公用交换电话网PSTN是专为话音通信而设计的，典型的话音频率在100Hz～7kHz之间，大部分能量位于300Hz～3400Hz之间。目前的PSTN除了用户环路仍采用模拟信号传输外，程控交换机之间都使用数字信号传输。程控交换机将模拟的话音信号变为数字信号时，只采样4000Hz以下的话音信号，根据抽样定理可知，抽样频率为8000次/s。ITU-T规定抽样信号的量化级为256级，编码为8bit。这种通过抽样、量化、编码的过程，将模拟话音信号变为数字话音信号的方法称为脉冲编码调制（简称脉码调制或PCM）。可以看出，每路PCM话音信号的速率是8bit×8000次/s=64kbit/s。

PSTN是典型的电路交换网络，大多数广域网技术或多或少都与PSTN有关。PSTN除了提供电话业务外，也可以直接使用调制解调器构建计算机广域网，更多的是为其他广域网提供承载业务，例如，在分组交换网中，常常使用PSTN的数字线路作为数据通路来连接各个分组交换机。PSTN的数字线路有两种传输体制：PDH（准同步数字体系）和SDH（同步数字体系）。目前在远程主干网中，SDH已经取代了PDH。

1.PDH

准同步数字体系PDH的“准同步”是说PDH网中没有统一的时钟，各交换机有自己的独立时钟，只不过都遵循一个标称时钟信号，如2.048MHz。“数字体系”是指在构成大容量的时分多路复用数字传输系统时，采取分级复用方式来实现，传输速率一级比一级高。在PDH体制中，以一次群为基础，逐级构成二、三、四次群，形成了一个PDH同步时分多路复用系列。对各次群复用的话音路数和传输的TDM帧结构，北美洲、日本和ITU-T各自制定了一套标准，发展出三大体系，如表8-1所示。我国采用的是ITU-T的标准。

表8-1　PDH复用系列的速率单位：kbit/s

北美用于传输一次群信号的线路称为T1线路，数据格式为DS-1，复用24路PCM话音信道，采用成帧位同步方法，其TDM帧格式如图8-4所示。T1帧共24路×8bit+1bit=193bit，由于每路话音的抽样频率是8000次/s，因此，每秒需要传输8000个T1帧，T1线路的传输速率为193bit×8000次/s=1.544Mbit/s。

中国和欧洲的一次群线路称为E1线路，也就是常说的电话中继线，例如，用于宾馆电话分机（PBX）与电信交换局之间的连接。E1线路共有32路信道，其中一路用来传输信令，还有一路用做帧同步码，实际的用户话路只有30路。E1线路上的传输速率是：64kbit/s×32路=2.048Mbit/s。我国最初建设Internet时，网络的主干线路和出口线路使用的就是E1线路，目前都已被DWDM/SDH线路所取代，E1线路只用于某些路由器的广域网端口接入。

2.SDH

同步数字体系SDH来源于SONET（同步光网），两者基本上是一回事，只在细节规定上有微小差异。中国只支持SDH。SDH用于取代PDH，SDH主要在两方面做了改进：一是用光纤取代了同轴电缆，二是全网采用了统一时钟。其实SDH不仅仅适用于光纤，也适用于微波和卫星传输。

SDH的帧结构与PDH的不同，它是块状帧，如图8-6所示。块状帧只是一种表示形式，在实际传输时，仍然按同步串行通信方式传输SDH帧。帧的传输顺序就像平常读书的顺序一样，首先传送左上角第1字节，从左到右，从上到下按顺序发送。每秒传送8000帧，即每125μs传送一帧，无论帧的大小。

从图中可见，SDH的帧结构由9行270×N列字节组成，N为4的倍数。SDH信号最基本也是最重要的信息模块是STM-1，STM-1帧由9行270列组成，为9×270=2430字节，因此，STM-1的传送速率为9×270×8×8000=155.52Mbit/s。更高等级的STM-N是将STM-1同步复用而成的，4个STM-1构成STM-4（622.080Mbit/s），16个STM-1构成STM-16（2448.320Mbit/s，常说成2.5Gbit/s），64个STM-1构成STM-64（约10Gbit/s，如不考虑开销等因素，这个速率足以容纳15万条话路）。目前一些主干网已铺设了40Gbit/s的STM-256光纤线路。

整个SDH帧可分为3个主要区域：段开销（SOH）、管理单元指针（AUPTR）及净荷字段。

图8-6　SDH的帧结构

段开销分为中继段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）两部分。中继段指中继器之间或中继器与复用器之间的线路，复用段指复用器之间的线路。段开销主要用于维护管理，如误码监视、帧定界、自动保护倒换以及提供额外的数据通信通道和公务通信通道等。中继器解析RSOH，复用器解析MSOH。(www.daowen.com)

管理单元指针是一个指示符，用来指示用户信息的第1字节在STM-N帧内的准确位置。通过该指针调整用户信息在帧内的起始位置，可以保证复用时各支路信号的同步。

净荷是存放各种电信业务信息的地方，例如，IP数据报、ATM信元、FDDI、DQDB或某种PDH信号都可以装入到净荷区域。从这里可以看出，SDH的用户其实是各种网络，SDH为这些网络提供了一条比特传输通道。

SDH网络由各种网络单元（简称网元）组成。SDH的网元有终端复用器、中继器、分插复用器ADM、数字交叉连接设备DXC等。SDH的所有设备都是电设备，而SDH的线路又是光纤，因此，从输入光纤来的光信号必须经过光电转换变成电信号，对段开销字段进行处理，再经过电光转换发送到输出光纤上。

终端复用器的主要任务是将低速支路信号和155Mbit/s的电信号纳入到STM-N帧结构中，并经电/光转换为STM-N的光信号，或相反。

中继器把光信号变为电信号，对RSOH字段进行处理，并重新生成光信号发送到光纤上，因此，中继器也称为再生器。

分插复用器的主要任务是提供方便的上、下路功能。ADM可以分插任意信号，即把低速的支路信号直接从高速信号流中一次分出，或把低速信号直接插入到高速信号流中。例如，ADM可以从155Mbit/s的STM-1信号中直接提取2Mbit/s的E1支路信号，如图8-7所示。

图8-7　SDH的复用方式

数字交叉连接设备（DXC）是SDH网的重要网络单元。随着网络越来越复杂，按照传统的方法，利用人工数字配线架把不同种类和容量的传输系统互连起来，不仅效率低、可靠性差，而且也无法配置和管理动态变化的传输网络。因而出现了相当于“自动数字配线架”的数字交叉连接设备DXC。DXC是一种兼有复用、自动配线、保护/恢复、监控和网络管理的多功能传输设备，它在传输网中的基本用途是进行自动化管理，作用相当于商品贸易的集散地。运来一车货物，然后根据车上不同货物的目的地，分别装到其他车辆上。DXC的简化结构如图8-8所示，主要由多个复用器和一个交叉连接矩阵组成。

图8-8　DXC的简化结构

DXC的输入和输出端口与传输系统相连，每个输入信号被解复用为m个低速的信号，内部的交叉连接矩阵按照预先存放或动态计算的配置（一种配置就是所有输入线与输出线之间对应关系的其中之一）对这些交叉连接通道进行重新安排，然后再将低速信号复用成高速信号输出。以贸易集散地为例，n个输入相当于n辆到来的车，1∶m解复器相当于把每辆车上的货物分成m份，交叉连接矩阵负责把每份货物按目的地送往各发车点，m∶1复用器相当于把m份货物装到一辆车上，n个输出相当于n个出发的车辆。

根据端口速率的不同，DXC可以有不同的配置形式。通常用DXCx/y表示DXC的配置类型，其中x代表接入端口数据流的最高速率等级，y代表参与交叉连接的最低级别。不同的x、y数字所代表的意义如下：数字0～4分别表示PDH中的0～4次群速率；数字4、5、6、7、8分别代表SDH中的STM-1、STM-4、STM-16、STM-64、STM-256的速率。数字4既代表PDH4次群的140Mbit/s速率，又代表SDHSTM-1的155Mbit/s速率。例如，DXC7/5代表接入端口的最高速率为10Gbps的STM-64信号，交叉连接最低速率为622Mbit/s的STM-4信号；DXC4/1代表接入端口的最高速率为140Mbit/s或155Mbit/s，交叉连接最低速率为一次群E1或T1信号，即允许所有1、2、3、4次群信号和STM-1信号接入和进行交叉连接。

DXC与交换机功能类似，但用途完全不一样。DXC的交换“粒度”比交换机的大得多，DXC交换的是复用线信号，交换机交换的是用户信号。每次呼叫都会改变交换机的配置，而DXC的整个交叉连接过程是由本地操作系统和连至电信管理网（TMN）的支持设备进行控制和维护的，或者说只有操作员或网管系统才会改变DXC的配置。