在早期的數(shù)字通信網(wǎng)中，多使用準同步數(shù)字體系（PDH）設備。這種體系對傳統(tǒng)的點到點通信有較好的適應性。而隨著數(shù)字通信的迅速發(fā)展，點到點的直接傳輸越來越少，而大部分數(shù)字傳輸都要經(jīng)過轉(zhuǎn)接，因而PDH系列便不能適合現(xiàn)代電信業(yè)務開發(fā)的需要，以及現(xiàn)代化電信網(wǎng)管理的需要。SDH技術就是適應這種新的需要而出現(xiàn)的傳輸體系。
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一、SDH技術的由來
最早提出同步數(shù)字體系（SDH，Synchronous Digital Hierarchy）概念的是美國貝爾通信研究所，當時稱為同步光網(wǎng)絡（SONET，Synchronous Optical Network）。它是高速、大容量光纖傳輸技術和高度靈活、又便于管理控制的智能網(wǎng)絡技術的有機結(jié)合。最初的目的是在光路上實現(xiàn)標準化，便于不同廠家的產(chǎn)品能在光路上互通，從而提高網(wǎng)絡的靈活性。
國際電信聯(lián)盟標準化部（ITU-T）的前身國際電報電話咨詢委員會（CCITT）于1988年接受了SONET的概念，并重新命名為同步數(shù)字體系（SDH），使之成為不僅適合光纖也適合微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g體制。為了建立世界性的統(tǒng)一標準，ITU-T在光電接口、設備功能和性能、管理控制以及協(xié)議和信令方面進行了重要修改和擴展，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)就SDH的基本軟硬件問題達成了一致協(xié)議。如ITU-T 在1993年3月第一次發(fā)布了建議書G.803《基于同步數(shù)字體系(SDH)的傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)》，若要詳細了解該建議書具體內(nèi)容的請查閱下附件1。
附件1：G.803（03/2000）《基于同步數(shù)字體系(SDH)的傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)》
SDH技術與PDH技術相比，有如下表1-1所示的4大顯著的優(yōu)點。由于SDH具有上述顯著優(yōu)點，它將成為實現(xiàn)信息高速公路的基礎技術之一。但是在與信息高速公路相連接的支路和叉路上，PDH設備仍將有用武之地。
表1-1：SDH技術與PDH技術相比的優(yōu)勢
從SONET到SDH，其實質(zhì)內(nèi)容和主要規(guī)范并沒有很大變化，而且隨著國際標準化工作的不斷進行，兩者也越來越趨于一致，因此一般統(tǒng)稱為（光）同步數(shù)字傳輸網(wǎng)，或SDH/SONET網(wǎng)。但由于歷史的原因，在少數(shù)細節(jié)的規(guī)定上仍有一些差別，主要表現(xiàn)匯列在下表1-2所示的5個方面；由于是在速率等級上的差別詳見下表1-3。如此等等，都導致兩者尚不能完全互通兼容，但其基本原理和主要規(guī)范是一致的。
表1-2：SONET與SDH的差別
表1-3：SDH與SONET速率等級比較
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二、SDH的相關基本概念
1、SDH與STM的概念
ITU-T建議書G.780《SDH的術語和定義》對SDH的相關基本概念做出了定義。其中，同步數(shù)字體系（SDH，Synchronous Digital Hierarchy）和同步傳送模塊（STM，Synchronous Transport Module）的定義詳見下表2-1。
表2-1：同步數(shù)字體系（SDH）和同步傳送模塊（STM）的定義
2、SDH信號的幀結(jié)構(gòu)與基本復用結(jié)構(gòu)
SDH信號由不同階的同步傳送模塊（STM-N）信號組成。STM-N幀可表示成二維的塊狀幀結(jié)構(gòu)，它由段開銷（SOH）、管理單元指針（AU PTR或AU Pointer）和信息凈負荷（可簡稱凈負荷或凈荷）三個區(qū)域組成。SDH信號的幀結(jié)構(gòu)是由ITU-T建議G.707規(guī)范的，在我國是由國家標準GB/T 15409規(guī)范的。
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SDH復用是指多個低階通道層信號適配進高階通道或多個高階通道層信號適配進復用段層的過程。為此，SDH信號由基本的復用方法和相應的復用結(jié)構(gòu)。SDH信號的復用結(jié)構(gòu)是由ITU-T建議G.707規(guī)范的，在我國是由國家標準GB/T 15940規(guī)范的。
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三、SDH網(wǎng)絡與網(wǎng)元組成
1、SDH網(wǎng)絡
SDH網(wǎng)絡由相應的網(wǎng)元（NE）組成，有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡節(jié)點接口（NNI），在光纖上進行同步信息的傳輸、復用、分插和交叉連接的網(wǎng)絡。它從而簡化了信號的互通以及信號的傳輸、復用、交叉連接和交換過程；它有一套標準化的信息結(jié)構(gòu)等級（稱為STM-N），并具有一種塊狀幀結(jié)構(gòu)，允許安排豐富的開銷比特（即網(wǎng)絡節(jié)點接口比特流中扣除凈負荷后的剩余部分）用于網(wǎng)絡的OAM。ITU-T建議G.780為SDH網(wǎng)絡節(jié)點接口（NNI，Network Node Interface）的定義是：網(wǎng)絡節(jié)點上用來與另一個網(wǎng)絡節(jié)點互連的接口。ITU-T建議G.707中，給出了一個可能的SDH網(wǎng)絡配置，以說明NNI的位置，如下圖3-1所示。
圖3-1：ITU-T G.707建議NNI的位置
SDH網(wǎng)絡的物理拓撲結(jié)構(gòu)可采用線形、星形、樹形、環(huán)形及格形5種基本形式。根據(jù)網(wǎng)絡組織的需要，可設置長途傳輸網(wǎng)絡和本地傳輸網(wǎng)絡。本地傳輸網(wǎng)絡宜采用分層的結(jié)構(gòu)進行組網(wǎng)，可分為核心層、匯聚層和接入層。
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由于SDH的體制和網(wǎng)絡的固有特性，SDH網(wǎng)絡有一整套保護架構(gòu)，組成不同的保護方案及相應的保護方式，使得SDH網(wǎng)絡的運行更加安全可靠。
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2、SDH的網(wǎng)元
由此，它的基本網(wǎng)元設備有終端復用器（TM，Terminal Multiplexer）、再生中繼器（REG，Regenerator）、分插復用器（ADM，Add and Drop Multiplexer）和同步數(shù)字交叉連接設備（SDXC，Synchronous Digital Cross Connector）等等。其功能各異，但都有統(tǒng)一的標準光接口，能夠在基本光纜段上實現(xiàn)橫向兼容性，即允許不同廠家設備在光路上互通；它有一套特殊的復用結(jié)構(gòu)，允許現(xiàn)存準同步數(shù)字體系、同步數(shù)字體系和B-ISDN信號都能進入其幀結(jié)構(gòu)，因而具有廣泛的適應性；它大量采用軟件進行網(wǎng)絡配置和控制，使得新功能和新特性的增加比較方便，適于將來的發(fā)展。
光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)早期應用時最重要的兩個網(wǎng)元是TM和ADM。以STM-1等級為例，TM和ADM網(wǎng)元的功能作用詳見下表3-2-1。由表中兩個基本網(wǎng)元組成的典型網(wǎng)絡應用有多種形式，諸如點到點傳輸、線形、樞紐網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)，實際應用時，還可能出現(xiàn)別的形式或者各種組合形式。
表3-2-1：TM和ADM網(wǎng)元的功能作用
長距離SDH傳輸網(wǎng)絡還需要REG。光傳輸網(wǎng)的再生中繼器有兩種，一種是純光學的再生中繼器，主要進行光功率放大以延長光傳輸距離；另一種是用于脈沖再生整形的電再生中繼器，主要通過光/電變換(O/E)、電信號抽樣、判決、再生整形、電/光變換(E/O)等處理，以達到不積累線路噪聲、保證傳送信號波形完好的目的。此處指的是后一種再生中繼器，REG只有兩個線路端口。REG的作用是將接收的光信號經(jīng)O/E、抽樣、判決、再生整形、E/O后在對側(cè)發(fā)出。
適用于SDH的DXC（即SDXC）則能進一步在接口間提供可控的虛通道（VC）透明連接和再連接，這些接口信號既可以是SDH速率，也可以是PDH速率。此外，SDXC還能支持G.784建議所規(guī)定的控制和管理功能。可見，SDXC只是DXC中的一類，兩者的差別在于下表3-2-2所示的3個方面。而后來開發(fā)的DXC設備都是既能工作于PDH環(huán)境，又能工作于SDH環(huán)境的同步系統(tǒng)。
表3-2-2：SDXC與DXC的差別表現(xiàn)
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3、SDH設備的功能要求
SDH設備的功能主要表現(xiàn)為相應層的連接、終接、適配與子層功能，及定時功能和開銷接入功能等。
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四、SDH系統(tǒng)相關技術指標要求
對于SDH網(wǎng)絡的技術要求，應該主要包括SDH光接口的技術要求和SDH光纜線路傳輸系統(tǒng)的技術要求。
欲詳細了解SDH光接口技術要求的請進入：應用分類及代碼；規(guī)范參數(shù)
欲詳細了解SDH光纜線路系統(tǒng)傳輸性能指標要求的請進入：誤碼性能指標要求；抖動和漂移指標
五、SDH網(wǎng)絡的同步要求
SDH傳輸網(wǎng)絡的網(wǎng)同步要求包含有兩層的含義，一方面是SDH傳輸網(wǎng)絡自身的網(wǎng)絡同步，應滿足于ITU-T G.803的要求；另一方面是SDH網(wǎng)元作為數(shù)字同步網(wǎng)鏈路中的SEC時鐘傳遞同步時鐘信號，應滿足于ITU-T G.813的要求。
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