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)絡時，你是否想過光傳輸技術是如何一步步發(fā)展到今天的呢？

文檔就帶大家來認識一下通信技術的祖師爺PDH、以及青出于藍勝于藍的SDH吧~

1、什么是PDH？

PDH，即準同步數(shù)字體系。在早期的通信網(wǎng)絡中，它發(fā)揮了關鍵作用。

PDH準同步數(shù)字體系，作為第一代光通信的標準，規(guī)定了一系列的速率等級和等級間的復用方法。PDH的各速率等級稱為一次群、二次群...五次群，將數(shù)字信號以固定的速率進行傳輸。

簡單來說，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，可以滿足不同業(yè)務需求。

我們可以把次群當做是粗細不同的水管，細的水管（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。

通過將多個低速信號復用到一個高速信號中進行傳輸，可以提高傳輸?shù)男?，同時減少傳輸線路的數(shù)量，降低傳輸成本和復雜度。

PDH有兩大體系三個標準，如下圖所示。以歐洲系列為例，各次群容納的E1數(shù)量是4倍的關系，即可以將4個2 Mbit/s復用到一個8 Mbit/s中進行傳輸，將4個8 Mbit/s復用到34 Mbit/s中進行傳輸。

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

這其實跟PDH的時間同步方式有關。我們說PDH是準同步數(shù)字體系，那么什么是“準同步”呢？所謂“準”，就是即將實現(xiàn)但是還沒實現(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)嚴格統(tǒng)一的精準時鐘，而是每個節(jié)點使用獨立的內(nèi)部時鐘。就像每個人都根據(jù)自己手表的時間來決定什么時候行動，整體比較混亂，沒有嚴格的同步性。盡管每個節(jié)點時鐘精度都很高，但是因為時鐘之間彼此不通氣，彼此之間總會有微小的差別。

這種微小的差別積累下來就可能導致信號在復用時出現(xiàn)比特錯位的情況，因此在復用之前，需要先通過碼速調(diào)整使信號完全同步，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格4倍關系的原因。

我們把次群當成是粗細不同的水管，復用就相當于把多個細的水管并到一起形成一個粗一點水管。

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

隨著通信業(yè)務的不斷發(fā)展，PDH 的一些缺點逐漸地暴露出來。

缺乏統(tǒng)一的接口標準

由于沒有統(tǒng)一的國際標準，各個國家和地區(qū)的PDH體系存在差異，這就導致了設備的兼容性問題。

復用困難

PDH的復用方式是逐級復用，一次群只能復用為二次群，無法直接復用為三次群或四次群。

在這種情況下，如果要從高次群信號中提取特定的低次群信號，就只能先將高次群信號整體解復用。相當于需要在一輛裝滿貨物的貨車里找到特定的貨物時，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。

維護困難

PDH中的開銷字節(jié)少，很多復雜的監(jiān)控、管理功能無法實現(xiàn)，當信號出現(xiàn)問題時難以及時發(fā)現(xiàn)，定位故障。

2、什么是SDH？

在吸取了PDH的經(jīng)驗和教訓之后，SDH應運而生。SDH在全網(wǎng)設置統(tǒng)一的時鐘，也就是同步時間方式，如果說準同步方式是前后桌傳紙條，那么同步方式就像是學校播報的廣播一樣，全校同學在聽到這個統(tǒng)一的信號后，可以同時開始行動。

既然信號是同步的，信號在復用時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)字信號的傳輸提供相應等級的信息結(jié)構(gòu)，包括復用方法和映射方法以及相關的同步方法組成的一個技術體制”，SDH采用的信息結(jié)構(gòu)等級稱為同步傳送模塊STM-N。

“不同速率的數(shù)字信號”則表示貨物的大小不同。

“相應等級的信息結(jié)構(gòu)”則表示相應大小的箱子。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用操作，將多個箱子復用到STM-N這個大車中去進行傳輸?shù)囊粋€過程。

“信息結(jié)構(gòu)等級”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行復用最后裝進STM-N這輛車里的呢，我們一起來看一下~~

看起來是不是有點復雜，怎么一下子出現(xiàn)了C、VC、TU、TUG、AU、AUG這么多的概念呀。嘿嘿不用擔心，文檔君自會出手~

C：容器，用于裝載各種大小（速率）的貨物（信號）。容器C有多個尺寸，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。??? C-3用于裝載34 Mbit/s的PDH信號。??? C-4用于裝載139 Mbit/s的PDH信號。

VC：虛容器，在容器C的基礎上加了個標簽（POH通道開銷），POH通道開銷用于對VC進行管理和監(jiān)控。不同類型的容器C對應不同的虛容器VC。

C-12對應VC-12。??? C-3對應VC-3。??? C-4對應VC-4。

TU：支路單元，是在VC的基礎上加了定位器（支路單元指針TU PTR），通過TU PTR實現(xiàn)對VC的定位和管理。TUG：支路單元組，由多個TU組成，方便后續(xù)進行更高層次的復用。AU：管理單元，是在高階VC（VC-4）的基礎上添加定位器（管理單元指針AU PTR），通過AU PTR實現(xiàn)對VC-4的定位和管理。AUG：管理單元組，由一個或多個AU組成。需要再斟酌一下STM-N：同步傳輸模塊，是SDH網(wǎng)絡中的基本傳輸模塊，由多個AUG組成，并加了個標簽/車頭（SOH段開銷）。需要再斟酌一下

了解了這些概念之后，我們再來對SDH的復用過程總結(jié)一下：也就是裝箱、貼標簽（開銷）、位置綁定（指針定位）、組合（復用）這幾個過程。

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），再加上有標簽和定位指針，想找到某個箱子簡直輕輕松松。因此SDH可以隨意地跨級復用和解復用，再也不用像PDH一樣辛辛苦苦地卸貨、打包了。