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1 SDH 的定义
SDH (Synchronous Digital Hierarchy) 是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。

2 SDH 的特点
SDH 采用全球统一的接口以实现设备多厂家环境的兼容，在全程全网范围实现高效的协调一致的管理和操作，实现灵活的组网与业务调度，实现网络自愈功能，提高网络资源利用率。并且由于维护功能的加强大大降低了设备的运行维护费用。

SDH 所具有的优势，以下几个方面：
・电接口方面
接口的规范化与否是决定不同厂家的设备能否互连的关键。SDH 体制对网络节点接口 (NNI) 作了统一的规范。规范的内容有数字信号速率等级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等。这就使 SDH 设备容易实现多厂家互连，也就是说在同一传输线路上可以安装不同厂家的设备，体现了横向兼容性。

・光接口方面
线路接口 (这里指光口) 采用世界性统一标准规范，SDH 信号的线路编码仅对信号进行扰码，不再进行冗余码的插入。
扰码的标准是世界统一的，这样对端设备仅需通过标准的解码器就可与不同厂家 SDH 设备进行光口互连。

・复用方式
由于低速 SDH 信号是以字节间插方式复用进高速 SDH 信号的帧结构中的，这样就使低速 SDH 信号在高速 SDH 信号的帧中的位置是固定的、有规律的，也就是说可预见的。这样就能从高速 SDH 信号例如 2.5 Gbit/s (STM-16) 中直接分 / 插出低速 SDH 信号，例如 155 Mbit/s (STM-1) ，从而简化了信号的复接和分接，使 SDH 体制特别适合于高速大容量的光纤通信系统。
另外，由于采用了同步复用方式和灵活的映射结构，可将 PDH 低速支路信号 (例如 2 Mbit/s) 复用进 SDH 信号的帧中去 (STM-N) ，这样使低速支路信号在 STM-N 帧中的位置也是可预见的，于是可以从 STM-N 信号中直接分 / 插出低速支路信号。例如 2 Mbit/s，34 Mbit/s 与 140 Mbit/s 等低速信号。

・运行维护方面
SDH 信号的帧结构中安排了丰富的用于运行维护 (OAM) 功能的开销字节，使网络的监控功能大大加强，也就是说维护的自动化程度大大加强。
SDH 信号丰富的开销占用整个帧所有比特的 1/20，大大加强了 OAM 功能。这样就使系统的维护费用大大降低，而在通信设备的综合成本中，维护费用占相当大的一部分，于是 SDH 系统的综合成本要比 PDH 系统的综合成本低，据估算仅为 PDH 系统的 65.8%。

・兼容性
SDH 网中用 SDH 信号的基本传输模块（STM-1）可以容纳 PDH 的三个数字信号系列和其它的各种体制的数字信号系列，如：ATM、FDDI、DQDB 等，从而体现了 SDH 的前向兼容性和后向兼容性，确保了 PDH 向 SDH 及 SDH 向 ATM 的顺利过渡。

3 STM-N 帧结构
ITU-T 规定了 STM-N 的帧是以字节（8 bit）为单位的矩形块状帧结构，如下图所示。

从上图看出 STM-N 的信号是 9 行 ×270×N 列的帧结构。此处的 N 与 STM-N 的 N 相一致，N 取值范围：1，4，16，64，……，表示此信号由 N 个 STM-1 信号通过字节间插复用而成。由此可知，STM-1 信号的帧结构是 9 行 ×270 列的块状帧，由上图看出，当 N 个 STM-1 信号通过字节间插复用成 STM-N 信号时，仅仅是将 STM-1 信号的列按字节间插复用，行数恒定为 9 行。

SDH 信号帧传输的原则是：帧结构中的字节（8 bit）从左到右，从上到下一个字节一个字节（一个比特一个比特）的传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。

ITU-T 规定对于任何级别的 STM-N 帧，帧频（也就是每秒传送的帧数）是 8000 帧 / 秒，也就是帧长或帧周期为恒定的 125 μs。
从图 1-1 中看出，STM-N 的帧结构由三部分组成：段开销，包括再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）；管理单元指针（AU-PTR）；信息净负荷（Payload）。

这三大部分的功能如下：
・信息净负荷（Payload）是在 STM-N 帧结构中存放将由 STM-N 传送的各种信息码块的地方。
・段开销（SOH）是为了保证信息净负荷正常、灵活传送所必须附加的供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。
・管理单元指针（AU-PTR）是用来指示信息净负荷的第一个字节在 STM-N 帧内的准确位置的指示符，以便收端能根据这个位置指示符的值（指针值）正确分离信息净负荷。