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SDH概念和特点

       所谓行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络,它具有全世界统一的网络节点接口(NNI)。
       这里所说的NNL是指网络节点互连的接口,其网络参考配置(如图2所示)中包含了传输网络的两种基本设备,即传输设备和网络节点(设备)。传输设备包括光纤通信、微波通信和卫星通信等系统;而在网络节点上要实现终结、复用、交叉连接和交换功能。它包含有许多种类,如64kbit/s电路节点、宽带交换节点等。在现代传输网络中,要想统一上述技术和设备的规范,必须具有统一的接口速率及相应的帧结构,而SDH网络就具备了这一特点。
       SDH采用一套标准化的信息结构等级,称为同步传送模块STMN(N=1,4,16,64,…),其中最基本的模块为STM-1,传输速率为155.520Mbit/s;将4个STM-1同步复用构成STM-4,传输速率为4X155.520Mbit/s =622.080Mbit/s;将16个STM-1(或4个STM-4)同步复用构成STM-16.传输速率为2488.320Mbit/s.以此类推。SDH的帧结构为一个块状帧结构,其中安排了丰富的开销比特用于网络管理,包括段开销(SOH)和通道开销(POH),同时具备一套灵活的复用与映射结构,允许将不同级别的PDH,ATM等信号经处理后放入不同的虚容器(VC-n)中,因而具有广泛的适应性。在传输时,按照规定的位置结构将以上这些信号组装起来,利用传输媒质(如光纤、微波等)送到目的地。
 
NNI在网络中的位置
图2    NNI在网络中的位置
SDH是完全不同于PDH的新一代传输网体制,它主要具有以下特点。
(1)新型的复用映射方式
       SDH釆用同步复用方式和灵活的复用映射结构,使低阶信号和高阶信号的复用/解复用一次到位.大大简化了设备的处理过程,省去了大量的有关电路单元、跳线电缆和电接口数量,从而简化了运营与维护,改善了网络的业务透明性。
(2)兼容性好
       SDH网不仅能与现有的PDH网实现完全兼容,即使PDH的1.544Mbit/s和2.048Mbit/s两大体系(含三种地区性标准)在STM1等级上获得统一,实现了数字传输体制上的世界性标准。同时还可容纳各种新的数字业务信号(如ATM信元、FDD1信号等),因此SDH网具有完全的前向兼容性和后向兼容性。
同步数字层次结构
(3)接口标准统一
        SDH具有全世界统一的网络节点接口,并对各网络单元的光接口有严格的规范要求,从而使得任何网络单元在光路上得以互通,体现了横向兼容性。 
 (4) 网络管理能力强
       SDH帧结构中安排了丰富的开销比特,使网络的运行、维护、管理与指配(OAM&P)能力大大加强,通过软件下载的方式,可实现对各网络单元的分布式管理,同时也便于新功能和新特性的及时开发与升级,促进了先进的网络管理系统和智能化设备的发展。
 (5) 先进的指针调整技术
        虽然在理想情况下,网络中各网元都由统一的高精度基准钟定时,但实际网络中,各网元可能分属于不同的运营者,在一定范围内是能够同步工作的(同步岛),若超出这一范围,则有可能出现一些定时偏差。SDH采用了先进的指针调整技术,使来自于不同业务提供者的信息净负荷可以在不同的同步岛之间进行传送,即可实现准同步环境下的良好工作,并有能力承受一定的定时基准丢失。
 (6) 独立的虚容器设计
       SDH引入了“虚容器”的概念,所谓虚容器(VC:VirtualContainer)是一种支持通道层连接的信息结构,当将各种业务信号经处理装入虚容器以后,系统只需处理各种虚容器即可达到目的,而不管具体的信息结构如何,因此具有很好的信息透明性,同时也减少了管理实体的数量。
虚容器
 (7) 组网与自愈能力强
       SDH网络中采用先进的分插复用器(ADM)、数字交叉连接(DXC)等设备,使组网能力和自愈能力大大增强,同时也降低了网络的维护管理费用。
 (8) 系列标准规范
       SDH已提出了一系列较完整的标准,使各生产单位和应用单位均有章可循;同时,也使各厂家的产品可以直接互通,使电信网最终工作于多厂家的产品环境中;另外,也便于国际互通。
       归纳起来,SDH最为核心的三大特点是同步复用、强大的网络管理能力和统一的光接口及复用标准,并由此带来了许多优良的性能,这些特点在后面的讲述中将有充分的体现。
2.SDH应用的若干问题
       SDH具有许多优良的性能,曾为现代信息传输技术翻开了崭新的一页。但世界上任何通信技术都是有其先进的一面,也有其不足的地方,所得到的好处总是要以牺牲某些方面来换取的。SDH作为一种新的技术体制也不例外,必然会存在一些不足之处,从目前的应用来看,主要反映在以下几个方面。
(1) 频带利用率
      SDH为得到丰富的开销功能,造成频带利用率不如传统的PDH系统高。例如,PDH的四次群(139.264Mbit/s)中含有64个2.048Mbit/s系统或4个34.368Mbit/s系统,而SDH的STM-1(155.520Mbit/s)中只能含有63个2.048Mbit/s系统或3个34.368Mbit/s系统,频带利用率分别从PDH的94%和99%下降到83%和66%。
(2) 抖动性能
       SDH由于引入了指针调整技术,为网络带来了诸多方便,但同时也引起了较大的相位跃变,使抖动性能劣化,尤其是经过SDH/PDH的多次转接,使信号损伤更为严重,必须釆取有效的相位平滑等措施才能满足抖动和漂移性能的要求。 
(3) 软件权限
       SDH中由于大规模地釆用软件控制和智能化设备,使网络应用十分灵活,设备体积也减小了许多.但由于软件的权力过大,各种人为的错误、计算机软件和硬件故障、计算机病毒、各种非法用户的侵入等都可能导致网络出现重大故障,甚至造成全网瘫痪,必须进行强有力的安全管理。
(4) 定时信息的传送
       由于SDH中的关键设备ADM/DXC具有分插和重选路由功能,因此较难区分出来自不同方向、具有不同经历的2.048Mbit/s信号,也就难以确定最适于作网络定时的2.048Mbit/s信号;同时,由于具有指针调整功能,无法承载定时信息,从而给网络同步规划及性能保障增加了难度。
(5) IP业务对SDH传送网结构的影响
       当网络的IP业务量越来越大时,将会出现业务量向骨干网的转移、收发数据的不对称性、网络IP业务量大小的不可预测性、网络IP业务量变动的不可预测性、IP业务量的多跳性等特征,对底层的SDH传送网结构将会产生重大的影响。例如,在目前的长途骨干传送网上,SDH环是主要的网络结构,这种SDH环非常适合于可预测的电话业务量,但是当数据(特别是IP业务量)大量增加时,就会出现一些不相适应的问题。
 同步数字层次结构
       综上所述,虽然SDH还存在着一些弱点,但从总体技术上看,SDH以其良好的性能得到了举世公认,成为目前传送网的发展主流。尤其是与目前一些先进技术相结合,如光波分复用(WDM)技术,ATM技术.Internet技术(IPOverSDH,支持以太网接口)等,使SDH网络的作用越来越大,成为目前信息高速公路中的主要物理传送平台。