-
SDH
逻辑功能
ITU-T
采用功能参考模型的方法对
SDH
设备进行规范，它将设备所应完成的功能分解为各种基本的标准
功能块，功能
块的实现与设备的物理实现无关（以哪种方法实现不受限制），不同的设备由这些基本的功
能块灵活组合而成，以完成设备不同的功能。通过基本功能块的标准化，来规范了设备的标准化，同时也
使规范具有普遍性，叙述清晰简单。
以一个
TM
设备的典型功能块组成，来讲述各个基本功能块的作用，应
该特别注意的是掌握每个功能块所
监测的告警、性能事件，及其检测机理。如图
1-1
所示。
w
STM
A
SPI
T
TF
B
RST
C
MST
D
MSP
E
< br>MSA
F
HOI
140Mbit
/s
G.703
M
PPI
L
LPA
G
HPT
F
HPC
LOI
HOA
I
LPT
H
L
PC
H
HPA
G
HPT
2Mbit/s
34Mbit/s
G.703
K
PPI
J
LPA
F
注：以
2Mbi
t/s
为例
SEMF
OHA
OHA
接口
MCF
Q
接口
F
接口
P
D4—D12
SETS
N
< br>D1—D3
SETPI
外同步
图
1-1
SDH
设备的逻辑功能构成
为了更好地理解上图，对图中出现的功能块名称说明如下：
<
/p>
SPI
：
SDH
物理接口
TTF
：传送终端功能
RST
：再生段终端
HOI
：高阶接口
MST
：复用段终端
LOI
：低阶接口
MSP
：复用段保护
HOA
：高阶组装器
MSA
：复用段适配
HPC
：高阶通道连接
PPI
：
PDH
物理接口<
/p>
OHA
：开销接入功能
LPA
：低阶通道适配
SEMF
：同步设备管理功能
LPT
：低阶通道终端
MCF
：消息通信功能
LPC
：低阶通道连接
SETS
：同步设备时钟源
HPA
：高阶通道适配
SETPI
：同步设备定时物理接口
HPT
：高阶通道终端
图
4-5
为一个
TM
的功能块组成图，其信号流程是线路上的
STM-N
信号从设备
的
A
参考点进入设备依次
经过
A
→
B
→
C
→
D
→
< br>E
→
F
→
G
→
L
→
M
拆分成
140Mbit/s
的
PDH
信号；经过
A
→
B
→
C
→
D
→
E
→
F
→
G
→
H
→
I
→
< br>J
→
K
拆分成
< br>2Mbit/s
或
34Mbit/s
的
PDH
信号（这里以
2Mbit
/s
信号为例），在这里将其定义为设备
的收方向。相应的发方
向就是沿这两条路径的反方向将
140Mbit/s
和
2Mbit/s
、
34Mbit/s
的
PDH
信号复用
到线路
上的
STM-N
信号帧中。设备的这些功能是由各个基本功能块
共同完成的。
一
.SPI
：
SDH
物理接口功能块
SPI
是设备和光路的接口，主要完成光
/
电变换、电
/
光变换，提取线路定
时，以及相应告警的检测。
1.
信号
流从
A
到
B
—
—收方向
光
/
电转换，
同时提取线路定时信号并将其传给
SETS
（同步设备定时源功能块）
锁相，
锁定频率后由
SETS
再将定时信号传给其它功能块，以此作为它们工作的定
时时钟。
当
A
点的
STM-N
信号失效
（例如：<
/p>
无光或光功率过低，
传输性能劣化使
BE
R
劣于
10
-3
）
，
SPI
产生
R-LOS
告警（接收信号丢失），并将
R-LOS
状态告知
SEMF
（同步设备管理功能块）。
2.
信号流从
B
到
A
——发方向
< br>
电
/
光变换，同时，定时信息
附着在线路信号中。
三
.RST
：再生段终端功能块
RST
是
RSOH
开销的源和宿，
也就是说
RST
功能块在构成
SDH<
/p>
帧信号的过程中产生
RSOH
（发方向
）
，
并在相反方向（收方向）处理（终结）
RSOH
。
1.
收方向——信号流
B
到
C <
/p>
STM-N
的电信号及定时信号或
R-L
OS
告警信号
（如果有的话）
由
B
点送至
RST
，<
/p>
若
RST
收到的是
R-LOS
告警信号，即在
C
点处插
入全“
1
”（
AIS
< br>）信号。若在
B
点收的是正常信号流，那么
RST
开始搜寻
A1
和
A2
字节进行定帧，帧定位就是不断检测帧信号是否与帧头位置相吻
合。若连续
5
帧以上无法正确定位
帧头
，设备进入帧失步状态，
RST
功能块上报接收信号帧失步告警
R-OOF
。在帧失步时，若连续两帧正
确定帧则退出
R-OOF
状态。
R-
OOF
持续了
3ms
以上设备进入帧丢
失状态，
RST
上报
R-LOF
（帧丢失）
告警，并使
C
点处出现全“
1
”信号。
RST
对
B
点输入的
信号进行了正确帧定位后，
RST
对
S
TM-N
帧中除
RSOH
第一行字节外
的所有字节进
行解扰，解扰后提取
RSOH
并进行处理。
RST
校验
B1
字节，若检测出有误码块，则本端产生
RS-BBE
；
RST
同时将
E1
、
F1
字节提取出传给
OHA
（开销接入功能块）处理公务联络电话；将
D1
—
D3
提取传给
SEM
F
，处理
D1
—
D3
上的再生段
OAM
命令信息。<
/p>
2.
发方向——信号流从
C
到
B
RST
写
RSOH
，计算
B1<
/p>
字节，并对除
RSOH
第一行字节外的所
有字节进行扰码。设备在
A
点、
B
点、
C
点处的信号帧结构如图
1-2
：
270
?
N
1
9
STM-N
光信号
A
点
STM-N
电信号
B
点
9
?
N
C
点
图
1-2
A
、
B
、
C
点处的信号帧结构图
三
< br>.MST
：复用段终端功能块
MST
是复用段开销的源和宿，在接收方向处理（终结）
MSO
H
，在发方向产生
MSOH
。
1
）收方向——信号流从
C
到
D
MST
< br>提取
K1
、
K2
字节中的
APS
（自动保护倒换）协议送至
SEMF
，以便
SEMF
在适当的时候（例如故
障时）进行复用段倒换。若
C
点收到的
K2
字节的
b6
—
b8
连续
3
帧为
111
，则表示从
C
点输入的信号为
全“
1
”信号，
MST
功能块产生
MS-AIS
（复用段告警指示）告警信号。
MS-AIS
的告警是指在
C
点的信号为全“
1
”。
它是由
R-LOS
，
R-LOF
引发的，
因为当
RST
收到
R-LOS
、
R-LOF
时，
会使
C
点的信号
为全“
1
”，
那么此时
K2
的
b6
—
b8
当然是“
111
”
了。另外，本端的
MS-
AIS
告警还可能是因为对端发过来的信号本身就是
MS-AI
S
，即
发过来的
STM-N
帧是由有效
RSOH
和其余部分为全“
1
”信号组成的。
若在
C
点的信号中
K2
为
110
，则判断为这是对端设备回送回来的对告信号：<
/p>
MS-RDI
（复用段远端失效
指示），
表示对端设备在接收信号时出现
MS-AIS
、
B2
误码过大等劣化告警。
MST
功能块校验
B2
字节，检测复用
段信号的传输误码块，若有误块检测出，则本端设备在
MS-BBE
性
能事件中显示误块数，向对端发对告信息
MS-REI<
/p>
，由
M1
字节回告对方接收端收到的误块
数。
若检测到
MS-AIS
或
B2
检测的误码块数超越门限（此时
MST
上报一个
B2
误
码越限告警
MS-EXC
），则
在点<
/p>
D
处使信号出现全“
1
< br>”。
另外，
MST
将同步状态信息
S1
（
b
5
—
b8
）恢复，将所得的同步质量等
级信息传给
SEMF
。同时
MST
将
D4
—
D12<
/p>
字节提取传给
SEMF
，
供其处理复用段
OAM
信息；
将
E2
提取出来传给
OHA
，
供其处理复用段
公务联络信息。
2
）发方向——信号流从
D
到
C
MST
写入
MSOH
：从
OHA
来的
E2
；从
SEMF
来的
D4
—
D12
；从
MSP
来的
K1
、
K2
写入相应
B2
字节、
S1
字节、
M1
等字节。若
MST
在收方向检测到
MS-
AIS
或
MS-EXC
（
B2
），那么在发方向上将
K2
字节
b6
—
b8
< br>设为
110
。
D
点处的信号帧结构如图
1-3
所示。
< br>
270×
N
9×
N
< br>图
1-3
D
点处的信号帧结构图
图
4.8 AUG
再生段和复用段的名字听得多了，但再生段和复用段究竟指什么呢？
再生段是指在两个设备的
RST
之间的维护
区段（包括两个
RST
和它们之间的光缆）。
< br>复用段是指在两个设备的
MST
之间的维护区段（包括两
个
MST
和它们之间的光缆）。
……
MST
RST
SPI
……
RS
（再生段）
MS
（复用段）
SPI
R
ST
MST
…
…
图
，复用段处理
4.9
再生段只处理
STM-N
帧的
RSOH
STM-N
帧的
RSOH
和
MSOH
。
四
.MSP
：（复用段保护功能块）<
/p>
MSP
用以在复用段内保护
STM-N
信号，防止随路故障，它通过对
STM
-N
信号的监测、系统状态评价，
将故障信道的信号切换到保护
信道上去（复用段倒换）。
ITU-T
规定保护倒换的时间控制
在
50ms
以内。
< br>复用段倒换的故障条件是
R-LOS
、
< br>R-LOF
、
MS-
AIS
和
MS-EXC
（
B2
），要进行复用段保护倒换，设备必
须要有冗余
（备用）的信道。以两个端对端的
TM
为例进行说明，如图
1-4
所示。
设
备模型为：
主
TM
备
< br>TM
功能块模型为：
M
S
A
M
S
P
MST
备
用
信
道
MST
主信道
MST<
/p>
M
S
M
S
A
MST
P
图
1-4
TM
的复用段保护
< br>图
4.10
1.
收方向——信号
流从
D
到
E
若
MSP
收到
MST
< br>传来的
MS-AIS
或
SEMF
发来的倒换命令，将进行信息的主备倒换，正常情况下信号
流从
D
透明传到
E
。
2.
发方向——信号流从
E
到
D
E
点的信号流透明的传至
D
，
E
点处信号波形同
D
点。
常见的倒换方式有
1+1
、
1:1
和
1:n
。以图
1-5
的设备模型为例：
1
＋
1
指发端在主备两个信道上发同样的信息
（并发）
，
收端在正常情况下选收主用
信道
上的业务，
因为主备信道上的业务一模一样
（均为主用业务）
，
所以在主用信道损坏时，
通过切换选收备用信道而使主用业务得以恢复。此种倒换方式又叫做单端倒换（仅收端
切换），倒换速度快，但信道利用率低。
1
∶
1
方式指在正常时发端在主用信道上发主
用业务，在备用信道上发额外业务（低级别
业务），收端从主用信道收主用业务从备用信
道收额外业务。当主用信道损坏时，为保
证主用业务的传输，发端将主用业务发到备用信
道上，收端将切换到从备用信道选收主
用业务，此时额外业务被终结，主用业务传输得到
恢复。这种倒换方式称之为双端倒换
（收
/
发两端均进行切换），倒换速率较慢，但信道利用率高。由于额外业务的传送在主
用
信道损坏时要被终结，所以额外业务也叫做不被保护的业务。
1
∶
n
是指一条备用信道保护
n
条主用信道，这时信道利用率更高，但一条备用信道只能
同时保护一条主用信道，所以系统可靠性降低了。
五
.MSA
：复用段适配功能块
MSA
的功能是处理和产生
AU-PT
R
，以及组合
/
分解整个
STM-N
帧，即将
AUG
组合
/
分解为
VC4
< br>。
1.
收方向——信号流从<
/p>
E
到
F
首先，
MSA
对
AUG
进行消间插，将
AUG
分成
N
个
AU-4
结构，然后处理这
N
个
AU-4
的
AU
指针，若
AU-PTR
的值连续
8
帧为无效指针值或
AU-P
TR
连续
8
帧为
NDF
反转，此时
MSA
上相应的<
/p>
AU-4
产生
AU-LOP
告警，并使信号在
F
点的相应的通道上（
VC4
）输出为全“
1
”
。若
MSA
连续
3
帧检测出
H1
、
H2
、
H3
字节全为
1
，则认为
E
点输入的为全“
1
”信号，此时
MSA
使信号在<
/p>
F
点的相应的
VC4
上输出
为全“
1
”，并产生相应<
/p>
AU-4
的
AU-
AIS
告警。
2.
< br>发方向——信号流从
F
到
E <
/p>
F
点的信号经
MSA
定位和加入标准的
AU-PTR
成为
AU-4
，
N
个
AU-4
经过字节间插复用成
AUG
。
F
点的
信号帧结构如图
1-5
所示。
1
1
VC4
9
261<
/p>
图
1-5
F
点的信号帧结构图
六
.TTF
：传送终端功能块
前面讲过多个基本功能经过灵活组合，可形成复合功能块，以完成一些较复杂的工作。<
/p>
SPI
、
RST
、<
/p>
MST
、
MSA
一起构成了复合功能块
TTF
，它的作用是在收方向对
STM-N
光线路进行光
/
电变
换（
SPI
）、处理
RSOH
（
RST
）、
处理
MSOH
（
MST
）、对复用段信号进行保护（
MSP
）、对
AUG
消
间插并处理指针
AU-PTR
，最后输出
N
个
VC4
信号；发方向与此过程相反，进入
TTF
的是
VC4
信号，
从
TTF
输出的是
STM-N
的光信号。
七
.
HPC
：高阶通道连接功能块
HPC
实际上相当于一个交叉矩阵，
它完成对高阶通道
VC4
进行交叉连接的功能，
除了信号的交叉连接外，
信号流在
HPC
中是透明传输的（所以
HPC
的两端都用
F
< br>点表示）。
HPC
是实现高阶通道
DXC
和
ADM
的关键，其交叉连接
功能仅指选择或改变
VC4
的路由，不对信号进行处理。一种<
/p>
SDH
设备功能的强大与
否主要是由其交
叉能力决定的，而交叉能力又是由交叉连接功能块即高阶
HPC
、低阶
LPC
来决定的。为
了保证业务
的全交叉，
图
4-6
中的
HPC
的交叉容量最小应为
2N VC4
×
2NVC4
，
相当于<
/p>
2N
条
VC4
入
线，
2N
条
VC4
出线。
八
.HPT
：高阶通道终端功能块
从
HPC
中出来的信号分成了两种路由：一种进
HOI
复合功能块，输出
140Mbit/s
的
PDH
信号；一种进
HOA
复合功能块，再经
LOI
复合功能块最终输出
2Mbit/s
的
PDH
信
号。不过不管走哪一种路由都要先经
过
HPT
< br>功能块，两种路由
HPT
的功能是一样的。
HPT
是高阶通道开销的源和宿，形成和终结高阶
虚容器。
1.
收方向——信号流从<
/p>
F
到
G
终结<
/p>
POH
，检验
B3
，若有误码块则在本端性能事件中
HP-BBE
显示检出的误
块数，同时在回送给对端的
信号中，将
G1
字节的
b1
—
b4
设置为检测出的误块数，以便发端在性能事件
HP-
REI
中显示相应的误块
数。
G1
的
b1
—
b4
值的范围为
0
—
15
，而
B3
只能在一帧中检测出最多
8
个误码块，也就是
< br>说
G1 b1
—
b4
的值
0
—
8
表示检测
0
—
8
个误码块，
其余
7
个值<
/p>
（
9
—
15
）
均被当成无误
码块。
HPT
检测
J1
和
C2
字节，若失配（应收的和所收的不一致）则产生
HP-TIM
、
HP-SLM
告警，使信号在
G
点相应的通道上输出为全“<
/p>
1
”，同时通过
G1
的
b5
往发端回传一个相应通道的
HP-RDI
告警。若检查到
C2
字节
的内容连续
5
帧为
00000000<
/p>
，则判断该
VC4
通道未装载，于是使信
号在
G
点相应的通道上输出
为全“
1
”，
HPT
在相
应的
VC4
通道上产生
HP-
UNEQ
告警。
H4
字节的内容包含有复帧位置指示信息，
HPT
将其传给
HOA
复合功能块的
HPA
功能块（因为
H4
的复
帧
位置指示信息仅对
2Mbit/s
有用，对
140Mbit/s
的信号无用）。
2.
发方向——信号流从
G
到
F
HPT
写入
P
OH
，计算
B3
，由
< br>SEMF
传相应的
J1
和
C2
给
HPT
写入<
/p>
POH
中。
G
点的信号形状实际上是
C4
信号的帧，
这个
C4
信号一种情况是由
140Mb
it/s
适配成的；另一种情况是
由
2
Mbit/s
信号经
C12
→
VC12
→
TU-12
→
TUG-2
→
TUG3
→
C4
这种结构复用而来的。
下面我们分别予以讲
述。
先讲述由
140Mbit/s
的
PDH
信号适配成
1
的
C4<
/p>
，
G
点处的信号帧结构如图
1-6
所示。
1
260
1
C4
9
图
1-6
G
点的信号帧结构图
九
.LPA
：低阶通道适配功能块
LPA
的作用是通过映射和去映射将
PDH
信号适配进
C
，或把
C
信号去映射成
PDH
信号，其功能类似于
PDH
踎
C
，此处指
140Mbit/s
踎
C4
。
十
.PPI
：
PDH
物理接口
功能块
PPI
的功能是作为
PDH
设备和携带支路信号的物理传输媒质的接口，主要功能是进行码型
变换和支路定
时信号的提取。
1.<
/p>
收方向——信号流从
L
到
M
将设备内部码转换成便于支路传输的
PDH
线路码型，
如
HDB3
（
2Mbit/s
、
34Mbit/
s
）
、
CMI
（
140Mbit/s
）
。
2.
发方向——信号流从
M
到
L
将
PDH
线路码转换成便于设备处理的
NRZ
码，
同时提取支路信号的时钟将其送给
SETS
锁相，
锁相后的
时钟由
S
ETS
送给各功能块作为它们的工作时钟。
< br>当
PPI
检测到无输入信号时，会产生支路信号丢失告警
T-ALOS
（
2Mbit/s
）或
EXLOS
（
3
4Mbit/s
、
140Mbit/s
），表示设备支路输入信号丢失。
十一
.HOI
：高阶接口
此复合功能块
由
HPT
、
LPA
、
PPI
三个基本功能块组成。完成的功能是将
140Mbit/s
的
PDH
信号
踎
C
?
踎
VC4
。
下
面讲述由
2Mbit/s
复用进
C4<
/p>
的情况。
：高阶通道适配功能块
此时，
G
点处的信号实际上是由
TUG3
通过字节间插而成的
C4
信号，
而
TUG3
又是由
TUG2
通过字节间
插复合而成的，
TUG2
又是由
TU12
复合
而成，
TU12
由
VC12+TU-
PTR
组成的。见第二节附图。
HP
A
的作用有点类似
MSA
，只不过进行
的是通道级的处理
/
产生
TU-PTR
，将
C4
这种信息结构拆
/
分成
TU12
（对
2Mbit/s
的信号而言）。
2.
收方向——信号流从
G
到
H
首先将
C4
< br>进行消间插成
63
个
TU-12
，然后处理
TU-PTR
，进行
VC12
在
TU-12
中的定位、分离，从
H
点流出的信号是
63
个
VC12
信号。
HPA
若连续
3
帧检测到
V1
、
V2<
/p>
、
V3
全为
“<
/p>
1
”
，
则判定为
相应通道的
TU-AIS
告警，
在
H
点使相应
VC12
通道信号输出全为“
1
”。若
HPA
连续
8
帧检测到
TU-PTR
为无效指针或
NDF
反
转，则
HPA
产生相应
通道的
TU-LOP
告警，并在
H
点使相应
VC12
通道信号输出全为“
1
”。
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