同步數(shù)字系列

目錄
·SDH的定義
·SDH的背景
·SDH的優(yōu)點(diǎn)
·SDH設(shè)備及其組網(wǎng)原則
·SDH的網(wǎng)絡(luò)管理
·SDH的網(wǎng)同步
·SDH技術(shù)的未來發(fā)展與展望





SDH的定義

Synchronous Digital Hierarchy -- 同步數(shù)字系列
是一套可進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號(hào)結(jié)構(gòu)等級(jí)，在傳輸媒質(zhì)上（如光纖、微波等）進(jìn)行同步信號(hào)的傳送。

它是一種新的數(shù)字傳輸體制。將稱為電信傳輸體制的一次革命。

　　信息高速公路近來已成為人們的熱門話題。到21世紀(jì)，人們借助與信息高速公路，可以在家中完成各種日常活動(dòng)。而構(gòu)成信息高速公路的最基本單元——公路——就將由SHD設(shè)備構(gòu)成。
　　——SDH(SynchronosDigitalHierarchy)是一種新的數(shù)字傳輸體制。它將稱為電信傳輸體制的一次革命。
　　——我們可將信息高速公路同目前交通上用的高速公路做一個(gè)類比：公路將是SDH傳輸系統(tǒng)(主要采用光纖作為傳輸媒介，還可采用微波及衛(wèi)星來傳輸SDH)信號(hào)，立交橋?qū)⑹谴笮虯TM交換機(jī)SDH系列中的上下話量復(fù)用器(ADM)就是一些小的立交橋或叉路口，而在“SDH高速公路”上跑的“車”，就將是各種電信業(yè)務(wù)(語音、圖像、數(shù)據(jù)等)。

SDH的背景
SDH技術(shù)的誕生有其必然性，隨著通信的發(fā)展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等。加之?dāng)?shù)字通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在70至80年代，陸續(xù)出現(xiàn)了T1(DS1)／E1載波系統(tǒng)(1.544／2.048Mbps)、X.25幀中繼、ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)) 和FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)等多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。隨著信息社會(huì)的到來，人們希望現(xiàn)代信息傳輸網(wǎng)絡(luò)能快速、經(jīng)濟(jì)、有效地提供各種電路和業(yè)務(wù)，而上述網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由于其業(yè)務(wù)的單調(diào)性，擴(kuò)展的復(fù)雜性，帶寬的局限性，僅在原有框架內(nèi)修改或完善已無濟(jì)于事。SDH就是在這種背景下發(fā)展起來的。在各種寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)中，采用了SDH技術(shù)的接入網(wǎng)系統(tǒng)是應(yīng)用最普遍的。SDH的誕生解決了由于入戶媒質(zhì)的帶寬限制而跟不上骨干網(wǎng)和用戶業(yè)務(wù)需求的發(fā)展,而產(chǎn)生了用戶與核心網(wǎng)之間的接入"瓶頸"的問題，同時(shí)提高了傳輸網(wǎng)上大量帶寬的利用率。SDH技術(shù)自從90年代引入以來，至今已經(jīng)是一種成熟、標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，在骨干網(wǎng)中被廣泛采用，且價(jià)格越來越低，在接入網(wǎng)中應(yīng)用可以將SDH技術(shù)在核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領(lǐng)域，充分利用SDH同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)化的光接口、強(qiáng)大的網(wǎng)管能力、靈活網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠芰�和高可靠性帶來好處，在接入網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展中長期受益。


SDH的優(yōu)點(diǎn)

SDH技術(shù)同傳統(tǒng)的PDH技術(shù)相比，有下面幾個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：
　　1、統(tǒng)一的比特率：
　　在PDH中，世界上存在著歐洲、北美及日本三種體系的速率等級(jí)。而SDH中實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的比特率。此外還規(guī)定了統(tǒng)一的光接口標(biāo)準(zhǔn)，因此為不同廠家設(shè)備間互聯(lián)提供了可能。
　　2、極強(qiáng)的網(wǎng)管能力：
　　在SDH幀結(jié)構(gòu)中規(guī)定了豐富的網(wǎng)管字節(jié)，可提供滿足各種要求的能力。
　　3、自愈保護(hù)環(huán)：
　　在SDH設(shè)備還可組成帶有自愈保護(hù)能力的環(huán)網(wǎng)形式，這樣可有效地防止傳輸媒介被切斷，通信業(yè)務(wù)全部終止的情況。
　　4、SDH技術(shù)中采用的字節(jié)復(fù)接技術(shù)：
　　若把SDH技術(shù)與PDH技術(shù)的主要區(qū)別用鐵路運(yùn)輸類比一下的話，PDH技術(shù)如同散裝列車，各種貨物(業(yè)務(wù))堆在車廂內(nèi)，若想把某一包特定貨物(某一項(xiàng)傳輸業(yè)務(wù))在某一站取下，即需把車上的所有貨物先全部卸下，找到你所需要的貨物，然后再把剩下的貨物及該站新裝貨物一一堆到車上，運(yùn)走。因此，PDH技術(shù)在凡是需上下電路的地方都需要配備大量各次群的復(fù)接設(shè)備。而SDH技術(shù)就好比集裝箱列車，各種貨物(業(yè)務(wù))貼上標(biāo)簽(各種開銷：Overhead)后裝入集裝箱。然后小箱子裝入大箱子，一級(jí)套一級(jí)，這樣通過各級(jí)標(biāo)簽，就可以在高速行駛的列車上準(zhǔn)確地將某一包貨物取下，而不需將整個(gè)列車“翻箱倒柜”(通過標(biāo)簽可準(zhǔn)確地知道某一包貨物在第幾車廂及第幾級(jí)箱子內(nèi))，因此，只有在SDH中，才可以實(shí)現(xiàn)簡單地上下電路。
　　因此，可以肯定地說，即將實(shí)現(xiàn)的信息高速公路將基本上由SDH設(shè)備構(gòu)成，只有同高速公路(SDH)相連的支路、叉路將仍保留部分PDH設(shè)備。
　　據(jù)統(tǒng)計(jì)目前世界上共有17家電訊廠商掌握SDH技術(shù)。隨著中國郵電工業(yè)總公司及所屬四家工廠與郵電部第五研究所合作研制的ATM-1/STM-4級(jí)別的SDH設(shè)備的推出，該公司成為了世界上第18家能夠提供SDH設(shè)備的企業(yè)。


SDH設(shè)備及其組網(wǎng)原則

　 基于SDH體制所開發(fā)的各種傳輸設(shè)備，能夠從根本上解決網(wǎng)絡(luò)中面臨的容量、質(zhì)量、網(wǎng)管、安全等問題。
由于SDH設(shè)備具有種類多樣，電路調(diào)度管理靈活，網(wǎng)管能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使我們在網(wǎng)絡(luò)組織上有了更多的選擇
余地，我們必須從全程全網(wǎng)的角度考慮，合理組網(wǎng)，充分發(fā)揮SDH的優(yōu)越性，以確保網(wǎng)絡(luò)組建的統(tǒng)一性、完
整性和先進(jìn)性。
　 SDH設(shè)備根據(jù)其種類可劃分為終端復(fù)用器TM、再生中繼器REG、分插復(fù)用器ADM和數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC，
在組網(wǎng)時(shí)要重視設(shè)備的各種接口的合理配置與設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的恰當(dāng)運(yùn)用問題。
　 以上提到的四種設(shè)備中，ADM是體現(xiàn)SDH特色的重要設(shè)備。利用ADM可組成鏈路，適于在沿線節(jié)點(diǎn)有上、
下電路要求的環(huán)境下使用，也可用在接入網(wǎng)中；鏈路兩端的TM如改成ADM且首尾相接連成環(huán)狀，則可組成具
有自動(dòng)保護(hù)倒換的SDH自愈環(huán)，這種方式適于在本地網(wǎng)中運(yùn)用，近年來也發(fā)展到用于二級(jí)干線網(wǎng)。隨著SDH
技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)在的ADM設(shè)備大都具有支路—群路、群路—群路、支路—支路交連能力，上下電路相當(dāng)
靈活，從功能上看，相當(dāng)于一個(gè)小型DXC。
　 自愈環(huán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要可分為以下四種，即單向通道倒換環(huán)(1+1)，雙向通道倒換環(huán)(1：1)，二纖雙向
復(fù)用段公用保護(hù)環(huán)和四纖雙向復(fù)用段公用保護(hù)環(huán)。
　 衡量自愈網(wǎng)性能的一個(gè)重要指標(biāo)是保護(hù)/恢復(fù)時(shí)間的長短，很多重要業(yè)務(wù)只能容忍極短的業(yè)務(wù)保護(hù)/恢
復(fù)時(shí)間，大概在50ms以內(nèi)。在這一方面以DXC選路為基礎(chǔ)的自愈網(wǎng)需要幾分鐘，而自愈環(huán)則普遍較好，可達(dá)
到(50—200)ms，隨著SDH技術(shù)的不斷完善，自愈環(huán)的保護(hù)/恢復(fù)時(shí)間將全部縮短至50ms以內(nèi)。
　 DXC是一種能將一個(gè)端口的數(shù)字信號(hào)的全部或部分時(shí)隙交連到任意端口的設(shè)備。常用的DXC有DXC4/4與
DXC4/1兩類，交叉連接的最低速率分別為VC4與VC12，端口種類有2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s、
155Mbit/s等。前者主要應(yīng)用于干線網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，后者主要應(yīng)用于在本地網(wǎng)。DXC設(shè)備與相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)配
合，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)故障時(shí)，能在短時(shí)間內(nèi)找到預(yù)先設(shè)定的替代路由，恢復(fù)被中斷的業(yè)務(wù)。
　 在這里要提到的一點(diǎn)是，除了業(yè)務(wù)量分類和改善STM-N內(nèi)的填充水平外，單個(gè)DXC設(shè)備是不能發(fā)揮其他
效益的，每一個(gè)DXC至少在有3個(gè)方向的電路群環(huán)境下運(yùn)用其作用才明顯，DXC應(yīng)用的特點(diǎn)是成網(wǎng)性。


SDH的網(wǎng)絡(luò)管理


　 改善服務(wù)質(zhì)量和降低維護(hù)成本一直是電信運(yùn)營部門所追求的目標(biāo)。電信部門對(duì)新入網(wǎng)設(shè)備的操作靈活
性、設(shè)備可靠性及維護(hù)自動(dòng)化程度等方面都較以前有了更高的要求。SDH傳輸網(wǎng)做為電信基礎(chǔ)網(wǎng)，完善的
SDH管理系統(tǒng)對(duì)全網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量和維護(hù)成本有著深刻的意義。和以往的PDH傳輸系統(tǒng)相比，SDH技術(shù)在起幀結(jié)
構(gòu)中安排了相當(dāng)豐富的開銷字節(jié)用于網(wǎng)絡(luò)的OAM&P。目前由于ITU-T在網(wǎng)元一級(jí)的管理標(biāo)準(zhǔn)比較完善，如
G．784、G．774系列、Q．811/Q．812等建議，而網(wǎng)絡(luò)一級(jí)的管理標(biāo)準(zhǔn)特別是信息模型還正在完善之中。
　 盡管SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的內(nèi)容相當(dāng)豐富，但SDH管理系統(tǒng)的管理功能依然可以用TMN的五大管理功能進(jìn)行
描述，即故障管理功能、性能管理功能、配置管理功能、安全管理功能和記賬管理功能。
　 由于SDH設(shè)備不同廠家的產(chǎn)品不同，在網(wǎng)絡(luò)管理方面存在異種SDH管理系統(tǒng)的互操作問題，即對(duì)被管理
的SDH網(wǎng)絡(luò)資源的模型化，并具有一個(gè)共同的外部協(xié)議傳送的管理信息結(jié)構(gòu)。和TMN一樣，SDH管理系統(tǒng)也秉
承了ISO/OSI管理中面向目標(biāo)(對(duì)象)和客戶/服務(wù)器方法，用管理目標(biāo)抽象表示SDH傳送網(wǎng)的物理資源和邏輯
資源。
　 另外，由于SDH傳輸網(wǎng)對(duì)其網(wǎng)絡(luò)管理的依賴性較大，因此，在對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理軟件操作的過程中，一定要注
意操作的規(guī)范化；在進(jìn)行軟件版本升級(jí)過程中，要時(shí)刻注意網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況，做好處理突發(fā)事件的準(zhǔn)備。


SDH的網(wǎng)同步

　 SDH網(wǎng)同步方式有如下特點(diǎn)：
　 (1)SDH網(wǎng)交換節(jié)點(diǎn)間的傳輸設(shè)備應(yīng)同步工作。
　 (2)SDH設(shè)備對(duì)時(shí)鐘的短期不穩(wěn)定較敏感。
　 (3)SDH設(shè)備時(shí)鐘需具有三種工作模式：同步跟蹤模式、保持模式和自由震蕩模式。
　 (4)SDH傳輸網(wǎng)所運(yùn)載的2Mbit/s信號(hào)因帶有指針調(diào)整抖動(dòng)而不宜作為同步參考定時(shí)信號(hào)。
　 (5)SDH技術(shù)中的DXC與ADM的動(dòng)態(tài)拓?fù)鋺?yīng)用時(shí)將可能導(dǎo)致定時(shí)環(huán)路，必須注意，無論跟蹤哪一個(gè)外參考
源，任何情況下都不能出現(xiàn)定時(shí)環(huán)路。在不能確保杜絕定時(shí)環(huán)路的情況下，寧可只認(rèn)定一個(gè)外參考源，這
是需要在組網(wǎng)時(shí)特別注意的。


SDH技術(shù)的未來發(fā)展與展望

　 1．SDH網(wǎng)絡(luò)管理軟件發(fā)展
　 SDH是由軟件控制的復(fù)雜系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，大量借鑒了計(jì)算機(jī)科學(xué)的最新研究成果，例如采用了面向?qū)ο蟮?BR> 軟件設(shè)計(jì)方法，UNIX操作系統(tǒng)，最新的關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等。一個(gè)考慮周全、技術(shù)先進(jìn)的靈活網(wǎng)管系統(tǒng)是SDH
網(wǎng)技術(shù)成敗的關(guān)鍵。因而一旦硬件系統(tǒng)研制成功后，大量的后續(xù)工作將集中在軟件開發(fā)上。由于SDH技術(shù)還
處于發(fā)展階段，ITU-T關(guān)于SDH網(wǎng)絡(luò)級(jí)管理的建議還處于完善的過程中；在網(wǎng)管系統(tǒng)的橫向兼容性方面，即
多廠家能力，目前還處于研究開發(fā)階段，需要與生產(chǎn)廠家配合進(jìn)行軟件版本升級(jí)，從而日臻完善。
　 2．超高速光纖傳輸技術(shù)的發(fā)展
　 由于高速電子電路、光電器件的瓶頸效應(yīng)，傳統(tǒng)的電時(shí)分復(fù)用(TDM)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率到了
2．5Gb/s時(shí)再向上發(fā)展已經(jīng)很困難，寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展對(duì)傳輸網(wǎng)又提出了更高的要求，因此采用最新的OTDM
(光時(shí)分復(fù)用)和DWDM(密集波分復(fù)用)技術(shù)將勢在必行(密集是指比普通波分復(fù)用的波長間隔更小，以0．2nm
或其整數(shù)倍為波長間隔)�，F(xiàn)在有些生產(chǎn)廠家已能提供商用的DWDM產(chǎn)品，因此可以考慮在技術(shù)條件成熟及性
能價(jià)格比較合理的情況下，在一些業(yè)務(wù)量大的專用匯接局之間采用DWDM技術(shù)。
　 3．SDH應(yīng)用傳輸媒介擴(kuò)展
　 在大多數(shù)情況下，傳輸網(wǎng)的媒介都是一以光纖為主、無線為輔，在無線通信方面微波是一種重要的通
信手段。SDH微波傳輸系統(tǒng)與現(xiàn)有的PDH微波系統(tǒng)兼容采用于PDH140Mb/s系統(tǒng)原有的頻道間隔，即30MHz與
40MHz兩種，但需要傳送的比特率更高。目前商用系統(tǒng)的速率是155Mb/S和2×155Mb/s，正在研究622Mb/s系
統(tǒng)，除微波外今后衛(wèi)星通信也要向SDH過渡，以有建議將DXC功能安裝在衛(wèi)星上，今后還可能實(shí)現(xiàn)星上交換
與星上處理。
　 4．SDH應(yīng)用于寬帶接入技術(shù)
　 SDH作為B-ISDN的傳輸技術(shù)必然要應(yīng)用于接入網(wǎng)中，例如用在基于光纖的FTTC或基于光纖同軸混合的
HFC中；也可用在基于金屬線的VHDSL或BDSL中，在較短的距離內(nèi)傳送51Mb/s或155Mb/sSDH信號(hào)；未來交換
機(jī)將能提供基于SDH標(biāo)準(zhǔn)的光中繼線；交換機(jī)的用戶線將朝著V5方向發(fā)展，未來將能提供基于SDH的V5．3接
口，這樣一來，SDH信號(hào)可以從交換機(jī)直接送到用戶/網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)

　　

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