SDH介绍及其原理和发展方向

简介：

SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）光端机容量较大，一般是16E1到4032E1。SDH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。

原理：

SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STM－N（Synchronous Transport，N=1，4， 16，64），最基本的模块为STM－1，四个STM－1同步复用构成STM－4，16个STM－1或四个 STM－4同步复用构成STM－16，四个STM－16同步复用构成STM－64，甚至四个STM－64同步复用构成STM－256；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（Section OverHead，SOH）区、STM－N净负荷区和管理单元指针（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，它又分为再生段开销（Rege nerator Section OverHead，RSOH）和复用段开销（Multiplex Section OverHead， MSOH）；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；管理单元指针用来指示净负荷区内的信息首字节在STM－N帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。SDH的帧传输时按由左到右、由上到下的顺序排成串型码流依次传输，每帧传输时间为125μs，每秒传输1/125×1000000帧，对STM－1而言每帧字节为8bit×（9×270×1）=19440bit，则STM－1的传输速率为19440×8000=155.520Mbit/s；而STM－4的传输速率为4×155.520Mbit/s=622.080Mbit/s；STM－16的传输速率为16×155.520（或4×622.080）=2488.320Mbit/s。 　　SDH传输业务信号时各种业务信号要进入SDH的帧都要经过映射、定位和复用三个步骤：映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器（C），再加入通道开销（POH）形成虚容器（VC）的过程，帧相位发生偏差称为帧偏移；定位即是将帧偏移信息收进支路单元（TU）或管理单元（AU）的过程，它通过支路单元指针（TU PTR）或管理单元指针（AU PTR）的功能来实现；复用的概念比较简单，复用是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层，或把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程。复用也就是通过字节交错间插方式把TU组织进高阶VC或把AU组织进STM-N的过程，由于经过TU和AU指针处理后的各VC支路信号已相位同步，因此该复用过程是同步复用复用原理与数据的串并变换相类似。

发展方向：

SDH将向多业务承载能力、智能化和更高的传输容量这三个方面发展。

    1.更丰富的多业务承载能力

    随着电信运营市场竞争的加剧，网络需要承载的业务类型大幅增加。如何在单一的基础网络中实现多类型业务的有效承载，成为了人们广泛关注的问题，并由此产生出一个新的技术概念？多业务传送平台(MSTP)。在国内当前实际的网络建设中，应用最普遍的是基于SDH的多业务传送平台MSTP。

    基于SDH的MSTP的基本思想是在传统的SDH传输平台上，将SDH对实时业务的有效承载和网络二层甚至三层技术所具有的数据业务处理能力有机结合起来，以增强传送节点对多类型业务的综合承载能力。在当前实际的设备开发和应用中，如何有效地承载以太网业务是关注的重点。为满足客户层对以太网业务性能日益增长的要求，当前新的研究重点己集中在将多协议标签交换(MPLS)和弹性分组环(RPR)等技术内嵌入MSTP中，并和已有技术有效配合，共同提高以太网的业务性能及其组网应用能力。

    2.更强大的传送智能

    具有更高的智能也是基于SDH的MSTP的一个重要的发展方向。智能化的光传输技术ASON则可进一步将客户层网络对带宽需求的变化和节点的带宽调整动作关联起来，实现基于SDH的MSTP节点的带宽按需分配。

    智能光网络是网络发展的必然趋势，但它在网络中的应用将是一个逐步演进的过程。目前，能够部分支持ASON的智能光节点已经开始逐步应用于电信网络。从实际进展情况看，ASON大规模应用于网络各层面还需要一定时间，它将首先在长途骨干网以及城域网的骨干层中得到应用，进而逐步向网络边缘渗透。

    3.更高的传输容量

    从过去20多年的电信发展过程来看，光纤通信的发展始终在按照TDM方式进行，高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长。目前，10Gbit/s系统已开始在各运营商的骨干网络中大量使用，一些设备制造商的实验室已开发出40Gbit/s系统。

    从网络应用看，10Gbit/s接口的路由器已经问世，为了提高核心网的效率和功能，希望单波长内能处理多个数字连接，因此核心网的单波长速率向40bit/s方向演进是合乎逻辑的。从实际应用来看，40Gbit/s在节点技术的实现、网络应用和系统的性能价格比等方面还存在一定的问题，因此短期内规模应用的可能性不大。

    总之，网络发展导致传输网与业务网关系越来越紧密，MSTP在借鉴数据网、交换网等行之有效的技术基础上，将传送和业务节点紧密结合，可灵活的满足多种业务信号的传输要求。因此，在相当长的一段时间内，MSTP将依然是国内城域传输网建设的主流技术。