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摘 要：文章介绍了SDH的组成原理、特点及复用方式，结合SDH的组网方式构建了铁通吉林市城域网优化建设方案。
关键词：STM－N ADM；复用方式；帧结构
中图分类号：TN914.3 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）30－0031－02
1 SDH网的提出和基本特点
SDH全称为同步数字传输体制（Synchronous Digital Hierarchy），由此可见，SDH是一种传输的体制（协议），就像PDH一准同步数字传输体制一样，SDH这种传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速度等级，接口码型等特性。由于PDH使用过程中产生一些实际问题，SDH是PDH的换代产品。
1.1 PDH存在的缺陷
1.1.1 接口方面
只有地区性的接口规范，不存在世界性标准。由欧美系列、北美系列和日本系列三种信号速率等级。从而造成国际互通的困难局面。
没有世界性标准的光接口规范，致使不同厂家的设备无法实现横向兼容，这样在同一传输路线两端必须采用同一厂家的设备，给组网、管理及网络互通带来困难。
l.1.2 复用方式
从高速信号中分/插出低信号要一级一级背靠背式，即从140 Mbit/s的信号中不能一下分插出2 Mbit/s信号，由于低速信号分/插到高速信号要通过层层的复用和解复用过程，会使信号损伤加大，使传输性能劣化，造成大容量传输时保证不了质量。进而速率无法提高。
1.1.3 运行维护方面
PDH信号运行维护工作的开销字节少，对完成传输网的分层管理、性能监控、业务的实时调度、传输带宽的控制，告警的分析定位是很不利的。
l.1.4 统一的网管接口
由于没有统一的网管接口，这就使你买一套某厂家的设备就需要买一套该厂家的网管系统，不利于形成统一的电信管理。当今社会是信息社会，高度发达的信息社会不允许落后的东西永久存在，就会由先进取代落后，能克服PDH上述缺点的SDH应运而生。
1.2 SDH的基本特点
1.2.1 接口方面
SDH体制不论电口光口都有一套标准相同的速率等级。基本的信号传输结构等级是同步传输模块—STM－1，其速率是l55 Mbit/s。高级数字信号系列可通过降低速率等级的信息模块通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，例如，STM－4＝4*STM－1（622 Mbit/s）：STM－l6＝4*STM－4（2.5 Gbit/s）。
1.2.2 复用方式
SDH规定了严格的映射复接方法，并采用指针技术，支路信号在线路信号中的位置是透明的，可以直接从STM－N中灵活的上下支路信号，无需通过逐级复用实现分插功能，减少了设备的数量，简化了网络结构。
1.2.3 强大的网络管理能力
SDH的帧结构中有足够的开销比特（开销比特占总容量的1/20），包括段开销（SOH: Section Overhead）和通道开销（POH: Path Over head），满足告警、性能监控、网络配置、倒换和公务等需要。
1.2.4 强大的自愈能力
具有智能检测的SDH网管系统和网络动态配置功能，使SDH网络实现自愈，在设备或系统发生故障时，能迅速恢复业务，提高网络的可靠性，降低维护费用。
1.2.5 兼容性强
SDH网可传送PDH业务，ATM、FDDI信号都可以在SDH网传输，SDH既有向前的兼容性又有向后的兼容性。
2 SDH信号的结构及复用方式
2.1 STM－N的结构图
它由9行*270N列（字节）组成，每字节8个比特，帧的周期为125 μs，频率为8 kHz，STM－1（N＝l）是SDH最基本的结构，每帧周期125，传19 440比特（9*270*5）传输速率为19 440*8 000 bit/s＝155 520 kbit/s；STM－N是由N个STM－1经字节间插同步复接而成的。SDH由净负荷、管理单元指针和段开销三部分组成。
2.1.1 开销（SOH）
段开销（SOH）区域用于存放帧定位、运行、维护和管理方面的字节，以保证主信息净负荷正确灵活地传送。段开销分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。
RSOH：再生段开销位于STM－N中的1～3行的1～9*N列，用于帧定位、再生段的监控和维护管理。
MSOH：复用段开销分布在STM－N帧中的5～9行的l～9*N列，用于复用段的监控、维护和管理。
2.1.2 管理单元（Au）
管理单元指针存放在帧的第4行的1～9*N列，用来指示信息净负荷的第一个字节在STM－N帧内的准确位置，即定位。通过定位使收端能正确地从STM－N中拆离出相应的VC。指针有两种：管理单元指针（Au－PTR）；支路单元指针（Tu－PTR）。Au－PTR的位置在STM－1的第4行Z～9列共9个字节，用以指示VC4的首字节JI在Au－4净负荷的具体位置，以便收端能据此正确分离VC4。
Tu－PTR用以指示VCl2的首字节V5在Tu－12净负荷中的具体位置，以便收端能正确分离出VCl2。
2.2 SDH的复用方式
SDH的复用包括两种情况：一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号；另一种是低速支路信号（例如：2 Mbit/s、34 Mbit/s、140 Mbit/s）复用成SDH信号STM－N。
复用的方法主要通过字节间插复用方式来完成。
2.3 下一代SDH的发展前景
传统的SDH显示了相当顽强的生命力。下代SDH人大大延长了SDH的生命，下一代SDH将会成为城域网的解决方案之一。传统运营商拥有大量的SDH网络，下一代SDH显然可以很好地帮助他们继续发挥现有网络的功能，同时克服传统SDH的昂贵、复杂等缺点，在现有的TDM网络上有效地支持以太网业务，提供快速、合理的解决方案。在旧的机框内插入一块百兆以太网卡后，就可以在现有的SDH网上提供以太网，这样既可以使他们的网络符合业务融合的潮流，也可以降低初期的大规模投入，充分利用资源。
3 SDH的组网方式
链形网和环形网是SDH网络的两种基本结构，从这两种基本的网络结构上结合实际应用方式，又可以衍生出各种复杂的网络结构。
4 本地网SDH传输网组设计
4.1 组网思路
（1）充分利用好现有网络资源，在保证现有投资的前提下，逐步引入新技术、新业务，做到少投入、多收益。
（2）满足建设资金紧张的条件下、考虑业务需求和兼顾未来发展的前提下，最大限度的提高网络的安全性、实用性和性价比。
（3）新城域网建成后，核心层三年内不用做重大调整即可满足业务发展需求。
4.2 铁通吉林市城域网传送网优化思路
根据铁通吉林市分公司目前在吉林市内的业务量、业务分布及用户对业务需求的特征、特点，在吉林市一次性建成一个层次分明、结构固定、功能完备、覆盖广泛的城域网的方案是不可取的。主要原因是：建成这样一个庞大的城域网需要注入巨额资金，然而高投入必将带来高风险。未来几年仍然是铁通公司大发展、大建设的时期。因此，铁通吉林市的城域网建设应是分期进行、逐步完善的过程。
4.3 铁通吉林市城域网优化建设方案
（1）市区内由PDH设备搭建的城域传送网是本次网络优化的对象。
（2）此次网络优化传输设备采用兼容了TDM、IP、ATM等多种技术体制，多业务、多速率、多协议的MSTP传输设备。
（3）网络分为核心汇聚层、接入层两层结构。核心汇聚层采用10 GSMTP环网，接入层根据业务量不同将分别采用2.5 G/622 M/155 M的SMTP环网或链网；环内保护采用二纤双向通道保护环。
（4）根据吉林市城市地理分部特点（一条松花江将吉林市分为三块：江南、江北、市中心），核心汇聚层选择四个节点，包括：吉林中心局、汇接二局、松白局、江北一局。①吉林中心局主要完成长途局、关口局、汇接局作用；②汇接二局主要完成关口局、汇接局作用；③松白局位于吉林市江南地区，主要完成江南地区业务汇聚；④江北一局位于吉林市江北地区，主要完成江北地区业务汇聚。
（5）根据各局所位置、业务量及光缆资源，接入层由以下环路和链路组成。①和平路局－徐州路局－吉林北局－哈达街局－江北一局组成STM－16接入环1；②二道江局－铁东中区局－江弯路局－鸿博局－汇接二局组成STM－16接入环2；③松花江中学局－万山路局－465医院局－松白局组成STM－4接入环3；④朱雀山局－大长屯局－科龙局－龙潭山局－中心局组成STM－4接入环4；⑤庆丰局－船营公安局局－汇接二局一中心局组成STM－4汇聚环5；⑥临江门局，电力学院局在船舶公安局局以STM－4链带出；⑦造纸厂局、丽锦局、松江局、越山路局从中心局由STM－1链带出；⑧物华局、德胜门局、产院局、朝阳局从庆丰局由STM－1链带出；⑨欢喜局从电力学院局由STM－1链带出；⑩北大街局、北山局从船舶公安局局由STM－1链带出；○11红旗局、朝阳局从临江门局由STM－1链带出。
文庙局、松北局从江弯路局由STM－1链带出庆丰，船营公安局由于节点位置重要，带出模块局数目比较多，设备应具备平滑升级到STM－16的能力。
4.4 铁通吉林市分公司2004年吉林市城域传送网网络优化拓扑图
参考文献
1 李建东编著.现代通信技术［M］.西安：西安电子科技大学，2005
SDH Technology and Local Transmission Network Design
Li Xin
Abstract: This article describes the composition principles, characteristics and multiplexing methods of SDH, and combined with the networking of SDH, builds the Railcom MAN optimization construction program in Jilin City.
Key words: STM－NADM; multiplexing methods; frame structure
关键词：STM－N ADM；复用方式；帧结构
中图分类号：TN914.3 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）30－0031－02
1 SDH网的提出和基本特点
SDH全称为同步数字传输体制（Synchronous Digital Hierarchy），由此可见，SDH是一种传输的体制（协议），就像PDH一准同步数字传输体制一样，SDH这种传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速度等级，接口码型等特性。由于PDH使用过程中产生一些实际问题，SDH是PDH的换代产品。
1.1 PDH存在的缺陷
1.1.1 接口方面
只有地区性的接口规范，不存在世界性标准。由欧美系列、北美系列和日本系列三种信号速率等级。从而造成国际互通的困难局面。
没有世界性标准的光接口规范，致使不同厂家的设备无法实现横向兼容，这样在同一传输路线两端必须采用同一厂家的设备，给组网、管理及网络互通带来困难。
l.1.2 复用方式
从高速信号中分/插出低信号要一级一级背靠背式，即从140 Mbit/s的信号中不能一下分插出2 Mbit/s信号，由于低速信号分/插到高速信号要通过层层的复用和解复用过程，会使信号损伤加大，使传输性能劣化，造成大容量传输时保证不了质量。进而速率无法提高。
1.1.3 运行维护方面
PDH信号运行维护工作的开销字节少，对完成传输网的分层管理、性能监控、业务的实时调度、传输带宽的控制，告警的分析定位是很不利的。
l.1.4 统一的网管接口
由于没有统一的网管接口，这就使你买一套某厂家的设备就需要买一套该厂家的网管系统，不利于形成统一的电信管理。当今社会是信息社会，高度发达的信息社会不允许落后的东西永久存在，就会由先进取代落后，能克服PDH上述缺点的SDH应运而生。
1.2 SDH的基本特点
1.2.1 接口方面
SDH体制不论电口光口都有一套标准相同的速率等级。基本的信号传输结构等级是同步传输模块—STM－1，其速率是l55 Mbit/s。高级数字信号系列可通过降低速率等级的信息模块通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，例如，STM－4＝4*STM－1（622 Mbit/s）：STM－l6＝4*STM－4（2.5 Gbit/s）。
1.2.2 复用方式
SDH规定了严格的映射复接方法，并采用指针技术，支路信号在线路信号中的位置是透明的，可以直接从STM－N中灵活的上下支路信号，无需通过逐级复用实现分插功能，减少了设备的数量，简化了网络结构。
1.2.3 强大的网络管理能力
SDH的帧结构中有足够的开销比特（开销比特占总容量的1/20），包括段开销（SOH: Section Overhead）和通道开销（POH: Path Over head），满足告警、性能监控、网络配置、倒换和公务等需要。
1.2.4 强大的自愈能力
具有智能检测的SDH网管系统和网络动态配置功能，使SDH网络实现自愈，在设备或系统发生故障时，能迅速恢复业务，提高网络的可靠性，降低维护费用。
1.2.5 兼容性强
SDH网可传送PDH业务，ATM、FDDI信号都可以在SDH网传输，SDH既有向前的兼容性又有向后的兼容性。
2 SDH信号的结构及复用方式
2.1 STM－N的结构图
它由9行*270N列（字节）组成，每字节8个比特，帧的周期为125 μs，频率为8 kHz，STM－1（N＝l）是SDH最基本的结构，每帧周期125，传19 440比特（9*270*5）传输速率为19 440*8 000 bit/s＝155 520 kbit/s；STM－N是由N个STM－1经字节间插同步复接而成的。SDH由净负荷、管理单元指针和段开销三部分组成。
2.1.1 开销（SOH）
段开销（SOH）区域用于存放帧定位、运行、维护和管理方面的字节，以保证主信息净负荷正确灵活地传送。段开销分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。
RSOH：再生段开销位于STM－N中的1～3行的1～9*N列，用于帧定位、再生段的监控和维护管理。
MSOH：复用段开销分布在STM－N帧中的5～9行的l～9*N列，用于复用段的监控、维护和管理。
2.1.2 管理单元（Au）
管理单元指针存放在帧的第4行的1～9*N列，用来指示信息净负荷的第一个字节在STM－N帧内的准确位置，即定位。通过定位使收端能正确地从STM－N中拆离出相应的VC。指针有两种：管理单元指针（Au－PTR）；支路单元指针（Tu－PTR）。Au－PTR的位置在STM－1的第4行Z～9列共9个字节，用以指示VC4的首字节JI在Au－4净负荷的具体位置，以便收端能据此正确分离VC4。
Tu－PTR用以指示VCl2的首字节V5在Tu－12净负荷中的具体位置，以便收端能正确分离出VCl2。
2.2 SDH的复用方式
SDH的复用包括两种情况：一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号；另一种是低速支路信号（例如：2 Mbit/s、34 Mbit/s、140 Mbit/s）复用成SDH信号STM－N。
复用的方法主要通过字节间插复用方式来完成。
2.3 下一代SDH的发展前景
传统的SDH显示了相当顽强的生命力。下代SDH人大大延长了SDH的生命，下一代SDH将会成为城域网的解决方案之一。传统运营商拥有大量的SDH网络，下一代SDH显然可以很好地帮助他们继续发挥现有网络的功能，同时克服传统SDH的昂贵、复杂等缺点，在现有的TDM网络上有效地支持以太网业务，提供快速、合理的解决方案。在旧的机框内插入一块百兆以太网卡后，就可以在现有的SDH网上提供以太网，这样既可以使他们的网络符合业务融合的潮流，也可以降低初期的大规模投入，充分利用资源。
3 SDH的组网方式
链形网和环形网是SDH网络的两种基本结构，从这两种基本的网络结构上结合实际应用方式，又可以衍生出各种复杂的网络结构。
4 本地网SDH传输网组设计
4.1 组网思路
（1）充分利用好现有网络资源，在保证现有投资的前提下，逐步引入新技术、新业务，做到少投入、多收益。
（2）满足建设资金紧张的条件下、考虑业务需求和兼顾未来发展的前提下，最大限度的提高网络的安全性、实用性和性价比。
（3）新城域网建成后，核心层三年内不用做重大调整即可满足业务发展需求。
4.2 铁通吉林市城域网传送网优化思路
根据铁通吉林市分公司目前在吉林市内的业务量、业务分布及用户对业务需求的特征、特点，在吉林市一次性建成一个层次分明、结构固定、功能完备、覆盖广泛的城域网的方案是不可取的。主要原因是：建成这样一个庞大的城域网需要注入巨额资金，然而高投入必将带来高风险。未来几年仍然是铁通公司大发展、大建设的时期。因此，铁通吉林市的城域网建设应是分期进行、逐步完善的过程。
4.3 铁通吉林市城域网优化建设方案
（1）市区内由PDH设备搭建的城域传送网是本次网络优化的对象。
（2）此次网络优化传输设备采用兼容了TDM、IP、ATM等多种技术体制，多业务、多速率、多协议的MSTP传输设备。
（3）网络分为核心汇聚层、接入层两层结构。核心汇聚层采用10 GSMTP环网，接入层根据业务量不同将分别采用2.5 G/622 M/155 M的SMTP环网或链网；环内保护采用二纤双向通道保护环。
（4）根据吉林市城市地理分部特点（一条松花江将吉林市分为三块：江南、江北、市中心），核心汇聚层选择四个节点，包括：吉林中心局、汇接二局、松白局、江北一局。①吉林中心局主要完成长途局、关口局、汇接局作用；②汇接二局主要完成关口局、汇接局作用；③松白局位于吉林市江南地区，主要完成江南地区业务汇聚；④江北一局位于吉林市江北地区，主要完成江北地区业务汇聚。
（5）根据各局所位置、业务量及光缆资源，接入层由以下环路和链路组成。①和平路局－徐州路局－吉林北局－哈达街局－江北一局组成STM－16接入环1；②二道江局－铁东中区局－江弯路局－鸿博局－汇接二局组成STM－16接入环2；③松花江中学局－万山路局－465医院局－松白局组成STM－4接入环3；④朱雀山局－大长屯局－科龙局－龙潭山局－中心局组成STM－4接入环4；⑤庆丰局－船营公安局局－汇接二局一中心局组成STM－4汇聚环5；⑥临江门局，电力学院局在船舶公安局局以STM－4链带出；⑦造纸厂局、丽锦局、松江局、越山路局从中心局由STM－1链带出；⑧物华局、德胜门局、产院局、朝阳局从庆丰局由STM－1链带出；⑨欢喜局从电力学院局由STM－1链带出；⑩北大街局、北山局从船舶公安局局由STM－1链带出；○11红旗局、朝阳局从临江门局由STM－1链带出。
文庙局、松北局从江弯路局由STM－1链带出庆丰，船营公安局由于节点位置重要，带出模块局数目比较多，设备应具备平滑升级到STM－16的能力。
4.4 铁通吉林市分公司2004年吉林市城域传送网网络优化拓扑图
参考文献
1 李建东编著.现代通信技术［M］.西安：西安电子科技大学，2005
SDH Technology and Local Transmission Network Design
Li Xin
Abstract: This article describes the composition principles, characteristics and multiplexing methods of SDH, and combined with the networking of SDH, builds the Railcom MAN optimization construction program in Jilin City.
Key words: STM－NADM; multiplexing methods; frame structure