通信工程师交换技术考试培训物理层

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　　6.3.2 物理层
如表6-3所示，物理层又划分为两个子层：物理媒质相关（PMD)子层与传输汇聚(TC)子层。
　　1.物理乘质相关子层（PhysicalMediumDependentSublayer,PMD)
PMD子层的功能是提供与传输媒质有关的比特传输能力。传输媒质可以是光纤、双绞线、同轴电缆，甚至可以是无线。比特传输能力包括发送和接收比特流、比特定时，还可能包括与传输媒质相关的线路编码、调制解调、光电转换等功能。在PMD子层与TC子层的交界处交换的服务数据单元(SDU)是比特（包括信息比特和开销比特）。
2.传输汇聚子层（TransmissionConvergenceSublayer,TC)
TC子层的主要功能是依靠PMD子层提供的比特传输能力实现ATM信元的传输。TC子层需完成的具体功能如下。
　　1）传输帧的产生/恢复与适配
物理层的传输有多种方式：一种是基于SDH或PDH的传输，即用SDH或PDH帧承载ATM信元；另一种甚纯信元传输，即信元流直接通过媒质传输；也可以用以太网的MAC帧传输信元。在采用某种传输帧承载ATM信元的情况下，在发送端要将信元流封装成适合传输系统要求的W结构送到PMD子层，在接收端则要将PMD子层送来的比特流恢复成传输帧，并从传输帧中提取信元流。
2）信元标头差错控制（HeaderErrorControl,HEC)
信元的标头中含有VPI/VCI及其他的重要信息，标头出错会引起信元的丢失和误插；所以必须对信元标头进行差错控制。为此，需要对标头的前4个宇节作循环冗余校验(CRC)。在发送端按CRC算法生成1字节的HEC码，置于第5字节；在接收端按同样算法进行检验。HEC可以前向校正单个比特错误并可检测多个比特错误。
3）信元定界和扰码
信元定界（CellDelineation)是用一定的方法来识别信元的边界，又称为信元同步。这里采用HEC法来实现信元的定界。图6-9示出信元定界过程的状态转移图。
HEC用于信元标头的差错控制。在非同步时，系统处于提索(HUNT)状态，这时要从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个比特进行HEC的检错运算（只检错，不纠），如果运算结果不正确，则往后移位一个比特再进行校验。这样逐个比特地进行移位和校验，最终一定可以搜索到正确的HEC。所谓正确的HEC，就是接收端对前32个比特（4字节）进行HEC运算的结果恰好与后8个比特（1宇节）相等。搜索到正确的HEC也就是找到了信元的边界，即信元的开始位置。
一旦搜寻到正确的HEC,系统就转到预同步（PRESYNC)状态。在预同步状态还要逐个信元核对HEC，当连续收到DELTA个含有正确HEC的信元时，才转到同步（SYNC)状态。在同步状态，仍然是逐个信元进行HEC检査（纠错与检错结合），如发现连续ALPHA个信元中的HEC有错时，就认为丢失了同步，又转人搜索状态。当物理层采用基于SDH的接口时，建议的ALPHA值为7,DELTA值为6;当物理层采用基于纯信元的接口时，建议的ALPHA值为7,DELTA值为8。采用这样严格的信元同步算法的目的是为了使假同步和假失步的概率都非常小。

为防止信元的载荷域中出现符合HEC编码规则的伪信元标头而影响正确的定界，可对载荷域进行扰码（Scrambling)操作,在接收端再以相反的操作进行解扰（Descrambling)。
4)信元速率解耦
在TC子层与ATM层的交界处交换的SDU是有效的ATM信元。传输有效信元所需的比特速率与PMD子层的比特速率一般是不同的。为了达到速率适配，便于比特同步的长期保持，在发送端TC子层要插人一些空闲信元（其VPI=0,VCI=0)；在接收端，TC子层可以识别出空闲信元并予以丢弃，只将有效信元送往ATM层。
最后指出，ATM网UN1的物理层接口最常用的是SDH的STM-1和STM-4,其速率分别为155.52Mbit/s和622.08Mbit/s,还可以用PDH的El或E3,速率为2.048MbitA和34.368Mbit/s；而ATM网NN1的物理层接口最常用的是SEiH的STM-16(2.5Gbit/s)和STM-64(10Gbit/8)。

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