通信工程师考试SDH光纤传输网

初级通信工程师责任编辑：riyao83 2013-07-08

摘要：视频教程在线辅导面授招生考试大纲指定教材报名时间13.2SDH光纤传输网光纤传输网主要是以同步数字体系（SynchronousDigitalHierarchy,SDH）技术为棊础构成的光纤通信网（PDH也是构成光纤传输网的传输结构体系之一），又称光同步数字网。SDH是为实现在物理的光纤传输网络中传送经适当配置的信息，而标准化的数字传输结

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13.2 SDH光纤传输网

光纤传输网主要是以同步数字体系（SynchronousDigitalHierarchy,SDH）技术为棊础构成的光纤通信网（PDH也是构成光纤传输网的传输结构体系之一），又称光同步数字网。

SDH是为实现在物理的光纤传输网络中传送经适当配置的信息，而标准化的数字传输结构体系。

13.2.1SDH概述

1.SDH的基本概念

（1）SDH应用概况

SDH是基于光纤传输网的同步数字传输技术，它以光纤为主要传输媒介。随着光纤网的广泛应用，SDH成为现代传输的骨千网络。SDH同步数字系列也是当前世界各国采用的主要传输技术，原CCITT专门制定了统一的SDH国际标准。我国从20世纪90年代初开始建设SDH网络，1994年大多数干线巳直接采用2.5Gbit/s（STM-16）系统，10Gbit/s（STM-64）系统已开始实际应用。干线经过所有的省会和75%的本地网中的城市。各省也建设了省内SDH干线和本地SDH传送网。在数字传送网中SDH已成为主体。

（2）从准同步数字系列到同步数字系列

SDH是在PDH的基础上发展起来的一种数字传输技术体制。在PDH中，各级信号在复接过程中由于高阶与低阶之间不成4倍（欧洲/中国制式）的整倍数，各支路信号之间因时钟不同步也存在一定的偏差，因此需在各支路信号中插入一定数景的脉冲（空比特），以实现各支路信号之间的同步，以及各低阶信号与高阶信号的同步。因此，PDH的复用结构十分复杂，并且两个系列、3种数字速率标准互不兼容，PDH主要面向点到点的传输，在本地传输网得到广泛应用。

20世纪卯年代以前，PDH是通信网传输链路的主要方式。由于缺乏灵活性、复用结构复杂、维护管理困难、很难扩大容量以及各国采用的不同系列难以兼容等多方面原因，所以自20世纪80年代末期SDH技术出现以来，从干线到城市本地网传输，PDH已经渐被SDH全面取代，但在支路（155Mbit/s以下）的传输上PDH还具有实用价值。

（3）SDH的特点

与PDH比较，SDH有许多优点及特点。

①SDH实现了统一的比特率，即标准的信息结构等级--同步传递模块（SynchronousTransferModule,STM）STM-N（，N=4、16、64）；上一级是下一级的4的整数倍，不存在码速调整。

②SDH有一套特殊的复用结构，允许现存的PDH和B-ISDN（ATM）等信号都能纳入其帧结构中传输。它提供了同现有的PDH技术中己有的四次群（140Mbit/s）及以下的PDH信号接口，将各种不同制式的PDH信号在STM-丨这一等级上统一起来。SDH具有很强的兼容性和广泛的适应性。

③SDH的复用结构使不同等级的净负荷码流在帧结构内有规律地排列，净负荷又与网络同步。因而利用软件就可以从高速的信号中一次分插出低速支路信号，避免了全套背靠背复用/解复用设备。特别是SDH的各种网络单元（终端复用器TM）、（分插复用器ADM）、（再生中继器REG）和（同步数字交叉连接设备SDXC）的使用，使网络传输与上下话路更加灵活方便。

④SDH网有全世界统一的网络节点接口（NNI），从而简化信号的互通以及信号传输、复用、交叉连接等过程，标准的光接口允许不同厂家的设备在光网络中互通。

⑤SDH具有很强的网管能力。在SDH的帧结构中规定了丰富用于网络运行、维护、管理（OperationAdministrationandMaintenance,OAM）的字段，可提供故障检测、区段定位、性能管理、单端维护等多种能力。

⑥SDH网络大量使用软件进行网络配置与控制，增加新功能和新特性非常方便，适合业务不断发展的需要。

⑦SDH可组成自愈保护环路。自愈保护环提供两个方向和传输通路，作为主备用。这种网络结构形式可以在环路某处发生故障时及时有效地防止传输链路的中断。确保信息安全可靠传输。

2.SDH的速率与帧结构

（1）SDH的速率等级

由ITU-T的G707建议，按传输量定义了SDH的同步转移模块（STM）各级的速率。基本模块STM-1的速率为155.520Mbit/s,其他各高阶模块是将基本模块STM-1逐级同步复用、字节间插得到的，其速率均是相邻低阶的4倍。

ITU-T的G/707建议规范的SDH的标准速率如表13-3所示。

（2）SDH的帧结构

SDH的帧结构必须适应同步数字复用、交叉连接和交换的功能，同时也希望支路信号在一帧中均匀分布，有规律，以便接入和取出。ITU-T最终采纳了一种以字节为单位的矩形块状（或称页状）帧结构，如图13-8所示。

STM-N由NX270列X9行X8000组成，即帧长度为ATX270X9个字节或270XNX9X8个比特。帧周期为125埤（一帧的时间，即每秒传输l/125jis=8000帧）。

对于STM-1而言，帧长度为270X9=2430个字节，相当于19440比特，由此可算出其比特率为270X9X8X8000=155.520Mbit/s。

这种块状（页状）结构中各字节的传输是从左到右、由上而下按行进行的，即从第1行最左边字节开始，从左向右传完第1行，再依次传第2行、第3行等，直至整个9X270X况个字节都传送完再转到下一帧，如此一帧一帧地传送，每秒共传8000帧。

由图13-8可见，整个帧结构可分为3个主要区域。

①段开销区域。SDH帧结构中安排有两大类开销（开销是“支出并用于某种目的”的意思）？

段开销（SectionOverhead,S0H）和通道开销（PathOverhead,POH），它们分别用于段层和通道层（传输屮的通路分类）的维护。

帧结构的左边况X9列X8行（除去第4行）属于段开销区。对于STM-1而言，每帧中有72字节（576bit），由于每秒传送8000帧，因此共有4.608Mbit/s的容量用于网络的运行、维护和锌理（OAM），以保证信总净负荷正常、灵活传送。

②净负荷区域。信息净负荷（payload）区域是桢结构中存放各种信息负载的地方，图13-8中横向第10XAT?270XAT,纵向第1-9行（261X9）的2349XAT个字节都属此区域。

对于STM-1而言，它的容量约为150.336Mbit/s,其中含存少量通道开销（POH）字节，用于监视和控制通道性能，其余荷载业务信息。

③管理单元指针区域。宵理单元指针（AU-PTR）用来指示信息净负荷的第一个字节在STM一况帧中的准确位置，以便在接收端能正确地分解。

由于净荷区所载的信息涉及信息本身的结构与定界或信息通道处理过程所形成结构（如ATM中ALL层对信息的分段--信元），其信息分组装入净负荷区不一定刚好装满，实际上很有可能在上一帧中最后一组信息未装完，则需装到下一帧的开始部分，然后再装入一个新的信息组。AU-PTR就是指示这个新信息组的第一个字节在帧中的起始位置。

在阁13-8所示的帧结构屮第4行左边的9XAT列分配给指针用，即属于管理单元指针区域。对于STM-1帧而言它有9个字节（8X9=72bit）。