PDH和SDH：通信世界的接力與超越

在我們享受著高速、穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，你是否想過光傳輸技術(shù)是如何一步步發(fā)展到今天的呢？

文檔就帶大家來認(rèn)識(shí)一下通信技術(shù)的祖師爺PDH、以及青出于藍(lán)勝于藍(lán)的SDH吧~

1、什么是PDH？

PDH，即準(zhǔn)同步數(shù)字體系。在早期的通信網(wǎng)絡(luò)中，它發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

PDH準(zhǔn)同步數(shù)字體系，作為第一代光通信的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了一系列的速率等級(jí)和等級(jí)間的復(fù)用方法。PDH的各速率等級(jí)稱為一次群、二次群...五次群，將數(shù)字信號(hào)以固定的速率進(jìn)行傳輸。

簡(jiǎn)單來說，就是PDH規(guī)定了一系列大小不同的容器（次群）來容納不同數(shù)量的信號(hào)，可以滿足不同業(yè)務(wù)需求。

我們可以把次群當(dāng)做是粗細(xì)不同的水管，細(xì)的水管（低次群）流速（傳輸速率）較慢，粗的水管（高次群）流速（傳輸速率）較快。

通過將多個(gè)低速信號(hào)復(fù)用到一個(gè)高速信號(hào)中進(jìn)行傳輸，可以提高傳輸?shù)男?，同時(shí)減少傳輸線路的數(shù)量，降低傳輸成本和復(fù)雜度。

PDH有兩大體系三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，如下圖所示。以歐洲系列為例，各次群容納的E1數(shù)量是4倍的關(guān)系，即可以將4個(gè)2 Mbit/s復(fù)用到一個(gè)8 Mbit/s中進(jìn)行傳輸，將4個(gè)8 Mbit/s復(fù)用到34 Mbit/s中進(jìn)行傳輸。

看到這里，小伙伴們有沒有冒出這么一個(gè)問題呢：不是說各次群容納的E1數(shù)量是4倍的關(guān)系嗎，為什么各次群的速率不是嚴(yán)格的4倍關(guān)系呢？4×8 Mbit/s不是32 Mbit/s嗎，怎么就成了34 Mbit/s了呢？？

這其實(shí)跟PDH的時(shí)間同步方式有關(guān)。我們說PDH是準(zhǔn)同步數(shù)字體系，那么什么是“準(zhǔn)同步”呢？所謂“準(zhǔn)”，就是即將實(shí)現(xiàn)但是還沒實(shí)現(xiàn)的事情，說白了就是還沒有同步，即異步。

PDH沒有使用全網(wǎng)嚴(yán)格統(tǒng)一的精準(zhǔn)時(shí)鐘，而是每個(gè)節(jié)點(diǎn)使用獨(dú)立的內(nèi)部時(shí)鐘。就像每個(gè)人都根據(jù)自己手表的時(shí)間來決定什么時(shí)候行動(dòng)，整體比較混亂，沒有嚴(yán)格的同步性。盡管每個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘精度都很高，但是因?yàn)闀r(shí)鐘之間彼此不通氣，彼此之間總會(huì)有微小的差別。

這種微小的差別積累下來就可能導(dǎo)致信號(hào)在復(fù)用時(shí)出現(xiàn)比特錯(cuò)位的情況，因此在復(fù)用之前，需要先通過碼速調(diào)整使信號(hào)完全同步，來避免這種不同步帶來的混亂。這種用來同步的碼速調(diào)整是需要占用一定的空間的，這也是各次群的速率不是嚴(yán)格4倍關(guān)系的原因。

我們把次群當(dāng)成是粗細(xì)不同的水管，復(fù)用就相當(dāng)于把多個(gè)細(xì)的水管并到一起形成一個(gè)粗一點(diǎn)水管。

然而，不同的細(xì)水管的水流速度可能并不完全一致，因此需要安裝一個(gè)調(diào)節(jié)裝置（碼速調(diào)整）來調(diào)節(jié)水流的速度，讓這些細(xì)的水管匯聚到一起形成粗的水管時(shí)，可以同步、穩(wěn)定地傳輸水流（信息）。

隨著通信業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，PDH 的一些缺點(diǎn)逐漸地暴露出來。

缺乏統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)

由于沒有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的PDH體系存在差異，這就導(dǎo)致了設(shè)備的兼容性問題。

復(fù)用困難

PDH的復(fù)用方式是逐級(jí)復(fù)用，一次群只能復(fù)用為二次群，無法直接復(fù)用為三次群或四次群。

在這種情況下，如果要從高次群信號(hào)中提取特定的低次群信號(hào)，就只能先將高次群信號(hào)整體解復(fù)用。相當(dāng)于需要在一輛裝滿貨物的貨車?yán)镎业教囟ǖ呢浳飼r(shí)，就需要將所有的貨物都卸下來，取出需要的貨物后，再將其余的貨物都打包放回車上。

維護(hù)困難

PDH中的開銷字節(jié)少，很多復(fù)雜的監(jiān)控、管理功能無法實(shí)現(xiàn)，當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)問題時(shí)難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，定位故障。

2、什么是SDH？

在吸取了PDH的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)之后，SDH應(yīng)運(yùn)而生。SDH在全網(wǎng)設(shè)置統(tǒng)一的時(shí)鐘，也就是同步時(shí)間方式，如果說準(zhǔn)同步方式是前后桌傳紙條，那么同步方式就像是學(xué)校播報(bào)的廣播一樣，全校同學(xué)在聽到這個(gè)統(tǒng)一的信號(hào)后，可以同時(shí)開始行動(dòng)。

既然信號(hào)是同步的，信號(hào)在復(fù)用時(shí)自然就不用添加填充物（碼速調(diào)整）了。

話不多說，我們來分析一下SDH的定義：“SDH（同步數(shù)字體系）是為不同速率的數(shù)字信號(hào)的傳輸提供相應(yīng)等級(jí)的信息結(jié)構(gòu)，包括復(fù)用方法和映射方法以及相關(guān)的同步方法組成的一個(gè)技術(shù)體制”，SDH采用的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)稱為同步傳送模塊STM-N。

“不同速率的數(shù)字信號(hào)”則表示貨物的大小不同。

“相應(yīng)等級(jí)的信息結(jié)構(gòu)”則表示相應(yīng)大小的箱子。也就是說，SDH可以根據(jù)貨物的大小選擇大小合適的箱子。

“映射”就是SDH根據(jù)貨物的大小去選擇箱子的過程?？偠灾?，SDH就是可以根據(jù)貨物的大小選擇合適的箱子，通過一系列的映射和復(fù)用操作，將多個(gè)箱子復(fù)用到STM-N這個(gè)大車中去進(jìn)行傳輸?shù)囊粋€(gè)過程。

“信息結(jié)構(gòu)等級(jí)”則是SDH在傳輸路途中使用的車的大小，車能夠容納的容量大小叫做STM-N（N可以取1/4/16/64/256）。

SDH準(zhǔn)備了多種尺寸的箱子，根據(jù)貨物的大小可以選擇合適的箱子。那這些箱子是怎么進(jìn)行復(fù)用最后裝進(jìn)STM-N這輛車?yán)锏哪?，我們一起來看一下~~

看起來是不是有點(diǎn)復(fù)雜，怎么一下子出現(xiàn)了C、VC、TU、TUG、AU、AUG這么多的概念呀。嘿嘿不用擔(dān)心，文檔君自會(huì)出手~

C：容器，用于裝載各種大?。ㄋ俾剩┑呢浳铮ㄐ盘?hào)）。容器C有多個(gè)尺寸，我們主要了解C-12、C-3和C-4。

C-12用于裝載2 Mbit/s的PDH信號(hào)。??? C-3用于裝載34 Mbit/s的PDH信號(hào)。??? C-4用于裝載139 Mbit/s的PDH信號(hào)。

VC：虛容器，在容器C的基礎(chǔ)上加了個(gè)標(biāo)簽（POH通道開銷），POH通道開銷用于對(duì)VC進(jìn)行管理和監(jiān)控。不同類型的容器C對(duì)應(yīng)不同的虛容器VC。

C-12對(duì)應(yīng)VC-12。??? C-3對(duì)應(yīng)VC-3。??? C-4對(duì)應(yīng)VC-4。

TU：支路單元，是在VC的基礎(chǔ)上加了定位器（支路單元指針TU PTR），通過TU PTR實(shí)現(xiàn)對(duì)VC的定位和管理。TUG：支路單元組，由多個(gè)TU組成，方便后續(xù)進(jìn)行更高層次的復(fù)用。AU：管理單元，是在高階VC（VC-4）的基礎(chǔ)上添加定位器（管理單元指針AU PTR），通過AU PTR實(shí)現(xiàn)對(duì)VC-4的定位和管理。AUG：管理單元組，由一個(gè)或多個(gè)AU組成。需要再斟酌一下STM-N：同步傳輸模塊，是SDH網(wǎng)絡(luò)中的基本傳輸模塊，由多個(gè)AUG組成，并加了個(gè)標(biāo)簽/車頭（SOH段開銷）。需要再斟酌一下

了解了這些概念之后，我們?cè)賮韺?duì)SDH的復(fù)用過程總結(jié)一下：也就是裝箱、貼標(biāo)簽（開銷）、位置綁定（指針定位）、組合（復(fù)用）這幾個(gè)過程。

相比PDH來說，SDH中的箱子排列的整整齊齊（這就是同步方式的好處），再加上有標(biāo)簽和定位指針，想找到某個(gè)箱子簡(jiǎn)直輕輕松松。因此SDH可以隨意地跨級(jí)復(fù)用和解復(fù)用，再也不用像PDH一樣辛辛苦苦地卸貨、打包了。