SDH技术的分析
摘 要：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。本文对SDH的基本概念、产生背景、技术原理、优点、应用和发展趋势几个方面做了简要的探讨。
关键词：SDH概念； 技术原理； 技术优点； SDH应用； 发展趋势
Analysis of SDH technology
Abstract: SDH as a new ideal generation of transmission system has many advantages such as the ability to automatically select the route, upper and lower circuit convenient,strong functions of maintain control and management, uniform standard, easy to transmit higher rate services and so on. Can well meet the needs of the rapid development of communication network. In this paper, the basic concepts of SDH, background, technical principles, advantages, applications and trends aspects are briefly discussed.
Key words: SDH concept; Technical principles; Technical advantages; SDH applications; Development Trend
0.引言
光纤通信的发展导致了同步数字体系（SDH）的形成。SDH网在网络的带宽、灵
活性、可靠性以及带宽与资源的可管理性等方面，比传统的PDH网有了很大的提高。以SDH为基础的传送网在几年以前已成为我国以及国际上通信网建设的主导方向。它不
仅将成为未来宽带网的传送平台，而且将是今后全光网络的基本技术。
在以往的电信网中，多使用PDH设备。这种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。
1988年，国际电报电话咨询委员会(CCITT)接受了SONET的概念，重新命名为“同步数字系列(SDH)”，使它不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输的技术体制，并且使其网络管理功能大大增强。
1． SDH的概念和产生背景
1.1 SDH的概念
SDH
（
Synchronous
Digital
Hierarchy，同步数字系列），根据ITU-T的建议定义，是不同速度的数位信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制
[1]
。
在数字通信系统中,传送的信号都是数字化的脉冲序列。这些数字信号流在数字交换设备之间传输时,其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步” 。而“同步数字系列”。 SDH 传输体制正是针对以往的电信网使用“准同布
数字系列”PDH ( Plesiochronous Digital Hierarchy) 设备的ATM 网络传输缺陷而设计，它具有PDH体制所无可比拟的优点。与PDH 相比，在技术体制上进行了根本的变革，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，是构成ISDN（综合业务数字网），特别是宽带综合业务数字网B—ISDN 的重要组成部分。因为与传统的PDH 体制不同，按SDH组建的网络是一个高度统一的、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，并且由于维护功能的加强，大大降低了设备的运行维护费用。
1.2 SDH产生背景
SDH技术的诞生有其必然性，随着通信的发展，要求传送的信息不仅是话音，还有文字、数据、图像和视频等。加之数字通信和计算机技术的发展，在70至80年代，
陆续出现了T1(DS1)/E1载波系统(1.544/2.048Mbps)、X.25帧中继、ISDN（ 综合业务数字网) 和FDDI(光纤分布式数据接口)等多种网络技术。随着信息社会的到来，人们希望现代信息传输网络能快速、经济、有效地提供各种电路和业务，而上述网络技术由于其业务的单调性，扩展的
复杂性，带宽的局限性，仅在原有框架内修改或完善已无济于事。SDH就是在这种背景下发展起来的。在各种宽带光纤接入网技术中，采用了SDH技术的接入网系统是应用最普遍的。SDH的诞生解决了由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展，而产生了用户与核心网之间的接入
2.SDH技术原理
SDH 技术原理中最核心的技术之一就是同步复用 SDH 采用的信息结构等级称为同步传送模块 STM－N( Synchronous Transport Module 的缩写，N = 1， 4，16，64)
[2]
，最基本的模块为STM－1，4 个STM
－1同步复用构成 STM－4，16 个 STM－1或4个STM－4 同步复用构成 STM－16；SDH 采用块状的帧结构来承载信息， 每帧由纵向 9 行和横向 270×N 列字节组成，每个字节含 8 比特， 整个帧结构分成段开销
( Section Over Head， 缩写为 SOH)区STM－N 净负荷区和管理单元指针( AU PTR) 区三个区域， 其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配以保证信息能够正常灵活地传送， 它又分为再生段开销(Regenerator Section Over Head，缩写为RSOH) 和复用段开销( Multiplex Section Over Head， 缩写为MSOH)；管理单元指针用来指示净负荷区域内的信息首字节在 STM－N 帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷；净负荷区域用于存放真正用于信息业务的比特和少量用于通道维护管理的通道开销字节
[3]
。SD的帧传输时按由左
到右、由上到下的顺序排成串型码流依次传输，每帧传输时间为125μs，每秒传输1/125×1000000帧，对STM－1而言每帧比特数为8bit×(9×270×1)=19440bit，STM－1传属速率为19440×8000=155.520Mbit/s；STM
－
4
传
输
速
率
为
4×155.520Mbit/s=622.080Mbit/s；STM－16的传输速率为16×155.520（或4×622.080）=2488.320Mbit/s。其帧结构如图1所示。与传统的信息传输技术不同，SDH是一个将复接、线路传输及交叉功能结合在一起并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络技术。在结构组成上，SDH是由终端复用器(TM)、 分插复用器(ADM)、 再生中继器(REG)和同步数字交叉连接设备(SDXC)基本网元组成，在光纤上进行同步
信息传输、复用、分插和交叉连接
[3]
，如图
即是将帧偏移信息收进支路单元( TU) 或管理单元( AU) 的过程，它通过支路单元指针( TU PTR) 或管理单元指针( 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进入高价通道或将多个高价通道层信号通过码速调整使之进入复用层的过程
[4]
2 所示。在信号传输过程中，SDH 技术使用 SDH 帧结构来传输数字流，各种业务信号要进入 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移，定位
。
图1 STM-N帧结构
支路信号
支路信号
支路信号
图2 SDH通信技术组成结构
SDH 技术原理的的又一特点具有是标准的光接口。SDH 网络设备有交换设备，包括配有 SDH 标准光接口和电接口的交换机，传送设备包括终端复用器分插复用器
和数字交叉连接设备及再生器， 接入设备包括数字环路载波 光纤环路系统等；其中分插复用器( Add /Drop Multiplexer 缩写为 ADM) 是 SDH网络中应用最广泛的设备，
它利用时隙交换实现宽带管理即允许两个STM－N 信号之间的不同VC实现互连，并具有无需分接和终接整体信号即可将各种 G703 数字体系接口物理/电气特性 规定的 STM－N 信号接入 STM－M( M＞N) 内作任何支路的能力，ADM 在环形网中应用时还具有独特的自愈能力，即网络发生故障时无需人为干预就可在极短时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，也就是说使网络具备发现故障的能力并能找到替代路由
在时限内重新建立通信线路。
3． SDH技术的特点
3.1 SDH技术优点
以同步传输为标志的 SDH 技术诞生以来， 经过将近三十多年的发展和应用，SDH 基本已经成为数字信息传输的主流传输方式，我国目前主要的SDH基本复用映射结构如图3所示。
管理业务
[5]
。（3）SDH接入系统的不同等
级的码流在帧结构净负荷区内的排列非常有规律，而净负荷与网络是同步的，它利用软件能将高速信号一次直接分插出低速支路信号，实现了一次复用的特性，克服了PDH准同步复用方式对全部高速信号进行逐级分解然后再生复用的过程，由于大大简化了DXC，减少了背靠背的接口复用设备，改善了网络的业务传送透明性。（4） 高效的信息维护能力。在结构组成上， SDH 技术采用多种网络拓扑结构， 并且其智能化的管理能力将各种网络拓扑结构进行有效的整合。它所组成的网络非常灵活，它能增强网监，运行管理和自动配置功能，优化了网络性能，同时也使网络运行灵活、安全、可靠，使网络的功能非常齐全和多样化。在实际的工作过程中， SDH 能够嵌入多种不同的信号， 并且进行准确的分离， 同时还能够一次性处理大量业务。在管理方面， SDH 技术自身强大的网络监控能力， 方便网络业务的恢复， 使得网络信息传递的准确性得到满足。同时SDH有传输和交换的性能它的系列设备的构成能通过功能块的自由组合，实现了不同层次和各种拓扑结构的网络，十分灵活。（5）传输标准的规范化。与 PDH 技术相比， SDH 最大的特点是将信息传输的标准进行规范。SDH 技术对网络节点接口进行了统一的规范(速率等级、 帧结构、 复接方法、 线路接口、监
控管理等)， 使各厂家设备横向兼容。并且， 可容纳北美、 日本和欧洲准同步数字系列 (1.5M、2M、6.3M、34M、45M 和140M)， 便于 PDH 向 SDH 过渡。总体而言， SDH 技术形成了全球统一的数字传输体制标准， 提高了网络的可靠性。此外，SDH并不专属于某种传输介质，它可用于双绞线、同轴电缆，但SDH用于传输高数据率则需用光纤。这一特点表明，SDH既适合用作干线通道，也可作支线通道。例如，我国的国家与省级有线电视干线网就是采用SDH，而且它也便于与光纤电缆混合网(HFC)相兼容。（6）从OSI模型的观点来看，SDH属于其最底层的物理层，并未对其高层有严格的限制，便于在SDH上采用各种网络技术，支持ATM或IP传输。SDH是严格同步的，从而保证了整个网络稳定可靠，误码少，且便于复用和调整。
3.2 SDH技术缺点
SDH技术的缺点主要体现在以下几个方面：（1）频带利用率低和有效性和可靠性是一对矛盾体，有效性的增强势必会降低其可靠性，增加了可靠性也会相应的降低其有效性 比如可选电台增加，这样虽然提高了选择性 但是选择性的提高必然会使频带相应的变窄，导致音质的下降，也就相应的降低了其可靠性。（2）调整机理复杂 从高速信号中直接下低速信号可以应用SDH体制轻松的实现，省去了多级复用，解复用的过程。但是这种功能的实现主要是通过指针
机理来完成的，指针功能的实现也让系统的调理机制变得及其复杂。最重要的是使系统产生SDH的一种特有抖动由指针调整引起的结合抖动。这种抖动多发于网络边界处，其频率低，幅度大，会导致低速信号在拆出后性能劣化，这种抖动的滤除会相当困难
[5]
。（3）安全性在计算机的普及的今天，
病毒也无处不在而软件的的大量使用很容易让 SDH 受到病毒的破坏，加上人为操作，软件故障，对SDH系统的影响往往是致命的。
4.SDH的应用
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。
由于SDH的众多特性，使其在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发展。SDH 技术渐走向成熟 ，许多新技术的加入 ，使得 SDH 组网方案更适应当今光纤通信传输的需求。SDH 传输速率从最初的STM-1
标准发展到了今天的10Gb/s标准，加上波分复用，光时分复用 ，孤子技术等的成熟
[6]
，40Gb/s 标准正慢慢走向商用。中国
移动、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业务或直接以租用电路的方式出租给企、事业单位。而一些大型的专用网络也采用了SDH技术，架设系统内部的SDH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、远控、视频、语音等业务。而对于组网更加迫切、而又没有可能架设专用SDH环路的单位，很多都采用了租用电信运营商电路的方式。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不受传输的限制。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。
对于需要带宽大于等于34Mbit/s的大企事业用户， 直接将 SDH 分插复用器（ADM） 设置在用户处， 用STM-1通道与STM-N服务节点相连已证明是一种经济可行的方法。这种连接既可以是点对点方式， 也可以通过环结构。对于带宽要求远
小于34Mbit/s的情况， 则采用更低速率的复用器或共享ADM的方式是更经济有效的方案
[6]
。在目前的ADM设备中， 最基本
的支路带宽单是 2Mbit/s。为了支持低于2Mbit/s的业务，需要附加业务复用器。若能将这些低速业务接口集成进ADM则可以省去分离的业务复用器。另一个选择是利用SDH来传送2Mbit/s及以上速率的业务，后面连接PON来传送低于2Mbit/s的业务。
对于多数普通企事业用户， 设在路边（DP点） 的终端复用器可以用来为大量用户提供2Mbit/s为基本单元的带宽。需要小于2Mbit/s带宽业务的用户可以靠业务复用器或后接 PON来解决。对于大企事业用户，由于带宽需求大， 可以考虑直接用STM-N环形结构将其互连起来。然而，对于带宽要求很高的大企事业用户可能不愿受环形带宽的限制，更喜欢点到点的连接方式。此外， 将 ADM直接放在用户所在地要考虑信息安全问题。对于带宽要求不太高的企事业用户，首先连至路边的ADM再经环结构互连可能是适宜的。
5． SDH的发展趋势
随着光通信技术的进步，接入网已由普通模拟用户环路逐步演变成光接入网OAN，另一方面，由于SDH技术的成熟性和先进性，也使其逐步由长途网到中继网，最后在接入网上得到广泛应用。传输网络是
所有业务层包括支撑层的平台，而SDH技术是这个平台的灵魂。在接入网中，为满足组网的灵活性和电路的实时调配，SDH技术广泛应用于用户端与局端之间，以完善的环保护功能为“最后一公里”提供安全保障。
目前看来，无论是PSTN网络还是移动的基站传输，接入网传输系统仍然以提供TDM业务传输为主。 从另一个角度来看，自从接入网内置SDH155开始承担光纤接入网的传输主体设备后，目前速率已满足不了窄带接入网的需求，用户急需提高传输带宽。同时为了满足大量引入的多种宽带业务与宽带接入手段，非常有必要提高接入网传输的传输速率、改善传输效能，构建新一代城域/接入网多业务传输平台
7
。尽管接入
网所采用的接入技术多种多样，用户需求千差万别，网络结构变化多端，但始终需要一个具有高度可靠性的传输网络进行承载。SDH网络以其强大的保护恢复能力以及固定的时延性能在城域网络中仍将占据着绝对的主导地位
7
。
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。
采用SDH传输以太网等多种业务的方式是将不同的网络层次的业务通过VC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。
因此，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（Packet 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。
参考文献：
[1].李秀伟， SDH技术原理及应用优点[J] 河北 信息通信， 2013
[2].涂均， SDH技术及在光纤传输网络中的应用[J] 重庆 通信规划与设计 2013 [3]. 白晓龙， SDH 技术原理及应用研究[J] 山西 山西电子技术， 2013 [4]. 孙学康，毛京丽.SDH技术[M].2版. 北京：人民邮电出版社，2009
[5]. 谭镜邦，SDH技术分析[J] ，广东 信息科技， 2008
[6]. 郭继磊，SDH技术在接入网中的应用[J]，山东 山东通信技术， 2003 [7]. 孙述桂， 范志刚， 李朝锋.浅析SDH技术的现状及发展趋势[J]. 中国高新技术企业， 2008(6).
SDH技术的分析
摘 要：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。本文对SDH的基本概念、产生背景、技术原理、优点、应用和发展趋势几个方面做了简要的探讨。
关键词：SDH概念； 技术原理； 技术优点； SDH应用； 发展趋势
Analysis of SDH technology
Abstract: SDH as a new ideal generation of transmission system has many advantages such as the ability to automatically select the route, upper and lower circuit convenient,strong functions of maintain control and management, uniform standard, easy to transmit higher rate services and so on. Can well meet the needs of the rapid development of communication network. In this paper, the basic concepts of SDH, background, technical principles, advantages, applications and trends aspects are briefly discussed.
Key words: SDH concept; Technical principles; Technical advantages; SDH applications; Development Trend
0.引言
光纤通信的发展导致了同步数字体系（SDH）的形成。SDH网在网络的带宽、灵
活性、可靠性以及带宽与资源的可管理性等方面，比传统的PDH网有了很大的提高。以SDH为基础的传送网在几年以前已成为我国以及国际上通信网建设的主导方向。它不
仅将成为未来宽带网的传送平台，而且将是今后全光网络的基本技术。
在以往的电信网中，多使用PDH设备。这种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。
1988年，国际电报电话咨询委员会(CCITT)接受了SONET的概念，重新命名为“同步数字系列(SDH)”，使它不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输的技术体制，并且使其网络管理功能大大增强。
1． SDH的概念和产生背景
1.1 SDH的概念
SDH
（
Synchronous
Digital
Hierarchy，同步数字系列），根据ITU-T的建议定义，是不同速度的数位信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制
[1]
。
在数字通信系统中,传送的信号都是数字化的脉冲序列。这些数字信号流在数字交换设备之间传输时,其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步” 。而“同步数字系列”。 SDH 传输体制正是针对以往的电信网使用“准同布
数字系列”PDH ( Plesiochronous Digital Hierarchy) 设备的ATM 网络传输缺陷而设计，它具有PDH体制所无可比拟的优点。与PDH 相比，在技术体制上进行了根本的变革，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，是构成ISDN（综合业务数字网），特别是宽带综合业务数字网B—ISDN 的重要组成部分。因为与传统的PDH 体制不同，按SDH组建的网络是一个高度统一的、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，并且由于维护功能的加强，大大降低了设备的运行维护费用。
1.2 SDH产生背景
SDH技术的诞生有其必然性，随着通信的发展，要求传送的信息不仅是话音，还有文字、数据、图像和视频等。加之数字通信和计算机技术的发展，在70至80年代，
陆续出现了T1(DS1)/E1载波系统(1.544/2.048Mbps)、X.25帧中继、ISDN（ 综合业务数字网) 和FDDI(光纤分布式数据接口)等多种网络技术。随着信息社会的到来，人们希望现代信息传输网络能快速、经济、有效地提供各种电路和业务，而上述网络技术由于其业务的单调性，扩展的
复杂性，带宽的局限性，仅在原有框架内修改或完善已无济于事。SDH就是在这种背景下发展起来的。在各种宽带光纤接入网技术中，采用了SDH技术的接入网系统是应用最普遍的。SDH的诞生解决了由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展，而产生了用户与核心网之间的接入
2.SDH技术原理
SDH 技术原理中最核心的技术之一就是同步复用 SDH 采用的信息结构等级称为同步传送模块 STM－N( Synchronous Transport Module 的缩写，N = 1， 4，16，64)
[2]
，最基本的模块为STM－1，4 个STM
－1同步复用构成 STM－4，16 个 STM－1或4个STM－4 同步复用构成 STM－16；SDH 采用块状的帧结构来承载信息， 每帧由纵向 9 行和横向 270×N 列字节组成，每个字节含 8 比特， 整个帧结构分成段开销
( Section Over Head， 缩写为 SOH)区STM－N 净负荷区和管理单元指针( AU PTR) 区三个区域， 其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配以保证信息能够正常灵活地传送， 它又分为再生段开销(Regenerator Section Over Head，缩写为RSOH) 和复用段开销( Multiplex Section Over Head， 缩写为MSOH)；管理单元指针用来指示净负荷区域内的信息首字节在 STM－N 帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷；净负荷区域用于存放真正用于信息业务的比特和少量用于通道维护管理的通道开销字节
[3]
。SD的帧传输时按由左
到右、由上到下的顺序排成串型码流依次传输，每帧传输时间为125μs，每秒传输1/125×1000000帧，对STM－1而言每帧比特数为8bit×(9×270×1)=19440bit，STM－1传属速率为19440×8000=155.520Mbit/s；STM
－
4
传
输
速
率
为
4×155.520Mbit/s=622.080Mbit/s；STM－16的传输速率为16×155.520（或4×622.080）=2488.320Mbit/s。其帧结构如图1所示。与传统的信息传输技术不同，SDH是一个将复接、线路传输及交叉功能结合在一起并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络技术。在结构组成上，SDH是由终端复用器(TM)、 分插复用器(ADM)、 再生中继器(REG)和同步数字交叉连接设备(SDXC)基本网元组成，在光纤上进行同步
信息传输、复用、分插和交叉连接
[3]
，如图
即是将帧偏移信息收进支路单元( TU) 或管理单元( AU) 的过程，它通过支路单元指针( TU PTR) 或管理单元指针( 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进入高价通道或将多个高价通道层信号通过码速调整使之进入复用层的过程
[4]
2 所示。在信号传输过程中，SDH 技术使用 SDH 帧结构来传输数字流，各种业务信号要进入 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移，定位
。
图1 STM-N帧结构
支路信号
支路信号
支路信号
图2 SDH通信技术组成结构
SDH 技术原理的的又一特点具有是标准的光接口。SDH 网络设备有交换设备，包括配有 SDH 标准光接口和电接口的交换机，传送设备包括终端复用器分插复用器
和数字交叉连接设备及再生器， 接入设备包括数字环路载波 光纤环路系统等；其中分插复用器( Add /Drop Multiplexer 缩写为 ADM) 是 SDH网络中应用最广泛的设备，
它利用时隙交换实现宽带管理即允许两个STM－N 信号之间的不同VC实现互连，并具有无需分接和终接整体信号即可将各种 G703 数字体系接口物理/电气特性 规定的 STM－N 信号接入 STM－M( M＞N) 内作任何支路的能力，ADM 在环形网中应用时还具有独特的自愈能力，即网络发生故障时无需人为干预就可在极短时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，也就是说使网络具备发现故障的能力并能找到替代路由
在时限内重新建立通信线路。
3． SDH技术的特点
3.1 SDH技术优点
以同步传输为标志的 SDH 技术诞生以来， 经过将近三十多年的发展和应用，SDH 基本已经成为数字信息传输的主流传输方式，我国目前主要的SDH基本复用映射结构如图3所示。
管理业务
[5]
。（3）SDH接入系统的不同等
级的码流在帧结构净负荷区内的排列非常有规律，而净负荷与网络是同步的，它利用软件能将高速信号一次直接分插出低速支路信号，实现了一次复用的特性，克服了PDH准同步复用方式对全部高速信号进行逐级分解然后再生复用的过程，由于大大简化了DXC，减少了背靠背的接口复用设备，改善了网络的业务传送透明性。（4） 高效的信息维护能力。在结构组成上， SDH 技术采用多种网络拓扑结构， 并且其智能化的管理能力将各种网络拓扑结构进行有效的整合。它所组成的网络非常灵活，它能增强网监，运行管理和自动配置功能，优化了网络性能，同时也使网络运行灵活、安全、可靠，使网络的功能非常齐全和多样化。在实际的工作过程中， SDH 能够嵌入多种不同的信号， 并且进行准确的分离， 同时还能够一次性处理大量业务。在管理方面， SDH 技术自身强大的网络监控能力， 方便网络业务的恢复， 使得网络信息传递的准确性得到满足。同时SDH有传输和交换的性能它的系列设备的构成能通过功能块的自由组合，实现了不同层次和各种拓扑结构的网络，十分灵活。（5）传输标准的规范化。与 PDH 技术相比， SDH 最大的特点是将信息传输的标准进行规范。SDH 技术对网络节点接口进行了统一的规范(速率等级、 帧结构、 复接方法、 线路接口、监
控管理等)， 使各厂家设备横向兼容。并且， 可容纳北美、 日本和欧洲准同步数字系列 (1.5M、2M、6.3M、34M、45M 和140M)， 便于 PDH 向 SDH 过渡。总体而言， SDH 技术形成了全球统一的数字传输体制标准， 提高了网络的可靠性。此外，SDH并不专属于某种传输介质，它可用于双绞线、同轴电缆，但SDH用于传输高数据率则需用光纤。这一特点表明，SDH既适合用作干线通道，也可作支线通道。例如，我国的国家与省级有线电视干线网就是采用SDH，而且它也便于与光纤电缆混合网(HFC)相兼容。（6）从OSI模型的观点来看，SDH属于其最底层的物理层，并未对其高层有严格的限制，便于在SDH上采用各种网络技术，支持ATM或IP传输。SDH是严格同步的，从而保证了整个网络稳定可靠，误码少，且便于复用和调整。
3.2 SDH技术缺点
SDH技术的缺点主要体现在以下几个方面：（1）频带利用率低和有效性和可靠性是一对矛盾体，有效性的增强势必会降低其可靠性，增加了可靠性也会相应的降低其有效性 比如可选电台增加，这样虽然提高了选择性 但是选择性的提高必然会使频带相应的变窄，导致音质的下降，也就相应的降低了其可靠性。（2）调整机理复杂 从高速信号中直接下低速信号可以应用SDH体制轻松的实现，省去了多级复用，解复用的过程。但是这种功能的实现主要是通过指针
机理来完成的，指针功能的实现也让系统的调理机制变得及其复杂。最重要的是使系统产生SDH的一种特有抖动由指针调整引起的结合抖动。这种抖动多发于网络边界处，其频率低，幅度大，会导致低速信号在拆出后性能劣化，这种抖动的滤除会相当困难
[5]
。（3）安全性在计算机的普及的今天，
病毒也无处不在而软件的的大量使用很容易让 SDH 受到病毒的破坏，加上人为操作，软件故障，对SDH系统的影响往往是致命的。
4.SDH的应用
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。
由于SDH的众多特性，使其在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发展。SDH 技术渐走向成熟 ，许多新技术的加入 ，使得 SDH 组网方案更适应当今光纤通信传输的需求。SDH 传输速率从最初的STM-1
标准发展到了今天的10Gb/s标准，加上波分复用，光时分复用 ，孤子技术等的成熟
[6]
，40Gb/s 标准正慢慢走向商用。中国
移动、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业务或直接以租用电路的方式出租给企、事业单位。而一些大型的专用网络也采用了SDH技术，架设系统内部的SDH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、远控、视频、语音等业务。而对于组网更加迫切、而又没有可能架设专用SDH环路的单位，很多都采用了租用电信运营商电路的方式。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不受传输的限制。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。
对于需要带宽大于等于34Mbit/s的大企事业用户， 直接将 SDH 分插复用器（ADM） 设置在用户处， 用STM-1通道与STM-N服务节点相连已证明是一种经济可行的方法。这种连接既可以是点对点方式， 也可以通过环结构。对于带宽要求远
小于34Mbit/s的情况， 则采用更低速率的复用器或共享ADM的方式是更经济有效的方案
[6]
。在目前的ADM设备中， 最基本
的支路带宽单是 2Mbit/s。为了支持低于2Mbit/s的业务，需要附加业务复用器。若能将这些低速业务接口集成进ADM则可以省去分离的业务复用器。另一个选择是利用SDH来传送2Mbit/s及以上速率的业务，后面连接PON来传送低于2Mbit/s的业务。
对于多数普通企事业用户， 设在路边（DP点） 的终端复用器可以用来为大量用户提供2Mbit/s为基本单元的带宽。需要小于2Mbit/s带宽业务的用户可以靠业务复用器或后接 PON来解决。对于大企事业用户，由于带宽需求大， 可以考虑直接用STM-N环形结构将其互连起来。然而，对于带宽要求很高的大企事业用户可能不愿受环形带宽的限制，更喜欢点到点的连接方式。此外， 将 ADM直接放在用户所在地要考虑信息安全问题。对于带宽要求不太高的企事业用户，首先连至路边的ADM再经环结构互连可能是适宜的。
5． SDH的发展趋势
随着光通信技术的进步，接入网已由普通模拟用户环路逐步演变成光接入网OAN，另一方面，由于SDH技术的成熟性和先进性，也使其逐步由长途网到中继网，最后在接入网上得到广泛应用。传输网络是
所有业务层包括支撑层的平台，而SDH技术是这个平台的灵魂。在接入网中，为满足组网的灵活性和电路的实时调配，SDH技术广泛应用于用户端与局端之间，以完善的环保护功能为“最后一公里”提供安全保障。
目前看来，无论是PSTN网络还是移动的基站传输，接入网传输系统仍然以提供TDM业务传输为主。 从另一个角度来看，自从接入网内置SDH155开始承担光纤接入网的传输主体设备后，目前速率已满足不了窄带接入网的需求，用户急需提高传输带宽。同时为了满足大量引入的多种宽带业务与宽带接入手段，非常有必要提高接入网传输的传输速率、改善传输效能，构建新一代城域/接入网多业务传输平台
7
。尽管接入
网所采用的接入技术多种多样，用户需求千差万别，网络结构变化多端，但始终需要一个具有高度可靠性的传输网络进行承载。SDH网络以其强大的保护恢复能力以及固定的时延性能在城域网络中仍将占据着绝对的主导地位
7
。
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。
采用SDH传输以太网等多种业务的方式是将不同的网络层次的业务通过VC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。
因此，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（Packet 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。
参考文献：
[1].李秀伟， SDH技术原理及应用优点[J] 河北 信息通信， 2013
[2].涂均， SDH技术及在光纤传输网络中的应用[J] 重庆 通信规划与设计 2013 [3]. 白晓龙， SDH 技术原理及应用研究[J] 山西 山西电子技术， 2013 [4]. 孙学康，毛京丽.SDH技术[M].2版. 北京：人民邮电出版社，2009
[5]. 谭镜邦，SDH技术分析[J] ，广东 信息科技， 2008
[6]. 郭继磊，SDH技术在接入网中的应用[J]，山东 山东通信技术， 2003 [7]. 孙述桂， 范志刚， 李朝锋.浅析SDH技术的现状及发展趋势[J]. 中国高新技术企业， 2008(6).