SDH光同步數字網1——SDH的網路節點介面、速率和幀結構

（1） SDH的基本概念

SDH（Synchronous Digital Hierarchy，數字同步體系）網是由一些SDH的網路單元（NE）組成的，在光纖上進行同步信息傳輸、復用、分插和交叉連接的網路。

（2）網路節點介面

NNI：是指網路節點之間的介面

在圖中，DXC代表設備，TM代表終端的復用設備，從圖中可以看出，NNI是指的線路跟設備之間的介面，而線路既可以是有線的也可以是無線的，有線比如光纖，無線比如SDH微波（傳輸容量比較小）。對於不同的線路系統，由於介質不一樣，他們的網路節點介面的標準也不一樣，但是對於有線（也就是對於光纖系統）來說，網路節點的介面不論是對於電介面還是光介面，都具有統一的標準。

（3）幀結構

在圖中，是一個9行、270列的塊狀數據幀，所傳輸的信息各自放在數據幀的不同位置。

因此，把數據幀分為了3個區域：

① 信息凈負荷區

所要傳輸的信息無論語音信息還是數據信息，都是放在凈負荷區內。

②管理單元指針（AU-PTR）

SDH技術跟PDH技術不同的地方就在於它中間引入了管理單元指針，能夠隨時地監控指針的調整，來指示調整的首位元組位置在哪裡，隨時跟蹤首位元組的位置，這樣使得系統能夠利用計算機軟體順利地插入信息和提取信息。可見，對於幀結構中各個位元組裏內容的排序，如果要使計算機能夠控制實現，它必須要有一定的規則，即要是均勻的排序規則。

③段開銷區（RSOH、MSOH）

前三行SOH，是作為對再生段進行操作維護管理的區域，而後五行、九列，45個位元組是用於對復用段進行操作維護管理的信息放置的區域，各自不同的區域是對不同的對象來進行管理。

總結：

①信息凈負荷區：存放有效傳輸信息的位元組區

組成：通道開銷POH（對有效信息進行通道上操作維護管理的控制開銷、附加的位元組…）和有效傳輸信息（語音、數據信息…）。

通道開銷POH是在凈負荷區的前面一列，9個位元組，作為通道開銷區（如下圖，紅色框內為POH），用來監視後面的區域所傳輸的有效信息是否正常以及其接入的內容是什麼內容，作為一個管理的指示。

②管理單元指針：用於指示凈負荷電信息起始位元組的位置。

③段開銷區：為了保證信息正常傳送而供網路運行、管理和維護所使用的附加位元組。

組成：RSOH、MSOH

（4）幀位元組數、幀速率

幀結構中一幀所包含的位元組數

從圖中可以看到，對一個塊狀結構，它是9行270列的，其中，

一幀中的位元組數就是9×270=2430

摺合成比特數，一個位元組包含8個比特

一幀的比特數就是9×270×8=19440

在整個線路上進行信息的傳輸，它的傳輸比特流應該是串型的，而現在我們的幀結構是一個個塊狀的幀結構，塊狀的幀結構怎麼轉化成串型的比特流在線路上進行傳輸呢，傳輸方式應該是怎樣的？

傳輸方式：從左到右地傳輸，然後再從上到下一行一行地傳，因此它的傳輸方式可以表示為從左到右、從上到下，也就是說，首先傳第一行，接著傳第二行，第三行…直至傳到最後一行。這樣的傳輸方式就把塊狀的幀結構轉換成串型的方式進行線性傳輸。幀週期是125μs。幀結構與幀結構之間（前面是一個STM-1，後面又是一個STM-1），它的數據流的傳輸是一塊接一塊地進行傳輸，傳完第一塊再傳第二塊。

我們知道，SDH當時是為語音通信而設計的。對於語音信息的話，要遵循PCM的抽樣、量化編碼原則。抽樣量化編碼的原則是指語音信息的帶寬是0-4KHz，要符合奈奎斯特的抽樣準則，每秒鐘就要抽8K次，抽8K次的話正好每個樣值彼此之間是125μs，這時候，開銷區的第一個樣值放在STM-1（圖中白色方塊）的位置，隔125μs後，在第二幀中間，第二個樣值是放在它相應的（圖中第二個白色方塊）的位置。這時候，這兩個值之間相差的時間為125μs，也就意味著，如果要保證語音通信的順利進行，那麼STM-1這一幀必須在125μs之內把它傳輸出去，因此，對於SDH的任何一幀來說，它的幀週期都是相同的，即125μs。

於是我們可以求得STM-1的幀速率。

我們知道，STM-1的幀結構是9行、270列的一個幀結構。而且剛剛我們已經寫到，對一個STM-1來說，它一幀中間所包含的比特數是9×270×8=19440，這個比特數要在125μs中間傳輸出去，那麼摺合成秒，要補上10的-6次方，計算出來STM-1的速率就是155.520Mb/s。

STM-1速率

（5）同步數字體系的速率

同步數字體系是SDH中描述系統速率的一個規定的體系。

同步傳輸模塊：

SDH所使用的信息結構等級被稱為STM-N同步傳輸模塊。

說明：STM-1是最基礎傳輸模塊，其速率是155.520Mbit/s

STM-N與STM-1之間的關係：

高等級的STM-N信號是將N個STM-1按位元組間插同步復用後所獲得的。

其中N是正整數，目前國際標準化N的取值為：N=1、4、16、64、256.

SDH的信息結構等級（跟PDH完全不同）：STM-N

STM-1 155.520Mb/s

STM-4 622.080Mb/s（4個STM-1按位元組間插同步復用後所獲得的，155.520Mb/s×4=622.080Mb/s）

STM-16 2488.320Mb/s（可以是16個STM-1也可以是4個STM-4構成）

一般我們把這個速率記為2.5Gb/s

STM-64 9953.280Mb/s

一般我們把這個速率記為10Gb/s

STM-256 39813.12Mb/s

一般我們把這個速率記為40Gb/s

（在幀結構中，完全可以看清楚低階的幀結構是什麼樣的信息結構，而且能夠根據軟體控制來直接進行操作。而如果要能夠用計算機軟體直接進行操作高階的信息結構，必須要在高階的信息結構中間能看出其低階的信息結構都放在什麼地方，因此其復用、映射和定位的規則必須要一致而且是均勻的，這樣才能看出信息的具體工作狀態。）

對於目前的單波長的光通信系統來說，商用的一般最高40G，但是隨著波分復用系統的商業化，這個40G的SDH系統由於速率高，中間需要利用價格很高的光器件來保證它的質量，因此設備的成本很高，一般用的比較少。如果是在長途的通信光纜中間，一般還是主要用波分復用系統，而對於城域網中間，可能因為距離比較近，可以節約光器件的成本，會使用一些。

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