在電信網(wǎng)絡(luò)中，為了研制電信設(shè)備，為了支持各類通用的電信業(yè)務(wù)，必須確定通用統(tǒng)一的信號(hào)傳遞速率，以提供系統(tǒng)或設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)通信接口。這就是規(guī)范傳遞數(shù)字體系。目前ITU-T已經(jīng)定義了4類數(shù)字體系：基于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)速率體系（DRH）、基于電話業(yè)務(wù)和PSTN的準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）、基于光纖傳輸?shù)耐綌?shù)字體系（SDH）和基于光鏈路鏈接的光傳送體系（OTH）。
1、數(shù)據(jù)速率體系
ITU-T定義的基于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)速率體系（DRH，Data Rate Hierarchy）為低速率體系，其速率標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足75×2n bit/s，其中n是小于等于6的整數(shù)。主要使用于低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，如在電話線路上。它的速率等級(jí)如下表1所示。
表1：數(shù)據(jù)速率體系（DRH）
2、準(zhǔn)同步數(shù)字體系
在數(shù)字通信系統(tǒng)中，傳送的信號(hào)都是數(shù)字化的脈沖序列。這些數(shù)字信號(hào)流在數(shù)字交換設(shè)備之間傳輸時(shí)，其速率必須完全保持一致，只有這樣，才能保證信息傳送的準(zhǔn)確無誤，這就叫做“同步”。
采用準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH，Plesiochronous Digital Hierarchy）的系統(tǒng)，是在數(shù)字通信網(wǎng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都分別設(shè)置高精度的時(shí)鐘，這些時(shí)鐘信號(hào)都具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)速率。盡管每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的精度都很高，但總還是有一些微小的差別。為了保證通信的質(zhì)量，要求這些時(shí)鐘的差別不能超過規(guī)定的范圍。因此，這種同步方式嚴(yán)格來說不是真正的同步，所以叫做“準(zhǔn)同步”。
PDH以對(duì)話音進(jìn)行PCM（脈沖編碼調(diào)制）處理后產(chǎn)生的64kbit/s數(shù)字信號(hào)流為基礎(chǔ)，將30個(gè)（或24個(gè)）該數(shù)字流以及各類輔助信息以字節(jié)為單位進(jìn)行同步復(fù)接后，產(chǎn)生的具有一定幀結(jié)構(gòu)的2048kbit/s（或1544kbit/s）基群信號(hào)碼流，以及將基群信號(hào)按逐比特異步復(fù)接方式產(chǎn)生的高次群數(shù)字信號(hào)流。
準(zhǔn)同步數(shù)字體系本身是由異步數(shù)字體系（ADH）發(fā)展而來的。異步數(shù)字體系首先是在美國(guó)實(shí)現(xiàn)了24個(gè)64kbit/s數(shù)字信道的復(fù)用，不久，歐洲采用了30個(gè)話路加控制信息一起構(gòu)成32個(gè)數(shù)字信道的“幀”結(jié)構(gòu)。兩者都是通過脈沖編碼調(diào)制（PCM）形成的數(shù)字基群，所不同的是，它們分別采用了μ律、A律兩種不同的壓縮函數(shù)，從而形成了以1544kbit/s和2048kbit/s速率分級(jí)為基礎(chǔ)的兩大異步數(shù)字體系，詳見下表2-1。
表2-1：PDH的速率分級(jí)表
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以這種準(zhǔn)同步方式為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)稱為準(zhǔn)同步數(shù)字體系。拽開使用于數(shù)字程控電話的PSTN網(wǎng)絡(luò)中。由于PDH存在以下一些固有的缺點(diǎn)，已越來越不適應(yīng)電信網(wǎng)的發(fā)展。
1）標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一：目前世界上有三種準(zhǔn)同步復(fù)接體制，三者互不兼容，國(guó)際互聯(lián)時(shí)必須進(jìn)行轉(zhuǎn)換。另外，目前只有統(tǒng)一的電接口標(biāo)準(zhǔn)（G.703），而沒有統(tǒng)一的光接口標(biāo)準(zhǔn)，即使在同一種準(zhǔn)同步復(fù)接體制中，也不能保證光接口的互通。同為歐洲體制的4次群系統(tǒng)，光接口就可能有幾種。如用5B6B碼型，輸出光信號(hào)碼率為167.1168Mbit/s；用7B8B碼型，輸出光信號(hào)碼率為159.1589Mbit/s；用8B1H線路碼型，輸出光信號(hào)碼率又為156.6620Mbit/s。光信號(hào)的碼型、碼率都不同時(shí)，很難互通，只有通過光電轉(zhuǎn)換將光接口轉(zhuǎn)換為電接口后才能保證互通。這就增加了網(wǎng)絡(luò)成本，影響了光纖系統(tǒng)的互聯(lián)，與目前光纖通信飛速發(fā)展的形勢(shì)不符。表2-2給出了ITU-T關(guān)于PDH的建議標(biāo)準(zhǔn)情況。
表2-2：ITU-T關(guān)于PDH的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)情況
2）復(fù)用結(jié)構(gòu)復(fù)雜：由于在準(zhǔn)同步網(wǎng)絡(luò)中，各次群獨(dú)立，因此高次群復(fù)接都采用以比特為單位的異步復(fù)接。異步復(fù)接實(shí)際上是通過兩個(gè)步驟來實(shí)現(xiàn)的：先用碼速調(diào)整將各支路信息碼流調(diào)整到速率、相位都一致，然后進(jìn)行同步復(fù)接。一般采用正碼速調(diào)整，這樣在發(fā)端就要插入一些碼速調(diào)整比特，低速信號(hào)往往要經(jīng)過多次碼速調(diào)整，使得在高速信號(hào)中很難直接識(shí)別和提取低速支路號(hào)。在解復(fù)用時(shí)，只能采用一系列背靠背的復(fù)接器，將高次群信號(hào)一步步地解復(fù)用到所要解出的低次群上。顯然，這種復(fù)用方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，設(shè)備利用率低，硬件所占的成分大，因此很不靈活。
3）缺乏強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能：在光纖通信系統(tǒng)中必須有輔助工作系統(tǒng)以及相應(yīng)的輔助信道，而目前的PDH網(wǎng)絡(luò)已很難挖掘出足夠的輔助信道容量。因?yàn)?span>PDH網(wǎng)的運(yùn)行、管理和維護(hù)主要采用人工數(shù)字交叉連接和暫停業(yè)務(wù)進(jìn)行測(cè)試的方法，因此幀結(jié)構(gòu)中沒有過多設(shè)置OAM比特。現(xiàn)代通信網(wǎng)的發(fā)展要求網(wǎng)絡(luò)管理功能越來越強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)管理功能的缺乏使PDH網(wǎng)絡(luò)已無法支持新一代電信網(wǎng)。
3、同步數(shù)字體系
同步數(shù)字體系（SDH，Synchronous Digital Hierarchy）是為在光纖物理傳輸網(wǎng)上傳送適配的凈荷而標(biāo)準(zhǔn)化的一系列數(shù)字傳送等級(jí)結(jié)構(gòu)（即同步傳遞模塊STM）。SDH傳輸信號(hào)由具有比特率為155.520Mbit/s的基本信號(hào)STM-1幀結(jié)構(gòu)組成。其同步復(fù)接方法是用n個(gè)STM-1信號(hào)，以字節(jié)為單位，同步交錯(cuò)復(fù)接得到高階的STM-n信號(hào)。目前ITU-T規(guī)范的n=1，4，16，64，256。其速率分級(jí)情況詳見下表3-1。
表3-1：SDH系統(tǒng)速率分級(jí)表
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STM-1信號(hào)結(jié)構(gòu)是由9行與270列組成的塊狀幀。其幀頻為8000幀/秒，由此可知其比特率為：9×270×8×8000=155.520Mbit/s，用STM-1表示。復(fù)用過程中可將PDH信號(hào)映射到STM之中，即兼容PDH數(shù)字傳輸速率。
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實(shí)際上是美國(guó)貝爾通信實(shí)驗(yàn)室首先提出這一概念，并將這一標(biāo)準(zhǔn)稱為同步光纖網(wǎng)絡(luò)（SONET，Synchronous Optical Network）。ITU-T以該標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，制定出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，取名為同步數(shù)字體系（SDH），并在光電接口、設(shè)備功能和性能、協(xié)議和信令以及管理控制等方面做了修改和擴(kuò)展。1988~1995年間相繼通過了ITU-T G.707、 ITU-T G.708、等十多個(gè)建議，從而解決了SDH標(biāo)準(zhǔn)的基本框架和主要問題。表3-2給出了ITU-T關(guān)于SDH的建議標(biāo)準(zhǔn)情況。
表3-2：ITU-T關(guān)于SDH的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)情況
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ITU-T的SDH標(biāo)準(zhǔn)不僅適用于光纖傳輸系統(tǒng)，而且也適用于微波和衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)，該標(biāo)準(zhǔn)已被推薦為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的物理層協(xié)議，廣泛使用于軟交換網(wǎng)絡(luò)。SDH標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)表現(xiàn)在：統(tǒng)一了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI）、提供了網(wǎng)絡(luò)的OAM能力、降低了設(shè)備成本和聯(lián)網(wǎng)成本、采用了靈活的復(fù)用結(jié)構(gòu)和指針調(diào)整技術(shù)、適應(yīng)了電信網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)和管理等5個(gè)方面，這5個(gè)方面的表現(xiàn)內(nèi)容詳見下表3-3。
表3-3：SDH標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)
4、光傳送體系（OTH）
光傳送體系（OTH，Optical Transport Hierarchy）是ITU-T命名的一種全新的數(shù)字傳輸體系。它是在單光通道（SDH）和多光通道（WDM）建立的光傳送網(wǎng)（OTN，Optical Transport Network）中，規(guī)范的光傳送體系（OTH）。
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SDH雖然解決了統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)接口與幀結(jié)構(gòu)、同步復(fù)用和兼容PDH 、提供了網(wǎng)絡(luò)的OAM能力等，但也仍然存在有最高傳輸速率受限、多業(yè)務(wù)接口受限、智能化保護(hù)機(jī)制受限等瓶頸。因此ITU-T又開發(fā)了新的傳輸速率體系-光傳送體系（OTH）。OTH技術(shù)的傳輸速率等級(jí)系列是由ITU-T G.709規(guī)范的。下表4-1給出了OTN的有關(guān)ITU-T建議系列。
表4-1：ITU-T有關(guān)OTN的建議系列
光傳送網(wǎng)絡(luò)（OTN，Optical Transport Network）是由一系列光纖鏈路連接的光網(wǎng)絡(luò)要素組成，根據(jù)ITU-T G.872的要求，能夠提供的功能包括傳輸、復(fù)用、路由、管理、監(jiān)視以及承載客戶信號(hào)的光通道的生存性。OTN是以WDM技術(shù)為基礎(chǔ)，在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)，其中定義有電層的OTH技術(shù)。OTH綜合了SDH和WDM的優(yōu)勢(shì)，支持比SDH更加強(qiáng)大的OAM能力，支持大顆粒業(yè)務(wù)容量的交叉、傳送和調(diào)度等。OTH采用光傳送模塊（OTM），其傳送速率等級(jí)如下表4-2所示（僅給出OTUk速率）。
表4-2：OTUk速率等級(jí)體系
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