SDH (ang. Synchronous Digital Hierarchy) to technologia sieci transportu informacji o dużej przepustowości. Technologia powstała jako rozwinięcie standardu PDH. Podstawową jednostką systemu jest jednostka transportowa STM-1 (ang. Synchronous Transport Module) o pędkości przesyłania do 155 Mb/s, która umożliwia łatwą współpracę z siecią plezjochroniczną PDH o prędkości przesyłania 140 Mb/s.

Sieci SDH charakteryzują się wysoką niezawodnością, małą podatnością na uszkodzenia (wynika to z budowy między innymi struktur pierścieniowych) oraz możliwością automatycznej rekonfiguracji w czasie krótszym niż 50 ms. Transmisja odbywa po dwóch włóknach światłowodowych, a sygnał powinien być wzmacniany co 60-80 km.

Amerykańskim odpowiednikiem systemu SDH jest sieć SONET (ang. Synchronous Optical Network), gdzie podstawową jednostką transportową jest STS-1 (ang. Synchronous Transport Signal) o prędkości 51,84 Mb/s. Porównanie systemów STS dla sieci SONET i STM dla sieci SDH pokazano w dziale: Sieć transportu danych.

Rozwiązania SONET/SDH uzupełniono o technologię zwielokrotnienia DWDM w celu zwiększenia pojemności traktów światłowodowych. Rozszerzenia przepływności pojedynczego kanału optycznego dokonuje się przez zwielokrotnianie TDM, natomiast podniesienia przepływności całego włókna światłowodowego dokonuje się poprzez zwielokrotnianie WDM.

System STM w czasie zwielokrotniania ma coraz większe przepływności, będące n-tą wielokrotnością STM-1.

Budowa i działanie systemu STM-1

Ramka STM-1 składa się z 9 linii po 270 bajtów. Czas trwania pojedynczej ramki to 125 µs. Oznacza to, że częstość powtarzania się ramki to 8 KHz. Przepustowość pojedynczego bajtu ramki to 64 Kb/s. W ramce STM-1 zawarte są:

• nagłówek SOH (ang. Section Overhead)- 9 x 9 bajtów. Przenosi on dane utrzymaniowe w postaci np. wzoru fazowania ramki, bajtów nadzoru, administracji siecią i sterowania nią. Dzieli się na:
  • RSOH (ang. Regenerator Section Overhead)- stanowi zbiór danych sterujących i informacyjnych dla sekcji regeneratora i część MSOH,
  • MSOH (ang. Multiplex Section Overhead)- stanowi nagłówek dla multiplekserów.
• wskaźniki AU- 9 bajtów- służą do określenia położenia kontenera wirtualnego VC względem ramki STM. Umożliwia to dotarcie do strumieni składowych kontenera wirtualnego, bez multipleksacji odwrotnej całego sygnału,
• pole Payload- 9 x 261 bajtów- służy do przenoszenia właściwych danych użytecznych.

Zwielokrotnienie systemu SDH

Kontenery:

• kontener C (ang. Container)- zdefiniowana przepływność binarna, którą umieszcza się w ramce STM-1. Pakiet informacji o pojemności STM-1 przesyłana jest co 125 µs. W nim zawiera się:
  • użyteczna informacja- (może to być system PDH),
  • bity kontrolne, dopełniające, określające zgrubną i dokładną synchronizację.
• kontener wirtualny VC (ang. Virtual Container)- powstaje z kontenera C, do którego zawsze dodawany jest nagłówek POH. Kontenery VC dzielą się na:
  • wyższego rzędu- bezpośrednio transportowane w ramce STM-1 (VC-4),
  • niższego rzędu- znajdują się wewnątrz innych kontenerów (np. VC-3, VC-12).

Proces zwielokrotnienia przebiega w dwóch etapach. W pierwszym etapie następuje multipleksacja kontenerów wirtualnych VC niższego rzędu, do kontenerów VC wyższego rzędu. Kontenery VC niższego powstają z połączenia kontenerów C z nagłówkami POH (ang. Path Overhead). W drugim etapie zachodzi łączenie kontenerów VC z nagłówkiem sekcji SOH (ang. Section Overhead) w celu utworzenia modułów transportowych STM o wymaganej przepływności dla strumienia zbiorczego. Przetwarzanie zawartości nagłówka SOH daje możliwość wglądu w zawartość modułu STM na trasie i wyodrębnienia z niego pojedynczej przepływności lub włączenie innej.

Struktura zwielokrotnienia

Kontener C4 posiada taką samą przepływność jak kontener VC-4, więc może być bezpośrednio do niego dopasowany. Analogiczna sytuacja jest dla innych kontenerów C. Do kontenera C zostaje zawsze dodany nagłówek POH i powstaje w ten sposób kontener VC, który traktowany jest zawsze jako integralna część przeprowadzona w nienaruszonym stanie od nadawcy do odbiorcy. Taka informacja jest uzupełniana o przesunięcie i nazywana jest jednostką podrzędną TU. Kilka jednostek podrzędnych TU, zwielokrotnionych bajtowo, stanowi jednostkę nadrzędną TUG.

Połączenie kilku jednostek TUG i np. kontenera C3 wraz z zawsze dołączanym nagłówkiem POH daje kontener wirtualny (np. VC-4).

W przypadku zwielokrotnienia systemu STM-1 do STM-n budowa ramki jest podobna, a różnica polega głównie na przepływności. W ciągu 125 µs jest transportowane n x 9 x 270 bajtów danych. Podczas zwielokrotnienia ulega zmianie położenie poszczególnych sygnałów użytecznych i w związku z tym, po wprowadzeniu każdego sygnału, modyfikowane są nagłówki STM-n. Np. zwielokrotnienie sygnału STM-4 do STM-16 polega na tym, że ramka STM-16 otrzymuje nagłówki zmodyfikowane przez wprowadzenie 4 strumieni i wstawienie kolejno po 4 bajty każdego ze strumieni wg narzuconej kolejności.

Krotnice DXC:

• TMX- końcowe- umożliwiają zwielokrotnienie sygnałów plezjochronicznych w sygnał zbiorczy STM-n,
• LMX- liniowe- łączą sygnały SDH niższego rzędu w wyższe (4 x STM-1 w jeden zbiorczy STM-4, 4 x STM-4 w jeden zbiorczy STM-16 itd.),
• ADM- transferowe- zapewniają wydzielanie oraz łączenie dowolnego kanału wchodzącego w skład sygnału zbiorczego STM-n, bez konieczności odwrotności multipleksacji (kontenery VC-4),
• REG- regeneratory- służą wyłącznie do regeneracji sygnałów cyfrowych,
• DXC, SXC- synchroniczne przełącznice cyfrowe- spełniają właściwą komutację dróg cyfrowych w sieciach synchronicznych.