 ，无 需 通 过 逐 级 复 用 就 可 以 实 现 分 插 功 能 ，从 而 减 少 了 设 备 的 数 量 ，简 化 了 网 络 结 构 ，提 高 了 传 输 性 能 。绪 论(6 ) 完 善 的 保 护 和 恢 复 机 制 。S D H 网络 具 有 智 能 检 测

50、 的 网 管 系 统 和 网络 动 态 配 置 功 能 ，自愈 力 极 强 。当 设 备 或 系 统 发 生 故 障 时 ，能 迅 速 恢 复 业 务 ，从 而 提 高 了 网络 的 可 靠 性 ， 降 低 了 维 护 费 用 。(7 ) 强 大 的 网络 管 理 能 力 。S D H 的 帧 结 构 中有 丰 富 的 开 销 比特 (大 约 占信 号 的 5% )， 因 而 网 络 运 行 、管 理 和 维 护 (O A M ) 能 力 极 强 。 由于 S D H 采 用 的 是 分 层 的 网 络 结 构 ，能 实 现 分 布 式 管 理 ， 所 以 每 一 层 网 络 系 统 的 信

51、号 结 构 中 都 安 排 了 足 够 的 开 销 比 特 来 实 现O A M 。综 上 所 述 ，S D H 最 核 心 的 特 点 就 是 同 步 复 用 、 标 准 光 接 口和 强 大 的 网 管 能 力 。 当 然 ，S D H 作 为 一 种 新 的 技 术 体 制 不 可 能 尽 善 尽 美 ， 必 然 有 一 些 不 足 之 处 【:( l) 频 带 利 用 率 不 如 传 统 的 P D H 系 统 : P D H 的 四 次 群 信 号 139 2 64 M bi 吮 可 以复 用 4 个 34 .3 6 8M b it/ s 系 统 (一 个 34 .3 6 8M b

52、i灯s 系 统 中 含 有 16 个 2 .04 8M b i灯s )或 64 个 2 .04 8M b i灯s 系 统 ，而 S D H 体 制 的 S T M 一l 等 级 的 15 5 .52M b lt/ s 只 能 复 用 3 个 34 .3 6 8M b i灯s 系 统 或 6 3 个 2 .04 8M b i灯s 系 统 。(2)指 针 调 整 机 理 复 杂 : s D H 体 制 可 从 高 速 信 号 例 如 S T M 一1 中直 接 下 低 速 信 号 (例 如 Z M bi 珑 )， 省 去 了 多 级 复 用 /解 复 用 过 程 ，而 这 种 功 能 的 实 现

53、是 通 过 指 针 机 理 来 完 成 的 ， 指 针 的 作 用 就 是 时 刻 指 示 低 速 信 号 的 位 置 以便 在 拆 包 时 能 正 确 地 拆 分 出所 需 的 低 速 信 号 ， 但 是 指 针 功 能 的 实 现 增 加 了系 统 的 复 杂 性 ，最 重 要 的是 使 系 统 产 生 S D H 的 一 种 由指 针 调 整 引起 的 结 合 抖 动 ，这 种 抖 动 多 发 于 网络 边 界 处 (S D H /P D H )， 其 频 率 低 ， 幅 度 大 ，会 导 致 低 速 信 号 在 拆 出后 性 能 劣 化 ，这 种 抖 动 也 很 难 抑 制 。(3)

54、软 件 的大 量 使 用 对 系 统 安 全 性 的影 响 : S D H 的一 大 特 点 是 O A M 的 自动 化 程 度 高 ，这 也 意 味 软 件 在 系 统 中 占用 相 当 大 的 比重 ，这 就 使 系 统 很 容 易 受 到 计 算 机 病 毒 的 侵 害 特 别 是 在 计 算 机 病 毒 无 处 不 在 的 今 天 。另 外 在 网络 层 上 人 为 的 错 误 操 作 、软 件 故 障 对 系 统 的 影 响 也 是 致 命 的 ，这 样 系 统 的 安 全 性 就 成 了 很 重 要 的 一 个 方 面 。综 上 所 述 S D H 体 制 是 一 种 新 生 事

55、 物 尽 管 还 有 这 样 那 样 的 缺 陷 但 它 已在 传 网 的 发 展 中 显 露 出 了 强 大 的 生 命 力 传 输 网 从 P D H 过 渡 到 S D H 己 是 一 个 必 然 的 趋 势 。1.2 S D H的 研 究 现 状 和 发 展 趋 势S D H 是 一 项 非 常 成 熟 ，并 且 在 电 信 级 的 网 络 上 得 到 了 广泛 应 用 的 传 输 技 术 。采 用 S D H 技 术 组 网 具 有 如 下 特 点 : 技 术 成 熟 、组 网 灵 活 ，具 有 适 用 于 网 络 各 层 面 应 用 的 产 品 、提 供 大 容 量 、高 带 宽

56、的 实 时 透 明传 输 、具 有 完 备 的 保 护 机 制 使 网络 安 全 可 靠 、具 有 强 大 的 网络 功 能 ， 能 实 现 端 到 端 的 管 理 、 统 一 标 准 接 口 。目前 S D H 传 输 设 备 主 要 有 15 5 M b i灯s 、 6 2 2 M b it/ s 、2 .S G b it/ s 、 10 G b i灯s 等 多 种 传 输 容 量 、多 种 自愈 模 式 可 供 选 择 ，为 组 网 的 灵 活 性 提 供 了 有 力 的 保 障 。而 且 最 近 几 年 国 际 上 己 经 开 始 测 试 3 9 8 13 .120 M b/ S 的

57、传 输 速 率 ，即 把 25 6 路 支 路 信 号 复 用 进 S D H 形 成 S T M 一2 5 6 。 很 快 将 会 形 成 产 品 进 入 市 场 。近 年 夹 ，随 着 因 特 网 的 迅 猛 发 展 ，各 种 基 于 IP的 业 务 每 年 以 50 % 一 3 00 % 的 速 率 增 长 。西 安 理 工 大 学 硕 士 学 位 论 文在 下 一 代 网 络 中 ， 以 IP 为 代 表 的 数 据 业 务 将 会 成 为 发 展 的 主 体 ， 为 了适 应 将 来 网络 的 发 展 ， 下 一 代 S D H 技 术 的 基 本 原 理 就 是 规 定 高 速 率

58、 S D H 中 的 若 干 S T M 一1 信 号 用 于 分 组 信 号 的 统 计 复 接 ，其 余 的 S T M 信 号 则 用 于 传 统 的 电路 交 换 信 号 ，这 样 S D H 设 备 就 能 同 时 支 持 电路 交 换 信 号 和 分 组 信 号 。基 于 这 种 新 技 术 的 系 统 能 将 多 种 网络 单 元 综 合 进 入 到 一 个 操 作 平 台 ，极 大 地 简 化 了 S D H 传 送 网 ，并 增 加 了 S D H 的 网络 功 能 ，可 以动 态 地 增 加 S D H 传 送 的 有 效 性 和 功 能 3。随 着 S D H 正 在 融

59、 合 路 由交 换 功 能 ，支 持 以太 网透 明 传 输 。下 一 代 S D H 的 发 展 主 要 基于 2 个 方 面 :( 1 ) IP 传 送 技 术 。 为 了适 应 IP 业 务 快 速 增 长 的 需 求 ，业 界 提 出 了 传 送 IP 的 3 种 方 案 ， 即 P O A (IP o v er AT M )、P O S (IP o ver S D H )、P O W (IP o ve r W D M )。其 中 P O S 就 是 将 S D H 与 IP 直 接 结 合 ， 获 得 了 广 泛 的 应 用 。IP o v e: S D H 又 称 P aek et

60、 o v er S D H ， 简 称 为 P O S 。 P O S 通 过 S D H 提 供 的 高 速 传 输 通 道 直 接 传 送 IP 数 据 业 务 。(2 ) S D H 也 开 始 扩 展 到 接 入 网 和 城 域 网 当 中 。 a.接 入 网S D H 技 术 在 核 心 网 中 己是 一 种 成 熟 的 技 术 。 随 着 宽 带 业 务 需 求 的 增 加 ， S D H 已开 始大 量 进 入 接 入 网 ，其 主 要 的 应 用 方 案 是 以 S D H 环 形 成 接 入 网 的 主 干 层 ，也 可 以通 过 S D H 环 或 点 到 点 等 方 式

61、直 接 连 接 大 集 团 用 户 ，集 团 用 户 通 常 采 用 L A N 组 建 用 户 驻 地 网 (C P N ); 其 次 是 以 S T M 一O 速 率 连 接 带 宽 要 求 不 太 高 的 用 户 ，目前 rr U 一T 己经 开 发 了 相 关 的 新 建 议 。 S D H 接 入 技 术 的 发 展 趋 势 也 是 要 支 持 IP接 入 ，如 携 带 语 音 业 务 量 外 ， 利 用 部 分 S D H 净 负 荷 来 传 送 IP 业 务 。b .城 域 网在 城 域 网 应 用 环 境 ， 综 合 考 虑 技 术 成 熟 程 度 、 成 本 和 可 靠 性 后 ， 以 S D H 为 基 础 的 多 业 务 传 送 平 台 (M S T P)将 在 可 以预 计 的 未 来 扮 演 主 要 角 色 。M S T P 是 将 传 送 节 点 与 各 种 业 务 节 点 融 合 在 一 起 ，构 成 具 有 更 大 融 合 程 度 、业 务 层 和 传 送 层 一 体 化 的 下 一 代 网 络 节 点 。 其 具 体 实 现 是 将 多 种