SDH

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SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)

　　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结构等级，在传输媒质上（如光纤、微波等）进行同步信号的传送。它是一种新的数字传输体制。将称为电信传输体制的一次革命。

　　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。

　　SDH技术同传统的PDH技术相比，有下面几个明显的优点：

　　1、统一的比特率

　　在PDH中，世界上存在着欧洲、北美及日本三种体系的速率等级。而SDH中实现了统一的比特率。此外还规定了统一的光接口标准，因此为不同厂家设备间互联提供了可能。

　　2、极强的网管能力

　　在SDH帧结构中规定了丰富的网管字节，可提供满足各种要求的能力。

　　3、自愈保护环

　　在SDH设备还可组成带有自愈保护能力的环网形式，这样可有效地防止传输媒介被切断，通信业务全部终止的情况。

　　4、SDH技术中采用的字节复接技术

　　若把SDH技术与PDH技术的主要区别用铁路运输类比一下的话，PDH技术如同散装列车，各种货物(业务)堆在车厢内，若想把某一包特定货物(某一项传输业务)在某一站取下，即需把车上的所有货物先全部卸下，找到你所需要的货物，然后再把剩下的货物及该站新装货物一一堆到车上，运走。因此，PDH技术在凡是需上下电路的地方都需要配备大量各次群的复接设备。而SDH技术就好比集装箱列车，各种货物(业务)贴上标签(各种开销：Overhead)后装入集装箱。然后小箱子装入大箱子，一级套一级，这样通过各级标签，就可以在高速行驶的列车上准确地将某一包货物取下，而不需将整个列车“翻箱倒柜”(通过标签可准确地知道某一包货物在第几车厢及第几级箱子内)，因此，只有在SDH中，才可以实现简单地上下电路。

　　因此，可以肯定地说，即将实现的信息高速公路将基本上由SDH设备构成，只有同高速公路(SDH)相连的支路、叉路将仍保留部分PDH设备。

　　据统计目前世界上共有17家电讯厂商掌握SDH技术。随着中国邮电工业总公司及所属四家工厂与邮电部第五研究所合作研制的ATM-1/STM-4级别的SDH设备的推出，该公司成为了世界上第18家能够提供SDH设备的企业。

　　基于SDH体制所开发的各种传输设备，能够从根本上解决网络中面临的容量、质量、网管、安全等问题。

　　由于SDH设备具有种类多样，电路调度管理灵活，网管能力强等优点，使我们在网络组织上有了更多的选择余地，我们必须从全程全网的角度考虑，合理组网，充分发挥SDH的优越性，以确保网络组建的统一性、完整性和先进性。

　　SDH设备根据其种类可划分为终端复用器TM、再生中继器REG、分插复用器ADM和数字交叉连接设备DXC，在组网时要重视设备的各种接口的合理配置与设备在网络中的恰当运用问题。

　　以上提到的四种设备中，ADM是体现SDH特色的重要设备。利用ADM可组成链路，适于在沿线节点有上、下电路要求的环境下使用，也可用在接入网中；链路两端的TM如改成ADM且首尾相接连成环状，则可组成具有自动保护倒换的SDH自愈环，这种方式适于在本地网中运用，近年来也发展到用于二级干线网。随着SDH技术的飞速发展，现在的ADM设备大都具有支路—群路、群路—群路、支路—支路交连能力，上下电路相当灵活，从功能上看，相当于一个小型DXC。自愈环的网络结构主要可分为以下四种，即单向通道倒换环(1+1)，双向通道倒换环(1：1)，二纤双向复用段公用保护环和四纤双向复用段公用保护环。

　　衡量自愈网性能的一个重要指标是保护/恢复时间的长短，很多重要业务只能容忍极短的业务保护/恢复时间，大概在50ms以内。在这一方面以DXC选路为基础的自愈网需要几分钟，而自愈环则普遍较好，可达到(50—200)ms，随着SDH技术的不断完善，自愈环的保护/恢复时间将全部缩短至50ms以内。DXC是一种能将一个端口的数字信号的全部或部分时隙交连到任意端口的设备。常用的DXC有DXC4/4与DXC4/1两类，交叉连接的最低速率分别为VC4与VC12，端口种类有2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s、155Mbit/s等。前者主要应用于干线网节点，后者主要应用于在本地网。DXC设备与相应的网络管理系统配合，当网络中出现故障时，能在短时间内找到预先设定的替代路由，恢复被中断的业务。

　　在这里要提到的一点是，除了业务量分类和改善STM-N内的填充水平外，单个DXC设备是不能发挥其他效益的，每一个DXC至少在有3个方向的电路群环境下运用其作用才明显，DXC应用的特点是成网性。

　　改善服务质量和降低维护成本一直是电信运营部门所追求的目标。电信部门对新入网设备的操作灵活性、设备可靠性及维护自动化程度等方面都较以前有了更高的要求。SDH传输网做为电信基础网，完善的SDH管理系统对全网的服务质量和维护成本有着深刻的意义。和以往的PDH传输系统相比，SDH技术在起帧结构中安排了相当丰富的开销字节用于网络的OAM&P。目前由于ITU-T在网元一级的管理标准比较完善，如G．784、G．774系列、Q．811/Q．812等建议，而网络一级的管理标准特别是信息模型还正在完善之中。

　　尽管SDH网络管理系统的内容相当丰富，但SDH管理系统的管理功能依然可以用TMN的五大管理功能进行描述，即故障管理功能、性能管理功能、配置管理功能、安全管理功能和记账管理功能。

　　由于SDH设备不同厂家的产品不同，在网络管理方面存在异种SDH管理系统的互操作问题，即对被管理的SDH网络资源的模型化，并具有一个共同的外部协议传送的管理信息结构。和TMN一样，SDH管理系统也秉承了ISO/OSI管理中面向目标(对象)和客户/服务器方法，用管理目标抽象表示SDH传送网的物理资源和逻辑资源。

　　另外，由于SDH传输网对其网络管理的依赖性较大，因此，在对网络管理软件操作的过程中，一定要注意操作的规范化；在进行软件版本升级过程中，要时刻注意网络的运行情况，做好处理突发事件的准备。

　　SDH网同步方式有如下特点：

　　(1)SDH网交换节点间的传输设备应同步工作。

　　(2)SDH设备对时钟的短期不稳定较敏感。

　　(3)SDH设备时钟需具有三种工作模式：同步跟踪模式、保持模式和自由震荡模式。

　　(4)SDH传输网所运载的2Mbit/s信号因带有指针调整抖动而不宜作为同步参考定时信号。

　　(5)SDH技术中的DXC与ADM的动态拓扑应用时将可能导致定时环路，必须注意，无论跟踪哪一个外参考源，任何情况下都不能出现定时环路。在不能确保杜绝定时环路的情况下，宁可只认定一个外参考源，这是需要在组网时特别注意的。

　　1．SDH网络管理软件发展

　　SDH是由软件控制的复杂系统和网络，大量借鉴了计算机科学的最新研究成果，例如采用了面向对象的软件设计方法，UNIX操作系统，最新的关系数据库结构等。一个考虑周全、技术先进的灵活网管系统是SDH网技术成败的关键。因而一旦硬件系统研制成功后，大量的后续工作将集中在软件开发上。由于SDH技术还处于发展阶段，ITU-T关于SDH网络级管理的建议还处于完善的过程中；在网管系统的横向兼容性方面，即多厂家能力，目前还处于研究开发阶段，需要与生产厂家配合进行软件版本升级，从而日臻完善。

　　2．超高速光纤传输技术的发展

　　由于高速电子电路、光电器件的瓶颈效应，传统的电时分复用(TDM)光纤通信系统的传输速率到了2．5Gb/s时再向上发展已经很困难，宽带业务的发展对传输网又提出了更高的要求，因此采用最新的OTDM(光时分复用)和DWDM(密集波分复用)技术将势在必行(密集是指比普通波分复用的波长间隔更小，以0．2nm或其整数倍为波长间隔)。现在有些生产厂家已能提供商用的DWDM产品，因此可以考虑在技术条件成熟及性能价格比较合理的情况下，在一些业务量大的专用汇接局之间采用DWDM技术。

　　3．SDH应用传输媒介扩展

　　在大多数情况下，传输网的媒介都是一以光纤为主、无线为辅，在无线通信方面微波是一种重要的通信手段。SDH微波传输系统与现有的PDH微波系统兼容采用于PDH140Mb/s系统原有的频道间隔，即30MHz与40MHz两种，但需要传送的比特率更高。目前商用系统的速率是155Mb/S和2×155Mb/s，正在研究622Mb/s系统，除微波外今后卫星通信也要向SDH过渡，以有建议将DXC功能安装在卫星上，今后还可能实现星上交换与星上处理。

　　4．SDH应用于宽带接入技术

　　SDH作为B-ISDN的传输技术必然要应用于接入网中，例如用在基于光纤的FTTC或基于光纤同轴混合的HFC中；也可用在基于金属线的VHDSL或BDSL中，在较短的距离内传送51Mb/s或155Mb/sSDH信号；未来交换机将能提供基于SDH标准的光中继线；交换机的用户线将朝着V5方向发展，未来将能提供基于SDH的V5．3接口，这样一来，SDH信号可以从交换机直接送到用户/网络接口(UNI)。