SDH原理详解：同步数字体系的核心概念与问题

"SDH原理" SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）是一种用于数字通信网络的标准化传输体制，它解决了PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字体系）的一些固有问题，如速率标准不统一、接口不规范、网络操作复杂等问题。SDH的出现是为了实现全球范围内的互操作性和高效利用光纤带宽。 1. PDH基本概念 PDH是早期的数字传输系统，主要分为欧洲系列、北美系列和日本系列，具有地区性的电接口规范，没有统一的世界标准。它采用异步复用方式，意味着不同速率的信号在复用过程中需要通过码速调整来匹配，这导致了低速信号在高速信号中的位置不规则。这种复用方式在插入或分离信号时需要逐级进行，增加了信号处理的复杂性和潜在损伤，不利于大规模传输。 2. SDH基本概念 SDH是为了解决PDH的这些问题而设计的，它引入了同步复用的概念，所有信号都基于一个共同的基准时钟，简化了网络操作和维护。SDH使用统一的帧结构和复用层次，例如STM-1（同步传输模块第一级）是SDH的基本单元，速率是155.520 Mb/s，可以进一步复用成STM-4、STM-16等更高层次的模块。 3. 帧结构 SDH的帧结构非常规整，包含段开销（SOH）、管理单元指针（AU-PTR）和信息净荷。段开销用于网络监控和故障检测，指针用于对齐不同源的信号，信息净荷则承载实际的数据业务。 4. 映射与复用 SDH采用灵活的映射和复用机制，将各种速率的PDH信号映射到相应的SDH容器（C）中，然后通过虚容器（VC）和支路单元（TU）进行复用，最终形成STM-N（N代表复用级别）信号。 5. 复用结构和步骤 复用过程包括映射、定位和复用三个步骤。首先，低速信号被映射到相应大小的容器中，然后通过指针调整对齐，最后通过复用线结构将多个容器组合成一个STM-N帧。 6. 定时与同步 SDH通过主时钟和从时钟的同步机制确保整个网络的时钟一致性，提供了高精度的时间同步，减少了信号处理中的时钟偏差问题。 7. 网络结构 SDH网络通常由终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）和再生中继器（REG）组成，形成环形、网状或星形网络结构，支持灵活的业务接入和交换。 8. 网络自愈保护 SDH提供快速的网络恢复机制，如环形保护（如二纤单向通道保护环、四纤双向复用段保护环）和路径保护，能够在极短时间内自动切换到备用路径，保障通信的连续性和可靠性。 9. 技术指标 SDH的性能指标包括误码率、抖动和漂移等，这些指标反映了信号传输的质量和网络的稳定性。 通过SDH，通信网络实现了标准化、高效化和智能化，极大地推动了电信网络的发展和全球范围内的互联互通。