两种数字传输体制(PDH和SDH)
04-PDH和SDH概述
A/D 64 kbit/s
8 kHz
4
PDH体系基础 PDH体系基础
PCM30/32路帧结构
我国采用的是30/32路PCM基群结构，即在传输数据时先传第1路信号， 然后传第2路信号，第3路信号……直到传完第32路，再传第1路，第2 路……如此循环下去。每一路信号占用的不同的时间位置，称为时隙 ，用TS0、TS1、TS2、……TS31来表示。其中TS0用于传输同步码、监 视码、对端告警码组（简称对告码）；TS16用于传输信令码；TS1— TS15传前15个话路的话音数字码，TS17—TS31传输后15个话路的话音 数字码，显然，在32个时隙中只有30个时隙用于传话音数字码，记作 PCM30/32。 将所用话路都抽样一次的时间叫帧长，也就是同一个话路抽样两次的 时间间隔。因为每个话路的抽样频率是8000HZ，即每秒抽样8000次， 所以两个抽样值之间的时间间隔是1/8000，等于125µs ，这也就决定 了帧长是125µs 。由于编码需要时间，所以每个样值应达到一定的宽 度，这个时间宽度就是时隙，即每个话路在一帧中所占的时间，等于 3.91（125/32）µs，每个时隙的样值编8位码，因此，每位码占用的时 间是0.448µs（3.91µѕ/8）。
无法对传输网实现分层管理和对通道的传输性能实现端对端监控。 网管管理功能不全，无法适应不断演变的电信网要求。 各厂家自行开发的管理系统和不规范的接口，不利于互联，也无法 形成统一的TMN。
12
PDH特点概述 PDH特点概述
网络的调度性及自愈能力差
网络结构基本上是点对点，不能提供最佳路由选择。 运行和管理主要依靠人工对数字信号进行交叉连接，无法经济的对 网络组织、电路带宽和业务提供在线实时控制。
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PDH体系基础 PDH体系基础
第十九讲 两种数字传输体制(PDH和SDH)
四
次
PCM
级
基
复
群
光
群
接
复
端
设
设
接 设
机
备
备
备
2/34
34
/140
光纤 光纤
PCM
PCM 跳
四 级 PCM
光
次
复基
设
备备
备
2/34
SDH的定义
• SDH传输网由SDH终端设备TM、分插复用 设备ADM、数字交叉连接设备DXC等网络 单元以及连接它们的物理链路组成的网 络。
SDH的速率等级
准同步数字体系
• SDH（Synchronous Hierarchy)
Digital
同步数字系列
系 内容 列
码率 kb/s
北 美 体 制
话路数 ch
欧 码率 kb/s 洲 容差 ppm 体 制 话路数 ch
PDH的速率等级
一次群 二次群
1544
6312
三次群 32064 日
44736 美
四次群 97728
MSOH
帧长=125μs =9行×270×N列 列宽=8bit
SDH的帧结构组成
• 段开销（SOH）——用于传送各种OAM信息。 • 信息载荷（Payload）——SDH帧内用于承载各
种业务信息的部分。其中包含有少量的POH字 节，用于运行、维护和管理。 • 管理单元指针（AU-PTR）——是一种指示符， 用于指示Payload中第一个字节在帧内的准确 位置，（相对于指针的偏移量），指针的使用 解决了低速信号复接成高速信号时，由于小的 频率误差所造成的载荷相对位置漂移的问题。
SDH的复用结构
SDH的设备类型
PDH、SDH、MSTP、ASON、PTN、OTN技术介绍
PDH 、SDH 、MSTP 、ASON/PTN 、OTN技术介绍第一部分：PDH 准同步数字系列（1） PCM30/32路 即E1 欧洲和我国采用此标准 （2） PCM24/路 即T1 北美采用此标准 一、 E1和T1PCM 脉冲调制，对模拟信号采样，8000个样值每S ，每个样值8bit ，所以一个话路的速率为64kbps 。
E1有32个时隙，TS0用来同步，TS16用来传送信令，其中30路用来传话音信号的，32个话路的速率为2.048Mbps ，即PCM 基群，也叫一次群。
…，他们的速率是四倍关系。
T1的采样与E1相同，只是有24个话路，其速率为64kbps*24 = 1.544Mbps 四个一次群复用为一个二次群，当然一个二次群的速率比四个一次群的速率总和还要多一些，用于同步的码元。
四个二次群复用为一个三次群，依次类推。
E1=2.048、E2=8.448、E3=34.368Mbps ……二、 在传送网上传送时，现在的PDH 体制中，只有1.5Mbit/s 和2Mbit/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。
由于PDH 采用异步复用方式，那么就导致当低速信号复用到高速信号时，其在高速信号的帧结构中的位置没规律性和固定性。
也就是说在高速信号中不能确认低速信号的位置，而这一点正是能否从高速信号中直接分/插出低速信号的关键所在。
所以在传送过程中，难于从高次群信号中直接分出低次群甚至基群的信号，也就是说四次群必须先分接为三次群，而不能直接分接为一次群，这就使得在对中继站上、下话路时，需要进行多级的复用分接，使得上下话路不方便，而且较多的接口对于信号的损伤非常大。
使得提取的时钟出现不一致。
也增加了设备的复杂性，降低了效率和可靠性。
又存在多个制式，接口不统一，这就促成了PDH 发展为SDH——数字同步系列。
此部分介绍了PDH中的E1，和PDH组网的缺陷。
SDH原理知识点
SDH原理一.基本知识.1.SDH----同步数字传输体制；PDH----准同步数字传输体制.2.扰码的目的是使线路传输码的1比特和0比特出现的概率接近50％，便于从线路信号中提取时钟信号.3.以PCM30/32信号为例，其帧结构中仅有TS0时隙和TS16时隙中的比特是用于OAM(操作.管理.维护)功能.4.SDH丰富的开销占用整个帧所有比特的1/20（在STM-1的155Mbit/s中就占了8Mbit/s）,SDH系统的综合成本比PDH系统综合成本低,为PDH系统的65.8%.5.SDH网中用SDH信号的基本传输模块(STM-1)可以容纳PDH的三个数字信号系列(2M,34M,140M)和其它的各种体制的数字信号系列——A TM、FDDI、DQDB等.6.SDH的缺陷：频带利用率低；指针调整机理复杂；容易受到计算机病毒的侵害.7.SDH任何级别的STM等级帧频都是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为恒定的125us; PDH不同等级信号的帧周期不是恒定的.8.现有的PDH数字信号序列有三种信号速率等级：欧洲系列、北美系列和日本系列.9.PDH采用的复用技术是:正码速调整；SDH采用的复用技术是指针调整技术.10.PDH一次群到四次群的速率:2M，8M，34M，140M,分别可收容2M信号的个数是1，4，16，64;8Mbit/s的PDH信号是无法复用成STM-N信号的.11.在SDH网中，影响定时信息质量的因素主要有三个方面：即同步网、指针处理和净负荷映射.12.2M接口的阻抗特性一般有非平衡式的75Ω和平衡的120Ω两种,前者信号脉冲的标称峰值电压是2.37V,后者信号脉冲的标称峰值电压是3V.二.复用与映射.1.华为各种PDH业务信号复用进STM－N帧的过程都要经历映射(在SDH网络边界处将支路信号适配进虚容器),定位(指针调整),复用(字节间插复用)3个步骤.2.SDH的复用方式是字节间插复用,他可以实现:1)低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号；2)低速支路信号(2Mb/s、34Mb/s、140Mb/s)复用成SDH信号STM－N3.有异步、比特同步、字节同步三种映射方法与浮动VC和锁定TU两种模式.三种映射方法和两类工作模式共可组合成五种映射方式:(只有比特同步和字节同步两种映射方法才能采用锁定模式)1)异步映射:对映射信号的结构无限制,无需网络同步,利用码速调整将信号适配进VC;2)比特同步映射:对映射信号的结构无限制,要求网络同步,无需码速调整即可将信号打包进VC;3)字节同步映射:要求映射信号为具有以字节为单位的块状帧,需网络同步,无需码速调整即可将信号装进VC;4)浮动VC-非固定位置映射模式:VC净负荷在TU内的位置不固定,由TU－PTR指示VC 起点的一种工作方式;5)锁定TU-固定位置映射模式:因为信息净负荷与网同步并处于TU帧内的固定位置,所以无需TU－PTR来定位采用125us的滑动缓存器使VC净负荷与STM－N信号同步,有延时,损伤大.4.异步映射浮动模式:能直接上下低速PDH信号，但是不能直接上下64kbit/s信号.接口简单,时延少,可适应各种结构和特性的数字信号，是最常用方式.字节同步映射浮动模式:能直接上下64kbit/s信号,接口复杂,主要用于不需要一次群接口的数字交换机互连和两个需直接处理64kbit/s和N×64k/s业务的节点间的SDH连接.5.2M-->C12-->VC12-->TU12-->TUG2-->TUG3-->VC4-->AU4-->AUG-->STM-N6.C12复帧＝4（9×4－2）＝136字节＝1088bit;VC12复帧＝4（9×4－1）＝140字节＝1120bit;TU12复帧＝4（9×4）＝144字节＝1152bit;7.在C12复帧中:负、正调整控制比特C1、C2分别控制负、正调整机会S1、S2。
PDH 和SDH
PDH 和SDH在数字传输系统中，有两种数字传输系列，一种叫“准同步数字系列”（Plesiochronous Digital Hierarchy），简称PDH；另一种叫“同步数字系列”（Synchronous Digital Hierarchy），简称SDH采用准同步数字系列（PDH）的系统，是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。
尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。
为了保证通信的质量，要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。
因此，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”。
在以往的电信网中，多使用PDH设备。
这种系列对传统的点到点通信有较好的适应性。
而随着数字通信的迅速发展，点到点的直接传输越来越少，而大部分数字传输都要经过转接，因而PDH系列便不能适合现代电信业务开发的需要，以及现代化电信网管理的需要。
SDH就是适应这种新的需要而出现的传输体系。
最早提出SDH概念的是美国贝尔通信研究所，称为光同步网络（SONET）。
它是高速、大容量光纤传输技术和高度灵活、又便于管理控制的智能网技术的有机结合。
最初的目的是在光路上实现标准化，便于不同厂家的产品能在光路上互通，从而提高网络的灵活性。
1988年，国际电报电话咨询委员会（CCITT）接受了SONET的概念，重新命名为“同步数字系列（SDH）”，使它不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输的技术体制，并且使其网络管理功能大大增强。
SDH技术与PDH技术相比，有如下明显优点：1、网络管理能力大大加强。
2、提出了自愈网的新概念。
用SDH设备组成的带有自愈保护能力的环网形式，可以在传输媒体主信号被切断时，自动通过自愈网恢复正常通信。
3、统一的比特率，统一的接口标准，为不同厂家设备间的互联提供了可能。
附图是SDH和PDH在复用等级及标准上的比较。
4、采用字节复接技术，使网络中上下支路信号变得十分简单。
PDH&SDH
[原创] SDH与PDH一PDH, SDHPDH, SDH以往在传输网络中普遍采用的是准同步数字体系(PDH lesiochronous Digital Hierarchy)，随着信息社会的到来，它已不能满足现代信息网络的传输要求，因此同步数字体系应运而生。
PDH存在的主要问题•PDH主要是为话音业务设计，而现代通信的趋势是宽带化、智能化和个人化。
•PDH传输线路主要是点对点连接，缺乏网络拓扑的灵活性。
•存在相互独立的两大类、三种地区性标准（日本、北美、欧洲），难以实现国际互通。
•异步复用，需逐级码速调整来实现复用/解复用。
•缺少统一的标准光接口，无法实现横向兼容。
•网络管理的通道明显不足，建立集中式传输网管困难。
•网络的调度性差，很难实现良好的自愈功能。
SDH的产生SDH的研究工作始于1986年，其目的是建立光纤通信的通用标准，通过一组网络单元提供一个经济、简单、灵活的网络应用。
美国贝尔通信研究所最先提出了光同步传输网的概念，并称之为同步光网络（SONET）。
1988年，美国国家标准协会（ANSI）通过了两个最早的SONET标准。
国际电话电报咨询委员会（CCITT），于1988年接受了SONET的概念，重新命名为同步数字系列（SDH），建立了世界性的统一标准。
什么是SDHSDH-Synchronous Digital Hierarchy,是一种传输技术体制。
它是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。
它具有世界性的统一标准，不仅适用于光纤，也适用于微波和卫星通信。
SDH网络是由一些基本网络单元（NE）组成的，在传输媒质上（如光纤、微波等）进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传输网络。
•有全世界统一的网络接口接点（NNI）作用：减少设备种类和数量，简化了操作。
•有一套标准化的信息结构等级（STM）作用：统一了现存的两个数字体系，方便了国际互连。
•具有块状帧结构作用：可以安排丰富的开销比特用于网络运行的维护和管理。
(完整版)PDH、SDH、MSTP、ASON、PTN、OTN技术介绍
PDH 、SDH 、MSTP 、ASON/PTN 、OTN技术介绍第一部分：PDH 准同步数字系列（1） PCM30/32路 即E1 欧洲和我国采用此标准 （2） PCM24/路 即T1 北美采用此标准 一、 E1和T1PCM 脉冲调制，对模拟信号采样，8000个样值每S ，每个样值8bit ，所以一个话路的速率为64kbps 。
E1有32个时隙，TS0用来同步，TS16用来传送信令，其中30路用来传话音信号的，32个话路的速率为2.048Mbps ，即PCM 基群，也叫一次群。
…，他们的速率是四倍关系。
T1的采样与E1相同，只是有24个话路，其速率为64kbps*24 = 1.544Mbps 四个一次群复用为一个二次群，当然一个二次群的速率比四个一次群的速率总和还要多一些，用于同步的码元。
四个二次群复用为一个三次群，依次类推。
E1=2.048、E2=8.448、E3=34.368Mbps ……二、 在传送网上传送时，现在的PDH 体制中，只有1.5Mbit/s 和2Mbit/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。
由于PDH 采用异步复用方式，那么就导致当低速信号复用到高速信号时，其在高速信号的帧结构中的位置没规律性和固定性。
也就是说在高速信号中不能确认低速信号的位置，而这一点正是能否从高速信号中直接分/插出低速信号的关键所在。
所以在传送过程中，难于从高次群信号中直接分出低次群甚至基群的信号，也就是说四次群必须先分接为三次群，而不能直接分接为一次群，这就使得在对中继站上、下话路时，需要进行多级的复用分接，使得上下话路不方便，而且较多的接口对于信号的损伤非常大。
使得提取的时钟出现不一致。
也增加了设备的复杂性，降低了效率和可靠性。
又存在多个制式，接口不统一，这就促成了PDH 发展为SDH ——数字同步系列。
此部分介绍了PDH 中的E1，和PDH 组网的缺陷。
光纤通信重点考点
典型例题STM-1光帧的结构包含哪几部分？传输速率是如何定义的？激光是通过什么产生的（C）受激辐射多模光纤：纤芯内传输多个模式的光波，纤芯直径较大（50 m左右），适用于中容量、中距离通信。
光纤的单模工作条件为0＜V≤2.4048 多模工作条件为V＞2.4048 2. 单模光纤：纤芯内只传输一个最低模式的光波，纤芯直径很小（几个微米），适用于大容量、长距离通信。
受激吸收：在外来入射光的作用下，处在低能级上的电子可以吸收入射光子的能量而跃迁到高能级上。
数值孔径: 入射到光纤端面的光线并不能全部被光纤所传输，只是在光纤端面临界入射角范围内的入射光可以在光纤内传输，取这个角度的正弦值称为数值孔径。
1.光纤通信是以（ A ）为载体，光纤为传输媒体的通信方式。
A.光波B.电信号C.微波D.卫星2.要使光纤导光必须使（B ）A.纤芯折射率小于包层折射率B.纤芯折射率大于包层折射率C.纤芯折射率是渐变的D.纤芯折射率是均匀的3.（ D ）是把光信号变为电信号的器件A.激光器B.发光二极管C.光源D.光检测器4.SDH传输网最基本的同步传送模块是STM-1，其信号速率为（A ）kbit／s。
A.155520B.622080C.2488320D.9953280ITT于（C）年接受了SONET概念，并重新命名为SDH。
A、1985B、1970C、1988D、19906.掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（ B ）nm波段。
A.1310B.1550C.1510D.8507.发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（ B ）。
A.受激吸收B.自发辐射C.受激辐射D.自发吸收8.光纤通信指的是（B ）A .以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式B .以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式C .以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式9.弱导光纤中纤芯折射率n1和包层折射率n2的关系是( A )A.n1≈n2B.n1=n2C.n1>>n2D.n1<<n210.决定光纤通信中继距离的主要因素是( B )A.光纤的型号B.光纤的损耗和传输带宽C.光发射机的输出功率D.光接收机的灵敏度11.光纤单模传输条件，归一化频率V应满足（B ）A.V>2.405B. V<2.405C.V>3.832D.V<3.83212.光纤包层需要满足的基本要求是( A )A.为了产生全反射，包层折射率必须比纤芯低B. 包层不能透光，防止光的泄漏C.必须是塑料，使得光纤柔软D.包层折射率必须比空气低13.在激光器中，光的放大是通过（ A ）Ａ．粒子数反转分布的激活物质来实现的Ｂ．光学谐振腔来实现的Ｃ．泵浦光源来实现的Ｄ．外加直流来实现的14.STM-64信号的码速率为( D )A．155.520 Mb/s B．622.080 Mb/s C．2 488.320 Mb/s D．9 953.280 Mb/s 15.数字光接收机的灵敏度Pr=100微瓦，则为（ A ）dBm。
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155.52 Mb/S ( 约155M) 622.08 Mb/S (约622M) 2488.32 Mb/S (约2.5G) 9953.28 Mb/S (约10G)
SDH的帧结构
9×N RSOH AU PTR
MSOH
261×N
STM—N载荷区 （含POH）
帧长=125μ s =9行×270×N列 列宽=8bit
级
次
基
复
群
光Leabharlann 群接复端
设
设
接 设
机
备
备
备
2/34
34
/140
光纤 光纤
PCM
PCM 跳
四
级 PCM
光
次
复基
端
群
接群
机
复 接
设设
设
备备
备
2/34
SDH的定义
• SDH传输网由SDH终端设备TM、分插复用设备ADM、数字交叉连接设备DXC等网络单元以及连接它们的物 理链路组成的网络。
SDH的速率等级
• STM-1 • STM-4 • STM-16 • STM-64
• SDH（Synchronous Digital Hierarchy) 同步数字系列
PDH的速率等级
系 内容 列
码率 kb/s
北 美 体 制
话路数 ch
欧 码率 kb/s 洲 容差 ppm 体 制 话路数 ch
一次群 二次群
1544
6312
三次群 32064 日
44736 美
四次群 97728
274176
第十九讲
两种数字传输体制 （PDH和SDH）
主要内容
• 一、PDH的速率等级 • 二、PDH系统配 • 三、SDH的定义 • 四、SDH的速率等级 • 五、SDH的帧结构 • 六、SDH的复用结构 • 七、SDH的设备类型
PDH 和SDH
• PDH（Plesio-chronous Digital Hierarchy) 准同步数字体系
SDH的复用结构
SDH的设备类型
• SDH终端设备TM ——用于复接/分接和提供业务适配。
• 分插复用设备ADＭ ——利用分接功能将输入信号所承载的信息分成两部分，一部分 直接转发，另一部分卸下给本地用户。然后信息通过复接功能将 转发部分和本地上送的业务合成输出。
• 数字交叉连接设备DXC ——类似交换机，有多个输入和输出，通过适当的配置可提供端 到端连接。
SDH的帧结构组成
• 段开销（SOH）——用于传送各种OAM信息。 • 信息载荷（Payload）——SDH帧内用于承载各种业务信息的部分。
其中包含有少量的POH字节，用于运行、维护和管理。 • 管理单元指针（AU-PTR）——是一种指示符，用于指示Payload
中第一个字节在帧内的准确位置，（相对于指针的偏移量），指 针的使用解决了低速信号复接成高速信号时，由于小的频率误差 所造成的载荷相对位置漂移的问题。
五次群 397200
24
× 96
4
2 04 8 ± 8448±30 50
30
× 120
4
× 480 5日
× 672 7美
34368±20
× 1440 3
× 4032 6
139264±15
× 5760 4
564992±15
× 480 4
× 1920 × 7680
4
4
PDH系统配置
PCM
PCM 跳
四
PCM