一、SDH的概念

SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系）是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)，是美國貝爾通信技術(shù)研究所提出來的同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）。國際電話電報咨詢委員會（CCITT）（現(xiàn)ITU-T）于1988年接受了SONET 概念并重新命名為SDH，使其成為不僅適用于光纖也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制。 它可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理、實時業(yè)務(wù)監(jiān)控、動態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護、不同廠商設(shè)備間的互通等多項功能，能大大提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、降低管理及維護費用、實現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡(luò)運行與維護，因此是當今世界信息領(lǐng)域在傳輸技術(shù)方面的發(fā)展和應(yīng)用的熱點，受到人們的廣泛重視。

二、SDH的產(chǎn)生背景

SDH技術(shù)的誕生有其必然性，隨著通信的發(fā)展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等。加之數(shù)字通信和計算機技術(shù)的發(fā)展，在70至80年代，陸續(xù)出現(xiàn)了T1(DS1)／E1載波系統(tǒng)(1.544／2.048Mbps)、X.25幀中繼、ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)) 和FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)等多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。隨著信息社會的到來，人們希望現(xiàn)代信息傳輸網(wǎng)絡(luò)能快速、經(jīng)濟、有效地提供各種電路和業(yè)務(wù)，而上述網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由于其業(yè)務(wù)的單調(diào)性，擴展的復(fù)雜性，帶寬的局限性，僅在原有框架內(nèi)修改或完善已無濟于事。SDH就是在這種背景下發(fā)展起來的。在各種寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)中，采用了SDH技術(shù)的接入網(wǎng)系統(tǒng)是應(yīng)用最普遍的。SDH的誕生解決了由于入戶媒質(zhì)的帶寬限制而跟不上骨干網(wǎng)和用戶業(yè)務(wù)需求的發(fā)展,而產(chǎn)生了用戶與核心網(wǎng)之間的接入"瓶頸"的問題，同時提高了傳輸網(wǎng)上大量帶寬的利用率。SDH技術(shù)自從90年代引入以來，至今已經(jīng)是一種成熟、標準的技術(shù)，在骨干網(wǎng)中被廣泛采用，且價格越來越低，在接入網(wǎng)中應(yīng)用可以將SDH技術(shù)在核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領(lǐng)域，充分利用SDH同步復(fù)用、標準化的光接口、強大的網(wǎng)管能力、靈活網(wǎng)絡(luò)拓撲能力和高可靠性帶來好處，在接入網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展中長期受益。

三、SDH的基本傳輸原理

SDH采用的信息結(jié)構(gòu)等級稱為同步傳送模塊STM－N（Synchronous Transport，N=1，4， 16，64），最基本的模塊為STM－1，四個STM－1同步復(fù)用構(gòu)成STM－4，16個STM－1或四個 STM－4同步復(fù)用構(gòu)成STM－16；SDH采用塊狀的幀結(jié)構(gòu)來承載信息，每幀由縱向9行和橫向 270×N列字節(jié)組成，每個字節(jié)含8bit，整個幀結(jié)構(gòu)分成段開銷（Section OverHead，SDH）區(qū)、STM－N凈負荷區(qū)和管理單元指針（AU PTR）區(qū)三個區(qū)域，其中段開銷區(qū)主要用于網(wǎng)絡(luò)的運行、管理、維護及指配以保證信息能夠正常靈活地傳送，它又分為再生段開銷（Rege nerator Section OverHead，RSOH）和復(fù)用段開銷（Multiplex Section OverHead， MSOH）；凈負荷區(qū)用于存放真正用于信息業(yè)務(wù)的比特和少量的用于通道維護管理的通道開銷字節(jié)；管理單元指針用來指示凈負荷區(qū)內(nèi)的信息首字節(jié)在STM－N幀內(nèi)的準確位置以便接收時能正確分離凈負荷。SDH的幀傳輸時按由左到右、由上到下的順序排成串型碼流依次傳輸，每幀傳輸時間為125μs，每秒傳輸1／125×1000000幀，對STM－1而言每幀字節(jié)為8bit×（9×270×1）=19440bit，則STM－1的傳輸速率為19440×8000=155.520Mbit／s；而STM－4的傳輸速率為4×155.520Mbit／s=622.080Mbit／s；STM－16的傳輸速率為16×155.520（或4×622.080）=2488.320Mbit／s。
SDH傳輸業(yè)務(wù)信號時各種業(yè)務(wù)信號要進入SDH的幀都要經(jīng)過映射、定位和復(fù)用三個步驟：映射是將各種速率的信號先經(jīng)過碼速調(diào)整裝入相應(yīng)的標準容器（C），再加入通道開銷 （POH）形成虛容器（VC）的過程，幀相位發(fā)生偏差稱為幀偏移；定位即是將幀偏移信息收進支路單元（TU）或管理單元（AU）的過程，它通過支路單元指針（TU PTR）或管理單元指針（AU PTR）的功能來實現(xiàn)；復(fù)用則是將多個低價通道層信號通過碼速調(diào)整使之進入高價通道或?qū)⒍鄠€高價通道層信號通過碼速調(diào)整使之進入復(fù)用層的過程。

四、SDH的特點：

SDH之所以能夠快速發(fā)展這是與它自身的特點是分不開的，其具體特點如下：

（1）SDH傳輸系統(tǒng)在國際上有統(tǒng)一的幀結(jié)構(gòu)，數(shù)字傳輸標準速率和標準的光路接口，使網(wǎng)管系統(tǒng)互通，因此有很好的橫向兼容性，它能與現(xiàn)有的PDH完全兼容，并容納各種新的業(yè)務(wù)信號，形成了全球統(tǒng)一的數(shù)字傳輸體制標準，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性；

（2）SDH接入系統(tǒng)的不同等級的碼流在幀結(jié)構(gòu)凈負荷區(qū)內(nèi)的排列非常有規(guī)律，而凈負荷與網(wǎng)絡(luò)是同步的，它利用軟件能將高速信號一次直接分插出低速支路信號，實現(xiàn)了一次復(fù)用的特性，克服了PDH準同步復(fù)用方式對全部高速信號進行逐級分解然后再生復(fù)用的過程，由于大大簡化了DXC，減少了背靠背的接口復(fù)用設(shè)備，改善了網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)傳送透明性；

（3）由于采用了較先進的分插復(fù)用器（ADM）、數(shù)字交叉連接（DXC）、網(wǎng)絡(luò)的自愈功能和重組功能就顯得非常強大，具有較強的生存率。因SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了信號的5％開銷比特，它的網(wǎng)管功能顯得特別強大，并能統(tǒng)一形成網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，為網(wǎng)絡(luò)的自動化、智能化、信道的利用率以及降低網(wǎng)絡(luò)的維管費和生存能力起到了積極作用；

（4）由于SDH有多種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，它所組成的網(wǎng)絡(luò)非常靈活，它能增強網(wǎng)監(jiān)，運行管理和自動配置功能，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)性能，同時也使網(wǎng)絡(luò)運行靈活、安全、可靠，使網(wǎng)絡(luò)的功能非常齊全和多樣化；

（5）SDH有傳輸和交換的性能，它的系列設(shè)備的構(gòu)成能通過功能塊的自由組合，實現(xiàn)了不同層次和各種拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，十分靈活；

（6）SDH并不專屬于某種傳輸介質(zhì)，它可用于雙絞線、同軸電纜，但SDH用于傳輸高數(shù)據(jù)率則需用光纖。這一特點表明，SDH既適合用作干線通道，也可作支線通道。例如，我國的國家與省級有線電視干線網(wǎng)就是采用SDH，而且它也便于與光纖電纜混合網(wǎng)(HFC)相兼容。

（7）從OSI模型的觀點來看，SDH屬于其最底層的物理層，并未對其高層有嚴格的限制，便于在SDH上采用各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，支持ATM或IP傳輸；

（8）SDH是嚴格同步的，從而保證了整個網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠，誤碼少，且便于復(fù)用和調(diào)整；

（9）標準的開放型光接口可以在基本光纜段上實現(xiàn)橫向兼容，降低了聯(lián)網(wǎng)成本。

五、SDH的應(yīng)用

由于以上所述的SDH的眾多特性，使其在廣域網(wǎng)領(lǐng)域和專用網(wǎng)領(lǐng)域得到了巨大的發(fā)展。電信、聯(lián)通、廣電等電信運營商都已經(jīng)大規(guī)模建設(shè)了基于SDH的骨干光傳輸網(wǎng)絡(luò)。利用大容量的SDH環(huán)路承載IP業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)或直接以租用電路的方式出租給企、事業(yè)單位。而一些大型的專用網(wǎng)絡(luò)也采用了SDH技術(shù)，架設(shè)系統(tǒng)內(nèi)部的SDH光環(huán)路，以承載各種業(yè)務(wù)。比如電力系統(tǒng)，就利用SDH環(huán)路承載內(nèi)部的數(shù)據(jù)、遠控、視頻、語音等業(yè)務(wù)。