光纤通信知识演示文稿资料
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信号。 第五步：每第八组破坏了码组的极性交替。破坏的组对八比特组的最
后一比特进行标志。
MUX-64信号数字复接接口的码型变换-4
后两步工作由数字通信接口来完成。并由接口将光码 变为电码送往通信设备。关于编号规则可参考有关通信资 料说明，通过编号码流要保证:
（1）包括正确的信息信号。 （2）如果以两相邻破坏点间的时间为一个间隔，两相 邻间隔的正负脉冲个数相同。 （3）并带有时钟信息，以供提取时钟信号。经PCM或 SDH通信设备送往光端机，转换成二进制光码向目的处传 输。
MUX-64C型 继电保护光纤通信接口装置
装置应用
MUX-64C继电保护信号数字复接接口装置可与南 京南瑞继保电气有限责任公司的RCS-900系列光纤电流差 动保护(RCS-931,RCS-943,RCS-953)及RCS-900系列的 允许式光纤高频保护（RCS-901F，RCS-902F），还可 以和RCS-900系列稳定控制装置，FOX-40E/F，FOX-41 系列继电保护命令传输装置配合使用，通过64kbit/s同向 接口(ITU-T, G.703，Co-direction)复接（PCM）数字通信 设备。
FOX-41A型工作原理说明
发令输入主要是将外部保护输入的命令信号 经光耦隔离变换成装置内部逻辑控制电位，进而 转换为数字信号经数字通道发送至对侧。收令输 出回路主要是将所接收到命令信号变换成相应的 接点输出。装置的核心是主CPU和SCC串行通信 控制器及外围芯片电路，其命令的编码、解码， 命令的发送和接收均由此部分进行处理。光电变 换接口主要是进行光纤传输信号和电信号之间的 变换。装置间的通信采用64Kb/s或2048Kb/s速率 编码，HDLC同步通信格式。
光纤保护和通道设备说明
目前我公司生产的光纤保护和通道设备有： RCS-901/2F（M）系列光纤纵联方向或距离 保护、RCS-931/943/953系列线路纵联电流 差保护；FOX-40/41系列光纤通信接口装置、 MUX64/2M系列光纤通信接口装置。
专用光纤连接方式
RCS- 901/ 2F、 FM RCS- 931/ 943/ 953
MUX-64信号数字复接接口的码型变换-3
单极性（二电平码）编成G.703双极性（三电平码）的转换规则如 第一步：一个64kbit/s周期分成四个单位间隔。 第二步：二进制的“1”被编成如下四个比特的码组 1100。 第三步：二进制的“0”被编成如下四个比特的码组 1010。 第四步：通过交替变换相邻码组的极性，把二进制信号转换成三电平
MUX-64信号数字复接接口的码型变换-1
从以上论述可知，当保护与通信复用传输数字时，需要对电 平码进行转换。在保护装置内部，CPU的采样时钟是由保护的晶 振产生，保护采样为并行工作，频率较通信传输速率低。保护采 得的数据，放入缓冲区，等待码型变换单元读取。以64kbit/s传 输速率工作，每位需要1/（64kbit/s）=15.6us,每周波12点采样， 每点用1.67ms,可采数据为107个。
复接PCM
PCM 脉冲编码调制是Pulse Code Modulation的缩写。是一种对模拟信号数字
化的取样技术，特别是对于音频信号。PCM 对信号每秒钟取样 8000 次；每次取样 为 8 个位，总共 64 kbps。
我国推广采用30/32路制式作为基础群,简称基群或一次群。
PCM30/32路制式是指一帧内有32全信道时隙，时隙用TS表示，但只有30个信隙
四纤双向复用段倒换环
保护可用SDH光纤自愈网的结构 方式
SDH自愈环网具有5种型结构：二纤单向倒换环、二 纤双向倒换环、二纤单向复用倒换环、二纤双向复用倒换 环、四纤双向复用倒换环。
干扰，采用光纤作通道。而通信机房的复用设备一般接收电信号。另外光 通道中传输的是二进制码流，在通信机内部工作，由于二电平码流含有直 流分量，需要转换成三电平码流。经通信单元将各路信号综合后，再转换 成二电平光信号传传至远方。 • 它们的功能有：
完成光电转换，把收到的光信号变成电信号，或把收到的电信号变成 光信号。
MUX-64信号数字复接接口的码型变换-2
码型变换单元内部还设有一个时钟，称为通信内时钟。 它是用来决定保护与复接接口的通信速率的。当与MUX64接口配合工用或使用专用光纤传输信号时，码型变换单 元的传输速率是64kbit/s*4=256kbit/s。码型变换单元的任 务是完成“单极性（二电平码）向通信电信号要求的双极 性（三电平码）的转换的前三步基础工作”，前三步工作 完成后仍为二进制码，但频率和码型作了变换，若使用专 用光纤传输信号时，只需要完成前三步工作。光纤只能传 送二电平码。因此在MUX-64与保护连接的光纤中，实际 上传输的速率是256kbit/s。保护的采样频率是600HZ（或 每周12点）。
MUX-2M型 继电保护光纤通信接口装置
MUX-2M型装置应用和安装基本同MUX-64型,不同点是: (1) MUX-64通过屏蔽双绞线与PCM通信系统连接,而MUX-2M通过同
轴电缆与SDH通信系统连接 (2) 码型变换单元内部时钟当与MUX-2M接口配合工作或使用专用光
纤传输信号时，码型变换单元的传输速率是2Mbit/s，因此在MUX-2M 与保护连接的光纤中，实际上传输的速率是2Mbit/s。保护的采样频率 是1200HZ即每周24点。
完成接收到光的单极性（二电平码）向通信电信号要求的双极性（三 电平码）的转换；或通信电信号双极性码向光的单极性码的转换。 • 使用三进制码的必要性：
简单的二进制码中含有随机的直流分量,光接收机采用交流耦合，直流 分量的变化会引起信号基带的移动，容易产生误码；通过码型变化，使得 光信号不含随机的直流分量，保证接收端基带稳定。
该装置安装在变电站或电厂的通信机房内，与数 字通信设备放置在一起。该装置通过两对屏蔽双绞线与通 信设备的64kbit/s同向接口相连，通过两芯单模光纤与安 装在主控室/保护室的光纤电流差动保护装置、稳控装置 或继电保护光纤接口装置相连接。
MUX-64继电保护信号数字复接接口的主要功能
• MUX-64复接接口的安装 安装在通信机房，当通信机房与保护安装地点超过50m，为防止电磁
SDH光纤自愈网的结构可分为通道倒换环和复用段倒换环。每种环网按照 工作状态可以分为2段，即业务段和保护段（备用段）。通道倒换环在正常工 作情况下其保护段也传输业信号；而复用段倒换环在正常工作情况下其保护 段空闲，可用于传输其它业务信号。按进入环的支路信号与由该支路信号分 路节点返回的支路信号方向是否相同，可分为单相环和双向环。按照一对节 点间光纤的最小数量，可分为二纤环和四纤环。
光纤自愈环网的通信路由变化-2
按照上述分类方法，SDH自愈环网具有5种型结构： 二纤单向倒换环、二纤双向倒换环、二纤单向复用倒换环、 二纤双向复用倒换环、四纤双向复用倒换环。二纤环是目 前较多采用的方式，其正常通道路由和通道故障路由变化 如下图所示。其中左侧图为正常运行的光纤通道示意图， 成
1
2
发3
开关量
令4 输5
输入
人机界面
入6
电路
7
8
主CPU
与上位机 通讯接口
打印
1
2
收3
开关量
令4 输5 出6
输出 电路
7
8
SCC 串行 通信
编码/ 译码
光电变换
光纤通道
FOX-41A原理框图
装置的硬件由主CPU，通信控制SCC，开关发令输入，收令输出回 路、光电变换接口以及人机界面、通讯打印接口等组成
网络结构
正常时 双纤故障 内环单纤故障 外环单纤故障
单向通道倒换环 不一致 一致
不一致
一致
双向通道倒换环 一致 单向复用段倒换环 不一致 双向复用段倒换环 一致
一致 不一致 一致
不一致 不一致 一致
不一致 不一致 一致
从上表可知，为保证两侧传输时延相同，仅有双向复用段倒换环可供保护复用， 必需引起注意。
、、 、、
A
、、、、
64Kb/ s、 2Mb/ s A
、 、 RCS- 901/ 2F、 FM 、 、 RCS- 931/ 943/ 953
、、
、、、、
LFP- 900 、 、 RCS- 900 、 、
、 、 FOX- 40 、 、 FOX- 41 A
A FOX- 40 、 、 64Kb/ s、 2Mb/ s FOX- 41 、 、
、、 2Mb/ s
、、、、
MUX2M B
SDH C E1、 、
LFP- 900 、 、 RCS- 900 、 、
、、
FOX- 41 A
、、
、、 2Mb/ s
、、、、
MUX2M B
SDH C E1、 、
、、 、、
RCS- 931 系列光纤 保护装置
通道A光 收发
通道B光 收发
尾纤
MUX2M
2Mbi t / s
64Kb/ s MUX64 B
C PCM、 、
、、
RCS- 931 系列光纤 光发
保护装置
光收
尾纤
64Kbi t / s MUX64
屏蔽双绞线
PCM 设备
同轴电缆
SDH设备 E1接口
光纤通讯网
SDH复用光纤连接方式
RCS- 901/ 2F、 FM 、 、 A RCS- 931/ 943/ 953 、 、
二纤环正常通道路由和通道故障路由变化图
4种自愈环收发信路由收发信路由表
– 二纤单向通道倒换环、二纤双向通道倒换环和二纤单向复用段倒换环在运行过 程中，收发信路由均具有不一致的情况；
– 二纤双向复用段倒换环在运行过程中，通信路由会发生变化，但收发信路由仍 然能保持一致。
•
表1 二纤自愈环网收发信路由变化情况
信息高速公路近来已成为人们的热门话题。到21世 纪，人们借助与信息高速公路，可以在家中完成各种日常 活动。而构成信息高速公路的最基本单元——公路——就 将由SHD设备构成
光纤自愈环网的通信路由变化-1
自愈环网是指在出现意外故障时，能够在极短时间内且无需人为干涉的情况 下，自动恢复所携带业务的环网。即网络具有发现替代传输路由并重新确立 通信的能力。同步数字系列（SDH）光纤自愈网是实现自愈网的主要方法之 一，具有很强的自愈能力。正在被电力系统通信网广泛采用。
、 、 LFP- 900 、 、 RCS- 900
、、
PCM复用光纤连接方式
、、、、、
、、
RCS- 901/ 2F、 FM RCS- 931/ 943/ 953
、、 、、
A
64Kb/ s
MUX64 B
C PCM、 、
、、
、、
、、、、、
LFP- 900 、 、 RCS- 900 、 、
、 、 FOX- 40 、 、 FOX- 41 A
（TS1~TS15和TS17~TS31）传送话路信号，而余出的两个信道时隙，一个作为传送
帧同步信号和监视信号的帧同步（TS0），另一个作为传送各话路信令时隙
（TS16），因此称为30/32路PCM。
每位用时
1 64103
15.6S
，8位用时815.6s 125s
， 32路为一帧，用
125s
的
时间可将32路的8位并行写完。用此时间、,用2M的速率可将 832 256bit 串行读出，
MUX2M
同轴电缆 同轴电缆
E1口 SDH设备 光纤通讯网
E1口
FOX-41A型 继电保护光纤通信接口装置
装置应用
• FOX-41A型继电保护光纤通信接口装置可与各种 线路保护或安全自动装置配合，在光纤通道上传 送八个独立的保护命令信息。
• 装置采用编码方式，以光纤通道作为传输媒质， 传送64Kb/s或2048Kb/s速率同步编码信息。装置 可以采用专用光纤光缆作为通道，也可通过 64Kb/s或2048Kb/s同向接口复接数字通信 (PCM,SDH微波/光纤等)设备。
读每位的时隙宽为 12532 3.9。1s
30/32PCM基群的帧结构示意图
复接PCM连接示意图
保护 机房
通信 机房
通信 机房
保护 机房
RCS -931
MUX -64B
PCM 交换机
PCM 交换机
MUX -64B
RCS -931
SDH通信系统
SDH(SynchronosDigitalHierarchy)是一种新的互联 网数字传输体制。SDH是一种基于时分复用的同步数字技 术。对于上层的各种网络，SDH相当于一个透明的物理通 道，在这个透明的通道上，只要带宽允许，用户可以开展 各种业务，如电话、数据、数字视频等，而业务的质量将 得到严格的保障。SDH网络的作用能像路由器之于互联网 一样。
后一比特进行标志。
MUX-64信号数字复接接口的码型变换-4
后两步工作由数字通信接口来完成。并由接口将光码 变为电码送往通信设备。关于编号规则可参考有关通信资 料说明，通过编号码流要保证:
（1）包括正确的信息信号。 （2）如果以两相邻破坏点间的时间为一个间隔，两相 邻间隔的正负脉冲个数相同。 （3）并带有时钟信息，以供提取时钟信号。经PCM或 SDH通信设备送往光端机，转换成二进制光码向目的处传 输。
MUX-64C型 继电保护光纤通信接口装置
装置应用
MUX-64C继电保护信号数字复接接口装置可与南 京南瑞继保电气有限责任公司的RCS-900系列光纤电流差 动保护(RCS-931,RCS-943,RCS-953)及RCS-900系列的 允许式光纤高频保护（RCS-901F，RCS-902F），还可 以和RCS-900系列稳定控制装置，FOX-40E/F，FOX-41 系列继电保护命令传输装置配合使用，通过64kbit/s同向 接口(ITU-T, G.703，Co-direction)复接（PCM）数字通信 设备。
FOX-41A型工作原理说明
发令输入主要是将外部保护输入的命令信号 经光耦隔离变换成装置内部逻辑控制电位，进而 转换为数字信号经数字通道发送至对侧。收令输 出回路主要是将所接收到命令信号变换成相应的 接点输出。装置的核心是主CPU和SCC串行通信 控制器及外围芯片电路，其命令的编码、解码， 命令的发送和接收均由此部分进行处理。光电变 换接口主要是进行光纤传输信号和电信号之间的 变换。装置间的通信采用64Kb/s或2048Kb/s速率 编码，HDLC同步通信格式。
光纤保护和通道设备说明
目前我公司生产的光纤保护和通道设备有： RCS-901/2F（M）系列光纤纵联方向或距离 保护、RCS-931/943/953系列线路纵联电流 差保护；FOX-40/41系列光纤通信接口装置、 MUX64/2M系列光纤通信接口装置。
专用光纤连接方式
RCS- 901/ 2F、 FM RCS- 931/ 943/ 953
MUX-64信号数字复接接口的码型变换-3
单极性（二电平码）编成G.703双极性（三电平码）的转换规则如 第一步：一个64kbit/s周期分成四个单位间隔。 第二步：二进制的“1”被编成如下四个比特的码组 1100。 第三步：二进制的“0”被编成如下四个比特的码组 1010。 第四步：通过交替变换相邻码组的极性，把二进制信号转换成三电平
MUX-64信号数字复接接口的码型变换-1
从以上论述可知，当保护与通信复用传输数字时，需要对电 平码进行转换。在保护装置内部，CPU的采样时钟是由保护的晶 振产生，保护采样为并行工作，频率较通信传输速率低。保护采 得的数据，放入缓冲区，等待码型变换单元读取。以64kbit/s传 输速率工作，每位需要1/（64kbit/s）=15.6us,每周波12点采样， 每点用1.67ms,可采数据为107个。
复接PCM
PCM 脉冲编码调制是Pulse Code Modulation的缩写。是一种对模拟信号数字
化的取样技术，特别是对于音频信号。PCM 对信号每秒钟取样 8000 次；每次取样 为 8 个位，总共 64 kbps。
我国推广采用30/32路制式作为基础群,简称基群或一次群。
PCM30/32路制式是指一帧内有32全信道时隙，时隙用TS表示，但只有30个信隙
四纤双向复用段倒换环
保护可用SDH光纤自愈网的结构 方式
SDH自愈环网具有5种型结构：二纤单向倒换环、二 纤双向倒换环、二纤单向复用倒换环、二纤双向复用倒换 环、四纤双向复用倒换环。
干扰，采用光纤作通道。而通信机房的复用设备一般接收电信号。另外光 通道中传输的是二进制码流，在通信机内部工作，由于二电平码流含有直 流分量，需要转换成三电平码流。经通信单元将各路信号综合后，再转换 成二电平光信号传传至远方。 • 它们的功能有：
完成光电转换，把收到的光信号变成电信号，或把收到的电信号变成 光信号。
MUX-64信号数字复接接口的码型变换-2
码型变换单元内部还设有一个时钟，称为通信内时钟。 它是用来决定保护与复接接口的通信速率的。当与MUX64接口配合工用或使用专用光纤传输信号时，码型变换单 元的传输速率是64kbit/s*4=256kbit/s。码型变换单元的任 务是完成“单极性（二电平码）向通信电信号要求的双极 性（三电平码）的转换的前三步基础工作”，前三步工作 完成后仍为二进制码，但频率和码型作了变换，若使用专 用光纤传输信号时，只需要完成前三步工作。光纤只能传 送二电平码。因此在MUX-64与保护连接的光纤中，实际 上传输的速率是256kbit/s。保护的采样频率是600HZ（或 每周12点）。
MUX-2M型 继电保护光纤通信接口装置
MUX-2M型装置应用和安装基本同MUX-64型,不同点是: (1) MUX-64通过屏蔽双绞线与PCM通信系统连接,而MUX-2M通过同
轴电缆与SDH通信系统连接 (2) 码型变换单元内部时钟当与MUX-2M接口配合工作或使用专用光
纤传输信号时，码型变换单元的传输速率是2Mbit/s，因此在MUX-2M 与保护连接的光纤中，实际上传输的速率是2Mbit/s。保护的采样频率 是1200HZ即每周24点。
完成接收到光的单极性（二电平码）向通信电信号要求的双极性（三 电平码）的转换；或通信电信号双极性码向光的单极性码的转换。 • 使用三进制码的必要性：
简单的二进制码中含有随机的直流分量,光接收机采用交流耦合，直流 分量的变化会引起信号基带的移动，容易产生误码；通过码型变化，使得 光信号不含随机的直流分量，保证接收端基带稳定。
该装置安装在变电站或电厂的通信机房内，与数 字通信设备放置在一起。该装置通过两对屏蔽双绞线与通 信设备的64kbit/s同向接口相连，通过两芯单模光纤与安 装在主控室/保护室的光纤电流差动保护装置、稳控装置 或继电保护光纤接口装置相连接。
MUX-64继电保护信号数字复接接口的主要功能
• MUX-64复接接口的安装 安装在通信机房，当通信机房与保护安装地点超过50m，为防止电磁
SDH光纤自愈网的结构可分为通道倒换环和复用段倒换环。每种环网按照 工作状态可以分为2段，即业务段和保护段（备用段）。通道倒换环在正常工 作情况下其保护段也传输业信号；而复用段倒换环在正常工作情况下其保护 段空闲，可用于传输其它业务信号。按进入环的支路信号与由该支路信号分 路节点返回的支路信号方向是否相同，可分为单相环和双向环。按照一对节 点间光纤的最小数量，可分为二纤环和四纤环。
光纤自愈环网的通信路由变化-2
按照上述分类方法，SDH自愈环网具有5种型结构： 二纤单向倒换环、二纤双向倒换环、二纤单向复用倒换环、 二纤双向复用倒换环、四纤双向复用倒换环。二纤环是目 前较多采用的方式，其正常通道路由和通道故障路由变化 如下图所示。其中左侧图为正常运行的光纤通道示意图， 成
1
2
发3
开关量
令4 输5
输入
人机界面
入6
电路
7
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主CPU
与上位机 通讯接口
打印
1
2
收3
开关量
令4 输5 出6
输出 电路
7
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SCC 串行 通信
编码/ 译码
光电变换
光纤通道
FOX-41A原理框图
装置的硬件由主CPU，通信控制SCC，开关发令输入，收令输出回 路、光电变换接口以及人机界面、通讯打印接口等组成
网络结构
正常时 双纤故障 内环单纤故障 外环单纤故障
单向通道倒换环 不一致 一致
不一致
一致
双向通道倒换环 一致 单向复用段倒换环 不一致 双向复用段倒换环 一致
一致 不一致 一致
不一致 不一致 一致
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从上表可知，为保证两侧传输时延相同，仅有双向复用段倒换环可供保护复用， 必需引起注意。
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MUX2M B
SDH C E1、 、
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RCS- 931 系列光纤 保护装置
通道A光 收发
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尾纤
MUX2M
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64Kb/ s MUX64 B
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RCS- 931 系列光纤 光发
保护装置
光收
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64Kbi t / s MUX64
屏蔽双绞线
PCM 设备
同轴电缆
SDH设备 E1接口
光纤通讯网
SDH复用光纤连接方式
RCS- 901/ 2F、 FM 、 、 A RCS- 931/ 943/ 953 、 、
二纤环正常通道路由和通道故障路由变化图
4种自愈环收发信路由收发信路由表
– 二纤单向通道倒换环、二纤双向通道倒换环和二纤单向复用段倒换环在运行过 程中，收发信路由均具有不一致的情况；
– 二纤双向复用段倒换环在运行过程中，通信路由会发生变化，但收发信路由仍 然能保持一致。
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表1 二纤自愈环网收发信路由变化情况
信息高速公路近来已成为人们的热门话题。到21世 纪，人们借助与信息高速公路，可以在家中完成各种日常 活动。而构成信息高速公路的最基本单元——公路——就 将由SHD设备构成
光纤自愈环网的通信路由变化-1
自愈环网是指在出现意外故障时，能够在极短时间内且无需人为干涉的情况 下，自动恢复所携带业务的环网。即网络具有发现替代传输路由并重新确立 通信的能力。同步数字系列（SDH）光纤自愈网是实现自愈网的主要方法之 一，具有很强的自愈能力。正在被电力系统通信网广泛采用。
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LFP- 900 、 、 RCS- 900 、 、
、 、 FOX- 40 、 、 FOX- 41 A
（TS1~TS15和TS17~TS31）传送话路信号，而余出的两个信道时隙，一个作为传送
帧同步信号和监视信号的帧同步（TS0），另一个作为传送各话路信令时隙
（TS16），因此称为30/32路PCM。
每位用时
1 64103
15.6S
，8位用时815.6s 125s
， 32路为一帧，用
125s
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时间可将32路的8位并行写完。用此时间、,用2M的速率可将 832 256bit 串行读出，
MUX2M
同轴电缆 同轴电缆
E1口 SDH设备 光纤通讯网
E1口
FOX-41A型 继电保护光纤通信接口装置
装置应用
• FOX-41A型继电保护光纤通信接口装置可与各种 线路保护或安全自动装置配合，在光纤通道上传 送八个独立的保护命令信息。
• 装置采用编码方式，以光纤通道作为传输媒质， 传送64Kb/s或2048Kb/s速率同步编码信息。装置 可以采用专用光纤光缆作为通道，也可通过 64Kb/s或2048Kb/s同向接口复接数字通信 (PCM,SDH微波/光纤等)设备。
读每位的时隙宽为 12532 3.9。1s
30/32PCM基群的帧结构示意图
复接PCM连接示意图
保护 机房
通信 机房
通信 机房
保护 机房
RCS -931
MUX -64B
PCM 交换机
PCM 交换机
MUX -64B
RCS -931
SDH通信系统
SDH(SynchronosDigitalHierarchy)是一种新的互联 网数字传输体制。SDH是一种基于时分复用的同步数字技 术。对于上层的各种网络，SDH相当于一个透明的物理通 道，在这个透明的通道上，只要带宽允许，用户可以开展 各种业务，如电话、数据、数字视频等，而业务的质量将 得到严格的保障。SDH网络的作用能像路由器之于互联网 一样。