浅谈SDH复用路线与传输效率王湛

浅谈SDH复用路线与传输效率王湛

王湛

（国网杭州供电公司信息通信分公司浙江省杭州市310000）

摘要：目前，我国的电力通信系统越来越向着智能化的方向发展，SDH复用线路作为新一代数字传输体质，它在克服PDH不足，提升传输性能的同时也带来了传输效率低下的问题。可否在发扬优势，既保持SDH全部优点，同时又弥补不足，提高其传输效率，文章主要对SDH复用线路与传输效率进行分析。

关键词：SDH；复用线路；传输效率；数字通信

1、SDH的基本传输原理

SDH采用的信息结构等级被称为同步传送模块STM－N，其中N为1、4、16和64，同步传送模块中一个最基本的模块是STM-1，而STM-4是由四个STM－1同步复用来构成的，同理，STM－16是由四个STM－4或者是由十六个STM－1同步复用构成的。SDH承载信息采用的是块状的帧结构，这里纵向的9行以及横向270×N列字节就组成了一个帧，每一个字节都含有8bit，整个帧结构分成三个区域，一个是主要在网络运行、管理、维护以及指配的段开销区，它能够保证信息正常且灵活的传送；另一个是用来把真正用在信息业务的比特以及一小部分用在通道维护管理的通道开销字节进行存放的STM－N净负荷区；最后一个是用来对净负荷区里的信息首字节在STM－N帧内的正确位置进行指示的管理单元指针区，这样就能再接收时正确的把净负荷进行分离。SDH帧在传输时是按照从左往右、从上往下的顺序来排成码流依次传输，每一帧的传输时间为125μs，也就是说，每秒能够传输1/125/1000000帧，那么，对STM－1来说，每一帧的字节是8bit×(9×270×1)也就是19440bit，所以可以算出STM-1的传输速率为19440×8000也就是155.520Mbit／s，由此，可以计算出STM－4的传输速率为622.080Mbit／s，STM－16的传输速率为2448.320Mbit／s。当SDH在传输业务信号的时候，将要进入SDH的帧都必须要经过三个步骤，也就是映射、定位以及复用，这里所说的映射是指把各种不同速率的信号先用码速来调整，并装入相对应的标准容器（C）里，接着加入通道开销（POH），从而形成虚容器（VC）这样一个过程，在这一过程中，帧相位会发生偏差也就是帧偏移。定位是指把帧偏移的信息收到管理单元（AU）中的这一过程，这一过程是通过管理单元指针的功能来进行实现的。复用是指把很多个低价通道层的信号经过码速调整来进入到高加通道的一个过程。

2、SDH复用线路与传输效率分析

2.1SDH环路保护机制

实现环网保护有两种技术，网络保护和网络恢复。网络保护通常是利用预留容量，为失效通常提供备用通道，使受影响的业务从备用通道到达目的地。因为这种方式能对各种故障中受影响的业务都提供默认的备用传输通道，所以在故障发生后能直接按预定方案操作，快速恢复受到影响的业务，是一种静态的保护方式，不需网管干预。采用这种技术的网络结构有线形和环形两种，其中SDH环网因为具有较完善的保护功能和较灵活的组网方式，是SDH网络结构中应用较广泛的一种。而网络恢复通常是利用网络的冗余容量，依据特定的算法，为受故障影响的业务重新分配到达目的地的通道。这种为受影响的业务寻找新路由的过程，是一种动态的过程，必需网管干预，主要用在数字交叉连接设备（DXC）上。

2.2不同接口复用传输效率分析

对C-3接口进行分析可知，该接口出现逐级复用结构，且一个VC-4的复用信号容量为四十八个2048kbps的PCM信号，这与我国的数字传输相应标准是对应的。可见，这个复用容量下的数据传输效率是非常低的，实际可用性不高。对C-4接口进行分析可知，若从该接口进行开始进行复用可以使得一个VC-4承载六十四个2M信号，相较于C-3接口而言，其传输效率得到了较大的提升，但是在SDH复用线路灵活性方面出现了性能的降低，故其可用性同样不是很高。对C-12接口进行分析可知，若从该接口开始进行逐级复用，SDH结构下的VC-4处可以承载六十三个2M信号，与C-4接口复用下的承载量基本相同，相较于C-3接口的复用而言，该接口可以具有保障数据传输中具有较高的传输效率，同时还可以保障传输的信号与我国数字程控交换设备标准通信信号相匹配。除此之外，对C-12接口的复用还消除了C-4接口复用中出现的灵活度的降低。综合来看，该接口复用方式是一种较好的、可应用性强的服用传输方式。

2.3SDH复用线路分析

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），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，于是节省了大量的复接/分接设备（背靠背设备），增加了可靠性，减少了信号损伤、设备成本、功耗、复杂性等，使业务的上、下更加简便。

2.4传输速率分析

在我国所使用的SDH线路复用结构中，STM-1处承载六十三个2M信号，每个2M信号的速率为2048kbps，而STM-1处的最大传输速率为155520kbps，求前者对后者的百分比可以发现该复用结构下的信号传输效率为82.96%。若采用本文所述复用结构可以将2M信号的个数提高到六十九个，此时的信号传输效率被提升至90.86%。可见该方法下系统的传输效率得到了提高。

3、SDH在未来城域接入网中的传输系统中的应用

未来城域网接入系统的一个主要的要求就是低成本并且快速地完成运营商端局到用户端的业务相接入以及业务收敛。从技术层面上来看，对接入层的相对带宽要求比较小，只需要提供IP和TDM，必要时再加上ATM等综合业务传送就行了。而解决接入层传送的主要方法就是把SDH系统作为基础，同时又提供了IP和ATM传送与处理的系统。这种方式不仅价格低廉，并且可以在一个服务点上提供高质量专线、ATM、IP等业务的接入，传送以及保护。换句话说，这种采用SDH来对以太网等多种业务进行传输的方式是把不同网络层次的各种业务通过VC级联的的方式来映射到SDH电路中的各个空隙中去，并由SDH提供一个完全透明的传输通道。从网络结构上来看，接入层的传输节点分布相对比较广、数量较多并且成本比较低，需要对复杂组网予以支持。在新型接入网组网中，考虑到业务用户的重要性这一方面，应该采用的综合接入SDH设备进行环形链形以及树形来进行组网，在这里不采用星型组网的一个原因是，星型组网需要大量的光纤，所以保护能力比较差，另外，分差方法可以采用SDH和PON或者SDH和APON等等。

结语

由以上分析可以看出，SDH通信具有巨大的优越性，目前也在电力系统中迅速发展和推广应用。但是，在建设电力SDH通信网络时，特别是作为一项系统工程必须根据实际业务情况，进行详细的规划与设计，只有这样，才能在电力通信投资较少、建设周期较长的情况下，达到预期的效果。针对具体的输电线路保护复用通道业务，我们可以看到，随着通信技术的发展，继电保护可以选择的通道类型越来越多。SDH通信所具有巨大的优越性，为电力系统继电保护采用高性能的通道提供了硬件基础。但如何有效的利用它，使它为继电保护更好的服务，这也不是很容易做到的。这需要工程设计、运行、维护、通信、保护各专业之间的协调、沟通。

参考文献

[1]王健全.城域MSTP技术[M].北京:机械工业出版社,2005.

[2]吴信川.城域波分组网的若干关键因素考虑[J].广东通信技术,2007.

[3]高风格.SDH复用路线与传输效率研究[J].光通信技术，2008，32（7）.

[4]刘致.浅谈SDH复用路线与传输效率[J].信息系统工程，2011（7）.