第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)

第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)2024/12/16第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)6.3系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)

6.1兩種傳輸體制數(shù)字光纖通信傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)

6.1兩種傳輸體制電端機(jī)的數(shù)據(jù)復(fù)接PDH和SDH體制電端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)電端機(jī)電接口電接口光接口數(shù)字光纖通信的傳輸容量與所采用的數(shù)字復(fù)接體系有關(guān)。數(shù)字復(fù)接就是將若干個(gè)低速數(shù)字信號(hào)合并成一個(gè)高速數(shù)字信號(hào)，然后再通過(guò)高速信道傳輸?shù)膶ｉT技術(shù)。第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)

6.1兩種傳輸體制光纖大容量數(shù)字傳輸；多采用時(shí)分復(fù)用(TDM：Time-DivisionMultiplexing)復(fù)用分為若干等級(jí)，先后有兩種傳輸體制：

?準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH：PlesiochronousDigitalHierarchy)

?同步數(shù)字系列(SDH:SynchronousDigitalHierarchy)---參照美國(guó)同步光纖網(wǎng)(SONET：SynchoronousOpticalNETwork)概念而由ITU-T建議而來(lái)。SDH傳輸體制不僅適用于光纖信道、也適用于微波和衛(wèi)星干線傳輸。第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)

6.1兩種傳輸體制6.1.1復(fù)用原理介紹6.1.2準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1.1復(fù)用原理介紹6.1兩種傳輸體制1、什么是復(fù)用(Multiplexing)？多種信號(hào)共用同一個(gè)傳輸介質(zhì)，則傳輸介質(zhì)需要給每路信號(hào)分給帶寬的一部分。FDM:FrequencyDivisionMultiplexingTDM:TimeDivisionMultiplexingWDM:WavelengthDivisionMultiplexingCDM:CodeDivisionMultiplexing主要的復(fù)用技術(shù)有：CDMA:CodeDivisionMultipleAccess第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制2、復(fù)用示意圖Multiplexor(MUX)Demultiplexor(DEMUX，orDMX)SometimesjustcalledaMUX6.1.1復(fù)用原理介紹第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制3、時(shí)分復(fù)用原理時(shí)分復(fù)用TDM是采用交錯(cuò)排列多路低速模擬或數(shù)字信道到一個(gè)高速信道上傳輸?shù)募夹g(shù)。復(fù)用器由：定時(shí)、碼速調(diào)整和復(fù)接單元組成解復(fù)用器解復(fù)用器由：同步、定時(shí)、分接和恢復(fù)單元組成支路定時(shí)復(fù)接碼速調(diào)整時(shí)鐘合路支路定時(shí)合路恢復(fù)分接同步復(fù)用器6.1.1復(fù)用原理介紹第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制信道光纖幀和開(kāi)銷比特開(kāi)銷信道取樣同步取樣同步取樣同步信道1信道2信道N定時(shí)發(fā)送端幀同步控制信道1信道2信道N解同步解同步解同步開(kāi)銷信道定時(shí)恢復(fù)接收端輸入緩存輸入緩存輸入緩存輸出緩存輸出緩存輸出緩存TDM系統(tǒng)要求收發(fā)兩端旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)完全同步，即在時(shí)間上具有嚴(yán)格的同步關(guān)系，包括起點(diǎn)相同、順序相同、速度相同。6.1.1復(fù)用原理介紹第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)

6.1兩種傳輸體制6.1.1復(fù)用原理介紹6.1.2準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)1、準(zhǔn)同步數(shù)字系列兩種基礎(chǔ)速率6.1.2準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH

?北美，日本采用PDH-T系列：T1=1.544Mb/s

?西歐，中國(guó)采用PDH-E系列：E1=2.048Mb/s6.1兩種傳輸體制PDH-T系列：一次群速率（基群速率）T1PDH-E系列：一次群速率（基群速率）E1第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)Digitaltransmissionhierarchy（USA）2、復(fù)接結(jié)構(gòu)6.1.2準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH6.1兩種傳輸體制第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)六次群/（Mb?S-1）五次群/（Mb?S-1）四次群/（Mb?S-1）三次群/（Mb?S-1）二次群/（Mb?S-1）北美日本中國(guó)西歐基群/（Mb?S-1）國(guó)家或地區(qū)世界各國(guó)商用光纖通信制式注：并非嚴(yán)格的N倍，復(fù)接時(shí)插入了相關(guān)的比特第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)PDH的T系列和E系列各等級(jí)復(fù)用關(guān)系圖T1T2T3T4E1E2E3E4E5第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)3、基群幀結(jié)構(gòu)6.1兩種傳輸體制幀(Frame)指一組相鄰接的數(shù)字時(shí)隙(timeslot)，其中各數(shù)字時(shí)隙的位置可以根據(jù)幀定位信號(hào)來(lái)加以區(qū)別。有時(shí)出于需要，由幾個(gè)幀構(gòu)成一個(gè)復(fù)幀(Multiframe).PDH-T系列幀結(jié)構(gòu)PDH-E系列幀結(jié)構(gòu)基群幀=24個(gè)時(shí)隙（每個(gè)時(shí)隙含8bit）+1bit幀同步=193bit基群幀=32個(gè)時(shí)隙（每個(gè)時(shí)隙含8bit）=256bit6.1.2準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制幀長(zhǎng)125us24幀開(kāi)銷12324幀開(kāi)銷12324幀開(kāi)銷12324幀開(kāi)銷123時(shí)間1幀信道數(shù)時(shí)隙tTs1幀1幀第3信道1個(gè)字節(jié)1BitPDH-T基群幀結(jié)構(gòu)幀周期Ts=125ms，幀頻率=1/Ts=8kHz幀長(zhǎng)度=24個(gè)時(shí)隙(每個(gè)時(shí)隙含8bit)+1bit幀同步=193bit時(shí)隙=8bit=前7bit(信息)+末位1bit(信令)一次群(基群)速率T1=193bit/125μs=1.544Mb/s6.1.2準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制幀定位時(shí)隙PDH-E基群幀結(jié)構(gòu)6.1.2準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH幀周期Ts=125ms，幀頻率=1/Ts=8kHz幀長(zhǎng)度=30個(gè)信道時(shí)隙+1幀同步時(shí)隙+1信令時(shí)隙=32×8=256bit時(shí)隙=8bit一次群(基群)速率E1=256bit/125μs=2.048Mb/s第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制PDH-E高次群幀結(jié)構(gòu)6.1.2準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH基群復(fù)幀二次群幀三次群幀第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制PDH幀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1）基群幀頻(8kHz)與裝載話路的采樣頻率(8kHz)一致，而高次群幀頻則不同。2）基群復(fù)幀中不需要碼速調(diào)整字節(jié)(因各個(gè)支路信號(hào)進(jìn)入基群設(shè)備復(fù)用時(shí)使用同一個(gè)時(shí)鐘)，稱為同步復(fù)用；而高次群幀中有碼速調(diào)整比特，稱為準(zhǔn)同步復(fù)用。6.1.2準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)4、PDH體制電接口和光接口的主要參數(shù)6.1兩種傳輸體制對(duì)基群2.048Mb/s輸入碼字編碼結(jié)果001100/11交替CMI編碼CodedMarkInversion編碼傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼E1E2E3E46.1.2準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)(1)T和E兩大系列的幀結(jié)構(gòu)和線路碼特性不同，難以兼容。(2)沒(méi)有足夠的開(kāi)銷比特，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)缺乏靈活性。(3)復(fù)接/分接設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，上下話路價(jià)格昂貴。(4)最高速率不超過(guò)四次群速率，不能用于現(xiàn)代高速率通信5、PDH的缺點(diǎn)6.1兩種傳輸體制SDH正好能夠彌補(bǔ)以上不足

6.1.2準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1練習(xí)題（1）1.何謂PDH？2.PDH-E系列基群的幀結(jié)構(gòu)如何？3.PDH-E系列各次群幀結(jié)構(gòu)都是準(zhǔn)同步復(fù)用嗎？4.PDH-E系列基群的碼速為多少？第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)

6.1兩種傳輸體制6.1.1復(fù)用原理介紹6.1.2準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)1、基本概念6.1.3同步數(shù)字系列SDH6.1兩種傳輸體制同步數(shù)字系列SDH(SynchronousDigitalHirarchy)是在美國(guó)同步光網(wǎng)絡(luò)(SynchronousOpticalNetwork，SONET)基礎(chǔ)上修改建立的傳輸體制。SDH的基本速率等級(jí)為STM-1（155.520Mb/s）其它高速率等級(jí)為STM-4（4×155.520Mb/s）

STM-16（16×155.520Mb/s）STM-64（64×155.520Mb/s）STM-256（256×155.520Mb/s）第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)2、SDH的幀結(jié)構(gòu)6.1兩種傳輸體制幀周期=125ms，幀頻率=8kHz，幀長(zhǎng)度=9×270×8×N（bit）每字節(jié)8bit幀周期為125μs幀頻率8kHzRSOH12AU-PTR345MSOH9STM-N載荷(含POH)9×N發(fā)送順序261×N270×NSTM-1幀：速率為9×270×8/125ms=155.52Mb/s

9行×270列字節(jié)6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制復(fù)用段開(kāi)銷(Multiplexing-SOH)也稱LOH(LineOverHead)段開(kāi)銷(SOH：SectionOverHead)RSOH12AU-PTR345MSOH9STM-N載荷(含POH)9×N發(fā)送順序261×N270×N再生段開(kāi)銷(Regenerating-SOH)供再生段維護(hù)管理使用供復(fù)用段維護(hù)管理使用6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制(2)信息載荷(Payload)在Payload中包含少量字節(jié)用于通道的運(yùn)行、維護(hù)和管理，這些字節(jié)稱為通道開(kāi)銷(POH:PathOverHead)。用于承載各種業(yè)務(wù)信息的部分RSOH12AU-PTR345MSOH9STM-N載荷(含POH)9×N發(fā)送順序261×N270×N6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制采用指針技術(shù)是SDH的創(chuàng)新，結(jié)合虛容器(VC:Virtual

Container)的概念，解決了低速信號(hào)復(fù)接成高速信號(hào)時(shí)，由于小的頻率誤差所造成的載荷相對(duì)位置漂移的問(wèn)題。(3)

管理單元指針(AUPTR)一種指示符，主要用于指示Payload第一個(gè)字節(jié)在幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置RSOH12AU-PTR345MSOH9STM-N載荷(含POH)9×N發(fā)送順序261×N270×N6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)SDH高速率等級(jí)有：STM-4，STM-16，STM-64，STM-256相應(yīng)速率為STM-1的4，16，64，256倍。3、SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)6.1兩種傳輸體制各速率等級(jí)(STM-n)由一個(gè)或多個(gè)管理單元組(AUG,Administrationunitgroup)復(fù)用并加上相應(yīng)的開(kāi)銷字節(jié)而構(gòu)成。6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)基群6.1.3同步數(shù)字系列SDH6.1兩種傳輸體制同步數(shù)字系列SDH各等級(jí)復(fù)用關(guān)系圖SDH復(fù)用是同步復(fù)用

SynchronousTransportModule-level1第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)4、SDH承載PDH的方式----映射結(jié)構(gòu)6.1兩種傳輸體制將低速支路信號(hào)復(fù)接為高速信號(hào)，傳統(tǒng)方法有：正碼速調(diào)整法：容許被復(fù)接的支路信號(hào)有較大的頻率誤差固定位置映射法：低速支路信號(hào)在高速信號(hào)幀中占用固定位置SDH結(jié)合了正碼速調(diào)整法和固定位置映射法的優(yōu)點(diǎn)，采用固定位置映射和浮動(dòng)位置處理的復(fù)用方法。6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制SDH幀1(125ms)SDH幀2(125ms)261字節(jié)9字節(jié)開(kāi)銷9行載荷包絡(luò)AUPTR……………………載荷包絡(luò)與SDH幀的一般關(guān)系固定位置映射：讓低速支路信號(hào)適配裝入在高速率虛容器(VC)幀中固定位置；浮動(dòng)位置處理：讓虛容器(VC)幀信號(hào)在支路單元(TU)或管理單元(AU)幀內(nèi)占用浮動(dòng)位置。6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制PDH的4次群信號(hào)到SDH的STM-1的復(fù)接過(guò)程C-4AU-4AUGVC-4STM-1139.264Mb/s容器Carrier虛容器VirtualCarrier管理單元AdministrationUnit管理單元組AdministrationUnitGroup同步傳輸模塊STM-1速率適配處理149.760Mb/s150.336Mb/s150.912Mb/s155.520Mb/s加通道開(kāi)銷POH加管理單元指針AUPTR加段開(kāi)銷SOH6.1.3同步數(shù)字系列SDH(具有一定格式的幀結(jié)構(gòu))第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制SDH的一般復(fù)用映射結(jié)構(gòu)6.1.3同步數(shù)字系列SDHTU(TributaryUnit)支路單元第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制我國(guó)采用SDH復(fù)用及映射的基本結(jié)構(gòu)6.1.3同步數(shù)字系列SDH將E1裝載到STM-1幀內(nèi)-9步完成將E3裝載到STM-1幀內(nèi)-8步完成將E4裝載到STM-1幀內(nèi)-5步完成僅使用C12，C3，C4來(lái)接收PDH的速率第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)5、SDH的特點(diǎn)（與PDH比較）6.1兩種傳輸體制SDH采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率等級(jí)基級(jí)：STM-1，傳輸速率：155.520Mb/s復(fù)接級(jí)：STM-4：4個(gè)STM-1組成，傳輸速率622.080Mb/sSTM-16：16個(gè)STM-1組成,傳輸速率2488.320Mb/sSTM-64：64個(gè)STM-1組成,傳輸速率9953.28Mb/s6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)SONET/SDHDesignationsandbandwidthsSONETOpticalCarrierLevelSONETFrameFormatSDHlevelandFrameFormatLineRate(Mbps)OC-1STS-1STM-051.840OC-3STS-3STM-1155.520OC-12STS-12STM-4622.080OC-24STS-24–1,244.160OC-48STS-48STM-162,488.320OC-192STS-192STM-649,953.280OC-768STS-768STM-25639,813.120OC-3072STS-3072STM-1024159,252.480STS-n:SynchronousTransportSignal-levelnSTM-n:SynchronousTransportModule-leveln第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制(2)SDH各網(wǎng)絡(luò)單元有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的光接口,任何網(wǎng)絡(luò)單元在光纖線路上可以互連。應(yīng)用局內(nèi)短距離局間長(zhǎng)距離局間波長(zhǎng)（nm）131015501310155013101550光纖類型G.652G.652G.652G.652G.652G.653傳輸距離（km）≤2～15～15～40～80～80STM-1I-1S-1.1S-1.2L-1.1L-1.2L-1.3STM-4I-4S-4.1S-4.2L-4.1L-4.2L-4.3STM-16I-16S-16.1S-16.2L-16.1L-16.2L-16.3光接口分類：

局內(nèi)通信I，短距離局間通信S，長(zhǎng)距離通信L，超長(zhǎng)距離通信E字母后第1位數(shù)字表示SDH等級(jí)：1，4，16，…第2位數(shù)字表示波長(zhǎng)和光纖：1(1.31,G.652),2(1.55,G.652),3(1.55,G.653)分類代碼6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制(3)SDH幀結(jié)構(gòu)有豐富的開(kāi)銷比特，用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、維護(hù)和管理；RSOH12AU-PTR345MSOH9STM-N載荷(含POH)9×N發(fā)送順序261×N270×N6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制(4)SDH采用數(shù)字同步復(fù)用技術(shù)，簡(jiǎn)化了分/復(fù)接設(shè)備；2Mb/s支路信號(hào)的分插流程的比較光/電光信號(hào)分接分接分接140/34Mb/s34/8Mb/s8/2Mb/s復(fù)接復(fù)接復(fù)接電/光光信號(hào)2/8Mb/s8/34Mb/s34/140Mb/s2Mb/s(電信號(hào))PDHSDHADM155Mb/s光接口155Mb/s光接口2Mb/s(電信號(hào))6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)SDH不僅適合于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，而且適合于多點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸。6、SDH構(gòu)建傳輸網(wǎng)6.1兩種傳輸體制終端復(fù)用器TM(TerminalMultiplexer)分插復(fù)用設(shè)備ADM(Add-DropMultiplexer)數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC(DigitalCrossConnectequipment)1）SDH傳輸網(wǎng)構(gòu)成組件及其功能組件6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)MUXE1E1…STM-N同步復(fù)接DMXE1E1…STM-N同步分接6.1兩種傳輸體制各組件功能：終端復(fù)用器TM：信道的分接和復(fù)接6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制分插復(fù)用設(shè)備ADM：卸下信息給本地用戶,插入信息給合成輸出DMXMUX中繼線STM-N中繼線STM-NAddSTM-n分接復(fù)接DropSTM-n本地直接轉(zhuǎn)發(fā)插入卸下6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制類似于交換機(jī)，通過(guò)適當(dāng)配置可提供不同的端到端連接，核心部分是可控的交叉連接開(kāi)關(guān)(空分或時(shí)分)矩陣1:m1:m…m:1m:1復(fù)接交叉連接矩陣分接1n1n配置管理數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC：…6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制DXC相當(dāng)于一種自動(dòng)的數(shù)字電路配線架，每個(gè)輸入信號(hào)被分接為m個(gè)并行支路信號(hào),然后通過(guò)時(shí)分(或空分)交換網(wǎng)絡(luò),按預(yù)先存放的交叉連接圖對(duì)這些電路進(jìn)行重新編排,最后將重新編排后的信號(hào)復(fù)接成高速信號(hào)輸出。6.1.3同步數(shù)字系列SDH1:m1:m…m:1m:1復(fù)接交叉連接矩陣分接1n1n配置管理…第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制064kb/s1~4PDH1~4次群速率4~6SDHSTM-1，4，16

DXC的表示：通常用DXCX/Y數(shù)字X表示輸入端口速率的最高等級(jí)Y表示參與交叉連接的最低速率等級(jí)目前應(yīng)用廣泛的是DXC1/0，DXC4/1，DXC4/46.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制DXC在干線傳輸網(wǎng)中的主要用途是：

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)配置管理。主要功能有：

（1）分離本地交換業(yè)務(wù)和非本地交換業(yè)務(wù)（2）為臨時(shí)性重要事件迅速提供通信電路；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障(如某些干線中斷)時(shí)，能迅速提供網(wǎng)絡(luò)的重新配置；（3）根據(jù)業(yè)務(wù)流量的季節(jié)變化使網(wǎng)絡(luò)配置最佳化；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中混合使用PDH和SDH時(shí)，可作為PDH與SDH的網(wǎng)關(guān)。6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制2）SDH傳輸網(wǎng)一個(gè)傳輸通道(path)的結(jié)構(gòu)通道終接設(shè)備線路終接設(shè)備TMADM/DXC再生段Section再生段再生段線路終接設(shè)備通道終接設(shè)備E1…E3E1…E3ADM/DXCTM復(fù)接段(Line)傳輸通道(Path)再生中繼器每個(gè)通道(Path)由一個(gè)或多個(gè)復(fù)接段(Line)構(gòu)成，而每一復(fù)接段又由若干個(gè)再生段(Section)串接而成。在SDH傳輸網(wǎng)內(nèi)可提供多條傳輸通道，每個(gè)通道結(jié)構(gòu)相似6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制3）SDH傳輸網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)PathPathLineLineSectionSectionSectionPhotonicPhotonicPhotonic再生中繼器6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)4）SDH傳輸網(wǎng)的典型拓?fù)?Topology)結(jié)構(gòu)TMADMDXCADMTMTMTMADMSTM-nSTM-nDXCADMTMSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-nSTM-n低速信號(hào)低速信號(hào)……低速信號(hào)低速信號(hào)(n<N)6.1兩種傳輸體制6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制SDH可用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸,鏈形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng).5）SDH傳輸網(wǎng)類型6.1.3同步數(shù)字系列SDHSDHTMSDHTM…支路信號(hào)…支路信號(hào)STM-N再生中繼器點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)?章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制SDH鏈形網(wǎng)

6.1.3同步數(shù)字系列SDHSDHTMSDHTM…支路信號(hào)…支路信號(hào)SDHADMSTM-n(n＜N)STM-NSTM-NSTM-n第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制SDH環(huán)形網(wǎng)(雙環(huán))

SDHADMSDHADMSDHADMSDHADM…支路信號(hào)…支路信號(hào)…支路信號(hào)…支路信號(hào)SDH環(huán)形網(wǎng)的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是具有“自愈”能力6.1.3同步數(shù)字系列SDH第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1練習(xí)題（2）1.何謂SDH？2.SDH有哪些速率等級(jí)？其中基本速率是哪個(gè)？速率是多少？3.何謂STM-1？其幀結(jié)構(gòu)如何？4.SDH幀中AUPTR表示什么？有何作用？5.SDH承載PDH信號(hào)采用什么復(fù)用方式？6.SDH傳輸網(wǎng)的構(gòu)成組件有哪些？其功能分別是什么？第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.1兩種傳輸體制

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)

6.3系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)6.2.1參考模型6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)1、誤碼率2、抖動(dòng)3、可靠性第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.1參考模型6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)HRX是ITU-T建議的、基于64kb/s數(shù)字信號(hào)在長(zhǎng)度27500km線路上傳輸系統(tǒng)的連接模型，由各級(jí)交換中心和許多假設(shè)參考數(shù)字鏈路組成。假設(shè)參考連接(HRX：HypotheticalReferenceConnection)LEPCSCTCISCISCISCISCISCTCSCPCLE27500km國(guó)際A國(guó)內(nèi)B國(guó)內(nèi)本地本地假設(shè)參考數(shù)字鏈路(HRDL)交換中心(HRDL:HypotheticalReferenceDigitalLink)

第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.1參考模型6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)LEPCSCTCISCISCISCISCISCTCSCPCLE27500km國(guó)際A國(guó)內(nèi)B國(guó)內(nèi)本地本地LE:本地交換(LocalExchange)PC:一級(jí)中心(PrimaryCentre)SC:二級(jí)中心(SecondaryCentre)TC:三級(jí)中心(TertiaryCentre)ISC:國(guó)際交換中心(InternationalSwitchingCentre)交換中心第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.1參考模型6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)LEPCSCTCISCISCISCISCISCTCSCPCLE27500km國(guó)際A國(guó)內(nèi)B國(guó)內(nèi)本地本地最長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)參考連接HRX：長(zhǎng)度27500km假設(shè)參考數(shù)字鏈路HRDL：長(zhǎng)度2500km實(shí)際采用的HRDL：長(zhǎng)度5000km（中國(guó)）

長(zhǎng)度6400km（美國(guó)）長(zhǎng)度6400km（加拿大）長(zhǎng)度2500km（日本）假設(shè)參考數(shù)字鏈路(HRDL)第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.1參考模型6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)LEPCSCTCISCISCISCISCISCTCSCPCLE27500km國(guó)際A國(guó)內(nèi)B國(guó)內(nèi)本地本地HRDL由許多假設(shè)參考數(shù)字段(HRDS:HypotheticalReferenceDigitalSection)組成終端設(shè)備終端設(shè)備Ykm用于長(zhǎng)途傳輸?shù)腍RDS：長(zhǎng)度280km

長(zhǎng)度420km

（中國(guó)，一級(jí)干線）

長(zhǎng)度280km

（中國(guó)，二級(jí)干線）用于市話傳輸?shù)腍RDS：長(zhǎng)度50km第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)6.2.1參考模型6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)1、誤碼率2、抖動(dòng)3、可靠性第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)1、誤碼率(BER：BitErrorRate)BER是在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的傳輸碼流中出現(xiàn)誤碼的概率.傳統(tǒng)上常用平均誤比特率BER來(lái)衡量系統(tǒng)的誤碼性能，即在某一規(guī)定的觀測(cè)時(shí)間內(nèi)發(fā)生差錯(cuò)的比特?cái)?shù)和傳輸比特總數(shù)之比，如1×10-10。1）誤碼率概念第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)幾乎聽(tīng)不懂5×10-2強(qiáng)烈干擾，聽(tīng)懂程度明顯下降10-2在各種話音電平范圍內(nèi)都察覺(jué)到有干擾10-3在低話音電平范圍內(nèi)有個(gè)別“喀喀”干擾10-4在低話音電平范圍內(nèi)剛察覺(jué)到有干擾10-5感覺(jué)不到干擾10-6受話者的感受誤碼率誤碼率對(duì)話音影響程度第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)BERth----設(shè)定門限TL---觀測(cè)時(shí)間T0—時(shí)間單元誤碼率隨時(shí)間的變化

TL

T0

BERth

BER10-310-410-610-810-1010-910-710-5第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)誤碼率隨時(shí)間的變化

TL

T0

BERth

BER10-310-410-610-810-1010-910-710-5“可用時(shí)間TA”和“不可用時(shí)間TU”在連續(xù)10s時(shí)間內(nèi)，BER劣于1×10-3，為“不可用時(shí)間”；故障排除后,在連續(xù)10s時(shí)間內(nèi)，BER優(yōu)于1×10-3，為“可用時(shí)間”。TA:AvailabletimeTU:Unavailabletime第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)(i)誤碼秒(ES,Errorsecond)和誤碼秒比率(ESR)誤碼秒：在1秒內(nèi)有誤碼發(fā)生，稱為1個(gè)誤碼秒。誤碼秒比率：在觀測(cè)時(shí)間TL內(nèi)誤碼秒數(shù)與TA之比。誤碼率隨時(shí)間的變化

TL

T0

BERth

BER10-310-410-610-810-1010-910-710-52）常用誤碼性能參數(shù)第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)（ii）嚴(yán)重誤碼秒（SES:SeverelyErroredSeconds）和嚴(yán)重誤碼秒比率（SESR）嚴(yán)重誤碼秒：在1秒內(nèi)BER劣于10-3,則該秒稱為1個(gè)嚴(yán)重誤碼秒。嚴(yán)重誤碼秒比率：在觀測(cè)時(shí)間TL內(nèi)嚴(yán)重誤碼秒數(shù)與TA之比。誤碼率隨時(shí)間的變化

TL

T0

BERth

BER10-310-410-610-810-1010-910-710-5第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)<1.310-6ESR<8%BER0的秒數(shù)誤碼秒(ES)<310-6SESR<0.2%BER劣于10-3的分?jǐn)?shù)嚴(yán)重誤碼秒(SES)長(zhǎng)期平均誤碼率指標(biāo)定義誤碼率參數(shù)64kb/s速率數(shù)字信號(hào)在假設(shè)參考連接HRX(27500km)的誤碼率總指標(biāo)（TL=30天）第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)最長(zhǎng)HRX的電路質(zhì)量等級(jí)劃分為高級(jí)、中級(jí)和本地級(jí)64kb/s速率通道HRX誤碼率總指標(biāo)按等級(jí)分配2x1.2%3.2%ESR<8%2x0.015%2x0.015%0.04%SESR<0.1%2x1.5%2x1.5%4%DMR<10%本地級(jí)電路中級(jí)電路高級(jí)電路誤碼率指標(biāo)2x1.2%第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)3）基群及其以上速率通道的誤碼特性以碼塊（即一組與通道有關(guān)的連續(xù)比特）為誤碼統(tǒng)計(jì)對(duì)象（1）誤塊EB(ErroredBlock)若碼塊中有一個(gè)或多個(gè)比特發(fā)生差錯(cuò)，則稱此碼塊為誤塊（2）誤塊秒ES(ErroredSeconds)和誤塊秒比率ESR（3）嚴(yán)重誤塊秒SES(SeverelyES)和嚴(yán)重誤塊秒比率(SESR)第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)2、抖動(dòng)(Jitter)抖動(dòng)是數(shù)字傳輸中的一種不穩(wěn)定現(xiàn)象，即數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中，脈沖在時(shí)間間隔上不再是等間隔的，而是隨時(shí)間變化，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間位置的偏差。發(fā)射信號(hào)接收信號(hào)產(chǎn)生抖動(dòng)的示意圖抖動(dòng)現(xiàn)象相當(dāng)于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)發(fā)射信號(hào)接收信號(hào)抖動(dòng)變化的最大時(shí)間范圍單位時(shí)間內(nèi)抖動(dòng)變化的快慢抖動(dòng)幅度(JP-P)=max|t-t0|抖動(dòng)頻率(F)單位(UI:UnitInterval)表示單位時(shí)隙,1UI等于1bit信息所占時(shí)間TB=1/B最大容許輸入抖動(dòng)量輸入抖動(dòng)容限反映線路適應(yīng)抖動(dòng)的能力的強(qiáng)弱第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)3500kHZ800kHZ400kHZ100kHZF410kHZ10kHZ3kHZ18kHZF3500HZ1kHZ400HZ2.4kHZF2200HZ100HZ20HZ20HZF10.0750.150.20.2A21.51.51.51.5A1F0A0223-1139264223-134368215-11.210-5HZ1528448215-11.510-5HZ36.92048偽隨機(jī)測(cè)試信號(hào)序列調(diào)制數(shù)字信號(hào)的正弦信號(hào)頻率JP.P/UI參數(shù)

速率（kbs-1）光纖通信系統(tǒng)各次群輸入口對(duì)抖動(dòng)容限的要求：第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)抖動(dòng)頻率越低，容許的抖動(dòng)越大最大抖動(dòng)容限曲線第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)3、可靠性（Reliability)可靠性一般采用故障統(tǒng)計(jì)分析法，即根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查結(jié)果，統(tǒng)計(jì)足夠長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的故障次數(shù)，確定每?jī)纱喂收系臅r(shí)間間隔和每次故障的修復(fù)時(shí)間。對(duì)光纖通信系統(tǒng)而言，可靠性包括光端機(jī)、中繼器、光纜線路、輔助設(shè)備和備用系統(tǒng)的可靠性?？煽啃允侵冈谝?guī)定的條件和時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)無(wú)故障工作的概率，它反映系統(tǒng)完成規(guī)定功能的能力。第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)1）可靠性表示方法可靠性R通常用故障率j表示，兩者的關(guān)系為故障率j表示在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障(功能失效)的概率,單位為10-9/h,稱為菲特(fit),1fit等于在109h內(nèi)發(fā)生一次故障的概率如果通信系統(tǒng)由n個(gè)部件組成,且故障率是統(tǒng)計(jì)無(wú)關(guān)的,則系統(tǒng)的可靠性Rs可表示為：第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)其他相關(guān)概念平均故障間隔時(shí)間MTBF(MeanTimeBetweenFailure)平均故障修復(fù)時(shí)間MTTR(MeanTimeToRepair)MTTRMTTRMTBFtime第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)故障率:平均故障間隔時(shí)間MTBF的倒數(shù)可用率A：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)處于良好工作狀態(tài)的概率MTTRMTTRMTBFtime第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)失效率PF：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)處于故障狀態(tài)的概率MTTRMTTRMTBFtime第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)2）可靠性指標(biāo)99.98599.97799.83699.726A/%0.0150.0230.1640.274F/%1.3442.01614.424MTTR/h2557038358373970456620/fit391072607036502190MTBF/h0.2240.3362.44雙向全程故障次數(shù)28042030005000鏈路長(zhǎng)度/km數(shù)字光纜通信系統(tǒng)可靠性指標(biāo)以5000km為基準(zhǔn)，按長(zhǎng)度平均分配給各種數(shù)字段長(zhǎng)度，相應(yīng)的全年指標(biāo)如表5.8所示，假設(shè)平均故障修復(fù)時(shí)間MTTR=6h。第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2.2系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

6.2系統(tǒng)的性能指標(biāo)5707(一端)20四次群設(shè)備28539(一端)4中繼器28539(一端)4光端機(jī)200(每km)1.35（420km）光纖（雙向）/fitMTBF/年可靠性某些國(guó)產(chǎn)設(shè)備的可靠性指標(biāo)第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)6.2練習(xí)題1.何謂假設(shè)參考連接HRX？假設(shè)參考數(shù)字鏈路HRDL？假設(shè)參考數(shù)字段HRDS？2.何謂可用時(shí)間TA和不可用時(shí)間TU？3.何謂誤碼秒ES和嚴(yán)重誤碼秒SES？4.何謂抖動(dòng)？抖動(dòng)的特性參量有哪些？5.何謂可靠性？平均故障間隔時(shí)間MTBF與故障率j之間的關(guān)系如何？6.數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)的性能指標(biāo)有哪些？第6章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)第6章數(shù)字光纖