SDH基本原理和概念
SDH基本原理-A(第一小结)
SDH通信原理与线路传输等效性
SDH采用分组交换和复用技术，实现了多个用户之间的并行传输。它提供了线路传输的等效性和可靠性。
SDH中的频段与波长的映射
为了提高传输容量和灵活性，SDH将不同的频段和波长映射到光纤中，实现多 业务传输。
SDH标准传输速率及帧结构
SDH定义了多种传输速率和帧结构，以满足不同的业务需求。它提供了灵活的带宽分配和服务等级管理。
SDH的发展历程经历了多个阶段，从传统的PDH到现代的SDH标准。国际电信联盟和ITU-T起着关键的标 准制定和推动作用。
SDH传输系统组成及功能
SDH传输系统由光纤、光传输设备、业务交叉设备等组成。它具有增强的传输能力、强大的保护能力和 灵活的业务配置功能。
SDH中的时钟ห้องสมุดไป่ตู้步技术
时钟同步是SDH中的关键技术之一，保证各个传输链路之间的时钟同步，确保 数据的准确传输和解析。
SDH中的网络配置与数据透传 技术
SDH支持灵活的网络配置和数据透传技术，实现不同网络设备之间的互联和数 据交换。
SDH与其他传输技术的比较与融合
SDH与其他传输技术（如PDH、OTN）相比具有不同的特点和应用场景，在实际网络中进行融合和协同 工作。
SDH基本原理-A(第一小结)
SDH是同步数字系列层次结构，用于高速传输语音、数据和视频等信息。本节 将介绍SDH的基本概念、发展历程、传输系统组成与功能等。
SDH基本概念及意义
SDH是一种高速同步基础架构，用于各种数字通信应用。它提供可靠的信息传输和管理，为通信网络的 稳定运行提供支持。
SDH的发展历程与标准制定
SDH中的T/V通道与管理通道
SDH中的T/V通道用于传输业务数据和管理信息。管理通道提供了对传输链路 的监控和管理功能。
SDH原理
SDH 基本原理一．SDH概述：SDH的基本概念：是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。
SDH产生的社会背景：通信网传输、交换、处理的信息量增大，向数字化、综合化、智能化、个人化发展。
SDH产生的技术背景：传统的PDH传输系统已不能适应现代通信发展的要求。
SDH的特点：1.接口方面：电接口STM-1是SDH最基本的同步传送模块STM，速率为155.520Mb/s 。
STM-N是SDH更高等级的同步传送模块，速率是STM-1的N倍。
光接口仅对电信号扰码。
光口信号码型是加扰的NRZ码，采用世界统一的标准扰码。
2.复用方式：同步复用和灵活的映射结构3. OAM功能：用于OAM的开销多OAM功能强—这也是线路编码不用加冗余码的原因二．SDH帧结构和复用步骤：帧结构：SDH帧一个STMN帧有9行，每行由270×N个字节组成。
这样每帧共有9×270×N个字节，每字节为8 bit。
帧周期为125 μs，即每秒传输8000帧。
1. RSOH（再生段开销）：1-3行前9×N列，监控整个STM-N的性能。
2. AU-PTR（管理单元指针）：第4行前9×N列，定位VC-4在AU-4中的位置。
3. MSOH（复用段开销）：5-9行前9×N列，监控除再生段外的某个STM-1的性能。
4. 信息净负荷：1-9行261×N列，存放信息包。
5. POH（通道开销）：监控每个信息包的性能。
6. TU-PTR（支路单元指针）：定位VC-12在TU-12中的位置。
复用步骤：PDH复用成SDH三步骤：映射-定位-复用（不能打乱）2M信号的复用步骤：2M→C-12→VC-12→TU-12(×3)→TUG-2(×7)→TUG-3(×3)→VC-4→AU-4→STM-1备注：1个STM-1可以复用1个140M，3个34M，63个2M。
传输基础知识(SDH)
PDH数字系列
SDH的特点
接口方面
电接口
STM-1是SDH最基本的同步传送模块STM （Synchronous Transport Module），速率为 155.520Mb/s 。 STM-N是SDH更高等级的同步传送模块，速率是 STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，64，256)。 仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZ码，采 用世界统一的标准扰码。
m
DXC
n
出线： n 等效为
入 线 ： m
m、n数值与速率对应表
m或n 0 1 2 3 4 5 6
速率
64Kbit/s 2Mbit/s
8Mbit/s
34Mbit/s
140Mbit/s 155Mbit/s
622Mbit/s
2.5Gbit/s
二、SDH传输网络结构
1、链形网：在SDH网络建设早期用的较多，主要用于专网。 2、星形网：特点是通过特殊节点来统一管理其他网络节点，有利于分配带 宽，节约成本，但存在特殊节点的安全保障和处理的潜在瓶颈问题。多用 于本地网（接入网和用户网）。 3、树形网：链形网和星型网的结合，也存在特殊节点的安全保障和处理的 潜在瓶颈问题。 4、环形网：环形拓扑实质是将链形首位相连，从而使网上任何一个网元点 都不对外开放的网络拓扑形式。它有很强的生存性，自愈功能较强。环形 网使用较多，常用于本地网（接入网和用户网）和局间中继网。 5、网孔形网：特点为两网元节点间提供多个传输路由，网络的可靠性更高， 不存在瓶颈问题和失效问题。缺点是系统的冗余度高、成本高且结构复杂。 主要用于长途网。 当前使用最多的是链形网和环形网，通过它们的灵活组合，可构成更加复 杂的网路。
漂移是指数字信号的特定时刻相对于其理想参考时间位置的长时间偏 离。所谓长时间偏离是指变化频率低于10HZ的相位变化。
SDH基础原理及应用
2
SDH帧结构定义了多个通道，用于传
输不同速率的数据。
3
帧同步
SDH帧结构采用固定的时间间隔来传 输数据，保持帧同步。
容错与恢复
SDH帧结构中包含容错和恢复机制， 确保数据传输的可靠性。
SDH时钟同步原理
1 主时钟源
2 时钟恢复
3 网络同步
SDH网络中的主时钟源 用于生成和分发时钟信 号，以确保全网的时钟 同步。
SDH设备可以从主时钟 源接收和恢复时钟信号， 在时钟源故障时自动切 换到备用时钟源。
通过时钟信号的传输和 恢复，SDH网络中的各 个设备可以保持高度的 同步性。
SDH网络管理
设备管理
通过管理软件对SDH设备进行配置、监控和 故障排查，以确保网络的稳定运行。
故障定位
通过故障定位技术，快速识别和定位SDH网 络中的故障点，提高故障排查效率。
性能监测
通过收集和分析各种性能参数，实时监测 SDH网络的状态和质量。
远程配置
通过远程配置功能，管理员可以远程管理和 配置SDH网络中的设备，提高操作效率。
SDH性能参数
误码率（BER）
吞吐量
用于衡量数据传输中的比特错 误率，影响数据传输的可靠性。
用于衡量网络中的数据传输速 率，影响数据传输的效率。
SDH基础原理及应用
SDH是一种光纤传输技术，它通过光纤传输数据，具有高传输速率和可靠性。 本演示将介绍SDH的基本原理、应用领域以及未来的发展趋势。
SDH概述及基本概念
SDH（同步数字系列层次）是一种同步数字传送技术，用于高速数据传输，具有可靠性和可扩展性 。它包括各种层次结构和协议，用于传输电话、数据和视频。
用于多业务接入和互联，提高网络的灵活性 和可用性。
SDH原理基础
SDH的速率等级
SDH具有一套标准化的信息结构等级， 称为同步传送模块STM-1、STM-4和STM-16， 并具有页（块）状帧结构。 STM:Synchronous Transport Module
STM-1 等级 速率（Mbit/s） 155.520 STM-4
622.080
STM-16
2488.320
网元类型
1、TM：Terminal Multiplexer
Multiplexer
终端复用器
2、ADM: 3、REG: Add Drop
分插复用器
Regenerator
再生中继器
4、DXC：Digital Cross Connect
数字交叉连接设备
TM终端复用器
OL CS
– 光接口
• 仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZ码， 采用世界统一的标准扰码。
STM-N帧结构
STM-N帧结构由三部分组成： 信息净负荷（Payload），含POH 管理单元指针（AU PTR） 段开销（SOH）---RSOH和MSOH
段开销（SOH）
再生段开销（RSOH）
复用段开销（MSOH） 高阶通道开销（HD POH） 低阶通道开销（LD POH）
SDH的基本概念
SDH是一套数字传送结构； 通过物理传输网络传送经适配的业务信息（净负荷）； 被设计成多用途，允许传送各种类型的信号（包括 G.702规定的PDH信号在内）。 一种具有标准光接口的高速光纤系统 。 一种同步复用设备 。 一种由基本网元组成,可进行同步信息传输,复用,分插 和交叉连接的传送网 。
数字系列---异步数字系列PDH
主要特点： 由PCM发展而来，主要为话音设计不具备带宽及信息 的多样化服务能力。 点对点的连接，缺乏网络拓扑的灵活性 逐级复用/分用，上下电路困难，设备复杂而不灵活。 网管能力差。 PDH系统实际上是先有设备后有国际国际标准，即成 事实的两大体系三种标准造成不同设备之间的接口困难。 PDH体制只定义了标准的电接口无标准的光接口，使 得PDH光传输系统的兼容性差。
sdh的基本原理(一)
sdh的基本原理(一)sdh的基本原理分析1. 什么是sdh？SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一种以同步传输为基础的数字通信传输体系结构。
它利用光纤或微波链路传输数字信号，具有高带宽、低时延和强容错性等特点，被广泛应用于电信运营商的光纤传输网中。
2. sdh的结构以及工作原理SDH的结构SDH采用了一种分层的结构，根据传输需求将信号划分为不同的层次。
常用的层次有STM-1、STM-4、STM-16等，其中STM-1为最基本的层次。
SDH的基本结构如下所示：•首部：用于传输控制信息，包括传输路径标识、错误校验等。
•负载：承载传输的数据信息，可以是电话、数据或视频等。
•长度信息：用于标识数据帧的长度。
SDH的工作原理SDH基于同步传输的原理，其中有两个重要的概念：主时钟和从时钟。
主时钟是网络中的时间源，提供精确的时间参考信号。
所有设备都以主时钟为基准进行同步，保证数据的传输速率和时序一致。
从时钟是依赖于主时钟的设备，通过接收主时钟信号进行同步。
每个设备都有一个时钟恢复单元，用于接收、恢复和传播时钟信号。
SDH的传输过程如下所示：1.信号接收：将外部信号转换为电信号，并进行放大和滤波。
2.时钟恢复：利用时钟恢复单元接收主时钟信号，恢复时钟同步。
3.信号分析：对接收到的信号进行解析，提取出控制信息和数据负载。
4.错误校验和纠错：通过错误检测和纠错技术，确保数据的完整性和正确性。
5.信号调整：根据网络需求对信号进行调整，如增加虚拟通道和虚拟路径。
6.信号传输：将调整后的信号通过光纤或微波链路传输到目标设备。
7.信号恢复：在目标设备上，通过接收和恢复信号，还原原始数据。
8.数据处理：对还原的数据进行处理，如解码、解密等。
3. sdh的优势和应用SDH的优势•高可靠性：采用冗余传输和差错校验技术，保证数据传输的可靠性。
•高带宽：SDH提供高带宽的传输能力，满足大容量数据的传输需求。
SDH技术介绍
SDH技术介绍一、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。
本文对SDH的产生背景，技术特点，基本原理，网络生存性及应用作了介绍，并展望了SDH将来的发展趋势。
二、SDH技术发展背景介绍当今社会是信息社会，高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，通过通信网传输、交换处理的信息量将不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化智能化和个人化方向发展。
目前传统的由PDH传输体制组建的传输网，由于其复用的方式很明显的不能满足信号大容量传输的要求，另外PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了难度，由此看出在通信网向大容量标准化发展的今天，PDH的传输体制已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈，制约了传输网向更高的速率发展。
传统的PDH传输体制的缺陷体现在以下几个方面：1. 接口方面（1）只有地区性的电接口规范，不存在世界性标准。
（2）没有世界性标准的光接口规范。
2. 复用方式现在的PDH体制中只有1.5Mbit/s和2Mbit/s速率的信号，（包括日本系列6.3Mbit/s速率的信号）是同步的，其他速率的信号都是异步的，需要通过码速的调整来匹配和容纳时钟的差异。
这就会引起两个问题：（1）从高速信号中分/插出低速信号要一级一级的进行。
SDH原理幻灯片
华为 ）SDH网产生的技术背景 一 SBS155/622
PDH之不足：（ PDH之不足：（PDH是直接使用PCM信号体系 是直接使用PCM信号体系 之不足：（PDH是直接使用 的光传输技术） 的光传输技术） 1、 只有地区性的电接口规范，没有世界 只有地区性的电接口规范， 标准的光接口规范。 标准的光接口规范。 2、 没有足够的运维开销（OAM）字节。 没有足够的运维开销（OAM）字节。 3、 管理系统没有规范的接口进行互连。 管理系统没有规范的接口进行互连。 4、 网络运行和管理主要靠人工连接。 网络运行和管理主要靠人工连接。
华为 SBS155/622 VCC、3个TUG3复用到VC-4
1
a TUG3 TUG3
1
b
1
c 86列 86列
TUG3
9 1
塞入2 塞入2列
86列 86列
9
9
86列 86列
VCVC-4
a b c a b c a b c
P O H
9
a b c a b c 261列 261列
a b c
华为 SBS155/622
华为 SBS155/622
SDH的不足之处
1、频带利用率不如PDH系统。 频带利用率不如PDH系统。 PDH系统 2、指针调整增加了设备的复杂性。 指针调整增加了设备的复杂性。 3、软件病毒造成全网瘫痪 。
华为 SBS155/622
二、SDH帧结构 及复用步骤
华为 SBS155/622
STM一） STM-N帧结构
ADM ADM
SDH分插信号流图 SDH分插信号流图
华为 SBS155/622
二） SDH特点
1、有统一规范的网络节点接口 2、有一套标准的信息速率等级（STM-N） 有一套标准的信息速率等级（STMPDH三种数字等级系列 北美、 3、可包容PDH三种数字等级系列 （北美、 可包容PDH 日本、欧洲和中国），在STM日本、欧洲和中国），在STM-1级别上 ）， 获得统一
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2.1 STM-N帧结构及组成
9×270 ×N字节
传输方向 1
RSOH
3 4 AU-PTR 5
MS
OH
9 9×N
STM-N净负荷 （含POH）
261×N 270×N列
（先行后列） 传输顺序
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1、SDH信号帧特点：
以字节为单位（8bit）的块状帧， 传输方式——从左到右、从上到下， 帧频固定为8000帧/s，帧周期125us。
TU-PTR：tributary unit pointer 支路单元指针
AU-PTR: administration unit pointer 管理单元指针
REG: regenerator 再生器
TUG: tributary unit group 支路单元组
AUG：administration unit group 管理单元组 VC: virtual container 虚容器
从高速信号插/分低速信号要一级一级进行， 层层的复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输。
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欧洲系列
565Mbit/s ×4
139Mbit/s ×4
34Mbit/s ×4
8Mbit/s ×4
2Mbit/s
日本系列
北美系列
1.6Gbit/s
×4 400Mbit/s
×4 100Mbit/s
STM-1
包
信信
息A 息
包 B包
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3、OAM功能
SDH帧中用于OAM的开销多 SDH的 OAM功能强，系统安全性高
4、兼容性——决定成本
SDH中老体制设备还可发挥作用 SDH对新体制设备能接入，允许宽带接入。
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SDH网络兼容性示意图
PDH、ATM FDDI、以太网IP等信号
打包
信息包 打包 STM-N 传输
采用同步复用和灵活的映射结构 低阶SDH→高阶SDH（例如：4 STM-1→STM-4）。 采用字节间插复用方式。
STM-1
STM-1 STM-1
字节间插复用
STM-1
STM-4
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其他体制信号→SDH： 通过指针定位预见低速信号在帧中位置， 使收端可直接下低速信号。例：
P D 打包 H
信 装箱定位 息
2、复用方式：
复用/解复用的方式，决定高速信号上/下低速 信号的方便性。 PDH采用异步复用方式： 低速信号在高速信号中的位置无规律性，即无 预知性，即不能从高速信号中直接分离低速信号。
东西放在 哪儿了？
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140 OLT
34
8 140
2
34
8
140 140 OLT
34 348 82 Nhomakorabea2Mb/s
4、无统一的网管接口，无法形成统一的
TMN
因此，PDH体制不适应大容量传输网的组建，SDH体制 应运而升。
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1.3 SDH体制的优点：
与PDH相对比SDH体制的优势： 1、接口方面
电接口：标准的信息结构等级（速率等级） 同步传输块STM-N ：
SDH信号
比特率（Mb/s）
STM-1
155.520简称 155M
STM-4
622.080简称 622M
STM-16
2488.320简称 2.5G
STM-64
9953.280简称 10G
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SDH：高等级信号速率是相邻低等级信号 精确的4倍
光接口：对电信号扰码。 SDH：光口信号码型是加扰的NRZ码， PDH：光口信号码型是mBnB码。
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2、复用方式：
×3 32Mbit/s
×5 6.3Mbit/s
274Mbit/s
×6
45Mbit/s ×7
6.3Mbit/s
×4
×4
1.5Mbit/s
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3、运行维护功能（OAM）：
OAM决定设备维护成本，与信号帧中开销（冗余） 字节的数量有关； PDH信号帧中用于OAM的开销少，OAM功能弱， 系统安全性差。
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1.2 PDH的固有缺陷：
作为传统的数字传输体制，PDH具有以 下固有的缺陷：
1、接口方面
电接口——只有地区性的电接口规范，无 世界标准。 PDH有3种速率等级：欧洲和中国（2Mb/s）、日 本、北美（1.5Mb/s）。 光接口——无光接口规范，各厂家独自开发。
设备间互连困难
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SDH传输原理课程介绍
本课程讲述SDH基本原理，结构上分为4部分： 1、SDH概述——建立SDH基本概念
SDH是什么？为什么会产生SDH体制？ SDH体制的优缺点。 2、SDH信号帧结构和复用步骤 SDH信号帧结构中各部分的作用。 常用PDH信号是如何复用进SDH信号？ 3、开销和指针 4、设备的逻辑构成 SDH常用网元 5、SDH网络
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1.1 SDH产生的技术背景
SDH是什么——同步数字传输体制。类似于PDH， 均为数字信号传输体制。 产生的社会背景： 1）信息社会要求： 通信网传输、交换、处理大量信息，向数字化、综 合化、智能化、个人化发展。 2）作为通信网的承载体传输网要求： 宽带化——信息高速公路 规范化——世界性统一的标准接口
2、 SDH信号帧的构成：
1）信息净负荷：
STM-N帧中放置各种负荷的地方。各种有效信息， 例如2M、34M 、140M打包成信息包后，放于其中。 然后由STM-N信号承载，在SDH网上传输。
STM- Synchronous Transfer Mode 同步转移模块
SOH: Section Overhead 段开销
POH：path overhead 通道开销
ADM：add-drop multiplexer 分插复用
TM: terminal multiplexer 终端复用
TMN：telecommunication management network 电信管理网
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SDH基本原理和概念
张跃进 华东交通大学信息工程学院通信系
SDH: Synchronous Digital Hierarchy
PDH: Pseudo- Synchronous Digital Hierarchy
OAM: Operation Administration and Maintenance 运行维护管理
SDH传输 网络
传输
卸货 信息包
STM-N
拆包
PDH、ATM FDDI等信号
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1.4 SDH的固有缺陷
1、频带利用率低——有效性和可靠性的矛盾
2M
632M
334M=482M
34M
STM-1
（155M）
140M 1140M=642M
2、指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动 3、软件的大量应用，使系统易受病毒或误操作的 危害。