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SDH原理
一、 SDH产生的背景——为什么要用SDH?
我们知道当今社会是信息社会，高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，通过通信网传输、交换、处理的信息量将不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化、智能化和个人化方向发展。
传输系统是通信网的重要组成部分，传输系统的好坏直接制约着通信网的发展。当前世界各国大力发展的信息高速公路，其中一个重点就是组建大容量的传输光纤网络，不断提高传输线路上的信号速率，扩宽传输频带，就好比一条不断扩展的能容纳大量车流的高速公路。同时用户希望传输网能有世界范围的接口标准，能实现我们这个地球村中的每一个用户能随时随地便捷地通信。
目前传统的由PDH传输体制组建的传输网，由于其复用的方式很明显的不能满足信号大容量传输的要求，另外PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了难度，由此看出在通信网向大容量、标准化发展的今天，PDH的传输体制已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈，制约了传输网向更高的速率发展。主要体现在：a)难以提供网络拓扑的灵活性，它的基础是点对点的连接 b)上下电路困难，设备复杂而不灵活 c)网络管理能力差。只能提供十分有限的额外信息传输容量，不能为强大的网管系统提供足够的信息通道 d)PDH传输系统的兼容性差。不能提供统一的光接口标准。 另外对于网络设备来说，则还应在兼容性、经济性、适应性和可升级性等方面有更高的要求。
主要是从未来的网络发展和应用要求来考虑，当今需要网络具有如下功能： 1、强大的网络管理 2、自愈（self-healing）
3、重组或恢复（restoration）
4、PDH已经远远不能胜任网络发展的需要
? 80年代初AT&T研究所提出SONET（同步光纤网）概念 ? 解决PDH的固有缺点
? 防止互不兼容的光接口大量产生 ? 实现标准光接口
? ITU-T于1988年接受SONET概念并重新命名为SDH
? ITU-T于1988年——1995年通过了有关SDH的16个标准
二、 SDH基本概念(什么是SDH？)
在讲SDH传输体制之前，我们首先要搞清楚SDH到底是什么。那么SDH是什么呢？SDH（synchronous Digital Hierarchy）全称叫做同步数字传输体制，由此可见SDH
1 Chenxin 2003-6-10
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是一种传输的体制（协议），就象PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)——准同步数字传输体制一样，SDH这种传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输数速等级，接口码型等特性。
1、SDH的含义：
是一套可进行同步数字传输，复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构，SDH传输网所传送的信号由不同等级的同步传输模块（STM-N）所组成。 （插入PDH含义: 对瞬时速率在一定容差范围内的低码速支路进行正码速调整后再进行同步复接的过程称为准同步数字复接.30/32路PCM系列都是采用准同步数字复接,简称PDH）
2、SDH和PDH的比较
ⅰ) 与SDH相比，PDH主要缺点有二：
1)PDH考虑的主要业务对象是普通的传统电话业务，它在很多方面已不能适应现代通信向业务多样化和宽带化发展的要求（例：用户数据业务、广播电视、视频电报、专用电视、可视通信等）。
2)PDH主要应用于点对点连接、缺乏网络拓扑的灵活性。 ⅱ)SDH作为一种新的技术体制，必然有其不足之处。
1)频带利用率不如PDH系统，PDH的140Mbit/s可收容64*2Mbit/s
或4*34Mbit/s,而SDH的155Mbit/s只能收容63*2Mbit/s或3*34Mbit/s。 2)指针调整机理，增加了设备的复杂性。
3)软件几乎可以控制网络中所有复用设备和交叉连接设备。这样，网络层上的人为错误，软件故障，乃至计算机病毒都可能导致网络重大故障，甚至造成全网瘫痪。 ⅲ)与PDH相比SDH有哪些优势
既然SDH传输体制是PDH传输体制进化而来的，因此它具有PDH体制所无可比拟的优点，它是不同于PDH体制的全新的一代传输体制，与PDH相比在技术体制上进行了根本的变革。
首先，我们先谈一谈SDH的基本概念。SDH概念的核心是从统一的国家电信网和国际互通的高度来组建数字通信网，并构成综合业务数字网（ISDN），特别是宽带业务数字网（B－ISDN）的重要组成部分。那么怎样理解这个概念呢？因为与传统的PDH体制不同，按SDH组建的网是一个高度统一的、标准化的、智能化的网络，它采用全球统一的接口以实现设备多厂家环境的兼容，在全程全网范围实现高效的协调一致的管理和操作，实现灵活的组网与业务调度，实现网络自愈功能，提高网络资源利用率，由于维护功能的加强大大降低了设备的运维费用。
下面我们就SDH所具有的优势（可以算是SDH的特点吧），从几个方面进一步说明。注意与PDH体制相对比。
(1)、接口方面 1.1电接口方面
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接口的规范化与否是决定不同厂家的设备能否互连的关键。SDH体制对网络节点接口（NNI）作了统一的规范。规范的内容有数字信号速率等级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等。于是这就使SDH设备容易实现多厂家环境下互连，也就是说在同一条线路上可以安装不同厂家的设备，体现了横向兼容性。 SDH体制有一套标准的信息结构等级，也就是讲有一套标准的速率等级。基本的信号传输结构等级是同步传输模块——STM－1，相应的速率是155Mb/s。高等级的数字信号系列例如：622Mb/s（STM－4）、2.5Gb/s（STM－16）等，可通过将低速率等级的信息模块（例如STM－1）简单的通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，例如：STM－4＝4×STM－1，STM－16＝4×STM－4。 速率等级的比较
PCM 各次群的速率：
SDH速率等级： SDH信号 STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 1.2光接口方面
速率（Mbit/s） 155.520 622.080 2488.320 9953.280 话路数 1890 1890*4 1890*42 1890*43 线路接口（这里指光口）采用世界性统一标准规范，SDH信号的线路编码仅对
信号进行扰码，不在进行冗余码的插入。想想看，为什么会这样？
扰码的标准是世界统一的，这样对端设备仅需通过标准的解码器就可与不同厂家SDH设备进行光口互连。扰码的目的是使线路传输码的“1”比特和“0”比特出现的概率接近50％，便于从线路信号中提取时钟信号。由于线路信号仅通过扰码，所以SDH的线路信号速率与SDH电口标准信号速率相一致，这样就不会增加发端激光器的光功率代价。
(2)、复用方式
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由于低速SDH信号是以字节间插方式复用进高速SDH信号的帧结构中的，这样就使低速SDH信号在高速SDH信号的帧中的位置是固定的、有规律性，也就是说有可预见性。这样就能从高速SDH信号例如2.5Gb/s（STM－16）中直接插/分出低速SDH信号例如155Mb/s（STM－1），这样就简化了信号的复接和分接，使SDH体制特别适合于高速大容量的光纤通信系统。
另外，由于采用了同步复用方式和灵活的映射结构，可将PDH低速支路信号（例如2Mb/s）复用进SDH信号的帧中去（STM－N），这样使低速支路信号在STM－N帧中的位置也是可预见的，于是可以从STM－N信号中直接分/插出低速支路信号。注意此处不同于上一点的从高速SDH信号中直接分插出低速SDH信号，此处指从SDH信号中直接分/插出低速支路信号，例如2Mb/s，34Mb/s与140Mb/s等低速信号。于是节省了大量的复接/分接设备（背靠背设备），增加了可靠性，减少了信号损伤、设备成本、功耗、复杂性等，使业务的上、下更加简便。
SDH的这种复用方式使数字交叉连接（DXC）功能更易于实现，使网络具有了很强的自愈功能，便于用户按需动态组网，实时业务调配。 ⅳ)复用、分解过程的比较
PDH光信号流程图 光/电 解解 复解复复用复用 用用 逐级复用 （级间需DDF）
SDH光信号流程图
STM-N标准化的光接口
光信号 光接口无标准化 解复用复用电/光 光信号 光接口无标准化
以上是PDH和SDH条件下的电路上/下的过程，显然后者简单的多，一步到位，而且也不需要占地面积大而且容易出认为差错的数字配线架（DDF）。 (3)、运行维护方面
SDH信号的帧结构中安排了丰富的用于运维（OAM）功能的开销比特，使网络
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STM-N标
准化的光接口
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的监控功能大大加强，也就是说维护的自动化程度大大强。PDH的信号中开销字节不多，以致于在对线路进行性能监控时，还要通过在线路编码时加入冗余比特来完成。以PCM30/32信号为例，其帧结构中仅有TS0时隙和TS16时隙中的比特是用于OAM功能。
SDH信号丰富的开销占用整个帧所有比特的1/20，大大加强了OAM功能，这样就使系统的维护费用大大降低，而通信设备的综合成本中，维护费用占相当大的一部分，于是SDH系统的综合成本要比PDH系统的综合成本低，据估算仅为PDH系统的65.8%。
(4)、兼容性
SDH有很强的兼容性，这也就意味着当组建SDH传输网时，原有的PDH
两种传输网可以共同存在。也就是说可以用SDH网传送PDH 传输网不会作废，
业务，另外，异步转移模式的信号（ATM）、FDDI信号等其他体制的信号也可用SDH网来传输。
那么SDH传输网是怎样实现这种兼容性的呢？SDH网中用SDH信号的基本传输块（STM－1）可以容纳PDH的三个数字信号系列和其它的各种体制的数字信号系列－－ATM、FDDI、DQDB等，从而体现了SDH的前向兼容性和后向兼容性，确保了PDH网向SDH网和SDH向ATM的顺利过渡。SDH是怎样容纳各种体制的信号呢？很简单，SDH把各种体制的低速信号在网络边界处（例SDH/PDH，起点）复用进STM－1信号的帧结构中，在网络边界处（终点）再将它们拆分出来即可，这样就可以在SDH传输网上传输各种体制的数字信号了。
总结以上得出：
3、SDH主要特点（优点）：
（1） 具有一套全球通用的光接口标准
（2） 不同厂家的设备之间具有高度的兼容性，包括光路上以及局内 各设备之间
（3） 各级信号速率精确地符合N*155.520Mbit/s关系，N为同步复用信号等级 （4） 具有丰富的辅助（开销）通路可供网络管理用，并有标准化的电信管理网
（TMN）。
（5） 采用同步的组网方式
（6） 具有高度的灵活性，具体反映在网络结构、上下\\电路、带宽管理与现有PDH
的兼容及对未来发展适应能力等方面。 从设备来说：则有三个关键特点：即同步复用、标准的光接口、强大的网管功能。
在这一章你学到了些什么？ 1、SDH究竟是什么？
2、为什么会出现SDH的传输体制? 3、与PDH相对比SDH有什么优势？
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