通信工程師交換技術(shù)考試培訓(xùn)物理層

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　　6.3.2 物理層
如表6-3所示，物理層又劃分為兩個子層：物理媒質(zhì)相關(guān)（PMD)子層與傳輸匯聚(TC)子層。
　　1.物理乘質(zhì)相關(guān)子層（PhysicalMediumDependentSublayer,PMD)
PMD子層的功能是提供與傳輸媒質(zhì)有關(guān)的比特傳輸能力。傳輸媒質(zhì)可以是光纖、雙絞線、同軸電纜，甚至可以是無線。比特傳輸能力包括發(fā)送和接收比特流、比特定時，還可能包括與傳輸媒質(zhì)相關(guān)的線路編碼、調(diào)制解調(diào)、光電轉(zhuǎn)換等功能。在PMD子層與TC子層的交界處交換的服務(wù)數(shù)據(jù)單元(SDU)是比特（包括信息比特和開銷比特）。
2.傳輸匯聚子層（TransmissionConvergenceSublayer,TC)
TC子層的主要功能是依靠PMD子層提供的比特傳輸能力實現(xiàn)ATM信元的傳輸。TC子層需完成的具體功能如下。
　　1）傳輸幀的產(chǎn)生/恢復(fù)與適配
物理層的傳輸有多種方式：一種是基于SDH或PDH的傳輸，即用SDH或PDH幀承載ATM信元；另一種甚純信元傳輸，即信元流直接通過媒質(zhì)傳輸；也可以用以太網(wǎng)的MAC幀傳輸信元。在采用某種傳輸幀承載ATM信元的情況下，在發(fā)送端要將信元流封裝成適合傳輸系統(tǒng)要求的W結(jié)構(gòu)送到PMD子層，在接收端則要將PMD子層送來的比特流恢復(fù)成傳輸幀，并從傳輸幀中提取信元流。
2）信元標(biāo)頭差錯控制（HeaderErrorControl,HEC)
信元的標(biāo)頭中含有VPI/VCI及其他的重要信息，標(biāo)頭出錯會引起信元的丟失和誤插；所以必須對信元標(biāo)頭進(jìn)行差錯控制。為此，需要對標(biāo)頭的前4個宇節(jié)作循環(huán)冗余校驗(CRC)。在發(fā)送端按CRC算法生成1字節(jié)的HEC碼，置于第5字節(jié)；在接收端按同樣算法進(jìn)行檢驗。HEC可以前向校正單個比特錯誤并可檢測多個比特錯誤。
3）信元定界和擾碼
信元定界（CellDelineation)是用一定的方法來識別信元的邊界，又稱為信元同步。這里采用HEC法來實現(xiàn)信元的定界。圖6-9示出信元定界過程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
HEC用于信元標(biāo)頭的差錯控制。在非同步時，系統(tǒng)處于提索(HUNT)狀態(tài)，這時要從收到的比特流中搜索信元的同步信息。其方法是任意截取53x8個比特進(jìn)行HEC的檢錯運算（只檢錯，不糾），如果運算結(jié)果不正確，則往后移位一個比特再進(jìn)行校驗。這樣逐個比特地進(jìn)行移位和校驗，最終一定可以搜索到正確的HEC。所謂正確的HEC，就是接收端對前32個比特（4字節(jié)）進(jìn)行HEC運算的結(jié)果恰好與后8個比特（1宇節(jié)）相等。搜索到正確的HEC也就是找到了信元的邊界，即信元的開始位置。
一旦搜尋到正確的HEC,系統(tǒng)就轉(zhuǎn)到預(yù)同步（PRESYNC)狀態(tài)。在預(yù)同步狀態(tài)還要逐個信元核對HEC，當(dāng)連續(xù)收到DELTA個含有正確HEC的信元時，才轉(zhuǎn)到同步（SYNC)狀態(tài)。在同步狀態(tài)，仍然是逐個信元進(jìn)行HEC檢査（糾錯與檢錯結(jié)合），如發(fā)現(xiàn)連續(xù)ALPHA個信元中的HEC有錯時，就認(rèn)為丟失了同步，又轉(zhuǎn)人搜索狀態(tài)。當(dāng)物理層采用基于SDH的接口時，建議的ALPHA值為7,DELTA值為6;當(dāng)物理層采用基于純信元的接口時，建議的ALPHA值為7,DELTA值為8。采用這樣嚴(yán)格的信元同步算法的目的是為了使假同步和假失步的概率都非常小。

為防止信元的載荷域中出現(xiàn)符合HEC編碼規(guī)則的偽信元標(biāo)頭而影響正確的定界，可對載荷域進(jìn)行擾碼（Scrambling)操作,在接收端再以相反的操作進(jìn)行解擾（Descrambling)。
4)信元速率解耦
在TC子層與ATM層的交界處交換的SDU是有效的ATM信元。傳輸有效信元所需的比特速率與PMD子層的比特速率一般是不同的。為了達(dá)到速率適配，便于比特同步的長期保持，在發(fā)送端TC子層要插人一些空閑信元（其VPI=0,VCI=0)；在接收端，TC子層可以識別出空閑信元并予以丟棄，只將有效信元送往ATM層。
最后指出，ATM網(wǎng)UN1的物理層接口最常用的是SDH的STM-1和STM-4,其速率分別為155.52Mbit/s和622.08Mbit/s,還可以用PDH的El或E3,速率為2.048MbitA和34.368Mbit/s；而ATM網(wǎng)NN1的物理層接口最常用的是SEiH的STM-16(2.5Gbit/s)和STM-64(10Gbit/8)。

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