Wady systemów wykorzystujących transmisję PDH zostały wyeliminowane w systemach wykorzystujących transmisję SDH. Aby uniknąć sytuacji jaka powstała w transmisji PDH, w 1985r. w USA opublikowano standard SONET (ang. Synchronus Optical NETwork), dzięki któremu zapewniono możliwość współpracy między sobą urządzeń SDH różnych producentów. Prace nad tym standardem prowadził Amerykański Instytut Standardów - ANSI (ang. American National Standards Institute). W standardzie SONET określono m.in. przepływności, formaty danych, parametry optyczne, protokoły nadzoru i sygnalizacji APS (ang. Automatic Protection Switching - przełączanie na rezerwę). W 1986 r. SONET-em zainteresował się CCITT (ang. International Consultative Committee on Telephony & Telegraphy). W 1989r. opublikowano w Księdze Niebieskiej w zaleceniach G.707, G.708 i G.709 zbiór standardów określonych mianem SDH (ang. Synchronous Digital Hierarchy).

Zalecenie G.707 określa stosowane przepływności binarne na poszczególnych poziomach zwielokrotnienia synchronicznego. W zaleceniu G.708 określono strukturę modułu STM-1 oraz strukturę i funkcję nagłówka sekcji SOH. Zalecenie G.709 definiuje między innymi zasady zwielokrotnienia sygnałów składowych różnych poziomów hierarchii plezjochronicznej.

Podstawową przepływnością binarną w transmisji SDH jest 155,52 Mbit/s. Aby umożliwić współpracę dotychczasowych systemów plezjochronicznych PDH z kanałem SDH 155 Mbit/s, zdefiniowano synchroniczny moduł transportowy pierwszego rzędu STM-1 (ang. Synchronus Transport Module), jak i wyższe stopnie synchronicznej hierarchii cyfrowej pracujące z przepływnościami 622 Mbit/s (STM-4) oraz 2,5 Gbit/s (STM-16).

Zastosowanie systemów do transmisji SDH, spowodowało:

• znaczne uproszczenie sieci, ponieważ pojedyncza krotnica synchroniczna spełnia funkcje całej hierarchii urządzeń w sieci;
• poprawienie jakości i niezawodności transmisji, ponieważ jest tu możliwa natychmiastowa identyfikacja uszkodzenia linii lub węzła, a architektura pierścieniowa umożliwia automatyczną rekonfigurację i przełączenie ruchu (tak zwana protekcja);
• umożliwienie zdalnego zarządzania siecią dzięki utworzeniu kanałów zarządzania wewnątrz modułu STM-N:
• standaryzację urządzeń, dzięki czemu urządzenia transmisyjne różnych producentów mogą współpracować ze sobą. Operatorzy mogą więc wybierać urządzenia od różnych producentów.