SDH介紹及其原理和發展方向

簡介:

SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步數字體系)光端機容量較大,一般是16E1到4032E1。SDH是一種將復接、線路傳輸及交換功能融爲一體、並由統一網管系統操作的綜合信息傳送網絡,是美國貝爾通信技術研究所提出來的同步光網絡(SONET)。國際電話電報諮詢委員會(CCITT)(現ITU-T)於1988年接受了SONET 概念並重新命名爲SDH,使其成爲不僅適用於光纖也適用於微波和衛星傳輸的通用技術體制。它可實現網絡有效管理、實時業務監控、動態網絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能,能大大提高網絡資源利用率、降低管理及維護費用、實現靈活可靠和高效的網絡運行與維護。


原理:

SDH採用的信息結構等級稱爲同步傳送模塊STM-N(Synchronous Transport,N=1,4, 16,64),最基本的模塊爲STM-1,四個STM-1同步複用構成STM-4,16個STM-1或四個 STM-4同步複用構成STM-16,四個STM-16同步複用構成STM-64,甚至四個STM-64同步複用構成STM-256;SDH採用塊狀的幀結構來承載信息,每幀由縱向9行和橫向 270×N列字節組成,每個字節含8bit,整個幀結構分成段開銷(Section OverHead,SOH)區、STM-N淨負荷區和管理單元指針(AU PTR)區三個區域,其中段開銷區主要用於網絡的運行、管理、維護及指配以保證信息能夠正常靈活地傳送,它又分爲再生段開銷(Rege nerator Section OverHead,RSOH)和複用段開銷(Multiplex Section OverHead, MSOH);淨負荷區用於存放真正用於信息業務的比特和少量的用於通道維護管理的通道開銷字節;管理單元指針用來指示淨負荷區內的信息首字節在STM-N幀內的準確位置以便接收時能正確分離淨負荷。SDH的幀傳輸時按由左到右、由上到下的順序排成串型碼流依次傳輸,每幀傳輸時間爲125μs,每秒傳輸1/125×1000000幀,對STM-1而言每幀字節爲8bit×(9×270×1)=19440bit,則STM-1的傳輸速率爲19440×8000=155.520Mbit/s;而STM-4的傳輸速率爲4×155.520Mbit/s=622.080Mbit/s;STM-16的傳輸速率爲16×155.520(或4×622.080)=2488.320Mbit/s。   SDH傳輸業務信號時各種業務信號要進入SDH的幀都要經過映射、定位和複用三個步驟:映射是將各種速率的信號先經過碼速調整裝入相應的標準容器(C),再加入通道開銷(POH)形成虛容器(VC)的過程,幀相位發生偏差稱爲幀偏移;定位即是將幀偏移信息收進支路單元(TU)或管理單元(AU)的過程,它通過支路單元指針(TU PTR)或管理單元指針(AU PTR)的功能來實現;複用的概念比較簡單,複用是一種使多個低階通道層的信號適配進高階通道層,或把多個高階通道層信號適配進複用層的過程。複用也就是通過字節交錯間插方式把TU組織進高階VC或把AU組織進STM-N的過程,由於經過TU和AU指針處理後的各VC支路信號已相位同步,因此該複用過程是同步複用複用原理與數據的串並變換相類似。

發展方向:

SDH將向多業務承載能力、智能化和更高的傳輸容量這三個方面發展。

    1.更豐富的多業務承載能力

    隨着電信運營市場競爭的加劇,網絡需要承載的業務類型大幅增加。如何在單一的基礎網絡中實現多類型業務的有效承載,成爲了人們廣泛關注的問題,並由此產生出一個新的技術概念?多業務傳送平臺(MSTP)。在國內當前實際的網絡建設中,應用最普遍的是基於SDH的多業務傳送平臺MSTP。

    基於SDH的MSTP的基本思想是在傳統的SDH傳輸平臺上,將SDH對實時業務的有效承載和網絡二層甚至三層技術所具有的數據業務處理能力有機結合起來,以增強傳送節點對多類型業務的綜合承載能力。在當前實際的設備開發和應用中,如何有效地承載以太網業務是關注的重點。爲滿足客戶層對以太網業務性能日益增長的要求,當前新的研究重點己集中在將多協議標籤交換(MPLS)和彈性分組環(RPR)等技術內嵌入MSTP中,並和已有技術有效配合,共同提高以太網的業務性能及其組網應用能力。

    2.更強大的傳送智能

    具有更高的智能也是基於SDH的MSTP的一個重要的發展方向。智能化的光傳輸技術ASON則可進一步將客戶層網絡對帶寬需求的變化和節點的帶寬調整動作關聯起來,實現基於SDH的MSTP節點的帶寬按需分配。

    智能光網絡是網絡發展的必然趨勢,但它在網絡中的應用將是一個逐步演進的過程。目前,能夠部分支持ASON的智能光節點已經開始逐步應用於電信網絡。從實際進展情況看,ASON大規模應用於網絡各層面還需要一定時間,它將首先在長途骨幹網以及城域網的骨幹層中得到應用,進而逐步向網絡邊緣滲透。

    3.更高的傳輸容量

    從過去20多年的電信發展過程來看,光纖通信的發展始終在按照TDM方式進行,高比特率系統的經濟效益大致按指數規律增長。目前,10Gbit/s系統已開始在各運營商的骨幹網絡中大量使用,一些設備製造商的實驗室已開發出40Gbit/s系統。

    從網絡應用看,10Gbit/s接口的路由器已經問世,爲了提高核心網的效率和功能,希望單波長內能處理多個數字連接,因此核心網的單波長速率向40bit/s方向演進是合乎邏輯的。從實際應用來看,40Gbit/s在節點技術的實現、網絡應用和系統的性能價格比等方面還存在一定的問題,因此短期內規模應用的可能性不大。

    總之,網絡發展導致傳輸網與業務網關係越來越緊密,MSTP在借鑑數據網、交換網等行之有效的技術基礎上,將傳送和業務節點緊密結合,可靈活的滿足多種業務信號的傳輸要求。因此,在相當長的一段時間內,MSTP將依然是國內城域傳輸網建設的主流技術。


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