什么是SDH技术？
在理解“光同步复用”之前，我们先简单了解一下SDH。
SDH，全称“同步数字体系”，是一种将低速信号（如2M、34M、155M等）复用成高速信号（如622M、2.5G、10G等）进行传输的技术标准，它由国际电信联盟电信标准化部门制定，旨在解决早期PDH（准同步数字体系）存在的诸多问题。
SDH的核心特点：
- 同步：所有网络节点都由一个统一的、高精度的主时钟（称为“网络同步时钟”）进行同步，这是与PDH（各节点使用独立的、频率有微小差异的时钟）最根本的区别。
- 数字：传输的是数字信号。
- 分级：定义了标准化的速率等级，形成了一个“阶梯式”的结构，便于信号的复用与解复用。
- 光同步：在光纤上实现上述同步数字信号的传输和复用。
为什么需要“复用”？
想象一下,一个城市有很多条小马路（低速信号，如E1的2.048 Mbps），都通向一个高速公路入口，如果每条小马路都直接开上高速公路，会造成交通混乱，效率低下。
复用技术就像一个交通枢纽，它将多条小马路上的车流（低速信号）有序地汇集、编排，然后合并到一条或几条宽阔的高速公路（高速信号）上，进行高效、有序的传输。
在通信中,复用的目的就是：
- 提高线路利用率：用一根高速光纤承载多个低速业务，大大降低了每条业务的传输成本。
- 简化网络架构：通过标准化的复用结构，使得信号的插入、分出和交叉连接变得非常灵活和方便。
核心概念：光同步复用
“光同步复用”可以拆解为三个关键词来理解：光、同步、复用。
光
指明了传输的介质是光纤，SDH技术利用光纤巨大的带宽和低损耗的特性，承载高速率的数字信号，信号在发送端被转换成光信号，通过光纤传输，在接收端再被还原成电信号进行处理。
同步
这是SDH的灵魂,整个网络中所有设备（如复用器、数字交叉连接设备DXC）都工作在同一个网络时钟下。
- 好处：
- 无需比特调整：由于收发双方时钟完全一致，接收端可以准确地从高速码流中“抓取”到每一个比特，无需像PDH那样进行复杂的“比特塞入/比特取出”操作来校准时钟频率差异，这大大简化了设备，降低了成本，并提高了传输质量。
- 强大的OAM能力：同步是实现强大运行、管理和维护功能的基础，误码检测、告警传递等都需要精确的时间基准。
复用
这是SDH实现多路信号传输的核心手段,SDH的复用结构非常灵活，主要采用字节间插的方式。
SDH的复用结构（以最经典的例子为例）
SDH最基本、最重要的传输模块是STM-1 (Synchronous Transport Module - 1)，其标准速率为 520 Mbps。
我们来看一个最常见的复用过程：将4个E1信号（2.048 Mbps）复用成一个STM-1信号（155.520 Mbps）。
这个过程分为两步：映射 和 复用。
映射 - 将信号“装进”容器
映射是将各种速率的支路信号（如E1、T3等）同步地、比特对齐地放入一个叫做容器 的标准结构中。
- 容器：一个虚拟的逻辑结构，用来装载不同速率的支路信号，装载E1信号的容器叫做C-12。
- 过程：E1信号的每个比特都被精确地“放”进C-12的相应位置，如果E1速率略慢或略快，由于整个网络是同步的，可以在容器中用固定的“塞入比特”来填充，这个过程非常简单，不像PDH那样需要动态调整。
复用 - 将容器“打包”进虚容器
复用是将已经装好信号的容器,通过字节间插的方式，逐级“打包”进更高阶的容器中，最终形成STM-N信号。
详细流程：
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C-12 → VC-12
- C-12装载了E1信号后，为了在传输过程中进行误码监测和管理，SDH会在其前面加上一个通道开销，形成VC-12 (Virtual Container - 12)，VC-12是SDH网络中端到端传送的通道基本单元。
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VC-12 → TU-12
- VC-12的速率是固定的（2.240 Mbps），但它在高阶容器中的位置可能需要调整，给它加上一个支路单元指针，形成TU-12 (Tributary Unit - 12)。
- 指针的作用：就像一个“地址标签”，告诉接收端“TU-12这个数据包在高阶容器中的具体位置在哪里”，这使得接收端可以非常灵活地从高速信号中“直接提取”出某一个特定的TU-12，而不需要将整个高速信号全部解复用，这是SDH“按需上下业务”的关键。
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TU-12 → TUG-2
- 将3个TU-12（对应3个E1）按字节间插的方式复用在一起，形成一个TUG-2 (Tributary Unit Group - 2)。
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TUG-2 → TUG-3
- 将7个TUG-2（对应7个E1）再按字节间插的方式复用在一起，形成一个TUG-3 (Tributary Unit Group - 3)。
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TUG-3 → VC-4
- 将3个TUG-3（对应21个E1）按字节间插的方式复用，形成一个VC-4 (Virtual Container - 4)，VC-4是STM-1的核心载荷。
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VC-4 → AU-4
- 和TU-12一样，VC-4也需要一个管理单元指针 来定位，形成AU-4 (Administrative Unit - 4)。
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AU-4 → STM-1
- 将AU-4装入STM-1的段开销 和管理单元指针区域。
- 段开销：负责在“段层”（相邻两个设备之间）进行操作、管理、维护和性能监测，如帧定位、误码检测、公务通信等。
- 一个完整的STM-1帧（270列 × 9行 = 2430字节，每字节8比特，155.520 Mbps）就形成了。
字节间插示意图（简化）：
TU-12 #1: A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9 ...
TU-12 #2: B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9 ...
TU-12 #3: C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9 ...
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TUG-2: A1, B1, C1, A2, B2, C2, A3, B3, C3 ...SDH光同步复用的优势总结
- 标准化的接口：全球统一的速率等级（STM-1, STM-4, STM-16...）和帧结构，不同厂商的设备可以互联互通。
- 强大的网络自愈能力：通过“复用段保护环”或“通道保护环”等结构，可以在光纤中断时，在50毫秒内自动切换到备用路径，业务几乎无感知。
- 灵活的业务上下：利用指针机制，可以在SDH网络的任意节点（分插复用器ADM）方便地、低成本地上下（插入或取出）低速支路信号（如E1），而无需解复用整个高速信号。
- 完善的OAM功能：丰富的段开销和通道开销字节，提供了强大的误码监测、告警、性能统计和远程管理能力，极大地简化了网络维护。
- 同步复用，简化设备：同步特性避免了复杂的码速调整，使得设备硬件设计更简单、更可靠。
现代应用与演进
虽然现在更高速率的OTN（光传送网）技术已成为骨干网的主流，但SDH及其演进技术MSTP（多业务传送平台）在接入网、城域网以及一些专网（如电力、交通）中仍然被广泛使用，它们以更灵活的方式（如通过以太网业务接口）继续承载着大量的语音、数据和专线业务。
SDH的光同步复用技术是一种设计精巧、标准化的数字复用传输方案，它通过同步机制和字节间插的复用结构，实现了多路信号在光纤上的高效、可靠、灵活传输，为现代电信网络的发展奠定了坚实的基础。
