無法實現分層管理。 

• 全稱叫做同步數字體系（SynchrONous Digital Hierarchy）簡稱SDH，SDH 規範了數字訊號的幀結構、複用方式、傳輸速率等級、介面碼型等特性，提供了一個在國際上得到支援的框架，在此基礎上就可以發展並建成一種靈活、可靠、便於管理的世界電信傳輸網。這種未來的傳輸網擴充套件容易，適於新的電信業務的開發，並且使不同廠家生產的裝置之間進行互通成為可能，這正是網路建設者長期以來所一直期望的。

SDH 速率

• 　　SDH 訊號的速率等級表示為STM-N，其中N 是正整數。目前SDH 只能支援一定的N 值，即N只能為1，4，16 和64，其中最基本、也是最重要的模組訊號是STM-1，其速率是155.520Mbit/s，更高等級的STM-N 訊號是將基本模組訊號STM-1 經過位元組間插後得出，STM-4 等級的速率為622.080Mbit/s，STM-16 等級的速率為2488.320Mbit/s，STM-64 等級的速率為9953.280Mbit/s。

SDH 幀結構

• 　　SDH 幀結構如圖所示。

  　　SDH 以位元組為單位進行傳輸，它的幀結構是一種以位元組結構為基礎的矩形塊狀幀結構，包括270 ×N 列和9 行位元組，每位元組包括8 個位元。SDH 的矩形幀在

  光纖上傳輸時是成鏈傳輸的，在光傳送 端經並/串轉換成鏈狀結構進行傳輸，而在光接收端經串/並轉換成矩形塊狀進行處理。在SDH 幀中， 位元組的傳輸是從左到右按行進行的，首先由圖中左上角第一個位元組開始，從左向右按順序傳送，傳 完一行再傳下一行，直至整個9×270×N 個位元組都傳送完再轉入下一幀，如此一幀一幀地傳送。每 秒可傳8000 幀，幀長恆定為125μs。SDH 的幀頻為8000 幀/秒，這就是說訊號幀中某一特定位元組每 秒被傳送8000 次，那麼該位元組的位元速率是8000×8bit＝64kbit/s，也即是一路數字電話的傳輸速率。 以STM-1 等級為例，其速率為270（每幀270 列）×9（共9 行）×64kbit/s（每個位元組的位元速率 為64kit/s）=155520kbit/s=155.520Mbit/s。
  

  

  　　從圖中看出，STM-N 的幀結構由三部分組成：段開銷（包括再生段開銷RSOH、複用段開 銷MSOH），資訊淨負荷（Payload），和管理單元指標（AU-PTR）。

  　　1．段開銷（SOH）區域 段開銷是指STM-N 幀結構中為了保證資訊淨負荷正常靈活地傳送所必須的附加位元組，主要用於 網路的執行、管理和維護。SDH 幀中的第1 至第9×N 列中，第1 至第3 行和第5 行至第9 行分配 給段開銷。段開銷還可以進一步劃分為再生段開銷（RSOH）和複用段開銷（MSOH）。第1 行至第 3 行分給RSOH，而第5 行至第9 行分給MSOH。RSOH 既可在再生器接入，又可在終端裝置接入， 而MSOH 將透明地通過再生器，只能在終端裝置處終結。

  　　2．資訊淨負荷（Payload）區域 資訊淨負荷區域是SDH 幀結構中用於存放各種業務資訊的地方。橫向第10×N 列至第270×N 列，縱向第1 至第9 行都屬於資訊淨負荷區域，在這裡面還含有通道開銷位元組（POH），也作為淨負 荷的一部分並與之一齊在網路中傳送，主要用於通道效能的監視、管理和控制。

  　　3．管理單元指標（AU-PTR）區域 AU-PTR 是一種指示符，主要用來指示資訊淨負荷的第一個位元組在STM-N 內的準確位置，以便 在接收端正確地進行資訊分解。它位於STM-N 幀結構中1 至第9×N 列中的第四行。採用指標方式 是SDH 的重要創新，可使之在準同步環境中完成複用同步和STM-N 訊號的幀定位。

PDH 的缺點和SDH 的產生

• 　　在 SDH 得到應用前，傳輸系統應用的是準同步數字體系PDH。它是一種採用位元填充和碼位 交織把低速率等級的訊號複合成高速訊號的一種複用技術，它能夠獨立傳送國內長途和市話網業務， 如果擴容，也只需要增加新的PDH 裝置就行了。但是，隨著電信網的發展和使用者要求的提高，PDH 逐漸暴露出其本身固有的缺點：

  　　1．只有地區性的數字訊號速率和幀結構而不存在世界性的標準。現在國際上通行的有三種訊號 速率等級，即歐洲系列、北美系列和日本系列。北美和日本使用1.5M 體制，歐洲使用2M 體制，我 國採用的是歐洲體制。歐洲的速率標準是2Mbit/s（E1），8Mbit/s（E2），34Mbit/s（E3），140Mbit/s （E4）；北美的速率標準是1.5Mbit/s（T1），6.3Mbit/s（T2），45Mbit/s（T3）；而同樣體制的日本的 速率標準是1.5Mbit/s，6.3Mbit/s，32Mbit/s。這三種通行的訊號速率等級互不相容，造成了國際互通 的困難。

  　　2．沒有世界性的標準光介面規範，導致各個廠家自行開發的專用光介面各不相同，並且互不兼 容，這樣就限制了聯網的靈活性，也增加了網路的複雜性和運營成本。

  　　3．PDH 是建立在點對點傳輸基礎上的複用結構，即它只支援點對點傳輸，組成一段一段的線狀網，而且只能進行區段保護，無法實現統一工作的多種路由的環狀保護，所以它的網路拓撲缺乏 靈活性，數字裝置的利用率也很低，不能提供最佳的路由選擇。

  　　4．傳統的PDH 的執行、管理和維護主要靠人工的數字訊號交叉連線和停業務測試，因而複用 訊號幀結構中未安排用於網路執行、管理和維護的位元，這種開銷位元的缺乏使得難以建立集中式 的傳輸網管，難以滿足使用者對網路動態組網和新業務接入的要求。

  　　5．PDH 的複用結構中除了象北美的1.5Mbit/s，日本的1.5Mbit/s 和6.3Mbit/s 以及歐洲的2Mbit/s 這幾個低速率等級的訊號採用同步複用外，其他多數等級的訊號採用的是非同步複用，也就是說靠塞 入一些額外的位元使各支路訊號和複用裝置同步並複用成高速訊號，這種方式難以從高速訊號中識 別和提取低速支路訊號。為了下話路，唯一的辦法就是將整個高速線路訊號一步步地解複用到所要 取出的低速線路訊號，上話路時，再一步步地複用到高速線路訊號進行傳輸。例如要從140Mbit/s 碼流中分插出一個2Mbit/s 的低速支路訊號，採用PDH 時，光訊號經光/電轉換成電訊號後，需要經 過140Mbit/s→34Mbit/s（140M 解複用到34M），34Mbit/s→8Mbit/s 和8Mbit/s→2Mbit/s 這三次解復 用到2Mbit/s 下話路，再經過2Mbit/s→8Mbit/s（2M 複用到8M），8Mbit/s→34Mbit/s 和34Mbit/s→ 140Mbit/s 三次複用到140Mbit/s 來進行傳輸，參見圖。可見PDH 系統不僅複用結構複雜，也缺 乏靈活性，硬體數量大，上下業務費用高，數字交叉連線功能的實現也十分複雜。
  

  

  　　圖 SDH 與PDH 分插訊號的比較

  　　要想滿足現代電信網路的發展需要和使用者的業務需求，在原有體制和技術框架內解決上述問題 是事倍功半的，最佳的解決途徑就是從技術體制上進行根本的改革。SDH 作為一種結合了高速大容 量光傳輸技術和智慧網路技術的新體制，就在這種情況下誕生了。

SDH 的優越性

• 　　由於 SDH 是為克服PDH 的缺點而產生的，因此它是先有目標再定規範，然後研製裝置，這個 過程與PDH 的正好相反。顯然，這就可能最大限度地以最理想的方式來定義符合未來電信網要求的 系統和裝置。下列的SDH 主要特點反映了這些要求：

  　　1．使北美、日本和歐洲三個地區性的標準在STM-1 及以上等級獲得了統一。數字訊號在跨越 國界通訊時不再需要轉換成另一種標準，因而第一次真正實現了數字傳輸體制上的世界性標準。

  　　2．由於有了統一的標準光介面，所以能夠在基本光纜段上實現橫向相容，即允許不同廠家的設 備在光路上互通，滿足多廠家環境的要求。

  　　3．SDH 採用了同步複用方式和靈活的複用對映結構，各種不同等級的碼流在幀結構淨負荷內 的排列是有規律的，而淨負荷與網路是同步的，因而只需利用軟體即可使高速訊號一次直接分出低 速支路訊號，也就是所謂的一步複用特性。比較一下SDH 和PDH 系統中分插訊號的過 程：要從155Mbit/s 碼流中分出一個2Mbit/s 的低速支路訊號，採用了SDH 的分插複用器ADM 後， 可以利用軟體直接一次分出2Mbit/s 的支路訊號，避免了對全部高速訊號進行逐級分解後再重新複用 的過程，省去了全套背靠背的複用裝置。所以SDH 的上下業務都十分容易，網路結構和裝置都大大 簡化了，而且數字交叉連線的實現也比較容易。

  　　4．SDH 採用了大量的軟體進行網路配置和控制，使得配置更為靈活，排程也更為方便。

  　　5．SDH 幀結構中安排了豐富的開銷位元，這些開銷位元大約佔了整個訊號的5%，可利用軟體 對開銷位元進行處理，因而使網路的執行、管理和維護能力都大大加強了。

  　　6．SDH 網與現有網路能夠完全相容，即SDH 相容現有PDH 的各種速率，使SDH 可以支援已 經建起來的PDH 網路，同時也有利於PDH 向SDH 順利過渡。同時，SDH 網還能容納象ATM 信元 等各種新業務訊號，也就是說，SDH 具有完全的後向相容性和前向相容性。

SDH裝置的邏輯組成

• 　　SDH 傳輸網是由不同型別的網元通過光纜線路連線組成的，通過不同的網元完成SDH 網的傳 送功能，這些功能如：上/下業務、交叉連線業務、網路故障自愈等。SDH 網中常見網元有終端複用 器TM，分插複用器ADM，再生中繼器REG，數字交叉連線裝置DXC。

  　　1 終端複用器（TM）

  　　終端複用器用於網路的終端站點上，如圖1所示。
  

  

  　　圖1終端複用器模型圖

  　　它的作用是將支路埠的低速訊號複用到線路埠的高速訊號STM-N 中，或從STM-N 的訊號 中分出低速支路訊號。它的線路埠輸入/輸出一路STM-N 訊號，而支路埠可以輸出/輸入多路低 速支路訊號。在將低速支路訊號複用進線路訊號的STM-N 幀上時，支路訊號線上路訊號STM-N 中 的位置可任意指定。

  　　2 分插複用器（ADM）

  　　分插複用器用於SDH 傳輸網路的轉接站點處，例如鏈的中間節點或環上節點，是SDH 網上使 用最多、最重要的一種網元，如圖2所示。
  

  

  　　圖2 分插複用器模型圖

  　　ADM 有兩個線路埠和一個支路埠。兩個線路埠各接一側的光纜（每側收/發共兩根光纖）， 為了描述方便我們將其分為西向（W）、東向（E）兩個線路埠。ADM 的作用是將低速支路訊號交 叉複用到線路上去，或從線路埠收到的線路訊號中拆分出低速支路訊號。另外，還可將東/西向線 路側的STM-N 訊號進行交叉連線。ADM 是SDH 最重要的一種網元，通過它可等效成其它網元，即 能完成其它網元的功能，例如：ADM 可等效成兩個TM。

  　　3 再生中繼器（REG）

  　　光傳輸網的再生中繼器有兩種，一種是純光學的再生中繼器，主要進行光功率放大以延長光傳 輸距離；另一種是用於脈衝再生整形的電再生中繼器，主要通過光/電變換（O/E）、電訊號抽樣、判 決、再生整形、電/光變換（E/O）等處理，以達到不積累線路噪聲、保證傳送訊號波形完好的目的。 此處指的是後一種再生中繼器，REG 只有兩個線路埠，如圖3所示。
  

  

  　　圖3 再生中繼器模型圖

  　　REG 的作用是將接收的光訊號經O/E、抽樣、判決、再生整形、E/O 後在對側發出。 真正的 REG 只需處理STM-N 幀中的RSOH，並且不需要交叉連線功能。而ADM 和TM 因為 要完成將低速支路訊號插到STM-N 中，所以不僅要處理RSOH，而且還要處理MSOH，另外ADM 和TM 都具有交叉連線功能。

  　　4 數字交叉連線裝置（DXC）

  　　數字交叉連線裝置主要完成STM-N 訊號的交叉連線，它實際上相當於一個交叉矩陣，完成各個 訊號間的交叉連線，如圖4所示。
  

  

  　　圖4 數字交叉連線裝置模型圖

  　　DXC 可將輸入的M 路STM-N 訊號交叉連線到輸出的N 路STM-N 訊號上，DXC 的核心是交叉 矩陣，功能強大的DXC 能夠實現高速訊號在交叉矩陣內的低級別交叉。 通常用DXCm/n 來表示一個DXC 的型別和效能（m≥n），m 表示可接入DXC 的最高速率等級， n 表示在交叉矩陣中能夠進行交叉連線的最低速率級別。m 越大表示DXC 的承載容量越大；n 越小 表示DXC 的交叉靈活性越大。m 和n 的相應數值的含義見表 所示。

  　　表 DXCm/n 數值速率對照表
  

  

SDH傳送網的物理拓撲

• 　　網路的物理拓撲泛指網路的形狀，即網路節點和傳輸線路的幾何排列，它反映了網路節點在物理上的連線性。網路的效能、可靠性、經濟性在很大程度上都與具體的網路結構有關。網路的簡單物理拓撲結構有5 種，如圖所示。
  

  

  　　（a）線形

  　　將通訊網中的所有節點串聯起來，並使首尾兩個節點開放時就形成了線形拓撲。在這種拓撲結構中，為了使兩個非相鄰節點之間完成連線，其間的所有節點都應完成連線。線形拓撲是SDH 早期應用的比較經濟的網路拓撲形式。

  　　（b）星形（樞紐形）

  　　將通訊網中的一個特殊的樞紐節點與其餘所有節點相連，而其餘所有節點之間不能直接相連時，就形成了星形拓撲。在這種拓撲結構中除了樞紐節點之外的任意兩節點間的連線都是通過樞紐節點進行的，樞紐節點為經過的資訊流進行路由選擇並完成連線功能。這種網路拓撲可以由樞紐站節點 將多個光纖終端連線成一個統一的網路，進而實現綜合的頻寬管理。

  　　（c）樹形

  　　將點到點拓撲單元的末端節點連線到幾個特殊節點時就形成了樹形拓撲。樹形拓撲可以看成是線形拓撲和星形拓撲的結合。這種拓撲結構適合於廣播式業務，但存在瓶頸問題和光功率預算限制問題，也不適於提供雙向通訊業務。

  　　（d）環形

  　　將通訊網中的所有節點串聯起來，而且首尾相連，沒有任何節點開放時，就形成了環形網。將線形網的首尾兩個開放節點相連就形成了環網。在環形網中，為了完成兩個節點之間的連線，這兩個節點之間的所有節點都應完成連線功能。這種網路拓撲的最大優點是具有很高的生存性，這對現 代大容量光纖網路是至關重要的，因而環形網在SDH 網中受到特殊的重視。

  　　（e）網孔形

  　　將通訊網的許多節點直接互連時就形成了網孔形拓撲，如果所有的節點都直接互連時則稱為理想網孔形。在非理想網孔形拓撲中，沒有直接相連的兩個節點之間需要經由其它節點的連線功能才能實現連線。網孔形結構不受節點瓶頸問題和失效的影響，兩節點間有多種路由可選，可靠性很高，但結構複雜、成本較高，適用於業務量很大的幹線網。

  　　綜上所述，所有這些拓撲結構都各有特點，在網中都有可能獲得不同程度的應用。網路拓撲的選擇應考慮諸多因素，如網路應有高生存性、網路配置應當容易、網路結構應當適於新業務的引進等。實際網路的不同部分適用的拓撲結構也有所不同，例如本地網（即接入網或使用者網）中，環形 和星形拓撲結構比較適宜，有時也可用線形拓撲。在市內局間中繼網中採用環形和線型拓撲比較合適，而長途網則可能需要網孔形拓撲。