數(shù)字光纖通信

1、第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)5.1 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)概述數(shù)字光纖通信系統(tǒng)概述5.2 PDH數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)5.3 SDH光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)5.4 SDH傳送網(wǎng)傳送網(wǎng)5.5 SDH系統(tǒng)同步與定時系統(tǒng)同步與定時5.6 光波分復(fù)用系統(tǒng)光波分復(fù)用系統(tǒng)5.7 全光通信系統(tǒng)全光通信系統(tǒng)第第 5 章章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)數(shù)字光纖通信系統(tǒng)返回主目錄第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)第第5 5章章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)數(shù)字光纖通信系統(tǒng)5.1 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)概述數(shù)字光纖通信系統(tǒng)概述 5.1.1 光纖通信基本概念光纖通信基本概念 數(shù)字光纖通信, 是以光波運(yùn)載數(shù)字信號, 以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的一種通信

2、方式。1996年，英籍華人“光通信之父”高錕(C.K.Kilo)博士根據(jù)介質(zhì)波導(dǎo)理論提出了光纖通信的概念。 光纖通信有如下的顯著特點(diǎn)。 1. 線徑細(xì)線徑細(xì), 重量輕重量輕 由于光纖的直徑小, 只有0.1 mm左右, 所以制成光纜后與電纜比要細(xì)得多, 因而重量輕, 有利于長途和市話干線布放, 而且便于制造多芯光纜。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 2. 損耗極低損耗極低 由于技術(shù)的發(fā)展, 現(xiàn)在制造出的光纖介質(zhì)純度很高, 因而損耗極低?，F(xiàn)已制出的在光波導(dǎo) 1.55 mm窗口的衰耗低于 0.18 dB/km。 由于損耗極低, 所以傳輸?shù)木嚯x可以很長, 這就大大減少了數(shù)字傳輸系統(tǒng)中中繼站的數(shù)目, 既可降低成

3、本, 也可提高通信質(zhì)量。 3. 傳輸?shù)念l帶寬、傳輸?shù)念l帶寬、 信息容量大信息容量大 由于光波頻率高, 因此用光來攜帶信號則信息量大?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到幾十千兆比特/秒的光纖通信系統(tǒng), 它可傳輸幾十萬路電話和幾千路彩色電視節(jié)目。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 4. 不受電磁干擾、不受電磁干擾、 防腐和不會銹蝕防腐和不會銹蝕 因光纖是非金屬材料, 它不會受到電磁干擾, 也不會發(fā)生銹蝕, 具有防腐的能力。 5. 不怕高溫不怕高溫, 防爆、防爆、 防火性能強(qiáng)防火性能強(qiáng) 因光纖是石英玻璃材料, 熔點(diǎn)高達(dá)2000以上, 所以不怕高溫, 有防火的性能。因而可用于礦井下、軍火倉庫、石油、 化工等易燃易爆的環(huán)境中。 6

4、. 光纖通信保密性好光纖通信保密性好 由于光纖在傳輸光信號時向外泄漏小, 不會產(chǎn)生串話等干擾, 因而光纖通信保密性好。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 由于光纖通信具有一系列的突出優(yōu)點(diǎn), 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步, 光纖通信技術(shù)近年來發(fā)展速度之快、應(yīng)用范圍之廣, 出乎人們的預(yù)料, 它是世界信息革命(互聯(lián)網(wǎng))的一個重要標(biāo)志, 是現(xiàn)代通信技術(shù)的重要組成部分?？梢哉f有了光纖通信, 就為構(gòu)筑信息高速公路打下了基礎(chǔ), 光纖通信成為通向信息社會的橋梁。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 5.1.2 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的組成數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的組成 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)與一般通信系統(tǒng)一樣, 它由發(fā)送設(shè)備、 傳輸信道和接收設(shè)備三大部分構(gòu)

5、成。 現(xiàn)在普遍采用的數(shù)字光纖通信系統(tǒng), 是采用數(shù)字編碼信號經(jīng)強(qiáng)度調(diào)制-直接檢波的數(shù)字通信系統(tǒng)。這里的強(qiáng)度是指光強(qiáng)度, 即單位面積上的光功率。強(qiáng)度調(diào)制是利用數(shù)字信號直接調(diào)制光源的光強(qiáng)度, 使之與信號電流成線性變化。直接檢波, 是指信號在光接收機(jī)的光頻上檢測出數(shù)字脈沖信號。光纖通信系統(tǒng)組成原理方框圖如圖 5.1 所示。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖 5.1 光纖通信系統(tǒng)組成原理方框圖電信號光發(fā)送機(jī)E/O變換光源光中繼機(jī)光纜O/E變換O/E變換光接收機(jī)電信號光檢測器光纖連結(jié)器E/O變換第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 在發(fā)送設(shè)備中, 有源器件把數(shù)字脈沖電信號轉(zhuǎn)換為光信號(E/O變換), 送到光纖中進(jìn)行傳輸。在

6、接收設(shè)備中, 設(shè)有光檢測器件, 將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號(O/E變換)。 在其傳輸?shù)穆吠局? 當(dāng)距離較遠(yuǎn)時, 采用光中繼設(shè)備, 把信號經(jīng)過中繼再生處理后傳輸。 實用系統(tǒng)是雙方向的, 其結(jié)構(gòu)圖如圖 5.2 所示。 圖中, 數(shù)字端機(jī)主要是把用戶各種數(shù)字信號, 包括數(shù)字程控交換機(jī)和數(shù)字接口, 通過復(fù)用設(shè)備組成一定的數(shù)字傳輸結(jié)構(gòu)(幀結(jié)構(gòu)), 不同速率等級的數(shù)字信號流送至光端機(jī), 光端機(jī)把數(shù)字端機(jī)送來的數(shù)字信號進(jìn)行處理, 變成光脈沖送入光纖進(jìn)行傳輸, 接收端進(jìn)行相反的變換。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖 5.2 數(shù)字光纖通信傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖 PCM電端機(jī)發(fā)送接收發(fā)送接收接收發(fā)送接收發(fā)送PCM電

7、端機(jī)模擬信號數(shù)字信號光端機(jī)光信號光端機(jī)數(shù)字信號模擬信號監(jiān)控臺光中繼機(jī)光信號第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 光端機(jī)主要由光發(fā)送、光接收、信號處理及輔助電路組成。在光發(fā)送部分完成電/光變換, 在光接收部分主要完成光/電變換。信號處理, 主要指把數(shù)字端機(jī)送來的數(shù)字脈沖信號再處理, 以及各種碼型變換, 使之適應(yīng)光傳輸及其他目的。輔助電路主要包括告警、公務(wù)、監(jiān)控及區(qū)間通信等等。 光中繼機(jī)的作用, 主要是將光纖長距離傳輸后, 受到的衰耗及色散畸變的光脈沖信號, 轉(zhuǎn)換為電信號后經(jīng)放大整形、定時、再生還原為規(guī)則的數(shù)字脈沖信號。經(jīng)過再調(diào)制光源, 變?yōu)楣饷}沖信號送入光纖繼續(xù)傳輸, 達(dá)到延長傳輸距離的目的。 第5章 數(shù)字

8、光纖通信系統(tǒng)插入光纖通信 （第5.2章）第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 5.1.3 光纖和光纜光纖和光纜(講第二、三章)內(nèi)容 1. 光纖光纖 光纖就是導(dǎo)光的玻璃纖維的簡稱, 是石英玻璃絲, 它的直徑只有0.1 mm, 如同人的頭發(fā)絲粗細(xì)。在通信中, 它和原來傳送電話的明線、電纜一樣, 是一種新型的信息傳輸介質(zhì), 但它比以上兩種方式傳送的信息量要高出成千上萬倍, 可達(dá)到上百千兆比特/秒, 而且衰耗極低。 2. 光纖的導(dǎo)光原理光纖的導(dǎo)光原理 光纖為什么能夠?qū)Ч? 能傳送大量信息呢? 這要研究其傳輸理論, 但其傳輸理論涉及的數(shù)學(xué)、 物理知識面相當(dāng)廣, 它要用到微分方程、場論等等高等數(shù)學(xué)知識及物理的微電子學(xué)

9、、 光學(xué)等高深理論。這里我們用簡單的比喻, 從物理概念上來說明, 以加深對光纖傳輸信息的理解。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 光纖是利用光的全反射特性來導(dǎo)光的。在物理中學(xué)習(xí)過光從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播, 由于它們在不同介質(zhì)中傳輸速率不一樣, 因此, 當(dāng)通過兩個不同的介質(zhì)交界面就會發(fā)生折射。 若現(xiàn)在有兩種不同介質(zhì), 其折射率分別為n0, n1而且n1n0, 設(shè)界面為XX, 折射率小的稱光疏媒質(zhì), 折射率大的稱光密媒質(zhì)。假定光線從光疏媒質(zhì)射向光密媒質(zhì), 其折射情況如圖5.3所示。圖中，入射角為0入射光線與法線YY夾角, 折射角為1折射光線與YY夾角，由圖可見，10。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖 5.

10、3 光的折射示意圖YXAY光疏媒質(zhì)光密媒質(zhì)ABB01X第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 若使光束從光密媒質(zhì)射向光疏媒質(zhì)時, 則折射角大于入射角，如圖5.4所示。如果不斷增大0可使折射角1達(dá)到90, 這時的1稱為臨界角。如果繼續(xù)增大1, 則折射角會大于臨界角, 使光線全部返回光密媒質(zhì)中, 這種現(xiàn)象稱為光的全反射當(dāng)光線從光密媒質(zhì)射向光疏媒質(zhì), 且入射角大于臨界角時, 就會產(chǎn)生全反射現(xiàn)象, 光纖就是利用這種全反射來傳輸光信號的。 根據(jù)這一原理, 在制造光纖時, 使光纖芯的折射率高, 在外面涂上一包屏層, 可使折射率低, 當(dāng)選擇一定的角度0時，射入纖芯的光束將會全部返回纖芯中。這就要制造一種像水管一樣的光導(dǎo)管

11、, 在光導(dǎo)管壁及光纖芯包的邊界使之形成光束的全反射, 從而達(dá)到將光束都集中在光纖芯部傳輸而不向外泄漏, 就似水管中的水流那樣, 使之永遠(yuǎn)在水管中流動。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖5.4 臨界角和光線的全反射 光疏媒質(zhì)光密媒質(zhì)cn0第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 要做成這樣的光導(dǎo)管, 除了對光纖芯部的折射率有要求以外, 還要使靠近纖芯與包層的邊沿具有極小的光損耗, 使能量都集中在光芯中傳播。 當(dāng)然, 這就對光纖材料提出了很高的要求。由于石英玻璃質(zhì)地脆、易斷裂, 為了保護(hù)光纖表面, 提高抗拉強(qiáng)度，以便于實用, 一般都在裸光纖外面進(jìn)行兩次涂覆而構(gòu)成光纖芯線。光纖芯線結(jié)構(gòu)如圖5.5所示。 光纖的芯線由纖芯、

12、包層、涂覆層、套塑四部分組成。 包層的外面涂覆一層很薄的涂覆層, 涂覆的材料為硅銅樹脂或聚氨基甲醚乙脂, 涂覆層的外面套塑, 套塑的原料大都采用尼龍、聚乙烯或聚本烯等塑料。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖5.5 光纖芯線的剖面構(gòu)造 2b2a包層一次涂覆(涂覆層)二次涂覆(套塑)纖芯第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 3. 單模光纖及特性參數(shù)單模光纖及特性參數(shù) 根據(jù)波導(dǎo)傳輸波動理論分析, 光纖的傳播模式可分為多模光纖和單模光纖。 1) 多模光纖 多模光纖即能承受多個模式的光纖, 如圖5.6(a)、(b)所示。這種光纖結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn), 接頭連接要求不高, 用起來方便, 也較便宜。因而在早期的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)

13、(PDH系列)中采用但這種光纖傳輸帶寬窄、衰耗大、時延差大, 因而已逐步被單模光纖代替。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 2) 單模光纖 單模光纖即只能傳送單一基模的光纖, 如圖5.6(c)所示。 這種光纖從時域看不存在時延差, 從頻域看, 傳輸信號的帶寬比多模光纖寬得多, 有利于高碼率信息長距離傳輸。單模光纖的纖芯直徑一般為410 m, 包層即外層直徑一般為125m, 比多模光纖小得多。 3) 單模光纖的主要特性 光纖的特性參數(shù)及定義相當(dāng)復(fù)雜。在一般數(shù)字光纖工程中， 單模光纖所需的主要參數(shù)有: 模場直徑、衰減系數(shù)和工作波長或截止波長等。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 圖 5.6 裸光纖結(jié)構(gòu)示意圖(a)

14、 階躍型多模光纖(SI); (b) 梯度型多模光纖(GI); (c) 單模光纖 包層包層(n2)芯(n1)DCBA2b2a折射率折射率包層包層CBA芯A包層芯折射率(a)(b)(c)第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) (1) 截止波長。 截止波長通常是判斷光纖是否在單模工作的一個重要參數(shù), 只有當(dāng)工作波長大于截止波長時才能保證光纖在單模工作。 (2) 模場直徑d。 模場直徑是單模光纖的一個重要參數(shù)。到目前為止, 模場直徑的確切定義還沒有明確規(guī)定。從物理概念上我們可理解為, 對于單模光纖, 基模場強(qiáng)在光纖橫截面近似為高斯分布, 如圖5.7所示。通常將纖芯中場分布曲線最大值 1/e 處所對應(yīng)的寬度定義為模場

15、直徑, 用d表示。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)dmE(r)圖5.7 基模場強(qiáng)分布曲線第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) (3) 衰減系數(shù)。 衰減系數(shù)是在工程上設(shè)計光纖通信系統(tǒng)時, 必須要用到的一個重要參數(shù)。它是指沿光纖傳播方向光信號的損耗, 它是決定光纖中繼段長度的重要因素。衰減量的大小通常用衰減系數(shù)來表示, 單位是dB/km, 其定義為OipPLalg10 式中, Pi為輸入光纖的光功率；Po為光纖輸出的光功率; L為光纖的長度(單位為km)。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 4. 光纜光纜 為了使光纖能在工程中實用化, 能承受工程中拉伸、 側(cè)壓和各種外力作用, 還要具有一定的機(jī)械強(qiáng)度才能使性能穩(wěn)定。 因此,

16、 將光纖制成不同結(jié)構(gòu)、不同形狀和不同種類的光纜以適應(yīng)光纖通信的需要。 根據(jù)不同的用途和條件, 制成的光纜種類很多, 但其基本結(jié)構(gòu)是相同的。光纜主要由纜芯、護(hù)套和加強(qiáng)元件組成。 1) 纜芯 纜芯是由光纖芯組成的, 它可分為單芯和多芯兩種。單芯型纜芯和多芯型纜芯結(jié)構(gòu)的比例如表 5.1 所示。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 單芯型由單根二次涂覆處理后的光纖組成。 多芯型由多根經(jīng)二次涂覆處理后的光纖組成, 它又分為帶狀結(jié)構(gòu)和單位式結(jié)構(gòu)。目前國內(nèi)外對二次涂覆主要采用下列兩種保護(hù)結(jié)構(gòu): (1) 緊套結(jié)構(gòu)。 如圖 5.8(a)所示, 在光纖與套管之間有一個緩沖層, 其目的是為了減少外面應(yīng)

17、力對光纖的作用。緩沖層一般采用硅樹脂, 二次被覆用尼龍口。這種光纖的優(yōu)點(diǎn)是: 結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。 (2) 松套結(jié)構(gòu)。 如圖5.8(b)所示, 將一次涂覆后的光纖放在一個管子中, 管中充油膏, 形成松套結(jié)構(gòu)。這種光纖的優(yōu)點(diǎn)是: 機(jī)械性能好, 防水性好, 便于成纜。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 圖 5.8 緊套和松套光纖結(jié)構(gòu)示意圖(a) 緊套光纖結(jié)構(gòu)示意圖； (b) 松套光纖結(jié)構(gòu)示意圖0.1250.40.9光纖一次涂覆二次被涂覆層緩沖層(a)光纖一次涂覆油膏松套管(b)單位：mm第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 2) 強(qiáng)度元件 由于光纖的材料比較脆, 容易斷裂, 為了使光纜便于承受敷設(shè)安裝時所加的外力等,

18、 在光纜內(nèi)中心或四周要加一根或多根加強(qiáng)元件。加強(qiáng)元件的材料可用鋼絲或非金屬的纖維增強(qiáng)塑料(FRP)等。 3) 護(hù)層 光纜的護(hù)層主要是對已形成的光纖芯線起保護(hù)作用, 避免受外部機(jī)械力和環(huán)境損壞。因此, 要求護(hù)層具有耐壓力、防潮、 濕度特性好、重量輕、耐化學(xué)侵蝕、阻燃等特點(diǎn)。光纜的護(hù)層又分內(nèi)護(hù)層和外護(hù)層, 內(nèi)護(hù)層一般采用聚乙烯或聚氦乙烯等, 外護(hù)層可根據(jù)敷設(shè)條件而定, 要采用由鉆帶和聚乙烯組成的LAP外護(hù)套加鋼絲鎧裝等。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 4) 光纜的種類 在公用通信網(wǎng)中用的光纜結(jié)構(gòu)如表 5.2 所示。 下面介紹幾種有代表性的光纜結(jié)構(gòu)形式。 (1) 層絞式光纜。 它是將若干根光纖芯線以強(qiáng)度

19、元件為中心絞合在一起的一種結(jié)構(gòu), 如圖5.9(a)所示。特點(diǎn)是成本低, 芯線數(shù)不超過10根。 (2) 單位式光纜。 它是將幾根至十幾根光纖芯線集合成一個單位, 再由數(shù)個單位以強(qiáng)度元件為中心絞合成纜, 如圖5.9(b)所示, 其芯線數(shù)一般適用于幾十芯。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) (3) 骨架式光纜。 這種結(jié)構(gòu)是將單根或多根光纖放入骨架的螺旋槽內(nèi), 骨架中心是強(qiáng)度元件, 骨架上的溝槽可以是V型、U型或凹型, 如圖5.9(c)所示。由于光纖在骨架溝槽內(nèi)具有較大空間, 因此當(dāng)光纖受到張力時, 可在槽內(nèi)作一定的位移, 從而減少了光纖芯線的應(yīng)力應(yīng)變和微變, 這種光纖具有耐側(cè)壓、抗彎

20、曲、抗拉的特點(diǎn)。 (4) 帶狀式光纜。 它是將412根光纖芯線排列成行, 構(gòu)成帶狀光纖單元, 再將多個帶狀單元按一定方式排列成纜, 如圖5.9(d)所示。這種光纜的結(jié)構(gòu)緊湊, 采用此種結(jié)構(gòu)可做成上千芯的高密度用戶光纜。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 圖 5.9光纜的基本結(jié)構(gòu)(a) 層絞式； (b) 單位式； (c) 骨架式； (d) 帶狀光纖加強(qiáng)構(gòu)件光纖單位加強(qiáng)構(gòu)件加強(qiáng)構(gòu)件塑料骨架光纖防熱層綜合護(hù)套光纖帶加強(qiáng)構(gòu)件(a)(b)(c)(d)第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)5.2 PDH5.2 PDH數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng) PDH系列-主要指PCM一、 二、 三、 四次群。根據(jù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)容量（多少路）來

21、確定PCM高次群的等級的。 以PCM3032路基群即 2 Mbs速率接口為基礎(chǔ)。采用按碼位異步復(fù)接方式, 按一定幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐級復(fù)接而成。系統(tǒng)中發(fā)送端為復(fù)接, 在接收端為分接。第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 隨著數(shù)字集成技術(shù)的提高， PDH設(shè)備把數(shù)字端機(jī)、光端機(jī)集成在一個物理體中, 體積很小(窄架)模塊。 這些設(shè)備把復(fù)接的數(shù)字碼進(jìn)行PDH系列光傳輸碼型的變換(線路編碼CMI), 組成如4B1H、1B1H等不同幀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的傳輸設(shè)備。 近年來，PDH系列設(shè)備只在公網(wǎng)中用作市話網(wǎng)的中繼傳輸系統(tǒng)。 在我國公用電話網(wǎng)及數(shù)據(jù)網(wǎng)中, PDH系列的數(shù)字結(jié)構(gòu), 主要用于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn), 特別是 2 Mbs速率的接口,

22、 在數(shù)據(jù)、衛(wèi)星、 移動通信系統(tǒng)中普遍采用。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 1. PDH系統(tǒng)電接口主要參數(shù)系統(tǒng)電接口主要參數(shù) CCITT在G703 協(xié)議中, 對以2.048 Mb/s為基礎(chǔ)的PDH系列規(guī)定接口特性、速率、碼型, 如表 5.3 所示。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)G921規(guī)定的標(biāo)稱比特容差如表5.4所示。 比特率增加-精度容差減小 2. PDH系統(tǒng)光接口主要參數(shù)系統(tǒng)光接口主要參數(shù) 系統(tǒng)發(fā)光功率如表 5.5所示。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 系統(tǒng)光接收靈敏度, 當(dāng)BER=110-10時所需的最低接口光功率如表5.6 所示。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)接光纖第5。5第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)5.3

23、SDH5.3 SDH光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng) 5.3.1 SDH光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)的概念及特點(diǎn)光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)的概念及特點(diǎn) 1.SDH系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)的基本概念 世界通用的數(shù)字通信網(wǎng)。標(biāo)準(zhǔn)由美國制定，中國基本沒有話語權(quán)。全球公認(rèn)的寬帶傳送網(wǎng), 并代表數(shù)字通信發(fā)展的方向, 這成為信息高速公路傳送網(wǎng)基礎(chǔ)。 SDH系列是:在光纖上同步(全球)信息傳輸?shù)囊恍┚W(wǎng)絡(luò)單元網(wǎng)絡(luò)單元(NE)。 有國際統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口(NNI),(接口模塊) 采用網(wǎng)絡(luò)單元和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)簡化了信號互通、信號的傳輸復(fù)接、 交叉連接、交換過程。如圖第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)表5.10 NNI的位置示意圖網(wǎng)絡(luò)單元

24、網(wǎng)絡(luò)單元(NE) 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口(NNI),第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 有標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級, 稱為“同步傳輸模塊同步傳輸模塊”STM-N(N為1, 4, 16, 64, 256,), 如表5.7所示。 2. SDH系統(tǒng)的特點(diǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn) SDH系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)： SDH系統(tǒng)是采用以字節(jié)間插字節(jié)間插同步方式復(fù)接, 而成為更高等級的SDH傳送模塊STM-N的, 因此, 從STM-N中容易分出支路信號, 分/插復(fù)用靈活, 可動態(tài)改變網(wǎng)絡(luò)配置。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 有充足的開銷, 有可擴(kuò)展的管理維護(hù)(OAM)能力（間插脈沖數(shù)量大）。 兼容了國際上1.544 Mb

25、/s和2.048 Mb/s系列, 為國際通信接口提供方便。 STM-N信號幀中, 含有線路終端終端(光發(fā)射或光接收機(jī)光發(fā)射或光接收機(jī))功能, 便于光電合一, 光接口標(biāo)準(zhǔn)化, SDH具有橫向（歐、美標(biāo)準(zhǔn)）兼容性, 設(shè)備可在多供貨商環(huán)境下互通（透明性）。 有效網(wǎng)管和網(wǎng)絡(luò)動態(tài)配置, 容易實現(xiàn)自愈環(huán)的組網(wǎng), 提高網(wǎng)絡(luò)可用性, 并能降低維護(hù)費(fèi)用。 8 kHz幀頻與字節(jié)同步復(fù)用（量化與編碼）, 為將SDH傳輸終端綜合進(jìn)行數(shù)字交換，并為簡化交換設(shè)備提供了可能。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 適用于支撐(ITU-T)關(guān)于B-ISDN用戶/網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)速率定為155 Mb/s和622 Mb/s, 而且已建議采用STM

26、幀作為傳送傳送ATM信元信元物理層的一種方式, 從而使SDH成為支撐支撐B-ISDN的重要傳輸手段。 綜上所述, 可歸納為三大特點(diǎn): 有標(biāo)準(zhǔn)光接口;（最低傳輸速率） 同步字節(jié)復(fù)用(復(fù)接);（以量化與編碼為基礎(chǔ)） 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能。（包括支撐支撐B-ISDN ） 任何事物都不是十全十美的, SDH系統(tǒng)也有不足之處: 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)有3個不足： 由于增加大量的維護(hù)管理（脈沖）比特, 因此頻帶利用率不如PDH系統(tǒng)。如果按收容2.048 Mb/s的STM-1(155.520 Mb/s), SDH只有63個 2 Mb/s(PDH四次群有64個)。 在復(fù)接中采用指針調(diào)整技術(shù), 使編解碼技術(shù)設(shè)備

27、復(fù)雜。（間插脈沖管理） 由于大量采用了軟件技術(shù)進(jìn)行控制、管理與維護(hù), 如果出現(xiàn)人為和設(shè)備、軟件故障及計算機(jī)病毒侵入, 會導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生重大故障, 甚至造成系統(tǒng)癱瘓。（未來集中控制） 隨著技術(shù)的不斷發(fā)展、 進(jìn)步, 傳輸信道的帶寬更寬, 這些弱點(diǎn)會逐漸被克服。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 5.3.2 SDH的開銷的開銷(OH)功能功能 1. 開銷開銷(OH)的概念的概念（脈沖間插）（脈沖間插） SDH系列的幀結(jié)構(gòu)的開銷有三大部分； 一、為段開銷區(qū)段開銷區(qū)用SOH表示; 二、在凈負(fù)荷區(qū)通道凈負(fù)荷區(qū)通道開銷, 用Vc-POH表示， 三、管理單元指針單元指針(AU-PTR) . 開銷指：在幀結(jié)構(gòu)中安排的一些

28、特殊比特特殊比特（脈沖脈沖）, 是分層使用的。信息凈負(fù)荷之外的接口數(shù)據(jù)流接口數(shù)據(jù)流的部分, 作為段層和通道層運(yùn)行、管理、監(jiān)視和維護(hù)用的比特比特。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)9270 N字節(jié)SOHAU -PTRSOH1234567893行1行5行STM -N凈負(fù)荷(含POH)傳輸方向9 N261 N270 N例第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 2. 開銷分類開銷分類1) 段開銷SOH SOH段開銷作為（數(shù)字信號）段層數(shù)字信號）段層性能監(jiān)視、管理和維護(hù)的信息, （一旦出現(xiàn)數(shù)字出錯）進(jìn)一步分為再生段再生段開銷(RSOH)和復(fù)用段復(fù)用段開銷(MSOH), 其中, RSOH可在再生器接入, 也可以在終端設(shè)備接入。

29、 MSOH將透明地通過再生器, 能終結(jié)在AUG（管理）的組合和分解點(diǎn), 即終端設(shè)備處。 SOH在幀結(jié)構(gòu)中的位置為前9列8行, 其中第13行為RSOH, 第5第9行則為MSOH, 2) 通道開銷Vc-POH 它主要用于復(fù)用(復(fù)接)Vc進(jìn)入STM的開銷比特, 安排在凈負(fù)荷中。分為兩類: 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖 5.11 STM-1 SOH字節(jié)安排再生開銷：來自再生器復(fù)用段開銷SOH在楨結(jié)構(gòu)位置，其中1-3行RSOH;5-9為MSOH第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 第一類: 低階Vc-POH(Vc-11（1.544M）/Vc-12(2.048M) POH). 其功能對低階Vc數(shù)字傳輸通道數(shù)字傳輸通道監(jiān)

30、視、維護(hù)、及告警狀態(tài)指示。 第二類: 高階Vc-POH(Vc-3(34.368M)/Vc-4(139.264M) POH), 其功能對高階Vc數(shù)字傳輸通道數(shù)字傳輸通道監(jiān)視, 告警指示, 維護(hù)以及復(fù)用結(jié)構(gòu)等。 3. 段開銷段開銷(SOH)安排安排 以STM-1的SOH為例說明, 1) 幀定位字節(jié): A1和A2 A1、A2：識別幀的起始位置, 二進(jìn)制數(shù)值為, A1為11110110, A2為00101000。第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) STM-1幀內(nèi)安排3個A1和3個A2幀定位字節(jié)幀定位字節(jié), 占幀長的0.25%, 主要實現(xiàn)幀同步幀同步而設(shè)立的。 對STM-N, 幀定位由3N個A1及3N個A2組成。

31、 在收信正常(包括幀失步)時, 再生器直接轉(zhuǎn)發(fā)定幀定幀字節(jié); 收信故障時, 再生器產(chǎn)生定幀定幀字節(jié)。 在再生器中, 定幀字節(jié)應(yīng)不經(jīng)擾碼（加密）, 全透明傳輸。 2) STM識別字符: C12識別每個STM-1在STM-N復(fù)用結(jié)構(gòu)中位置。 3) 數(shù)據(jù)通信字節(jié)(DCC): D1D12 DCC：用構(gòu)成SDH管理網(wǎng)的傳送通路； STM-1：其中D1、 D2、D3共192 kb/s作為再生段的DCC; 字節(jié)D4D12共576 kb/s的通路字節(jié)作為復(fù)用段的DCC。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 4) 公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié): E1、 E2 作為話音通信的公務(wù)聯(lián)絡(luò)通路, E1在再生段開銷(RSOH)內(nèi), 在再生段接入,

32、； E2在復(fù)用段開銷(MSOH)內(nèi), 并可在復(fù)用段終端接入。 5) 使用者通路字節(jié): F1 這個字節(jié)留給使用者(網(wǎng)絡(luò)使用者)使用, 主要為特殊維護(hù)目的提供臨時數(shù)據(jù)/音頻通路的連接。 6) BIP-8 字節(jié): B1 作再生段的誤碼監(jiān)測, 使用偶校驗的比特間插間插，校驗8位碼 (BIP-8)。 B1是計算前一個STM-N幀擾碼后的所有比特而得到的, 置于擾碼前的B1位置。 STM-1傳送碼率155.520Mb/s, (194408000)為一頁。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 7) BIP-N24字節(jié): B2 B2:用于復(fù)用段誤碼監(jiān)測復(fù)用段誤碼監(jiān)測(對于STM-1有三個字節(jié)共24比特, 使用偶校驗使用

33、偶校驗)。 對前一個STM-N幀中除了SOH的第 1 到第 3 行外的全部比特進(jìn)行計算而獲得, 結(jié)果置于擾碼前的B2字節(jié)位置。 產(chǎn)生方式與BIP-8 類似。 8) 自動保護(hù)倒換(APS)通路字節(jié): K1, K2(b1b5)（光纖倒換） 9) 同步狀態(tài)字節(jié): Z1(b5b8) Z1字節(jié)的b5b8比特用作同步狀態(tài)同步狀態(tài)消息。 10) 空閑字節(jié): Z1(b1b4)和Z2 其功能尚未正式確定。 11) 復(fù)用段遠(yuǎn)端失效指示字節(jié): K2(b6b8)第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 5.3.3 SDH系列的復(fù)用系列的復(fù)用 包括：復(fù)用結(jié)構(gòu)以及包括：復(fù)用結(jié)構(gòu)以及復(fù)接過程 1. 復(fù)用結(jié)構(gòu)復(fù)用結(jié)構(gòu) 采用凈負(fù)荷的指針技術(shù)采

34、用凈負(fù)荷的指針技術(shù),避免接口設(shè)備的滑動避免接口設(shè)備的滑動,接入方便容易接入方便容易(與與PDH 比比). 根據(jù)ITU-T G.709 協(xié)議, SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)。 復(fù)用復(fù)用：低速率信號必須送入相應(yīng)低速接口容器C，對支路信號標(biāo)準(zhǔn)化。 傳輸速率必須符合國際標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率必須符合國際標(biāo)準(zhǔn)PDH和和SDH 國際協(xié)議規(guī)定5種標(biāo)準(zhǔn)：接口容器C-11（1.544M）、 C-12(2.048M)、C-2(6.312M)、C-3(44.736/34368M)、C-4(139.264M)的標(biāo)準(zhǔn)比特速率, 幀結(jié)構(gòu)分為三個區(qū)域： STM-N凈負(fù)荷(POH)、 段開銷(SOH)、 單元指針(AU-PTR)。第5章 數(shù)字光纖

35、通信系統(tǒng)圖 5.12 G-709復(fù)用結(jié)構(gòu) 國際協(xié)議規(guī)定的復(fù)用方式 有已知的支路信號(PDH)，向未來光通信(SDH-N)級別發(fā)展 映射步驟: 1、將支路接口容器內(nèi)的支路信號映射世標(biāo)容器中， 2、從世標(biāo)容器再送入復(fù)接過程。采用插入脈沖方法。第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖5-13 我國的SDH基本復(fù)用結(jié)構(gòu)中國標(biāo)準(zhǔn)3種: C-12(PDH 2.048 Mb/s)、C-3(34.368Mb/s)和C-4(139.264 Mb/s),即歐洲標(biāo)準(zhǔn)。 同樣有復(fù)接過程分別經(jīng)過映射、映射、 指針處理、定位和形成指針處理、定位和形成TU的過程, 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖 5.14 POH支路形成TU過程脈沖插入映射

36、入容器支路POH指針PDHCVCTU 1、采用脈沖插入的PDH數(shù)字信號形成容器C, 2、再加上通道開銷構(gòu)成Vc, 這是SDH中最重要的信息結(jié)構(gòu), 主要支持通路層連接。Vc(虛容器)的包封速率與網(wǎng)絡(luò)是同步速率與網(wǎng)絡(luò)是同步的, 在包封內(nèi)部允許裝載各種不同的準(zhǔn)同步支路信號（速率標(biāo)準(zhǔn)化）。 3、Vc在SDH網(wǎng)中傳輸時總是保持完整不變, 因而可作為一個獨(dú)立的實體在通道中取出或插入, 進(jìn)行同步復(fù)用和交叉連接處理十分靈活方便。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 2. 復(fù)用過程復(fù)用過程 1) 映射 所謂映射, 就是把PDH系列各種速率數(shù)字信號和ATM信元經(jīng)過適配處理進(jìn)入虛容器Vc的過程（完成速率標(biāo)準(zhǔn)化過程），有兩個過

37、程： (1) PDH系列的映射。 為適應(yīng)各種不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用, 目前有異步映射、同步映射、 浮動模式映射、鎖定模式映射等多種方式?，F(xiàn)在, 一般采用浮動的異步映射浮動的異步映射方式。 (2) ATM信元映射。 ATM信元信元是指異步轉(zhuǎn)移模式異步轉(zhuǎn)移模式ATM的信息結(jié)構(gòu)的信息結(jié)構(gòu), 也是寬帶 B-ISDN信網(wǎng)的信息結(jié)構(gòu)單元,并以信元信元cell為基本單位。信元cell是53個字節(jié)， 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 按ITU-T 協(xié)議, 每個信元長53個字節(jié), ATM信元的映射就是利用將每個信元的字節(jié)結(jié)構(gòu)與所用虛容器字節(jié)結(jié)構(gòu)(包括級聯(lián)結(jié)構(gòu)Vc-X，X1)進(jìn)行定定位對準(zhǔn)位對準(zhǔn)來實現(xiàn)的。（碼速不同步） 因Vc-

38、X容量有可能不是ATM信元長度(53字節(jié))的整數(shù)倍, 所以允許cell跨越V c-X邊界（容量）。 ATM信元前面5個字節(jié)為信頭, 其余48個字節(jié)為信息域。在信息域，映射進(jìn)入Vc-X之前要進(jìn)行擾碼, 在信頭（進(jìn)入Vc-X ）期間停止擾碼, 并保持狀態(tài)不變。當(dāng)Vc-X信號終結(jié)（后）時進(jìn)行逆變換, 只對信息域進(jìn)行解擾碼后傳送給ATM層(恢復(fù)cell信元)。 2) 指針調(diào)整 (1) 指針描述。 指針：是虛容器Vc在AU（管理單元）或TU（支路單元）幀內(nèi)提供的一種靈活和動態(tài)定位靈活和動態(tài)定位的方法, 指針不僅能容納Vc和SOH在相位上的差別相位上的差別, 而且能夠容納幀速率的差異幀速率的差異。 指針的

39、作用可歸納為三條: 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于同步工作狀態(tài)時, 指針用來作同步信號間的相位校準(zhǔn)相位校準(zhǔn)。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)失去同步時, 指針用作頻率和相位校準(zhǔn)頻率和相位校準(zhǔn), 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于異步工作時, 指針用作頻率跟蹤頻率跟蹤校準(zhǔn)。 指針還可以用來容納網(wǎng)絡(luò)中的頻率抖動和漂移頻率抖動和漂移。 (2) 指針分類。 指針(PTR)主要有（管理）AU-PTR和（支路）TU-PTR兩類。 1、AU-PTR主要指AU-4 PTR; 管理指針提供PDH系列的四次群139.264 Mb/s的數(shù)字信號進(jìn)入Vc-4的靈活動態(tài)定位靈活動態(tài)定位方法。它包括了指針位置指針位置以及指針值的碼字值的碼字安排, 頻率調(diào)整頻率調(diào)

40、整以及標(biāo)識符標(biāo)識符NDF。 2、TU-PTR主要指TU-11和TU-12以及TU-3 PTR 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 支路指針主要是PDH系列的一次群2.048 Mb/s的數(shù)字信號進(jìn)入Vc-12 而為其浮動映射浮動映射提供的一種靈活動態(tài)定位動態(tài)定位的方法, 與Vc的實際內(nèi)容無關(guān)。 TU-12 PTR包括了指針位置、 字節(jié)以及指針值的比特安排, 頻率調(diào)整及新標(biāo)識符NDF（未來名稱）等。 TU-3 PTR主要提供PDH三次群(34.368 Mb/s)的數(shù)字信號進(jìn)入Vc-3, 為其提供動態(tài)、靈活的定位方提供動態(tài)、靈活的定位方法, 定位過程與Vc-3的實際內(nèi)容無關(guān)。TU-3 PTR也同樣包括了位置指

41、示字節(jié)、指針值以及頻率調(diào)整和新數(shù)據(jù)標(biāo)識符NDF等。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 3) 通道開銷Vc-POH（比特安排） 在PDH系列數(shù)字信號(視為信息凈負(fù)荷)適配進(jìn)虛容器前, 即終結(jié)(完成）符合虛容器組裝和拆卸點(diǎn)的字節(jié)比特安排, 稱為通道開銷Vc-POH, 可提供通信的完整性, 分為兩類: 低階Vc-POH(Vc-11/Vc-12 POH), 在一般復(fù)接于幀（幀頭）結(jié)構(gòu)中用V5、J2、K2和K4四個字節(jié)表示。C-12加上Vc-12 POH構(gòu)成了Vc-12（提高速率）。 高階Vc-POH(用HPOH表示)(Vc-3/Vc-4 POH)一般在子幀復(fù)接結(jié)構(gòu)中, 依次分別插入9個字節(jié)(J1、B3、 C2

42、、 G、F2、H4、 F3、K3、N1)構(gòu)成V c-4。第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 4) 復(fù)用過程 綜上所述, SDH系列復(fù)用的單元包括容器容器C-n、（加開銷）虛容器虛容器Vc-n、支路單元支路單元TU-n、支路單元組、支路單元組TUG-n、管理單元、管理單元AU-n和管理單元組和管理單元組AUG-n(n為單元等級序號)。 復(fù)用過程可用下列式子來表述: C-n+Vc-n POH=Vc-n (5.3.1) Vc-n+TU-n PTR=TU-n (5.3.2) TU-nN=TUG2 (5.3.3) TUG2N=TUG3 (5.3.4)第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) AU-nN=AUG (5.3.6) A

43、UGN=STM-N (5.3.7) STM-1N=STM-N(5.3.8) 下面舉例說明我國PDH系列一次群2.048 Mb/s速率和四次群139.264 Mb/s速率復(fù)用為STM-1的過程。 例 1 利用AU-4復(fù)用線路直接從C-12復(fù)用的方法, 步驟如圖5-15所示。 圖中復(fù)用過程為: 標(biāo)稱速率為2.048 Mb/s PDH一次群數(shù)字信號(2 Mb/s接口)先進(jìn)入C-12作適配處理, 加上Vc-n POH構(gòu)成Vc-12后, 其速率為2.240 Mb/s。（速率提高） Vc-12加上TU-12 PTR, 以指明Vc-12相對TU-12的相位, 并經(jīng)速率調(diào)準(zhǔn)和速率調(diào)準(zhǔn)和相位對準(zhǔn)相位對準(zhǔn)后的TU

44、-12速率變?yōu)?.304 Mb/s。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖 5.15 利用AU-4直接從C-12復(fù)用的方法C-12Vc-12 POHTU-12 PTRTU-12 PTRTU-12 PTRTUG-2TUG-2TUG-3TUG-3Vc-4 POHAU-4 PTRAU-4 PTRAUGAUGSOH(2.048 Mb/s)C-12C-12Vc-12(2.240 Mb/s)TU-12Vc-12(2.304 Mb/s)Vc-12Vc-12(6.912 Mb/s)(49.536 Mb/s)(150.336 Mb/s)Vc-4(150.912 Mb/s)Vc-4(150.912 Mb/s)(N155.5

45、20 Mb/s)TUG-2TUG-3Vc-4AU-4AUGSTM-N邏輯結(jié)合物理結(jié)合非陰影區(qū)域是相位對準(zhǔn)定位的，陰影區(qū)與非陰影區(qū)間的相位對準(zhǔn)定位由指針規(guī)定并由箭頭指示注：第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 又經(jīng)均勻同步復(fù)接,即均勻間插組成TUG-2(32.304 Mb/s), 再經(jīng)7個TUG-2單字節(jié)間插組成TUG-3(加上塞入字節(jié)使速率達(dá)到 49.536 Mb/s), 再由三個TUG-3經(jīng)字節(jié)間插加上高階POH和塞入字節(jié)后構(gòu)成Vc-4 凈負(fù)荷, 速率為150.336 Mb/s。 最后加上AU-4 PTR的576 kb/s的指針信號組成了AU-4, 速率為150.912 Mb/s。單個AUG直接接入加上

46、4.608 Mb/s的段開銷組成 STM-1(標(biāo)稱速率為155.520 Mb/s)的幀結(jié)構(gòu)。 例 2 利用AU-4直接從C-4復(fù)用的方法, 如圖5.16 所示。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖5.16 利用AU-4直接從C-4復(fù)用的方法C-4(139.264 Mb/s)C-4C-4Vc-4 POHAU-4 PTRAU-4 PTRAUGAUGSOH(149.760 Mb/s)(150.336 Mb/s)(150.912 Mb/s)(150.912 Mb/s)(N155.520 Mb/s)VC-4AU-4AUGSTM-NVc-4邏輯結(jié)合物理結(jié)合非陰影區(qū)域是相位對準(zhǔn)定位的，陰影區(qū)與非陰影區(qū)間的相位對準(zhǔn)定

47、位由指針規(guī)定并由箭頭指示注：Vc-4第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 其復(fù)用過程為: 139.264 Mb/s的PDH信號進(jìn)入C-4, 經(jīng)適配處理后輸出為149.760 Mb/s, 加上每幀9個字節(jié)的HPOH高階通道開銷, 相當(dāng)于576kb/s(C-4+Vc POH=Vc-4), 便構(gòu)成Vc-4高階虛容器(速率為150336 Mb/s), 它與AU-4凈負(fù)荷容量一樣, 但速率可能不一致, 需要進(jìn)行調(diào)整。 AU-4PTR的作用就是指明Vc-4相對AU-4的相位,占有9個字節(jié)相當(dāng)于容量為576 kb/s, 加上AU-4 PTR指針后的AU-4速率為150.912 Mb/s, 得到單個AU-4直接置入AUG

48、, 再由AUG經(jīng)單字節(jié)間插加上段開銷4.608 Mb/s的數(shù)字信號就構(gòu)成了STM-1標(biāo)稱速率為155.520Mb/s的SDH信號。 若由N個AUG經(jīng)單字節(jié)間插加上段開銷, 便構(gòu)成了STM-N的SDH系列數(shù)字信號。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)續(xù)國際標(biāo)準(zhǔn)接口容器有哪些，C-11（1.544M）、 C-12(2.048M)、C-2(6.312M)、C-3(44.736/34368M)、C-4(139.264M)的標(biāo)準(zhǔn)比特速率國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)接口容器有哪些，第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 3. IP over SDH IP over SDH技術(shù):把IP直接接入到SDH數(shù)字系列中。過程如下: 1） IP數(shù)據(jù)包（各種數(shù)字

49、信號）符合RFC1662規(guī)范（）, 插入到PPP幀中的信息段, 2）在SDH通道層，IP數(shù)據(jù)包映射到SDH的同步凈負(fù)荷區(qū), 經(jīng)SDH傳輸層和傳輸層和段層段層, 加上相應(yīng)的開銷, 把凈負(fù)荷裝入到SDH幀中(符合RFC1619: PPP over SDH要求), 3）到達(dá)光層, 在光纖中傳輸通道。 IP over SDH標(biāo)準(zhǔn)已由我國武漢光通信研究院提出并經(jīng)ITUT通過, 作為國際標(biāo)準(zhǔn)。 目前, 是我國在國際電聯(lián)(ITU)首次被采納的標(biāo)準(zhǔn), 而且是作為IP over SDH的通信技術(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖 5.17 IP over SDH分層模型640X480X24 (7.37Mb)

50、 25/s第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 5.3.4 SDH設(shè)備設(shè)備 根據(jù)SDH幀結(jié)構(gòu)和復(fù)接方法來設(shè)計, 使SDH設(shè)備在組網(wǎng)中與其他設(shè)備互通及兼容(透明性好), 就需要制訂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn), 對各種設(shè)備進(jìn)行規(guī)范。 根據(jù)信息流程, 設(shè)計設(shè)計設(shè)備的基本基本“積木塊積木塊”結(jié)構(gòu)有：結(jié)構(gòu)有： G781規(guī)定了SDH復(fù)用設(shè)備協(xié)議結(jié)構(gòu)（各支路信號標(biāo)準(zhǔn)）。 G782又規(guī)定了SDH復(fù)用設(shè)備的類型復(fù)用設(shè)備的類型和一般特性。 G783 協(xié)議給出了SDH設(shè)備的基本功能塊的功能基本功能塊的功能描述（具體）。 SDH設(shè)備分為終端復(fù)用設(shè)備(TM)、 分/插復(fù)用設(shè)備(ADM)和同步數(shù)字交叉連接設(shè)備(SDXC)等。這些設(shè)備都是由各種邏輯功能

51、塊組合而成的。 1. TM、ADM復(fù)用設(shè)備第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 在SDH系統(tǒng)中, 有兩種復(fù)用設(shè)備:一種稱為終端復(fù)用器TM, 另一種稱為分/插復(fù)用器ADM。 TM設(shè)備主要用于點(diǎn)對點(diǎn)的系統(tǒng)（光端機(jī)包括發(fā)射與接收、開銷功能等不包括分站結(jié)構(gòu)），用于兩個系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳輸。 ADM鏈路的上、下路設(shè)備 （高速、低速傳輸速率轉(zhuǎn)換），可以是分站結(jié)構(gòu)， 1) TM終端復(fù)用器 TM的主要功能是實現(xiàn)將PDH信號(指G703 協(xié)議接口信號或STM-N信號)復(fù)接成高速的STM-M信號(MN)并完成電光相互轉(zhuǎn)換, 使其在光纖中傳輸。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) TM終端復(fù)用設(shè)備分兩種情況： 一種是低階接口終端復(fù)用設(shè)備, 按

52、G703 協(xié)議規(guī)定的各類PDH系列信號作為支路輸入、輸出信號,這些信號可以是2 Mb/s（常用）、34 Mb/s(很少用)、140 Mb/s的信號, 也可以是異步傳送模式ATM信號, 或其他視頻等寬帶業(yè)務(wù)信號, 或這些信號的混合信號。 這些信號可以是固定(如以63個2 Mb/s 接入STM-1)接入, 也可以是各種準(zhǔn)同步PDH系列信號混合，還可以靈活的方式進(jìn)入STM-N中, 以及靈活地分配給STM-N幀結(jié)構(gòu)中的任意位置。 二種為高階終端復(fù)用設(shè)備, 實現(xiàn)同步系列各級信號之間的復(fù)接/分接, 即將若干個STM-N同步復(fù)接為STM-M, 或相反處理: 從STM -M信號分接出STM-N信號(M=4N)

53、。這里的輸入端口可以有4, 8, 16, 個端口。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖5.18終端復(fù)用設(shè)備簡圖（a)接口終端復(fù)用設(shè)備（b)高階終端復(fù)用設(shè)備第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 2) ADM分/插復(fù)用設(shè)備 ADM設(shè)備充分體現(xiàn)了SDH系統(tǒng)的特點(diǎn), 在SDH系統(tǒng)中具有比PDH更靈活的上、下電路功能,。 ADM設(shè)備可以替代TM作為終端復(fù)用器。 可作為系統(tǒng)中間站，將支路信號從主信號碼流中提取出來將支路信號從主信號碼流中提取出來, 也可將支將支路信號方便地插入到主信號碼流中路信號方便地插入到主信號碼流中。 有兩種類型: 一種是在STM-M信號中滿足PDH支路的分/插信號（電光轉(zhuǎn)換）； 而另一種是實現(xiàn)滿足同步數(shù)

54、字信號STM-M與STM-N的插/分信號, 從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信號碼流的分配、交叉與組合（光光轉(zhuǎn)換）。在實際應(yīng)用中, 有多種類型的設(shè)備。第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖 5.19 同步ADM代替PDH的ADM第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖 5.20 ADM用作終端復(fù)接器 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖 5.21 ADM功能圖交換盤A交換盤B復(fù)接光電復(fù)接光電復(fù)接光電復(fù)接光電復(fù)接光電復(fù)接HDB3復(fù)接HDB3復(fù)接HDB3復(fù)接CM1控制盤通信盤輔助盤電源盤西STM -1(11)東STM -1(11)FQSTM-1光STM-1(140 Mb/s)34 Mb/s2 Mb/s2 Mb/s備用第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) ADM設(shè)

55、備不但可用在點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸上, 而且可方便地用于鏈狀網(wǎng)和鏈狀網(wǎng)和環(huán)型網(wǎng)環(huán)型網(wǎng)，成為SDH網(wǎng)中最活躍的設(shè)備。以STM-1為例, SDH的ADM設(shè)備及功能組成框圖。 圖示ADM設(shè)備由基本盤基本盤和根據(jù)應(yīng)用要求的擴(kuò)展盤擴(kuò)展盤構(gòu)成?；颈P一般由控制盤、交換盤、復(fù)接盤、通信盤、輔助盤、電源盤等組成。其中，支路盤接口速率是2 Mb/s、34 Mb/s和140 Mb/s。 2. SDH系統(tǒng)的數(shù)字交叉連接設(shè)備系統(tǒng)的數(shù)字交叉連接設(shè)備SDXC 1) DXC的基本概念 現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展,： 使數(shù)字傳輸系統(tǒng)的種類越來越多（數(shù)據(jù)量大）, 帶寬越來越寬和容量越來越大, （速率高） 網(wǎng)絡(luò)也越來越復(fù)雜, （互聯(lián)網(wǎng)

56、） 智能化也越來越高（信息集成度高）。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 按傳統(tǒng)人工數(shù)字配線架：數(shù)字傳輸系統(tǒng)互連的方式不僅效率低、可靠性差, 而且費(fèi)用高, 已不能滿足適應(yīng)動態(tài)變化、快速連接的傳輸網(wǎng)絡(luò)配置和管理要求。 因而就出現(xiàn)了相當(dāng)于數(shù)字配線架自動化的設(shè)備數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC。 數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC是SDH的重要組成部分（實現(xiàn)交換）, 提高SDH系統(tǒng)組網(wǎng)組網(wǎng)的靈活性和自愈能力自愈能力作用（實現(xiàn)自診斷）。 把SDH系統(tǒng)的DXC稱為SDXC，是一種具有1個、多個PDH數(shù)字系列(G702)或SDH同步數(shù)字系列(G707)信號, 可以對任何端口信號(和/或其子速率信號)與其他端口的信號(和/或其子速率信號

57、)間, 進(jìn)行可控連接和再連接可控連接和再連接的設(shè)備。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) SDXC能進(jìn)一步在接口端口間提供可控Vc的透明連接和再連接。這些接口端口信號可以是PDH速率, 也可以是SDH速率。此外, SDXC能支持G84所規(guī)定的控制和管理功能。 SDXC能處理包含各種等級信號及其混合體信號及其混合體的Vc, 對這些Vc信號實現(xiàn)連接和再連接連接和再連接(功能)。 Vc信號按照一個周期順序映射到STM-1信號中, 一個特定的Vc是固定在同一個列組中, 這樣, Vc的交換就變成了STM幀結(jié)構(gòu)中列組間的交換, 如圖示。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)5.22 PDH與SDH交叉連接（電電轉(zhuǎn)換）第5章 數(shù)

58、字光纖通信系統(tǒng)圖 5.23 交換實現(xiàn)虛容器交換（光光）Vc內(nèi)數(shù)字信號通過映射、映射、 指針處理、定位和形成指針處理、定位和形成TU的過程實現(xiàn)交換。第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 從某種意義上講, 交叉連接也就是實現(xiàn)一種“交換功能”, 和數(shù)字程控交換機(jī)不同之處在于, SDXC交換的是多個電路群（用戶）多個電路群（用戶）。 就交叉連接矩陣而言, SDXC遠(yuǎn)非數(shù)字交換機(jī)那樣動態(tài)變化, 基本上是永久性的永久性的, 采用虛容器Vc，統(tǒng)一開銷標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一開銷標(biāo)準(zhǔn) ，因而有人稱DXC為“靜態(tài)靜態(tài)交換交換”或凍結(jié)的交換凍結(jié)的交換“由外部操作系統(tǒng)控制”。DXC與數(shù)字交換機(jī)的比較見表5.8。 SDXC采用了SDH復(fù)用原理

59、, 因而省去了DXC內(nèi)的全套背靠背（不透背靠背（不透明）復(fù)用明）復(fù)用設(shè)備, 使設(shè)備變得簡單、 靈活和經(jīng)濟(jì)。 SDXC是虛容器連接, 由于SDH中Vc都是可識別都是可識別的, 因此不需對信號進(jìn)行任何調(diào)整, 可以很方便地進(jìn)行任何級別任何級別的交叉連接。（電話號碼，運(yùn)行管理軟件）第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)互換性強(qiáng)，甚至不同廠家產(chǎn)品。第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 2) 交叉連接設(shè)備 交叉連接設(shè)備組成原理方框圖由交叉連接矩陣、控制系統(tǒng)、外部時鐘、線路時鐘、TMN接口、告警指示、調(diào)配線以及輸入、輸出接口等組成。 此設(shè)備能在STM-1信號間交換Vc, 并且能交換任何級別任何級別的Vc, 可提供88個STM-1信號容量, 可用9個這種掛鉤掛鉤裝在一個板上組成1616個STM-1的更大容量, 還可用更多的電路板組成一個方陣開關(guān)供更大的系統(tǒng)應(yīng)用, 使用非常靈活。 典型的交叉連接設(shè)備如圖5.25所示。 第5章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)圖 5.24 DXC方框圖控制系統(tǒng)操作接口支援存儲140 Mb/sSTM-1STM-N外部時鐘線路時鐘TMN接口STM-1STM-N辦公室告警調(diào)配線交叉連接矩陣本地或遠(yuǎn)端操作終端到線路操作系統(tǒng)