E1、POS口、PDH、SDH/MSTP到底是啥？
软考网络规划设计师涉及到一部分的光传输技术知识，教程里没有相关的介绍。下面分四章简要说明SDH、WDM、OTN、IPRAN以及光纤光缆的知识。首先介绍下SDH的知识。在通信网中利用高速大容量光纤传输技术的新体制，最先诞生的是美国SONET同步光纤网络。这一概念是美国贝尔实验室在1984年提出来的，1988年被ITU-T采纳，并重新命名为SDH同步数字体系。
什么是PDH？E1和2M的关系
SDH是一种TDM时分复用技术，在学习SDH知识之前，我们先来了解下PDH准同步数字序列。PDH有两种技术标准，即美国的T系列和欧洲的E系列，也就是我们通常所说的1.5M和2M系列。
PDH没有全网统一的时钟信号，群里和支路信号之间时钟频率还有一定的偏差，因此非常容易导致时延和误码，不适合传输电信级的语音信号。而且存在两大技术标准，互联互通、网络管理、上下电路等都比较麻烦，所以逐步被淘汰了。
通常意义上的光传输设备，都叫光端机。在2000年左右，PDH光端机、光纤收发器大量应用在末端专线的接入当中，此后逐步被SDH光端机所取代。
虽然PDH技术被淘汰，但其PCM脉冲编码调制技术仍然在用，其理论基础是奈切斯特定理，这也是模拟信号转为数字信号的基础。我国传输都是采用欧洲标准，即E系列，2M信号就是E1。这里说明下E1是怎么得出2.048M的。
E1帧长256个bit，共分为32个时隙TS，一个时隙TS 8bit，根据奈切斯特定理，一个bit抽样8000次，所以速率是64K，32*64K=2048K，即2.048M，简称2M电路。
通常情况下，TS0时隙用于传输帧同步码，TS16用于传输信令，所以一个2M信号的有效传输时隙是30个，用于传输语音或数据信号。一路固定电话的带宽只需要64K，所以一条2M电路可以带30路固定电话，即30B+2D。2M电路的知识，2019年网络工程师考试考过。
E1电路的硬件阻抗接口有2种：非平衡式的75欧姆和平衡式的120欧姆，在通信中90%以上用的是75欧姆的阻抗，接口标准是G.703。相应的线缆叫做同轴电缆，俗称2M线，型号一般是SYV-75-2，一根同轴电缆一般是8芯，可以接4个2M。
2M的对接器件叫做U形头，在DDF数字配线架上可以做环回操作，可以用发光二极管判断2M电路的收发，或者2M误码仪。做过传输的，应该非常熟悉。不过随着GSM的退网，通信机房内已大量采用光跳线，同轴电缆和2M电路逐渐走入历史。
在PDH复用技术中，E1作为一次群信号，二次群信号E2是8M，三次群信号E3是34M，四次群信号E4是140M。140M电路在早期大容量互联中还是有应用的。此后都是采用光口155M对接。
说完E1，再来说说T1，这是北美和日本标准。基本的原理都是一样，都是奈切斯特定理，但与E1不同的是，T1帧长是192bit，其中1个bit是帧同步码，24个时隙，24*64+8=1544k，即1.544M，简称T1 1.5M电路。当然，也还有二次群、三次群、四次群，我国没有采用相应的标准，也就不用过多的关注。
所以，大家可以看到，PDH标准是不统一的，信号帧格式都不一样，国际互联非常麻烦，所以统一标准的SDH技术就应运而生了。
SONET和SDH
前文我们也说过，SONET技术是先于SDH技术的，但SONET只是北美的地区性标准，而SDH是ITU-T钦定的世界标准。
SONET定义的线路传输速率是51.84M作为基础，带宽单位以OC光载波来表示，通常表示为OC-n，n表示是基础速率51.84M的多少倍，OC-1就是51.84M，OC-3是155.52M，OC-12是622.08M，后面还是OC-24、OC-48等，分别代表1.25G、2.5G等。
这里只要记住SONET的基础速率是51.84M，就可以推出给定速率的OC倍数。2020年网规考试有考过OC3速率是多少。
SDH基础速率是同步传送模块STM-1，即155M。也就是说OC-3对应SDH的STM-1信号。SDH的帧复用是4作为倍数单位的，STM-4就是622M，STM-16是2.5G。在SDH系统中，是没有1.25G速率的。这和以太网GE速率是有截然区别的，后面会说到。
关于SDH STM-1信号帧的格式，这里不详细讲，帧长是270*9个字节，一个字节8位，抽样8k次，所以计算出来的速率就是270*9*8*8=155520k，即155.52M。STM-4、STM-16等速率按照相应的倍数相乘就可以得出了。
SDH光传输设备，俗称也叫SDH光端机，整机结构包括电口支路板、光接口板、主控板、时钟板、交叉板等。电口支路板一般是2M板，那么一个STM-1信号可以下支路duos多少条2M电路呢，答案是63个。
怎么来的呢，只要记住2M到155M的时隙复用结构就可以了，这个映射复用结构叫做373结构，即3*7*3=63。其余的时隙都是开销，所以SDH的时隙利用率比PDH要低。以上的知识点，以前应该都有考过。
SDH的主要优点就是世界统一的标准；灵活的时隙复用，可以提供不同的支路信号；强大的光接口能力，可以提供不同速率的光口；较多的字节开销，可以提供强大的网管能力，并赋予网络自愈保护能力。
下面说说华为SDH光传输系列，开始型号叫做SBS，后来改叫Optix，比如2.5G设备叫做Optix 2500+。说到这里，就要提到MSTP多业务传送平台。顾名思义，就是能够传送TDM时分复用、以太网、ATM型号的传输平台。
所以此后华为的MSTP设备，都叫做Metro系列，比如2.5G设备，叫做Metro 3000。再到后来，叫做Optix OSN系列。
不过随着GSM退网，SDH/MSTP设备已经快要步入历史了，现在大多用于需要刚性管道的专线业务了，5G网络一般采用IPRAN/OTN 10GE光口对接。
POS光口与以太网光口的区别
POS，这个可不是POS机，而是Packet Over SDH，这是一种广域网技术，能够传送分组数据。也就是说，POS口可以通过PPP/LAPS/GFP协议将以太网帧封装映射到SDH帧当中，通过MSTP/SDH来传送IP业务。
POS口速率可以从155M到10G，但它本质上还是SDH信号。比如10G速率，155.52*64=9953.28M，约等于9.95G。
而对于以太网来说，都用千兆、万兆来表示GE、10GE速率。千兆以太网采用8B/10B编码方式，将8bit原始数据按照特定的规则编码为10bit数据流，然后进行传输，可以简单用1G*10/8=1.25G，所以GE光接口在光模块侧的速率是1.25G。
万兆以太网光接口采用的是64B/66B编码方式，10G*66/64=10.3125G，光模块侧速率是10.3125G。以上编码方式，也考过的。
所以，POS光口与以太网光口是帧格式完全不同的信号，光模块也是不同的，不能直接互通。不过，现在OTN设备都有GE、10GE光接口，可以十分方便对接以太网交换机、路由器，SDH/MSTP的特性并不利于传送IP业务。通常情况下，MSTP都仅承载以太网透传业务。
好了，SDH就介绍这么多，相信这些知识点应付上午考试应该足够了。
本文首发微信公众号：软考网络规划设计师（ID：ruankaowg）。
#网络工程师#
#专栏作家#
#通信#
……