SDH技術(shù)分析

譚鏡邦

東莞市新遠(yuǎn)高速公路發(fā)展有限公司?；⒏咚俟贩止?，廣東東莞 523000

數(shù)字傳輸系統(tǒng)以數(shù)字化的脈沖序列傳輸數(shù)據(jù)流，為保證數(shù)據(jù)流傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，傳輸設(shè)備的速率必須保持同步。發(fā)展初期，通信系統(tǒng)主要以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，數(shù)據(jù)傳輸量小，對(duì)系統(tǒng)要求低。PDH，即準(zhǔn)同步數(shù)字傳輸體系符合技術(shù)的需求，得到廣泛應(yīng)用。PDH是原始的數(shù)字傳輸體系標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)同步意味著不是真正的同步，數(shù)據(jù)流只是以相對(duì)準(zhǔn)確的速率傳輸，設(shè)備間設(shè)定了一個(gè)不能超過的偏離值，數(shù)據(jù)流在偏離值內(nèi)即視為準(zhǔn)確的傳輸。隨著技術(shù)的發(fā)展，傳輸數(shù)據(jù)量的增大，傳輸系統(tǒng)的要求也不再是簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)的安全性與網(wǎng)管能力變得越來越重要，基于PDH技術(shù)的傳輸體系已經(jīng)不再適應(yīng)高端客戶的需求。

1 SDH的概念[1]

1.1 SDH定義

SDH即Synchronous Digital Hierarchy，是ITU-T定義的國際標(biāo)準(zhǔn)，指不同速度的脈沖序列以同步的速率在設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)流。SDH具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接口，不同廠家的光電設(shè)備能在同一傳輸系統(tǒng)中兼容；具有標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，能滿足未來數(shù)據(jù)傳輸增值業(yè)務(wù)的傳輸需求；具有增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)管理能力，強(qiáng)大的自愈保護(hù)功能。

SDH采用的信息結(jié)構(gòu)稱為同步傳送模塊STM-N?；赟TM-1級(jí)別信號(hào)為基礎(chǔ)信號(hào)，更高速率的SDH信號(hào)由字節(jié)交叉的NxSTM-1信號(hào)形成。STM-1能提供高達(dá)155.52Mb/s的傳 輸 速 率，STM-4為 622.08Mb/s，STM-16為 2488.32Mb/s，STM-64 為 9953.28Mb/s。

1.2 幀結(jié)構(gòu)

SDH通過矩形塊狀的幀來承載數(shù)據(jù)，幀長(zhǎng)為125μs，由9行x270列xN字節(jié)組成，字節(jié)的傳輸由左至右逐行進(jìn)行，每行的前9字節(jié)裝載段開銷和管理單元指針。段開銷用來維護(hù)管理網(wǎng)絡(luò)，包括再生段開銷和復(fù)用段開銷。管理單元指針用來指示信息凈負(fù)荷首字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的位置。后261字節(jié)裝載信息凈負(fù)荷，其中有9字節(jié)為通道維護(hù)管理的通道開銷。

1.3 幀裝載

SDH信號(hào)交叉形成STM-N信號(hào)幀的過程要經(jīng)過映射、復(fù)用和指針處理：映射是信號(hào)裝載相應(yīng)虛容器的過程；復(fù)用是多個(gè)低階/高階通道層信號(hào)裝載進(jìn)復(fù)用層的過程；指針處理保證復(fù)用時(shí)各支路信號(hào)的同步。

2 SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.1 SDH光電設(shè)備[2]

SDH傳輸網(wǎng)由各種光電設(shè)備構(gòu)成，通過不同的光電設(shè)備完成SDH的光電傳輸?；镜墓怆娫O(shè)備包括：1）終端復(fù)用器：將異步信號(hào)復(fù)用成同步信號(hào)，并完成電/光轉(zhuǎn)換；2）分插復(fù)用器：用于SDH傳輸網(wǎng)的轉(zhuǎn)接點(diǎn)處，將低速支路信號(hào)交叉復(fù)用到線路上，或?qū)⒕€路高速信號(hào)拆分到支路上，常用于線性網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)；3）數(shù)字交叉連接設(shè)備：用于SDH的STM-N信號(hào)交叉連接，完成各個(gè)信號(hào)間的可控連接和再連接；4）再生中繼器：將傳輸過程中衰減的信號(hào)進(jìn)行放大與重組，延長(zhǎng)傳輸距離。

2.2 SDH傳輸網(wǎng)

SDH傳輸網(wǎng)指物理意義上形成的傳輸網(wǎng)絡(luò)，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為：1）線形：將傳輸網(wǎng)上的設(shè)備以點(diǎn)的方式逐個(gè)連接，但首尾設(shè)備不相連，是經(jīng)濟(jì)性最好的組網(wǎng)方案；2）星形：將傳輸網(wǎng)上的某一設(shè)備作為支點(diǎn)，其余設(shè)備只與此支點(diǎn)相接，是接入網(wǎng)較常用的組網(wǎng)方案；3）樹形：線形拓?fù)渑c星形拓?fù)浣徊媸褂玫慕M網(wǎng)方案，適用于廣播式業(yè)務(wù)；4）環(huán)形：傳輸網(wǎng)上的設(shè)備以串聯(lián)的方式相互連接，形成環(huán)形的閉路，適用于長(zhǎng)途干線網(wǎng)、中繼網(wǎng)及本地網(wǎng)；5）網(wǎng)孔形：傳輸網(wǎng)上的每個(gè)設(shè)備均相互連接，是安全性最高的組網(wǎng)方案，適用于骨干網(wǎng)。

2.3 SDH自愈網(wǎng)

SDH自愈網(wǎng)是指?jìng)鬏斁W(wǎng)某一線路或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，在極短且不丟失數(shù)據(jù)地情況下自動(dòng)從故障中恢復(fù)的組網(wǎng)方案。商用中實(shí)際的方案有：線路保護(hù)倒換，環(huán)形網(wǎng)保護(hù)，DXC網(wǎng)形保護(hù)。以最常用的環(huán)形網(wǎng)保護(hù)為例：自愈環(huán)利用分插復(fù)用器以環(huán)形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)傳輸網(wǎng)進(jìn)行組建，其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)主光纖出現(xiàn)故障，自動(dòng)切換至備用纖，當(dāng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障，自動(dòng)切換至替換設(shè)備，是線路保護(hù)性很高且成熟的組網(wǎng)方案。自愈環(huán)利用了多節(jié)點(diǎn)設(shè)備分插復(fù)用，降低了倒換設(shè)備的成本，使環(huán)形網(wǎng)廣泛應(yīng)用于中繼網(wǎng)和接入網(wǎng)。

3 SDH的應(yīng)用與發(fā)展[3]

SDH技術(shù)漸走向成熟，許多新技術(shù)的加入，使得SDH組網(wǎng)方案更適應(yīng)當(dāng)今光纖通信傳輸?shù)男枨?。SDH傳輸速率從最初的STM-1標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展到了今天的10Gb/s標(biāo)準(zhǔn)，加上波分復(fù)用，光時(shí)分復(fù)用，孤子技術(shù)等的成熟，40Gb/s標(biāo)準(zhǔn)正慢慢走向商用。

光電學(xué)的發(fā)展，單模光纖技術(shù)的改進(jìn)，色散補(bǔ)償和PMD補(bǔ)償技術(shù)的成熟，很好地解決了光信號(hào)的色散，偏振，非線性效應(yīng)，同時(shí)拉曼光放大器的出現(xiàn)，RZ編碼技術(shù)的應(yīng)用，為長(zhǎng)距離傳輸中繼創(chuàng)造了條件，使長(zhǎng)距離骨干網(wǎng)傳輸成為可能。

POS，即IP over SDH，也是SDH發(fā)展的另一選擇。POS是將IP數(shù)據(jù)包通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議進(jìn)行封裝，經(jīng)HDLC封裝幀格式后映射到SDH同步凈負(fù)荷，加上通道開銷和段開銷，復(fù)用成SDH幀，通過SDH傳輸網(wǎng)在光纖中傳輸，保留了IP無連接的特征，實(shí)現(xiàn)了基于IP多業(yè)務(wù)的高速傳輸，是未來國際骨干網(wǎng)建設(shè)和改造的首選方案。

MSTP，基于SDH，尚處于商用初始階段，結(jié)合TDM，ATM，以太網(wǎng)等技術(shù)，支持多物理接口，多協(xié)議，集成數(shù)字交叉連接交換，提供高級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理，帶寬利用率高，能提供多業(yè)務(wù)支持，但有待市場(chǎng)的考驗(yàn)。

4 結(jié)論

光通信技術(shù)變化迅速，各種新的傳輸技術(shù)相繼出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商有了更多的選擇，但網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商還在觀望新技術(shù)，新技術(shù)組網(wǎng)成本較高的因素下，基于SDH發(fā)展起來的POS，MSTP等組網(wǎng)方案，必定是短期內(nèi)可靠的傳輸網(wǎng)組網(wǎng)方案。

[1]肖萍萍，吳健學(xué).SDH原理與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2008.

[2]孫學(xué)康，毛京麗.SDH技術(shù)[M].2版.北京：人民郵電出版社，2009.

[3]胡慶.光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)(修訂版)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.