随着光传输线路的出现，数字时分复用（TDM）方案的进一步演化即出现了标准的信号格式，该格式在北美称为同步光网络SONET (Synchronous Optical Network)同步光纤网络，该术语在其他国家和地区称为同步数字系列SDH(Synchronous Digital Hierarchy )。

　　SONET的基本帧结构是一个由9行、90列字节构成的二维结构，其中的一个字节等于8比特。基本SONET帧的周期为125μs ，因此基本SONET信号的传输比特速率为：

　　STS-1=（90字节/行）(90行/帧）(8比特/字节)(125μs /帧）=51.84Mb/s

　　该信号称为STS-1信号，STS表示同步传输信号，所有SONET信号都是这个速率的整数倍，STS-N信号的比特速率为51.84Mb/s的N倍。

　　当采用STS-N信号调制光源时，先对逻辑STS-N信号进行扰码以减少长连0和长连1，这样在接收机中便于时钟的恢复。经过电光变化后的物理层光信号称为OC-N，OC表示光载波。实际中更普遍的是采用OC-N链路表示SONET链路。N值在1-255之间的变化的生成算法都已经提出，但ANSI T1.105标准认可的N值仅为1、3、12、24、48和192。

　　在SDH中基本速率等于STS-3，即155.52Mb/s，称为同步传输模式-等级1（STM-1），更高的速率表示成STS-M，它相当于SONET OC-N信号，N=3M（如N=3、12、48和192，那么M=1、4、12和64）。这表明，为了保持SONE与SDH相兼容，实际采用的N值都是3的倍数。

　　SONET（同步光纤网络）的帧结构的前3列传输的开销字节承载了网管信息，后87列承载了用户数据的同步净负荷封装(SPE）和9个字节的通道开销（POH)。POH支持性能监视、统计、信号标记、寻机功能呢和一个用户通道。这9个通道开销字节总是排成一列，它们可以出现在SPE中的任何位置。

　　当N值大于1时，帧结构的列数是原来的N倍，行数仍然是9行。，如一个STS-3（或称STM-1）的帧结构包含270列，其中9列为开销信息、后261列为净负荷数据。

　　一种高可用性的传输技术，具有自愈的拓扑结构

　　一个多供应商，不需要做转换便可实现不同供应商的系统之间的连接

　　一种同步操作网络，具有很强的多路复用能力

　　一个可为网络用户和管理员提供大量的OAM&P服务的系统

　　分插复用器（ADM）是一个重要的同步光纤网络设备。这种设备是一个完全同步的、面向字节的复用器，可以分接和插入OC-N信号中的子信道。它实际上是一个吧DS1信号添加到SONET/SDH环或者从SONET/SDH环上卸下的同步复用器，在出现故障时，ADM也能做环的愈合。通过对ADM进行重新配置，可以将其用于连续的操作。

　　终端复用器用来把输入的T1、E1以及其他信号包封成工网络使用的STS有效负载，它由控制器、转发器、时隙交换器（TSI）等几个部分组成。

　　下图为最简单的环状拓扑结构-USHR（单向自愈环）的基本设备示意图，它具有双环结构，外环为保护环，内环为工作环，各个分插复用器相当于很多截点，一旦两个ADM之间的工作光纤被切断，外环将继续维护网络的正常信息交换，从而达到自愈的目的。

　　此外，市场上购买到的SONET/SDH设备允许构成其他各种不同的网络结构，如配置成点对点链路、线形链路、单向通道切换环（UPSR)、双向线路且还环（BLSR)、环际互联等等。