淺談SDH技術及應用

王紹華

（上海鐵路通信段合肥高鐵車間，安徽 合肥 230031）

1 SDH傳輸技術

SDH是取代PDH的新數字傳輸網體制,主要針對光纖傳輸,是在SONET的標準基礎上形成的。它把信號固定在幀結構中,復用后以一定的速率在光纖上傳送。SDH是在電路層上對信號進行復用和上下。當帶著信號的光纖通ODF(光纖分配架)進入ADM 時,信號必須通過O/E轉換和設備上的支路卡才能下成2Mb/s的基本電信號,并經過通信電纜和DDF(數字配線架)接到用戶接口或基站BTS(基站收發(fā)信機)。

2 SDH技術的傳輸原理

SDH用來承載信息的是一種塊狀幀結構，塊狀幀由縱向9行和橫向270×N列字節(jié)組成，每個字節(jié)含8b(bit)。整個幀結構由段開銷區(qū)、凈負荷區(qū)和管理單元指針區(qū)三部分組成。其中段開銷區(qū)主要用于網絡的運行、管理、維護及指配，以保證信息能夠正常靈活地傳送，管理單元指針用來指示凈負荷區(qū)域內的信息首字節(jié)在STM-N幀內的準確位置，以便接收時能正確分離凈負荷。凈負荷區(qū)域用來存放用于信息業(yè)務的比特和少量的用于通道維護管理的通道開銷字節(jié)。

SDH的幀傳輸時，按由左向右，由小到大的順序排成串型碼流依次進行。每幀傳輸時間為125μS，每秒傳輸1/125×106=8000幀。對STM-1而言，每幀能傳輸的比特數為8×(270×9×1)=19940b，STM-1 的傳輸速率 為19440×8000=155.52Mb/s， 而 STM-4 為622.080Mb/s、STM-16 為 2488.320Mb/s。

各種業(yè)務信號進入SDH的幀結構都要經過三個步驟，即映射、定位和復用。映射就是將各種進來的速率不等的信號先經過碼速調整，再裝入相應的標準容器C中，同時加入通道開銷POH形成虛容器VC。定位就是將幀相位發(fā)生偏差的(稱幀偏移)的信息收進支路單元或管理單元，它通過支路單元指針或管理單元指針的功能來實現(xiàn)。復用就是將多個低階通道層信號通過碼速調整進入高階通道或將多個高階通道層信號通過碼速調整進入復用層的過程。以139.264Mb/s信號到STM-1的形成為例來說明這三個步驟。139.264Mb/s信號首先進入標準容器，速率調整后輸出149.76Mb/s數字信號，進入虛擬容器，加入通道開銷576kb/s后輸出150.336Mb/s的信號，在管理單元內加入管理單元指針576kb/s，輸出 150.336Mb/s的信號，因 N=1，故由一個單元組加人段開銷4.608Mb/s后，輸出155.520Mb/s的STM-1信號。

3 SDH網絡的特點

3.1 使1.5Mbit/s和2Mbit/s兩大數字體系在STM－1等級上獲得統(tǒng)一。數字信號在跨越國界通信時，不再需要轉換成為另一種標準，第一次真正實現(xiàn)了數字傳輸體制上的世界性標準。

3.2 采用了同步復用方式和靈活的復用映射結構。各種不同等級的碼流在幀結構凈負荷內的排列是有規(guī)律的，而凈負荷與網絡是同步的，因而只需要利用軟件即可使高速信號一次直接分插出低速支路信號即所謂的一步復用特征。這樣既不影響別的支路信號，又避免了需要對全部高速復用信號進行分用的做法，省去了全套背靠背復用設備，使網絡結構得以簡化，上下業(yè)務十分容易，也使DXC的實現(xiàn)大大簡化。利用同步分插能力還可以實現(xiàn)自愈環(huán)形網，改進網絡的可靠性和安全性。此外，背靠背接口的減少還可以改善網絡的業(yè)務透明性，便于端到端的業(yè)務管理，使網絡易于容納和加速各種新的貸款業(yè)務的引入。

3.3 SDH幀結構中安排了豐富的開銷比特，因而使得網絡的OAM能力大大加強。此外，由于SDH中的DXC和ADM等一類網元是智能化的，通過嵌入的控制通路可以使部分網絡管理能力分配到網元，實現(xiàn)分布式管理，使新特性和新功能的開發(fā)變得比較容易。

3.4 由于將標準光接口綜合進各種不同的網元，減少了將傳輸和復用分開的需要，從而簡化了硬件，緩解了布線擁擠。此外，有了標準光接口和通信協(xié)議后，使光接口成為開放型接口，還可以在基本光纜段上實現(xiàn)橫向兼容，滿足多廠家環(huán)境要求，降低了聯(lián)網成本。

3.5 由于用一個光接口代替了大量電接口，因而SDH網所傳輸的業(yè)務信息可以不必經由常規(guī)同步系統(tǒng)所具有的一些中間背靠背電接口而直接經光接口通過中間節(jié)點，省去了大量的相關電路單元和跳線光纜，使網絡的可用性和誤碼性能都獲得改善。而且，由于電接口數量銳減導致運行操作任務的簡化以及設備種類和數量的減少，使運營成本減少20%～30%。

3.6 SDH網與現(xiàn)有網絡能完全兼容，即可以兼容現(xiàn)有準同步數字體系的各種速率。同時，SDH網還能容納各種新的業(yè)務信號，使之具有完全的向后兼容性和向前兼容性。

4 SDH的應用

由于以上所述的SDH的眾多特性，使其在廣域網領域和專用網領域得到了巨大的發(fā)展。電信、聯(lián)通、廣電等電信運營商都已經大規(guī)模建設了基于SDH的骨干光傳輸網絡。利用大容量的SDH環(huán)路承載IP業(yè)務、ATM業(yè)務或直接以租用電路的方式出租給企、事業(yè)單位。而一些大型的專用網絡也采用了SDH技術，架設系統(tǒng)內部的SDH光環(huán)路，以承載各種業(yè)務。比如電力系統(tǒng)，就利用SDH環(huán)路承載內部的數據、遠控、視頻、語音等業(yè)務。

而對于組網更加迫切、而又沒有可能架設專用SDH環(huán)路的單位，很多都采用了租用電信運營商電路的方式。由于SDH基于物理層的特點，單位可在租用電路上承載各種業(yè)務而不受傳輸的限制。承載方式有很多種，可以是利用基于TDM技術的綜合復用設備實現(xiàn)多業(yè)務的復用，也可以利用基于IP的設備實現(xiàn)多業(yè)務的分組交換。SDH技術可真正實現(xiàn)租用電路的帶寬保證，安全性方面也優(yōu)于VPN等方式。在政府機關和對安全性非常注重的企業(yè)，SDH租用線路得到了廣泛的應用。一般 來說，SDH 可提 供 E1、E3、STM-1 或STM-4等接口，完全可以滿足各種帶寬要求。同時在價格方面，也已經為大部分單位所接受。

5 結束語

SDH以其明顯的優(yōu)越性已成為傳輸網發(fā)展的主流。SDH技術與一些先進技術相結合，如光波分復用（WDM）、ATM 技術、Internet技術（IP over SDH）等，使SDH網絡的作用越來越大。SDH已被各國列入21世紀高速通信網的應用項目，是電信界公認的數字傳輸網的發(fā)展方向，具有遠大的商用前景。

[1]廖旭波.論傳輸技術在通信工程中的應用及發(fā)展方向[J].科技資訊,2009.

[2]SDH網微波通信網管設計及應用[J]鐵道標準設計2000年06期

[3]中興接入網技術在鐵路通信網的應用[J]世界電信1999年02期