STM-1与STM-N帧结构详解

电视信号的传输是一帧一帧进行的。在传输每一帧内的像素时，其顺序是从上到下、从左到右，每秒钟传输25帧，帧周期为0.04s。与此相类似，SDH信息流的传输也是分成一帧一帧的信息块依次传输的。在传输每一个信息块内的信息时，其顺序也是从上到下、从左到右，每秒传输800帧，帧周期为125μs。SDH的帧结构是以字节（B，1B等于8bit）为单位的矩形块状帧结构。

1.STM-1（基帧）帧结构

STM-1信息块的传输速率为155.520Mbit/s，其帧结构有9行，270列共计2430B（共计19440bit）组成。其结构示意图如图3-41所示。

由图3-41可见，STM-1的帧结构分为两个部分、4个区域。右边261列属于净负荷区，为数字信源信息；左边9列则是用于运行、管理和维护的字节。

图3-41 STM-1的帧结构

（1）段开销（SOH）比特区域：段开销又可分为再生段（中继段）开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。RSOH用于再生段终端间操作、管理、维护和配置（OAMP）数据的传输通道；MSOH则用于复用段终端即复用设备间的OAMP数据通道，它们在STM-1帧结构中前9列的位置，如图3-42所示。

各字节的功能如下：

A1、A2为帧定位字节，共6B，用于识别帧的起始位置；

B1、B2为比特交织奇偶校验字节，分别用作再生段和复用段误码检测；

图3-42 STM-1开销字节分配

a）段开销 b）通道开销

D1～D12为数据通信信道（DCC），用来构成SDH管理网（SMN）的信息传输信道，在网元之间传输OAMP信息。其中D1、D2和D3用于再生段之间传输OAMP信息，D4～D12用于复用段终端之间传输OAMP信息；

E1、E2为公务字节，用来提供64kbit/s的公务通信信道。E1属于RSOH，E2属于MSOH，分别提供再生器、复用设备之间的公务通信；

F1为使用者信道，保留为使用者（通常指网络提供者）专用，例如为特定维护目的而提供临时的数据、语音通道连接；

J0为再生段踪迹字节，用来重复地发送段接入点识别符，使段接收机以此确认与指定的发送机连续的连接。J0在老设备中以C1表示，是给予各STM-1的特定编号。在STM-N中可利用C1识别特定的STM-1；(www.xing528.com)

K1（b1～b5）为自动保护倒换（APS）信道，用做复用段保护的APS信令；

K2（b6～b8）为复用段远端失效指示（MS-RDI），用来向发送端回送指示信号，以表示接收端检测到输入失效或正在接收复用段告警指示信号（MS-AIS）；

M1为复用段远端差错指示（MS-REI），用来向复用段发送端回传接收端的误码检测结果，字节的值对应于复用段BIP-24检出的误块数；

S1（b5～b8）为同步状态，用于表示SDH网元的时钟同步状态；

△为与传输媒介有关的特征字节，用于与传输媒介有关的特殊需要，例如微波SDH中的保护倒换的早期告警，自适应发信功率控制等信息的传输；

×为保留字节，分为国内和国际标准使用两部分。图3-42中未标明用途的空白字节保留给将来的国际标准使用。

（2）管理单元指针（AUPTR）：是管理单元的主要组成部分，它放置在每帧前9列的第4行（其组成及作用将在下面叙述）。

（3）通道开销（POH）：提供与各类虚容器相关的通道管理与维护信息，接收端通过对POH的解读，可以了解容器C中的数据是否得到正确传输、双向通道对端（发送端）的收信误码情况及工作状态等。

2.N阶同步传输模块（STM-N）的帧结构和段开销

N阶同步传输模块信号一般是由STM-1信号按列间插复接而成，因此STM-N信号的帧结构组成相对简单一些，如图3-43所示，STM-N信号的帧结构由9行、270×N列组成。为方便起见，可以认为其段开销区域包含9×9×N字节，净负荷区域包含9×261×N字节。

图3-43 STM-N信号的帧结构

以字节间插方式构成高阶STM-N（N>1）的段开销时，第1个STM-1的段开销被完全保留，其余N-1个STM-1的段开销仅保留帧同步字节A1、A2和用于BIP-24的B2字节，其他已安排的字节（B1、E1、P1、K1、K2、D1～D12）均应略去。

3.指针

SDH传输系统中的各个复用器亦可能选用不同的时钟源，所以在SDH传输系统中也存在码速调整问题。此处应注意，制式取名SDH中的同步是指不同阶次的STM传输速率的倍数关系，并不是指系统中所有支路信号的时钟来源相同。如前所述，容器的输出数据，上通道开销（POH）形成虚容器（VC）。VC的帧结构在SDH传输系统的收、发信端之间，即整个传输通道中将保持不变。但是VC在传输途中可能要经过路由转接、高次群复用等处理，完成这些处理的SDH复用器时钟和VC时钟的来源不同时，就需再次进行码速调整，使VC的时钟速率和传输途中各复用器的时钟速率同步。在SDH中，解决这种同步的方法是在支路单元（TU）或管理单元（AU）中安排正码速调整字节，在指针中安排负码速调整字节，利用这些字节进行正、负码速调整。此外，允许被调整VC在SU或TU中的位置可变，可进行相位调整。并利用指针值指出VC的首字节在AU或TU中的位置，以方便跳级分接或快速分接，克服PDH需要逐级分接的缺点。

指针是SDH和PDH复用方式的重要差别之一。