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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。
SDH概念原理1.1 SDH概念原理SDH（Synchronous Digital Hierarchy）同步数字体系，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，它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。
SDH⽹络有全世界统⼀的⽹络节点接⼝（NNI），从⽽简化了信号的互通以及信号的传输、复⽤、交叉连接等过程。
SDH⽐特率等级及帧结构SDH⽹有⼀套标准化的信息结构等级，称为同步传递模块STM-N （N=1、4、16、64），并具有⼀种块状帧结构，允许安排丰富的开销⽐特（即⽐特流中除去信息净负荷后的剩余部分）⽤于⽹络的OAM。
SDH⽹有⼀套特殊的复⽤结构，允许现存准同步数字体系、同步数字体系和B-ISDN的信号都能纳⼊其帧结构中传输，即具有兼容性和⼴泛的适应性。
SDH最基本的模块信号（即同步传递模块）是STM-1，其速率为155.520Mbit／s。
更⾼等级的STM-N信号可以是将基本模块信号STM-1同步复⽤、字节间插的结果。
其中N是正整数。
⽬前SDH只能⽀持⼀定的N值，即N为1、4、16、64。
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8bit,整个帧结构分成段开销（SOH）、STM-N净负荷和管理单元指针（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。
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，管理指针⽤来指⽰净负荷区内容的信息⾸字节在STM-N帧内容的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。
如下图：SDH的映射、定位、复⽤概念各种业务信号进⼊SDH的帧结构都要经过三个步骤：映射、定位、复⽤。
SDH原理概述绪论SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）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。
本文对SDH的产生背景，技术特点，网络生存性作了介绍，并展望了SDH将来的发展趋势。
1.技术产生背景当今社会是信息社会，高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，通过通信网传输、交换处理的信息量将不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化智能化和个人化方向发展。
目前传统的由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，由此看出在通信网向大容量标准化发展的今天，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。
传统的PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面：1.1接口方面（1）只有地区性的电接口规范，不存在世界性标准。
（2）没有世界性标准的光接口规范。
1.2复用方式现在的PDH体制中只有1.5Mbit/s和2Mbit/s速率的信号，（包括日本系列6.3Mbit/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。
这就会引起两个问题：（1）从高速信号中分/插出低速信号要一级一级的进行。
（2）由于低速信号分/插到高速信号要通过层层的复用和解复用过程，这样就会使信号在复用/解复用过程中产生的损伤加大，使传输性能劣化。
sdh的基本原理(一)
sdh的基本原理分析
1. 什么是sdh？
SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一种以同步传输为基础的数字通信传输体系结构。
它利用光纤或微波链路传输数字信号，具有高带宽、低时延和强容错性等特点，被广泛应用于电信运营商的光纤传输网中。
2. sdh的结构以及工作原理
SDH的结构
SDH采用了一种分层的结构，根据传输需求将信号划分为不同的层次。
常用的层次有STM-1、STM-4、STM-16等，其中STM-1为最基本的层次。
SDH的基本结构如下所示：
•首部：用于传输控制信息，包括传输路径标识、错误校验等。
•负载：承载传输的数据信息，可以是电话、数据或视频等。
•长度信息：用于标识数据帧的长度。
SDH的工作原理
SDH基于同步传输的原理，其中有两个重要的概念：主时钟和从
时钟。
主时钟是网络中的时间源，提供精确的时间参考信号。
所有设备
都以主时钟为基准进行同步，保证数据的传输速率和时序一致。
从时钟是依赖于主时钟的设备，通过接收主时钟信号进行同步。
每个设备都有一个时钟恢复单元，用于接收、恢复和传播时钟信号。
SDH的传输过程如下所示：
1.信号接收：将外部信号转换为电信号，并进行放大和滤波。
2.时钟恢复：利用时钟恢复单元接收主时钟信号，恢复时钟同步。
3.信号分析：对接收到的信号进行解析，提取出控制信息和数据负
载。
4.错误校验和纠错：通过错误检测和纠错技术，确保数据的完整性
和正确性。
5.信号调整：根据网络需求对信号进行调整，如增加虚拟通道和虚
拟路径。
6.信号传输：将调整后的信号通过光纤或微波链路传输到目标设备。
7.信号恢复：在目标设备上，通过接收和恢复信号，还原原始数据。
8.数据处理：对还原的数据进行处理，如解码、解密等。
3. sdh的优势和应用
SDH的优势
•高可靠性：采用冗余传输和差错校验技术，保证数据传输的可靠性。
•高带宽：SDH提供高带宽的传输能力，满足大容量数据的传输需求。
•灵活性：可以根据网络需求进行层次划分和信号调整，方便扩展和更新。
SDH的应用
•电信运营商的光纤传输网：SDH广泛应用于光纤传输网中，为电话、数据和视频等业务提供高质量的传输服务。
•数据中心：SDH可以承载大量的数据流量，满足数据中心对高带宽和低时延的要求。
•企业网络：SDH可用于构建企业内部的通信网络，传输各种业务应用。
4. 总结
通过对SDH的基本原理进行分析，我们了解到SDH是一种基于同步传输的数字通信传输体系结构。
它具有高可靠性、高带宽和灵活性等优势，在电信运营商的光纤传输网、数据中心和企业网络等领域得
到广泛应用。
对SDH的深入理解有助于我们更好地应用和管理这一技术。
5. SDH的网络拓扑结构
点对点连接
SDH的最基本网络拓扑结构是点对点连接，即一个发送端与一个
接收端之间直接相连。
该结构适用于较小规模的传输需求，例如企业
内部的通信网络。
点对点连接具有简单、直接的特点，传输效率高。
环形结构
除了点对点连接，SDH还支持环形结构。
在环形结构中，多个设
备通过光纤或微波链路形成一个闭环，数据沿着环路自动传输。
环形
结构适用于大规模的传输需求，例如电信运营商的光纤传输网。
在环形结构中，SDH采用了两种不同的传输方向：顺时针和逆时针。
每个设备都会将接收到的数据进行解析和处理，并将符合条件的
数据沿着指定的传输方向转发。
这种传输方向的设定确保了数据的顺
序和时序的一致性。
环形结构具有如下特点： - 灵活性：可以根据需求增加或删除设备，方便网络的扩展和更新。
- 容错性：如果环路中的某个设备故障，数据会自动绕过该设备，保证网络的正常传输。
6. SDH的信号传输速率
STM-1
STM-1是SDH的基本传输速率，其传输速率为。
这是SDH网络中
最常用的层级，对应光纤传输的基本单位。
高阶层次
除了STM-1，SDH还定义了一系列高阶层次，例如STM-4、STM-16等。
这些高阶层次通过将多个低阶层次的信号进行复用，达到更高的
传输速率。
例如，4个STM-1信号进行复用可以得到一个STM-4信号，其传输速率为。
高阶层次的信号传输速率越高，对传输设备和光纤的要求也越高。
因此，在实际应用中需要根据传输需求进行适当的选择。
7. SDH的错误检测和纠错技术
为了保证SDH传输过程中数据的完整性和正确性，SDH采用了多
种错误检测和纠错技术。
CRC校验
CRC（Cyclic Redundancy Check）校验是一种常用的错误检测技术，通过在发送端计算数据的校验码，并在接收端对接收到的数据进
行校验。
如果数据在传输过程中发生错误，校验码不匹配，接收端会
发送错误报告，发送端重新发送数据。
FEC编码
FEC（Forward Error Correction）编码是一种纠错技术，通过在发送端将冗余的编码信息添加到数据中，在接收端利用这些冗余信息对数据进行纠错。
FEC编码可以纠正一定数量的错误，提高数据的可靠性。
8. 总结
通过对SDH的网络拓扑结构、信号传输速率和错误检测和纠错技术的介绍，我们深入了解了SDH的基本原理和应用。
SDH作为一种重要的数字通信传输体系结构，具有高可靠性、高带宽、灵活性等优势，在光纤传输网、数据中心和企业网络等领域得到广泛应用。
对SDH的深入理解和掌握，有助于我们更好地应用和管理这一技术。
