准同步数字体系PDH和同步数字体化SDH

SDH与PDH优劣对比分析发表时间：2010-8-4 彭亮来源：IT专家网关键字：SDH PDH传输体制传输协议随着互联网产业的迅速发展，通过网络传输、交换、处理的信息量在成几何级的上升，PDH传输体制已经不能够在满足现有的应用。

在这种情况下SDH传输机制也就应用而生。

在这篇文章中，笔者将给大家介绍一下SDH与PDH两种互联网传输机制的对比以及各自的优缺点，以帮助大家在日后的工作中选择合适的传输机制。

三网合一，这个概念相信网络管理员已经听到好几年了。

但是到现在为止，都还没有变为现实。

这其中很重要的一个原因就在于传输体制的问题。

在以前互联网中采用的传输体制主要是PDH(准同步数字传输体制)。

而随着互联网产业的迅速发展，通过网络传输、交换、处理的信息量在成几何级的上升，PDH传输体制已经不能够在满足现有的应用。

在这种情况下SDH传输机制也就应用而生。

在这篇文章中，笔者将给大家介绍一下SDH与PDH两种互联网传输机制的对比以及各自的优缺点，以帮助大家在日后的工作中选择合适的传输机制。

一、SDH的主要优势SDH互联网传输体制其实是从PDH中进化过来的，也可以将SDH当作PDH的一个二代产品。

不过其在PDH的基础上，做了很多改进。

SDH在实际工作中应用的也比较广泛了。

如综合业务数字网、宽带综合业务数字网络中都可以看到SDH的身影。

相比PDH传统的传输机制而言，SDH的优势主要体现在以下几个方面。

优势一：能够提供比加高的冗余功能网络的冗余功能是指当业务信道损坏导致通信中断时，网络会自动将业务切换到备用业务的信道，是业务能够在比较短的时间内得以恢复正常通信。

在其他的一些专业书籍上，又将这个冗余功能称之为自愈功能。

不过笔者这个称谓可能会引起误会。

因为在这里只是通信恢复了，但是发生故障的设备和发生故障的信道仍然还没有恢复，需要人工去调试与排错。

这就好像有两条山路，其中有一条由于山体滑波被截断了。

此时只有通过另外一条备用山道。

红色：重点、绿色：了解第1章1、光纤通信的基本概念：以光波为载频，用光纤作为传输介质的通信方式。

光纤通信工作波长在于近红外区：0.85～2.00μm的波长区，对应频率: 167～375THz。

对于SiO2光纤，在上述波长区内的三个低损耗窗口，是目前光纤通信的实用工作波长，即0.85μm、 1.31μm 1.55μm及 1.625μm2、光纤通信系统的基本组成：P5 图1-3目前采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波（IM/DD）的光纤数字通信系统。

该系统主要由光发送设备（光发射机）、光纤传输线路、光接收设备（光接收机）、光中继器以及各种耦合器件组成。

各部件功能：电发射机：对来自信源的信号进行模/数转换和多路复用处理；光发送设备：实现电/光转换；光接收机：实现光/电转换；光中继器：将经过光纤长距离衰减和畸变后的微弱光信号放大、整形、再生成具有一定强度的光信号，继续送向前方，以保证良好的通信质量。

3、光纤通信的特点：（可参照P1、2）优点：（1），传输容量大。

（2）传输损耗小，中继距离长。

（3）保密性能好：光波仅在光纤芯区传输，基本无泄露。

（4）抗电磁干扰能力强：光纤由电绝缘的石英材料制成，不受电磁场干扰。

（5）体积小、重量轻。

（6）原材料来源丰富、价格低廉。

缺点：1）弯曲半径不宜过小；2）不能远距离传输；3）传输过程易发生色散。

4、适用光纤：P11G.652 和G.654：常规单模光纤，色散最小值在1310nm处，衰减最小值在1550nm 处。

常见的结构有阶跃型和下凹型单模光纤。

G.653：色散位移光纤，色散最小值在1550nm处，衰减最小值在1550nm处。

难以克服FWM混频等非线性效应带来的影响。

G.655：非零色散光纤，色散在1310nm处较小，不为0；衰减最小值在1550nm处。

可以尽量克服FWM混频等非线性效应带来的影响。

补充：1、1966年7月，英籍华人（高锟）博士从理论上分析证明了用光纤作为传输介质以实现光通信的可能性。

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。

PDH 、SDH 、MSTP 、ASON/PTN 、OTN技术介绍第一部分：PDH 准同步数字系列（1） PCM30/32路 即E1 欧洲和我国采用此标准 （2） PCM24/路 即T1 北美采用此标准 一、 E1和T1PCM 脉冲调制，对模拟信号采样，8000个样值每S ，每个样值8bit ，所以一个话路的速率为64kbps 。

E1有32个时隙，TS0用来同步，TS16用来传送信令，其中30路用来传话音信号的，32个话路的速率为2.048Mbps ，即PCM 基群，也叫一次群。

…，他们的速率是四倍关系。

T1的采样与E1相同，只是有24个话路，其速率为64kbps*24 = 1.544Mbps 四个一次群复用为一个二次群，当然一个二次群的速率比四个一次群的速率总和还要多一些，用于同步的码元。

四个二次群复用为一个三次群，依次类推。

E1=2.048、E2=8.448、E3=34.368Mbps ……二、 在传送网上传送时，现在的PDH 体制中，只有1.5Mbit/s 和2Mbit/s 速率的信号是同步的，其他速率的信号都是异步的，需要通过码速的调整来匹配和容纳时钟的差异。

由于PDH 采用异步复用方式，那么就导致当低速信号复用到高速信号时，其在高速信号的帧结构中的位置没规律性和固定性。

也就是说在高速信号中不能确认低速信号的位置，而这一点正是能否从高速信号中直接分/插出低速信号的关键所在。

所以在传送过程中，难于从高次群信号中直接分出低次群甚至基群的信号，也就是说四次群必须先分接为三次群，而不能直接分接为一次群，这就使得在对中继站上、下话路时，需要进行多级的复用分接，使得上下话路不方便，而且较多的接口对于信号的损伤非常大。

使得提取的时钟出现不一致。

也增加了设备的复杂性，降低了效率和可靠性。

又存在多个制式，接口不统一，这就促成了PDH 发展为SDH——数字同步系列。

此部分介绍了PDH中的E1，和PDH组网的缺陷。

光纤知识点（5-9章）第五章知识点1.数字传输体制有两种：是不同的传输体制协议。

SDH（同步数字传输体制）PDH（准同步数字传输体制）2. SDH对模型的下列几个方面做了规定：（1）网络节点接口（2）同步数字体系的速率（3）帧结构。

（1）网络节点接口传输设备：光缆传输系统设备；微波传输系统设备；卫星传输系统设备。

网络节点：只有复用功能（简单）；复用、交叉连接多种功能（复杂）。

（2）速率：同步传输模块：STM-N，N＝1、4、16 等。

STM-1 155.520Mbit/s 155Mbit/sSTM-4622.080Mbit/s 622Mbit/sSTM-16 2488.320Mbit/s 2.5Gbit/sSTM-64 9953.280Mbit/s 10Gbit/sSTM-256 39813.12Mbit/s 40Gbit/s（3）帧结构：SDH 帧为块状帧结构，共有9 行，270 列，以字节为单位。

一个STMN 帧有9 行，每行由270×N 个字节组成。

这样每帧共有9×270×N 个字节，每字节为8 bit。

帧周期为125μs，即每秒传输8000 帧。

对于STM1 而言，传输速率为9×270×8×8000=155.520 Mb/s 。

字节发送顺序为：由上往下逐行发送，每行先左后右。

（结构图见书127页，重点）3.STM-N 帧包括三个部分：SOH、AU-PTR、PAYLOAD（结构图见书127页，重点）（1）段开销SOH：RSOH，再生段开销：1～3 行。

MSOH，复用段开销：5～9 行。

区别：监管范围不同。

如：若光纤上传输2.5G 信号，RSOH 监控STM-16 整体的传输性能。

MSOH 监控每一个STM-1 的传输性能。

（2）管理指针AU-PTR：指示净负荷PAYLOAD 中信息的起始字节位置，便于接收端从正确的位置分解出有效传输信息。

手机上网原理手机＋卡→发信号到机站→利用机站（手机网络无线网卡。

这种网卡使用像联通或移动等大型网络运行商所提供的”信号频端”进行上网）→机站处理后→返回给手机.远程无线上网目前，国内的两大移动电话运营商中国移动与中国联通，分别推出了GPRS业务与CDMA1X 业务，这是在原有的GSM手机网络上进行扩展而开发的新技术，其简单的原理就是在原有的GSM网络的音频脉冲信号上进行改进，使其采用电磁信号进行传输，并且扩大了网络带宽，我们只需要在笔记本电脑的PC卡插槽中插上一块GPRS上网卡或是CDMA1X上网卡，并且在移动或联通的营业厅办理好相关的手续，就可以使用随卡光盘中的拔号程序进行无线上网了。

整个安装使用流程如下(以GPRS为例)：购买GPRS无线上网卡---在营业厅开户领取您手机号码的副卡(与您的手机号码一样，但不能在手机上使用，只是作为无线上网的身份识别工具)---将副卡装入无线上网卡中---安装驱动程序----使用相关拔号程序连通网络-----打开浏览器开始上网。

优点：只要手机有信号的地方(当然，当地手机运营商必须开通了GPRS业务)，就可以上网，可以真正地做到随时随地与世界相连，的确是方便到了及至，不用再担心会无法及时获取网络信息。

缺点：速度慢，价格相对较贵，网络稳定性差。

速度慢是必然的，基于移动基站的无线信号传输，其传输峰值本身就是一个瓶颈，现在借助手机无线上网，最大速度只能达到50Kbps，也就是说基本慢于使用MODEM电话线拔号，价格贵更是恶梦，前段时间有人用过之后就怕了，几千元的手机费不知从哪里冒出来的，并且由于速度太慢，反而没做多少事情，但金钱已经哗哗地流向无线运营商的口袋中，现在GPRS的价格进行了最新调整，每Kb收费3分，我们计算一下：也就是说每MB数据需要30元左右，按一般使用情况来分析，收一封无附件的电子邮件大约100多K，如果有附件，在电邮系统如此发达的情况之下，1M的附件是非常普通的事情，按照56Kbps的极限速度，下载1M内容大约需要40分钟至1小时，也就是说每小时需要近30元，这种价格，很难使它得到普及，需然最近移动推出了180元包月的服务，但是整体质量仍有待加强，因为180元的价格与能够得到的流量相对于宽带来说的话，差距太大了，同时网络传输时断时续的问题一直在困扰广大用户。

通信与广电工程管理实务要点笔记通信网：由一定数量的节点和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起，按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。

通信网上交换的信息包括：用户信息、控制信息、网络管理信息。

通信网从硬件构成上包括终端节点、交换节点、业务节点、传输系统，软件设施包括信令、协议、控制、管理、计费等。

终端节点的功能：用户信息的处理（包括用户信息的发送和接收，将用户信息转换成适合传输系统传输的信号以及相应的反变换）、信令信息的处理（包括产生和识别连接建立、业务管理等所需的控制信息）。

交换节点的功能：用户业务的集中和接入功能、交换功能、信令功能（负责呼叫控制和连接的建立、监视、释放等）、其他控制功能（路由信息的更新和维护、计费、话务统计、维护管理等）。

业务节点的功能：实现独立于交换节点的业务的执行和控制、实现对交换节点呼叫建立的控制、为用户提供智能化个性化有差异的服务。

从功能上通信网包括：业务网、传送网、支撑网。

构成传送网的主要技术要素有：传输介质、复用体制、传送网节点技术，传送网节点主要包括分插复用设备（ADM）和交叉连接设备（DXC）两种。

支撑网包括：同步网、信令网、管理网。

通信网中，拓扑结构是指构成通信网的节点之间的互连方式，基本的拓扑结构有：网状网、星形网、环形网、总线型网、复合型网等。

●网状网：完全互联，网内任意两节点间均有直达线路连接。

⏹优点：线路冗余度大，网络可靠性高，任意两点间可直接通信。

⏹缺点：线路利用率低，网络成本高，网络的扩容不方便。

⏹适用：节点数目少，又有很高可靠性要求。

●星形网（辐射网）：有中心转接节点，其他节点都与转接节点有线路连接。

⏹优点：降低了传输链路成本，提高了线路的利用率。

⏹缺点：网络的可靠性差。

⏹适用：传输链路费用高于转接设备、可靠性要求不高的场合。

●复合网：由网状网和星形网复合而成，以星形网为基础，在业务量较大的转接交换中心之间采用网状网结构。

⏹优点：比较经济，稳定性好。

PDH与SDH的区别和分析在数字传输系统中，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。

根据不同的需要和不同的传输介质的传输能力，要有不同的话路数和不同的速率复接形成一个系列，由低向高逐级进行复接这是数字复接系列。

如果被复接的几个支路是在同一高稳定的时钟控制下，它们的数码率是严格相等的，即各支路的码位是同步。

这时可以将各支路码元直接进行时间压缩，移相后进行复接，这样的复接称为同步复接（SDH）。

如果被复接的支路不是在同一时钟控制下，各支路有自己的时钟，它们的数码率由于各自的时钟偏差不同而不会严格相等，即各支路码位是不同步的。

这种情况下在复接之前必须调整各支路码速，使之达到严格相等，这样的复接也称为准同步数字复接（PDH）。

国际上主要有两大准同步数字复接系列，经CCITT推荐，两大系列有PCM 基群24路系列和PCM基群30/32路系列。

作为第一级速率接口，通常称为1.5M 和2M速率接口。

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。

但是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。

其弱点主要表现在如下几个方面。

(1）只有地区性数字信号速率和帧结构标准而不存在世界性标准。

(2)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出现。

红色: 重点、绿色: 了解第1章1.光纤通信的基本概念: 以光波为载频, 用光纤作为传输介质的通信方式。

光纤通信工作波长在于近红外区: 0.85～2.00μm的波长区, 对应频率: 167～375THz。

对于SiO2光纤, 在上述波长区内的三个低损耗窗口, 是目前光纤通信的实用工作波长, 即 0.85μm、 1.31μm 1.55μm 及 1.625μm2、光纤通信系统的基本组成: P5 图1-3目前采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波（IM/DD）的光纤数字通信系统。

该系统主要由光发送设备（光发射机）、光纤传输线路、光接收设备（光接收机）、光中继器以及各种耦合器件组成。

各部件功能:电发射机: 对来自信源的信号进行模/数转换和多路复用处理；光发送设备: 实现电/光转换；光接收机: 实现光/电转换；光中继器：将经过光纤长距离衰减和畸变后的微弱光信号放大、整形、再生成具有一定强度的光信号, 继续送向前方, 以保证良好的通信质量。

3.光纤通信的特点: （可参照P1.2）优点: （1）, 传输容量大。

（2）传输损耗小, 中继距离长。

（3）保密性能好：光波仅在光纤芯区传输, 基本无泄露。

（4）抗电磁干扰能力强：光纤由电绝缘的石英材料制成, 不受电磁场干扰。

（5）体积小、重量轻。

（6）原材料来源丰富、价格低廉。

缺点: 1）弯曲半径不宜过小；2）不能远距离传输；3）传输过程易发生色散。

4.适用光纤: P11G.652 和G.654: 常规单模光纤, 色散最小值在1310nm处, 衰减最小值在1550nm处。

常见的结构有阶跃型和下凹型单模光纤。

G.653：色散位移光纤, 色散最小值在1550nm处, 衰减最小值在1550nm 处。

难以克服FWM混频等非线性效应带来的影响。

G.655：非零色散光纤, 色散在1310nm处较小, 不为0；衰减最小值在1550nm处。

可以尽量克服FWM混频等非线性效应带来的影响。