指针调整原理及实现

1、低阶通道开销字节的功能与应用
      下面以VC-12POH为例说明低阶通道开销字节的功能与应用。
VC-12是由4个帧组成复帧,其管理由V5,J2,N2和K4字节组成的VC-12低阶通道开销(LPOH)实现。其中的V5字节是复帧的第1个字节,其位置由TU-12指针指示。
       C-12复帧加上VC-12POH就构成了VC-12复帧,即
               VC-12=C-12+VC-12 POH       (8-5)
        图14是VC-12复帧的帧结构,即V5,J2,N2,K4分别位于复帧中各基帧的首字节。
(1)通道状态和信号标记字节:V5
        V5字节是复帧的首字节,具有误码检测、信号标记和VC-12通道状态表示等功能(见图15)。
 
VC-12  复帧结构
 
图14    VC-12复帧结构
通道状态和信号标记
图15    VC-1/VC-2通道状态和信号标记字节(V5)
       V5(bl,b2)用做误码性能监视,其比特间插奇偶校验(BIP-2)规定为:对前一个VC-1/VC-2中所有的字节中的全部奇数比特(每个字节中的第1,3,5和7比特)奇偶校验结果为偶数则bl置为“0”,为奇数置为“1”;类似地,所有的字节中的全部偶数比特(每个字节中的第2,4,6和8比特)奇偶校验结果为偶数则b2置为“0”,为奇数置为“1”。在BIP-2的计算过程中应包括VC-12POH.但不包括V1,V2,V3字节(除非用于负码速调整)和V4字节。
       V5(b3)是VC-12通道的远端差错指示(REI)。如果BIP-2检测到一个或多个误块,则其值被置为“1”,并被回送到VC-12通道的始端,否则被置为“0”。
       V5(b4)为VC-12通道的远端失效指示(RFI),当表示远端失效时该比特为“1”,否则为“0”。VC-12通道RFI由VC-12终端送回。
       V5(b5〜b7)提供VC-12的信号标记,表示通道未装载、装载非特定的净负荷,装载异步、比特同步、字节同步等状态。
       V5(b8)置为"1”表示VC-12通道“远端缺陷指示(RDI)”,反之置为“0”。如果路径终端检出TU-12服务器信号失效或路径信号失效,那么就向路径源端回送一个VC12通道RDLRDI不指示远端净负荷或适配缺陷。
(2) 通道踪迹字节:J2
      J2字节被用来重复发送低阶通道接入点识别符,所以通道接收端可据此确认与所预定的发送端是否处于持续的连接状态。该字节格式应满足ITU-T建议(G.831)所规定的格式。
(3) 网络操作者字节:N2
       N2字节提供低阶通道的串联监视(LO-TCM)功能。
(4) 自动保护倒换(APS)通道:K4(bl〜b4)
       K4(bl〜b4)用于低阶通道级的APS指令。
(5) 预留比特:K4(b5〜b7)
       K4(b5〜b7)的功能与高阶通道的Gl(b5~b7)相类似,也具有选项功能(即有增强型新版本和一比特型老版本两种)。若用此选项(即增强型新版本,b6和b7两个比特的取值相反),则有与高阶通道Gl(b5〜b7)相同的编码和解读规则;若不用此选项(即老版本,b6和b7两个比特的取值相同),则仅b5为RDI。是否使用该选项功能由产生K4字节的路径源端自行决定。
        K4(b8)为备用比特,其值未规定,要求接收机忽略其值。
2. 指针调整的原理与实现
       在图11中标明了指针处理的位置,那么为什么要进行指针处理?如何实现指针处理?
(1)AU-4指针值
       为实现VC-4复用映射进STM-N帧,在VC-4进入AU-4时应加上AU-4指针(AU-4PTR),即
                                      AU-4=VC-4+AU-4    PTR (8-6)
       当VC-4信号来源于另一个SDH网络时,VC-4和STM-N可能存在帧速率上的差异,即便在同一个SDH网络内VC-4和STM-N也可能存在相位上的不一致。为了适应这种速率和相位上的差异,SDH中设立了一个指针调节机制,利用AU-4指针来指示VC-4起始字节的位置。有了指针以后,无论VC-4的相位在STM-N中如何变化,都可以方便地进行VC-4的定位。
       AU-4PTR由处于AU-4帧第4行、第1〜9列的9个字节组成(图16),即
                                     AU-4 PTR=H1,Y,Y,H2,1*,1',H3,H3,H3, (8-7)
其中;Y=1001SSll:SS是未规定值的比特;1”=11111111。 
指针偏移值
图16     AU-4指针偏移值
       含在H1,H2字节中的指针指出VC-4起始字节的位置,而H3字节用于进行负调整时携带额外的VC字节。分配给指针功能的H1和H2字节可以看做一个码字,如图17所示。其中指针字的最后10个比特(7〜16比特)携带具体指针值(共可提供1024个指针值)。AU-4指针值为十进制数。〜782范围内所对应的二进制数,该值表示了指针和VC-4第1个字节间的相对位置。指针值每增/减“1”,代表3个字节的偏移量。由于VC-4帧结构内共有2349字节,所以需用2349/3=783个指针值来表示。例如,指针值为。表示VC-4的首字节位于最后一个H3字节后面的那个字节。
指针值
I:増加比特D:减少比特N:新数据
新数据标识:
・当4个比特中至少有3个与“1001”相符时,NDF解释为“使能”(enable),
・当4个比特中至少有3个与"0110”相符时,NDF解释为“止能"(disable);
・其他码为无数.
指针值
       指针值:比特7-16.
       正常范围:AU-4:。〜782(十进数)AU-3:。〜764(十进数);负调整:反转5个D比特・5个比特多数表决判定:正调整:反转5个1比特,5个比特多数表决判定;级联指示:1001SS111111111KS比特未作规定
       注:当出现“A1S”时,指针全置为“1”。
                 图17     AU-4指针(HLH2.H3)值 
       AU-4 PTR中由Hl和H2构成的16bit指针码字(见图17)。指针值由码字的第7至第16比特表示,这10比特的奇数比特记为I比特,偶数比特记为D比特。以5个I比特和5个D比特中的全部或多数比特发生反转来分别指示指针值应增加和减少。因此I和D分别称为增加比特和减少比特。图17也给出了一个附加的有效指针:级联指示。即当AU-4指针设成级联指示时,表示AU-4为级联状态。
(2) 频率偏移引起的指针正调整
        如果VC-4帧速率与AU-4帧速率间有频率偏移,则AU-4指针值将需要增减,同时伴随着相应的正或负调整字节的出现或变化。当频率偏移较大,需要连续多次指针调整时,相邻两次指针调整操作之间必须至少间隔3帧(即每个第4帧有可能进行操作),这3帧期间的指针值保持不变。
       当VC-4帧速率比AUG帧速率低时,则以正调整来提高VC的帧速率,即每次调整或指针操作将在VC-4帧的真实字节J1前插入3个填充伪信息的空闲字节。由于插入了作为正调整字节的空闲字节,VC帧在时间上向后推移了一个调整单位的时隙,因而用来指示VC帧起始位置的指针值也要加1(见图18)。应注意的是,AU-4指针值782+1=0。
       进行正调整由指针值码字中的5个I比特的反转来表示(见图18)。在5个I比特反转的帧实施正调整,即在最后一个H3字节后面立即安排有3个正调整字节,而下一帧的指针值将是调整后的新值。在接收端,将按5个I比特中是否有多数比特反转来决定是否有正调整,并去除所加的字节。
(3) 频率偏移引起的指针负调整
       当VC-4帧速率比AU-4帧速率高时,以负调整来降低VC的帧速率,即设法扩大VC字节的存放空间,相当于降低了VC帧速率,实际做法是利用H3字节来存放实际VC净负荷起始的3个字节,使VC在时间上向前移动了一个调整单位的时隙,因而指示其起始位置的指针值也应减lo要注意的是,AU-4指针值0—1=782。
       进行负调整由指针值码字中的5个D比特反转来表示(见图19)。在5个D比特反转的帧实施负调整,即在H3字节中立即存放有3个负调整字节(数据),而下一帧的指针值将是调整后的新值。在接收端,将按5个D比特中是否有多数比特反转来决定是否有负调整,并去除。
       实际上,指针调整并不经常岀现,因而H3字节大部分时间内是填充伪信息字节。
(4) 指针中的新数据标帜
       AU-4或TU-3指针码字的第1〜4比特(图19中用N表示的比特)称为新数据标帜(NDF,NewDataFlag),它可指示由于净负荷的改变(如从一种VC变成另一种VC)而引起的指针值的任意变化和TU规格的可能变化。
       当指针调整按前述指针值加或减1方式作正常操作时,NNNN置为“0110”(止能),而10bit指针值表示VC的起始位置。若净负荷发生变化,则NNNN反转为“1001”(使能),即是新数据标帜(NDF)。由于NDF有4个比特,因而有误码校正功能,即只要其中至少有3个比特与T001”相符时,就认为净负荷有新数据,此时,10bit指针值应按变化的净负荷重新取值。除接收机处于指针丢失状态外.符合新情况的新指针值将取代当前的指针值。所以说,新数据就是指这一新指针值,它表示净负荷变化后VC的新起始位置,而不是指针调整过程中随VC浮动作增减的指针值。 
AU-4 指针正调整
图18     AU-4指针正调整
       NDF只在含有新数据的第1帧出现,并在后续帧中反转回正常值“0110”,指针操作在NDF出现的那帧进行,且至少隔3帧才允许再次进行任何指针操作。若NDF出现其他值:“0000”,“0011”,“0101",“1010”,“1100”和“1111”,则解释为无效。
(5) 指针值的解读
       接收端对指针解码时,除仅对以下3种情况进行解读外,将忽略任何变化的指针。①连续3次以上收到前后一致的新的指针值;②指针变化之前多数I或D比特已被反转;③随后的指针值将被加“1”或减“1”。NDF被解释为“使能”,与变化后的偏移值相吻合的新指针值将代替当前值。在这3种情况中,第一种情况的优先级最高。
(6) 指针产生规则小结
       ① 在正常运行期间,指针确定了在AU-n帧内V5的起始位置。NDF被设置为“0110"。 
AU-4 指针复调整
图19    AU-4指针负调整
       ② 指针值的改变仅能靠③,④或⑤规则操作。
       ③ 若需正调整,发送带有I比特反转的当前指针值,且其后的正调整机会由伪信息所填充.随后指针等于原先指针值加“1”。若前一个指针值为最大值,那么后随指针值应置为“0”。在此操作后至少连续3个帧不能进行指针的增、减。
       ④ 若需负调整,发送带有D比特反转的当前指针值,且其后的负调整机会被实际数据所重写。随后指针等于原先指针值减“1"。若前一个指针值为“0",那么后随的指针应置为最大值。同样,在此操作以后至少连续3个帧不能进行指针的增、减。
       ⑤ 若VC-n的定位除上述③,④规则以外的其他原因而改变,新指针值将伴随着NDF置为“1001”而发送。NDF仅出现在含有新值的第1帧中,新VC*的位置起始于首次出现由新指针所指示的偏移处。同样,在此操作以后至少连续3个帧不能进行指针的增、减。 

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