第一章 sdh原理
第一節 sdh概述
1.1 sdh產生的技術背景
在講sdh傳輸體制之前我們首先要搞清楚sdh到底是什麼。那麼sdh是什麼呢？sdh全稱叫做同步數字傳輸
體制，由此可見sdh是一種傳輸的體制協議，就象pdh準同步數字傳輸體制一樣，sdh這種傳輸體制規範了數碼訊號的幀結構，復用方式，傳輸速率等級，介面碼型等特性。
那麼sdh產生的技術背景是什麼呢？
我們知道當今社會是資訊社會，高度發達的資訊社會要求通訊網能提供多種多樣的電信業務，通過通訊網傳輸、交換
處理的資訊量將不斷增大，這就要求現代化的通訊網向數位化、綜合化智慧型化、和個人化方向發展。
目前傳統的由pdh傳輸體制組建的傳輸網，由於其復用的方式很明顯的不能滿足訊號大容量傳輸的要求，另外pdh體制的地區性規範也使網路互連增加了難度，由此看出在通訊網向大容量標準化發展的今天，pdh的傳輸體制已經愈來愈成為現代通訊網的瓶頸，制約了傳輸網向更高的速率發展。
傳統的pdh傳輸體制的缺陷體現在以下幾個方面：
1.介面方面
1）只有地區性的電介面規範，不存在世界性標準，現有的pdh數碼訊號序列有三種訊號速率等級：歐洲系列、北美系列和日本系列，各種訊號系列的電介面速率等級，以及訊號的幀結構復用方式均不相同，這種局面造成了國際互通的困難，不適應當前隨時隨地便捷通訊的發展趨勢。三種訊號系列的電介面速率等級如圖1-1所示
2）沒有世界性標準的光介面規範。為了完成裝置對光路上的傳輸效能進行監控，各廠家各自採用自行開發的線路碼型。典型的例子是mbnb碼，其中mb為資訊碼，nb是冗餘碼，冗餘碼的作用是實現裝置對線路傳輸效能的監控功能，由於冗餘碼的接入使同一速率等級上光介面的訊號速率大於電介面的標準訊號速率，不僅增加了發光器的光功率代價，而且由於各廠家在進行線路編碼時，為完成不同的線路監控功能，在資訊碼後加上不同的冗餘碼，導致不同廠家同一速率等級的光介面碼型和速率也不一樣，致使不同廠家的裝置無法實現橫向相容，這樣在同一傳輸路線兩端必須採用同一廠家的裝置，給組網管理及網路互通帶來困難。
2.復用方式
現在的pdh體制中只有1.5mbit/s和2mbit/s速率的訊號，（包括日本系列6.3mbit/s速率的訊號）是同步的，其他速率的訊號都是非同步的，需要通過碼速的調整來匹配和容納時鐘的差異。由於pdh採用非同步復用方式，那麼就導致當低速訊號復用到高速訊號時，其在高速訊號的幀結構中的位置沒規律性和固定性，也就是說在高速訊號中不能確認低速訊號的位置，而這一點正是能否從高速訊號中直接分/插出低速訊號的關鍵所在，正如你在一堆人中尋找乙個沒見過的人時，若這一堆人排成整齊的佇列，那麼你只要知道所要找的人站在這堆人中的第幾排和第幾列就可以將他找了出來。若這一堆人雜亂無章的站在一起，若要找到你想找的人就只能乙個乙個的按**去尋找了。
既然pdh採用非同步復用方式，那麼從pdh的高速訊號中就不能直接的分/插出低速訊號，例如不能從140mbit/s的訊號中直接分/插出2mbit/s的訊號，這就會引起兩個問題：
1） 從高速訊號中分/插出低速訊號要一級一級的進行。例如從140mbit/s的訊號中分/插出2mbit/s低速訊號要經過如下過程，如圖1-2所示。
從圖中看出，在將140mbit/s訊號分/插出2mbit/s訊號過程中使用了大量的背靠背裝置，通過**解復用裝置從140mbit/s的訊號中分出2mbit/s低速訊號，再通過**復用裝置將2mbit/s的低速訊號復用到140mbit/s訊號中。乙個140mbit/s訊號可復用進64個2mbit/s訊號，若在此處僅僅從140mbit/s訊號中上下乙個2mbit/s的訊號也需要全套的**復用和解復用裝置，這樣不僅增加了裝置的體積、成本、功耗，還增加了裝置的複雜性，降低了裝置的可靠性。
2）由於低速訊號分/插到高速訊號要通過層層的復用和解復用過程，這樣就會使訊號在復用/解復用過程中產生的損傷加大，使傳輸
效能劣化。在大容量傳輸時此種缺點是不能容忍的，這也就是為什麼pdh體制傳輸訊號的速率沒有更進一步提高的原因。
3.執行維護方面
pdh訊號的幀結構裡用於執行維護工作oam的開銷位元組不多，這也就是為什麼在裝置進行光路上的線路編碼時，要通過增加冗餘編碼來完成線路效能監控功能。由於pdh訊號執行維護工作的開銷位元組少，這對完成傳輸網的分層管理、效能監控、業務的實時排程，傳輸頻寬的控制、告警的分析定位是很不利的。
1.2 與pdh相比sdh有哪些優勢
既然sdh傳輸體制是pdh傳輸體制進化而來的，因此它具有pdh體制所無可比擬的優點。它是不同於pdh體制的全新的一代傳輸
體制，與pdh相比在技術體制上進行了根本的變革。
首先我們先談一談sdh的基本概念，sdh概念的核心是從統一的國家電信網和國際互通的高度來組建數字通訊網，是構成綜合業務數字網isdn，特別是寬頻綜合業務數字網b-isdn的重要組成部分。那麼怎樣理解這個概念呢？因為與傳統的pdh體制不同，按sdh組建的網是乙個高度統一的標準化的、智慧型化的網路，它採用全球統一的介面以實現裝置多廠家環境的相容，在全程全網範圍實現高效的協調一致的管理和操作，實現靈活的組網與業務排程，實現網路自癒功能，提高網路資源利用率。由於維護功能的加強大大降低了裝置的執行維護費用，下面我們就sdh所具有的優勢，從幾個方面進一步說明。注意與pdh體制相對比。
1.介面方面
1）電介面方面
介面的規範化與否是決定不同廠家的裝置能否互連的關鍵。sdh體制對網路節點介面nni作了統一的規範。規範的內容有數碼訊號速率等級、幀結構、復接方法、線路介面、監控管理等。於是這就使sdh裝置容易實現多廠家互連，也就是說在同一傳輸線路上可以安裝不同廠家的裝置，體現了橫向相容性。
sdh體制有一套標準的資訊結構等級，即有一套標準的速率等級。基本的訊號傳輸結構等級是同步傳輸模組--stm-1，相應的速率是155mbit/s，高等級的數碼訊號系列，例如622mbit/s（stm-4）、2.5gbit/s（stm-16）等，可通過將低速率等級的資訊模組，例如stm-1，通過位元組間插同步復接而成，復接的個數是4的倍數，例如stm-4=4×stm-1，stm-16=4×stm-4。
技術細節
什麼是位元組間插復用方式呢？
我們以乙個例子來說明。有三個訊號幀結構a、b、c，各為每幀3個位元組，若將這三個訊號通過位元組間插復用方式復用成訊號d，那d就應該是這樣一種幀結構，幀中有9個位元組，且這9個位元組的排放次序如下圖
2）光介面方面
線路介面（這裡指光口）採用世界性統一標準規範。sdh訊號的線路編碼僅對訊號進行擾碼，不再進行冗餘碼的插入。擾碼的標準是世界統一的，這樣對端裝置僅需通過標準的解碼器就可與不同廠家sdh裝置進行光口互連。擾碼的目的是抑制線路碼中的長連0和長連1，便於從線路訊號中提取時鐘訊號。由於線路訊號僅通過擾碼，所以sdh的線路訊號速率與sdh電口標準訊號速率相一致，這樣就不會增加發端雷射器的光功率代價。
2.復用方式
由於低速sdh訊號是以位元組間插方式復用進高速sdh訊號的幀結構中的，這樣就使低速sdh訊號在高速sdh訊號的幀中的位置是固定的、有規律性的，也就是說是可預見的，這樣就能從高速sdh訊號例如2.5gbit/s（stm-16）中直接分/插出低速sdh訊號，例如155mbit/s（stm-1）這樣就簡化了訊號的復接和分接，使sdh體制特別適合於高速大容量的光纖
通訊系統。
另外由於採用了同步復用方式和靈活的對映結構，可將pdh低速支路訊號，例如2mbit/s復用進sdh訊號的幀中去（stm-n），這樣使低速支路訊號在stm-n幀中的位置也是可預見的，於是可以從stm-n訊號中直接分/插出低速支路訊號，注意此處不同於前面所說的從高速sdh訊號中直接分插出低速sdh訊號，此處是指從sdh訊號中直接分/插出低速支路訊號，例如2mbit/s、34mbit/s與140mbit/s等低速訊號，於是節省了大量的復接/分接裝置（背靠背裝置），增加了可靠性，減少了訊號損傷、裝置成本功耗、複雜性等，使業務的上下更加簡便。
sdh的這種復用方式使數字交叉連線dxc功能更易於實現，使網路具有了很強的自癒功能，便於使用者按需動態組網，實時靈活的業務調配。
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