Функциональными модулями сетей SDH являются синхронные мультиплексоры (SMUX). Набор функциональных модулей определяется задачами, которые решаются сетью:

- задача мультиплексирования компонентных потоков в агрегатный решается терминальными мультиплексорами – ТМ;

- транспортировка агрегатных блоков с возможностью ввода\вывода компонентных потоков осуществляется мультиплексорами ввода\вывода – АДМ;

- коммутация виртуальных контейнеров в соответствии со схемой маршрутизации обеспечивается цифровыми коммутаторами (кросскоммутаторами, кроссконнекторами) – DXC;

- объединение (концентрация) нескольких однотипных потоков осуществляется концентраторами HUB;

- регенерация сигналов обеспечивается регенераторами – R;

Таким образом, мультиплексоры SDH являются универсальными устройствами, которые помимо задач мультиплексирования способны выполнять задачи коммутации, концентрации  и регенерации цифровых потоков, передаваемых по  сетевым трактам SDH.

Мультиплексоры SDH классифицируются на первичные, вторичные, третичные и т.д. Первичный синхронный мультиплексор (ПСМ) обеспечивает сопряжение сетей PDH и SDH. Он формирует STM-1 на основе мульти- плексирования типовых потоков PDH Е1, Е3 и Е4 со скоростью цифрового потока 155,52.

Вторичный синхронный мультиплексор (ВСМ) из 4-х входных синхронных потоков ПСМ формирует выходной поток со скоростью 155,524=622,08 .

Третичный синхронный мультиплексор (ТСМ) из 4-х потоков ВСМ формирует поток со скоростью 622,084=2488,32 .

Техническая реализация мультиплексоров имеет ряд особенностей.

Во-первых, все мультиплексоры имеют в своем составе высокоскоростные коммутаторы, которые обеспечивают маршрутизацию, перегруппировку, объединение виртуальных контейнеров в соответствии с информацией, размещенной в маршрутном заголовке соответствующего контейнера. В зависимости от возможностей коммутатора мультиплексор может работать в режиме оконечного терминала (T) или промежуточного линейного терминала ввода/вывода (АDМ).

Во-вторых, все мультиплексоры имеют оптический ввод/вывод. Использование оптических приемо-передатчиков и мультиплексоров-регенераторов обеспечивают передачу сигналов на большие расстояния. В локальных сетях с небольшими расстояниями между оконечными узлами мультиплексоры-регенераторы могут быть не нужны.

В-третьих, все блоки, связанные с передачей, приемом и обработкой цифрового оптического сигнала, имеют 100%-е резервирование, что обеспечивает высокую надежность телекоммуникационных сетей. При обрыве оптического кабеля в тракте основного (рабочего) маршрута производится автоматическое переключение на резервный. При этом перерыв связи составляет не более 10 мс.