同步光纤网/同步数字体系结构

1．定义

SONET是Bellcore于八十年代中期首先提出的用光导纤维传输的物理层标准。它被ANSI标准化并被CCITT推荐在全世界推广。我们可以用看待Ethernet双绞线局域网作为机构网通信系统的同样观点，来看待SONET作为一个全球性通信系统的物理网。这是一种潜在的全球性网络，在光纤上具有标准的数据传输率，并在世界范围内被广泛接受。SONET使世界各电话公司融为一体。

SONET定义了同步和等时(时间敏感数据，如实时视频)信息的传输。用SONET，电信局就可以为客户提供一种方法——开始在城市级最终在全球级建造快速网络。这是因为SONET为电信局提供了一种途径——在全球范围内互连它们的通信设备。因为国际性数字信息传输率各不相同，这阻碍了全球通信系统的发展。例如美国的DSI使用1．544Mbps，而欧洲的对应系统E1使用2．048Mbps。SONET规定了不同级别的数字传输率，如表S-1所示。

SONET制定了传输信号的光导纤维网，广域网技术如SMDS和ATM可在其上运行。由于采用了信元中继技术，而不是变长帧技术，因此很容易提高SONET网上的传输率，详见“Cell Relay 信元中继”条目。

SONET有如下规定：

传输率、光纤接口、操作和维护。

同步电路上的多路复用通道。这种结构提供了一个方法能准确地知道帧被定位在哪一个具体的通道上并且可以取出这些帧，而不用分路全部的多路传送信号。这样，网上有不同类型的通道(低速和高速)，用户可进行多种路由选择。

光导纤维传输标准允许不同厂商产品和通信公司的系统互连。

组成SONET的电缆铺设于SONET多路复用设备之间。SONET规定了光纤电缆和发生光的规范，另外还包括数据的多路传送和帧的生成。SONET信号 以同步数据流形式运载数据和控制信息。控制信息被嵌入信号中并被看作是辅助操作(OVERHEAD)。SONET信号的辅助操作包括下面几部分：

分段(section)辅助操作处理帧生成和差错监控。线路上的所有设备都将使用这个特性。

线路(line)辅助操作用于监控线路状态。

路径(path)辅助操作用于控制网上端点(路径终端设备)间的信号传送和差错监控。

SONET规范也规定了低速信号如T1/E1和T3/E3是如何被插入同步传输的。SONET服务突破了T3(45Mbps)的限制。其基本的光导传输率51．8Mbps相当于一个T3线路或28个T1线路。高档OC-48光导载波可相当于1344个T1或48个T3线路。最初，OC-3传输率将提供客户对电信局的服务，九十年代高传输率的应用将会增长。

光缆提供极大的带宽，这将使广域网的价格下降到人们可承受的范围内。很多公司将建网使得远程用户与本地用户拥有同样的数据访问速度，以增强远程用户通信和竞争的能力。铜线不能提供光缆那样的可扩充性，因为提供同样的带宽需要太多的铜线。

2.SONET/SDH的用途、标准

SONET/SDH是一种基于光纤的载波传输体系，它利用了网元之间的同步操作。术语SONET用于北美，而SDH则用于世界上其他大多数地区。与现有的技术相比较，SONET/SDH具有一些诱人的特性。第一，它是一个标准体系，可传输各种类型的业务。第二，SONET/SDH标准基于光纤技术，而光纤可提供比旧式的微波和电缆系统优越的性能。第三，SONET/SDH通过一台设备把来自不同位置的业务有效地组合、整理和分隔开来。第四，通过采用新的技术，SONET/SDH可去掉背靠背多阶复用的开销，这些技术用在一种名为分插复用器(ADM)的新设备中。第五，SONET/SDH中的同步特征使得网络运行更加稳定。第六，比起现有的技术来，SONET/SDH具有显著改善的OAM&P特性。SONET/SDH中，大约5%的带宽被用于OAM&P。第七，SONET/SDH采用数字传输方案。因此，业务受通信信道中的噪声及其他损害的干扰相对较少；而且，系统还可采用有效的TDM操作。

SONET/SDH的拓扑结构基于ANSI和电话运营商标准协会(ECSA)等制定的标准。另外，Bellcore在这些标准的制定过程中也起到了一定的作用。SONET是由Bellcore提出的，虽然SONET的设计目的是适应北美的DS3(45Mbit/s)信号，但ITU-T接受SONET的概念，并加以修改形成SDH数字同步体系，并已颁布了一系列标准。另外，Bellcore代表美国地区性贝尔营运公司支持这一标准。

3．SONET/SDH的拓扑、设备

关于SONET/SDH的拓扑，一个典型的拓扑结构是，运行于局域网(FDDI、802.3、802.5等)上的最终用户设备和数字传输系统(DS1、E1等)，通过SONET/SDH业务适配器连入网络。这种业务适配器也叫做接入节点、终端或终端复用器；它负责通过发送和接收来自LAN、DS1、DS3、E1等的业务来支持最终用户接口。它实际上是一个集中器，在发送端，负责把多个用户的业务组合到一个有效负载包络内，并送到SONET/SDH网上；在接收端，则完成相反的但互补的操作。

SONET/SDH网络的主要设备包括数字交叉连接设备(DXC)、ADM和终端复用器。DXC在SONET/SDH网络中通常用作集线器，它不仅可以添加和删除有效负载，而且可以以不同的载波速率(如DS1、OC-n、CEPT1)运行，还可以在这些载波速率之间作双向的交叉连接，它把不同类型的业务进行组合或分隔。ADM取代了DS1交叉连接中使用的传统的背靠背M13设备，它实际上是一个把DS1信号添加到SONET/SDH环或从SONET/SDH环上卸下的同步复用器，在环出现故障时，ADM也用作环的愈合。终端复用器用来把输入的T1、E1以及其他信号包封成供网络使用的STS有效负载，它由控制器(软件驱动)、转发器(为低速信道提供入口)、时隙变换器(TSI)(把信号送入高速接口)等几部分组成。

4．SONET/SDH的技术小结

现代电信和应用要求增加载波容量以实现广域传输业务，宽带广域网可解决这一问题，而SONET/SDH可提供高速传输业务。按照ITU-T和其他标准化组织的观点，ATM为B-ISDN提供交换操作，而ATM业务的底层物理操作由SONET/SDH支持。

SONET/SDH的技术小结见表1。

表1 SONET/SDH技术小结

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“比特同步”是数据通信中最基本的同步方式，又称“位同步”。

比特是数据传输的最小单位。

比特同步是指接收端时钟已经调整到和发送端时钟完全一样。

比特同步的方法有外同步法和自同步法。

中文名称

比特同步

英文名称

bit synchronization

定　　义

数据传输系统中，使接收端时钟脉冲与发送端时钟脉冲的频率同步的过程。

应用学科

通信科技（一级学科），通信原理与基本技术（二级学科）