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摘要：SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列），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。已应用于我国石油专用长途光纤通信传输系统工程设计，成为石油工业实现采油自动化、生产管理现代化、信息化带动产业化的重要基础。SDH可实现网络有效管理、实时业务监控等多项功能，因此成为了当今世界信息领域在传输技术方面发展和应用的焦点。
关键词：SDH；同步传输；复用
一、SDH概述
1.SDH的定义
SDH是同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy）的缩写，根据ITU-T的建议定义，它为不同速度的数字信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制。
2.SDH传输网的基本构成
SDH有全世界统一的网络节点（NNI），从而简化了信号的互通以及信号的传送、复用、交叉连接和交换过程，它有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块（Synchronous Transport Module），STM-N。当n=1、4、16时，其最基本的模块为 STM-1、STM-4和STM-16，并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特用于网络的运行、管理和维护（OAM）。
3.SDH技术的传输原理
SDH用来承载信息的是一种块状帧结构，块状帧由纵向9行和横向270×N列字节组成，每个字节含8b（bit）。整个帧结构由段开销区、净负荷区和管理单元指针区三部分组成。其中段开销区主要用于网络 的运行、管理、维护及指配，以保证信息能够正常灵活地传送，管理单元指针用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置，以便接收时能正确分离净负荷。净负荷区域用来存放用于信息业务的 比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节。
SDH的帧传输时，按由左向右，由小到大的顺序排成串型码流依次进行。每帧传输时间为125μS，每秒传输1/125×106 =8000帧。对STM-1而言，每帧能传输的比特数为8×（270×9×1）=19940b，则STM-1 的传输速率为19440×8000=155.52Mb/s，而STM-4为622.080Mb/s、STM-16为2488.320Mb/s。
4.SDH的优点
SDH技术同传统的PDH技术相比，有下面几个明显的优点：
4.1统一的比特率：
在PDH中，世界上存在着欧洲、北美及日本三种体系的速率等级。而SDH中实现了统一的比特率。此外还规定了统一的光接口标准，因此为不同厂家设备间互联提供了可能。
4.2极强的网管能力：
在SDH帧结构中规定了丰富的网管字节，可提供满足各种要求的能力。
4.3自愈保护环：
在SDH设备还可组成带有自愈保护能力的环网形式，这样可有效地防止传输媒介被切断，通信业务全部终止的情况。
二、SDH的应用
1.SDH在广域网领域和专用网领域的应用
由于SDH的众多特性，使其在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发展。电信、联通、广电等电信运营商都已经大规模建设了基于SDH的骨干光传输网络。利用大容量的SDH环路承载IP业务、ATM业务或直接以租用电路的方式出租给企、事业单位。而一些大型的专用网络也采用了SDH技术，架设系统内部的SDH光环路，以承载各种业务。由于SDH基于物理层的特点，单位可在租用电路上承载各种业务而不受传输的限制。承载方式有很多种，可以是利用基于TDM技术的综合复用设备实现多业务的复用，也可以利用基于IP的设备实现多业务的分组交换。SDH技术可真正实现租用电路的带宽保证，安全性方面也优于VPN等方式。在政府机关和对安全性非常注重的企业，SDH租用线路得到了广泛的应用。
2.SDH数字微波通信技术的特点及其应用
2.1 SDH微波通信的定义
SDH微波通信是新一代的数字微波传输体制。数字微波通信是用微波作为载体传送数字信息的一种通信手段。它兼有SDH数字通信和微波通信两者的优点，由于微波在空间直线传输的特点，故这种通信方式又称为视距数字微波中继通信。
2.2 SDH微波通信系统的组成
数字微波传输线路的组成形式可以是一条主干线，中间有若干分支，也可以是一个枢纽站向若干方向分支。其主干线可长达几千公里，另有若干条支线线路，除了线路两端的终端站外，还有大量中继站和分路站，构成一条数字微波中继通信线路。
交换机。这是用于功能单元、信道或电路的暂时组合以保证所需通信动作的设备，用户可通过交换机进行呼叫连接，建立暂时的通信信道或电路。
微波站。按工作性质不同，它可分成数字微波终端站、数字微波中继站和数字微波分路站。有两个以上方向的上，下话路的微波站则称之为数字微波枢纽站。SDH微波终端站的发送端完成主信号的发信基带处理、调制、发信混频及发信功率放大等；终端站的收信端完成主信号的低噪声接收、解调、收信基带处理。
三、SDH技术的发展前景
1.超高速光纤传输技术的发展
由于高速电子电路、光电器件的瓶颈效应，传统的电时分复用（TDM）光纤通信系统的传输速率到了2.5Gb/s时再向上发展已经很困难，宽带业务的发展对传输网又提出了更高的要求，因此采用最新的OTDM （光时分复用）和DWDM（密集波分复用）技术将势在必行。
2.SDH应用传输媒介扩展
在大多数情况下，传输网的媒介都是一以光纤为主、无线为辅，在无线通信方面微波是一种重要的通信手段。SDH微波传输系统与现有的PDH微波系统兼容采用于PDH140Mb/s系统原有的频道间隔，即30MHz与40MHz两种，但需要传送的比特率更高。
3.SDH网络管理软件发展
SDH是由软件控制的复杂系统和网络，大量借鉴了计算机科学的最新研究成果。一个考虑周全、技术先进的灵活网管系统是SDH网技术成败的关键。因而一旦硬件系统研制成功后，大量的后续工作将集中在软件开发上。由于SDH技术还处于发展阶段，ITU-T关于SDH网络级管理的建议还处于完善的过程中；在网管系统的横向兼容性方面，即多厂家能力，目前还处于研究开发阶段，需要与生产厂家配合进行软件版本升级，从而日臻完善。
四、总结
SDH传输技术，广泛应用于传输领域，它的一系列优点非常适合于广播信号的传输。但由于SDH技术原主要是为传输话音和数据业务而制定的，对视频而言它还有许多需完善的地方。网络的同步性能差会引起指针调整，网络的抖动性能不好，会引起解码器输出端产生抖动，引起信号色彩变化。这些问题有待在应用、发展中不断完善
参考文献
[1] 孙学康、毛京丽编 SDH技术 第二版 北京 人民邮电出版社 2009.07 228页
[2] 肖萍萍、吴健学编 SDH原理与应用 北京 人民邮电出版社 2008.10 236页
[3] 吴凤修编 SDH技术与设备 北京 人民邮电出版社 2006.01 187页
[4] 孙学康、毛京丽编 SDH技术 北京 人民邮电出版社 2002.05 226页
[5] 杨世平、张引发、邓大鹏编 SDH光同步数字传输设备与工程应用 北京 人民邮电出版社 2001.04 368页
关键词：SDH；同步传输；复用
一、SDH概述
1.SDH的定义
SDH是同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy）的缩写，根据ITU-T的建议定义，它为不同速度的数字信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制。
2.SDH传输网的基本构成
SDH有全世界统一的网络节点（NNI），从而简化了信号的互通以及信号的传送、复用、交叉连接和交换过程，它有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块（Synchronous Transport Module），STM-N。当n=1、4、16时，其最基本的模块为 STM-1、STM-4和STM-16，并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特用于网络的运行、管理和维护（OAM）。
3.SDH技术的传输原理
SDH用来承载信息的是一种块状帧结构，块状帧由纵向9行和横向270×N列字节组成，每个字节含8b（bit）。整个帧结构由段开销区、净负荷区和管理单元指针区三部分组成。其中段开销区主要用于网络 的运行、管理、维护及指配，以保证信息能够正常灵活地传送，管理单元指针用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置，以便接收时能正确分离净负荷。净负荷区域用来存放用于信息业务的 比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节。
SDH的帧传输时，按由左向右，由小到大的顺序排成串型码流依次进行。每帧传输时间为125μS，每秒传输1/125×106 =8000帧。对STM-1而言，每帧能传输的比特数为8×（270×9×1）=19940b，则STM-1 的传输速率为19440×8000=155.52Mb/s，而STM-4为622.080Mb/s、STM-16为2488.320Mb/s。
4.SDH的优点
SDH技术同传统的PDH技术相比，有下面几个明显的优点：
4.1统一的比特率：
在PDH中，世界上存在着欧洲、北美及日本三种体系的速率等级。而SDH中实现了统一的比特率。此外还规定了统一的光接口标准，因此为不同厂家设备间互联提供了可能。
4.2极强的网管能力：
在SDH帧结构中规定了丰富的网管字节，可提供满足各种要求的能力。
4.3自愈保护环：
在SDH设备还可组成带有自愈保护能力的环网形式，这样可有效地防止传输媒介被切断，通信业务全部终止的情况。
二、SDH的应用
1.SDH在广域网领域和专用网领域的应用
由于SDH的众多特性，使其在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发展。电信、联通、广电等电信运营商都已经大规模建设了基于SDH的骨干光传输网络。利用大容量的SDH环路承载IP业务、ATM业务或直接以租用电路的方式出租给企、事业单位。而一些大型的专用网络也采用了SDH技术，架设系统内部的SDH光环路，以承载各种业务。由于SDH基于物理层的特点，单位可在租用电路上承载各种业务而不受传输的限制。承载方式有很多种，可以是利用基于TDM技术的综合复用设备实现多业务的复用，也可以利用基于IP的设备实现多业务的分组交换。SDH技术可真正实现租用电路的带宽保证，安全性方面也优于VPN等方式。在政府机关和对安全性非常注重的企业，SDH租用线路得到了广泛的应用。
2.SDH数字微波通信技术的特点及其应用
2.1 SDH微波通信的定义
SDH微波通信是新一代的数字微波传输体制。数字微波通信是用微波作为载体传送数字信息的一种通信手段。它兼有SDH数字通信和微波通信两者的优点，由于微波在空间直线传输的特点，故这种通信方式又称为视距数字微波中继通信。
2.2 SDH微波通信系统的组成
数字微波传输线路的组成形式可以是一条主干线，中间有若干分支，也可以是一个枢纽站向若干方向分支。其主干线可长达几千公里，另有若干条支线线路，除了线路两端的终端站外，还有大量中继站和分路站，构成一条数字微波中继通信线路。
交换机。这是用于功能单元、信道或电路的暂时组合以保证所需通信动作的设备，用户可通过交换机进行呼叫连接，建立暂时的通信信道或电路。
微波站。按工作性质不同，它可分成数字微波终端站、数字微波中继站和数字微波分路站。有两个以上方向的上，下话路的微波站则称之为数字微波枢纽站。SDH微波终端站的发送端完成主信号的发信基带处理、调制、发信混频及发信功率放大等；终端站的收信端完成主信号的低噪声接收、解调、收信基带处理。
三、SDH技术的发展前景
1.超高速光纤传输技术的发展
由于高速电子电路、光电器件的瓶颈效应，传统的电时分复用（TDM）光纤通信系统的传输速率到了2.5Gb/s时再向上发展已经很困难，宽带业务的发展对传输网又提出了更高的要求，因此采用最新的OTDM （光时分复用）和DWDM（密集波分复用）技术将势在必行。
2.SDH应用传输媒介扩展
在大多数情况下，传输网的媒介都是一以光纤为主、无线为辅，在无线通信方面微波是一种重要的通信手段。SDH微波传输系统与现有的PDH微波系统兼容采用于PDH140Mb/s系统原有的频道间隔，即30MHz与40MHz两种，但需要传送的比特率更高。
3.SDH网络管理软件发展
SDH是由软件控制的复杂系统和网络，大量借鉴了计算机科学的最新研究成果。一个考虑周全、技术先进的灵活网管系统是SDH网技术成败的关键。因而一旦硬件系统研制成功后，大量的后续工作将集中在软件开发上。由于SDH技术还处于发展阶段，ITU-T关于SDH网络级管理的建议还处于完善的过程中；在网管系统的横向兼容性方面，即多厂家能力，目前还处于研究开发阶段，需要与生产厂家配合进行软件版本升级，从而日臻完善。
四、总结
SDH传输技术，广泛应用于传输领域，它的一系列优点非常适合于广播信号的传输。但由于SDH技术原主要是为传输话音和数据业务而制定的，对视频而言它还有许多需完善的地方。网络的同步性能差会引起指针调整，网络的抖动性能不好，会引起解码器输出端产生抖动，引起信号色彩变化。这些问题有待在应用、发展中不断完善
参考文献
[1] 孙学康、毛京丽编 SDH技术 第二版 北京 人民邮电出版社 2009.07 228页
[2] 肖萍萍、吴健学编 SDH原理与应用 北京 人民邮电出版社 2008.10 236页
[3] 吴凤修编 SDH技术与设备 北京 人民邮电出版社 2006.01 187页
[4] 孙学康、毛京丽编 SDH技术 北京 人民邮电出版社 2002.05 226页
[5] 杨世平、张引发、邓大鹏编 SDH光同步数字传输设备与工程应用 北京 人民邮电出版社 2001.04 368页