光纖的高頻寬適用於今天的高資料速率和低速率下同時承載大量的資料。基於這個原因，光纖和要求搞資料速率或者高頻寬傳輸技術共同發展，繼而有了標準化的需要，因此美國組織（ANSI）和歐洲組織（ITU-T）定義了相應的標準，雖然兩種標準時獨立的，但是基本功能想死並且最終是相容的。ANSI標準成為同步光纖網路（synchronous optical network，SONET），ITU-T標準成為同步數字體系（synchronous digital hierarchy，SDH）

SONET和SDH是使用同步TDM多路複用的同步網路，他們都處在OSI的物理層。

訊號

SONET定義了稱為同步傳輸訊號的電子訊號（synchronous transport signal，STS）等級體系。每個STS等級（STS-1到STS-192）支援特定的資料速率。相應的光訊號稱為光載波（optical carrier，OC），SDH也規定了一個相似的系統，稱為同步傳輸塊（sychronous transport module，STM），STM用用於與現存的歐洲體系和STS等級相容。

圖中STS-3的速率正好是STS-1的3倍，STS-9的速率正好是STS-18的一半，這些關係意味著18個STS-1通道能夠複用成一個STS-18通道，6個STS-3通道可以複用成1個STS-18通道，以此類推。

SONET裝置

下圖是一個使用SONET的簡單鏈路。 STS MUX：STS多路複用器，複合來自多個電子源的訊號，併產生相應的OC訊號。 STS DEMUX：STS分離器，將光OC訊號分解成相應的電子訊號。 R：再生器，將光訊號（OC-n）調解成相應的電訊號（STS-n），再生成電訊號，最後把電訊號調解成相應的OC-n訊號。 ADM：分插複用器，將來自多個源的STS加到給定路徑中或者從某條路徑中重定向所需的訊號，而無需多路分解整個訊號。 T：終端，使用SONET網路服務的裝置。終端可以是一個路由器。

連線

段：連線2個相鄰裝置的光鏈路。
線路：兩個多路複用器之間（STS多路複用器到分插複用器，兩個分插複用器或兩個STS多路複用器）的網路部分。
路徑：兩個STS多路複用器之間的端到端網路部分。

SONET層

SONET標準包括了四個功能層：光子層，段層，線路層和路徑層。
裝置與層之間的關係如下：

SONET幀

每個同步傳輸訊號STS-n由8000個幀組成，每個幀是個90*n列9行的二維矩陣。每個STS-n訊號以每秒8000個幀的固定速率進行傳輸。對於每個幀，從左往右，從上到下傳輸位元組。

STS幀格式

下圖是STS-1的幀格式：

STS多路複用

在SONET的正常工作模式下，STS-n訊號由n個多路複用的STS-1訊號組成，有時，我們有比STS-1資料速率高的訊號，這種情況下，SONET允許生成一個STS-n訊號，它不被看做是n個STS-1訊號，他是不可以分解成STS-1訊號的一個STS-n訊號，為了說明這點，字尾c加到訊號名後面，例如STS-3c是不能分解成三個STS-1訊號的的訊號。（在ATM網路中，一個STS-3c訊號的SPE可以是ATM信元的承載者）