SDH
[一、SDH的概念
SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）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，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。国际电话电报咨询委员会（CCITT）（现ITU-T）于1988年接受了SONET 概念并重新命名为SDH，使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。 它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。
二、SDH的产生背景
SDH技术的诞生有其必然性，随着通信的发展，要求传送的信息不仅是话音，还有文字、数据、图像和视频等。加之数字通信和计算机技术的发展，在70至80年代，陆续出现了T1(DS1)／E1载波系统(1.544／2.048Mbps)、X.25帧中继、ISDN(综合业务数字网) 和FDDI(光纤分布式数据接口)等多种网络技术。随着信息社会的到来，人们希望现代信息传输网络能快速、经济、有效地提供各种电路和业务，而上述网络技术由于其业务的单调性，扩展的复杂性，带宽的局限性，仅在原有框架内修改或完善已无济于事。SDH就是在这种背景下发展起来的。在各种宽带光纤接入网技术中，采用了SDH技术的接入网系统是应用最普遍的。SDH的诞生解决了由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展,而产生了用户与核心网之间的接入"瓶颈"的问题，同时提高了传输网上大量带宽的利用率。SDH技术自从90年代引入以来，至今已经是一种成熟、标准的技术，在骨干网中被广泛采用，且价格越来越低，在接入网中应用可以将SDH技术在核心网中的巨大带宽优势和技术优势带入接入网领域，充分利用SDH同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活网络拓扑能力和高可靠性带来好处，在接入网的建设发展中长期受益。
三、SDH的基本传输原理
SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STM－N（Synchronous Transport，N=1，4， 16，64），最基本的模块为STM－1，四个STM－1同步复用构成STM－4，16个STM－1或四个 STM－4同步复用构成STM－16；SDH采用块状的帧结构来承载信息，每帧由纵向9行和横向 270×N列字节组成，每个字节含8bit，整个帧结构分成段开销（Section OverHead，SDH）区、STM－N净负荷区和管理单元指针（AU PTR）区三个区域，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，它又分为再生段开销（Rege nerator Section OverHead，RSOH）和复用段开销（Multiplex Section OverHead， MSOH）；净负荷区用于存放真正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；管理单元指针用来指示净负荷区内的信息首字节在STM－N帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。SDH的帧传输时按由左到右、由上到下的顺序排成串型码流依次传输，每帧传输时间为125μs，每秒传输1／125×1000000帧，对STM－1而言每帧字节为8bit×（9×270×1）=19440bit，则STM－1的传输速率为19440×8000=155.520Mbit／s；而STM－4的传输速率为4×155.520Mbit／s=622.080Mbit／s；STM－16的传输速率为16×155.520（或4×622.080）=2488.320Mbit／s。
SDH传输业务信号时各种业务信号要进入SDH的帧都要经过映射、定位和复用三个步骤：映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器（C），再加入通道开销 （POH）形成虚容器（VC）的过程，帧相位发生偏差称为帧偏移；定位即是将帧偏移信息收进支路单元（TU）或管理单元（AU）的过程，它通过支路单元指针（TU PTR）或管理单元指针（AU PTR）的功能来实现；复用则是将多个低价通道层信号通过码速调整使之进入高价通道或将多个高价通道层信号通过码速调整使之进入复用层的过程。
四、SDH的特点：
SDH之所以能够快速发展这是与它自身的特点是分不开的，其具体特点如下：
（1）SDH传输系统在国际上有统一的帧结构，数字传输标准速率和标准的光路接口，使网管系统互通，因此有很好的横向兼容性，它能与现有的PDH完全兼容，并容纳各种新的业务信号，形成了全球统一的数字传输体制标准，提高了网络的可靠性；
（2）SDH接入系统的不同等级的码流在帧结构净负荷区内的排列非常有规律，而净负荷与网络是同步的，它利用软件能将高速信号一次直接分插出低速支路信号，实现了一次复用的特性，克服了PDH准同步复用方式对全部高速信号进行逐级分解然后再生复用的过程，由于大大简化了DXC，减少了背靠背的接口复用设备，改善了网络的业务传送透明性；
（3）由于采用了较先进的分插复用器（ADM）、数字交叉连接（DXC）、网络的自愈功能和重组功能就显得非常强大，具有较强的生存率。因SDH帧结构中安排了信号的5％开销比特，它的网管功能显得特别强大，并能统一形成网络管理系统，为网络的自动化、智能化、信道的利用率以及降低网络的维管费和生存能力起到了积极作用；
（4）由于SDH有多种网络拓扑结构，它所组成的网络非常灵活，它能增强网监，运行管理和自动配置功能，优化了网络性能，同时也使网络运行灵活、安全、可靠，使网络的功能非常齐全和多样化；
（5）SDH有传输和交换的性能，它的系列设备的构成能通过功能块的自由组合，实现了不同层次和各种拓扑结构的网络，十分灵活；
（6）SDH并不专属于某种传输介质，它可用于双绞线、同轴电缆，但SDH用于传输高数据率则需用光纤。这一特点表明，SDH既适合用作干线通道，也可作支线通道。例如，我国的国家与省级有线电视干线网就是采用SDH，而且它也便于与光纤电缆混合网(HFC)相兼容。
（7）从OSI模型的观点来看，SDH属于其最底层的物理层，并未对其高层有严格的限制，便于在SDH上采用各种网络技术，支持ATM或IP传输；
（8）SDH是严格同步的，从而保证了整个网络稳定可靠，误码少，且便于复用和调整；
（9）标准的开放型光接口可以在基本光缆段上实现横向兼容，降低了联网成本。
五、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。
六、SDH的发展趋势
SDH作为新一代理想的传输体系，具有路由自动选择能力，上下电路方便，维护、控制、管理功能强，标准统一，便于传输更高速率的业务等优点，能很好地适应通信网飞速发展的需要。迄今，SDH得到了空前的应用与发展。在标准化方面，已建立和即将建立的一系列建议已基本上覆盖了SDH的方方面面。在干线网和长途网、中继网、接入网中它开始广泛应用。且在光纤通信、微波通信、卫星通信中也积极地开展研究与应用。
近些年，点播电视、多媒体业务和其他宽带业务如雨后春笋般纷纷出现，为SDH应用在接入网中提供了广阔的空间。SDH技术应用于接入网的好处是：1）对于要求高可靠、高质量业务的大型企事业用户，SDH可以提供较为理想的网络性能和业务可靠性。2）可以将网管范围扩展至用户端，简化维护工作。3）利用SDH固有灵活性，可使网络运营者更快、更有效地提供用户所需的长期和短期业务需求。
可以预计SDH技术将不断发展。随着网络的发展，它将进一步为终端用户提供宽带服务，在迎接ATM、CATV、多媒体、因特网、全光网络带来的机会和提出的挑战中，将得到更加广泛的应用。
综上所述，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。
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SDH-Add-Drop-Multiplexer
SDH光同步传输设备系统介绍
1概述
光同步传输网设备SDH是新一代的传输网体制，它是由若干网元组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络，具有全世界统一的网络节点接口NNI，从而简化了信号的互通及信号的传输、交叉连接和交换过程，具有一套标准化的信息结构等级，即STM－1、STM－4、STM－16等，并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特，用于网络的操作维护管理（OAM），它有一套特殊的复用结构，允许现存的准同步数字体系、同步数字体系及B－ISDN信号都能进入其帧结构，因而具有广泛的适应性。它大量采用软件进行网络配置和控制，新功能和新特性的增加非常方便，适合于未来的发展。
最大限度地考虑到功能的完备性，使其既可以作为ＡＤＭ，也可以作为ＴＭ和中继器使用，具有灵活的网络配置管理功能及完全无阻塞交叉连接功能。
具有完备的接口功能，适应于各种网络接口的要求：
★2.048Mbps支路接口
★34.368Mbps支路接口
★139.264Mbps支路接口
★155.520Mbps支路接口（光/电）
２复用映射结构（如图2.1所示）
3 系统结构
3.1 系统的物理结构
3.1.1 系统构成
本系统由网管中心处理机和若干网元NE组成，如图3.1.1所示：
3.1.2 子架（标准型）
3.1.3 机架
3.2 系统逻辑结构
3.2.1 作为ADM方式时的结构如图3.2.1
图3．2．1 网元结构图
3.2.2 作为TM方式时的结构如图3.2.2。
3.2.3 功能要求
3.2.3.1 复用段1+1保护MSP
在组成四纤网络结构成时，利用复用段1+1保护(MSP)实现四纤复用段保护。这时STM－N信号同时在工作段和保护段两个复用段发送，也就是在发送端STM－N信号永久地与工作段和保护段相连接；接收端的复用段保护MSP从两个复用段接收的STM－4信号条件进行监视，并选择连接较合适的一路信号，具有极高的可靠性。
3.2.3.2无阻塞交叉连接
交叉连接采用双倍份结构，12×12的4/4交叉连接矩阵及4×4的4/1交叉连接矩阵，实现无阻塞交叉，采用大规模集成电路及自我开发的专用12×12的4/4交叉连接矩阵芯片，使交叉连接具有极高的集成度、可靠性和全自由度交换功能。
3.2.3.3 1:N支路保护功能
支路保护时，充分考虑到支路单元接口槽位的兼容性和支路单元保护对各种支路接口单元的通用性。STM－1（STM-4）中，2M支路由4个主槽位和1个备用槽位组成。155M支路由6个槽位组成并与2M支路槽位共享。
3.2.3.4 自愈网保护
自愈网保护采用二纤单向通道倒换环实现，一根光纤用于传业务信号，称为S光纤，另一根光纤用于保护，称为P光纤。单向通道倒换环使用“首端桥接，末端倒换”结构.
3．3 系统的升级与扩充
与10G SDH系统连接组网示意图如下：
3.4典型的组网方式
本系统可以适用任何方式的组网
方案，如 环型网、链型网、树型网以及各种混合网等.
组网参考图
4、性能指标
4.1 HLX系列产品遵循下列SDH系列建议：
G.707(03/96) 同步数字体系网络节点接口。
G.781（0194） 数字传输终端设备一般要求。
G.782（0194） SDH复用设备一般描述。
G.783（0194） SDH设备功能块描述。
G.784（0194） SDH网管。
G.774.1-5 （11/94～07/95） SDH网元级管理信息模型。
G.703(04/91) SDH数字体系接口物理特性。
G.957(03/93) SDH设备和系统光接口。
G.958(11/94) 光纤SDH数字线路系统。
G.803(03/93) SDH传送网结构。
G.821(08/96) 构造ISDN的国际数字连接段误码特性
G.826(08/96) 一次群及以上速率国际恒定比特率数字通道的参数实体误码特性
G.813(08/96) SDH设备从时钟定时特性。
G.823(11/93) 基于2048Kbits/s的数字网络的抖动和漂移的控制。
G.825(08/93) SDH数字网络的抖动和漂移的控制。
G.773(03/93) 传输系统管理的Q接口协议。
3010 series(04/95) 电信管理网的一般原则。
Q.812（03/93） Q3接口高层协议。
Q.811（03/93） Q3接口低层协议。
TZ015（0194） 光同步传输网技术体制（原中国邮电部）。
4.2网络管理性能
HLX-MS是专门管理HLX网元和区域网络的TMN（Telecommunication Management
Network，即电信管理网络）子网，用来提供HLX网元和区域网络的管理和控制功能。HLX-MS的原理、体系结构符合ITU-T建议对TMN的定义和描述。HLX-MS提供H网络的设计、安装、操作、维护、供给、用户服务和其它支持功能的应用实体。
HLX-MS为H网络的有机组成部分。HLX-MS的功能和体系结构符合ITU-T关于TMN的建议ITU-T M.3010和ITU-T G.784。HLX-MS管理信息模型的定义参考ITU-T M.3000和ITU-T G.774建议。
HLX-MS采用了面向对象的编程语言C++/C，模块化设计，易于版本升级。多级下拉菜单、图形显示方式，同时支持键盘和鼠标操作，使用非常方便。
HLX-MS管理系统具有双机热备份功能，能够实现网管系统的1+1保护，同时HLX-MS管理系统可以带多个X终端。作为TMN（电信管理网络）的子网，HLX-MS通过Ethernet/X.25接口对由HLX系列产品组成的SDH网络进行管理和监控,通过Q3接口与TMN相连。HLX-MS的网络管理功能分为两层：
------网络管理层（NCL）功能，对整个网络实施管理和监控。具有配置管理、故障管理、性能管理、帐目管理、安全管理等功能。
------网络单元管理层（EML）功能，对单个NE（网络单元）进行管理。具有配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能。
本地终端（LCT）是基于Windows9X的面向对象的网络管理系统，硬件要求是能够安装运行Windows9X的IBM PC及其兼容机，为便于携带，最好能运行Windows9X的笔记本电脑。本地终端与网元HLX-155/622之间通过RS232电缆连接,如下图所示：
本地终端（LCT）提供网元级管理功能：配置管理、故障管理、性能管理、维护管理、安全管理、软件管理等功能。
4.3技术指标及工作环境
1、STM-4光接口
•比特率 622.080Mbit/s
•码型 NRZ
•工作波长 1310nm/1550nm
2、STM-1光接口
•比特率 155.520Mbit/s
•码型 NRZ
•工作波长 1310nm/1550nm
3、STM-1电接口
•比特率 155.520Mbit/s
•码型 CMI,75Ω非平衡式接口
4、PDH四次群接口
•比特率 139.246Mbit/s
•码型 CMI,75Ω非平衡式接口
5、PDH四次群接口
•比特率 34.368Mbit/s
•码型 HDB3,75Ω非平衡式接口
6、PDH基群接口
•比特率 2.048Mbit/s
•码型 HDB3,75Ω非平衡式接口或120平衡式接口
7、发射光功率 0～ -3dBm
8、光卡接收灵敏度
•OPT1 优于 -34dBm
•OPT4 优于 -28dBm
9、输出抖动 ≤0.01irms
10、输入口允许频偏 ≥±20ppm
11、同步时钟接口
•符合G703建议
•输入参考时钟 2048kHZ±4.6ppm ; 2048kbit/s±4.6ppm
•输出参考时钟 2048kHZ±4.6ppm ; 2048kbit/s±4.6ppm
•保持精度 ±0.37ppm（24小时）
•自由震荡频率精度 ±4.6ppm
12、直流电源
•电压标称值 - 48V
•波动范围 - 36V～- 72V
13、运输和存储温度 - 20℃～+60℃
14、工作温度
•保证性能指标 +5℃～+40℃
•保证工作 0℃～+45℃
15、相对湿度
•保证性能指标 10%～90%
•保证工作 5%～95%
售后服务
1、
培训
提供技术培训方案、售前培训、现场培训、有关产品的技术培训
资料。
2、安装、测试和验收
负责执行工程各项安装任务，并负责设备测试、开通等各项技术工作。
测试验收标准是依据ITU-T相关建议、信息产业部相关标准，并依双方所签技术合同来制定的。
3、运维
本着用户至上的原则，凭借雄厚的技术实力及遍布全国的服务网络，提供及时、高效、可靠的售后服务。
每年对网上运行的设备进行定期巡检，检查并消除故障隐患，确保设备安全稳定运行。
用户终身享受售后技术服务，如系统技术更新、软件升级等。
2001-2007 Comsenz Inc.
