一、SDH的概念

SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)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(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡，是美國貝爾通信技術研究所提出來的同步光網(wǎng)絡（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體制。 它可實現(xiàn)網(wǎng)絡有效管理、實時業(yè)務監(jiān)控、動態(tài)網(wǎng)絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能，能大大提高網(wǎng)絡資源利用率、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(fā)展和應用的熱點，受到人們的廣泛重視。

二、SDH的產(chǎn)生背景

SDH技術的誕生有其必然性，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)務數(shù)字網(wǎng)) 和FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)等多種網(wǎng)絡技術。隨著信息社會的到來，人們希望現(xiàn)代信息傳輸網(wǎng)絡能快速、經(jīng)濟、有效地提供各種電路和業(yè)務，而上述網(wǎng)絡技術由于其業(yè)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(fā)展起來的。在各種寬帶光纖接入網(wǎng)技術中，采用了SDH技術的接入網(wǎng)系統(tǒng)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(wǎng)和用戶業(yè)務需求的發(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技術自從90年代引入以來，至今已經(jīng)是一種成熟、標準的技術，在骨干網(wǎng)中被廣泛采用，且價格越來越低，在接入網(wǎng)中應用可以將SDH技術在核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領域，充分利用SDH同步復用、標準化的光接口、強大的網(wǎng)管能力、靈活網(wǎng)絡拓撲能力和高可靠性帶來好處，在接入網(wǎng)的建設發(fā)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(jié)組成，每個字節(jié)含8bit，整個幀結構分成段開銷（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(qū)用于存放真正用于信息業(yè)務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)內的信息首字節(jié)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(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)務信號時各種業(yè)務信號要進入SDH的幀都要經(jīng)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(jīng)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(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(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)一的幀結構，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)絡的可靠性；

（2）SDH接入系統(tǒng)的不同等級的碼流在幀結構凈負荷區(qū)內的排列非常有規(guī)律，而凈負荷與網(wǎng)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(xiàn)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(wǎng)絡的業(yè)務傳送透明性；

（3）由于采用了較先進的分插復用器（ADM）、數(shù)字交叉連接（DXC）、網(wǎng)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(wǎng)管功能顯得特別強大，并能統(tǒng)一形成網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，為網(wǎng)絡的自動化、智能化、信道的利用率以及降低網(wǎng)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(wǎng)絡拓撲結構，它所組成的網(wǎng)絡非常靈活，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)絡性能，同時也使網(wǎng)絡運行靈活、安全、可靠，使網(wǎng)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(xiàn)了不同層次和各種拓撲結構的網(wǎng)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(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(wǎng)絡穩(wěn)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(xiàn)橫向兼容，降低了聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)領域和專用網(wǎng)領域得到了巨大的發(fā)展。電信、聯(lián)通、廣電等電信運營商都已經(jīng)大規(guī)模建設了基于SDH的骨干光傳輸網(wǎng)絡。利用大容量的SDH環(huán)路承載IP業(yè)務、ATM業(yè)務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)絡也采用了SDH技術，架設系統(tǒng)內部的SDH光環(huán)路，以承載各種業(yè)務。比如電力系統(tǒng)，就利用SDH環(huán)路承載內部的數(shù)據(jù)、遠控、視頻、語音等業(yè)務。