中國網(wǎng)通江西分公司運維部 秦保根
摘要：PDH由于價格低廉，目前在運營商大客戶接入、移動通信的基站傳輸?shù)确矫娴玫綇V泛使用。但在實際運行中PDH存在著難以網(wǎng)管、無法與本地網(wǎng)中心機房公務(wù)通信、布線多不方便電路調(diào)度、占用大量機架空間等諸多問題。本文結(jié)合SDH的技術(shù)特點，提出了實現(xiàn)PDH在本地傳輸網(wǎng)SDH節(jié)點匯聚及網(wǎng)管一體化改造的建議。
關(guān)鍵詞：PDH、SDH；互聯(lián)與網(wǎng)管；一體化
一、概述
運營商大客戶的業(yè)務(wù)接入由于PDH價格低廉，為最低端155MSDH價格的1/5至1/6，越來越廣泛地得到使用。例如，運營商大客戶接入、IP電話超市等主要采用的是傳統(tǒng)的PDH傳輸設(shè)備點對點的星狀接入；在移動通信中，一個本地網(wǎng)要建幾百甚至上千個基站，其傳輸也大都采用PDH。這些應(yīng)用基本上是在本地網(wǎng)SDH分插復用（ADM）節(jié)點上，通過DDF架用2M同軸電纜跳線將PDH與SDH的2M信號進行端口的硬互聯(lián)，再由SDH本地網(wǎng)上傳到本地網(wǎng)中心機房。
傳統(tǒng)的獨立式單端、220V交流供電的PDH接入設(shè)備，由于其不能網(wǎng)管，無法發(fā)現(xiàn)光路、2M電路的誤碼、中斷等故障，用電（使用交流220V）不穩(wěn)定、斷電無告警，獨立式單端PDH安裝浪費機房空間，2M布線多、無時隙交叉功能不利于提高2M的時隙利用率、不方便電路調(diào)度，個別即使有公務(wù)的PDH也無法通過SDH公務(wù)系統(tǒng)上聯(lián)到本地網(wǎng)有人中心機房。由于這些問題，故障往往是用戶中斷通信發(fā)現(xiàn)故障申告后，運營服務(wù)商的運維人員才知道，然后開始進行故障查找，根本無法滿足用戶SLA的服務(wù)承若。因此，獨立式單端PDH作為接入傳輸使用必須加以改進，建議在不改變原有SDH結(jié)構(gòu)的情況下，采用子框的方式，使用直流－48V雙電源模塊供電，設(shè)計集成度高的2、4、6口PDH光接口板節(jié)省了制造成本，一個子框（占1/4的機架）可插10塊以上的PDH光接口業(yè)務(wù)板，其容量相當于5個機架所安裝的傳統(tǒng)獨立式單端PDH的光接口容量，機房空間得到高效利用。插板式PDH電信號連同其公務(wù)及網(wǎng)管信息復接為STM-1電信號，與本地網(wǎng)該節(jié)點SDH的STM-1電口互聯(lián)，再由SDH本地網(wǎng)上傳到本地網(wǎng)中心機房，在本地網(wǎng)SDH的ADM節(jié)點大量減少2M支路板，由此所降低的成本可抵消了因增加STM-1電接口板所帶來的成本，甚至更低。PDH子框與SDH子框互聯(lián)只用一對155M同軸電纜，代替了63對2M同軸電纜，不但節(jié)省了電纜成本，更重要的是設(shè)備故障及維護工作量。因此機架型插板式集中網(wǎng)管PDH子架，實現(xiàn)了PDH在本地傳輸網(wǎng)SDH節(jié)點的匯聚及網(wǎng)管一體化，同時還降低了制造成本。
二、實現(xiàn)方式的建議
1、PDH匯聚子框的基本功能及硬件結(jié)構(gòu)
PDH子框功能
時隙交叉連接單元（DXC）實現(xiàn)PDH信號的時隙交叉功能；
網(wǎng)元控制處理單元實現(xiàn)網(wǎng)元控制和ECC處理；開銷處理單元實現(xiàn)公務(wù)電話的交換及上傳；PDH光接口板實現(xiàn)光電/電光轉(zhuǎn)換；STM-1電接口單元實現(xiàn)接口匹配、復接與解復接、映射與解映射、2M支路再定時、HW總線合成與分離、DCC提取與插入等；電源/時鐘板提供系統(tǒng)時鐘以及一次和二次電源。
PDH子框的硬件結(jié)構(gòu)
說明：U1、U2為電源/時鐘板、U3為本地網(wǎng)管板、U4為STM-1支路接口板U5－U16為PDH光接口板
如圖3所示，PDH子框的基本單板有：直流－48V電源板（可雙模塊熱備份或負荷均擔）、本地網(wǎng)管及公務(wù)通道板（提供以太網(wǎng)RJ45、串行RS－232網(wǎng)管接口以及公務(wù)聯(lián)絡(luò)）、STM-1電口板（復接各PDH公務(wù)、PDH網(wǎng)管信息及各路PDH電信號為STM-1電信號）、PDH光接口板（可提供2、4、6口光收發(fā)通道）。
2、SDH的幀結(jié)構(gòu)為PDH網(wǎng)管的集中及公務(wù)實現(xiàn)提供了通道
SDH幀結(jié)構(gòu)簡述
在SDH中，基本數(shù)據(jù)單元的幀長是125µS，其幀結(jié)構(gòu)與PDH的一維線性結(jié)構(gòu)不同的是，它是二維的塊狀結(jié)構(gòu)，圖4為STM-1信號的幀結(jié)構(gòu)。
一個STM-1幀分組共計9行，270列，每列中一個字節(jié)（8bit），幀周期，即幀頻為8000幀/秒。STM-1的傳輸速率為：270x8x9x8000=155.520Mbit/s。幀結(jié)構(gòu)中設(shè)置了兩種開銷，分別是段開銷（SOH）和通道開銷（POH）。段開銷（SOH）在STM-1中共包含72Byte，占到一幀數(shù)據(jù)量的3%，主要作用是提供幀同步和網(wǎng)絡(luò)運行管理等，含有再生段開銷（RSOH）和復用段開銷（MSOH）；通道開銷中含有低階通道開銷（LPOH）和高階通道開銷（HPOH）。在圖5中為開銷類型和定義。
PDH集中網(wǎng)管實現(xiàn)的通道
SOH的DCC信道是為網(wǎng)管提供的專門通路，PDH的網(wǎng)管信息當然可以在其中傳輸。D1~D12為數(shù)據(jù)通信通路(DCC)，總速率達768kbit/s。其中：D1~D3為192kbps的數(shù)據(jù)通道，用于再生段；D4~D12為576kbps的數(shù)據(jù)通道，用于復接段，PDH的網(wǎng)管信息（如：收無光、電源障礙、PDH對端自環(huán)等）可以在其中定義，也可以使用其他預留字節(jié)。
PDH公務(wù)聯(lián)絡(luò)的實現(xiàn)
SOH提供了通道公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié)E1/E2，用于進行語音公務(wù)聯(lián)絡(luò)。E1屬于再生段開銷（RSOH），提供64kbit/s的語音通道，用于再生段再生器之間的公務(wù)聯(lián)絡(luò)；E2屬于復用段開銷（MSOH），提供64kbit/s的語音通道，用于復用段終端之間的公務(wù)聯(lián)絡(luò)，也可以同時用于PDH公務(wù)連接，具體可在PDH子框中的本地網(wǎng)管及公務(wù)通道板上設(shè)置空分交換矩陣，將各PDH的公務(wù)通道進行交叉連接，對PDH各光口方向的公務(wù)電話號碼進行編排，以實現(xiàn)本地網(wǎng)網(wǎng)管中心到任何一個PDH光方向終端設(shè)備的公務(wù)聯(lián)絡(luò)，方便電路測試、調(diào)度以及障礙處理。PDH的公務(wù)通道也可以使用SOH的預留比特承載。
3、多個PDH信號轉(zhuǎn)換為STM-1信號的交叉復接與映射
交叉復接：
如圖6所示，2Mbps、34Mbps、及140Mbps的PDH電信號分別被裝入標準的容器C12，C3及C4中，在各容器的包封上附上稱為通道開銷（POH）的一些碼字，POH的內(nèi)容包括指示容器內(nèi)信號在端對端傳送過程中的狀態(tài)、性能及裝載情況，帶有POH標簽的容器則稱為虛容器VC。在虛容器的基礎(chǔ)上再加上指針（PTR）就構(gòu)成支路單元TU（TributaryUnit）或管理單元AU。PTR的作用是為了指明各自VC在對應(yīng)的復用TU幀中的起始電位置并用來進行頻率調(diào)整。若干個TU經(jīng)復接，如圖中的×1，×3，×7等就構(gòu)成支路單元組TUG。根據(jù)幀結(jié)構(gòu)中的PTR指示的位置，靈活地轉(zhuǎn)移VC，或直接取下/插入某一支路信息。
映射：
在PDH的2Mbps以上通道等級互通時，用異步映射方式將PDH通道層信號適配進STM-1通道層，利用凈負荷指針來表示在STM－N幀內(nèi)浮動的凈負荷的準確位置。當出現(xiàn)凈負荷在一定范圍內(nèi)的頻率變化時，可增減指針數(shù)值進行調(diào)整，即：各種速率等級的數(shù)據(jù)流進入相應(yīng)的容器（C），完成適配功能（主要是速率調(diào)整），然后進入虛容器（VC），加入通道開銷（POH）。VC在SDH網(wǎng)中傳輸時可作為一個獨立的實體在通道中任意位置取出或插入，以便進行同步復用和交叉連接。由VC輸出的數(shù)據(jù)流再按圖6中規(guī)定的路線進入管理單元（AU）或支路單元（TU）。在AU和TU中進行速率調(diào)整，使得低一級數(shù)字流在高一級數(shù)字流中的起始點是浮動的。為了準確地確定起始點的位置，AU和TU設(shè)置了指針，在相應(yīng)的幀內(nèi)進行靈活地和動態(tài)地定位。在AUG的基礎(chǔ)上，再附加段開銷SOH，便形成了STM－1的幀結(jié)構(gòu)。圖中的定位校準即是利用指針調(diào)整技術(shù)來取代傳統(tǒng)的125μs緩存器，實現(xiàn)支路頻差的校準和相位的對準。
PDH信號進入SDH的過程
PDH信號進入SDH的幀結(jié)構(gòu)經(jīng)過三個步驟，即映射、定位和復用。映射就是將各種進來的速率不等的信號先經(jīng)過碼速調(diào)整，再裝入相應(yīng)的標準容器C中，同時加入通道開銷POH形成虛容器VC。定位就是將幀相位發(fā)生偏差的(稱幀偏移)的信息收進支路單元或管理單元，它通過支路單元指針或管理單元指針的功能來實現(xiàn)。復用就是將多個低階通道層信號通過碼速調(diào)整進入高階通道或?qū)⒍鄠�高階通道層信號通過碼速調(diào)整進入復用層的過程。具體為：多個2.048MbpsPDH信號復接為139.264Mbps信號，139.264Mbps信號進入標準容器，速率調(diào)整后輸出149.76Mbps數(shù)字信號，再進入虛擬容器，加入通道開銷576kbps后輸出150.336Mbps的信號，在管理單元內(nèi)加入管理單元指針576kbps，輸出150.336Mbps的信號，由一個單元組加人段開銷4.608Mbps后，輸出155.520Mbps的STM-1電信號。PDH子框輸出的STM-1電信號與SDH子框的STM-1接口互聯(lián)，只需一對155M同軸電纜跳線，節(jié)省了傳統(tǒng)PDH與SDH進行2M互聯(lián)時所需的63對2M同軸電纜，更好的方便了電路調(diào)度，大大減少了故障環(huán)節(jié)和維護工作量，PDH在本地傳輸網(wǎng)SDH的ADM節(jié)點匯聚后，由SDH本地網(wǎng)網(wǎng)管中心實現(xiàn)集中網(wǎng)管。OH）和通道開銷（POH）。段開銷（SOH）在STM-1中共包含72Byte，占到一幀數(shù)據(jù)量的3%，主要作用是提供幀同步和網(wǎng)絡(luò)運行管理等，含有再生段開銷（RSOH）和復用段開銷（MSOH）；通道開銷中含有低階通道開銷（LPOH）和高階通道開銷（HPOH）。
