SDH
1 SDH的技术背景
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，因此在通信网向大容最、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。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"瓶颈"的问题，同时提高了传输网上大量带宽的利用率。SDH技术自从90年代引入以来，至今已经是一种成熟、标准的技术，在骨干网中被广泛采用，且价格越来越低，在接入网中应用可以将SDH 技术在核心网中的巨大带宽优势和技术优势带入接入网领域，充分利用SDH同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活网络拓扑能力和高可靠性带来好处，在接入网的建设发展中长期受益。
2 SDH的概念和特点
SDH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）。国际电话电报咨询委员会（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于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与维护，因此是当今世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。
SDH技术与PDH技术相比，有如下明显优点：1、统一的比特率，统一的接口标准，为不同厂家设备间的互联提供了可能。附图是SDH和PDH在复用等级及标准上的比较。使1.5Mb/s和2Mb/s两大数字体系在STM-1上得到统一。
2、网络管理能力大大加强。、
3、提出了自愈网的新概念。用SDH设备组成的带有自愈保护能力的环网形式，可以在传输媒体主信号被切断时，自动通过自愈网恢复正常通信。
4、采用字节复接技术，使网络中上下支路信号变得十分简单。
5.灵活的复用映射结构，使各种业务灵活上下。6、SDH设备牟容纳各种新的业务信号，如宽带ISDN/FDDI（光纤分布式数据接口）/A TM等。7、SDH帧结构中安排了丰富的开销比例,因而使网络的操作维护管理功能大大加强,便于集中统一管理,大大节约了维护费用的开支，由于SDH具有上述显著优点，它将成为实现信息高速公路的基础技术之一。但是在与信息高速公路相连接的支路和叉路上，PDH设备仍将有用武之地。
3 SDH的关键技术
SDH传输业务信号时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。
3.1 通用成帧规程(GFP)
在SDH上传输数据包一般采用PoS(packet-over-SDH)协议，原有以点对点协议(PPP)为基础的PoS技术已不符合应用要求，因为PoS仅把数据包或帧用PPP、帧中继(FR)或高级数据链路控制(HDLC)协议封装，再映射到SDH中。PoS 不能区别不同的数据包流，因此也不能对每个流的流量工程、保护和带宽进行管理，不能提供许多用户需要的1Mbit/s-10Mbit/s以太网带宽颗粒，它实际上是靠
高层的路由器等设备来实现流量工程和业务生成功能。因此，在SDH上采用新的封装格式GFP传送数据包，是下一代SDH的发展重点。
ITU-T把GFP定义为G.7041，GFP具有数据头纠错和把通道标识符用于端口复用(把多个物理端口复用成一个网络通道)的功能[3]。最重要的一点是GFP可支持成帧映射(frame-mapped)和透明传送(transparent-mapped)两种工作方式，这样便可支持更多应用。成帧映射方式是把已成帧用户端数据信号的帧封装进GFP帧中，以子速率级别支持速率调整和复用。透明传送方式则完全不同，它接收原数字信号，只在SDH的帧内用低开销和低时延数字封装的方式来实现。从原理上讲，GFP可封装任何协议数据，保证简单的协议在光层上融合，并保证灵活性和更细的带宽颗粒。
2001年11月，ITU-TG.7042通过了VC和LCAS，它们都是下一代SDH 中的关键技术，尤其是支持GFP时[4]。在传送网中，VC和LCAS提供一种更灵活的通道容量组织方式，以更好地满足数据业务的传输特点，把任意带宽的以太网数据流映射到任意数量的VCl2或VC3通道中，最大程度地减少带宽浪费。VC和LCAS一起创造可微调的SDH容量，以适应数据业务的QoS和服务等级协议(SLA)需求。VC还允许新的更有效的共享保护机制，把流量分成不同部分，然后通过不同路径发送。在网络正常工作情况下，不需要配置额外的保护通道，例如当其中一条路由出现故障时，LCAS可以把出现故障的VC4通道从虚级联组(VCG)中自动删除，此时VCG的带宽会减少，但可确保链路故障时业务不中断。LCAS技术的复杂性在于，VC把不同的VC/同步传输模块(STM)连接起来运送载荷，而在VCG中，不同的VC/STM将走不同路径，在接收端会产生不同时延，因此必须具备能纠正这种偏差的功能。另外，LCAS为双向信令协议，能保证网管系统中改变通道带宽的命令不影响用户流量。
3.2虚级联(VC)技术
虚级联(VC)是指用来组成SDH通道的多个虚容器VC-n之间并没有实质的级联关系，它们在网络中被分别处理并独立传送，只是因为它们所传的数据具有级联关系。这种数据的级联关系在数据进入容器之前即做好标签，待各个VC-n 的数据到达目的终端后，再按原定的级联关系重新组合。SDH级联传送要求每个SDH网元都具有级联处理功能，而虚级联传送只要求终端设备具有相应功能
即可，因此易于实现[5]。
利用VC技术可把一个完整的用户带宽分割开，映射到多个独立的VC-n 中传输，然后由目的终端把这些VC-n重新组合成完整的用户带宽。这样做对网络影响小，能合理地分配各种业务带宽，提高网络带宽利用率。例如，用户要传输1Gbit/s的以太网数据，由于传统SDH的速率等级固定，所以要用16个VC4即一个2.5Gbit/s(16×150Mbit/s=2.4Gbit/s)的信道来传输1Gbit/s数据，带宽利用率仅为42%；若使用VC技术，则可把7个VC4级联起来(共1.05Gbit/s)传输1Gbit/s 数据，带宽利用率高达95%。
3.3链路容量调整方案(LCAS)帧结构
作为基于SDH的协议，链路容量调整方案(LCAS)也是通过定义SDH帧结构中的空闲开销字节来实现的。对于高阶VC和低阶VC[6]，LCAS分别利用VC4通道开销的H4字节和VCl2通道开销的K4字节。
LCAS技术是建立在VC基础上的，与VC相同的是，它们的信息都定义在同样的开销字节中；与VC不同的是，LCAS是一个双向握手协议。在传送净荷前，发送端和接收端通过交换控制信息，保持双方动作一致。显然，LCAS需要定义更多开销来完成其较复杂的控制[7]。
LCAS除了定义MFI和SQ之外，还定义了CTRL、GID、CRC、MST和RS-Ack等5个字段。
a)MFI：是一个帧计数器，某一帧的MFI值总是上一帧的值加1。对于像SDH 这样的同步系统，每帧所占的时隙都相同。MFI标识了帧序列的先后顺序，即标识了时间的先后顺序。接收端通过MFI之间值的差别，判断从不同路径传来的帧之间时延差多少，计算出时延后，就可把不同时延的帧再次同步。高阶VC和低阶VC可容忍的最大时延差均为±256ms。
b)SQ：与VC定义相同。
c)CTRL：主要有两个作用，一是表示当前成员的状态，例如，最后一个成员的控制字段为EOS(0011)，空闲的成员控制字段为IDLE(0101)；二是通过ADD(0001)和DNU(1111)表明当前成员需加入或移出VCG，用FIXED(0000)和NORM(0010)表示不支持LCAS和正常传送状态。
d)GID：是一个伪随机数，同一组中的所有成员都拥有相同的GID，这样就可标识来自同一发送端的成员。
e)CRC：对整个控制包进行校验。
f)MST：标识组中每个成员的状态。OK=O，FAIL=1。
g)重排序确认位(RS-Ack)：容量调整后，接收端通过把RS-Ack取反来表示调整过程结束。
3.4 链路容量调整过程
LCAS的最大优点是具有动态调整链路容量的功能[8]。作为一个双向握手协议，当某一端向对端传输数据时若增加或删除成员，对端也要在反方向重复这些动作，发给源端，其中对端的相应动作不必与源端同步。调整分为增加或减少成员，需要调整VCG中成员的序列号，其中控制域EOS是指VCG序列号的最后一个。下面介绍不同情况下的调整方法：
a)带宽减少，暂时删除成员。当VC成员失效时，VCG链路的末端节点首先检测出故障，并向首端节点发送成员失效的消息，指出失效成员；首端节点把该成员的控制字段设置为“不可用(DNU)”，发往末端节点；末端节点把仍能正常传送的VC重组VCG(即把失效的VC从VCG中暂时删除)，此时首端节点也把失效的VC从VCG中暂时删除，仅采用正常的VC发送数据；然后，首端节点把动作信息上报给网管系统。
b)业务量增大，新加入成员。当VC成员恢复时，VCG链路的末端节点首先检测出失效VC已恢复，向首端节点发送成员恢复消息；首端节点把该成员的控制字段设置为“正常(NORM)”，并发往末端节点；首端节点把恢复正常的VC重新纳入VCG，末端节点也把恢复正常的VC纳入VCG；最后，首端节点把动作信息上报给网管系统。
如前所述，LCAS是对VC技术的有效补充，可根据业务流量模式提供动态灵活的带宽分配和保护机制。按需带宽分配(BOD)业务是未来智能光网络的杀手级应用，LCAS实现VC带宽动态调整，为实现端到端的带宽智能化分配提供了有效的手段。在突发性数据业务增多的应用环境下，VC和LCAS是衡量带宽是否有效利用的重要指标。
3.5 LCAS技术的实现
LCAS是对SDH能力的一项重要改进，它能让SDH网络更加健壮灵活。LCAS是建立在VC基础上、连续运行在两端点节点之间的信令协议，运营商可动态调整通道容量，当VCG中部分成员失效时，它剔除这些成员，保证正常成员继续顺利传输。当失效的成员被修复时，它能自动恢复VCG的带宽，这一过程远快于手动配置，从而加强对业务的保护能力。另外，实际使用中，某些企业对网络带宽的需求因时段不同而有差异，例如上班时仅需1Ombit/s带宽就足以完成日常工作，但在下班之前半小时，则需100Mbit/s带宽才能完成当天数据的备份。以往，这些企业为了保证数据备份顺利进行，不得不租用100Mbit/s带宽，造成巨大浪费。这一普遍现象使光网络智能化和自动化的需求日趋紧迫，但是以自动交换光网络(ASON)技术为核心的下一代智能光网络技术尚需一段时间才能成熟，作为ASON自动调整带宽的基础协议之一，LCAS技术能在一定程度上满足上述需求。
LCAS技术的实现一般分两步走。首先在核心网没有实现控制平面时，可由网管手工解决动态调整通道容量的问题[9]；随着用户？网络接口(UNI)标准的不断完善，在不中断业务的前提下动态调整带宽，满足用户需求。当带宽需求增加时，保证链路的容量；当带宽需求减少时，多余的带宽可挪作他用。这样，既可节省企业开支，又可提高运营商的服务质量。
ASON的智能网元通过信令协议处理，采取网络拓扑结构自动识别或自动邻接发现等机制，迅捷地建立连接通道，为业务层网络快速建立承载通路，并根据实际需要，随时释放和拆除已建立的通道，或倒换到新的连接通道。同时，LCAS 提供的不损伤业务容量调整机制也给ASON线路保护/恢复提供了新的途径，利用ASON中基于网状网(mesh)保护/恢复算法的扩展这一特性，自动解决部分线路的故障，提供新的Qos保证。ASON中链路容量调整的发起，可以由用户的带宽请求触发，也可以由网络中的流量监督自动进行。前者应用于快速专线业务，后者运用于数据网接入业务。总之，ASON将使原来基于人工操作的静态网络，升级为交换式的可直接租赁带宽和直接营利的智能光网络。
4 SDH网络生存性
4.1网络的生存性
(1) 网络生存性的重要意义
随着科学和技术的发展，现代社会对通信的依赖性越来越大。据美国明尼苏达大学的研究结果估计，若通信中断１小时，则可使保险公司损失２万美元，使航空公司损失２５０万美元，使投资银行损失６００万美元。如果通信中断２天，则足以使银行倒闭。可见，通信网络的生存性已成为至关紧要的设计考虑，也成为市场开放环境下网络运营或业务提供者之间的重要竞争焦点。
(2) 业务恢复时间要求
通常，不同的用户和不同的业务对业务恢复时间有不同的要求。一般说，大型金融机构和银行的自动取款机对业务的可靠性要求最高，希望业务恢复时间能短于50ｍｓ。而另一方面，只要业务资费较低，普通的居民用户对业务的中断时间要求一般不高。
业务中断时间有如下两个重要门限值：
第1个是50ｍｓ，此时可以满足绝大多数业务的质量要求，除了瞬态冲击外，业务不中断，因而可以认为50ｍｓ的保护恢复时间对于多数电路交换网的话带业务和中低速数据业务可看作是透明的；
第2个是2ｓ，只要业务中断时间短于2ｓ，则中继传输和信令网的稳定性可以保证，电话用户只经历短暂的通话间歇，几乎所有数据会话协议仍能维持不超时，图像业务则会发生丢帧和图像冻结现象（几秒），但多数人仍能勉强忍受。因此，该２ｓ门限值已作为网络恢复的目标值。
4.2 SDH网的保护
SDH网的保护通常是指利用节点间预先分配的备用容量，来完成业务保护的方式，因往往处于本地网元或远端网元的控制之下，无需网管系统的介入，因而保护倒换时间很短（５０ｍｓ之内）。但其备用资源无法在网络范围内共享。ＳＤＨ网的保护结构有两类，即路径保护和子网连接保护。4.2.1 路径保护
当工作路径失效或者性能劣于某一必要水平时，工作路径将由保护路径所代替。目前，ＳＤＨ路径保护可以分为线性复用段保护倒换（１＋１和１：Ｎ）、复用段共用保护环（二纤环和四纤环）、复用段专用保护环（二纤环）和线性ＶＣ路径保护等几大类保护结构，下面分别予以说明。
(1) 复用段保护倒换
SDH复用段保护倒换(MSP)又分为1+1方式和1:N方式：1+1方式的特点是有两个并行的复用段同时传送STM-N信号，一个开通业务，而另一个作备用；1:N方式的特点是N个工作复用段共用一个保护复用段。当后者未被主用占用时，这个额外的复用段可用来传送额外的业务量。这种保护方式主要用于光缆切断（当工作复用段和保护复用段路由不同时）、再生器失效和复用段性能劣化等情况。
(2) 复用段共用保护环
SDH复用段共用保护环的特点是将复用段能支持的总的净负荷容量平分给工作容量和保护容量，两者分别经相反的方向由不同的环来传送。所谓共用就是指光缆切断或节点失效时，环的保护容量可以由多节点环的多个复用段共用，这就使得这种结构在正常条件下的业务量携带能力比其他环要大。在非失效条件下，共用保护环中的空闲保护容量可以用来传送低优先等级的业务量。
(3) 复用段专用保护环
SDH复用段专用保护环的特点是采用1:1保护方式单向工作。在失效故障条件下，全部管理单元组(AUG)容量环回至保护通路。这种工作方式的容量利用率不是很高，但其实现比较简单。总的看，这种环结构没有什么特殊优点，尚未见到商用系统。
(4) 线性VC路径保护
这是一种专用的端到端保护机制，可以适用于任何物理结构（网状、环或混合形式），既可以是单向倒换，又可以是双向倒换。路径保护通常用来对付服务层的失效以及客户层的失效和性能劣化。保护方式可以是使用专用保护路径的１＋１方式，也可以是１：１方式，此时保护路径可以用来支持额外业务量，而且需要自动保护倒换（ＡＰＳ）协议来协调两端的操作。由于ＶＣ路径保护是专用路径保护机制，因而对于网路连接内的网元数没有限制。
4.2.2子网连接保护
当工作子网连接失效或者性能劣于某一必要水平时，工作子网连接将由
保护子网连接代替。子网连接保护(SNCP)既适用于高阶通道，又适用于低阶通道。为了支持子网连接保护，需要有两个专用通道，一个携带业务量，另一个作备用。这种保护机制的最大特点是可以适用于任何物理传送结构，例如网孔形、环形或任意混合拓扑，而且既可以用来保护完全的端到端通道，又可以仅保护通道的一部分。后面这一点是与前述线性VC路径的主要区别点，使其在网络应用上有更大的灵活性。
4.2.3 SDH网络恢复
网络恢复通常指利用节点间可用的任何备用容量完成业务保护的方式（包括预留的专用空闲备用容量、网络未用的容量乃至低优先级的额外容量），其实质是在网络中寻找失效路由的替代路由。恢复倒换由网络操作系统控制，所需时间较慢（几秒至几分钟）。
1 网络恢复控制方法
(1) 集中控制方法
从网络恢复机制上看，网络恢复控制主要分为集中式和分布式两大类。采用集中控制方法时，网络由一个集中控制系统（通常为网管系统）进行全面控制，其内部有一个庞大的网络数据库，存有涉及该网络的所有节点、交叉连接矩阵表以及空闲容量的全部信息。每一链路和通道都分配有优先等级数值，作为该通道的权值。当链路或节点失效后，故障信息经其它路由报告给网管系统。然后，网管系统从其网络数据库中搜寻有关链路或节点的信息并计算和模拟可能的替代路由。利用各个链路或通道分配的权值可以计算出可能替代路由的累积权值，于是可以列出若干替代路由权值表，其中最佳路由置于表的开头。当网管系统选定某一替代路由后，将同时送出控制命令给相关的节点执行交叉连接功能，从而建立起新的路由，于是失效路由的业务将转而由新的替代路由携带，起到网络恢复作用。
集中控制的具体实施方法有３种，即手工配置方式、预置通道的半自动恢复方式以及通过实时动态的路由计算所进行的自动恢复方式。手工配置可达数小时，是不得已的恢复方式；预置通道方式按照实际网络情况预先存储交叉连接图，设置了一个或多个备用路由，一旦出问题时，只要查询一下交叉连接图就可以立即按事先预置的备用通道将业务倒过去，速度很
快，仅数秒钟即可，但所选替代路由未必最理想。该方式主要适用于单点失效故障；第3种方式是一旦出问题即动态、实时地对全网资源进行查询和计算，以选择替代路由，显然只有这种方式才能选择最佳路由，且适用于多点故障，然而网络恢复所需花费的时间也较长。恢复时间视网络空闲容量的大小而定，通常需数分钟，空闲容量小时可能需数十分钟之久，因此对业务的影响较大。
(2) 分布控制方法
考虑到集中控制方法的固有弱点，W．D．Grover于1987年首次提出了分布控制方法，随后又有一系列不同的分布控制算法问世。各种分布控制方法基本上都是基于网络泛洪法。泛洪法又称满溢法，它无需中央集中控制系统。当链路失效后，检测到故障的源节点所产生的要求空闲通道的消息将以广播方式传向所有相邻节点，并在遇到的每一节点的所有方向上都分支，直到最后到达终节点为止，即网中所有节点都能收到该消息。通常，源节点要求所有相邻节点提供空闲容量，然后所有节点都报告它与相邻节点间的可用空闲通道，直到搜寻到源节点与终节点之间的最短或最快替代路由为止。一旦终节点确认了用以搜寻最佳路由的消息，该消息将回传给源节点确认路由的存在，并表明可以使用这一替代路由。然后，源节点要求该替代路由上的所有节点执行交叉连接分配空闲容量，从而形成一新的路由，于是失效路由上的业务将转而由该替代路由携带。
从上述分布控制方法的原理可知，这种方法无需全网的信息，每个节点只要存储局部的在该节点终结的链路容量信息即可，因而业务恢复较快。但是这种方法的消息数量、涉及的无用节点数以及虽无用却仍需保留一段时间的空闲容量数却相当大，还有潜在的网络拥塞问题，因而各种改进的算法应运而生，目的都是限制纯泛洪方法的无用工作量，提高搜索效率，进一步改进恢复时间。需要指出的是，尽管分布控制可以大大缩短恢复时间，但基于现行串行处理和串行交叉连接的ＳＤＨＤＸＣ系统结构的恢复只能将恢复时间降到几秒至几十秒量级，仍然无法满足２ｓ的恢复目标。进一步的改进必须靠彻底改进ＤＸＣ的系统结构才行。
(3) 两种控制方法的比较
集中控制方法是传统的控制方法，比较成熟；分布控制算法存于集中网管系统中，无需DXC之间进行通信，因而不同厂家设备间的兼容性比较容易做到。集中控制方法仅需对控制响应消息实现标准化，而分布控制需要对控制响应消息以及路由算法都实现标准化。此外，理想的生存性策略要求规划算法在网络范围提供合适的空闲容量，而选路算法能以可控和有效的方式接入网络空闲容量。为了达到所要求的容量规划和实时恢复之间的协调程度，恢复算法的可预测性是十分必要的，这方面集中控制方法具有明显优势，而分布算法很难达到选路的可预测性。集中控制方法的主要缺点是恢复速度慢（几分钟至几十分钟），这是由于集中控制需要访问中央网络数据库，在网络范围内模拟和计算各种替代路由，因而少则几分钟，多则几十分钟（取决于可用空闲容量的大小），其间所有业务都将丢失。最后，集中控制需要维持一个完整的、一致的和准确的庞大网络数据库，随着网络规模的扩大和动态变化，其存储、响应时间以及准确性和成本都是问题。
分布控制方法的特点恰好与集中控制方法相反，这种方法尚处于研究阶段，其最大优点是恢复时间短，仅算法本身可小于１ｓ，另外其管理成本也较低。然而其付出的代价是控制系统较复杂、系统不可预测、实现互操作难以及标准化程度要求高。
4.3.2 网络恢复级别
网络恢复通常以通道为基础，然而为了减少恢复时间也可以选择以区段为基础。所谓区段指两个相邻ＤＸＣ节点之间所有链路的集合。在以区段为基础的恢复方式中，当某区段发生光缆切断时，网管系统将在该故障段两端的固定节点之间寻找替代路由，网络的其他部分不动，因而恢复时间很短。此外，区段恢复过程只涉及网络的局部，不必进行端到端恢复，可以在中间分段恢复业务，没有问题的部分不必动，因而网络恢复只涉及少量ＤＸＣ设备，网络管理调度比较简单。然而由于恢复过程路由的源点和终点分别是故障段两端的ＤＸＣ节点，因此恢复过程有可能存在路由重复的浪费现象。最后，由于发生故障的区段中并非所有通道都有问题，但链路却无法对通道作区分，只能好坏通道一并动作，使网络恢复的容量效
率较低，相当于所需备用容量比通道恢复方式大，网络恢复的成本较高。
在以端到端通道恢复为基础的方式中，当网络发生故障时，网管可以根据不同通道的不同情况（例如不同源点和终点），为受影响的各个通道分别重新安排新的可用通道。显然，这种恢复方式针对性强，只有受影响、有问题的通道才倒换，不受影响的通道不动，使网络恢复的容量效率较高，相当于所需备用容量较少。然而，由于发生故障的区段所影响的通道很多，其源点和终点分布范围可能很广，涉及重新配置的数字交叉连接设备的数量可能很多，影响面大，导致网管复杂，恢复时间长。
4.4 各种保护／恢复方法的比较和协调
(1) 各种保护／恢复方法的比较
显示了各种保护／恢复方法的时间和成本比较，网络环境为网状网。由图可知，手工恢复的时间（几小时）和成本都最高；集中恢复的成本很低，但恢复时间较长（几分钟至几十分钟）；预置恢复的恢复时间可以减小到几秒至几十秒，但成本偏高；分布恢复的时间可以减少到几秒之内，而且成本也较低，但实现难度很大；复用段保护的时间可以降至５０ｍｓ之内（开额外业务时达１００～２００ｍｓ），但成本较高；通道环和子网连接保护的时间不大于３０ｍｓ，但在网状网环境下的成本要高于复用段保护环；路由分集的保护时间也不大于３０ｍｓ，但所花成本最高。上述图形只是为了给出一个形象直观的定性比较，而且是在网状网环境下的比较结果，并不代表普遍性结论。
(2) 各种保护／恢复方法的协调
各种保护／恢复方法可以分别适用于不同的传送网层面，例如传输媒质层中的复用段保护倒换主要适用于复用段层面作链路的快速保护；通道保护倒换适用于各级ＶＣ通道层面的通道快速倒换，例如ＳＮＣＰ；网络恢复原则上可以适用于各级ＶＣ通道，然而由于恢复时间随通道的指数关系而增长，因而为了减小恢复时间，实际网络恢复通常只用于ＶＣ－４通道层面。
传送网分层结构允许各层面实施独立的自愈保护／恢复方法，这样当不同层面先后检出故障时，将分别实施各层特有的自愈机制来消除本层网
络内的故障。然而，如果各层之间协调不当，不同层的自愈机制之间会互相干扰，发生竞争。因此，不同层网络自愈技术之间的协调配合至关重要。
从保护／恢复机制看，无论是复用段自愈环还是点到点保护，从结构上看，传输媒质层上的保护容量就是传输系统的一部分，例如１：Ｎ保护，可不依赖于网管和网络设计程序。这种保护方法是分布式的，而且５０ｍｓ的倒换时间对于多数电路交换网的话带业务和中低速数据业务可以看作是透明的，因而典型网络生存性设计往往将传输媒质层上的保护机制作为第一道防线。然而这种方法常常由于成本的原因不适合在大网中无限制地普遍应用，而利用上层的通道保护／恢复（例如ＤＸＣ自愈网）往往可以更经济地实现网络恢复，而且便于对付严重的网络故障，以达到更好的全网生存性。还有一个重要原因是高层的失效无法在低层得到保护，例如电路层的交换失效就无法在下面的通道层的传输媒质层获得保护。因此通道层的保护／恢复机制往往是网络生存性设计的核心部分。
综上可知，网络的生存性设计需要一个全面的考虑，既要充分利用网络分层分割的思想，将复杂的网络保护／恢复问题化解为相对独立的分层保护／恢复问题，又要考虑层间自愈机制的协调配合问题。好在对于ＳＤＨ传送网而言，这种层间自愈机制的协调配合相对比较简单，例如在转向处理低层自愈保护行动前可能采用实施超时的方法来避免层间冲突。一般说，采用成功的传输媒质层保护和／或通道层自愈恢复技术后，上面的电路交换层将难得发生业务中断（丢失连接）现象。总之，无论什么网络，采用分层的自愈机制并综合协调应用各层自愈机制是网络生存性设计的最佳策略。
5 下一代SDH的定位以及发展趋势
下一代SDH的产生与近年来兴起的城域网建设密切相关，回顾从前，国内几乎没有城域网(MAN)的概念，因为话音业务是主体，而本地网是一个大家都熟悉的字眼，本地网又分为市话网、郊区网还有农话网。现在数据业务发展比较快，虽然在运营过程中还存在不少障碍和问题，但趋势是明朗的。现在，国内各大运营商纷纷提出各自的城域网建设计划，而且开展得如火如荼，究其本质原因，是为了实现网络优化，即在长途骨干网与
用户接入网之间消除“断层”现象。因为城域网将分布在不同地点(企业、机关、智能小区、商住楼、宾馆、学校等等)的用户业务进行最大程度的整合、梳理、汇聚后，再送往骨干层，从而使网络层次变得非常清晰，效率也得到极大提升。当然，城域网内部又可细分为核心、汇聚和接入层，要根据城市的网络规模、容量大小等实际情况具体进行规划，不能“一刀切”。
从城域传送网和城域业务网的关系来看，如果SDH传送网只是完成对业务信号的透明传送功能，即不具备动态带宽分配能力和一定的智能性，那么，业务层自身的压力就非常巨大。这一点，老牌运营商体会非常深刻，以往数据设备主要依靠光纤直连方式组网，传送设备爱莫能助。现在，老牌运营商正在修正他们的建网思路，新兴运营商转向在城域接入和汇聚层直接采用多业务传送设备来分担业务层的压力，而且在某种程度上，可以减少设备投资和提高网络的性价比。
因此，现在所指的下一代SDH设备就是指由传统SDH设备发展而来多业务传输设备MSTP，综观国内MSTP的发展，可以分为四个阶段：第一阶段是雏形阶段(Original stage)，在此阶段，SDH设备采用数量较少的通道对以太网业务实现透明传送，可以为运营商提供远程局域网互连，通常并不对外开展运营整体功能较弱；第二阶段是灵活阶段(Flexib le stage)，在此阶段，SDH已经演化成为符合国标要求的MSTP，除以太网透传功能外，还能提供以太网L2交换以及ATM业务的接入和汇聚功能，设备功能焕然一新；第三阶段是动态阶段(Dynamic stage)，在此阶段，RPR处理功能已经融入MSTP，可以实现以太网带宽的统计复用、公平的带宽分配、更加严格的CoS和QoS以及愈发安全的用户隔离功能；第四阶段是智能阶段(Intelligent stage)，即在SDH传送网的层面上，增加智能化的控制层面，从而快速响应业务层的带宽实时申请，并更多地采用交换式连接来建立SDH电路或波长通道，还能根据实际运营的需要随时拆除、更新或重建电路或通道，为带宽租用和光虚拟专网(O-VPN)等运营场合提供了智能化的策略。
浅谈SDH技术及其应用
目录 摘要 (4) 第1章SDH概述 (5) 1.1 SDH产生的背景 (5) 1.2 SDH的特点 (5) 第2章SDH的工作原理 (6) 2.1 STM-N的帧结构 (6) 2.2 SDH的复用结构和步骤 (6) 第3章 SDH的网络结构和网络保护机理 (7) 3.1 基本的网络拓扑结构 (7) 3.2链网和自愈环 (8) 第4章 SDH的主要设备 (13) 4.1 SDH网络的常见网元和功能 (13) 第5章SDH在电力通信专网的应用 (16) 5.1电力通信专用网的特点 (16) 5.2电力通信专用网的构建思路 (16) 5.3电力系统通信专网的SDH网络拓扑 (17) 5.4其他辅助通信系统 (18) 第6章 SDH的发展趋势 (20) 结束语 (21) 参考文献 (22)
浅谈SDH技术及其应用 （吉首大学继续教育学院，湖南吉首 416000）摘要：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，此时SDH 的产生并凭借其众多特性，使其在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发展。 本文从SDH帧的详细论述了SDH的工作原理，SDH的常用网络拓扑、网络设备以及网络的保护机理。在这些基础上介绍了SDH网络中常用设备的功能。最后举例说明了其在现实中的应用和如何构建一个SDH网络。 近年来，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。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。 关键词：SDH、、原理、网络、设备。
武汉职业技术学院课程学习报告 报告题目： SDH技术 姓名：邹刚 所在院系：电信学院 班级：通信11302 学号： 11013382 指导教师：王碧芳 武汉职业技术学院 二〇一三年十一月二十日
1.1 SDH 的基本概念 SDH （Synchronous Digital Hierarchy ）全称叫做同步数字体系，SDH 是世界 公认的新一代宽带传输体制，SDH 体制规范了数字信号的传输速率等级、帧结构、 复用方式和光接口特性等。 1.2 SDH 的帧结构 STM-N 信号帧结构的安排应尽可能使支路低速信号在一帧内均匀、有规律 的分布。以便于实现支路信号的同步复用、交叉连接（DXC ）、分/插和交换，TU-T 规定了STM-N 的帧是以字节（8bit ）为单位的矩形块状帧结构，如图 2.1 1所示。 270×N 列行传输方向125μs 1359 4 1.3 SDH 的复用结构和步骤 SDH 的复用包括两种情况：一种是由STM-1信号复用成STM-N 信号；另一 种是由PDH 支路信号（例如2Mbit/s 、34Mbit/s 、140Mbit/s ）复用成SDH 信号STM-N 。
我国的SDH基本复用映射结构 2.1 140Mbit/s复用进STM-N信号 1．首先将140Mbit/s的PDH信号经过正码速调整（比特塞入法）适配进C-4，C-4是用来装载140Mbit/s的PDH信号的标准信息结构。经SDH复用的各种速率的业务信号都应首先通过码速调整适配装进一个与信号速率级别相对应的标准容器：2Mbit/s—C-12、34Mbit/s—C-3、140Mbit/s—C-4。容器的主要作用就是进行速率调整。140Mbit/s的信号装入C-4也就相当于将其打了个包封，使139.264Mbit/s信号的速率调整为标准的C-4速率。C-4的帧结构是以字节为单位的块状帧，帧频是8000帧/秒，也就是说经过速率适配，139.264Mbit/s的信号在适配成C-4信号后就已经与SDH传输网同步了。这个过程也就是将异步的139.264Mbit/s信号装入C-4。C-4的帧结构如图2.2 3所示。 C4 的帧结构图 C-4信号的帧有260列×9行（PDH信号在复用进STM-N中时，其块状帧总是保持是9行），那么E4信号适配速率后的信号速率（也就是C-4信号的速率）为：8000帧/秒×9行×260列×8bit=149.760Mbit/s。所谓对异步信号进行速率适配，其实际含义就是指当异步信号的速率在一定范围内变动时，通过码速调整可将其速率转换为标准速率。在这里，E4信号的速率范围是139.264Mbit/s±15ppm （G.703规范标准）＝(139.261~139.266)Mbit/s，那么通过速率适配可将这个速率范围的E4信号，调整成标准的C-4速率149.760Mbit/s，也就是说能够装入C-4容器。 2．为了能够对140Mbit/s的通道信号进行监控，在复用过程中要在C-4的块状帧前加上一列通道开销字节（高阶通道开销VC-4 POH），此时信号构成VC-4信息结构，见图2.2 4所示。 VC-4是与140Mbit/s PDH信号相对应的标准虚容器，此过程相当于对C-4信号又
SDH 技术原理及应用 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。 SDH技术与PDH技术相比，有如下明显优点： 1、统一的比特率，统一的接口标准，为不同厂家设备间的互联提供了可能。附图是SDH和PDH在复用等级及标准上的比较。 2、网络管理能力大大加强。 3、提出了自愈网的新概念。用SDH设备组成的带有自愈保护能力的环网形式，可以在传输媒体主信号被切断时，自动通过自愈网恢复正常通信。 4、采用字节复接技术，使网络中上下支路信号变得十分简单。 SDH原理 一、SDH信号的帧结构和复用步骤 ITU-T规定了STM-N的帧是以字节（8bit）为单位的矩形块状帧结构，如下图所示。
图1 STM-N帧结构 STM-N的信号是9行×270×N列的帧结构。此处的N与STM-N的N相一致，取值范围：1，4，16，64……。表示此信号由N个STM-1 信号通过字节间插复用而成。ITU-T规定对于任何级别的STM等级，帧频是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为恒定的125μs。，STM-N的帧结构由3部分组成：段开销，包括再生段开销RSOH）和复用段开销（MSOH）；管理单元指针（AU-PTR）；信息净负荷（payload）。 1）信息净负荷（payload）是在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方。 2）段开销（SOH）是为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须附加的供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。段开销又分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH），分别对相应的段层进行监控。再生段开销在STM-N帧中的位置是第一到第三行的第一到第9×N列，共3×9×N个字节；复用段开销在STM-N 帧中的位置是第5到第9行的第一到第9×N列，共5×9×N个字节。 3）管理单元指针（AU-PTR）位于STM-N帧中第4行的9×N列，共9×N个字节，指针有高、低阶之分，高阶指针是AU-PTR，低阶指针是TU-PTR（支路单元指针） SDH的复用包括两种情况：一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号；另一种是低速支路信号（例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s）复用成SDH信号STM-N。第一种情况复用的方法主要通过字节间插复用方式来完成的，复用的个数是4合
SDH 技术原理及应用 研究生姓名：谢德达班级：Z1003422 学号：1100342051 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。 SDH原理 一、SDH信号的帧结构和复用步骤 ITU-T规定了STM-N的帧是以字节（8bit）为单位的矩形块状帧结构，如下图所示。 图1 STM-N帧结构 STM-N的信号是9行×270×N列的帧结构。此处的N与STM-N的N相一致，取值范围：1，4，16，64……。表示此信号由N个STM-1 信号通过字节间插复用而成。ITU-T规定对于任何级别的STM等级，帧频是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为恒定的125μs。，STM-N的帧结构由3部分组成：段开销，包括再生段开销RSOH）和复用段开销（MSOH）；管理单元指针（AU-PTR）；信息净负荷（payload）。 1）信息净负荷（payload）是在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方。2）段开销（SOH）是为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须附加的供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。段开销又分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH），分别对相应的段层进行监控。再生段开销在STM-N帧中的位置是第一到第三行的第一到第9×N列，共3×9×N个字节；复用段开销在STM-N帧中的位置是第5到第9行的第一到第9×N 列，共5×9×N个字节。 3）管理单元指针（AU-PTR）位于STM-N帧中第4行的9×N列，共9×N个字节，指针有高、低阶之分，高阶指针是AU-PTR，低阶指针是TU-PTR（支路单元指针） SDH的复用包括两种情况：一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号；另一种是低速支路信号（例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s）复用成SDH信号STM-N。第一种情况复用的
MSTP技术及其应用 一、MSTP的引入 在以话音业务为主体的通信时代，SDH作为承载网，通过时隙映射和交叉连接功能以及端到端的质量保证机制很好确保了话音业务的实时性。然而，随着以包交换为传送机制的IP数据业务的大幅度、高速发展，以时分交换为机制的SDH网络很难在满足话音业务的同时，再实现高效率的承载IP业务。摒弃SDH 技术重新建设承载网还是引入一些新的技术对SDH进行改造，将问题解决在网络的边缘（接入端），使IP业务在SDH网络中也能有良好的通过性，曾经是业界人士讨论的焦点。无疑，后者具有更大的操作价值，因为这不仅可以使现有的网络资源得到更为合理的利用，而且SDH本身具有的一些特性也可以弥补以太网的一些不足，例如QoS问题。于是MSTP的概念出现了，MSTP（Multi-Service Transport Platform）——基于SDH的多业务平台（基于SDH的多业务节点），还有人称其为新一代的SDH。总之，它有别于传统的SDH设备。从网络定位上讲，MSTP应处在网络接入部分，用户侧——面向不同的业务接口，网络侧——面向SDH传输设备；形象的讲，MSTP就象一个长途客/货枢纽站，如何有效的将客货分离，按照不同的需求安全、快捷的运送到目的地，是其追求的目标。 二、MSTP概念 MSTP是指基于SDH平台，同时实现TDM、ATM、以太网等多种业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。 城域网MSTP建设方案是介于传统的“SDH+ATM”方案与未来全光智能网络之间的一种目前现实可行的城域网建设方案。MSTP明显地优于SDH，主要表现在多端口种类，灵活的服务提供，支持WDM的升级扩容，最大效用的光纤带宽利用，较小粒度的带宽管理等方面。由于它是基于现有SDH传输网络的，可以很好地兼容现有技术，保证现有投资。由于MSTP可以集成WDM技术，能够保证网络的平滑升级，从某种程度上也是Metro-WDM的低成本解决方案之一。 MSTP系列设备为城域网节点设备，是数据网和语音网融合的桥接区。MSTP 可以应用在城域网各层，对于骨干层：主要进行中心节点之间大容量高速SDH、IP、ATM业务的承载、调度并提供保护；对于汇聚层：主要完成接入层到骨干层的SDH、IP、ATM多业务汇聚；对于接入层：MSTP则完成用户需求业务的接入。 由于MSTP是基于SDH技术的，所以MSTP对于传统的TDM业务可以很好的支持；技术的难点是如何利用SDH来支持IP业务，也就是如何将IP数据
浅谈对SDH网络技术及其维护的看法 杜海波 （重庆市电力公司信息通信分公司） 引言 全新的网络传输体制在逐渐的成熟和完善，作为新的网络传输体制，SDH网络以其灵活性和方便性等各个方面的优越性，迅速成为通信网络的骨干网络。现在我国虽然在开发研制SDH的通信设备方面取得了很大的成绩，但是国内厂家SDH 设备的关键核心芯片大多数是进口的。而从长远的观点来看，SDH片上系统是通信设备发展的趋势。因此提高ASIC设计的水平，开始具有自主知识产权的通信专用集成电路，对降低通信设备的成本、提高国家通信产业的整体竞争能力都具有深远的影响。 为了满足通信产业国产化的迫切要求，清华大学电子工程系开发了一系列具有自主知识产权的大规模通信专用集成电路。其中MXTULPx8-5是最新开发的一种SDH指针下泄专用集成电路，能够广泛地应用在SDH的网络设备中，具有很好的应用前景。 1PDH和SDH优劣比较 （1）PDH分地域性的分类，非常明确，目前流行的是北美、日本和欧洲的三种体系，这种局面造成了国际互通的困难。 （2）PDH没有世界性光接口标准规范。而是只在电接口上规范在G.703标准上，而SDH则进一步的把光接口规范在G. 707标准上，由于PDH没有标准的光接口，所以造成了线路上互连的困难。 （3）PDH除了几个低等级速率支路实现同步复接外，其它的速率都用异步复接，就是靠插入一些额外的比特使得与复用设备同步并复用成高速信号，然而这样一来在解复用的时候在高速信号中直接提取和识别之路信号比较困难。 （4）PDH组网方式过于简单，安全性不高，通常PDH的组网方式只能是点到点。并且由于在PDH中没有采用较多的比特用于网络OAM，所以对PDH通道的管理和监控能力较弱。2SDH与PDH相比较的明显优点 （1）使用字节复接技术，从而网络中的上支路与下支路的信号得到简化。 （2）统一的接口标准，统一的比特率，可能使不同厂家的设备之间实现互相联机。 （3）网管的能力大大的增强。 （4）SDH提出了自愈机制网的新概念。SDH设备组成包含自愈机制保护能力的环网形状，当传输媒体主信号被切断时，自动通过自愈机制网自我恢复到正常工作状态。 3SDH的主要特点 SDH是完全不同于PDH的新一代传输网体制，它主要具有以下特点： （1）提出了比较完整的技术标准，从而各个应用单位和生产单位均有比较规范的方法，也有利于国际互相链接。 （2）使PDH的2.048Mbit/s和1.544Mbit/s两大体系（含三个地区性标准）在STM-1等级上得到统一，实现了数字传输体制上的世界性标准。 （3）采用先进的数字交叉连接（DXC）、分插复用器（ADM）、等设备，使自愈能力和组网能力加强，同时也降低了网络的维护管理费用。 （4）具备全世界统一的网络节点接口，对各网络单元的光接口有严格的要求，从而使得各个网络单元在光路上互通，从而实现了横向兼容性。 （5）采用灵活的复用映射结构和同步复用方式，使低阶信号和高阶信号的解复用和复用一次到位，简化了设备的处理过程。 （6）PDH网与SDH网能实现兼容，还可以包容各种数字业务信号（如ATM等）。 （7）在帧结构中有开销比特，使网络的管理、维护、指配与运行能力大大加强，从而通过软件下载的方法，实现对每个网络单元的分散管理，也要有利于新功能的开发，提高了智能化设备和先进的网络管理系统的发展。 4SDH技术应用于接入网的特点 （1）可以改进网络管理的能力，增加传输带宽提高速率，简单方便维护工作。 （2）可以把网络管理范围扩展至用户端，起到简单轻便维护工作。 （3）为了节省投资，可以将中间接口与设备进行必要的优化组合。 （4）网络运营者可以更高效率更快的速度提供用户所需要的短期和长期的业务需求，因为SDH具有灵活性。 （5）对于较大企业单位的用户，SDH带来的网络性能比较理想和业务性比较可靠。 摘要：自从我们国家改革开放以来，随着网络技术的飞速发展，在计算机系统中有两种数字传输系列，这两种数字传输系列对于当今网络的发展有着重要的意义，通常我们为了保证通信的质量，要求规定范围内预设的时钟的差别不能超过规定的范围。SDH技术自从90年代初期引入我国以来，到目前为止已是一项经非常成熟、标准的技术，在现在的网络技术中被广泛应用并且占据着非常重要的位置，并且在性价比方面非常值得用户去选择。在接入网中应用SDH技术，SDH技术在核心网中的巨大带宽优势和技术优势，是带入接入网领域的首选，我们常常充分的利用SDH同步复用、标准化的光接口、非常强的网管能力、灵活的网络拓扑结构和较高的可靠性，使SDH的功能和接口尽可能的靠近用户。 关键词：PDH（准同步数字系列）；SDH（同步数字系列）；网络拓扑结构 科技探索与应用 188 广东科技2012.10.第19期
２４０ SDH 技术原理及应用优点分析 李秀伟 （中国移动通信集团河北有限公司廊坊分公司，河北廊坊065000） 摘要：作为当前的主流数字传输技术，SDH 技术被广泛应用于网络信息传输领域，并且发挥着巨大的作用。本文主要从 两个方面展开了讨论，首先以信息传输及处理为内容分析了SDH 的主要技术原理，随后针对SDH 技术的广泛应用从四个方面分析了其技术优点。文章内容浅显易懂能够作为实际技术推广及应用分析的参考。关键词：SDH 技术；PDH 技术；技术原理；技术优点中图分类号：TN915.853文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2013）01-0240-01 1SDH 的主要技术原理 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，如图1所示。 图1SDH 通信技术结构组成 在信号传输过程中，SDH 技术主要通过三个步骤开展作业。第一，信息映射。在这个过程中，原始信号经过统一的码速调整进行标准同期中，在传输通道中，经过通道开销进入虚容器中进行帧相位的加工；第二，定位过程。经过帧相位加工的信号会发生一定的信号偏差，通过定位过程将信息收进支路单元或管理单元，通过相应的单元指针进行信号的重新定位，从而保持相应的信号功能；第三，复用过程。定位完成的信号通过字节交错间插方式进行原始信号的复位，然后经过通道转化为原始的支路信号传递给用户，因此，复用过程实际上是另一种同步复用原理与数据的串并变换的结合。 2SDH 的技术应用优点 自1984年，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，图2为我国当前主要的SDH 基本复用映射结构。SDH 技术克服了PDH 技术的在技术标准、接口形式、连接方式等方面的缺点，形成了有效的传输模式。从宏观的应用层面，SDH 技术优点主要包括以下四个方面： 图2中国SDH 基本复用映射结构 （1）灵活、兼容的映射方式及帧结构。在信息传输结构上，SDH 采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构，因而只需利用软件即可从高速信号中直接分插出低速信号，使上下业务 十分容易；而在组网方式上，采用了网同步和灵活的复用方式，大大简化了数字交叉连接功能的实现，便于根据用户的需要进行动态组网和新业务接入。与其他传输方式相比，SDH 技术帧结构更加规范，包含了段开销(SOH )、管理单元指针(AU-PTR )和信息净荷(payload )3个主要区域组成。通过各个区域的综合作用保证了信息的准确分离，正确定位，方便信息的有效管理。 （2）提供了与业务无关的灵活、兼容的传送平台。由于采用了较先进的分插复用器（ADM ）、数字交叉连接（DXC ），网络的自愈功能和重组功能就显得非常强大，具有较强的生存率。因SDH 帧结构中安排了信号的5%开销比特，它的网管功能显得特别强大，并能统一形成网络管理系统，为网络的自动化、智能化、信道的利用率以及降低网络的维管费和生存能力起到了积极作用。这种灵活的信息传递平台，使得信息在传递过程中的准确性得到了保证，同时，便于端到端管理业务。 （3）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。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。 （4）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。 3结语 随着SDH 技术的广泛应用，网络信息传输的准确以及能 力得到了进一步保障，这对于网络信息技术的进一步发展提供了有效的技术基础。而通过文章的分析可以看出，SDH 技术优点明显，能够有效地减少信息传递过程中的错误，能够满足当前信息技术发展的要求。参考文献： [1]李智年，肖兵，于清阳，等.SDH 光纤设备互联技术研究及 应用[J ].青海电力，2009(2)[2]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)作者简介：李秀伟（1973-），女，河北青县人。 ２０１３年第１期（总第１２３期） ２０１３ （Ｓｕｍ．Ｎｏ１２３） 信息通信 INFORMATION &COMMUNICATIONS
浅谈SDH、IP与ATM技术及其相互关系 https://www.doczj.com/doc/de18322923.html, ( 2010/8/23 10:54 ) 光纤具有高带宽、传输距离远等好处，光纤已成为宽带综合数字业务网的主要物理连接媒介，不过，如果仅凭单纯的光缆连接，并不能构成担负各种复杂应用的传输网。骨干传输需要由复杂的传输协议来支撑，并借助光纤作为物理媒介。 80年代美国贝尔通讯研究所首先提出了SONET（SynchronousOpticalNetworking 同步光纤网络）的概念。CCITT采纳并修改和扩充了这一概念。将其命名为SDH （SynchronousDigitalHierarchy同步数字系列）。SDH网是对原有PDH （PlesiochronousDigitalHierarchy准同步系列）网的一次革命。PDH是异步复接，在任一网络节点上接入接出低速支路信号都要在该节点上进行复接、码变换、码速调整、定时、扰码、解扰码等过程，并且PDH只规定了电接口，对线路系统和光接口没有统一规定，无法实现全球信息网的建立。随着SDH技术引入，传输系统不仅具有提供信号传播的物理过程的功能，而且提供对信号的处理、监视等过程的功能。SDH通过多种容器C和虚容器VC及级联的复帧结构的定义，使其可支持多种电路层的业务，如各种速率的异步数字系列、DQDB、FDDI、ATM等，及将来可能出现的各种新业务。段开销中大量的备用通道增强了SDH网的可扩展性。通过软件控制使原来PDH中人工更改配线的方法实现了交叉连接和分插复用连接，提供了灵活的上/下电路的能力，并使网络拓扑动态可变，增强了网络适应业务发展的灵活性和安全性，可在更大几何范围内实现电路的保护、高度和通信能力的优化利用，从而为增强组网能力奠定基础，只需几秒就能重新组网。特别是SDH自愈环，能在电路出现故障后，几十毫秒内迅速恢复。SDH的这些优势使他成为宽带业务数字网的基础传输网。近年来，2.4Gb/sSDH系统已走向实用。10GB/S系统已基本完成实验室工作。 二IP技术 这是个古老而又年轻的技术，他源于60年代中晚期美国国防部的ARPANET研究及组建过程。其主要设计思想是将原本相对庞大的数据块分割成非常小的数据包（Packet），再将每个数据包记上源和目的信息，并将众多标有不同源和目的地址的数据包能够通过一个公共的网络正确地传送到目的地。应注意，IP技术从一开始就不是用来解决诸如：物理信道的可靠性（像后来的SDH技术）和物理信道的统计复用及信道的质量（带宽）保障（像后来的ATM技术）这类问题。他基本处于ISO/OSI的第三层。这就是IP网在整个通信网络中的局限性。 不过，随着Internet技术（尤其是WWW技术）的迅猛发展，IP技术及设计思想的简洁实用和应用的丰富多彩，而成为一统天下的网络互联协议。所以，在目前，要建设一个计算机应用网络平台，就一定支持IP，然而，IP无法提供带宽确保，如果有一对PABX的 E1电话中继线要想通过IP网传给另一个PABX是不可能的。 所以IP网只能开展基于IP的应用业务，如IPVPN、IP电话、IP视音频播放、IP会议电视、IP视频点播、INTERNET远程教学、远程医疗、电子商务等等。但不能开展需求速率确保的信道租用业务（E1、STM-1租用业务）。 三ATM技术