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1、对对 SDHSDH 技术的综述技术的综述07 通信二班 李铁 16 号 一、一、SDHSDH 的介绍的介绍1 1、SDHSDH的概念的概念 SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。国际电话电报咨诟委员会（CCITT）（现ITU-T）于1988年接受了SONET 概念并重新命名为SDH，使其成为不仅适用于光纤也适用亍微波和卫星传输的通用技术体制。 它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通
2、等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行不维护，因此是当今丐界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。 2、SDHSDH产生的背景产生的背景采用准同步数字系列（PDH）的系统，是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。为了保证通信的质量，要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。因此，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”。随着光纤通信技术和网络的发展，PDH 遇到了许多困难。在以往的电信网中，多使用 PDH 设备。这种
3、系列对传统的点到点通信有较好的适应性。而随着数字通信的迅速发展，点到点的直接传输越来越少，而大部分数字传输都要经过转接，因而 PDH 系列便不能适合现代电信业务开发的需要，以及现代化电信网管理的需要。SDH 就是适应这种新的需要而出现的传输体系。 3、SDHSDH 技术的特点技术的特点SDH 是一种同步的数字传输网络。所谓同步，是指其复接的方式采用同步复接，其各支路的低信号是互相同步的。它的传输速率分级称为同步传输模块STM（Synchronous Transport Module），其中 STM-1 的传输速率为155.520Mb/s，STM-4 的传输速率为 622.080Mb/s，STM
4、-16 的传输速率为2488.320Mb/s，STM-64 的传输速率为 9953.280Mb/s。同 PDH 相比，SDH 有很多突出的优点。 1、 在 SDH 中，不同传输速率的数字信号的复接和分接变的非常简单，只需利用软件即可从高速信号中一次分接出低速信号，既简化了操作步骤，又便于通信系统的扩容和升级，尤其适合于高速大容量的光纤传输系统。 2、 SDH 的基本传输模块可以包容目前世界上几种主要的传输系列，便于各个国家的互通，也可兼容现有的 PDH。3、 SDH 对网络接口接点进行了统一的规范，可以在同一网络上使用不同厂家的设备，具有很好的横向兼容性。 4、 SDH 设备是智能化的设备，又
5、在帧结构中安排了丰富的、用于管理的开销比特（大约占信号的 5%），使网络的运行、管理和维护（OAM）能力大大加强，加大了组网的灵活性，提高了网络的效率和可靠性。 5、 虽然 SDH 的设备成本比 PDH 大约高 5%左右，但其营运费仅为 PDH 的 1/6。综合考虑，SDH 的费用不到 PDH 的 70%，具有较好的经济效益。6、 SDH 支持异步传输（ATM），便于向宽带综合信息网过度。 当然，SDH 也有一些缺点，例如，频带利用率较低。在 PDH 中，一个139.264Mb/s 的四次群可以包容 64 个基群信号（2.048Mb/s），频带利用率为（64X2.048）/139.264=94
6、%。在 SDH 中一个 155.520Mb/s 的 STM-1 只能包容 63个基群信号，频带利用率为（63X2.048）/155.520=83%。同样，PDH 中一个139.264Mb/s 四次群可以包容 4 个三次群信号，在 SDH 中，一个 155.520Mb/s的 STM-1 只能包容 3 个三次群信号。此外，还有技术比较复杂，以及由于大规模采用软件控制容易造成人为因素、计算机病毒等引起的网络故障等。 二、二、 SDHSDH的基本原理的基本原理 1 1、SDHSDH帧结构帧结构SDH帧结构是实现数字同步时分复用、保证网络可靠有效运行的关键。SDH帧一个STMN帧有9行，每行由270N个
7、字节组成。 这样每帧共有9270N个字节， 每字节为8 bit。 帧周期为125 s， 即每秒传输8000帧。对于STM1 而言，传输速率为927088000=155.520 Mb/s。字节发送顺序为：由上往下逐行发送，每行先左后右。 其结构图如下图：图 1 SDH 帧的一般结构SDH帧大体可分为三个部分：(1) 段开销（SOH）区域段开销（Section Overhead）是指 STM 帧结构中为了保证信息净负荷正常，灵活传送所必需的附加字节，是供网络运行，管理和维护（OAM）使用的字节。帧结构的左边 9N 列 8 行（除去第 4 行）分配给段开销。(2)净负荷(Payload)区域信息净负
8、荷区域是帧结构中存放各种信息负载的地方，对于 STM-1 而言，它的容量大约为 150.336Mbit/s，其中含有少量的通道开销（POH）字节，用于监视，管理和控制通道性能，其余荷载业务信息。通道开销（POH）分为低阶通道开销和高阶通道开销。低阶通道开销附加给 C-1/C-2 形成 VC-1/VC-2，其主要功能有 VC 通道性能监视，维护信号及告警状态指示等。高阶信道开销附加给 C-3 或者多个 TUG-2 的组合形成 VC-3，而将高阶通道开销附加给 C-4 或者多个 TUG-3 的组合体既形成 VC-4。高阶 POH 的主要功能有VC 通道性能监视，告警状态指示，维护信号以及复用结构指
9、示等。(3)管理单元指针（AU-PTR）区域管理单元指针用来指示信息净负荷的第一个字节在 STM-N 帧中的准确位置，以便在接收端正确地分解。对于 STM-1 而言它有 9byte(72bit)，采用指针方式，可以使 SDH 在准同步环境中完成复用同步和 STM-N 信号的帧定位。这一方法消除了常规准同步系统中滑动缓存器引起的时延和性能损伤。2 2、复用原理、复用原理将低速支路信号复接为高速信号，通常有两种传统方法： 正码速调整法和固定位置映射法。正码速调整法的优点：容许被复接的支路信号有较大的频率误差；缺点：复接与分接相当困难。固定位置映射法的优点：复接和分接容易实现，但由于低速信号可能是属
10、于 PDH 的或由于 SDH 网络的故障，低速信号与高速信号的相对相位不可能对准，并会随时间而变化。图2 我国的SDH复用路线3 3、传输原理、传输原理 SDH 采用的信息结构等级称为同步传送模块 STMN，最基本的模块为STM1，四个 STM1 同步复用构成 STM4，16 个 STM1 戒四个 STM4 同步复用构成 STM16SDH 传输业务信号时各种业务信号要迚入 SDH 的帧都要经过映射、定位和复用三个步骤：映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器（C），再加入通道开销 （POH）形成虚容器（VC）的过程，帧相位发生偏差称为帧偏秱；定位即是将帧偏秱信息收迚支路单元（TU
11、）戒管理单元（AU）的过程，它通过支路单元指针（TU PTR）戒管理单元指针（AU PTR）的功能来实现；复用则是将多个低价通道层信号通过码速调整使之迚入高价通道戒将多个高价通道层信号通过码速调整使之迚入复用层的过程。三、三、 SDHSDH的应用与发展的应用与发展 1 1、SDHSDH 的应用的应用由于以上所述的SDH的众多特性，使其在广域网领域和与专用网领域得到了巨大的发展。电信、联通、广电等电信运营商都已经大规模建设了基于SDH的骨干光传输网络。利用大容量的SDH环路承载IP业务、ATM业务直接以租用电路的方式出租给企、事业单位。而一些大型的与用网络也采用了SDH技术，架设系统内部的SDH
12、光环路，以承载各种业务。比如电力系统，就利用SDH环路承载内部的数据、进控、视频、语音等业务。图3 SDH的应用领域由于SDH基于物理层的特点，单位可在租用电路上承载各种业务而丌受传输的限制。承载方式有很多种，可以是利用基于TDM技术的综合复用设备实现多业务的复用，也可以利用基于IP的设备实现多业务的分组交换。SDH技术可真正实现租用电路的带宽保证，安全性方面也优于VPN等方式。在政府机关和对安全性非常注重的企业，SDH租用线路得到了广泛的应用。一般来说，SDH可提供E1、E3、STM-1戒STM-4等接口，完全可以满足各种带宽要求。同时在价格方面，也已经为大部分单位所接受。 2 2、SDHS
13、DH 的发展趋势的发展趋势 SDH 作为新一代理想的传输体系，具有路由自动选择能力，上下电路方便，维护、控制、管理功能强，标准统一，便于传输更高速率的业务等优点，能很好地适应通信网飞速发展的需要。迄今，SDH 得到了空前的应用与发展。在标准化方面，已建立和即将建立的一系列建议已基本上覆盖了 SDH 的方方面面。在干线网和长途网、中继网、接入网中它开始广泛应用。且在光纤通信、微波通信、卫星通信中也积极地开展研究与应用。 从技术上来看，接入层的相对带宽需求较小，需要提供 IP、TDM，可能还有 ATM 等综合业务传送。以 SDH 系统为基础并能够提供 IP 、ATM 传送与处理的系统（包括 TDM
14、、IP 与 ATM 接口，甚至包括 IP 和 ATM 交换模块）将是解决接入层传送的主要方法，这种方式可廉价地在一个业务提供点（POP）上提供高质量专线、ATM 、IP 等业务的接入、传送和保护。随着骨干传输容量不断增大，城域传输网络的接入能力也多样化。但以 IP为主的网络业务仍然是不可预知的，这需要传输网络具有更好的自适应能力，而这种自适应能力不仅仅是网络接口或网络容量的适应能力，而且要求网络连接的自适应能力。总的来说，低成本、灵活快速的完成运营商端局到用户端的业务接入和业务收敛是对未来城域网接入系统的主要需求。简单地讲，这种采用 SDH 传输以太网等多种业务的方式就是将不同的网络层次的业务
15、通过级联的方式映射到 SDH 电路的各个时隙中，由 SDH 网络提供完全透明的传输通道，从物理层的设备角度上看是一个集成的整体。这种解决方案可以大幅度地降低投资规模，减少设备占地面积，降低功耗，进而降低网络运营商的运营成本。同时，提供多业务的能力还可以使网络运营商能够快速地部署网络业务，提高业务收入，增强市场竞争能力。综上所述，SDH 以其明显的优越性已成为传输网发展的主流。SDH 技术与一些先进技术相结合，如光波分复用（WDM） 、ATM 技术、Internet 技术（IP over SDH）等，使 SDH 网络的作用越来越大。SDH 已被各国列入 21 世纪高速通信网的应用项目，是电信界公认的数字传输网的发展方向，具有远大的商用前景。
