第五典型光纖傳輸系統(tǒng)

1、Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)1光纖通信Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)3第五章 典型光纖傳輸系統(tǒng)Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)4學(xué)習(xí)內(nèi)容5.1 光纖模擬信號傳輸系統(tǒng)5.2 光纖數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)55.1 光纖模擬信號傳輸系統(tǒng)Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)6模擬光纖通信系統(tǒng)是一種通過光纖信道 傳輸模擬信號的通信系統(tǒng)，目前主要用于模擬電視傳輸。和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)不同，模擬光纖通信系統(tǒng)采用 參數(shù)大小連續(xù)變化的信號來代表信息 。要求在光 /電轉(zhuǎn)換過程中信號和信息存在 線性對應(yīng)關(guān)系。因此，對于光源功率特性的線性要求，對系統(tǒng)信噪比的要求，都比較高。

2、由于噪聲的累積，和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)相比，模擬光纖通信系統(tǒng)的 傳輸距離較短。但是目前采用頻分復(fù)用（FDM）技術(shù)，實現(xiàn)了一根光纖傳輸 100多路電視節(jié)目，在有線電視（CATV）網(wǎng)絡(luò)中，有巨大的競爭能力。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)7當(dāng)系統(tǒng)是受帶寬限制而不是受損耗限制，以及終端設(shè)備的價格成為主要考慮因素時，就應(yīng)該考慮采用模擬系統(tǒng)。例如視頻信號的短距離傳輸，由于高速數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換的高價格及PCM調(diào)制占據(jù)的帶寬寬，所以采用模擬傳輸更合理。采用光纖模擬傳輸?shù)睦雍芏?：多路電話信號的傳輸與分配、微波復(fù)用信號傳輸、用戶環(huán)路應(yīng)用、天線遙測和雷達信號處理等。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)85.1.

3、1 調(diào)制方式5.1.2 模擬基帶直接光強度調(diào)制光纖傳 輸系統(tǒng)5.1.3 副載波復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)95.1.1 調(diào)制方式Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)10光調(diào)制 是指在光纖通信中，由電信號對光波進行調(diào)制使其載荷信息。主要有兩種方式：直接調(diào)制、 間接調(diào)制（外調(diào)制）。直接調(diào)制是將電信號直接加到光源上，使光源輸出的光功率隨信號變化。間接調(diào)制是利用某些晶體的電光效應(yīng)、磁光效應(yīng)、聲光效應(yīng)等特性做成調(diào)制器，放置在激光器之外的光的傳輸通道上。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)11把電信號加到調(diào)制器上，改變調(diào)制器的物理特性，當(dāng)激光通過晶體時，光波的特性將隨信號變化而變化

4、。這種調(diào)制是在激光形成之后進行的，因而對激光器的特性影響不大，一般在高速光纖通信系統(tǒng)或相干光纖通信系統(tǒng)中使用。目前光纖通信系統(tǒng)主要使用直接調(diào)制方式。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)12模擬信號的強度調(diào)制以LD 為例，當(dāng)驅(qū)動電流大于閾值電流時，激光器的輸出光功率與注入電流成線性關(guān)系。輸出光功率的變化反映了電流的變化。從而光載波就承載了所要傳輸?shù)男畔?。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)13電信號對光源的調(diào)制特性，可用光調(diào)制度m 表示，即m=I/（I B-I th ）其中Ith 為半導(dǎo)體激光器的閾值電流， I B為偏置電流。對LED或I th 較小時，m可表示為m= I/IBChapter 5

5、 典型光纖傳輸系統(tǒng)14模擬光纖傳輸系統(tǒng)目前使用的主要調(diào)制方式有：1、基帶 - 光強度調(diào)制（ BB/IM ）2、副載波調(diào)幅 - 光強調(diào)制（ AM/IM ）3、副載波調(diào)頻 - 光強調(diào)制（ FM/IM ）4、脈沖調(diào)制 - 光強調(diào)制Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)15基帶-光強度調(diào)制模擬信號沒有經(jīng)過任何電的調(diào)制就是基帶信號,如電視信號?；鶐盘栔苯訉庠催M行強度調(diào)制就稱為基帶 - 光強度調(diào)制，這種方式一根光纖只能傳輸一路信號。優(yōu)點：簡單，但為了獲得高的傳輸質(zhì)量，需要較高的信噪比， 即接收靈敏度低。同時光源的線性對傳輸質(zhì)量的影響也很大，一般需要補償。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)16副載波調(diào)幅

6、-光強調(diào)制原始的電信號先對某一電載波進行調(diào)幅，然后再對光源進行調(diào)制。電載波區(qū)別于光載波，稱為副載波。這種方式目前主要采用殘留邊帶調(diào)幅（ AM-VSB）方式，在VHF和 UHF波段的一定數(shù)目、一定頻率間隔的副載波，分別由不同頻道的模擬基帶信號進行殘留邊帶調(diào)幅，組成頻分多路信號，再對光源進行調(diào)制。 這種方式占用頻帶窄，與現(xiàn)行的電纜電視及VHF、 UHF電視接收機兼容，主要應(yīng)用于有線電視光纖傳輸系統(tǒng)中 。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)17副載波調(diào)頻-光強調(diào)制原始的電信號先對某一電載波進行調(diào)頻，然后再對光源進行調(diào)制。副載波多采用微波，與調(diào)幅方式同樣組成頻分多路信號，再對光源進行調(diào)制。這種方式占用

7、頻帶寬，但是由于有調(diào)頻增益及加重、加權(quán)改善系數(shù)，使信噪比增加約39dB。與AM-VSB方式相比，F(xiàn)M 方式不易受失真的干擾，可以采用較大的光調(diào)制度，能進行高質(zhì)量的傳輸。 因此主要用于城市之間的電視節(jié)目交換，衛(wèi)星電視的長距離傳送等。18脈沖調(diào)制-光強調(diào)制脈沖調(diào)制-光強調(diào)制：通過擴展信號帶寬，以提高傳輸質(zhì)量的一種預(yù)調(diào)制強度調(diào)制方式。由于光纖的帶寬極寬，因而這種預(yù)調(diào)制所增加的帶寬對光纖通信來說不存在任何問題。脈沖調(diào)制-光強調(diào)制就是首先用原始的模擬信號對脈沖副載波進行預(yù)調(diào)制，然后再對光源進行強度調(diào)制。 脈沖調(diào)制包括：脈沖調(diào)幅（PAM ）、脈位調(diào)制（PPM）、脈寬調(diào)制（PWM）、脈沖間隔調(diào)制（PIM）、

8、脈沖頻率調(diào)制（PFM）、以及方波頻率調(diào)制（SWFM ）。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)19在這些調(diào)制方式中，除PAM外均不受光源非線性的影響，可進行高質(zhì)量的餓傳輸，有些方式（如 SWFM 、PFM、 PIM） 非常適合光纖模擬視頻信號的傳輸。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)20頻分復(fù)用光強度調(diào)制副載波調(diào)幅-光強調(diào)制（AM/IM ）與副載波調(diào)頻-光強調(diào)制又被統(tǒng)稱為 頻分復(fù)用光強度調(diào)制。由于受模擬信號預(yù)調(diào)制的RF電載波被稱為副載波，所以這種復(fù)用方式也被稱為副載波復(fù)用（SCM）Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)21SCM模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點1、一

9、個光載波可以傳輸多個副載波，各副載波可以承載不同類型的業(yè)務(wù)，有利于數(shù)字和模擬混合傳輸以及不同業(yè)務(wù)的餓綜合和分離；2、SCM系統(tǒng)靈敏度高。FM/SCM可以傳輸60120路模擬電視節(jié)目，在電視傳輸網(wǎng)中競爭力強。3、適宜于在HFC中應(yīng)用。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)225.1.2 模擬基帶直接光強度調(diào)制光纖傳輸系統(tǒng)Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)23基帶模擬視頻信號光纖傳輸系統(tǒng)主要用在高質(zhì)量的短距離傳輸線路，它是模擬電視光纖傳輸最基本的傳輸形式。模擬基帶直接光強度調(diào)制（D -IM）光纖傳輸系統(tǒng)由發(fā)射機、光纖線路和光接收機組成。（參見下頁）Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)24模擬信號直

10、接光調(diào)制系統(tǒng)框圖基帶信號光纖光檢測器放大器恢復(fù)原信號發(fā)送機接收機調(diào)制器Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)25特性參數(shù)信噪比信號失真幅度失真參數(shù)-微分增益（DG ）相位失真參數(shù)-微分相位（DP ）Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)265.1.3 副載波復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)27調(diào)幅頻分多路（AM-FDM） 方式是首先將各頻道的視頻基帶信號對各自的副載波進行殘留邊帶調(diào)幅（AM-VSB），組成頻分多路信號，然后對光源進行強度調(diào)制。FDMChapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)28AM調(diào)制低反射連接AM調(diào)制AM調(diào)制AM調(diào)制ch1ch2ch3chNDFBPIN放大鑒頻視頻出

11、VSB-AM/SCM 模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)29為了獲得較好的傳輸質(zhì)量，希望系統(tǒng)噪聲小。非線性失真主要的技術(shù)指標(biāo)有三項：載噪比（CNR），是副載波功率與信號帶內(nèi)噪聲功率之比；組合二階互調(diào)CSO（ Composite Second Order Beat ）及組合三階比差拍CTB （Composite Triple Beat），是描述在多頻道傳輸時，由光源的非線性產(chǎn)生的互調(diào)失真及對特定頻道的干擾。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)30調(diào)頻頻分多路（FM-FDM） 方式是首先將各頻道的視頻基帶信號對各自的副載波進行調(diào)頻，組成頻分多路信號，然后再對光源進行強度調(diào)制。

12、調(diào)頻所占用的帶寬比調(diào)幅制寬，傳輸性能比調(diào)幅制優(yōu)越。即便載噪比比較低，也能獲得高質(zhì)量的圖象信號，因而適合長距離、高質(zhì)量的傳輸系統(tǒng)。FDMChapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)31FM調(diào)制低反射連接FM調(diào)制FM調(diào)制FM調(diào)制ch1ch2ch3chNDFBPIN放大鑒頻視頻出FM/SCM 模擬電視光纖傳輸系統(tǒng)Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)325.2 光纖數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)5.2.1 SDH的起源Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)34了解SDH的產(chǎn)生背景,為什么會產(chǎn)生SDH傳輸體制了解SDH體制的優(yōu)點和不足建立有關(guān)SDH的整體概念為以后更深入的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)35PD

13、HPDH 通信系統(tǒng)稱為 準同步數(shù)字體系PlesiochronousDigitalHierarchyChapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)36PDH的概念復(fù)用/解復(fù)用是數(shù)字信號傳輸?shù)闹匾糠謴?fù)用：將低速信號按照一定的規(guī)則變成高速信號解復(fù)用：將收到的高速信號恢復(fù)成原來的低速信號PDH 基群信號為 2Mb/s 信號異步復(fù)用1 (1)按比特復(fù)用采用正碼速調(diào)整4 路低速信號復(fù)用成 4Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)371 路高速信號23(3)(1)(1)(1)(2)(2)(2)(2)1(1)2(1)3(1)4(1)1(2)2(2)3(2)4(2)1(3)PDH的復(fù)用PDH復(fù)用原理Chapter 5 典

14、型光纖傳輸系統(tǒng)38以1.544 Mb/s為第一級( 一次群，或稱基群) 基礎(chǔ)速率，采用的國家有北美各國和日本； 以2.048 Mb/s為第一級( 一次群) 基礎(chǔ)速率， 采用的國家有西歐各國和中國。PDH的復(fù)用準同步數(shù)字系列有兩種基礎(chǔ)速率：39PCM系統(tǒng)幀和復(fù)幀結(jié)構(gòu)示意圖Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)國家或地區(qū)基群-/（MbS1）二次群-1/（MbS三次群-1/（MbS四次群 五次群-1 -/（MbS ） /（MbS1）六次群-1/（MbS ）中國西歐1 . 13 22 . 048 15360 ch8 . 448 34.368 139 . 264 564.992 4 4 4 4 2 . 4

15、30 ch 4120ch 480ch 1920ch 7680ch 30720 ch日本1 . 5446 . 312 32 . 064 97 . 728 397 . 20 1.5888 4 5 3 4 424 ch96ch 480ch 1440ch 5760ch 23040ch北美274.17 661 . 13Gb / s4032ch 21 . 544 6 . 312 44 . 736 564.99 2 16128 4 7 128064ch 2 . 4Gb / s24 ch 96ch 672ch 4432 32256ch96048chChapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)40世界各國商用光纖通信制

16、式Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)41 對于以 2.048 Mb/s 為基礎(chǔ)速率的制式，各次群的話路數(shù)按 4倍遞增，速率的關(guān)系略大于4 倍。 對于以1.544 Mb/s為基礎(chǔ)速率的制式，在3 次群以上，日本和北美各國又不相同， 看起來很雜亂。 PDH 各次群比特率相對于其標(biāo)準值有一個規(guī)定的容差，而且是異源的，通常采用正碼速調(diào)整方法實現(xiàn)準同步復(fù)用。 1 次群至 4 次群接口比特率早在 1976 年就實現(xiàn)了標(biāo)準化，并得到各國廣泛采用。 PDH 主要適用于中、低速率點對點的傳輸。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)42PDH 的固有缺陷：作為傳統(tǒng)的數(shù)字傳輸體制，PDH具有以下固有的缺陷：1、接口

17、方面電接口只有地區(qū)性的電接口規(guī)范，無世界標(biāo)準。PDH有3 種速率等級：歐洲和中國（2Mb/s） 、日本、北美（1.5Mb/s） 。光接口無光接口規(guī)范，各廠家獨自開發(fā)。設(shè)備間互連困難Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)43PDH電接口速率等級Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)442、復(fù)用方式：復(fù)用/解復(fù)用的方式，決定高速信號上/下低速信號的方便性。PDH采用異步復(fù)用方式：低速信號在高速信號中的位置無規(guī)律性，即無預(yù)知性，即不能從高速信號中直接分離低速信號。東西放在哪兒了？Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)45140Mb/s 解復(fù) 34Mb/s用解復(fù) 8Mb/s用解復(fù)用復(fù) 8Mb/s用復(fù) 34M

18、b/s用復(fù)用140Mb/s2Mb/s從高速信號插/分低速信號要一級一級進行，層層的復(fù)用/解復(fù)用增加了信號的損傷，不利于大容量傳輸。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)463、運行維護功能（ OAM）：OAM決定設(shè)備維護成本，與信號幀中開銷（冗余）字節(jié)的數(shù)量有關(guān)；PDH信號幀中用于 OAM的開銷少，OAM 功能弱，系統(tǒng)安全性差4、無統(tǒng)一的網(wǎng)管接口，無法形成統(tǒng)一的TMN因此，PDH 體制不適應(yīng)大容量傳輸網(wǎng)的組建，SDH 體制應(yīng)運而升。5.2.2 SDH概述Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)48為什么會產(chǎn)生 SDH傳輸體制SDH全稱叫做同步數(shù)字傳輸體制,由此可見SDH是一種傳輸?shù)捏w制( 協(xié)議 ),

19、就象PDH- 準同步數(shù)字傳輸體制一樣 ,SDH這種傳輸體制規(guī)范了數(shù)字信號的幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用方式、傳輸速率等級，接口碼型等特性。SONET,Synchronous Optical NETworkSDH, Synchronous Digital HierarchyChapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)49SDH技術(shù)的出發(fā)點SDH概念的 核心 是從 統(tǒng)一 的國家電信網(wǎng)和國際互通的高度來組建數(shù)字通信網(wǎng)。與傳統(tǒng)的PDH體制不同，按SDH組建的網(wǎng)是一個高度統(tǒng)一的、標(biāo)準化的、智能化的網(wǎng)絡(luò) 。它采用全球統(tǒng)一的接口 以實現(xiàn)設(shè)備多廠家環(huán)境的兼容。在全程全網(wǎng)范圍實現(xiàn)高效的協(xié)調(diào)一致的管理和操作，實現(xiàn)靈活的組網(wǎng)與業(yè)務(wù)調(diào)度，實

20、現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈功能提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。由于維護功能的加強大大降低了設(shè)備的運行維護費用。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)50、接口方面）電接口方面接口的規(guī)范化與否是決定不同廠家的設(shè)備能否互連的關(guān)鍵。SDH體制范規(guī)范的內(nèi)容有數(shù)字信號速率等級、幀結(jié)構(gòu)、復(fù)接方法、線路接口、監(jiān)控管理等。于是這就使SDH 設(shè)備容易實現(xiàn)多廠家互連。SDH體制有一套標(biāo)準的信息結(jié)構(gòu)等級，即有一套標(biāo)準的速率等級。基本的信號傳輸結(jié)構(gòu)等級是同步傳輸模塊STM-1 ， 相應(yīng)的速率是155Mbit/s 。 高等級的數(shù)字信號系列，例如622Mbit/s （ STM-4 ）， 2.5Gbit/s（ STM-16 ）等可通過將低速率等級的信息

21、模塊例如STM-1 通過字節(jié)間插同步復(fù)接而成。復(fù)接的個數(shù)是4 的倍數(shù)例如STM-4 4 STM-1 ， STM-16 4STM-4SDH的優(yōu)點Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)51Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)52）光接口方面線路接口（這里指光口）采用世界性統(tǒng)一標(biāo)準規(guī)范，SDH信號的線路編碼僅對信號 進行擾碼，不再進行 冗余碼的插入。想想看，為什么會這樣？Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)53擾碼的標(biāo)準是世界統(tǒng)一的，這樣對端設(shè)備僅需通過標(biāo)準的解碼器就可與不同廠家 SDH設(shè)備進行光口互連。擾碼的目的是抑制線路碼中的長連 “0 ” 和長連“1”， 便于從線路信號中提取時鐘信號。由于線路信

22、號僅通過擾碼，所以SDH的線路信號速率與SDH電口標(biāo)準信號速率相一致這樣就不會增加發(fā)端激光器的光功率代價。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)54、復(fù)用方式低速信號是以字節(jié)間插方式復(fù)用進高速SDH信號的幀結(jié)構(gòu)中的。這樣就使低速SDH信號在高速SDH信號的幀中的位置是固定的、有規(guī)律性的。也就是說是 可預(yù)見的。節(jié)省了大量的復(fù)接/分接設(shè)備（背靠背設(shè)備），增加了可靠性，減少了信號損傷，設(shè)備成本、功耗、復(fù)雜性等，使業(yè)務(wù)的上、下更加簡便。SDH的這種復(fù)用方式使數(shù)字交叉連接（DXC） 功能更易于實現(xiàn)，使網(wǎng)絡(luò)具有了很強的自愈功能，便于用戶按需動態(tài)組網(wǎng)，實時靈活的業(yè)務(wù)調(diào)配。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)5

23、5分插信號流程的比較光/電光信號分接140/34 Mb/s分接 復(fù)接復(fù)接電/光光信號34/140 Mb/s34/8 Mb/s 8/34 Mb/s8/2 Mb/s 2/8 Mb/s分接 復(fù)接2 Mb/s (電信號)SDH155 Mb/s 155 Mb/sADM光接口 光接口2 Mb/s (電信號)PDHPDH和 SDH分插信號流程的比較采用SDH 分插復(fù)用器 (ADM)，可以利用軟件一次直接分出和插入 2 Mb/s 支路信號，十分簡便。 Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)56Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)57、運行維護方面、兼容性Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)58SDH的缺陷、頻帶

24、利用率低（有效果性與可靠性）、指針調(diào)整機理復(fù)雜、軟件的大量使用對系統(tǒng)安全性的影響Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)59想一想1、究竟是什么？、為什么會出現(xiàn)的傳輸體制？、與相比有什么優(yōu)勢？、的局限性是什么？是否已經(jīng)建立了的整體概念？5.2.3 SDH 的幀結(jié)構(gòu)POH：通道Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)61SOH：段開銷AU PTR：管理單元指針開銷3SOH傳輸方向STM-N 凈負荷(含POH)261N270N列4 AU PTR5SOH99NT=125us幀結(jié)構(gòu)9270N字節(jié)1以字節(jié)為單位的矩形塊狀幀Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)62何謂塊狀幀Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)63

25、幀結(jié)構(gòu)SDH 幀結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)數(shù)字同步時分復(fù)用、保證網(wǎng)絡(luò)可靠有效運行的關(guān)鍵。一個STM- N幀有9 行，每行由 270N個字節(jié)組成。這樣每幀共有9 270N個字節(jié)， 每字節(jié)為8 bit。幀周期為125 s， 即每秒傳輸8000 幀。對于 STM-1 而言，傳輸速率為 9 2708 8000=155.520 Mb/s。字節(jié)發(fā)送順序為：由上往下逐行發(fā)送，每行先左后右。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)64SDH幀的三個部分 (1) 段開銷 (SOH)段開銷是在 SDH 幀中為保證信息正常傳輸所必需的附加字節(jié)( 每字節(jié)含64 kb/s 的容量) ，主要用于運行、 維護 和 管 理 ， 如 幀 定 位、

26、 誤碼檢測、 公務(wù)通信、自動保護倒換以及網(wǎng)管信息傳輸。(2) 信息載荷(Payload) 信息載荷域是SDH 幀內(nèi)用于承載各種業(yè)務(wù)信息的部分。在 Payload 中 包 含 少 量 字 節(jié) 用 于 通 道 的 運 行 、 維 護 和 管 理 ，這些字節(jié)稱為通道開銷(POH)。段開銷 又細分為再生段開銷(SOH) 和復(fù)接段開銷(LOH) 。前者占前 3 行，后者占5 9 行。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)65(3) 管理單元指針(AU PTR) 管理單元指針是一種指示符， 主要用于指示 Payload 第一個字節(jié)在幀內(nèi)的準確位置 ( 相對于指針位置的偏移量) 。采用指針技術(shù)是SDH的創(chuàng)新，

27、結(jié)合虛容器(VC) 的概念， 解決了 低 速 信 號 復(fù) 接 成 高 速 信 號 時 ， 由 于 小 的 頻 率 誤 差 所造成的載荷相對位置漂移的問題。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)66幀結(jié)構(gòu)（續(xù)）幀長恒定幀的傳輸原則其特點使得直接分插信號成為可能STM-N幀中單獨一個字節(jié)的比特傳輸速率？Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)67信息凈負荷(payload)信息凈荷并不等于有效負荷是在STM-N幀結(jié)構(gòu)中存放將由STM - N傳送的各種信息碼塊的地方為了實時監(jiān)測打包的低速信號在傳輸過程中是否有損壞, 在將低速信號打包的過程中加入了監(jiān)控開銷字節(jié)-通道開銷(POH) 字節(jié)。POH作為凈負荷的一

28、部分與信息碼塊一起裝載在STM- N這輛貨車上，在SDH網(wǎng)中傳送。它負責(zé)對打包的低速信號進行通道性能監(jiān)視、管理和控制（有點兒類似于傳感器）Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)68Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)69段開銷(SOH)為了保證信息凈負荷正常靈活傳送所必須附加的供網(wǎng)絡(luò)運行、管理和維護 （OAM） 使用的字節(jié)。 Vs. 段開銷又分為再生段開銷（RSOH） 和復(fù)用段開銷（MSOH）RSOH和MSOH的區(qū)別？監(jiān)管的范圍不同若光纖上傳輸?shù)氖?.5G信號那么RSOH監(jiān)控的是STM-16整體的傳輸性能，而MSOH則是監(jiān)控STM-16信號中每一個STM-1的性能情況。Chapter 5 典型光

29、纖傳輸系統(tǒng)70比較Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)71管理單元指針（ AU -PTR ）AU -PTR 是用來 指示 信息 凈負荷的第一個字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準確位置。以便收端能根據(jù)這個位置指示符的值（指針值）正確分離信息凈負荷指針有 高低階之分。 高階指針是AU -PTR ， 低階指針是TU -PTR （支路單元指針）。TU -PTR 的作用類似于 AU -PTR 。只不過所指示的貨物堆更小一些而已。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)72映射、定位和復(fù)用Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)73映射映射是一種在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處（例如SDH/PDH邊界處）將支路信號適配進虛容器的過程。象

30、我們經(jīng)常使用的將各種速率（140Mbit/s、34Mbit/s、 2Mbit/s） 信號先經(jīng)過碼速調(diào)整，分別裝入到各自相應(yīng)的標(biāo)準容器中，再加上相應(yīng)的低階或高階的通道開銷，形成各自相對應(yīng)的虛容器的過程。為了適應(yīng)各種不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情況，有 異步 、比特同步、字節(jié)同步三種映射方法與 浮動 VC 和鎖定TU 兩種模式當(dāng)前各廠家的設(shè)備絕大多數(shù)采用的是異步映射浮動模式Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)74SDH映射種類. 異步映射用碼速率調(diào)整的方法把與網(wǎng)絡(luò)同步或不同步的支路信號映射進相應(yīng)的虛容器。優(yōu)點： 對映射信號無任何限制性要求：如信號速率的高低、是否具有幀結(jié)構(gòu)等； 接口簡單、應(yīng)用靈活。缺點：不能直接

31、提取/接入支路信號。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)75. 字節(jié)同步映射無需進行速率調(diào)整，直接把支路信號適配進虛容器。對映射信號要求：速率必須與網(wǎng)絡(luò)同步（僅含N64kb/s ）, 必須具有塊狀幀結(jié)構(gòu)。優(yōu)點：可直接提取/接入低速支路信號。缺點：對映射信號有限制性要求；硬件接口較復(fù)雜。. 比特同步映射要求映射信號速率必須與網(wǎng)絡(luò)同步，但可不具有一定的幀結(jié)構(gòu)。與PDH相比，無明顯優(yōu)勢；尚無人采用。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)76定位定位是指通過指針調(diào)整使指針的值時刻指向 低階 VC 幀的起點在TU 凈負荷中或高階VC 幀的起點在AU 凈負荷中的具體位置，使收端能據(jù)此正確地分離相應(yīng)的 VC

32、。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)77復(fù)用復(fù)用是一種使多個低階通道層的信號適配進 高階通道層（例如TU12( 3)到 TUG2( 7)到 TUG3( 3)到VC4） 或把多個高階通道層信號適配進復(fù)用層 的過程（例如AU -4( 1) 到 AUG( N) 到 STM-N）。 復(fù)用也就是通過字節(jié)交錯間插方式把TU 組織進高階VC或把AU 組織進 STM - N的過程。由于經(jīng)過TU 和AU 指針處理后的各VC 支路信號已相位同步，因此該復(fù)用過程是同步復(fù)用，復(fù)用原理與數(shù)據(jù)的串并變換相類似Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)78SDH復(fù)用特點1、字節(jié)間插復(fù)用各支路信號按字節(jié)順序進行間插排列以形成更高

33、速率的信號；各支路信號在幀中的位置固定，可直接提取/接入。2、凈負荷指針技術(shù)用軟件指針指示凈負荷在幀中的位置；允許支路信號速率有差異（可進行速率調(diào)整）；不使用125 s緩存器，避免滑動損傷。C4Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)79我國規(guī)范的 SDH復(fù)用與映射結(jié)構(gòu)TUG-2VC-3TU-12VC-12（140M）C-3C-12（2M）映射校準復(fù)用NAUG（34M / 45M）7指針處理33TUG3STM-NAU-4VC-4TU - 311C-4Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)80212313123ca bca bTU-12 aTU-12 bTU-12 cTUG-2444字節(jié)間插復(fù)用各支路

34、信號按字節(jié)順序進行間插排列，形成更高速率信號。開銷和指針附加字節(jié)稱為“開銷”（）Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)82目標(biāo)1、掌握段層監(jiān)控的實現(xiàn)-段開銷各字節(jié)功能；2、掌握通道層監(jiān)控 的實現(xiàn)-通道開銷各字節(jié)功能；3、掌握基本告警和性能的監(jiān)測是由哪些開銷字節(jié)實現(xiàn)的；4、了解指針-AU-PTR 、TU-PTR的工作機理；5、建立SDH監(jiān)控層層細化的概念；Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)83開銷開銷的功能是完成對SDH信號提供層層細化的監(jiān)控管理功能，監(jiān)控的分類可分為 段層監(jiān)控、通道層監(jiān)控。段層的監(jiān)控又分為再生段層和復(fù)用段層 的監(jiān)控。通道層監(jiān)控分為高階通道層 和低階通道層 的監(jiān)控。實現(xiàn)了對STM

35、-N層層細化的監(jiān)控。例如對2.5G系統(tǒng)的監(jiān)控，再生段開銷對整個STM-16信號監(jiān)控，復(fù)用段開銷 細化到其中16個STM-1的任一個進行監(jiān)控，高階通道開銷再將其細化成對每個STM-1中VC4的監(jiān)控，低階通道開銷又將對 VC4的監(jiān)控細化為對其中63個VC12的任一個VC12 進行監(jiān)控。由此實現(xiàn)了從對2.5Gbit/s級別到 2Mbit/s級別的多級監(jiān)控手段。84開銷功能的組織結(jié)構(gòu)Chapter 纖傳輸系統(tǒng)5 典型光STM-N復(fù)用低階組裝高階組裝低階容器高階容器Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)85段開銷STM-N 幀的段開銷位于幀結(jié)構(gòu)的（1-9） 行 X（1-9N）列。注：第 4行為AU -PT

36、R 除外。以STM-1 信號為例，討論段開銷各字節(jié)的用途。對于STM-1信號，段開銷 包括位于幀中的（ 1-3 ） 行X （ 1-9） 列的RSOH 和位于（5-9） 行 X（1 -9 ） 列的MSOH 。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)86STM -N 幀的段開銷字節(jié)示意圖Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)87再生段開銷和復(fù)用段開區(qū)別在于監(jiān)控的范圍不同RSOH 是對應(yīng)一個大的范圍STM-NMSOH 是對應(yīng)這個大的范圍中的一個小的范圍STM-1Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)88通道開銷段開銷 負責(zé)段層的OAM功能，而通道開銷負責(zé)的是通道層的 OAM功能，就類似于在貨物裝在集裝箱中運

37、輸?shù)倪^程中，不僅要監(jiān)測一集裝箱的貨物的整體損壞情況（SOH）， 還要知道集裝箱中某一件貨物的損壞情況（POH）。根據(jù)監(jiān)測通道的寬窄（監(jiān)測貨物的大?。ǖ篱_銷又分為： 高階通道開銷和低階通道開銷。我們指 高階通道開銷是對 VC4級別的通道進行監(jiān)測，可對140Mbit/s在 STM-N幀中的傳輸情況進行監(jiān)測；低階通道開銷是完成 VC12通道級別的OAM功能，也就是監(jiān)測2Mbit/s在STM-N幀中的傳輸性能。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)89指 針指針的作用就是定位，通過定位使 收端 能正確地從STM-N中拆離出相應(yīng)的VC ， 進而通過拆VC 、 C 的包封分離出PDH低速信號，也就是說實

38、現(xiàn)從STM-N 信號中直接下低速支路信號的功能。何謂定位，定位是一種將幀偏移信息收進支路單元或管理單元的過程，即以附加于VC 上的指針（或管理單元指針）指示和確定低階 VC 幀的起點在TU 凈負荷中（或高階VC 幀的起點在AU 凈負荷中）的位置。在發(fā)生相對幀相位偏差，使VC 幀起點浮動時，指針值亦隨之調(diào)整，從而始終保證指針值準確指示VC 幀起點位置的過程。對VC4， AU -PTR 指的是 J1字節(jié)的位置，對于VC12 ， TU -PTR 指的是 V5字節(jié)的位置。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)90TU 或AU 指針可以為VC 在TU 或 AU 幀內(nèi)的定位提供了一種靈活、動態(tài)的方法。TU

39、或AU 指針不僅能夠容納VC 和SDH在相位上的差別，而且能夠容納幀速率上的差別。指針有兩種AU -PTR 和TU -PTR 分別進行高階VC （ 這里指VC4） 和低階 VC （ 這里指 VC12） 在AU -4 和TU -12 中的定位。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)91凈負荷指針1、作用 指示凈負荷的位置：凈負荷的第一個字節(jié)相對于指針最后一個字節(jié)的偏移量； 進行速率調(diào)整：容納凈負荷速率偏差。2、種類管理單元指針 AU PTR ；支路單元指針 TU-3 PTR 、TU-12 PTR。Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)929行AU-PTR9列H1 Y Y H2 1* 1* H3 H3

40、 H3Y= 1001SS11（ S未規(guī)定）1*=11111111VC - 4管理單元指針 AU PTR位置與結(jié)構(gòu)261列5.2.4 SDH 的應(yīng)用94等 級STM-1STM-4STM-16STM-64速率（Mb/s ）155.520622.0802488.3209953.280Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)含2M數(shù)量6325210084032等級與速率Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)95SDH設(shè)備. 終端復(fù)用器 TM在線形網(wǎng)的端站，把PDH / SDH 支路信號復(fù)用成SDH線路信號，或反之。OAM線路信號TMSTM-NPDH支路信號 SDH支路信號Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)

41、96西側(cè)線路信號STM-NPDH支路信號 SDH支路信號東側(cè)線路信號STM-NADM. 分插復(fù)用器 ADM設(shè)在網(wǎng)絡(luò)的中間局站，完成直接上、下電路功能 。它利用分接功能將輸入信號所承載的信息分成兩部分： 一部分直接轉(zhuǎn)發(fā) 一部分卸下給本地用戶然后信息又通過復(fù)接功能將轉(zhuǎn)發(fā)部分和本地上送的部分合成輸出OAMChapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)97. 再生器 REG設(shè)在網(wǎng)絡(luò)的中間局站，目的是延長傳輸距離，但不能上、下電路。OAM東側(cè)線路信號西側(cè)線路信號STM-NSTM-NREG98STM-NSTM-NDXCPDH支路信號Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng). 數(shù)字交叉連接設(shè)備 DXC兼有同步復(fù)用、分插、

42、交叉連接、網(wǎng)絡(luò)的自動恢復(fù)與保護等多項功能的SDH 設(shè)備。它一般有多個輸入和多個輸出，通過適當(dāng)配置可提供不同的端到端連接 。SDH支路信號Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)99TMADMADMTMREG. 樹形網(wǎng)TMADMADMTMREGADMTMSDH網(wǎng)絡(luò)拓撲. 線形網(wǎng)Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)100. 環(huán)形網(wǎng)ADMADMADMADMChapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)101SDH 環(huán)形網(wǎng)的一個突出優(yōu)點是具有“自愈”能力。當(dāng) 某 節(jié) 點 發(fā) 生 故 障 或 光 纜 中 斷 時 ， 仍 能 維 持 一 定 的 通 信 能力。當(dāng)然， SDH 通過 ADM 和 DXC 等網(wǎng)絡(luò)單元可以構(gòu)成

43、更為復(fù)雜的網(wǎng)形網(wǎng)。網(wǎng)形SDH 網(wǎng)絡(luò)的主要特點是：端到端之間存在一條以上的路徑，可同時構(gòu)成一條以上的傳輸通道，通過 DXC 的靈活配置，使網(wǎng)絡(luò)具有更好的抗毀性和更高的可靠性。 Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)102TMDXCADMTMREGADMTMTM. 樞紐網(wǎng)TMTMADMChapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)103. 網(wǎng)狀網(wǎng)ADMADMADMADMChapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)104TMADMDXCADMTMTMTMADMSTM- nSTM- nDXCADMTMSTM- NSTM- NSTM- NSTM- NSTM- NSTM- NSTM- NSTM- nSTM- n低速信號低速信

44、號低速信號低速信號(nN)SDH 傳輸網(wǎng)的典型拓撲結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的性能指標(biāo)Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)1061. 誤碼率 (BER) 誤碼率 是衡量數(shù)字光纖通信系統(tǒng)傳輸質(zhì)量優(yōu)劣的非常重要的指標(biāo)，它反映了在數(shù)字傳輸過程中信息受到損害的程度。BER 是 在 一 個 較 長時 間 內(nèi) 的 傳 輸 碼 流 中 出 現(xiàn) 誤 碼 的 概 率 ，它對話音影響的程度取決于編碼方法。對于 PCM 而言，誤碼率對話音的影響程度如下表 所示。由于誤碼率隨時間變化，用長時間內(nèi)的平均誤碼率來衡量系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，顯然不夠準確。 在實際監(jiān)測和評定中， 應(yīng) 采用誤碼時間百分數(shù)和誤碼秒百分數(shù)的方法。 誤碼率受話者的感受-610感覺不到干擾-510在低話音電平范圍內(nèi)剛察覺到有干擾-410在低話音電平范圍內(nèi)有個別“喀喀 ”干-310在各種話音電平范圍內(nèi)都察覺到有干擾-210強烈干擾，聽懂程度明顯下降-2510幾乎聽不懂Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)107誤碼率對話音影響程度Chapter 5 典型光纖傳輸系統(tǒng)1082. 抖動抖 動 是 數(shù) 字 信 號 傳 輸 過 程 中 產(chǎn)