SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）是一种用于传输和交换数字信号的标准，尤其在电信网络中广泛应用。这个标准是由国际电联（ITU-T）制定，旨在统一全球的数字传输系统，提高网络的效率和灵活性。下面将详细介绍SDH的基础原理，包括其复用、层级、映射、开销以及指针处理。
1. SDH复用：SDH的复用过程是将低速的支路信号（如PCM30/32）通过一系列规则的映射和复用操作，整合到高速的STM-N（Synchronous Transport Module level N，同步传输模块级别N）帧中。例如，通过将多个E1（2Mbps）信号复用成一个STM-1（155.520Mbps）信号。图示中展示了不同层级的复用结构，如34/140M Mux、8/34M Mux等，它们是将不同速率的信号组合在一起形成更高速率的通道。
2. SDH层级：SDH定义了四个主要的层级，从低到高为STM-1、STM-4、STM-16和STM-64。这些层级代表了不同的传输速率，例如STM-1对应155.520Mbps，STM-4对应622.080Mbps，以此类推。不同层级的信号可以进行同步复用，以满足不同容量的需求。
3. SDH映射：映射是将低速信号放入STM-N帧特定区域的过程。例如，VC-12（Virtual Container 12，虚拟容器12）可以映射到TU-12（Tributary Unit 12），进一步组合成TU-3，最终放入STM-1的AU-3（Aggregate Unit 3）单元。这种映射过程确保了数据的正确传输，并且允许灵活的带宽管理和故障定位。
4. SDH开销：SDH帧结构中含有开销字节，用于监控和管理网络。主要分为两种类型：再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。RSOH用于在再生节点间监测和恢复信号，而MSOH则用于复用路径上的监控和控制。此外，还有AU指针（ AU-PTR），它用于调整由于网络时钟同步差异导致的帧定位误差。
5. 指针处理：在SDH中，AU指针处理是非常关键的一步。当低速信号映射到高速通道时，由于网络时钟速度的微小差异，可能会导致数据错位。AU-PTR通过调整指针值来对齐数据，确保数据正确解复用和传输。MSOH中的指针处理类似，但作用于更细粒度的VC层次。
6. 帧对齐与映射：在SDH传输中，为了保持数据的同步，帧对齐是必不可少的。每个STM-N帧由270列和9行组成，包含开销字节、指针和有效载荷。在映射过程中，必须确保各个支路信号在正确的位置插入，以避免数据混淆。
总结来说，SDH原理是基于同步复用、映射、开销管理和指针处理的数字传输体系，其标准化设计使得网络管理和维护更为便捷，同时提供了强大的网络扩展能力。无论是从日本、北美还是欧洲的数字层次结构，SDH都为全球的通信网络提供了一种统一的框架。
