准同步数字体系
第七章同步数字体系(SDH)
AUPTR还可用于频率调整．以便实现网络各支路同步工作。
这10个比特就是指针值。指针值是用二进制来表示的。亦即用 l0个比特的0、1码构成的二进制数值，来表示十进制的0～782 个编号。再深一步说，就是用上面所述的10比持来表示VC-4第 一个字节在o～782中的位置。
四、指针的频率调整作用
1、当VC帧速率＜AUG帧速率时: 图7—14中的5个I比持反转，通知接收端表示要作正码速调整(加
(C-4)十(VC-4POH)=VC-4 (VC-4) 十(AU-4PTR)＝AU-4 (AU-4)＝(AUG) 最后形成 STM-1
(1)下图画出了两帧，(一帧的时间是125μs，故两帧是250μs (2)对照帧结构图7－2可知，图中左侧第四行的位置就是指针区。 (3)图右侧是两帧STM—1的净负荷区，为了表明净负荷区中某点的 位置，根据行、列来画线打出格子。从第四行向右、向下进行位置 编号。每三格编一个号。例如的000，111，222，－－。
二、PDH的固有缺点
1、存在互为独立的三大数字系列，使国际间的互通存在 困难。
2、无统一的光接口，使各厂家的产品互不兼容。 3、 4、网管通信带宽严重不足，给建立集中式电信管理网带
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三、SDH网的基本特点
优点： 1）SDH网络是由一系列SDH网元（NE）组成的，它是一个可在
光纤 或微波、卫星上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。 2）具有全世界SDH)传输网中的信号是以同步传输模块(STM)
PDH和SDH
PHD和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。
准同步数字体系
准同步数字体系准同步数字体系是一种基于数字技术的通信协议，用于实现高效的信息传输和数据处理。
该体系将支持多种数字设备的互联互通，有助于提高信息交流的效率和准确性。
本文将对准同步数字体系的原理、应用和未来发展进行详细介绍。
一、原理准同步数字体系的基本原理是在数据传输过程中，通过采用准确的时钟同步机制来确保数据的准确性和完整性。
1.1 时钟同步在准同步数字体系中，所有参与通信的设备通过网络同步时钟，以保证数据的传输时序一致。
通过准确的时钟同步机制，可以消除数据传输中的时钟偏差和抖动，从而实现准确的数据传输和处理。
1.2 数据校验为了保证数据的完整性和正确性，准同步数字体系采用了高效的数据校验技术。
在数据传输过程中，发送端会添加校验码，接收端则通过校验码验证数据的准确性。
如果数据出现错误，接收端可以通过重新请求数据或进行差错校正来纠正错误，并确保数据的可靠性。
二、应用准同步数字体系在各个领域都有广泛的应用，特别是在通信、控制和数据处理方面具有重要的意义。
2.1 通信领域在通信领域，准同步数字体系被广泛应用于数据传输和网络通信。
通过准确的时钟同步和高效的数据校验，可以实现高速、稳定的数据传输，满足现代通信网络对于高带宽、低延迟的需求。
2.2 控制系统准同步数字体系在控制系统中起到了重要的作用。
通过时钟同步和数据校验，可以实现各个控制设备之间的数据交换和共享，从而提高控制系统的精确性和稳定性。
例如，在工业自动化领域，准同步数字体系被广泛应用于实现分布式控制和数据采集。
2.3 数据处理准同步数字体系在数据处理领域也有广泛的应用。
通过保证数据的准确性和完整性，可以有效地进行数据分析和处理。
准同步数字体系提供了高效的数据传输和处理方式，有助于提高数据处理的速度和精度。
三、未来发展准同步数字体系在不断发展演进中，随着技术的不断进步和应用需求的增长，其未来发展潜力巨大。
3.1 高速传输随着通信技术的不断发展，对于高速数据传输的需求也越来越大。
同步数字体系的基本概念(ppt 144页)
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图5.20 PDH的网络结构（一种应用）
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版第社 四节 SDH的基本概念
一、 PDH的弱点
现在的准同步数字体系（PDH）传 输体制已不能适应现代通信网的发展要 求，其弱点主要表现在如下几个方面。
(1） 只有地区性数字信号速率和帧 结构标准而不存在世界性标准。
人民邮电出 版社 (2)没有世界性的标准光接口 规范，导致各个厂家自行开发的 专用光接口大量出现。
(3) 准同步系统的复用结构， 除了几个低等级信号（如 2048kbit／s，1544kbit／s）采用 同步复用外，其它多数等级信号 采用异步复用，即靠塞入一些额 外的比特使各支路信号与复用设 备同步并复用成高速信号。
人民邮电出 版社 (4 ) 复接方式大多采用按位复接，虽 然节省了复接所需的缓冲存储器容量，但 不利于以字节为单位的现代信息交换。
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2. 数字复接系统的构成
数字复接器的功能是把4个支 路（低次群）合成一个高次群。
数字分接器的功能是把高次群 分解成原来的低次群，它是由定时、 同步、分接和恢复等单元组成。
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图5.5 数字复接系统方框图
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版第社二节 同步复接与异步复接
一、 同步复接
1. 码速变换与恢复
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图5.13 扣除插入脉冲后的信号序列
图5.14 锁相环方框图
人民邮电出 版社 （1） 由于扣除帧同步码而产 生的抖动，有三位码被扣除，每 帧抖动一次，由于帧周期约为 100μs，故其抖动频率为10kHz。
（2） 由于扣除插入标志码而 产生的抖动。每帧有3个插入标志 码，再考虑到扣除帧码的影响， 相当于每帧有四次扣除抖动，故 其抖动频率为40kHz。
SDH传输网
第5章 SDH 传输网 5.1 概述 5.1.1 SDH 的产生传统的准同步数字体系（PDH ），暴露出现有的准同步数字体系所存在的一些固有弱点，具体表现在：1. 北美、欧洲和日本三种数字体系彼此互不兼容，造成国际互通的困难。
三种数字体系的电接口速率等级如图5.1.12.没有世界性的标准光接口规范，导致不同厂家生产的设备无法在光路上互通和调配，只能通过光/电转换成标准电接口才能互通，限制了联网应用的灵活性，增加了网络复杂性和运营成本。
3.采用的准同步复用技术，难以从高速信号中识别和提取低速之路信号，复用结构复杂，缺乏灵活性，硬件数量大，上下业务费用高。
例如从140Mbit/s 的信号中分/插出2Mbit/s 低速信号要经过如图5.1.2所示的过程。
4.在复用信号的帧结构中，由于开销比特的数量很少，不能提供足够的操作、维护和管理（OAM ）功能；因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。
欧洲系列日本系列北美系列5.由于建立在点对点的传输基础上的复用结构复杂，缺乏网络拓扑灵活性，无法提供最佳路由选择上下话路困难，难于实现数字交叉连接功能。
PDH所存在的上述这些固有弱点，制约了电信网的“网络化、智能化、综合化”的发展，而要想完满地在原有的技术体制和技术框架上来修改完善，解决这些问题已无济于事，于是一个更为先进的体制——同步数字体系（SDH）应运而生。
5.1.2 SDH的基本概念和特点一、SDH的基本概念所谓SDH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。
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送网络。
它的基本网元有终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、同步数字交叉连接设备（SDXC）和再生中继器（REG）等。
SDH网络有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N（N=1，4，16，64……）。
同步数字体系SDH
同步数字体系SDH内容•（一）了解SDH的相关知识；•（二）学习安装SDH网管；•（三）熟悉SDH网管的基本操作；•（四）学习SDH基本配置方法。
SDH简介在数字传输系统中，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。
PDH•在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列。
这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步”。
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。
ITU-T建议的数字比特速率系列与数字复接等级PDH复接帧结构PDH复接帧结构•三次群复接帧结构•四次群复接帧结构•五次群复接帧结构PDH数字传输系统的局限性•复接方式异步复接体制，在码速调整后，逐比特同步交错复接•群路上/下方式现行异步复接光纤通信系统中，没有专用的上/下话路设备，如果在中继站实现上/下话路，必须采用两套低次群到高次群复接设备•极少的信号传输辅助比特SDH定义•SDH全称同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy）•SDH规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性，提供了一个国际支持框架，在此基础上发展并建成了一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传输网。
准同步数字体系和同步数字体化
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广播电视：用于传输 广播电视节目
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企业网络：用于企业 内部通信和数据传输
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物联网：用于连接各 种智能设备，实现远 程控制和监测
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云计算：用于提供计 算、存储、网络等服 务
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5G网络：用于提供 高速、低延迟、高可 靠性的通信服务
较
定义与特点比较
添加标题
准同步数字体系：采用准同步传输技术，传输速率相对较低，但传输质量较高，适用于 对传输质量要求较高的场合。
添加标题
同步数字体系：采用同步传输技术，传输速率较高，但传输质量相对较低，适用于对传 输速率要求较高的场合。
添加标题
特点比较：准同步数字体系传输质量高，但传输速率相对较低；同步数字体系传输速率 高，但传输质量相对较低。
云计算：准同步数字体系和同步数字体化 在云计算中的应用
大数据：准同步数字体系和同步数字体化 在大数据中的应用
人工智能：准同步数字体系和同步数字体 化在人工智能中的应用
区块链：准同步数字体系和同步数字体化 在区块链中的应用
面临的挑战与机遇
技术挑战：如何实现更高效、更稳定的传输和接收 成本挑战：如何降低建设和运营成本 市场机遇：5G、物联网等新兴技术的发展带来的市场空间 政策机遇：政府对数字化建设的支持政策带来的发展机遇
准同步数字体系：在数据传输过程中，可以保证数据的实时性和准确性，但可能会出现数据 丢失的情况。
同步数字体化：在数据传输过程中，可以保证数据的完整性和可靠性，但可能会出现数据延 迟的情况。
优势与局限性比较
准同步数字体系： - 优势：传输速度快，延迟低，适合实时性要求高的应用 局限性：需要专门的硬件设备，成本较高 - 优势：传输速度快，延迟低，适合实时性要求高的应用 - 局限性：需要专门的硬件设备，成本较高
数字通信原理 第5章
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（5）使用者通路F1
保留给使用者（网络提供者）专用，主要 为特定维护而提供临时的数据/语声通路连接。 （6）比特间插奇偶校验8位码（BIP-8)B1 用作再生段误码性能监测。 （7）比特间插奇偶校验24位码(BIP-N×24)字 节B2B2B2
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(8)自动保护倒换通路(APS)字节K1和 K2(b1~b5) 两个字节用作自动保护倒换（APS)信令。 (9)复用段远端失效指示（MS-RDI）字节K2 （b6~b8）。 MS-RDI用于向发信端回送一个指示信号， 表示收信端检测到来话故障或正接收复用段告 警指示信号（ MS-AIS）。 （10）同步状态字节S1(b5~b8)
（2）虚容器(VC) 用来支持SDH的通道层连接的信息结构，它由容 器输出的信息净负荷加上通道开销(POH)组成，即：
VC-n=C-n+VC-n POH
VC的包逢速率是与 SDH网络同步的，因此不同的 VC是互同步的。
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而VC内部却允许装载来自不同容器的异步净负荷。
分为高阶虚容器和低阶虚容器。 （3）支路单元和支路单元组 支路单元是提供低阶通道层和高阶通道层之间适 配的信息结构。
TU-n=VC-n+TU-n PTR
（4）管理单元和管理单元组
管理单元提供高阶通道层和复用段层之间适配的 信息结构。
AU-n=VC-n+AU-n PTR
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（3）复用过程
映射是一种在SDH边界处使各支路信号适配进虚容器 的过程。
定位是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过 程。 复用是以字节交错间插方式把TU组织进高阶VC或把AU 组织进STM-N的过程。
④自动保护倒换字节K4（b1~b4)：功能与 高阶通道G1(b5~b7)类似。 ⑤增强型远端缺陷指示K4(b5~b7)： ⑥备用比特K4(b8)：安排将来使用。
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复用示意图
PDH复用原理
PDH体系中，一般将4个低等级的信息流（称为支路）通过字节间插复用的方式复用成1个高等级的信息流（称为群路或线路）。
PDH进行复用时各等级的速率信号相对其标称速率可能有一定的偏差范围（称为容差），这种具有相同的标称速率，但是又允许有一定偏差的信号也称为准同步信号。
在对准同步信号进行复用时，需要采用插入调整比特的方法来解决各个支路同步的问题，即采用异步复用（复接）。
PDH复用技术
PDH复用中的基本单位是帧，每一帧中包含了用于承载净荷的信息位和用于运行管理和维护等的非信息位。
其中，信息位（I）包含了支路中的所有比特（如支路中各时隙的信息及同步、信令和告警等），附加的非信息位也称控制位，主要包括了同步位F、调整指示位J 和调整位Y、Z等。
PDH传输体制采用插入控制位的方法来实现可能出现的瞬时读写时差的弥补。
PDH码速调整示例
PDH技术特点
由于采用了码速调整机制，PDH中存在着固有的相位抖动现象。
PDH技术另一个主要缺点是复杂的复用和解复用过程。
由于各支路信号在进行复用时需要进行码速调整以及解复用时需要进行码速恢复，因此无法在高等级PDH群路信号中直接对支路信号进入分插处理，这也使得PDH在网络中上下业务非常困难。
PDH固有缺陷
接口方面
电接口——只有地区性的电接口规范，无世界标准。
光接口——无光接口规范，各厂家独自开发。
复用方式
PDH采用异步复用方式，不能从高速信号中直接分离低速信号。
运行维护功能
PDH信号帧中用于OAM的开销少，OAM功能弱，系统安全性差。
无统一的网关接口
PDH体制不适应大容量传输网的组建。