1 SDH的产生
1.1 PDH的缺陷
以往的准同步(PDH)系统已越来越不适应电信网的发展，因为PDH体制有以下固有的一些缺点 。
(1)标准不统一
目前世界上有三种异步复接体制(表12－1)，三者互不兼容，国际互联时必须进行转换。
表12－1 三种异步复接体制
| 次群 | 以15Mbps为基础的系列 | 以2Mbps为基础的系列 | |
| 日本体制 | 北美体制 | 欧洲体制 | |
| 0次群 | 64 | 64 | 64 |
| 1次群 | 1554 | 1554 | 2048 |
| 2次群 | 6312 | 6312 | 448 |
| 3次群 | 32064 | 44736 | 34368 |
另外，目前只有统一的电接口标准(G.703)，而没有统一的光接口标准，即使在同一种异步 复接体制中，也不能保证光接口的互通。同为欧州体制的4次群系统，光接口就可能有几种 。如用5B6B码型，输出光信号码率为167.1168Mbps；用7B8B码型，输出光信号码率为159. 1589Mbps；用8B1H线路码型，输出光信号码率又为156.6620Mbps。光信号的码型、码率都 不同时，很难互通，只有通过光电变换将光接口转换为电接口后才能保证互通。这增加了网 络成本，影响了光纤系统的互联，与目前光纤通信飞速发展的形势不符。
(2)复用结构复杂
要完成数字复接，各低速数字支路必须彼此同步，有两种方法可以保证这一点：建立同步网 络和采用异步复接。在准同步网络中，各群次独立定时，因此高次群复接都采用以比特为单 位的异步复接。异步复接实际上是通过两个步骤实现的：先用码速调整将各支路信息码流调 整到速率、相位都一致，然后进行同步复接。一般采用正码速调速，这样在发端就要插入一 些码速调整比特，一路低速信号往往要经过多次码速调整，使得在高速信号中很难直接识别 和提取低速支路信号，要上下话路，只能采用一系列背靠背的复接器，将高次群信号一步步 地解复用到所要解出的低次群上，上下路后，再重新一步步地复用到高次群上(图12－1)。 显然，这种异步复用方式结构复杂，成本高，设备利用率低，硬件所占的成分大，因此很不 灵活。
(3)缺乏强大的网络管理功能
在光纤通信系统中必须有辅助工作系统及相应的辅助信道，而目前的PDH网络已很难挖掘出 足够的辅助信道容量，因为PDH网的运行、管理和维护主要采用人工数字交叉连接和暂停业务进行测试的方法，因此帧结构中没有过多设置OAM比特。现代通信网的发展要求网络管理功能越来越强，网络管理功能的缺乏使PDH网络已无法支持新一代电信网。
要在原有的技术体制中对PDH网进行修补已是得不偿失，只有进行根本的改革才是出路，于是就出现了光同步传输网。
1.2 SONET和SDH
美国贝尔公司首先提出了同步光网络(SONET)，美国国家标准协会(ANSI)于20世纪80年代制 定了有关SONET的国家标准。当时的CCITT采纳了SONET的概念，进行了一些修改和扩充，重新命名为同步数字体系(SDH)，并制定了一系列的国际标准。
SDH和SONET的基本原理完全相同，标准也兼容，但还是略有差别(表12－2)。
表12－2 SONET、SDH比较
| SDH | SONET | |||
| 等级 | 速率(Mbps) | 速率(Mbps) | 等级 | |
| 51.840 | STM－1 | OC-1 | ||
| STM－1 | 155.520 | 155.520 | STM－3 | OC-3 |
| 466.560 | STM－9 | OC-9 | ||
| STM－4 | 622.080 | 622.080 | STM－12 | OC-12 |
| 933.120 | STM－18 | OC-18 | ||
| 1244.160 | STM－24 | OC-24 | ||
| 1866.240 | STM－36 | OC-36 | ||
| STM－16 | 2488.320 | 2488.320 | STM－48 | OC-48 |
| STM－64 | 9953.280 | 9953.280 | STM－192 | OC-192 |
SONET的电信号称同步传递信号STS(Synchronous Transport Signal)，光信 号称光载体OC(Optical Carrier Level)，它的基本比特率是51.840Mbps；SDH的基本速率 为 155.520Mbps，其速率分级名称为同步传递模块STM(Synchronous Transport Module)。我 国采用SDH标准，因此下面的叙述都按SDH分级方式。
1.3 SDH的特点
SDH网的主要特点是同步复用、标准光接口和强大的网管功能，这三点在后面都要详细说明 。SDH网络还是一个非常灵活的网络，这体现在以下几个方面。
(1)支持多种业务
SDH的复用结构中定义了多种容器C和虚容器VC，各种业务只要装入虚容器就可作为一个独立 的实体在SDH网中进行传送。C、VC以及联和复帧结构的定义使SDH可以灵活地支持多种电路 层业务，包括各种速率的异步数字系列、DQDB、FDDI、ATM等，以及将来可能出现的新业务 。另外，段开销中大量的备用通道也增强了SDH网的可扩展性。SDH的这种灵活性和可扩展性 使它成为宽带综合业务数字网理所当然的基础传送网络。
(2)迅速、灵活地更改路由，具有很强的生存性
PDH中改变网络连接要靠人工更改配线架的接线，耗时长、成本高且易出错。在SDH网中，大 规模采用软件控制，通过软件就可以控制网络中的所有交叉连接设备和复用设备，需要改变 路由时，通过软件更改交叉连接设备和分插复用器的连接，只要几秒钟就可灵活地重组网络 。 特别是SDH的自愈环，在某条链路出现故障时，可以迅速地改变路由，从而大大提高了SDH网 的可靠性。
(3)定义了标准的网络接口和标准网络单元，提高了不同厂商之间设备的兼容性，使组网时 有更大的灵活性。
2 SDH的网络节点接口及帧结构
2.1 网络节点接口
从原理上讲，传输网络由传输系统设备和完成多种传送功能的网络节点构成。传输系统设备 可以是光缆传输系统，也可以是数字微波系统或卫星通信系统。网络节点所要完成的功能包 括信道终结、复用、交叉连接和交换等多种功能。简单节点可以只具有部分功能，例如仅有 复用功能，而复杂节点则通常包括全部的网络节点功能。
所谓网络节点接口(NNI：Network Node Interface)表示网络节点之间的接口。在实际中也 可看成是传输设备与网络节点之间的接口。图12－2给出了一种可能的网络配置，用以说明 网络节点接口的位置。规范一个统一的NNI标准，其基本出发点在于，应使它不受限于特定 的传输媒质，不受限于网络节点所完成的功能，同时对局间通信或局内通信的应用场合也不 加以限定。因此NNI的标准化不仅可以使3种地区性PDH系列在SDH网中实现统一，而且在建设 SDH网和开发应用新设备产品时可使网络节点设备功能模块化、 系列化，并能根据电信网络 中心规模大小和功能要求灵活地进行网络配置，从而使SDH网络结构更加简单、高效和灵活 ，并在将来需要扩展时具有很强的适应能力。
同步数字系列的网络节点接口NNI的基本特征是，具有国际标准化的接口速 率和信号帧结构。
2.2 SDH帧结构
首先来看一下STM－1的帧结构(图12－3)，STM－1比特率为155. 520Mbps，帧长为125μs， 因此一帧包括19 440比特，即2430字节，如图排列成9行270列，发送顺序为从左至右；从上 至下依次发送。每行的前9个字节(前9列)，共81字节中放置了段开销(SOH——Section Over head)和管理单元指针(AU PTR)；每行的后261个字节构成了信息净负荷区(Payload)，其中 有9字节为通道开销(POH——Path Overhead)。
段开销和通道开销字节的安排如图12－4。段开销的前3行为再生段开销(ROSH)，第5－9行为 复接段开销(MSOH)。再生段、复接段以及通道在实际系统中的位置可参见图12－5，POH在整个通道中保持不变；RSOH由再生段终端修改，在一个再生段内保持不变；MSOH由复接段设备( 如ADM、SDXC)修改，在一个复接段内不变。[Page]
段开销和通道开销各字节功能如下：
A1A2为帧定位字节，其中
A1=11110110 A2=00101000
一帧中有48个帧定位比特，伪同步概率仅为。B1B2B3为误 码监测字节,其中： B1：再生段误码监测，偶校验的比特间插奇偶校验8位码(BIP－8码);
B2：复接段误码监测，BIP－24码；
B3：通道误码监测。
C1C2为标记符号字节，其中
C1：STM识别符，识别每个STM－1信号在STM－N复用信号中的位置；
C2：信号指示标记，标明VC中映射的是ATM信元、FDDI、MAN还是某种PDH信号。
D1~D12为数据通信通路(DCC)，构成SDH管理网(SMN)的传送链路，其中：
D1~D3：192kbps的数据通道，用于再生段。
D4~D12：576kbps的数据通道，用于复接段。
E1E2提供两路64kbps的公务联络语声通路，其中：
E1：用于本地公务通路，在再生器接入；
E2：用于直达公务通路，在复接段终端接入。
F1F2为用户通路，为特定维护目的提供临时的数据／语声通路。
G1：通道状态字节。
H4：TU位置指示字节，指示当前TU帧在TU复帧中的位置。
J1：用于跟踪通道连接状态，在J1中重复发送高阶通道接入点识别符，以使接收终 端能根据J1确认与发送终端处于连接状态。
K1K2用于自动保护倒换，专用于保护目的的128kbps APS信令信道。
Z1~Z5：分别为复接段和通道段备用字节。
X标示为国内备用字节，其余为国际备用字节。
从段开销和通道开销的内容可知：段开销SOH提供帧定位，另外SOH和POH都提供了误码监测 、自动保护倒换以及维护公务信道，SOH的DCC信道则为网管提供了专门的通路，这些都显示 了SDH网丰富的辅助通路资源。
STM－1是SDH网中最低等级的速率，N个STM－1以字节为单位同步交错复接后构成STM－N信号 ，STM－N的帧结构如图12－6所示。
3 复用映射结构
图12－7是一个完整的SDH同步复用映射结构。SDH的复接方式中应用了几个非常重要的概念，即C、VC、TU和AU，它们之间的简单关系可由图12－8表示，它们在分层光接口中的位置 见图12－9。下面对这两个图以及这些名词作一些具体说明。
(1)容器C
用于传递同步信号的一种信息结构，主要完成速率调整等适配功能。需要传送的电路层信号 (如准同步信号以及B－ISDN信号等)在容器中经过码速调整后变换为同步信号，因此经过容 器后信号的速率将会变化。G.709建设中定入了5种标准容器:c-11,c-12,c-2,c-3,c-4各容器的标准输入速率如图12－7。
(2)虚容器VC
虚容器(VC)是SDH网中用以支持通道层连接的一种信息结构，它是由信息净负荷和通道开销( POH：Path Overhead)组成的一矩形块状帧结构。
VC是支持通道层连接的一种信息结构，分低阶VC和高阶VC(见图12－9)，分别由C和TUG加上 通 道开销构成(见图12－8)。VC是SDH中最重要的一种信息结构，它的包封速率与SDH网同步，V C可作为一个独立实体在通道中任一点取出、插入，以进行同步复用或交叉连接处理。
(3)支路单元TU和支路单元组TUG。
TU是一种为低阶通道层和高阶通道层提供适配功能的信息结构，它由低阶VC加TU指针组成( 见图12－8)。VC在TU中的起始位置是浮动的，由TU指针指明。一个或多个TU经字节交叉复用 并加入一些塞入字节组成TUG，加入额外的字节是为了保证完整的帧结构。
(4)管理单元AU和管理单元组AUG
AU对高阶VC和复接段层进行适配，由高阶VC加上AU指针构成(见图12－8，AU经AUG复接后成 为STM－1帧结构的组成部分，AUG本身又可以复接成高阶同步传递模块。[Page]
图12－7的复用映射结构几乎包括了三种PDH体制的各种速率的复用，从图中可见，除了4次 群信号只能经AU4进入STM－1码流，其余各支路信息都可经AU3或AU4进入STM中，这就要求合 理 选择复用路径，主要考虑以下因素：高次群交换机效率、系统可靠性、造价、网络内部互联 安排。一般来说，原使用2Mbps数字系列的国家采用经AU4的复用路径，原使用1.5Mbps的国 家采用经AU3的复用路径。
4 映射、复用和指针处理
信号装入SDH帧的净负荷中要经过三个主要过程：映射、复用和指针处理。
4.1 映射
所谓映射(Mapping)是指在SDH网络边界处，把支路信号适配装入相应虚容器的过程。它的目 的是为了使信号能与相应的VC包封同步，以使VC成为能独立进行传送、复用和交叉连接的实 体。图12－7中表明了各种速率的PDH信号的复用映射过程，对于高次群信号，经异步映射就 可装入相应的VC中。异步映射不要求信号与网络同步，只通过以后的各级TU指针、AU指针处 理将PDH信号接入SDH中。对于基群信号可采用异步映射和同步映射，同步映射要求信号先经 过一个一帧长度的滑动缓冲器，以使信号和网络同步。同步映射的好处是信号在VC净负荷 中的位置是固定的，无需TU指针，减少了处理过程，并使TU、TUG的所有字节都可用于传送 信号，提高了传输效率。代价是加入了时延和滑动损伤。
对于ATM信元，MAN(DQDB)和FDDI等信号则可以经任一种VC接入。以ATM信元的映射为例，53 字节的ATM信元可直接装入各容器C中，只需保证ATM信元字节边界与容器的字节边界定位对 准，从而使在SDH信息流中可正确识别出ATM信元的各字节。由于容器的容量不一定是53字节 的整倍数，在映射时允许ATM信元跨越容器的边界，这样就不可能依靠SDH的帧结构从SDH信 息流中有信头误码控制(HEC)字节，它是对信头中除HEC外的32bit进行CRC运算得到的，因此 就可利用HEC和信头中其他32bit的这种相关性来实现ATM信元的定界。
4.2 复用
从图12－7中可知，在组装AUG和TUG以及从TUG到VC的过程中要进行复用。SDH的复用最基本 的原则是字节间插复用，即复用时按顺序从各支路中读取一个字节。这通过比较图12－4中S TM－1的SOH与图12－6中STM－N的SOH结构可以看出。从图12－10中3个TU12复用成一个TUG2 的过程可以更清楚地看到字节间插的复用过程。TU12是9行4列的结构，TUG2是9行12列的结 构，因此无需插入额外的字节。
4.3 指针处理
由图12－7可知，从VC到TU、AU的过程要进行指针处理。前一节已经提到，在AU和TU中分别 有AUPTR和TUPTR，这两种指针的设置是SDH的一大特点。从图中可知，SDH中的AUPTR有两种 ：AU4PTR，AU3PTR。TU指针有4种：TU3PTR，TU2PTR，TU12PTR，TU11PTR。下面分别介绍一 下各种指针在SDH帧结构的位置、指针的构成以及利用指针实现频率调整的方法。
前面已经说过，SOH第4行的9个字节是AU指针，它包括两种形式：一是单个AU4PTR图12－11 ；二是三个AU3PTR图12－12，这是由于三个AU3进入一个STM－1的帧中，三个AU3PTR组成AUP TR时也符合字节间插复用的原则，即第1、4、7列的V1、V2、V3属于第1个AU3，第2、5、8列 属第2个AU3，第3、6、9列属第3个AU3。
TU3PTR的位置可以这样得到：由AU4PTR得到VC4在STM－1中的起始位置，而VC4是由三个TUG3复用成的，因此可再由图12－13得出VC4中TU3PTR的位置。
TU11、TU12、TU2的指针是由TU复帧结构决定的。为了适应不同容量净负荷 的传送需要，SDH定义了500μs(4帧)、2ms(16帧)、3ms(24帧)三种复帧结构，根据POH中的H4字节识别当前TU帧为哪一种复制结构中的第几帧。图12－14以500μs的复帧结构为例说明了TU指针在复帧中的位置。[Page]
以上几个图中，TUPTR的V4字节作为保留字节，其他AUPTR和TUPTR中的V3字节作为频率和相位的负调整机会，V1、V2的结构如图12－15所示。各符号意义如下。
I：增加比特，V1、V2中共有5比特I，若需要正调整，则将这5比特反转，在收端按大数判决 后进行一次正调整，并将指针加1。
D：减比特，意义同I，V1、V2中共有5比特D，反转时指示一次负调整，并将指针减1。
SS：AU和TU3PTR中为未规定，TU复帧中表示TU帧的类型。
NNNN：为新数据标识(NDF)，正常值为0110，当它反转成1001时表示NDF，这时其后的10比特 为新的指针值，即以二进制表示的VC起始位置，它将刷新以前的指针操作。
指针的设置是同步数字系列和异步数字系列的重大区别之一。
指针的作用之一是保证复用时各支路信号的同步。指针指示了虚容器在净负荷区中的起始位 置，通过调整这个起始位置，可以进行同步信号间的相位校准；同时，由于设置了正、负调 整机会，指针还可完成频率校准。网络处于同步状态时，指针进行相位校准；当网络失去同 步时，指针用来进行频率和相位校准；指针还用来容纳网络的频率抖动和漂移。同步数字系 列这个名词可能会使人误认为SDH要求网络各部分时钟严格同步。实际上，SDH的信号时钟精 度仅要求10e3，指针的设置保证了在这个时钟精度下可使各信号间同步。
指针完成频率调整的具体过程和规则是这样的。
(1)NDF为1001时，VC的起始位置由新指针标明。
(2)在VC的频率相对较低时，要进行正调整，以提高VC频率。在VC频率低时，VC内的数据就 放不满下一级的纯载荷区域，此时就在正调整机会的位置上插入填充用的伪信息字节，同时 在发端将I比特反转，收端则将指针值加1。
(3)在VC的频率相对较高时，要进行负调整，以降低VC频率。VC频率高时，纯载荷区就放不 下VC的数据。因此就在负调整机会的位置上也放置VC信息字节，同时在发端将D比特反转， 指示一次负调整，收端则将指针值减1。
(4)在一次指针操作后至少3帧内不得进行任何指针增减操作。
在AU4和TU-2中，V1、V2还可设置成级联指示CI=1001SS1111111111(SS不作规定)。级联表示 一个VC内的所有容器净负荷应保持在一起，并可以作为单个实体在网络中进行复用、交叉连 接和传输，这是为了提供大于C-4的容量以及介于C-2和C-3之间的容量，以增加SDH网适应业 务的灵活性，并适应高速通信业务如图像业务的需求。
指针的设置还使上／下路过程大大简化。在21节中说到，在异步复用数字系统中，用比特 填充的方法来使各支路信号同步，这导致低速支路信号深埋入高速复用信号中，在高速信号 中无法直接识别出复用的低速信号，而只能通过一连串的复用／解复用才能上／下支路。而 在SDH中，虚容器是参加复用、交叉连接和传送的独立单元，在上／下路一个VC时无需将各 级AUG、AU、TUG、TU都解开，只需进行一系列的指针处理就可准确地在STM帧中找到所要的 虚容器。
我们以图12－16所示34Mbps的信号经VU4进入STM－1中为例，来看一下如何从STM－1中识别 出VC3的34Mbps信号
(1)由帧定位信号对STM－1码流进行帧定界，识别出一个完整的STM－1帧，根据图12－11和 图12－12所示AU3PTR、AU4PTR在STM－1中的位置，从第4行第1列(即第1081字节)处得到AUP TR，并可识别出是AU4PTR。
(2)根据AU4PTR指示的VC4在净负荷中的起始位置，可对VC4进行定界，找到完整的虚容器VC4 。
(3)根据图12－12所示VC4中TU3PTR的位置，得到TU3PTR。
(4)由图12－13及TU3PTR指示的VC3起始位置，就可得到VC3。 可见，SDH中信号的上／下路比PDH简单多了，特别是通过分插复用器，在SDH中可以灵活地 实现网络信号的分配、交换和组合[Page]
4.4 SDH复用过程的解释 
为便于理解SDH的复用结构，现用集装箱运载货物作比喻，如图12－17所示。将容器C视为运 输用的标准包装箱，C-n表示不同的容量规格，以便能适配装进PDH的各种物品(信息)，在容 器的包封上面附上称作通道开销(POH)的一些码字，如此处理后的箱体称为虚容器(VC)。而 包封上的POH只是用来指示箱内物品在端到端运送过程中的状态、性能以及装载情况等，因 而是为运营者操作维护而设。在虚容器基础上再附上指针(PTR)就构成支路单元(TU)或管理 单元(AU)。PTR是用来指明虚容器在支路单元内或在STM帧结构内的准确位置，根据PTR所指 示的地址可以实现灵活转移VC，或在需要时直接取下(或插入)物品而不必拆卸整车物资。把多个同等级的相同支路单元、支路单元组、管理单元及管理单元组集装(复用)起来构成一个 大型集装箱后，并利用管理单元指针指明地址，然后再附上段开销，这是为了在运营段上进 行运行中的操作维护和管理，于是各种物资(信息)将十分灵活、方便、准确、可靠地被送往 各地。
5 SDH成网技术
5.1 统一的光接口
SDH通过定义统一的光接口，解决了不同厂家设备之间的兼容问题。
在G.957建议中，提供了对同步数字系列光接口的规定，包括一系列光接口详细参数及其测 量方法，如：光发射机的平均发射光功率范围、最小消光比、信号眼图模板，光源的光谱特 性，光通路允许的衰耗、色散值和反射，接收机灵敏度、动态范围等等。
SDH中的光接口按传输距离和所用的技术可分为三种，即局内连接、短距离局间连接和长距 离局间连接。相应地有三套光接口参数：局内连接典型传输距离为几百米，小于2km，采用G.652光纤，工作在1310nm波长区域；短距离局间连接典型传输距离为15km左右，采用G.65 2光纤，工作在1310nm或1550nm波长区域；长距离局间连接典型传输距离为40km以上，工作 在1310nm波长区域时使用G.653光纤，工作在1550nm波长区域时，采用G.652、G.653或G.654光纤
5.2 SDH网络设备
SDH设备主要有：同步终端复用器STM(Synchronous Terminal Multiplexer)，分插复用器AD M(Add/Drop Multiplexer)和同步交叉连接设备SDXC(Synchronous Digital Cross Connect) 。另外，还有网络管理系统设备NMS(Network Management System)。
STM有两类。一类提供G.703接口到STM－N的复用功能，如图12－18所示，它代替了PDH中一 连串背靠背的复用器。这类复用设备具有VC1／2／3或VC3／4通道连接功能，能将输入支路 信号灵活地分配到STM－N帧内的任何位置。另一类是高阶复用器，如图12－19所示它将低阶 STM信号复用成更高阶的STM信号。
分插复用器图12－20是SDH中应最广、最富特色的设备。它是一个三端口设备，具有两个SDH 光接口，通过另一端可以灵活地上／下路复用在STM信号中的低速率信号。ADM内部还具有时 隙交换轼能，允许两个STM信号之间不同VC的互联，并能方便地进行带宽管理。在实际网络 中，根据ADM的结构特点，它可灵活地用在网络中不同的位置。作为终端复用器时，可将两个SDH光接口分别作主备用，实际复用设备往往既可配置成终端复用器又可配置成分插复用器。利用ADM还可构成各种自愈环。
数字交叉连接设备(DXC)是现代数字通信网中非常重要的设备之一，DXC并不是SDH网独有的 设备，新研制的DXC设备往往既可用于SDH网也可用于PDH网。SDXC结构如图12－21所示，它 的核心是 一个交叉连接矩阵。SDXC是种兼有复用、配线、保护、监控和网管多功能的传输设备。它能 代替配线架，对VC进行交叉连接。动态调整网络，实现半永久连接；SDXC还能对业务进行集 散：在输入端对业务进行集中，可以提高线路利用率，在输出端可进行业务分离，如分开国 内和国外业务，本地和长途业务以及租用和公用业务，这些功能使网络可灵活处理各种业务 ，提高了网络效率。利用SDXC的自动配置功能也可以构成SDH的自愈网，在网络出现故障后 自动重选路由，恢复业务。干线网中就常采用由SDXC构成的自愈网。[Page]
网络管理系统设备完成对整个SDH网的管理，它应满足有关电信管理网的规定，并应有各类 标准接口以便与各类网络设备连接。在SDH的网络设备中都设有同步设备管理功能(SEMF)， 它将性能数据和硬件告警等信号转变成面向目标的消息，并送入DCC或Q接口。
目前许多厂家都推出了SDH设备，如日本NTT，Ericsson，Philips，AT＆T，Alcatel等。 不同公司的产品在基本构成上大体一致，但又有各自的特点。表12－3给出了AT＆T的一 些典型设备及其特性，图12－22则示出了各种设备在实际网络中的应用。从这里可以看出， 干线网、中继网和用户网由于容量和业务特性不同，分别有不同型号的设备；SDH设备往往 既支持SDH网的接口也支持PDH系列接口；终端复用和分插复用功能有常位于同一设备中。
5.3 自愈环
自愈环的作用是提高网络的生存性，即在无人工参与的情况下，网络能及时地发现错误，并 能在极短的时间内自动恢复承载的业务，而用户根本感觉不到网络的故障。自愈环的结构有 许多种，主要有路由保护、二纤单向环、二纤双向环和利用DXC保护的自愈环。
路由保护即采用主备份路由，这要求两条光纤在地理位置上是分开的，因此铺设成本高，而 且 这种方法只能对传输链路进行保护，而无法对网络节点的失效进行保护，所以只能适用于两 点间有稳定的较大业务量的点到点保护。
二纤单向环如图12－23所示，由S光纤、P光纤和分插复用器ADM构成。S光纤传送业务信号， P光纤用于传送保护信号，两根光纤的传送方向相反，正常情况下以S光纤的信号为主信号。 如果图中B、C之间的两根光纤断了，这时经S从B到C的信号丢失，于是在节点C，将S例换到P 上，重新构成一个变形的环。单向环的控制比较简单，只涉及SDH标准中的AIS信号，因此容 易实现不同厂家产品的互通。在业务量方面，由于环中所有的业务都要经过整个环，因此环 的总业务量即为单个节点ADM的总容量STM－N。
二纤双向环(图12－24)的结构和单向环相同，在一对光纤上以时分复用的方式传送两路业务 信号S1、S2，以及对应的保护信号P1、P2。S1，S2分别传送两个方向相反的信号，如S1用于 传送AB信号，S2传送BA信号。双向环由于采用了时分复用，因此控制相对复杂些。双向环的 业务量与网络节点数及网络上／下路情况有关，在业务量极端分散的情况下，即在每个节点 都进行分插，则双向环达到最大容量K／2 STM－N，其中K为网络节点数。所以，网络业务量 越分散即上／下路越频繁、网络节点数越多，双向环的效率就越高，即双向环与网络的业务 量和节点数有关，这给网络的规化带来了困难。
利用DXC保护是指在某条链路出现故障时，利用DXC的快速交叉连接功能迅速地将业务交叉连 接到一条替代路由上。DXC保护方式的成本比环网要高，而且网络恢复时间较长，通常需要 数秒至数分钟，这将会引起业务丢失。但当网络拓扑比较复杂时，如高度互联的网状网， DXC保护方式比环网要灵活，也便于网络规划。 
二纤单向环、双向环和DXC保护方式各有特点，分别适用于不同的网络环境，一般来说，在 长途网中采用DXC保护方式，在中继网中采用双向环，而在用户网中则用单向环保护方式。 但这也不是绝对的，在实际应用中常灵活地混合使用这几种自愈环结构。
5.4 SDH的网同步
SDH网同步结构采用主从同步方式，要求所有网络单元时钟都能最终跟踪到全网的基准主时 钟。
局内同步分配一般用星形拓扑，即局内所有时钟由本局最高质量的时钟获取定时，只有高质 量的时钟由外部定时同步。获取的定时由SDH网络单元经同步链路送往其他局的网络单元。 由于TU(支路单元)指针调整引起的抖动会影响时钟性能，因而不再推荐在TU内传送的一次群 信号作为局间同步分配，而直接用STM－N传送同步信息。局间同步分配一般采用树形拓扑。 SDH网同步方式一般有网同步方式，伪同步方式及准同步方式等三种。 [Page]
5.5 SDH的网络管理
SDH网的管理应纳入统一的电信管理网(TMN)范畴内。
SDH管理网(SMN)是负责管理SDH网络单元的TMN的子集，它又可以细分为一系列的SDH管理子 网(SMS)。SDH网的管理采用多层分布式管理进程，每一层提供某种预先确定的网管功能。SM N由一套分离的SDH嵌入控制通路(ECC)及有关局内数据通信链路组成。ECC以段开销中的字节作为物理层，总速率达768kbit/s。
SDH的网络管理与电信网的信息模型紧密相关，它是为了达到不同系统间的兼容，需要将“ 信息模型化”，即电信网的信息模型。目前SDH的信息模型尚待进一步研究完成。SDH共同协 议的实现将是能否实现多厂家产品环境的关键。
SDH具有很强的管理功能，共有五类。第一类是一般管理功能(ECC管理、安全等)；第二类是 故障管理功能(告警监视、测试等)；第三类是性能管理(数据采集，门限设置和数据报告等) ；第四类是配置管理(供给状态和控制等)；第五类是安全管理(注册、口令和安全等级等)。
在CCITT的建议中，已选择了一套七层协议栈(一组按次序堆积起来的协议)，来满足维护管 理信息传递的要求。它符合目前开放系统管理所采用的面向目标的方法。
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