1 SDH的产生
1.1 PDH的缺陷
以往的准同步(PDH)系统已越来越不适应电信网的发展，因为PDH体制有以下固有的一些缺点 。
(1)标准不统一
目前世界上有三种异步复接体制(表12－1)，三者互不兼容，国际互联时必须进行转换。
表12－1 三种异步复接体制
另外，目前只有统一的电接口标准(G.703)，而没有统一的光接口标准，即使在同一种异步 复接体制中，也不能保证光接口的互通。同为欧州体制的4次群系统，光接口就可能有几种 。如用5B6B码型，输出光信号码率为167.1168Mbps；用7B8B码型，输出光信号码率为159. 1589Mbps；用8B1H线路码型，输出光信号码率又为156.6620Mbps。光信号的码型、码率都 不同时，很难互通，只有通过光电变换将光接口转换为电接口后才能保证互通。这增加了网 络成本，影响了光纤系统的互联，与目前光纤通信飞速发展的形势不符。
(2)复用结构复杂
要完成数字复接，各低速数字支路必须彼此同步，有两种方法可以保证这一点：建立同步网 络和采用异步复接。在准同步网络中，各群次独立定时，因此高次群复接都采用以比特为单 位的异步复接。异步复接实际上是通过两个步骤实现的：先用码速调整将各支路信息码流调 整到速率、相位都一致，然后进行同步复接。一般采用正码速调速，这样在发端就要插入一 些码速调整比特，一路低速信号往往要经过多次码速调整，使得在高速信号中很难直接识别 和提取低速支路信号，要上下话路，只能采用一系列背靠背的复接器，将高次群信号一步步 地解复用到所要解出的低次群上，上下路后，再重新一步步地复用到高次群上(图12－1)。 显然，这种异步复用方式结构复杂，成本高，设备利用率低，硬件所占的成分大，因此很不灵活。
(3)缺乏强大的网络管理功能
在光纤通信系统中必须有辅助工作系统及相应的辅助信道，而目前的PDH网络已很难挖掘出 足够的辅助信道容量，因为PDH网的运行、管理和维护主要采用人工数字交叉连接和暂停业务进行测试的方法，因此帧结构中没有过多设置OAM比特。现代通信网的发展要求网络管理功能越来越强，网络管理功能的缺乏使PDH网络已无法支持新一代电信网。
要在原有的技术体制中对PDH网进行修补已是得不偿失，只有进行根本的改革才是出路，于是就出现了光同步传输网。
1.2 SONET和SDH
美国贝尔公司首先提出了同步光网络(SONET)，美国国家标准协会(ANSI)于20世纪80年代制 定了有关SONET的国家标准。当时的CCITT采纳了SONET的概念，进行了一些修改和扩充，重新命名为同步数字体系(SDH)，并制定了一系列的国际标准。
SDH和SONET的基本原理完全相同，标准也兼容，但还是略有差别(表12－2)。
表12－2 SONET、SDH比较
SONET的电信号称同步传递信号STS(Synchronous Transport Signal)，光信 号称光载体OC(Optical Carrier Level)，它的基本比特率是51.840Mbps；SDH的基本速率 为 155.520Mbps，其速率分级名称为同步传递模块STM(Synchronous Transport Module)。我 国采用SDH标准，因此下面的叙述都按SDH分级方式。
1.3 SDH的特点
SDH网的主要特点是同步复用、标准光接口和强大的网管功能，这三点在后面都要详细说明 。SDH网络还是一个非常灵活的网络，这体现在以下几个方面。
(1)支持多种业务
SDH的复用结构中定义了多种容器C和虚容器VC，各种业务只要装入虚容器就可作为一个独立 的实体在SDH网中进行传送。C、VC以及联和复帧结构的定义使SDH可以灵活地支持多种电路 层业务，包括各种速率的异步数字系列、DQDB、FDDI、ATM等，以及将来可能出现的新业务 。另外，段开销中大量的备用通道也增强了SDH网的可扩展性。SDH的这种灵活性和可扩展性 使它成为宽带综合业务数字网理所当然的基础传送网络。
(2)迅速、灵活地更改路由，具有很强的生存性
PDH中改变网络连接要靠人工更改配线架的接线，耗时长、成本高且易出错。在SDH网中，大 规模采用软件控制，通过软件就可以控制网络中的所有交叉连接设备和复用设备，需要改变 路由时，通过软件更改交叉连接设备和分插复用器的连接，只要几秒钟就可灵活地重组网络 。 特别是SDH的自愈环，在某条链路出现故障时，可以迅速地改变路由，从而大大提高了SDH网 的可靠性。
(3)定义了标准的网络接口和标准网络单元，提高了不同厂商之间设备的兼容性，使组网时 有更大的灵活性。2 SDH的网络节点接口及帧结构
2.1 网络节点接口
从原理上讲，传输网络由传输系统设备和完成多种传送功能的网络节点构成。传输系统设备 可以是光缆传输系统，也可以是数字微波系统或卫星通信系统。网络节点所要完成的功能包 括信道终结、复用、交叉连接和交换等多种功能。简单节点可以只具有部分功能，例如仅有 复用功能，而复杂节点则通常包括全部的网络节点功能。
所谓网络节点接口(NNI：Network Node Interface)表示网络节点之间的接口。在实际中也 可看成是传输设备与网络节点之间的接口。图12－2给出了一种可能的网络配置，用以说明 网络节点接口的位置。规范一个统一的NNI标准，其基本出发点在于，应使它不受限于特定 的传输媒质，不受限于网络节点所完成的功能，同时对局间通信或局内通信的应用场合也不 加以限定。因此NNI的标准化不仅可以使3种地区性PDH系列在SDH网中实现统一，而且在建设 SDH网和开发应用新设备产品时可使网络节点设备功能模块化、 系列化，并能根据电信网络 中心规模大小和功能要求灵活地进行网络配置，从而使SDH网络结构更加简单、高效和灵活 ，并在将来需要扩展时具有很强的适应能力。
同步数字系列的网络节点接口NNI的基本特征是，具有国际标准化的接口速 率和信号帧结构。
2.2 SDH帧结构
首先来看一下STM－1的帧结构(图12－3)，STM－1比特率为155. 520Mbps，帧长为125μs， 因此一帧包括19 440比特，即2430字节，如图排列成9行270列，发送顺序为从左至右；从上 至下依次发送。每行的前9个字节(前9列)，共81字节中放置了段开销(SOH——Section Over head)和管理单元指针(AU PTR)；每行的后261个字节构成了信息净负荷区(Payload)，其中 有9字节为通道开销(POH——Path Overhead)。
段开销和通道开销字节的安排如图12－4。段开销的前3行为再生段开销(ROSH)，第5－9行为 复接段开销(MSOH)。再生段、复接段以及通道在实际系统中的位置可参见图12－5，POH在整个通道中保持不变；RSOH由再生段终端修改，在一个再生段内保持不变；MSOH由复接段设备( 如ADM、SDXC)修改，在一个复接段内不变。
段开销和通道开销各字节功能如下：
A1A2为帧定位字节，其中
A1=11110110 A2=00101000
一帧中有48个帧定位比特，伪同步概率仅为。B1B2B3为误 码监测字节,其中： B1：再生段误码监测，偶校验的比特间插奇偶校验8位码(BIP－8码);
B2：复接段误码监测，BIP－24码；
B3：通道误码监测。
C1C2为标记符号字节，其中
C1：STM识别符，识别每个STM－1信号在STM－N复用信号中的位置；
C2：信号指示标记，标明VC中映射的是ATM信元、FDDI、MAN还是某种PDH信号。
D1~D12为数据通信通路(DCC)，构成SDH管理网(SMN)的传送链路，其中：
D1~D3：192kbps的数据通道，用于再生段。
D4~D12：576kbps的数据通道，用于复接段。
E1E2提供两路64kbps的公务联络语声通路，其中：
E1：用于本地公务通路，在再生器接入；
E2：用于直达公务通路，在复接段终端接入。
F1F2为用户通路，为特定维护目的提供临时的数据／语声通路。
G1：通道状态字节。
H4：TU位置指示字节，指示当前TU帧在TU复帧中的位置。
J1：用于跟踪通道连接状态，在J1中
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