SDH (Synchrone Digitale Hierarchie)
Was ist Synchrone Digitale Hierarchie (SDH)?
Die Synchrone Digitale Hierarchie (SDH, englisch Synchronous Digital Hierarchy) ist ein Glasfaser-Transportstandard, der die synchronisierte Übertragung mehrerer digitaler Bitraten über eine physische Infrastruktur ermöglicht. SDH fasst dabei verschiedene niedrigere und höhere Datenströme in einem synchron getakteten Overlay zusammen, das sich dank des synchronen Netzes einfach extrahieren lässt.
SDH basiert auf den T-Standards (unter anderem G.707, G.783, G.784 und G.803) der ITU und ist das internationale Pendant zu SONET, das vor allem in Nordamerika genutzt wird. Mit seinen Vorteilen bei Synchronisation, Flexibilität, einfacherem Multiplex und höherem Datendurchsatz ersetzt SDH ältere PDH-Systeme (Plesiochronous Digital Hierarchy).
SDH wird in Telekommunikationsnetzen zur Übertragung von CTM-Verkehr, ATM-Zellen, Ethernet-Aggregationen, PDH, SAN-und anderen Daten genutzt. Moderne Netze setzen häufig auf SDH als Backbone, beispielsweise für MAN- und WAN-Verbindungen.
SDH-Systeme wurden in den späten 1980er und frühen 1990er Jahren entwickelt, um die PDH-Technologie zu ersetzen. Das Hauptziel bestand darin, potenzielle Synchronisationsprobleme bei Massendaten und Telefonzentralen zu beseitigen. Außerdem wurde die Datenübertragungsrate in einer einfachen und flexibleren glasfaserbasierten Netzinfrastruktur erhöht. SDH kann auch über Kupfer, Richtfunk oder Satelliten übertragen werden, obwohl Glasfaser Standard ist.
Bei der digitalen Telefonübertragung bedeutet synchron, dass die Bits eines Anrufs innerhalb eines Übertragungsrahmens übertragen werden. Plesiochron bedeutet fast (aber nicht) synchron oder eine Übertragung, die aus mehr als einem Übertragungsrahmen extrahiert wird.
Auf einen Blick: SDH (Synchrone Digitale Hierarchie)
SDH (Synchronous Digital Hierarchy) ist ein internationaler Standard (ITU-T) für die synchrone Datenübertragung über Glasfaser, Kupfer oder Funk. Es löst die ältere PDH-Technik ab und ermöglicht:
- Höhere Bandbreiten (STM-1 bis STM-1024, bis 159 Gbit/s)
- Einfacheres Multiplexing (kein Bit-Stuffing wie bei PDH)
- Selbstheilende Netzwerke (automatische Fehlerkorrektur)
Vorteile gegenüber PDH
- Synchronisation ohne Taktprobleme
- Flexibles Hinzufügen/Entfernen von Datenströmen
- Robustes Netzwerkmanagement (OAM-Funktionen)
Einsatzgebiete
- Telekom-Backbones (MAN/WAN)
- Übertragung von ATM, Ethernet, SAN-Daten
- Kritische Infrastrukturen (hohe Ausfallsicherheit)
Nachteile
- Höhere Komplexität bei niedrigen Bitraten
- Geringere Bandbreiteneffizienz als moderne DWDM-Systeme
SDH bleibt trotz IP/Ethernet-Alternativen in vielen Kernnetzen im Einsatz.
Was ist der Unterschied zwischen der PDH-Technologie und der SDH-Übertragung?
Die PDH-Technologie bot komplexes Multiplexing – Bit Stuffing oder Interleaving, bei dem zusätzliche Datenbits in den Datenstrom gestopft werden, um Synchronität zu erreichen. Auch die hohen Kosten für die Übertragungsbandbreite schränkten PDH ein.
Im Gegensatz dazu läutete die SDH-Technologie eine Ära des Multiplexing und der Synchronisation ohne Bitstuffing ein. Stattdessen stützt sich die Telekommunikationsindustrie bei SDH-Systemen auf Byte-Interleaving, das exakte Zeitabläufe gewährleistet und gleichzeitig ein ähnliches Maß an Flexibilität bietet.
SDH verwendet die folgenden Synchronous Transport Modules (STMs) und Raten:
Wie funktioniert Synchrone Digitale Hierarchie?
In einem synchron getakteten Netz kombiniert SDH eine Bitrate von b mit n Signalen, um Datenströme mit Bitraten von n x b zu erzeugen. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu PDH, da PDH über einzelne Übertragungswege verfügt, die nur minimale Taktabweichungen aufweisen.
Der synchrone Modus in SDH ermöglicht das Hinzufügen und Entfernen von Multiplexsystemen niedriger Ordnung aus höheren Hierarchieebenen. So funktionieren zum Beispiel Kommunikationsverbindungen in Telefonsystemen. All dies wird in Übereinstimmung mit dem Standard erreicht, der verschiedene Hierarchien wie STM-1, STM-4, STM-16 oder STM-64 kennt.
Die Daten werden transparent in Containern über das SDH-Netz transportiert. In diesem Szenario können die Nutzer etwa 5 Prozent der Bruttodatenrate für Betriebs-, Verwaltungs- und Wartungszwecke reservieren.
SDH arbeitet grundsätzlich mit der im Netz laufenden Software. Häufig werden Transaction Language 1/Q3-Protokolle verwendet, um Netzverwaltungsdaten zwischen dem Systemendgerät und der SDH-Ausrüstung zu übertragen. Schließlich werden Netzverwaltungsdaten zwischen SDH-Systemen über spezielle eingebettete Datenkommunikationskanäle übertragen. Auf diese Weise können die Benutzer SDH innerhalb des Abschnitts und des Leitungs-Overheads erreichen.
SDH verwendet auch Verbindungen auf der Basis von Glasfaserkabeln, Kupferleitungen, Satelliten und Richtfunkverbindungen auf der physischen Schicht. Regeneratoren frischen gedämpfte oder verzerrte Signale auf, und die Multiplexer kombinieren die Signale zu Datenströmen mit hoher Bitrate auf der übergeordneten Schicht. Die Nutzer können aber auch virtuelle Container verwenden, um einzelne Datencontainer zu transportieren.
Dies ermöglicht auch die Steuerung der verschiedenen Signale mit unterschiedlichen Bitraten.
Was sind die wichtigsten Vorteile der SDH-Technologie?
SDH ist umfangreicher und kostengünstiger als herkömmliche PDH-Technologien. Zu den weiteren Vorteilen von SDH-Systemen gehören:
- Es werden durchweg einfachere Multiplexing- und De-Multiplexing-Techniken verwendet.
- Die Glasfaserbandbreite kann unbegrenzt erhöht werden.
- Es verfügt über verbesserte Wartungsprotokolle und kann leicht auf höhere Bitraten erweitert werden.
- Ringe bieten einen Switching-Schutz für den Datenverkehr.
- Es kann schnell mit verschiedenen Netzen zusammengeschaltet werden.
- Es verfügt über ein umfassendes Netzwerkmanagementsystem.
- Es verfügt über ein flexibles selbstheilendes Netz.
- Es kann bestehende PDH-, Breitband- und Rundfunksignale transportieren.
- Es ist bei Telekommunikationsnetzen und -betreibern nach wie vor beliebt.
- Es ermöglicht eine schnelle Wiederherstellung nach einem Ausfall.
- Es bietet Netzübertragungsdienste in lokalen Netzen für interaktive Multimedia-Anwendungen wie Videokonferenzen.
- Es unterstützt mehrere Betreiber oder Anbieter.
- Sie unterstützt Mehrpunkt-Netzwerke.
Welche Nachteile hat die SDH-Technologie?
SDH hat auch einige Nachteile, wobei die Vorteile die Nachteile bei weitem überwiegen, darunter folgende:
- Die Komplexität wird durch das direkte Hinzufügen und Verwerfen von Signalen mit niedrigeren Raten erhöht, die mit Hilfe von Zeigern archiviert wurden.
- Es erfordert eine komplizierte SDH-Ausrüstung, um verschiedene Traffic-Arten und Optionen zu verwalten.
- Es bietet ein geringeres Verhältnis der Bandbreitennutzung.
- Es kann kein E2 übertragen werden, da der Container nicht verfügbar ist.
- Es ist weitgehend softwarebasiert und anfällig für Cyberangriffe.
Dieser Artikel wurde von der ComputerWeekly-Redaktion aktualisiert, um technische Veränderungen zu berücksichtigen und das Leseerlebnis zu verbessern.
