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2022-02-16 22:07:02
SDH原理
2022-02-16 22:07:02 來源: 電子產品世界
導讀：SCH對搞電子的來說簡直是必備知識，但提起SDH，對于不是專業搞通信的同學想必都是一頭霧水。SDH說白了就是一種通信傳輸體制，該技術自從90年代引入以來，已經是一種成熟、標準的技術，在骨干網中被廣泛采用，是當今世界信息領域在傳輸技術方面的發展和應用的熱點。本文詳細介紹SDH技術的技術特點、網絡拓撲以及工作原理等，不涉及通訊編碼及幀格式等過于高大上知識，通信小白也能輕松了解SDH技術。。。
1. SDH原理—簡介
SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步數字體系。即是一種傳輸的體制，就像PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy，準同步數字傳輸體制)一樣，SDH傳輸體制也規范了數字信號的幀結構、復用方式、傳輸速率等級、接口碼型等特性。
將信息高速公路同目前交通上用的高速公路做一個類比：公路將是SDH傳輸系統(主要采用光纖作為傳輸媒介，還可采用微波及衛星來傳輸SDH)信號，立交橋將是大型ATM交換機SDH系列中的上下話量復用器(ADM)就是一些小的立交橋或叉路口，而在“SDH高速公路”上跑的“車”，就將是各種電信業務(語音、圖像、數據等)。
2. SDH原理—工作原理
SDH傳輸業務信號時各種業務信號要進入SDH的幀都要經過映射、定位和復用三個步驟。
1) 映射是將各種速率的信號先經過碼速調整裝入相應的標準容器(C)，再加入通道開銷 (POH)形成虛容器(VC)的過程，幀相位發生偏差稱為幀偏移。
2) 定位即是將幀偏移信息收進支路單元(TU)或管理單元(AU)的過程，它通過支路單元指針(TU PTR)或管理單元指針(AU PTR)的功能來實現。
3) 復用的概念比較簡單，復用是一種使多個低階通道層的信號適配進高階通道層，或把多個高階通道層信號適配進復用層的過程。復用也就是通過字節交錯間插方式把TU組織進高階VC或把AU組織進STM-N的過程，由于經過TU和AU指針處理后的各VC支路信號已相位同步，因此該復用過程是同步復用原理與數據的串并變換相類似。
3. SDH原理—拓撲結構
SDH網是由SDH網元設備通過光纜互連而成的，網絡節點(網元)和傳輸線路的幾何排列就構成了網絡的拓撲結構。網絡的有效性(信道的利用率)、可靠性和經濟性在很大程度上與其拓撲結構有關。網絡拓撲的基本結構有鏈形、星形、樹形、環形和網孔形，如下圖所示。
當前用得最多的網絡拓撲是鏈形和環形，通過它們的靈活組合，可構成更加復雜的網絡。本節主要講述鏈網的組成和特點和環網的幾種主要的自愈形式(自愈環)的工作機理及特點。
4. SDH原理—技術特點
SDH傳輸體制是由PDH傳輸體制進化而來的，因此它具有PDH體制所無可比擬的優點，它是不同于PDH體制的全新的一代傳輸體制，與PDH相比在技術體制上進行了根本的變革。下面就SDH所具有的優勢，從幾個方面進一步說明。
1) 接口方面
l 電接口方面
接口的規范化與否是決定不同廠家的設備能否互連的關鍵。SDH體制對網絡節點接口(NNI)作了統一的規范。規范的內容有數字信號速率等級、幀結構、復接方法、線路接口、監控管理等。這就使SDH設備容易實現多廠家互連，也就是說在同一傳輸線路上可以安裝不同廠家的設備，體現了橫向兼容性。
SDH體制有一套標準的信息結構等級，即有一套標準的速率等級。基本的信號傳輸結構等級是同步傳輸模塊——STM-1，相應的速率是155Mbit/s。高等級的數字信號系列例如：622Mbit/s(STM-4)、2.5Gbit/s(STM-16)等，是通過將低速率等級的信息模塊(例如STM-1)通過字節間插同步復接而成，復接的個數是4的倍數，例如：STM-4=4×STM-1，STM-16=4×STM-4。
2 光接口方面
線路接口(這里指光口)采用世界性統一標準規范，SDH信號的線路編碼僅對信號進行擾碼，不再進行冗余碼的插入。想想看，為什么會這樣?
擾碼的標準是世界統一的，這樣對端設備僅需通過標準的解碼器就可與不同廠家SDH設備進行光口互連。擾碼的目的是抑制線路碼中的長連“0”和長連“1”，便于從線路信號中提取時鐘信號。由于線路信號僅通過擾碼，所以SDH的線路信號速率與SDH電口標準信號速率相一致，這樣就不會增加發端激光器的光功率代價。
2) 復用方式
由于低速SDH信號是以字節間插方式復用進高速SDH信號的幀結構中的，這樣就使低速SDH信號在高速SDH信號的幀中的位置是固定的、有規律的，也就是說是可預見的。這樣就能從高速SDH信號例如2.5Gbit/s(STM-16)中直接分/插出低速SDH信號例如155Mbit/s(STM-1)，從而簡化了信號的復接和分接，使SDH體制特別適合于高速大容量的光纖通信系統。
另外，由于采用了同步復用方式和靈活的映射結構，可將PDH低速支路信號(例如2Mbit/s)復用進SDH信號的幀中去(STM-N)，這樣使低速支路信號在STM-N幀中的位置也是可預見的，于是可以從STM-N信號中直接分/插出低速支路信號。注意此處不同于前面所說的從高速SDH信號中直接分插出低速SDH信號，此處是指從SDH信號中直接分/插出低速支路信號，例如2Mbit/s，34Mbit/s與140Mbit/s等低速信號。于是節省了大量的復接/分接設備(背靠背設備)，增加了可靠性，減少了信號損傷、設備成本、功耗、復雜性等，使業務的上、下更加簡便。
SDH的這種復用方式使數字交叉連接(DXC)功能更易于實現，使網絡具有了很強的自愈功能，便于用戶按需動態組網，實現靈活的業務調配。
3) 運行維護方面
SDH信號的幀結構中安排了豐富的用于運行維護(OAM)功能的開銷字節，使網絡的監控功能大大加強，也就是說維護的自動化程度大大加強。PDH的信號中開銷字節不多，以致于在對線路進行性能監控時，還要通過在線路編碼時加入冗余比特來完成。以PCM30/32信號為例，其幀結構中僅有TS0時隙和TS16時隙中的比特是用于OAM功能。
SDH信號豐富的開銷占用整個幀所有比特的1/20，大大加強了OAM功能。這樣就使系統的維護費用大大降低，而在通信設備的綜合成本中，維護費用占相當大的一部分，于是SDH系統的綜合成本要比PDH系統的綜合成本低，據估算僅為PDH系統的65.8%。
4) 兼容性
SDH有很強的兼容性，這也就意味著當組建SDH傳輸網時，原有的PDH傳輸網不會作廢，兩種傳輸網可以共同存在。也就是說可以用SDH網傳送PDH業務，另外，異步轉移模式的信號(ATM)、FDDI信號等其他體制的信號也可用SDH網來傳輸。
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1.淺析SDH組網與自愈功能
2.全面解讀SDH、MSTP、OTN和PTN的區別和聯系
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