هدف سیستمهای مخابراتی ، انتقال هر چه بیشتر اطلاعات بر روی یک کانال بوده است ، این مسأله مستلزم جمع آوری تعدادی از کانالهای تلفنی مختلف با هم ، انتقال آنها با هم ،و سپس جدا کردن آنها از یکدیگر و انتقال هر کدام از آنها به گیرنده های مربوطه میباشد . در اواخر ۱۹۸۰ سیستم SONET یا شبکه نوری همزمان معرفی و عرضه شد. این موضوع باعث بوجود آمدن شبکه هایی شد که میتوانست به راحتی رشد تقاضاهای کاربردها و سرویسهای باند وسیع را برآورده نماید. معادل این شبکه در اروپا سیستم SDH و یا سلسله مراتب دیجیتال همزمان می باشد که از روی سیستم SONET الگو برداری شده است .تا قبل از SDH ، تا نرخ بیت ۱۴۰ Kbit/S به PDH معروف میباشد که یک سیستم غیر همزمان میباشد (البته به جز ماکس که ۲Mbit/S که همزمان می باشد .)PDH دارای دو نرخ بیت اصلی بعنوان پایه میباشد .یکی T1 بر پایه ۱۵۴۴ Kbit/S که بوسیله مؤسسه استاندارد ملی آمریکا (ANSI) توصیه شده و دیگری E1 بر پایه ۲۰۴۸ Kbit/S که بوسیله اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU-T) توصیه شده است.T1 عمدتا در آمریکا ، کانادا و ژاپن استفاده میشود در اروپا و کشورهای غیر اروپایی (از جمله ایران ) از E1 استفاده میشود.شبکه SDH یک شبکه همزمان می باشد که کلیه اجزاء آن از یک کلاک واحد برای همزمانی استفاده میکنند نرخ بیت پایه در این شبکه ۱۵۵٫۵۲Mb/S می باشد که به آن STM-1 می گویند . برای دسترسی به نرخ بیت بیشتر از حالت مالتی پلکس سیگنال پایه STM-1 استفاده میشود .مقادیر استاندارد شده برای نرخ بیتهای بالاتر عبارتند از :
STM-N=N*155.52Mb/S
و STM-N(N=1,4,16,64,256)
لازم به ذکر است که نرخ بیت پایه در SONET ، ۵۱٫۸۴ Mb/S میباشد که به آنSTS-1 گفته میشود و در شبکه SDHبه این نرخ STM-0گفته میشود که در بعضی از سیستمها از آن استفاده می شود .این نرخ بیت در تکنولوژیهای رادیویی یا ماهواره ای با ظرفیت کم یا متوسط مورد استفاده قرار می گیرد. سیگنالهای PDH با مقادیر مختلف به شبکه SDH وارد می شوند . از مشخصات سیگنال SDH ، استفاده از تکنیک پوینتر یا اشاره گر، استفاده از تکنیک همتراز سازی و دارا بودن ساختار ماژولار می باشد . در شبکه SDH یک سیستم مدیریت TMN پیش بینی شده است که PDH فاقد آن است .
از محاسن SDH نسبت به PDH این است که در سیستم قبلی اگر یک ۲M را میخواستیم ارسال کنیم ،مثلا در اصفهان ، از مسیر تهران به اراک که به آن پچ (Patch) گفته می شود و ترافیک در سطح ۱۴۰ Mb/s رد و بدل میشد ،ابتدا در طرفین باید ۱۴۰ به۳۴ و سپس به ۸ و سپس به ۲Mb/s تبدیل شوند . البته این کار هر بار از گذر از پایانه هایی به نام DDF که شامل تعدادی ترمینال ورودی و خروجی می باشد، صورت می گیرد.( DDF یک فریم فلزی شامل تعدادی ترمینال ورودی و خروجی است که توزیع دیتا توسط کابلهای کواکسیال یا هم محور روی آن انجام می شود ) سپس در سطح ۲M ، اتصال با استفاده از کابل برقرار می شود که به آن پچ می گویند.اما درSDH با توجه به اینکه با استفاده از پوینتر محل بایتهای هر ۲M مشخص می باشد ، با فرمانی نرم افزاری و بدون تجزیه سیگنال ، می توان یک ۲M مشخص را از مسیر تهران به اراک برقرار نمود .در SDH از اسکرامبلینگ به منظور تضمین استخراج کلاک استفاده می شود. اسکرامبلر وسیله ای است که در سمت فرستنده می باشد که سیگنال دیجیتال موجود را بدون تغییر نرخ بیت ، به یک سیگنال متفاوت ،با یک رشته بیت شبکه تصادفی تبدیل میکند یک دی- اسکرامبلر در سمت گیرنده بایتهای اصلی را مجددا بازیابی می کند . دسته بندی SDH : ۱-SDH سنتی یا کلاسیک ۲- SDH نسل جدید NG SDH 3- SDH ماهواره ای یا S-SDH میباشد.
در نوع اول و دوم در سیستمهای زمینی و نوع سوم در سیستمهای ماهواره ای کاربرد دارد که بعلت وجود پدیده داپلر در ماهواره ، با استفاده از تکنیک پوینترها آنرا خنثی می کنند . علت رفتن به سمت نسل جدید SDH تغییر در ماهیت دیتا و تغییر در منابع تولید دیتا می باشد. مثلا VOD که پیش بینی می شود نرخ بیتی متغیر متناسب با نوع تصویری که ارسال میکند (بر اساس MPEG4 ) خواهد داشت.همچنین ظهور IPV6 را داریم . در واقع NG SDH زیر ساخت انتقال را برای هر نوع داده ای از قبیل : اترنت ،PDH ، Frame Relay ، UMTS ، SAN ، DVB و …. یکسان کرده و بصورت استاندارد تعریف می کند.