โครงข่ายการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงเอสดีเอชเป็นมาตรฐานการสื่อสารที่กำหนดโดยสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ ในระบบเอสดีเอชการใส่เข้าหรือดึงออกสัญญาณจากระดับสูงไปยังระดับต่ำ หรือจากระดับต่ำไปยังระดับสูงของการใช้ช่องสัญญาณร่วมกัน จะไม่ต้องมีการรวมหรือแยกสัญญาณตามลำดับขั้นเหมือนกับในระบบพีดีเอช เนื่องจากการใช้บริการต่างๆ ที่มีหลากหลายมากขึ้น ทำให้การมัลติเพล็กซ์แบบพีดีเอชซึ่งเป็นพัฒนาการรุ่นก่อนหน้านั้น ไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการส่งสัญญาณข้อมูลขนาดใหญ่ที่ระยะทางไกลได้  ดังนั้น การนำเอสดีเอช มาใช้ในระบบโทรคมนาคม จึงสามารถทำให้ตอบสนองความต้องการทางคุณภาพการส่งที่ดีขึ้นการให้บริการที่มากขึ้นและความยืดหยุ่นคล่องตัวในการใช้ช่องสัญญาณได้ระบบเอสดีเอชสามารถนำไปใช้กับงานในทุกลักษณะของเครือข่าย ทั้งสำหรับเครือข่ายย่อยและเครือข่ายหลัก ที่มีระยะทางไกลหรือเครือข่าย ที่ใช้ในการเชื่อมต่อโดยที่การใช้เส้นใยนำแสงแบบโหมดเดียวควบคู่ไปกับระบบเอสดีเอชจะทำให้เพิ่มความจุและความเร็วสัญญาณได้มาก

      Synchronous Digital Hierarchy(SDH) is an international standard defined by the International Telecommunication Union–Transmission (ITU-T). The synchronous transport method embodied in these standards not only fulfills all the requirements of a point-to-point transmission system, they also satisfy all the requirements of basic telecommunication network–switching, transmission and network control. Thus, SDH can be applied, in a seamless and unified manner, in all application sectors–the local loop, the inter-exchange network and the long-haul link. With single mode fibers as the transmission medium, the bandwidth frequency is to be exploited by going in for wide-band and high-speed transport in the digital domain. In SDH, multiplexing from a lower to higher signal hierarchy or demultiplexing from a higher to lower hierarchy can be done without going through each of the intermediate steps as that in Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH). The expectations of the users as well as the operators owing to the rapid advances in optical transmission, integrated electronics and software technologies expose the limitations of the existing PDH. Therefore, the need to transport a large volume of data over long distance to cater to a multitude service can be fulfilled with SDH system. With SDH, the telecommunication network can achieve better quality of service (QoS), more services and flexibility in multiplexing and demultiplexing process.

      ยุคแรกของการพัฒนาวิธีการ  ที่จะรองรับผู้ใช้งานโทรศัพท์ที่มีมากขึ้น  เพื่อการใช้ช่องสัญญาณร่วมกันนั้น  เป็นการนำระบบมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งตาม
ความถี่(Frequency Division Multiplex: FDM) มาใช้รวมกับช่องสัญญาณเสียงหรือโทรศัพท์ จากการก้าวหน้าในวงจรสารกึ่งตัวนำและความต้องการใช้ช่องสัญญาณโทรศัพท์ที่มากขึ้น ช่วงคริสต์ทศวรรษที่ 1960 การแปลงสัญญาณ แอนะล็อคเป็นดิจิทัล หรือพีซีเอ็ม (Pulse Code Modulation) เป็นวิธีการใหม่ในการแปลงสัญญาณข้อมูลเพื่อการใช้งานแบบดิจิทัลของการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา(Time Division Multiplex: TDM) วิธีการพีซีเอ็มจะส่งข้อมูลเสียงที่แปลงแล้วด้วยอัตราบิต ๖๔ กิโลบิตต่อวินาที (kbps)สำหรับหนึ่งช่องสัญญาณเสียง และจะรวม ๓๐ ช่องสัญญาณในการส่งออกไป อาศัยเทคนิคการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งตามเวลาเพื่อรวมช่องสัญญาณทั้งหมดส่งผ่านเครือข่ายด้วยอัตราบิต ๒,๐๔๘ กิโลบิตต่อวินาที สัญญาณในระดับ ๒ เมกกะบิตต่อวินาที (Mbps) รู้จักกันในชื่อ E1 ซึ่งใช้ในประเทศต่างๆ ยกเว้นในประเทศสหรัฐอเมริกา แคนาดา และญี่ปุ่นที่เป็นการรวมเพียง ๒๔ ช่องสัญญาณเสียง และมีอัตราการส่งข้อมูลที่ ๑,๕๔๔ กิโลบิตต่อวินาที ที่เรียกว่า T1 เมื่อความต้องการใช้งานช่องสัญญาณมีมากขึ้น ชั้นหรือการจัดลำดับขั้นความสำคัญ ของการรวมสัญญาณก็จะเพิ่มขึ้น จึงเป็นที่มาของระบบการส่งข้อมูลแบบพีดีเอช (Plesiochronous Digital Hierarchy: PDH) โดยมีมาตรฐานซึ่งใช้ในยุโรปจะเป็นการรวม ๔ ช่องสัญญาณของสัญญาณที่มีอัตราในระดับ ๒ เมกะบิตต่อวินาที เป็นสัญญาณรวมที่มีอัตราในระดับ ๘ เมกะบิตต่อวินาที เมื่อต้องการจำนวนช่องสัญญาณมากขึ้นก็ใช้การรวมช่องสัญญาณในลักษณะคล้ายคลึงกัน โดยการรวมช่องสัญญาณแบบในระบบพีดีเอชนั้น อัตราการส่งข้อมูลระดับต่ำ ที่มารวม
กันจะมีความแตกต่างกันเล็กน้อย ทำให้ต้องมีการปรับอัตราบิตให้เท่ากัน ในทุกๆระดับชั้นของการรวมสัญญาณ [๑]
      ด้วยข้อจำกัดของระบบการสื่อสารข้อมูลดิจิทัลในระบบพีดีเอชที่ขาดความยืดหยุ่นในการเพิ่มหรือลดช่องสัญญาณระดับอัตราบิตพื้นฐาน E1 หรือ T1 ที่จำเป็นต้องมีการรวม หรือแยกสัญญาณตามลำดับชั้น และเมื่อมีการปรับอัตราบิตของสัญญาณ จะไม่สามารถบอกตำแหน่ง ที่แน่นอนของข้อมูลช่องสัญญาณระดับอัตราบิตพื้นฐาน รวมทั้งการที่ไม่มีความสามารถในการเฝ้าตรวจสมรรถนะของการส่งข้อมูลและการบริหารจัดการโครงข่ายที่เพียงพอ ต่อมาในช่วงปลายคริสต์ทศวรรษที่ ๑๙๘๐ ระบบการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงเอสดีเอช (Synchronous Digital Hierarchy: SDH) ก็ได้กำเนิดขึ้น และเข้ามามีบทบาทในการส่งข้อมูลความเร็วสูงเพื่อลดข้อจำกัดที่มีในระบบการสื่อสารพีดีเอชเดิม
    โครงข่ายการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงเอสดีเอช มีลักษณะเด่น คือ การเพิ่มและลดจำนวนช่องสัญญาณ ทำได้ง่ายโดยไม่ต้องทำการรวม หรือแยกสัญญาณตามลำดับชั้นการเปลี่ยนเส้นทางของวงจรเช่า ที่ทำได้รวดเร็ว และการควบคุม หรือเฝ้าดูสถานะรวมทั้งแก้ไขปัญหาเมื่อระบบเสียหายใช้งานไม่ได้เช่นมีการขาดของเส้นใยนำแสงหรือการล้มเหลวของอุปกรณ์บางส่วนจากส่วนกลางโดยโครงข่ายสำหรับบริหารจัดการโทรคมนาคม (Telecommunications Management Network) รวมทั้งการรองรับการเชื่อมโยงอุปกรณ์ โดยผู้ผลิตที่แตกต่างกันสามารถทำได้สะดวก เนื่องจากเป็นมาตรฐานเดียวกัน [๒]

      การทำงานโดยทั่วไป ของระบบเอสดีเอช คือ การรวมสัญญาณในระดับที่ต่ำกว่า มาอยู่ในระดับที่สูงกว่า โดยหลักการรวมสัญญาณ ได้กำหนดเป็น
มาตรฐานไว้ เอสดีเอชมีอัตราการส่งพื้นฐานที่ระดับ STM-1(Synchronous Transport Module Level 1) ด้วยอัตราการส่งข้อมูล ๑๕๕.๕๒ เมกะบิตต่อวินาที ซึ่งเทียบกับ STS-3 (Synchronous Transport Signal Level 3) หรือ OC-3 (Optical Container Level 3) ของระบบโซเน็ต [๓]

       นอกจากหลักการในการรวมของสัญญาณแล้ว มาตรฐานยังได้กำหนดโครงสร้างของ STM-1 ซึ่งเมื่อนำส่วนประกอบต่าง ๆ ที่ได้กำหนดไว้มารวมกันแล้วมักเรียกส่วนประกอบที่นำมารวมกันว่าเฟรม โดยส่วนแต่ละส่วนได้ถูกกำหนดหน้าที่ไว้ เช่น ส่วนเซคชั่นโอเวอร์เฮด(Section Overhead:SOH) ทำหน้าที่การปรับตั้งเฟรม บริหารจัดการ และบำรุงรักษาช่องสัญญาณ ส่วนเพย์โหลด (Payload) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการจัดการข้อมูล โดยทั้งส่วนของโอเวอร์เฮดและเพย์โหลดได้มีการจัดแบ่งเป็นส่วน ๆ เพื่อทำหน้าที่ย่อย