SDH

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SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步數字體系)

　　SDH是一套可進行同步信息傳輸、復用、分插和交叉連接的標準化數字信號結構等級，在傳輸媒質上（如光纖、微波等）進行同步信號的傳送。它是一種新的數字傳輸體制。將稱為電信傳輸體制的一次革命。

　　SDH技術的誕生有其必然性，隨著通信的發展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字、數據、圖像和視頻等。加之數字通信和電腦技術的發展，在70至80年代，陸續出現了T1(DS1)／E1載波系統(1.544／2.048Mbps)、X.25幀中繼、ISDN(綜合業務數字網) 和FDDI(光纖分散式數據介面)等多種網路技術。隨著信息社會的到來，人們希望現代信息傳輸網路能快速、經濟、有效地提供各種電路和業務，而上述網路技術由於其業務的單調性，擴展的複雜性，帶寬的局限性，僅在原有框架內修改或完善已無濟於事。

　　SDH就是在這種背景下發展起來的。在各種寬頻光纖接入網技術中，採用了SDH技術的接入網系統是應用最普遍的。SDH的誕生解決了由於入戶媒質的帶寬限制而跟不上骨幹網和用戶業務需求的發展,而產生了用戶與核心網之間的接入"瓶頸"的問題，同時提高了傳輸網上大量帶寬的利用率。SDH技術自從90年代引入以來，至今已經是一種成熟、標準的技術，在骨幹網中被廣泛採用，且價格越來越低，在接入網中應用可以將SDH技術在核心網中的巨大帶寬優勢和技術優勢帶入接入網領域，充分利用SDH同步復用、標準化的光介面、強大的網管能力、靈活網路拓撲能力和高可靠性帶來好處，在接入網的建設發展中長期受益。

　　SDH技術同傳統的PDH技術相比，有下麵幾個明顯的優點：

　　1、統一的比特率

　　在PDH中，世界上存在著歐洲、北美及日本三種體系的速率等級。而SDH中實現了統一的比特率。此外還規定了統一的光介面標準，因此為不同廠家設備間互聯提供了可能。

　　2、極強的網管能力

　　在SDH幀結構中規定了豐富的網管位元組，可提供滿足各種要求的能力。

　　3、自愈保護環

　　在SDH設備還可組成帶有自愈保護能力的環網形式，這樣可有效地防止傳輸媒介被切斷，通信業務全部終止的情況。

　　4、SDH技術中採用的位元組復接技術

　　若把SDH技術與PDH技術的主要區別用鐵路運輸類比一下的話，PDH技術如同散裝列車，各種貨物(業務)堆在車廂內，若想把某一包特定貨物(某一項傳輸業務)在某一站取下，即需把車上的所有貨物先全部卸下，找到你所需要的貨物，然後再把剩下的貨物及該站新裝貨物一一堆到車上，運走。因此，PDH技術在凡是需上下電路的地方都需要配備大量各次群的復接設備。而SDH技術就好比集裝箱列車，各種貨物(業務)貼上標簽(各種開銷：Overhead)後裝入集裝箱。然後小箱子裝入大箱子，一級套一級，這樣通過各級標簽，就可以在高速行駛的列車上準確地將某一包貨物取下，而不需將整個列車“翻箱倒櫃”(通過標簽可準確地知道某一包貨物在第幾車廂及第幾級箱子內)，因此，只有在SDH中，才可以實現簡單地上下電路。

　　因此，可以肯定地說，即將實現的信息高速公路將基本上由SDH設備構成，只有同高速公路(SDH)相連的支路、叉路將仍保留部分PDH設備。

　　據統計目前世界上共有17家電訊廠商掌握SDH技術。隨著中國郵電工業總公司及所屬四家工廠與郵電部第五研究所合作研製的ATM-1/STM-4級別的SDH設備的推出，該公司成為了世界上第18家能夠提供SDH設備的企業。

　　基於SDH體制所開發的各種傳輸設備，能夠從根本上解決網路中面臨的容量、質量、網管、安全等問題。

　　由於SDH設備具有種類多樣，電路調度管理靈活，網管能力強等優點，使我們在網路組織上有了更多的選擇餘地，我們必須從全程全網的角度考慮，合理組網，充分發揮SDH的優越性，以確保網路組建的統一性、完整性和先進性。

　　SDH設備根據其種類可劃分為終端復用器TM、再生中繼器REG、分插復用器ADM和數字交叉連接設備DXC，在組網時要重視設備的各種介面的合理配置與設備在網路中的恰當運用問題。

　　以上提到的四種設備中，ADM是體現SDH特色的重要設備。利用ADM可組成鏈路，適於在沿線節點有上、下電路要求的環境下使用，也可用在接入網中；鏈路兩端的TM如改成ADM且首尾相接連成環狀，則可組成具有自動保護倒換的SDH自愈環，這種方式適於在本地網中運用，近年來也發展到用於二級幹線網。隨著SDH技術的飛速發展，現在的ADM設備大都具有支路—群路、群路—群路、支路—支路交連能力，上下電路相當靈活，從功能上看，相當於一個小型DXC。自愈環的網路結構主要可分為以下四種，即單向通道倒換環(1+1)，雙向通道倒換環(1：1)，二纖雙向復用段公用保護環和四纖雙向復用段公用保護環。

　　衡量自愈網性能的一個重要指標是保護/恢復時間的長短，很多重要業務只能容忍極短的業務保護/恢復時間，大概在50ms以內。在這一方面以DXC選路為基礎的自愈網需要幾分鐘，而自愈環則普遍較好，可達到(50—200)ms，隨著SDH技術的不斷完善，自愈環的保護/恢復時間將全部縮短至50ms以內。DXC是一種能將一個埠的數字信號的全部或部分時隙交連到任意埠的設備。常用的DXC有DXC4/4與DXC4/1兩類，交叉連接的最低速率分別為VC4與VC12，埠種類有2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s、155Mbit/s等。前者主要應用於幹線網節點，後者主要應用於在本地網。DXC設備與相應的網路管理系統配合，當網路中出現故障時，能在短時間內找到預先設定的替代路由，恢復被中斷的業務。

　　在這裡要提到的一點是，除了業務量分類和改善STM-N內的填充水平外，單個DXC設備是不能發揮其他效益的，每一個DXC至少在有3個方向的電路群環境下運用其作用才明顯，DXC應用的特點是成網性。

　　改善服務質量和降低維護成本一直是電信運營部門所追求的目標。電信部門對新入網設備的操作靈活性、設備可靠性及維護自動化程度等方面都較以前有了更高的要求。SDH傳輸網做為電信基礎網，完善的SDH管理系統對全網的服務質量和維護成本有著深刻的意義。和以往的PDH傳輸系統相比，SDH技術在起幀結構中安排了相當豐富的開銷位元組用於網路的OAM&P。目前由於ITU-T在網元一級的管理標準比較完善，如G．784、G．774系列、Q．811/Q．812等建議，而網路一級的管理標準特別是信息模型還正在完善之中。

　　儘管SDH網路管理系統的內容相當豐富，但SDH管理系統的管理功能依然可以用TMN的五大管理功能進行描述，即故障管理功能、性能管理功能、配置管理功能、安全管理功能和記賬管理功能。

　　由於SDH設備不同廠家的產品不同，在網路管理方面存在異種SDH管理系統的互操作問題，即對被管理的SDH網路資源的模型化，並具有一個共同的外部協議傳送的管理信息結構。和TMN一樣，SDH管理系統也秉承了ISO/OSI管理中面向目標(對象)和客戶/伺服器方法，用管理目標抽象表示SDH傳送網的物理資源和邏輯資源。

　　另外，由於SDH傳輸網對其網路管理的依賴性較大，因此，在對網路管理軟體操作的過程中，一定要註意操作的規範化；在進行軟體版本升級過程中，要時刻註意網路的運行情況，做好處理突發事件的準備。

　　SDH網同步方式有如下特點：

　　(1)SDH網交換節點間的傳輸設備應同步工作。

　　(2)SDH設備對時鐘的短期不穩定較敏感。

　　(3)SDH設備時鐘需具有三種工作模式：同步跟蹤模式、保持模式和自由震蕩模式。

　　(4)SDH傳輸網所運載的2Mbit/s信號因帶有指針調整抖動而不宜作為同步參考定時信號。

　　(5)SDH技術中的DXC與ADM的動態拓撲應用時將可能導致定時環路，必須註意，無論跟蹤哪一個外參考源，任何情況下都不能出現定時環路。在不能確保杜絕定時環路的情況下，寧可只認定一個外參考源，這是需要在組網時特別註意的。

　　1．SDH網路管理軟體發展

　　SDH是由軟體控制的複雜系統和網路，大量借鑒了電腦科學的最新研究成果，例如採用了面向對象的軟體設計方法，UNIX操作系統，最新的關係資料庫結構等。一個考慮周全、技術先進的靈活網管系統是SDH網技術成敗的關鍵。因而一旦硬體系統研製成功後，大量的後續工作將集中在軟體開發上。由於SDH技術還處於發展階段，ITU-T關於SDH網路級管理的建議還處於完善的過程中；在網管系統的橫向兼容性方面，即多廠家能力，目前還處於研究開發階段，需要與生產廠家配合進行軟體版本升級，從而日臻完善。

　　2．超高速光纖傳輸技術的發展

　　由於高速電子電路、光電器件的瓶頸效應，傳統的電時分復用(TDM)光纖通信系統的傳輸速率到了2．5Gb/s時再向上發展已經很困難，寬頻業務的發展對傳輸網又提出了更高的要求，因此採用最新的OTDM(光時分復用)和DWDM(密集波分復用)技術將勢在必行(密集是指比普通波分復用的波長間隔更小，以0．2nm或其整數倍為波長間隔)。現在有些生產廠家已能提供商用的DWDM產品，因此可以考慮在技術條件成熟及性能價格比較合理的情況下，在一些業務量大的專用匯接局之間採用DWDM技術。

　　3．SDH應用傳輸媒介擴展

　　在大多數情況下，傳輸網的媒介都是一以光纖為主、無線為輔，在無線通信方面微波是一種重要的通信手段。SDH微波傳輸系統與現有的PDH微波系統兼容採用於PDH140Mb/s系統原有的頻道間隔，即30MHz與40MHz兩種，但需要傳送的比特率更高。目前商用系統的速率是155Mb/S和2×155Mb/s，正在研究622Mb/s系統，除微波外今後衛星通信也要向SDH過渡，以有建議將DXC功能安裝在衛星上，今後還可能實現星上交換與星上處理。

　　4．SDH應用於寬頻接入技術

　　SDH作為B-ISDN的傳輸技術必然要應用於接入網中，例如用在基於光纖的FTTC或基於光纖同軸混合的HFC中；也可用在基於金屬線的VHDSL或BDSL中，在較短的距離內傳送51Mb/s或155Mb/sSDH信號；未來交換機將能提供基於SDH標準的光中繼線；交換機的用戶線將朝著V5方向發展，未來將能提供基於SDH的V5．3介面，這樣一來，SDH信號可以從交換機直接送到用戶/網路介面(UNI)。