作  家: pony (找不着道的小马) on board 'CRC'
题  目: 现代通信中的几种传输速率
来  源: 哈尔滨紫丁香站
日  期: Mon Sep 22 18:12:04 1997
出  处: xmgu@hitcrc.hit.edu.cn

       现 代 通 信 中 的 几 种 传 输 速 率
 　 　 　   张家口通信学院 　 席婉华 

     最 近 几 年， 在 介 绍 的 各 种 数 据 通 信 时， 经 常 提 到
各 种 传 输 速 率，如 DS- 3、 STM-1、 OC-3、 E-3 等， 这 几 种 速
率 格 式， 有 么 区 别 与 联 系 呢? 本 文 将 针 对 速 率 及 其 所
相 关 的 技 术 和 原 理 进 行 阐 述。

          一、 准 同 步 数 字 系 列 PDH

     当 前 世 界 上， 主 要 有 两 种 不 同 的 PDH 系 列， 它 们 是
美 国 的 PDH 数 字 系 列 和 欧 洲 的 PDH 数 字 系 列。 

     1、 DS-1 格 式 的 美 国 标 准 数 字 系 列 

     DS-1 格 式 的 数 据 流 由 24 个 话 音 信 号 与 一 个 "成 帧" 
比 特 一 起 多 路 传 输， 组 合 成 一 个 1.544Mb/s 的 信 号， 每 
路 话 音 信 号 都 需 要 一 个 64Kb/s 的 信 号 流。 

     其 数 据 结 构 为 : 
     DS-1 格 式 的 数 据 流 结 构 

     多 路 复 用 器 接 收 一 定 数 目 的 DS-1 信 号 并 将 其 合 并
在 一 起， 从 每 个 "支 流" 中 取 出 一 个 比 特 并 将 其 放 入 较
高 等 级 的 数 字 流 中， 加 上 较 高 等 级 数 据 流 的 成 帧 比 特
， 这 就 构 成 了 PDH 的 美 国 标 准 数 字 系 列。 它 们 是 : 

 DS-1 1.544Mb/s
 DS-2 6.312Mb/s
 DS-3 44.736Mb/s
 DS-4 274.176Mb/s


     在 美 国， DS-1、 DS-2、 DS-3、 DS-4 分 别 又 称 为 T1、 T2、 
T3、 T4 格 式。

     2、 E-1 格 式 的 欧 洲 标 准 数 字 系 列 

     E-1 格 式 的 数 据 流 是 由 30 个 话 音 信 道 加 上 一 个 "成 
帧" 信 道 和 一 个 信 令 信 道 一 起 多 路 传 输， 组 合 成 一 个 
2.048Mb/s 的 信 号。 其 数 据 流 结 构 为 : 

     E-1 格 式 的 数 据 流 结 构 

     它 的 PDH 系 列 是 这 样 形 成 的， 多 路 复 用 器 接 收 一 定 
数 目 的 E-1 信 号， 并 将 其 合 并 在 一 起， 从 每 个 "支 流" 中 
取 出 一 个 字 节， 将 其 放 入 较 高 等 级 的 数 据 流 中， 加 上 
较 高 等 级 的 成 帧 字 节。 欧 洲 数 字 系 列 是 : 

 E-1 2.048Mb/s
 E-2 8.572Mb/s
 E-3 34.368Mb/s
 E-4 139.264Mb/s
 E-5 565Mb/s(非 标 准 的)


     由 于 准 同 数 字 系 列 (PDH) 只 有 地 区 性 的 数 字 信 号 速 
率 和 数 据 流 结 构 标 准 而 没 有 世 界 性 标 准， 比 如 北 美 的 
速 率 标 准 与 欧 洲 的 标 准 不 同， 且 互 不 兼 容， 这 就 造 成 
国 际 互 通 困 难， 因 此， 现 代 通 信 广 泛 采 用 同 步 数 字 系 
列 (SDH)。

          二、 同 步 数 字 系 列

     同 步 数 字 系 列 也 主 要 有 美 国 数 字 系 列 和 欧 洲 数 字 
系 列， 但 它 们 的 帧 结 构 相 似。 

     1、 SDH 同 步 数 字 系 列 

     SDH 同 步 数 字 系 列 中 保 留 了 8000 帧 / 秒 的 基 本 时 间 
常 数， 在 这 125us 中， 所 传 输 的 信 号 如 下 图 矩 形 所 示， 
它 由 9 行 × 270 列 组 成。 该 图 给 出 了 同 步 数 字 系 列 的 第 
一 级 格 式 即 (STM-1 格 式)， 所 有 的 信 息 都 是 以 字 节 的 形 
式 汇 集， 而 不 是 以 比 特 的 形 式， 字 节 从 标 "0" us 开 始， 
从 左 到 右， 从 上 到 下， 一 次 传 递 一 行。 

     STM — 1 格 式 的 SDH 结 构 由 图 中 可 知 : 

     STM-1=270 × 9 × 8 × 8000 帧 /s=155.520Mb/s 

     STM-1 信 号 格 式 的 帧 结 构 中 可 以 看 出， 主 要 包 括 三 个
区 域 : 段 开 销 区 域、 信 息 区 域， 指 示 字 区 域。 段 开 销 是 
指 STM-1 帧 结 构 中 为 了 保 证 信 息 净 负 荷 正 常 传 送 所 必 须 
的 附 加 字 节， 是 提 供 网 络 运 行， 管 理 和 维 护 而 使 用 的 字
节。 信 息 净 负 荷 是 指 帧 结 构 中 存 放 各 种 信 息 的 地 方。 指 
示 字 主 要 用 来 指 示 信 息 净 负 荷 的 第 一 个 字 节 在 STM-1 内 
的 准 确 信 置 以 便 在 接 收 端 正 确 地 分 解 .。 

     同 步 数 字 系 列 的 更 高 级 是 这 样 形 成 的 : 多 路 复 用 器 
接 收 N 个 基 本 速 率 信 号 (STM-1)， 使 它 们 在 高 级 的 数 字 系 
列 有 效 负 荷 区 进 行 字 节 交 织，加 上 N 倍 的 STM-1 的 传 送 开 
销， 然 后 写 上 适 当 的 新 的 开 销 和 指 示 字。 按 照 这 种 方 式 
产 生 的 同 步 传 输 模 块， 从 STM-1 的 155.52Mb/s 的 整 数 倍 向 上 
延伸。 如 下 : 

 STM-1 155.520Mb/s
 STM-3 466.560Mb/s
 STM-4 622.120Mb/s
 STM-5 933.120Mb/s
 STM-8 1244.160Mb/s
 STM-16 2488.320Mb/s


     这 个 标 准 是 由 国 际 电 报 电 话 咨 询 委 员 会 (CCITT) 1988 
年 制 定 的， 它 将 作 为 同 步 数 字 系 列 的 标 准。 

     2、 SONET 同 步 数 字 系 列 

     SONET 是 经 ANSI 制 定 的 美 国 标 准。 SONET 的 基 本 传 输 速 
率 为 OC-1，其 结 构 形 式 与 SDH 的 STM-1 相 似， 只 是 它 的 矩 阵 
由 9 行 × 90 列 构 成， 总 数 为 810 个 字 节。 可 以 计 算 出 : 

     OC-1=90 × 9X8 × 8000 帧 / 秒 =51.840Mb/s 

     SONET 的 更 高 级 数 字 系 列 是 OC-1 的 整 数 倍， 它 们 是 : 

 OC-1 51.840Mb/s
 OC-3 155.520Mb/s
 OC-9 466.560Mb/s
 OC-12 622.080Mb/s
 OC-18 933.120Mb/s
 OC-24 1244.160Mb/s
 OC-48 2488.320Mb/s


     有 时 OC-1、 oc-3 的 非 光 纤 传 输 也 叫 做 STS-1、 STS-3。

          三、 同 步 传 输 系 信 号 的 方 法

     同 步 传 输 数 字 系 统 SDH 为 了 把 更 低 速 率 的 信 号 (每 个 
信 号 有 其 自 身 的 开 销， 即 成 帧 信 号) 在 STM-1 中 传 输， 可 
以 把 STM-1 信 号 的 有 效 负 荷 再 分 组 划 分 成 能 运 输 某 种 速 
率 (这 种 速 率 通 常 比 STM-1 低) 的 信 号。 这 种 信 号 称 作 虚 拟 
容 器， 它 由 指 示 字 确 定。 (到 多 路 复 用 器 的 每 个 支 流 都 有 
一 个 在 时 间 上 既 不 与 其 它 支 流， 也 不 与 输 出 数 字 流 的 帧 
相 一 致 的 帧。 SDH 多 路 复 用 器 计 算 出 一 个 指 示 字， 指 示 出 
该 帧 放 在 同 步 传 输 方 式 第 一 级 STM-1 帧 的 何 处) 如 果 支 流 
相 对 于 STM-1 帧 而 移 动， 则 系 统 也 跟 着 改 变 指 示 字。 

     虚 拟 容 器 和 指 示 字 一 起 构 成 管 理 单 元， 数 个 管 理 单 
元 组 成 一 个 管 理 单 元 组。 

     STM-1 的 有 效 负 荷 的 分 组 划 分， 大 容 量 的 VC 用 以 传 送 
高 比 特 速 率 信 号， 以 保 障 其 带 宽。 通 常， 大 容 量 的 VC 加 
指 示 字 称 作 管 理 单 元 AU。AU 可 以 进 一 步 划 分， 以 传 送 更 
低 比 特 率 的 信 号， 它 是 由 较 小 的 VC 加 指 示 字 构 成 的。 这 
称 作 辅 助 单 元 (或 支 流 单 元) TU。 数 个 TU 组 成 一 个 支 流 单 
元 组。 

     VC 是 通 过 网 络 传 送 的 有 效 负 荷 的 实 体， 在 业 务 终 端 
处 (如 多 路 复 用 / 信 号 分 离 器) 产 生 和 解 除， 所 传 输 较 低 
速 率 的 信 号 被 映 射 入 与 所 需 带 宽 相 适 应 的 容 器 C 内， 必 
要 时， 使 用 单 比 特 判 断 时 钟 速 率 对 齐， 然 后 为 了 管 理 的 
目 的 加 入 通 路 开 销 (POH) 以 产 生 VC。 

     对 于 PDH 业 务， 信 号 是 连 续 的。 每 个 信 号 分 别 映 射 入 
与 其 相 适 应 的 VC， 如 果 这 样 的 几 个 VC 以 字 节 交 织 方 式 
交 织 入 SDH 的 有 效 负 荷 中， 每 个 VC 占 据 的 列 应 在 时 间 上 
相 对 均 匀 地 隔 开。 

     对 于 突 发 数 据 业 务， 例 如 要 在 ATM 上 传 送 的 那 种 业 
务， VC 的 进 一 步 划 分 安 排 为 单 个 突 发 之 间 交 织。 在 ATM 
情 况 下 每 个 突 发 叫 做 信 元，其 长 度 为 53 个 字 节。 将 VC 结 
构 保 留 下 来 并 指 定 一 个 完 整 的 VC 给 ATM 信 元 使 用。 

     下 图 为 STM-N 传 输 PDH 速 率 的 信 号 的 多 路 复 用 格 式 
(ETSI 格 式) 

     SDH 统 一 了 北 美 和 欧 洲 的 格 式， 将 做 为 同 步 传 输 的 
标 准 格 式。 另 外， ATM 异 步 转 移 模 式 与 SDH 同 步 传 输 技 
术 的 结 合， 将 是 电 信 技 术 的 发 展 方 向。 一 般 的 情 况 下， 
传 输 速 率 低 于 140Mb/s 的 使 用 同 轴 电 缆 做 传 输 介 质， 
155Mb/s 既 可 以 用 铜 线 也 可 以 采 用 光 纤， 而 更 高 的 速 率 
则 均 采 用 光 纤 做 传 输 介 质。

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