一、SDH的概念

　　SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步數字體系)是一種將復接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統一網管系統操作的綜合信息傳送網絡，是美國貝爾通信技術研究所提出來的同步光網絡(SONET)。國際電話電報咨詢委員會(CCITT)(現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星傳輸的通用技術體制。 它可實現網絡有效管理、實時業務監控、動態網絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能，能大大提高網絡資源利用率、降低管理及維護費用、實現靈活可靠和高效的網絡運行與維護，因此是當今世界信息領域在傳輸技術方面的發展和應用的熱點，受到人們的廣泛重視。

二、SDH的產生背景

　　SDH技術的誕生有其必然性，隨著通信的發展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字、數據、圖像和視頻等。加之數字通信和計算機技術的發展，在70至80年代，陸續出現了T1(DS1)/E1載波系統(1.544/2.048Mbps)、X.25幀中繼、ISDN(綜合業務數字網) 和FDDI(光纖分布式數據接口)等多種網絡技術。隨著信息社會的到來，人們希望現代信息傳輸網絡能快速、經濟、有效地提供各種電路和業務，而上述網絡技術由于其業務的單調性，擴展的復雜性，帶寬的局限性，僅在原有框架內修改或完善已無濟于事。SDH就是在這種背景下發展起來的。在各種寬帶光纖接入網技術中，采用了SDH技術的接入網系統是應用最普遍的。SDH的誕生解決了由于入戶媒質的帶寬限制而跟不上骨干網和用戶業務需求的發展,而產生了用戶與核心網之間的接入"瓶頸"的問題，同時提高了傳輸網上大量帶寬的利用率。SDH技術自從90年代引入以來，至今已經是一種成熟、標準的技術，在骨干網中被廣泛采用，且價格越來越低，在接入網中應用可以將SDH技術在核心網中的巨大帶寬優勢和技術優勢帶入接入網領域，充分利用SDH同步復用、標準化的光接口、強大的網管能力、靈活網絡拓撲能力和高可靠性帶來好處，在接入網的建設發展中長期受益。

三、SDH的基本傳輸原理

　　SDH采用的信息結構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同步復用構成STM-4，16個STM-1或四個 STM-4同步復用構成STM-16;SDH采用塊狀的幀結構來承載信息，每幀由縱向9行和橫向 270×N列字節組成，每個字節含8bit，整個幀結構分成段開銷(Section OverHead，SDH)區、STM-N凈負荷區和管理單元指針(AU PTR)區三個區域，其中段開銷區主要用于網絡的運行、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)和復用段開銷(Multiplex Section OverHead， MSOH);凈負荷區用于存放真正用于信息業務的比特和少量的用于通道維護管理的通道開銷字節;管理單元指針用來指示凈負荷區內的信息首字節在STM-N幀內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傳輸業務信號時各種業務信號要進入SDH的幀都要經過映射、定位和復用三個步驟：映射是將各種速率的信號先經過碼速調整裝入相應的標準容器(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;復用則是將多個低價通道層信號通過碼速調整使之進入高價通道或將多個高價通道層信號通過碼速調整使之進入復用層的過程。

四、SDH的特點：

　　SDH之所以能夠快速發展這是與它自身的特點是分不開的，其具體特點如下：

　　(1)SDH傳輸系統在國際上有統一的幀結構，數字傳輸標準速率和標準的光路接口，使網管系統互通，因此有很好的橫向兼容性，它能與現有的PDH完全兼容，并容納各種新的業務信號，形成了全球統一的數字傳輸體制標準，提高了網絡的可靠性;

　　(2)SDH接入系統的不同等級的碼流在幀結構凈負荷區內的排列非常有規律，而凈負荷與網絡是同步的，它利用軟件能將高速信號一次直接分插出低速支路信號，實現了一次復用的特性，克服了PDH準同步復用方式對全部高速信號進行逐級分解然后再生復用的過程，由于大大簡化了DXC，減少了背靠背的接口復用設備，改善了網絡的業務傳送透明性;

　　(3)由于采用了較先進的分插復用器(ADM)、數字交叉連接(DXC)、網絡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幀結構中安排了信號的5%開銷比特，它的網管功能顯得特別強大，并能統一形成網絡管理系統，為網絡的自動化、智能化、信道的利用率以及降低網絡的維管費和生存能力起到了積極作用;

　　(4)由于SDH有多種網絡拓撲結構，它所組成的網絡非常靈活，它能增強網監，運行管理和自動配置功能，優化了網絡性能，同時也使網絡運行靈活、安全、可靠，使網絡的功能非常齊全和多樣化;

　　(5)SDH有傳輸和交換的性能，它的系列設備的構成能通過功能塊的自由組合，實現了不同層次和各種拓撲結構的網絡，十分靈活;

　　(6)SDH并不專屬于某種傳輸介質，它可用于雙絞線、同軸電纜，但SDH用于傳輸高數據率則需用光纖。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就是采用SDH，而且它也便于與光纖電纜混合網(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上采用各種網絡技術，支持ATM或IP傳輸;

　　(8)SDH是嚴格同步的，從而保證了整個網絡穩定可靠，誤碼少，且便于復用和調整;

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

五、SDH的應用

　　由于以上所述的SDH的眾多特性，使其在廣域網領域和專用網領域得到了巨大的發展。電信、聯通、廣電等電信運營商都已經大規模建設了基于SDH的骨干光傳輸網絡。利用大容量的SDH環路承載IP業務、ATM業務或直接以租用電路的方式出租給企、事業單位。而一些大型的專用網絡也采用了SDH技術，架設系統內部的SDH光環路，以承載各種業務。比如電力系統，就利用SDH環路承載內部的數據、遠控、視頻、語音等業務。

　　而對于組網更加迫切、而又沒有可能架設專用SDH環路的單位，很多都采用了租用電信運營商電路的方式。由于SDH基于物理層的特點，單位可在租用電路上承載各種業務而不受傳輸的限制。承載方式有很多種，可以是利用基于TDM技術的綜合復用設備實現多業務的復用，也可以利用基于IP的設備實現多業務的分組交換。SDH技術可真正實現租用電路的帶寬保證，安全性方面也優于VPN等方式。在政府機關和對安全性非常注重的企業，SDH租用線路得到了廣泛的應用。一般來說，SDH可提供E1、E3、STM-1或STM-4等接口，完全可以滿足各種帶寬要求。同時在價格方面，也已經為大部分單位所接受。

六、SDH的發展趨勢

　　SDH作為新一代理想的傳輸體系，具有路由自動選擇能力，上下電路方便，維護、控制、管理功能強，標準統一，便于傳輸更高速率的業務等優點，能很好地適應通信網飛速發展的需要。迄今，SDH得到了空前的應用與發展。在標準化方面，已建立和即將建立的一系列建議已基本上覆蓋了SDH的方方面面。在干線網和長途網、中繼網、接入網中它開始廣泛應用。且在光纖通信、微波通信、衛星通信中也積極地開展研究與應用。

　　近些年，點播電視、多媒體業務和其他寬帶業務如雨后春筍般紛紛出現，為SDH應用在接入網中提供了廣闊的空間。SDH技術應用于接入網的好處是：

　　1)對于要求高可靠、高質量業務的大型企事業用戶，SDH可以提供較為理想的網絡性能和業務可靠性。

　　2)可以將網管范圍擴展至用戶端，簡化維護工作。

　　3)利用SDH固有靈活性，可使網絡運營者更快、更有效地提供用戶所需的長期和短期業務需求。

　　可以預計SDH技術將不斷發展。隨著網絡的發展，它將進一步為終端用戶提供寬帶服務，在迎接ATM、CATV、多媒體、因特網、全光網絡帶來的機會和提出的挑戰中，將得到更加廣泛的應用。