准同步数字体系

PHD和SDH以往在传输网络中普遍采用的是准同步数字体系(PDH lesiochronous Digital Hierarchy)，随着信息社会的到来，它已不能满足现代信息网络的传输要求，因此同步数字体系应运而生。

PDH存在的主要问题•PDH主要是为话音业务设计，而现代通信的趋势是宽带化、智能化和个人化。

•PDH传输线路主要是点对点连接，缺乏网络拓扑的灵活性。

•存在相互独立的两大类、三种地区性标准（日本、北美、欧洲），难以实现国际互通。

•异步复用，需逐级码速调整来实现复用/解复用。

•缺少统一的标准光接口，无法实现横向兼容。

•网络管理的通道明显不足，建立集中式传输网管困难。

•网络的调度性差，很难实现良好的自愈功能。

SDH的产生SDH的研究工作始于1986年，其目的是建立光纤通信的通用标准，通过一组网络单元提供一个经济、简单、灵活的网络应用。

美国贝尔通信研究所最先提出了光同步传输网的概念，并称之为同步光网络（SONET）。

1988年，美国国家标准协会（ANSI）通过了两个最早的SONET标准。

国际电话电报咨询委员会（CCITT），于1988年接受了SONET的概念，重新命名为同步数字系列（SDH），建立了世界性的统一标准。

什么是SDHSDH-Synchronous Digital Hierarchy,是一种传输技术体制。

它是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。

它具有世界性的统一标准，不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星通信。

SDH网络是由一些基本网络单元（NE）组成的，在传输媒质上（如光纤、微波等）进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传输网络。

•有全世界统一的网络接口接点（NNI）作用：减少设备种类和数量，简化了操作。

•有一套标准化的信息结构等级（STM）作用：统一了现存的两个数字体系，方便了国际互连。

•具有块状帧结构作用：可以安排丰富的开销比特用于网络运行的维护和管理。

准同步数字体系准同步数字体系是一种基于数字技术的通信协议，用于实现高效的信息传输和数据处理。

该体系将支持多种数字设备的互联互通，有助于提高信息交流的效率和准确性。

本文将对准同步数字体系的原理、应用和未来发展进行详细介绍。

一、原理准同步数字体系的基本原理是在数据传输过程中，通过采用准确的时钟同步机制来确保数据的准确性和完整性。

1.1 时钟同步在准同步数字体系中，所有参与通信的设备通过网络同步时钟，以保证数据的传输时序一致。

通过准确的时钟同步机制，可以消除数据传输中的时钟偏差和抖动，从而实现准确的数据传输和处理。

1.2 数据校验为了保证数据的完整性和正确性，准同步数字体系采用了高效的数据校验技术。

在数据传输过程中，发送端会添加校验码，接收端则通过校验码验证数据的准确性。

如果数据出现错误，接收端可以通过重新请求数据或进行差错校正来纠正错误，并确保数据的可靠性。

二、应用准同步数字体系在各个领域都有广泛的应用，特别是在通信、控制和数据处理方面具有重要的意义。

2.1 通信领域在通信领域，准同步数字体系被广泛应用于数据传输和网络通信。

通过准确的时钟同步和高效的数据校验，可以实现高速、稳定的数据传输，满足现代通信网络对于高带宽、低延迟的需求。

2.2 控制系统准同步数字体系在控制系统中起到了重要的作用。

通过时钟同步和数据校验，可以实现各个控制设备之间的数据交换和共享，从而提高控制系统的精确性和稳定性。

例如，在工业自动化领域，准同步数字体系被广泛应用于实现分布式控制和数据采集。

2.3 数据处理准同步数字体系在数据处理领域也有广泛的应用。

通过保证数据的准确性和完整性，可以有效地进行数据分析和处理。

准同步数字体系提供了高效的数据传输和处理方式，有助于提高数据处理的速度和精度。

三、未来发展准同步数字体系在不断发展演进中，随着技术的不断进步和应用需求的增长，其未来发展潜力巨大。

3.1 高速传输随着通信技术的不断发展，对于高速数据传输的需求也越来越大。

第5章 SDH 传输网 5.1 概述 5.1.1 SDH 的产生传统的准同步数字体系（PDH ），暴露出现有的准同步数字体系所存在的一些固有弱点，具体表现在：1. 北美、欧洲和日本三种数字体系彼此互不兼容，造成国际互通的困难。

三种数字体系的电接口速率等级如图5.1.12.没有世界性的标准光接口规范，导致不同厂家生产的设备无法在光路上互通和调配，只能通过光/电转换成标准电接口才能互通，限制了联网应用的灵活性，增加了网络复杂性和运营成本。

3.采用的准同步复用技术，难以从高速信号中识别和提取低速之路信号，复用结构复杂，缺乏灵活性，硬件数量大，上下业务费用高。

例如从140Mbit/s 的信号中分/插出2Mbit/s 低速信号要经过如图5.1.2所示的过程。

4.在复用信号的帧结构中，由于开销比特的数量很少，不能提供足够的操作、维护和管理（OAM ）功能；因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。

欧洲系列日本系列北美系列5.由于建立在点对点的传输基础上的复用结构复杂，缺乏网络拓扑灵活性，无法提供最佳路由选择上下话路困难，难于实现数字交叉连接功能。

PDH所存在的上述这些固有弱点，制约了电信网的“网络化、智能化、综合化”的发展，而要想完满地在原有的技术体制和技术框架上来修改完善，解决这些问题已无济于事，于是一个更为先进的体制——同步数字体系（SDH）应运而生。

5.1.2 SDH的基本概念和特点一、SDH的基本概念所谓SDH是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。

SDH网络是由一些基本网络单元（NE）组成的，在传输媒质上（如光纤、微波等）进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络。

它的基本网元有终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、同步数字交叉连接设备（SDXC）和再生中继器（REG）等。

SDH网络有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N（N=1，4，16，64……）。

同步数字体系SDH内容•（一）了解SDH的相关知识；•（二）学习安装SDH网管；•（三）熟悉SDH网管的基本操作；•（四）学习SDH基本配置方法。

SDH简介在数字传输系统中，有两种数字传输系列：•一种叫“准同步数字系列”（Plesiochronous Digital Hierarchy），简称PDH。

•另一种叫“同步数字系列”（Synchronous Digital Hierarchy），简称SDH。

PDH•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”。

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”。

•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。

•最早提出SDH概念的是美国贝尔通信研究所，称为光同步网络（SONET）。

它是高速、大容量光纤传输技术和高度灵活、又便于管理控制的智能网技术的有机结合。

最初的目的是在光路上实现标准化，便于不同厂家的产品能在光路上互通，从而提高网络的灵活性。

ITU-T建议的数字比特速率系列与数字复接等级PDH复接帧结构PDH复接帧结构•三次群复接帧结构•四次群复接帧结构•五次群复接帧结构PDH数字传输系统的局限性•复接方式异步复接体制，在码速调整后，逐比特同步交错复接•群路上/下方式现行异步复接光纤通信系统中，没有专用的上/下话路设备，如果在中继站实现上/下话路，必须采用两套低次群到高次群复接设备•极少的信号传输辅助比特SDH定义•SDH全称同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy）•SDH规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性，提供了一个国际支持框架，在此基础上发展并建成了一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传输网。

第一节SDH传输系统的基本原理一、PDH的固有弱点PDH即准同步数字体系，是指参与复接的各低次群的标称速率相同，而实际速率允许有一定偏差的数字体系。

目前ITU-T推荐应用的主要有两大系列的PDH数字体系，即PCM24路系列和PCM30/32路系列。

北美和日本采用1.544Mb/s作为基群的PCM24路数字系列；欧洲和我国则采用2.048Mb/s作为基群的PCM30/32路数字系列。

我国采用的PDH数字系列如表2-1所示。

表2-1 我国PDH数字系列基群二次群三次群四次群30路2.048 Mb/s 120路（30×4）8.448 Mb/s480路（120×4）34.368 Mb/s1920路（480×4）139.264 Mb/s采用ITU-T建议规定的PDH数字系列作为系统速率标准的光纤通信系统称为PDH光传输系统。

在通信网向大容量、标准化发展的今天，PDH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。

现有的光纤通信系统，现有的PDH主要应用在本地接入；SDH主要应用于城域网、省干网、骨干网；DWDM应用于骨干网（西北环）。

PDH传输体制的弱点主要表现在以下几个方面。

1．没有全世界统一的数字信号标准由于历史的原因，目前世界上的准同步数字体系PDH存在两大体系或三种地区性标准（日本、北美和欧洲），如表8-1所示。

北美和日本都采用以1.544Mb/s为基群速率的PCM24路系列，但略有不同，而欧洲和中国则采用以2.048Mb/s为基群速率的PCM30/32路系列。

由于没有统一的世界性标准，造成国际间互通、互连困难。

表8-1 不同地区PDH速率等级标准一次群二次群三次群四次群北美24路1.544Mb/s96路(24×4)6.312Mb/s672路(96×6)44.736Mb/s4032路(672×6)274.176Mb/s日本24路1.544Mb/s96路(24×4)6.312Mb/s480路(96×5)32.064Mb/s1440路(480×3)97.782Mb/s欧洲、中国30路120路(30×4) 480路(120×4) 1920路（480×4)2．没有标准的光接口规范PDH仅制定了电接口（G.703）的技术标准，但没有世界性的标准光接口规范，导致各个厂家自行开发的专用光接口大量滋生，故使不同厂家生产的设备在光缆线路上不能互通，必须转换为标准的接口后才能互通，从而增加了设备的成本，而且不灵活。

1.SDH: Synchronous Digital Hierarchy同步数字序列2.与SDH对应的是PDH。

PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy准同步数字序列3.SDH是一个技术体系。

是为不同速度的数位信号传输提供相应等级的信息结构（信息结构包括复用方法（传统TDM-时分复用）和映射方法）以及相关的同步方法。

由这些组成了一个技术体系。

4.ITU-T标准化其使之不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。

5.SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STM-N(Synchronous Transport Module,N=1,4,16,64)。

最基本的模块为STM-1。

1）4个STM-1同步复用构成STM-42）4个STM-4或16个STM-1同步复用构成STM-163）SDH采用块状帧结构来承载信息，每帧由纵向9行和横向270*N列字节组成4）帧分为段开销区（Section OverHead, SOH）、STM-N净负荷区（包含POH）、管理单元指针区（AU PTR）三个区域。

5）段开销区：用于网络的运行、管理、维护及指配，从而保证信息能够正常灵活的传送。

又分为：再生段开销（Rege nerator Section OverHead, RSOH）和复用段开销（Multiplex Section OverHead, MSOH）。

6）净负荷区：用于存放真正用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节。

7）管理单元指针：用于指示净负荷区内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。

8）SDH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125us，每秒传输1/125 * 100W=8000帧。

9）STM-1每帧为8bit*(9*270*1)=19440bit，则STM-1传输速率为：19440*8000=155.52Mbit/s。