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发信人: jcy (俏皮小花仙), 信区: Communication
标 题: 探讨在SDH中应用一种新的映射技术
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年06月17日18:44:10 星期天), 站内信件
【摘要】 在实施一个SDH专用产品开发项目中，为了解决非标准速率支路在SDH中
的映射问题，采用了新的映射技术。新的映射技术保留了SDH所具有的优点，克服
了SDH信道利用率低、电路复杂、成本高的缺点，实现了非标准速率支路信号在
SDH设备中直接传输。
关键词： SDH 映射 开销 码速调整 分插复用 非标准速率支路
1 前 言
SDH是国际电联（ITU）八十年代后期提出的一种崭新的数字通信体系，由于它
具有卓越的性能和显著的优点，在中国和全世界得到迅猛发展。尽管SDH优点很多
，但也不能否定它有一些缺点。具体说来有：SDH技术在频带利用率上不如传统的
PDH技术；同PDH相比，SDH传输设备复杂，需要采用更大规模专用集成电路实现其
电路，成本代价较高；网管复杂等。本文介绍在一个专用产品开发项目中，为了解
决非标准速率支路（4 096 kb/s）在SDH中映射问题，采用了新的映射技术。由于
采用新的映射技术，提高了SDH的传输容量，简化了SDH所需的复杂电路，大幅度降
低了产品的成本。
2 新的映射技术的原理及特点
2.1 新的映射技术的原理
在SDH复用映射结构图中，不同速率的PDH支路信号复用映射过程简述如下：
2 M支路通过C-12，映射到VC-12，63个VC-12间插复用成VC-4，最后成为STM-1；34
M支路通过C-3，映射到VC-3，3个VC-3间插复用成VC-4，最后成为STM-1；140 M支
路通过C-4，映射到VC-4，最后成为STM-1。如图1所示。
图1 SDH复用映射结构图
在新产品开发项目中，4 096 kb/s支路的复用映射路线是象140 M支路那样。
先把4 M支路复接后，再通过C-4，映射到VC-4，最后成为STM-1。在SDH帧结构中，
C-4的容量是260列X9行=2340字节， 速率为2340×64 kb/s=149.76 Mb/s。对于4
096 kb/s支路信号，利用比较简单的复用电路，我们可以把异步4 096 kb/s支路信
号通过码速调整，变成同源的4 160 kb/s的速率，再以字节总线间插方式把36个
4 M支路复接成149.76 Mb/s的群路信号，装入C-4。由于群路信号的速率与C-4容量
相等，完成这一步就不象140 M支路装入C-4需要码速调整。C-4装入36个4 096
kb/s支路信号后，通过相关电路加上VC-4的POH 9个字节和SOH 81个字节，成为
STM-1。复接后的149.76 Mb/s信号（或C-4）在设备中是以8位总线方式出现的，这
个总线速率为149.76/8=18.72 Mb/s，正好等于在19.44 Mb/s总线中扣除了81个
SOH字节和9个VC-4的POH字节。18.72 Mb/s总线是经过技术处理过的，是均匀的，
不带缺口的。 这样有利于4 M支路信号在总线上分离和插入。在新开发的设备中，
把18.72 Mb/s总线分为36个时隙，每个时隙可安排一个4 160 kb/s支路信号。4
096 kb/s支路信号进入设备，先作码速调整，由4 096 kb/s调整到4 160 kb/s，
并且变为8位总线，然后按照时隙配置，进入18.72 Mb/s总线，插入到36个时隙中
指定的时隙位置上。从总线上分离支路信号的过程是上述的逆过程。由此可以看出
，支路信号到群路信号的分复接是按时隙配置控制的，每个支路信号可以实现灵活
上下，有交叉功能。设备中实际安排了 33 个时隙给 4 M支路，还有3个时隙安排
给6个2 M支路，2 M速率是4 M的一半，即1个时隙可装入2个2 M支路，2 M支路进入
设备，先作码速调整，然后每2个2 M占用总线的1个时隙，即1个2 M支路占用半个
时隙。设备背板采用通用总线结构，4 M支路盘的位置可以插2 M支路盘，新开发的
SDH设备方框图如图2所示。
图2 新开发的SDH设备方框图
2.2 新的映射技术的特点
2.2.1 新的映射技术可使SDH设备直接传输非标准速率支路信号
ITU-T建议规定可直接映射进入SDH的支路信号,有2 M、34 M、140 M和1.5 M、
6 M、45 M。而现实中所需要传输的支路信号不只这几种。目前国内外各厂家的交
换机产品，其模块间的传输速率共4种：2.048 M、4.096 M、8.192 M和 32.768 M
，其中3种不是ITU-T G.707建议规定的速率。例如：贝尔S1240交换机用的是4.096
M，大唐SP30和华为C&C08交换机用的是2.048 M和32.768 M。另外广电部需要8.
448 M的信道传输电视信号，以太网用10 M、100 M速率传递数据，都不是ITU-T建
议规定的速率。如果使用SDH设备传输这些非ITU-T G.707建议标准速率信号，须增
加码速调整或复用设备，使其速率转变为ITU-T G.707建议规定的速率。如果增加
码速调整或复用设备，会增加支路信号的传输损伤，而且增加了整个设备的成本。
采用新的映射技术，直接传输非标准速率支路信号，就可解决上述问题。
2.2.2 采用新的映射技术，SDH设备更加灵活
在SDH传输系统中，容器C-4内的信息是透明传输的。ITU-T建议没有规定C-4的
内容和信息格式。我们按实际需要设计C-4内的帧结构，把非G.707建议标准速率支
路信号安排进C-4。前面已说过，C-4的容量为149.76 Mb/s，其8位总线速率为18.
72 Mb/s。把8位总线平均分为若干时隙，只需每个时隙速率高于欲传输的支路信号
速率即可，利用正码速调整技术把支路信号速率提高，然后安排在指定的时隙上，
例如：
将总线平均分为36个时隙，就可以使STM-1 传输36个4 096 kb/s支路；
将总线平均分为72个时隙，就可以使STM-1 传输72个2 048 kb/s支路。
将总线平均分为64个时隙，就便于安排欧洲数字系列PDH的4种速率支路，2 M
、8 M、34 M、140 M都能在SDH中传输，2 M支路能传64个、8 M支路能传16个、
34 M支路能传4个、140 M支路能传1个。其中2 M、8 M、34 M支路能灵活上下，有
交叉功能。45 M支路也能传输，在C-4中能安排3个，每个45 M占用20个时隙。这种
设计并没有充分利用C-4的传输容量，每种支路在码速调整时要插入大量比特，增
加它的速率，这种设计称为第一种设计，具体为：
支路速率 分配时隙 码速调整后速率 速率增加%
2 M 1 2.34 Mb/s 14%
8 M 4 9.36 Mb/s 11%
34 M 16 37.44 Mb/s 8.9%
45 M 20 46.80 Mb/s 4.6%
140 M 64 149.76 Mb/s 7.5%
再重新设计一种C-4的内部结构，称为第二种设计，可以充分利用C-4的传输容
量，具体如下：在STM-1帧结构中，将C-4的260列X9行分成两部分，一部分为18列
X9行，一部分为242列X9行，前者的容量为10.368 Mb/s；后者的容量为139.392
Mb/s，前者能安排进去4个2 M支路或1个8 M支路，还能安排进去一些低速数据通道
；后者平均分为64个时隙，使2 M、8 M、34 M、140 M、45 M都能在SDH中传输，具
体为：
支路速率 分配时隙 码速调整后速率 速率增加%
2 M 1 2.178 Mb/s 6.3%
8 M 4 8.712 Mb/s 3.1%
34 M 16 34.848 Mb/s 1.4%
45 M 21 45.738 Mb/s 2.2%
140 M 64 139.392 Mb/s 0.9%
第二种设计比第一种设计多提供4个2 M支路和一些低速数据通道，在STM -1
中能够传输68个2 M支路，比较好地利用了C-4的传输容量。
由此可见，新的映射技术既可以用于非标准速率支路信号传输，又可以用于标
准速率支路信号传输，设计人员使用新的映射技术，能设计出满足实际需要的各种
映射结构，十分灵活。
2.2.3 新的映射技术可增大SDH设备传输容量
SDH为了使世界上欧洲和北美两大PDH数字系列在STM-1等级上获得统一，在规
定的支路映射格式中都有许多固定塞入比特，另外各级虚容器的开销也占用了一些
比特，这就迫使SDH设备传输净荷的效率降低了，在信道利用率上不如PDH。这是
SDH的一大缺点。采用新的映射技术可使SDH设备克服这一缺点，使SDH设备传输净
荷的效率达到相当于PDH设备的传输效率水平。在中国电信传输领域，PDH采用的是
欧洲数字系列，不存在两大PDH数字系列兼容问题，为中国国内电信市场设计适用
于中国国情的SDH设备，这一问题是否值得考虑？
在新开发的SDH设备上可以传输36个4.096 M支路，如果把该设备的4.096 M支
路盘全部换成2.048 M支路盘，就可以传输72个2.048 M支路信号，比ITU-T建议
STM-1的传输容量为63个2 M多9个2 M，相当于设备传输容量增加了14%。上一节介
绍的第二种映射方法，使SDH设备可传输欧洲数字系列 1 次群～ 4 次群的支路信
号，对不同支路信号，传输容量都有所增加。其中8 M、34 M的传输容量大幅度增
加，见下表。
支路
速率 按G.707建议规
定映射的传输容量 按新的映射
的传输容量 传输容量
增加百分比
2 M 63个 64个+4×2M2) 7.9%
8 M 12个1) 16个+4×2M2) 41.6%
34 M 3个 4个+4×2M2) 41.6%
140 M 1个 1个+4×2M2) 6.2%
注：1) 需使用8 M/34 M复用器。
2) 附加4个2 M支路，但这4个2 M支路没有交叉功能。
2.2.4 新的映射技术可大幅度地降低SDH设备的成本
按ITU-T建议规定映射，其电路非常复杂，采用常规集成电路和可编程逻辑器
件去实现映射功能非常困难。这是SDH技术的另一大缺点。通常，支路映射功能的
实现都采用专用集成电路，目前2M、34 M、140 M支路映射都有专用集成电路，但
成本较高。以2M支路映射为例，一片2个2M支路映射的专用集成电路大约400元左右
。新开发的设备有2M支路盘，采用新的映射技术，使自己开发的FPGA，一片FPGA加
上一片PROM共200元，可以做成5个2M支路的映射和解映射。再说开销处理电路，几
个厂家不同型号的开销处理专用集成电路都在千元以上，新开发的设备使用自己开
发的可编程逻辑器件和常规集成电路，在接收部分完成了从STM-1中分离C-4，形成
总线，并做了平滑处理，使其没有缺口；在发送部分完成了产生开销字节并与C-4
合成，形成STM-1的帧结构。所用的集成电路成本300多元。大概估算一下，采用新
的映射技术做成的STM-1设备比目前公司生产的155 M设备，成本能降低一半。如此
低廉的成本给我们带来更大的利润，也让我们开发的产品更具有市场竞争力。
总之，新的映射技术保留了SDH所具有的优点，例如各种支路在传输网各个节
点能灵活上下，有交叉功能等；克服了SDH信道利用率低，电路复杂，成本高的缺
点，实现了非标准速率支路信号在SDH设备中直接传输。使得SDH传输技术更加完善
。
3 新的映射技术的推广应用
新的映射技术最适合应用于开发非标准速率支路信号的SDH专用传输设备，但
也可以用于开发SDH标准速率支路信号的传输设备。就目前市场需要考虑，有三种
产品可用新的映射技术开发，即传输电视节目的SDH传输设备、内置于接入和交换
设备的SDH传输设备、低价位的经济型SDH传输设备。
3.1 为广电部传输电视节目，开发有8 M、34 M、45 M支路的SDH设备
广电部为了传输电视节目，需要有8M、34 M、45 M支路的SDH传输设备。34 M
、45 M支路是SDH标准速率，在SDH设备上传输没有问题。8M支路是非标准速率支路
，通常的方案是利用现有SDH设备提供34 M、45M支路信道，8M支路通过外加的设备
，以PDH方法复接到34 M或45 M，送入SDH设备传输。这个方案有一些缺点，首先，
8M支路通过8M/34 M或8M/45 M复接器会增加传输损伤。其次，8M支路是通过一次复
接和一次映射进出群路，8M支路就不能完全实现灵活上下和交叉功能。再次，传输
容量的利用率不高。如果用8M/34 M复接器，STM-1只能传12个8M；如果用8M/45 M
复接器，在解决了5个8M复接成45 M的问题后，STM-1能传15个8M。最后，由于采用
了外加的复接设备，增加了整个设备的成本，传输容量还不如140 M PDH设备，性
能价格比较低，市场竞争力就差。
采用新的映射技术就能解决上述问题。8 M支路进出群路是一次完成的，能灵
活上下，有交叉功能；这样的设备能给用户提供16个8 M，另外附加1个8 M或4个
2 M和一些低速数据通道给用户使用；8 M支路盘与34 M支路盘或45 M支路盘共用一
种背板总线，能够灵活互换；估计成本是现行方案的一半。
3.2 为交换机或接入网设备开发内置式 SDH 传输设备
采用新的映射技术能开发出传输容量为72个2M的STM-1设备，而且成本很低，
适用于交换机或接入网设备内部使用。除了2M支路之外，4.096 M、8.192 M和32.
768 M也是交换机模块间的传输速率，都可以采用新的映射技术开发出满足用户要
求的、低成本的SDH传输设备。
3.3 为不发达地区和农村本地网开发低价位的经济型SDH传输设备
与开发新的内置式SDH设备相似，开发新的通用SDH传输设备，它具有SDH的基
本功能，传输容量大于63个2M，但只有PDH的价格，它的成本远低于目前市场上的
155 Mb/s产品，具有很强的市场竞争力。这种新产品的市场定位于不发达地区和农
村本地网，可以对原来PDH产品的本地网进行改造，用PDH价位的SDH产品，为他们
的PDH本地网升级换代。
新的映射技术具有广泛的应用范围，因为它非常灵活，我们可以按实际需要设
计C-4内的帧结构，把非标准速率支路信号安排进C-4。比如说用SDH为以太网提供
10 M和100
--
缘分就是两个人都能读懂对方
缘分就是两个人都在瞬间看懂了对方的眼神�
Nothing in the life is to be feared
It is to be understood
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