PDH光传输设备

PDH光传输设备，在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列。这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步”。

在数字传输系统中，有两种数字传输系列，一种叫“准同步数字系列”（Plesiochronous Digital Hierarchy），简称PDH；另一种叫“同步数字系列”（Synchronous Digital Hierarchy），简称SDH。

采用准同步数字系列（PDH）的系统，是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。为了保证通信的质量，要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。因此，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”。

在以往的电信网中，多使用PDH设备。这种系列对传统的点到点通信有较好的适应性。而随着数字通信的迅速发展，点到点的直接传输越来越少，而大部分数字传输都要经过转接，因而PDH系列便不能适合现代电信业务开发的需要，以及现代化电信网管理的需要。SDH就是适应这种新的需要而出现的传输体系。

PDH介绍

在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列。这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步”。

PDH同步处理流程图[6]

在数字传输系统中，有两种数字传输系列，一种叫“准同步数字系列”（Plesiochronous Digital Hierarchy），简称PDH；另一种叫“同步数字体系”（Synchronous Digital Hierarchy），简称SDH。

速率不同的低次群分路信号若直接复用成高次群信号会在高次群信号中产生码元的重叠错位，使接收端无法正常分接、恢复低次群分路信号。因此，速率不同的低次群分路信号不能直接复用，要在复用之前对各分路信号速率进行统一的调整，使各分路信号速率达到同步。调整方法通常采用正码速调整法，即在各分路信号中插入一些脉冲，通过控制插入脉冲的多少来调整各分路信号的速率。

PDH历史

PDH是一种早期的通信传输制式，主要兴盛于20世纪80年代至90年代初，后随着SDH的兴起而逐渐衰落。

PDH复用

我们和亲人朋友打电话时，需要把信号传送到对端的电话机上，一路话音信号是64 kbit/s，如果每次在传输线路中只传一路话音信号那对电信资源来讲就是极大的浪费。因此，我们需要把很多话音信号复用到一起变成一个高速率的信号来传送。PDH就是一种用来传送高速信号的传输制式。

那PDH是如何来将64 kbit/s的话音信号变成高速信号的呢？我们拿个形象的比喻来说明一下它的原理。假设我们要从厂家送一批杯子到商店里去卖，我们肯定不会一次只送一只杯子去，这样太浪费资源了。我们会把很多的杯子装在箱子里一次送过去。为了装卸和运输的方便，也为了杯子在运输过程中不被损坏，我们准备好大小不同的4种箱子，由小到大分别标上1、2、3、4号箱。我们先将30只杯子装在一个1号箱子里，再将四个1号箱子装到一个2号箱子中。由于2号箱子的体积比四个1号箱子还大一些，为防止1号箱子在2号箱子中滑动，我们给2号箱子里塞一些泡沫作为填充物。同样，我们再将四个2号箱子装到一个3号箱子中，四个3号箱子装到一个4号箱子中，3号箱子和4号箱子中也需要塞一些填充物。最后，我们终于可以安全地把杯子送到目的地了。

PDH将话音信号变成高速信号的过程叫做复用，其反变换叫做解复用。PDH的复用过程就和装杯子的过程类似。我们将1号箱对应的PDH信号称为基群信号，它包含30路话音信号和2路信令信号，因此对应速率为64 kbit/s*32=2048 kbit/s，也就是我们现在还在使用的E1信号。再往上，每4路低次群信号复用成1路高次群信号。我们可以用下表来表示箱子和PDH的对应关系：

我们看一下表中的“速率”一列，会发现二次群的速率并不是基群速率的4倍，而是比基群速率的4倍略大一点。这是因为在复用过程中为了适配和容纳各级支路信号的速率差异插入了一些填充字节，就好比在2号箱中塞入了填充物一样。同样，三次群和四次群的速率也有这种情况。正因为这种复用不是完全同步的，所以被称为“准同步复用”。

以上我们说的这种速率的PDH是我们国家采用的系列，欧洲也采用这种系列，实际上，PDH在国际上有三大系列，另外两种分别称为日本北美系列，如下图所示（为简化表示，图中速率都用简称）。

PDH三大系列

日本和北美使用的基群信号速率为1.5 Mbit/s，也就是现在还在使用的T1信号。

PDH存在问题

• PDH主要是为话音业务设计，而现代通信的趋势是宽带化、智能化和个人化。

• PDH传输线路主要是点对点连接，缺乏网络拓扑的灵活性。

• 存在相互独立的两大类、三种地区性标准（日本、北美、欧洲），难以实现国际互通。

  PDH只有地区性的电接口规范，没有统一的世界性标准。三种地区性标准的电接口速率等级以及信号的帧结构、复用方式均不相同，这种局面造成了国际互通的困难，不适应通信的发展趋势。

• 异步复用，需逐级码速调整来实现复用/解复用。

  正因为PDH不是同步复用，导致无法从PDH的高速信号中直接分离/插入低速信号。例如，要想从140 Mbit/s的信号中直接分离/插入2 Mbit/s的信号，就需要经过一次一次的复用/解复用。这样会使信号在复用/解复用过程中带来损伤，使传输性能劣化。在大容量长距离传输时，此种缺陷是不能容忍的。

• 缺少统一的标准光接口，无法实现横向兼容。

  PDH没有世界性统一的光接口规范。为了完成设备对光路上的传输性能进行监控，各厂家各自采用自行开发的线路码型。典型的例子是mBnB码。其中mB为信息码，nB是冗余码，冗余码的作用是实现设备对线路传输性能的监控功能。这使同一等级上光接口的信号速率大于电接口的标准信号速率，不仅增加了光通道的传输带宽要求；而且由于各厂家的设备在进行线路编码时，在信息码后加上不同的冗余码，导致不同厂家同一速率等级的光接口码型和速率也不一样，致使不同厂家的设备无法实现横向兼容。这样在同一传输线路两端必须采用同一厂家的设备，给组网应用、网络管理及互通带来困难。

• 网络管理的通道明显不足，建立集中式传输网管困难。

  PDH信号的帧结构里用于运行管理维护（OAM）的开销字节不多，这也就是为什么在设备进行光路上的线路编码时，要通过增加冗余编码来完成线路性能监控功能。由于PDH信号管理运行维护工作的开销字节少，这对完成传输网的分层管理、性能监控、业务的实时调度、传输带宽的控制、告警的分析和故障定位是很不利

• 网络的调度性差，很难实现良好的自愈功能。

  由于PDH没有网管功能，更没有统一的网管接口，不利于形成统一的电信管理网。

正因为PDH的这些缺点，在20世纪90年代，PDH逐渐被SDH（同步数字系列）所取代。