SDH传送网的产生背景与发展

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：图8.2NNI在网络中的位置SDH 采用一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N（N=1，4，16，64，…SDH 是完全不同于PDH 的新一代传输网体制，它主要具有以下主要特点。

以往在传送网络中普遍采用的是准同步数字体系（PDH），随着信息社会的到来，它已不能满足现代信息网络的传输要求，因此同步数字体系（SDH）应运而生。

1.PDH 的特点与存在的主要问题

PDH 主要面向话音业务，有两种基础速率（2.048 Mbit/s和1.544 Mbit/s），采用时分复用（TDM）技术实现多路话音信号的传送。PDH 采用的是准同步复接，即每个复接点的时钟与复接进入的时钟有较小的差别。其目的是复接时需要增加一些控制信息比特，从而使得复接后的速率略高于复接前的各码流速率之和。

面临现代信息网络的发展，PDH 已逐渐暴露出一些固有弱点，其存在的主要问题如下。

（1）面向话音业务

PDH 主要是为话音业务设计的，而现代通信的趋势是多业务、宽带化、智能化和个人化。

（2）点对点传输连接

PDH 传输线路主要是点对点连接，缺乏网络拓扑的灵活性，使得数字通道设备的利用率较低，造成网络的调度性较差，同时也很难实现良好的自愈功能。

（3）传输标准不统一

由于没有统一的世界性标准，即存在着相互独立的两大类或三种地区性标准（日本、北美和欧洲），而这三者之间又互不兼容，因而造成国际互通难以实现。

（4）准同步复用方式

现行的PDH 技术体系中只有1.544 Mbit/s和2.048 Mbit/s的基群信号采用同步复用，其余高速等级信号均采用准同步（异步）复用，需逐级码速调整来实现复用/解复用，从而增加了设备的复杂性、体积和功耗，使信号产生损伤，同时也难以实现低速和高速信号间的直接互通。

（5）接口标准不规范

虽然电接口（G.703）已成标准，但由于各厂家均采用自行开发的线路码型，因而缺少统一的标准光接口规范，致使在同一数字等级上光接口的信号速率不一样，使得传输系统中的设备只能实现所谓的纵向兼容，而无法实现横向兼容，即在传输系统的两端必须采用同一厂家、同一型号的设备，大大限制了组网应用的灵活性。

（6）系统管理能力弱

PDH 技术体系中没有安排很多的用于网络运行、管理、维护和指配（OAM&P）的比特，只有通过线路编码来安排一些插入比特用于监控，因此用于网络管理的通道明显不足；仅依靠手工方式实现数字信号连接等功能，难以满足用户对网络动态组网和新业务接入的要求，而且由于各厂家自行开发网管接口设备，因而难以支持新一代网络所提出的统一网络管理的目标要求。

2.SDH 的产生与主要特点

随着信息社会的到来，人们希望现代电信传输网络能够快速、经济、有效地提供各种电路和业务，但由于PDH 存在的固有缺陷，使得仅在原有框架上修改或完善已无济于事，必须打破PDH 的思维方式，提出一种全新的体制，以适应现代信息社会的发展。正是在这种背景下，SDH 应运而生，使之成为不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输的技术体制，从而揭开了现代信息传输崭新的一页。

所谓SDH，是指一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。而SDH 网络则是由一些基本网络单元（NE）组成，在传输媒质上（如光纤、微波等）进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络，它具有全世界统一的网络节点接口（NNI）。

这里所说的NNI，是指网络节点互连的接口，其网络参考配置（如图8.2所示）中包含了传输网络的两种基本设备，即传输设备和网络节点（设备）。传输设备包括光纤通信、微波通信和卫星通信等系统；而在网络节点上要实现终结、复用、交叉连接和交换功能，它包含有许多种类，如64 kbit/s电路节点、宽带交换节点等。在现代传输网络中，要想统一上述技术和设备的规范，必须具有统一的接口速率及相应的帧结构，而SDH 网络就具备了这一特点。

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图8.2　NNI在网络中的位置

SDH 采用一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N（N=1，4，16，64，…），其中最基本的模块为STM-1，传输速率为155.520 Mbit/s；将4个STM-1同步复用构成STM-4，传输速率为4×155.520=622.080 Mbit/s；将16个STM-1（或4个STM-4）同步复用构成STM-16，传输速率为2 488.320 Mbit/s，以此类推。SDH 的帧结构为一个块状帧结构，其中安排了丰富的开销比特用于网络管理，包括段开销（SOH）和通道开销（POH），同时具备一套灵活的复用与映射结构，允许将不同级别的PDH、ATM 等信号经处理后放入不同的虚容器（VC-n）中，因而具有广泛的适应性。在传输时，按照规定的位置结构将以上这些信号组装起来，利用传输媒质（如光纤、微波等）送到目的地。

SDH 是完全不同于PDH 的新一代传输网体制，它主要具有以下主要特点。

（1）新型的复用映射方式

SDH 采用同步复用方式和灵活的复用映射结构，使低阶信号和高阶信号的复用/解复用一次到位，大大简化了设备的处理过程，省去了大量的有关电路单元、跳线电缆和电接口数量，从而简化了运营与维护，改善了网络的业务透明性。

（2）兼容性好

SDH 网不仅能与现有的PDH 网实现完全兼容，即使PDH 的1.544 Mbit/s和2.048 Mbit/s两大体系（含三种地区性标准）在STM-1等级上获得统一，实现了数字传输体制上的世界性标准，同时还可容纳各种新的数字业务信号（如ATM 信元、FDDI信号等），因此SDH 网具有完全的前向兼容性和后向兼容性。

（3）接口标准统一

SDH 具有全世界统一的网络节点接口，并对各网络单元的光接口有严格的规范要求，从而使得任何网络单元在光路上得以互通，体现了横向兼容性。

（4）网络管理能力强

SDH 帧结构中安排了丰富的开销比特，使网络的运行、维护、管理与指配（OAM &P）能力大大加强，通过软件下载的方式，可实现对各网络单元的分布式管理，同时也便于新功能和新特性的及时开发与升级，促进了先进的网络管理系统和智能化设备的发展。

（5）先进的指针调整技术

虽然在理想情况下，网络中各网元都由统一的高精度基准钟定时，但实际网络中，各网元可能分属于不同的运营者，在一定范围内是能够同步工作的（同步岛），若超出这一范围，则有可能出现一些定时偏差。SDH 采用了先进的指针调整技术，使来自不同业务提供者的信息净负荷可以在不同的同步岛之间进行传送，即可实现准同步环境下的良好工作，并有能力承受一定的定时基准丢失。

（6）独立的虚容器设计

SDH 引入了“虚容器”的概念。所谓虚容器（VC，Virtual Container）是一种支持通道层连接的信息结构，当将各种业务信号经处理装入虚容器以后，系统只需处理各种虚容器即可达到目的，而不管具体的信息结构如何。因此，SDH 具有很好的信息透明性，同时也减少了管理实体的数量。

（7）组网与自愈能力强

SDH 网络中采用先进的分插复用器（ADM）、数字交叉连接（DXC）等设备，使组网能力和自愈能力大大增强，同时也降低了网络的维护管理费用。

（8）系列标准规范

SDH 已提出了一系列完整的标准，使各生产单位和应用单位均有章可循；同时，也使各厂家的产品可以直接互通，使电信网最终工作于多厂家的产品环境中；另外，也便于国际互通。

归纳起来，SDH 最为核心的三大特点是同步复用、强大的网络管理能力和统一的光接口及复用标准，并由此带来了许多优良的性能，这些特点在后面的讲述中将有充分的体现。

SDH传送网的产生背景与发展

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