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SDH技术的分析
摘要：宽带网络的物理传输媒介是光纤，光同步数字传输网(SDH)将成为宽带网络的骨干网，SDH传输网是一种全新技术体制，具有路由自动选择能力、上下电路方便和传输高速率业务等优点。SDH技术传输体制不仅适用于光纤信道，也适用于微波和卫星干线传输，在网络信息传输领域，SDH技术发挥着巨大的作用。因此是世界信息邻域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛关注。本文主要分析了SDH技术的特点和传输原理，并探讨了SDH技术的应用和发展前景。
关键词：SDH；光纤；传输；原理
The Analysis of SDH Technology
Abstract: Physical transmission media of the broadband network is the optical fiber. The optical synchronous digital transmission network (SDH) will become the backbone of broadband network. SDH network is a new technology system, which is provided with automatic selection ability, upper and lower circuit, convenient and high-speed data transmission and other route with business. The technology of SDH transmission system is not only suitable for optical fiber channel, also suitable for microwave and satellite trunk transmission network. In the field of information transmission, SDH technology plays a great role. Therefore SDH, a hotspot of development and application of the world in the neighborhood information transmission technology, has aroused widespread attention. This paper analyzes the main features and transmission principle of SDH technology, and discusses the application and Prospect of SDH technology. Key words: SDH；optical fiber；transmission；principle
SDH技术的分析
0 引 言
光纤大容量数字传输目前都是采用同步时分复用（TDM）技术，复用又分为若干等级，因而先后有两种传输体制：准同步数字系列（PDH）和同步数字系列（SDH）。PDH早在1978年就实现了标准化，在数字通信发展初期，准同步数字系列起到了很大作用，使数字复用设备能先于数字交换设备得到开发。但是随着光纤通信技术的发展，PDH遇到了许多问题。这种基于点对点的传输体制暴露出一些固有的弱点，无法适应新技术发展要求，难以很好地支持新一代网络。为了适应新的电信网的发展，新一代公认的理想的传输体制，SDH应运而生。SDH是电信网朝着高速化、数字化、综合化及智能化方向发展的必然结果。SDH传输体制正迅速地代替不适应现代通信网发展的PDH传输体制，成为推动传输网实现新变革的基础[1]。
1 SDH技术的概念及其特点
1.1 SDH技术的基本概念
SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）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。SDH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，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛关注[2]。 1.2 SDH技术的特点
SDH技术是大容量同步光通信网络的国际标准，是以提供经济、灵活的通信网络
基础结构的同步数字传输系统。与PDH相比，SDH有如下特点：
（1）SDH对网络接口（NNI）进行了统一的规范，使通信网具有统一的网络接口。它包括数字速率等级、帧结构、复用方法、线路接口、监控管理系统。SDH实现了横向兼容，可以容纳北美、日本和欧洲的现有数字系列，使得PDH体系信号在STM-1等级上获得了统一。
（2）SDH统一的光接口标准采用了NRZ码和干扰码的光线路码型，克服了PDH体系信号在光接口上传输速率不同的缺点，实现不同厂家生产的设备在光线路上的互通。
（3）SDH具有传输速率高，传输容量大的特点。高速的SDH信号是通过STM（同步传送模块）信号按字节间插或按码块间插同步复接而成。
（4）良好的兼容性SDH网络不仅与现有的PDH网络完全兼容，还能容纳各种新业务信号，例如，光纤分布式数据接口信号FDDI、城域网的分布排队双总线信号DQDB、宽带ISDN中的异步转移模式ATM及以太网数据等。SDH体现了前向和后向的兼容性，成为公共的传输平台。
（5）SDH具有灵活的复用映射结构，规定了严格的映射复用方法，并采用指针技术，支路信号在线路信号中的位置是透明的，可以直接从STM—N中灵活地上下支路信号，无需直 接通过逐级复用就可以实现分插功能，从而减少了设备的数量，简化了网络的结构，提高了传输性能。
（6）完善的保护和恢复的机制使SDH网络具有智能检测的网管系统和网络动态配置功能，自愈能力极强。当设备或系统发生故障时，能迅速恢复业务，从而提高了网络的可靠性，降低了维护费用。
（7）SDH还有强大的网络管理能力。SDH帧有丰富的开销比特（大约占信号的5%），因而网络运行、管理和维护（OAM）能力极强。由于SDH采用的是分层的网络结构，能实现分布式管理，所以每一层网络
SDH技术的分析
系统的信号结构中都安排了足够的开销比特来实现OAM。
综合上述特点，SDH核心的特点是同步复用、标准的光接口及强大的网管能力。
2 SDH技术传输的基本原理
2.1网络节点接口
从原理上讲，传输网络由传输系统设备和完成多种传送功能的网络节点构成。传输系统可以是光缆传输系统，也可以是数字微波系统或卫星通信系统。网络节点所要完成的功能为复用、交叉连接和交换等。简单节点可以只具有部分功能，例如仅有复用功能，而复杂节点则通常包括全部的网络节点功能。所谓网络节点接口(NNI：Network Node Interface)表示网络节点之间的接口。在实际中也可看成是传输设备与网络节点之间的接口。
图1网络节点接口的位置 Fig1.Network node interface position
图
1给出了一种可能的网络配置，用以说明网络节点接口的位置。规范统一的NNI标准，可以使网路节点接口不受限于特定的传输媒质，不受限于网络节点所完成的功能，同时对局间通信或局内通信的应用场合也不加以限定。因此NNI的标准化不仅可以使3种地区性PDH系列在SDH网中实现统一，而且在建设SDH网和开发应用新设备产品时可使网络节点设备功能模块化、系列化，并能根据电信网络中心规模大小和功能要求灵活地进行网络配置，从而使SDH网络结构更加简单、高效和灵活 ，并在将来需要扩展时具有很强的适应能力。同步数字系列的网络节点接口NNI的基本特征是
国际标准化的接口速率和信号帧结构。
在G.957建议中，提供了对同步数字系列光接口的规定，包括一系列光接口详细参数及其测量方法，如：光发射机的平均发射光功率范围、最小消光比、信号眼图模板，光源的光谱特性，光通路允许的衰耗、色散值和反射，接收机灵敏度、动态范围等等。SDH中的光接口按传输距离和所用的技术可分为三种，即局内连接、短距离局间连接和长距离局间连接。相应地有三套光接口参数：局内连接典型传输距离为几百米，小于2km，采用G．652光纤，工作在1310nm波长区域；短距离局间连接典型传输距离为15km左右，采用G．652光纤，工作在1310nm或1550nm波长区域；长距离局间连接典型传输距离为40km以上，工作在1310nm波长区域时使用G．653光纤，工作在1550nm波长区域时，采用G．652、G653或G．654光纤[3]。 2.2 SDH帧结构
SDH帧结构实现数字同步时分复用、保证网络可靠有效运行的关键。
图2 SDH帧的一般结构
Fig2.The general structure of SDH frames
给出了SDH帧的一般结构。一个STM-N帧有9行，每行由270×N个字节组成。这样每帧共有9×270×N个字节，每字节为8bit。帧周期为125us，即每秒传输8000帧。对于STM-1而言，传输速率为9×270×8×8000=155.520Mb/s。字节发送顺序为：由上往下逐行发送，每行先左后右。
SDH帧大体可分为三个部分： (1)段开销（SOH）。段开销是在SDH