摘要：SDH同步数字体系因其具有统一标准的光接口、多样的设备类型、强大的管理能力、灵活的复用映射结构及健全的保护机制等优点而被铁路通信系统广泛的应用，且后续发展空间还很大。
关键词：SDH光通信；设备类型；保护方式；应用
1.引言
中国目前正处于高速铁路飞速发展的时机，SDH技术在高铁建设中发挥了很大的作用，如郑州铁路局通信段太焦线传输网改造、京广自闭传输网改造等项目中，都应用了该技术。
2.SDH光通信技术特点及原理
同步数字体系（SDH—Synchronous digital hierarchy）是为在物理传输网上传送适配的净负荷而标准化的一系列数字传送结构，其基础设备是同步传送模块（STM），它采用复用映射原理将各种不同等级的低速信号复用映射进STM模块并以同步于网路的速率进行传输。
同步传送模块（STM）是用来支持在SDH中进行段层连接的信息结构，它是一个带有线路终端功能的准同步数字复用器，它将63个2Mbit/s信号（或3个34Mbit/s 信号或1个140Mbit/s信号）复用或适配为155.52Mbit/s（STM-1等级）。它由块状帧结构中的信息净负荷和段开销（SOH）信息字段组成，并在选定的媒体上以同步于网路的速率进行串行传输。SDH基本的同步传送模块速率为155.52Mbit/s（STM-1等级）。更大容量的STM是以等于该基本速率N倍的速率构成（现已规定了N=4，N=16和N=64的STM容量）。
由于采用了指针调整技术，SDH具有了定时透明性，网络能在准同步环境下工作、其净负荷可以在不同的同步点之间进行传送而不影响业务质量，并有能力经受定时基准的丢失，网络性能比PDH光通信系统有了很大改善。
SDH网络采用复用映射原理将各种不同等级的低速信号组合进STM模块并在网路中进行传输。
各种不同等级的低速信号装入SDH帧结构净负荷区，一般需经过映射、定位校准和复用三个阶段。
使各种支路信号与相应的虚容器（VC）容量同步，使VC成为可以独立地进行传送、复用和交叉连接的实体，在映射阶段，在SDH网络边界处应将支路信号适配至虚容器（VC）。
在复用阶段，多个低阶通道层信号适配进入到高阶通道，或多个高阶通道层的信号适配进入到复用段。为防止复用映射过程中的抖动造成系统误码率增加，系统采用了指针技术，当网络处于同步工作状态时，指针进行同步信号间的相位校准。当网络失去同步时，指针进行频率和相位校准，当网络处于异步工作时，指针用作频率跟踪校准。SDH帧结构中的指针是一种指示器，其值定义虚容器相对于支持它的传送实体的帧基准的帧偏移。
3.SDH技术优势
3.1统一标准的光接口
SDH技术具备标准光接口，可满足多厂家产品环境，实现网络的横向兼容性，节约网络成本，有利于网络的后期管理。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、复用方法、线路接口、监控管理等。于是这就使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。SDH体制有一套标准的信息结构等级，即有一套标准的速率等级。它基本的信号结构等级是同步传输模块—STM-1，相应的速率是155Mbit/s。高等级的数字信号系列例如：622Mbit/s（STM-4）、2.5Gbit/s（STM-16）、10Gbit/s（STM-64）等，可通过将基础速率等级的信息模块（例如STM-1）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，STM-16＝4×STM-4 STM-64＝4×STM-16。
3.2设备类型多样、层次分明
3.3SDH技术设备可组成线形网、树形网、枢纽网、环形网、网状网等拓扑机构。其中最富有代表性的是环形网，而且进一步可组成相交环、相切环、环带链、环带子环等更复杂网络。网络层次可为核心层、汇聚层、接入层，对应设备可分为STM-64、STM-16、STM-4、STM-1，组网时可根据实际需求情况选择不同种类速率设备对应不同的网络层次。
3.4灵活的复用方式
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均匀的、有规律性的，也就是说是可预见的。这样就能从高速SDH信号例如2.5Gbit/s（STM-16）中直接分/插出低速SDH信号例如155Mbit/s（STM-1），这样就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，且节省了大量的复接/分接设备（背靠背设备），增加了可靠性，减少了信号损伤、降低了设备成本和功耗等，使业务的上、下更加简便。
3.5健全的保护机制
随着社会的进步，人们对信息的依赖性越来越强，网络传送的信息容量也急剧增长，通信网一旦出现故障将会带来不可估量的损失。SDH技术利用自愈网的技术特点避免了光纤中断引起的不必要的麻烦。所谓自愈网就是在网络出现意外故障时无需人为干预，网络就能在极短时间内自动恢复业务。使用户感觉不到网络已出了故障。环行网组网就是SDH网络中最常用的自愈网之一。
自愈网保护方式可分为通道保护和复用段保护两大类。复用段保护可分为二纤双向复用段保护环、四纤双向1+1复用段保护链、四纤双向复用段保护环等多种方式，倒换时间都在50ms之内。
3.6便于维护管理
SDH帧结构中安排有丰富的开销比特用于网络的管理，故网络的运行、管理、维护能力强大，有利于新特性、新功能的开发。管理系统分四层，分别为网络管理层、网元管理层、网元层、设备层，它能够在保障传输设备硬件功能的基础上实现对系统的网元和区域网络的管理和控制，具有系统管理、配置管理、性能管理、故障管理、安全管理、维护管理功能。
4.SDH技术应用举例
目前应用SDH技术的项目有很多，下图为郑州铁路局太焦线传输网改造SDH设备拓扑图，该项目使用中兴SDH设备，组网方式为环形组网，正线设备类型为ZXMP-S385，分区所亭设备类型为ZXMP-S330，核心层设备速率等级为STM-64，汇聚层、接入网设备速率等级为STM-16，保护方式为二纤双向复用段保护环、四纤双向1+1复用段保护链，设备配置了光板、支路板等公务板，实现不同种类型电路的开通。
5.结语
SDH系统是当前比较先进的信息通信技术。SDH广泛用于铁路通信网络中实现了铁路系统通信水平的提升。
参考文献：
[1]《铁路通信技术》，中国铁道出版社，王邠
[2]《SDH基本原理》，深圳市中兴通讯股份有限公司
论文作者:冯建国
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/4
标签：复用论文; 信号论文; 网络论文; 速率论文; 设备论文; 等级论文; 结构论文; 《基层建设》2017年第24期论文;