SDH技术分析

摘 要 对SDH同步数字体系的技术特征进行研究，探讨SDH在现代光纤传输网络的发展与应用。

关键词 SDH技术；POS；MSTP；分析

中图分类号TN929 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0198-02

数字传输系统以数字化的脉冲序列传输数据流，为保证数据流传输的准确性，传输设备的速率必须保持同步。发展初期，通信系统主要以点对点通信，数据传输量小，对系统要求低。PDH，即准同步数字传输体系符合技术的需求，得到广泛应用。PDH是原始的数字传输体系标准，准同步意味着不是真正的同步，数据流只是以相对准确的速率传输，设备间设定了一个不能超过的偏离值，数据流在偏离值内即视为准确的传输。随着技术的发展，传输数据量的增大，传输系统的要求也不再是简单的点对点数据传输，网络的安全性与网管能力变得越来越重要，基于PDH技术的传输体系已经不再适应高端客户的需求。

1 SDH的概念[1]

1.1 SDH定义

SDH即Synchronous Digital Hierarchy，是ITU-T定义的国际标准，指不同速度的脉冲序列以同步的速率在设备间传输数据流。SDH具有统一的网络接口，不同厂家的光电设备能在同一传输系统中兼容；具有标准化的信息结构等级，能满足未来数据传输增值业务的传输需求；具有增强的网络管理能力，强大的自愈保护功能。

SDH采用的信息结构称为同步传送模块STM-N。基于STM-1级别信号为基础信号，更高速率的SDH信号由字节交叉的NxSTM-1信号形成。STM-1能提供高达155.52Mb/s的传输速率，STM-4为622.08Mb/s，STM-16为2488.32Mb/s，STM-64为9953.28Mb/s。

1.2 帧结构

SDH通过矩形块状的帧来承载数据，帧长为125μs，由9行x270列xN字节组成，字节的传输由左至右逐行进行，每行的前9字节装载段开销和管理单元指针。段开销用来维护管理网络，包括再生段开销和复用段开销。管理单元指针用来指示信息净负荷首字节在STM-N帧内的位置。后261字节装载信息净负荷，其中有9字节为通道维护管理的通道开销。

1.3 帧装载

SDH信号交叉形成STM-N信号帧的过程要经过映射、复用和指针处理：映射是信号装载相应虚容器的过程；复用是多个低阶/高阶通道层信号装载进复用层的过程；指针处理保证复用时各支路信号的同步。

2 SDH网络结构

2.1 SDH光电设备[2]

SDH传输网由各种光电设备构成，通过不同的光电设备完成SDH的光电传输。基本的光电设备包括：1）终端复用器：将异步信号复用成同步信号，并完成电/光转换；2）分插复用器：用于SDH传输网的转接点处，将低速支路信号交叉复用到线路上，或将线路高速信号拆分到支路上，常用于线性网和环形网；3）数字交叉连接设备：用于SDH的STM-N信号交叉连接，完成各个信号间的可控连接和再连接；4）再生中继器：将传输过程中衰减的信号进行放大与重组，延长传输距离。

2.2 SDH传输网

SDH传输网指物理意义上形成的传输网络，其拓扑结构可分为：1）线形：将传输网上的设备以点的方式逐个连接，但首尾设备不相连，是经济性最好的组网方案；2）星形：将传输网上的某一设备作为支点，其余设备只与此支点相接，是接入网较常用的组网方案；3）树形：线形拓扑与星形拓扑交叉使用的组网方案，适用于广播式业务；4）环形：传输网上的设备以串联的方式相互连接，形成环形的闭路，适用于长途干线网、中继网及本地网；5）网孔形：传输网上的每个设备均相互连接，是安全性最高的组网方案，适用于骨干网。

2.3 SDH自愈网

SDH自愈网是指传输网某一线路或设备出现故障时，在极短且不丢失数据地情况下自动从故障中恢复的组网方案。商用中实际的方案有：线路保护倒换，环形网保护，DXC网形保护。以最常用的环形网保护为例：自愈环利用分插复用器以环形的拓扑结构对传输网进行组建，其优点是当主光纤出现故障，自动切换至备用纤，当节点设备出现故障，自动切换至替换设备，是线路保护性很高且成熟的组网方案。自愈环利用了多节点设备分插复用，降低了倒换设备的成本，使环形网广泛应用于中继网和接入网。

3 SDH的应用与发展[3]

SDH技术渐走向成熟，许多新技术的加入，使得SDH组网方案更适应当今光纤通信传输的需求。SDH传输速率从最初的STM-1标准发展到了今天的10Gb/s标准，加上波分复用，光时分复用，孤子技术等的成熟，40Gb/s标准正慢慢走向商用。

光电学的发展，单模光纤技术的改进，色散补偿和PMD补偿技术的成熟，很好地解决了光信号的色散，偏振，非线性效应，同时拉曼光放大器的出现，RZ编码技术的应用，为长距离传输中继创造了条件，使长距离骨干网传输成为可能。

POS，即IP over SDH，也是SDH发展的另一选择。POS是将IP数据包通过点对点协议进行封装，经HDLC封装帧格式后映射到SDH同步净负荷，加上通道开销和段开销，复用成SDH帧，通过SDH传输网在光纤中传输，保留了IP无连接的特征，实现了基于IP多业务的高速传输，是未来国际骨干网建设和改造的首选方案。

MSTP，基于SDH，尚处于商用初始阶段，结合TDM，ATM，以太网等技术，支持多物理接口，多协议，集成数字交叉连接交换，提供高级网络管理，带宽利用率高，能提供多业务支持，但有待市场的考验。

4 结论

光通信技术变化迅速，各种新的传输技术相继出现，网络服务提供商有了更多的选择，但网络服务提供商还在观望新技术，新技术组网成本较高的因素下，基于SDH发展起来的POS，MSTP等组网方案，必定是短期内可靠的传输网组网方案。

参考文献

[1]肖萍萍，吴健学.SDH原理与应用[M].北京：人民邮电出版社，2008.

[2]孙学康，毛京丽.SDH技术[M].2版.北京：人民邮电出版社，2009.

[3]胡庆.光纤通信系统与网络(修订版)[M].北京：电子工业出版社，2010.