光网络：SONET、SDH、DWDM的区别-编程知识

SONET（Synchronous Optical Network）、SDH（Synchronous Digital Hierarchy）和DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）都是在光纤通信领域中使用的关键技术。它们在提供高容量、高效率、可靠性等方面都起到了重要作用，但在设计和应用上存在一些区别。

SONET（同步光网络）

SONET是一种在北美地区广泛使用的同步光网络标准，其设计旨在支持多种数据传输服务。它提供了一种将不同速率的数据流进行同步传输的机制，并以光纤为基础，有效地传输语音、数据和视频。

SONET速率等级示例：

OC-3：155.52 Mbps
OC-12：622.08 Mbps
OC-48：2.488 Gbps

SONET在传统电话网络、企业通信等领域有着广泛的应用。其同步性和高可靠性使其适用于对时延和可用性要求较高的应用场景。

时隙结构

SONET采用一种特定的时隙结构，其中包括ST（Synchronous Transport）和VT（Virtual Tributary）两个层次。ST层用于整体带宽划分，而VT层用于更精细的带宽划分。

SONET时隙结构示例：

STS-1：51.84 Mbps
- VT1.5：1.728 Mbps
- VT2：2.304 Mbps

光纤传输

SONET使用光纤进行数据传输，其中光的波长范围在1310 nm至1550 nm之间。这种传输方式使得SONET在长距离通信中表现优越。

SONET光纤传输特点：

波长范围：1310 nm至1550 nm
适用于长距离通信

特点

同步性： SONET采用同步时钟机制，确保数据在网络中同步传输，提高了时序性。
速率等级： SONET定义了一系列速率等级，如OC-3、OC-12、OC-48等，用于适应不同带宽需求。

SDH（同步数字体系）

SDH是SONET在国际范围内的等效标准，旨在促使全球通信设备的互操作性。与SONET相似，SDH同样提供了同步传输的机制，并支持多种数据服务。

SDH速率等级示例：

STM-1：155.52 Mbps
STM-4：622.08 Mbps
STM-16：2.488 Gbps

SDH在国际通信中得到广泛应用，尤其在跨国网络中发挥着关键作用。其兼容性和强大的容错性使其成为全球通信网络的基石。

STM层次结构

与SONET类似，SDH采用STM（Synchronous Transport Module）层次结构。不同的是，SDH使用STM-1、STM-4等来表示不同的速率等级，与SONET的光率OC等效。

SDH STM层次结构示例：

STM-1：155.52 Mbps
STM-4：622.08 Mbps
STM-16：2.488 Gbps

容错性

SDH具有强大的容错性，能够在网络中快速检测和恢复故障，提高了系统的稳定性和可靠性。

SDH容错特点：

快速故障检测和恢复
提高系统可靠性

特点

国际标准： SDH是ITU（国际电信联盟）制定的标准，促使了全球通信设备的统一和互通。
兼容性： SDH可以与SONET互操作，为国际通信提供了一致性。

SONET和SDH区别

标准制定组织:
- SONET是由ANSI（美国国家标准协会）开发的，主要在美国使用。
- SDH是由ITU-T（国际电信联盟 - 电信标准化部门）创建的，并在全球范围内使用。
基本单元:
- SDH的基本单元是一级同步传输模块（STM-1）。
- SONET的基本单元是光载波级别1（OC-1）。
传输开销:
- SONET的总传输开销为27字节。
- SDH的总传输开销为81字节。
传输速率:
- 由于缺乏信号传输的高阶复用，SONET的传输速率比SDH低。
传输方式:
- SONET只能进行同步传输数据。
- SDH既可以进行同步传输，也可以进行异步传输数据。

DWDM（密集波分复用）

DWDM是一种利用不同波长在光纤上传输多个信号的技术，通过有效地提高光纤的利用率，实现了高容量的光通信。

DWDM波长示例：

波长1：1550 nm
波长2：1560 nm
波长3：1570 nm

DWDM主要用于大容量的光通信网络，例如长距离的光纤传输、数据中心互联等。其波长多路复用特性使其适用于处理大量数据流的场景。

波长多路复用

DWDM的核心是波长多路复用，允许多个信号通过不同波长进行传输。这样的设计提高了光纤的利用率，支持更大容量的数据传输。

DWDM波长多路复用特点：

多个信号通过不同波长传输
提高光纤利用率

光纤增容

DWDM技术还允许在不更换现有光纤基础设施的情况下，通过增加波长来增加系统的容量，降低了升级成本。

DWDM光纤增容特点：

通过增加波长提高系统容量
降低升级成本

特点

波分复用： DWDM允许在同一光纤上使用多个波长进行数据传输，从而实现多路复用。
光纤利用率： DWDM有效提高了光纤的利用率，允许在同一光纤上传输大量数据流。

优缺点比较

SONET

优点：

高度同步的传输，适用于对时序性要求高的应用。
在北美得到广泛应用，建立了健全的网络基础设施。

缺点：

波长利用率相对较低，限制了其在大容量传输方面的应用。

SDH

优点：

国际标准，促进了全球通信设备的互通性。
强大的容错性，提高了网络的稳定性。

缺点：

对于一些北美地区的网络来说，可能不如SONET灵活。

DWDM

优点：

波长多路复用大幅提高了光纤利用率。
光纤增容使得系统升级更为灵活。

缺点：

对同步性的要求相对较低，可能不适用于对时延敏感的应用。

SONET/SDH 与 DWDM对比

这里瑞哥整理成表格，便于大家记忆：

特征	SONET/SDH	DWDM
复用方式	固定且严格的复用层次结构和有效负载结构	可变且灵活的波长分配和有效负载容量
带宽利用率和频谱效率	较低	更高
开销和复杂性	更高	降低开销和复杂性
拓扑结构数量	需要更多的拓扑结构	需要的拓扑结构数量更少
成本	相对较低	相对较高
光纤需求	需要更多的光纤	需要更少的光纤
适用范围	适用于过去的网络结构，设计需要4-10个OC-192环以下	适用于未来的网络建设，设计需要超过10个OC-192环
粒度需求	针对低速服务需求，如DS1/DS3等	更有利于未来的网络建设