浅谈SDH技术及应用

王绍华

（上海铁路通信段合肥高铁车间，安徽 合肥 230031）

1 SDH传输技术

SDH是取代PDH的新数字传输网体制,主要针对光纤传输,是在SONET的标准基础上形成的。它把信号固定在帧结构中,复用后以一定的速率在光纤上传送。SDH是在电路层上对信号进行复用和上下。当带着信号的光纤通ODF(光纤分配架)进入ADM 时,信号必须通过O/E转换和设备上的支路卡才能下成2Mb/s的基本电信号,并经过通信电缆和DDF(数字配线架)接到用户接口或基站BTS(基站收发信机)。

2 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，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。

各种业务信号进入SDH的帧结构都要经过三个步骤，即映射、定位和复用。映射就是将各种进来的速率不等的信号先经过码速调整，再装入相应的标准容器C中，同时加入通道开销POH形成虚容器VC。定位就是将帧相位发生偏差的(称帧偏移)的信息收进支路单元或管理单元，它通过支路单元指针或管理单元指针的功能来实现。复用就是将多个低阶通道层信号通过码速调整进入高阶通道或将多个高阶通道层信号通过码速调整进入复用层的过程。以139.264Mb/s信号到STM-1的形成为例来说明这三个步骤。139.264Mb/s信号首先进入标准容器，速率调整后输出149.76Mb/s数字信号，进入虚拟容器，加入通道开销576kb/s后输出150.336Mb/s的信号，在管理单元内加入管理单元指针576kb/s，输出 150.336Mb/s的信号，因 N=1，故由一个单元组加人段开销4.608Mb/s后，输出155.520Mb/s的STM-1信号。

3 SDH网络的特点

3.1 使1.5Mbit/s和2Mbit/s两大数字体系在STM－1等级上获得统一。数字信号在跨越国界通信时，不再需要转换成为另一种标准，第一次真正实现了数字传输体制上的世界性标准。

3.2 采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构。各种不同等级的码流在帧结构净负荷内的排列是有规律的，而净负荷与网络是同步的，因而只需要利用软件即可使高速信号一次直接分插出低速支路信号即所谓的一步复用特征。这样既不影响别的支路信号，又避免了需要对全部高速复用信号进行分用的做法，省去了全套背靠背复用设备，使网络结构得以简化，上下业务十分容易，也使DXC的实现大大简化。利用同步分插能力还可以实现自愈环形网，改进网络的可靠性和安全性。此外，背靠背接口的减少还可以改善网络的业务透明性，便于端到端的业务管理，使网络易于容纳和加速各种新的贷款业务的引入。

3.3 SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，因而使得网络的OAM能力大大加强。此外，由于SDH中的DXC和ADM等一类网元是智能化的，通过嵌入的控制通路可以使部分网络管理能力分配到网元，实现分布式管理，使新特性和新功能的开发变得比较容易。

3.4 由于将标准光接口综合进各种不同的网元，减少了将传输和复用分开的需要，从而简化了硬件，缓解了布线拥挤。此外，有了标准光接口和通信协议后，使光接口成为开放型接口，还可以在基本光缆段上实现横向兼容，满足多厂家环境要求，降低了联网成本。

3.5 由于用一个光接口代替了大量电接口，因而SDH网所传输的业务信息可以不必经由常规同步系统所具有的一些中间背靠背电接口而直接经光接口通过中间节点，省去了大量的相关电路单元和跳线光缆，使网络的可用性和误码性能都获得改善。而且，由于电接口数量锐减导致运行操作任务的简化以及设备种类和数量的减少，使运营成本减少20%～30%。

3.6 SDH网与现有网络能完全兼容，即可以兼容现有准同步数字体系的各种速率。同时，SDH网还能容纳各种新的业务信号，使之具有完全的向后兼容性和向前兼容性。

4 SDH的应用

由于以上所述的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。比如电力系统，就利用SDH环路承载内部的数据、远控、视频、语音等业务。

而对于组网更加迫切、而又没有可能架设专用SDH环路的单位，很多都采用了租用电信运营商电路的方式。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。一般 来说，SDH 可提 供 E1、E3、STM-1 或STM-4等接口，完全可以满足各种带宽要求。同时在价格方面，也已经为大部分单位所接受。

5 结束语

SDH以其明显的优越性已成为传输网发展的主流。SDH技术与一些先进技术相结合，如光波分复用（WDM）、ATM 技术、Internet技术（IP over SDH）等，使SDH网络的作用越来越大。SDH已被各国列入21世纪高速通信网的应用项目，是电信界公认的数字传输网的发展方向，具有远大的商用前景。

[1]廖旭波.论传输技术在通信工程中的应用及发展方向[J].科技资讯,2009.

[2]SDH网微波通信网管设计及应用[J]铁道标准设计2000年06期

[3]中兴接入网技术在铁路通信网的应用[J]世界电信1999年02期