第7章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)

1、7.1 7.1 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)概述數(shù)字光纖通信系統(tǒng)概述7.2 PDH7.2 PDH數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)7.3 SDH7.3 SDH光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)7.4 7.4 光波分復(fù)用系統(tǒng)光波分復(fù)用系統(tǒng)7.5 7.5 全光通信系統(tǒng)全光通信系統(tǒng) 第第7 7章章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 7.1.1 7.1.1 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(hào)數(shù)字光纖通信，是以光波運(yùn)載數(shù)字信號(hào), 以光導(dǎo)纖維為以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的一種通信方式。光纖通信的特點(diǎn)：傳輸媒介的一種通信方式。光纖通信的特點(diǎn)： 線徑細(xì)，重量輕線徑細(xì)，重量輕 光纖直徑小（光纖直

2、徑?。?.1mm左右），制成光纜后與電纜相比左右），制成光纜后與電纜相比細(xì)得多，因而重量輕；細(xì)得多，因而重量輕； 損耗極低損耗極低 現(xiàn)在制造出的光纖介質(zhì)純度很高，損耗極低；現(xiàn)在制造出的光纖介質(zhì)純度很高，損耗極低；7.1 7.1 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)概述數(shù)字光纖通信系統(tǒng)概述 傳輸頻帶寬、信息容量大傳輸頻帶寬、信息容量大 光波頻率高，攜帶信號(hào)信息量大；光波頻率高，攜帶信號(hào)信息量大； 不受電磁干擾、防腐和不銹蝕不受電磁干擾、防腐和不銹蝕 光纖是非金屬材料，不受電磁干擾，也不發(fā)生銹蝕，光纖是非金屬材料，不受電磁干擾，也不發(fā)生銹蝕，具有防腐能力；具有防腐能力； 不怕高溫，防爆、防火性能強(qiáng)不怕高溫，防爆、防火

3、性能強(qiáng) 光纖是石英玻璃材料（熔點(diǎn)光纖是石英玻璃材料（熔點(diǎn)2000以上），不怕高溫，以上），不怕高溫，有防火性能；有防火性能； 光纖通信保密性好光纖通信保密性好 光纖在傳輸光信號(hào)時(shí)泄漏小，不會(huì)產(chǎn)生串話等干擾，光纖在傳輸光信號(hào)時(shí)泄漏小，不會(huì)產(chǎn)生串話等干擾，因而光纖通信保密性好。因而光纖通信保密性好。 7.1.2 7.1.2 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)由數(shù)字光纖通信系統(tǒng)由發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備、 傳輸信道傳輸信道和和接收設(shè)備接收設(shè)備三大部分構(gòu)成，三大部分構(gòu)成，圖圖7.1為光纖通信系統(tǒng)組成原理方框圖為光纖通信系統(tǒng)組成原理方框圖。 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)，常采用數(shù)字光纖通信系統(tǒng)，

4、常采用數(shù)字編碼信號(hào)經(jīng)強(qiáng)度調(diào)制數(shù)字編碼信號(hào)經(jīng)強(qiáng)度調(diào)制直接檢波的數(shù)字通信系統(tǒng)直接檢波的數(shù)字通信系統(tǒng)（強(qiáng)度調(diào)制是利用數(shù)字信號(hào)直接（強(qiáng)度調(diào)制是利用數(shù)字信號(hào)直接調(diào)制光源的光強(qiáng)度；直接檢波是在光接收機(jī)的光頻上調(diào)制光源的光強(qiáng)度；直接檢波是在光接收機(jī)的光頻上檢測(cè)數(shù)檢測(cè)數(shù)字脈沖信號(hào)）。字脈沖信號(hào)）。圖圖 7.1 光纖通信系統(tǒng)組成原理方框圖光纖通信系統(tǒng)組成原理方框圖電信號(hào)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(hào)光檢測(cè)器光纖連結(jié)器E/O變換 發(fā)端有源器件把數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)送光纖中發(fā)端有源器件把數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)送光纖中傳輸；收端光檢測(cè)器件將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖傳

5、輸；收端光檢測(cè)器件將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號(hào)。傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，采用光中繼設(shè)備把信號(hào)經(jīng)過中繼信號(hào)。傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，采用光中繼設(shè)備把信號(hào)經(jīng)過中繼再生處理后傳輸。再生處理后傳輸。 圖圖7.2為一個(gè)實(shí)用的數(shù)字光纖通信傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。為一個(gè)實(shí)用的數(shù)字光纖通信傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。發(fā)端：發(fā)端：數(shù)字端機(jī)把用戶各種數(shù)字信號(hào)通過復(fù)用設(shè)備組成一數(shù)字端機(jī)把用戶各種數(shù)字信號(hào)通過復(fù)用設(shè)備組成一定的數(shù)字傳輸結(jié)構(gòu)，光端機(jī)把數(shù)字端定的數(shù)字傳輸結(jié)構(gòu)，光端機(jī)把數(shù)字端機(jī)送來的機(jī)送來的不同速率等不同速率等級(jí)的數(shù)字信號(hào)級(jí)的數(shù)字信號(hào)處理成光脈沖；處理成光脈沖；收端：收端：光端機(jī)把光端機(jī)把光脈沖轉(zhuǎn)換光脈沖轉(zhuǎn)換為為數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)；數(shù)

6、字端機(jī)把不同速率等級(jí)的數(shù)字信號(hào)通過分?jǐn)?shù)字端機(jī)把不同速率等級(jí)的數(shù)字信號(hào)通過分路設(shè)備分解為用戶的各種數(shù)字信號(hào)。路設(shè)備分解為用戶的各種數(shù)字信號(hào)。圖圖 7.2 數(shù)字光纖通信傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖數(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電端機(jī)模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)光端機(jī)光信號(hào)光端機(jī)數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)監(jiān)控臺(tái)光中繼機(jī)光信號(hào) 光端機(jī)：光端機(jī)：主要由主要由光發(fā)送、光接收、信號(hào)處理及輔助電光發(fā)送、光接收、信號(hào)處理及輔助電路組成路組成。光發(fā)送完成電。光發(fā)送完成電/光變換；光接收完成光光變換；光接收完成光/電變換；電變換；信號(hào)處理把數(shù)字端機(jī)送來的數(shù)字脈沖信號(hào)再處理，以及各信號(hào)處理把數(shù)字端

7、機(jī)送來的數(shù)字脈沖信號(hào)再處理，以及各種碼型變換；輔助電路進(jìn)行告警、監(jiān)控及區(qū)間通信等。種碼型變換；輔助電路進(jìn)行告警、監(jiān)控及區(qū)間通信等。 光中繼機(jī)：光中繼機(jī)：將長(zhǎng)距離光纖傳輸后的光脈沖信號(hào)（受到將長(zhǎng)距離光纖傳輸后的光脈沖信號(hào)（受到衰耗及色散畸變）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大整形、定時(shí)、再衰耗及色散畸變）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大整形、定時(shí)、再生還原為規(guī)則數(shù)字脈沖信號(hào)，然后經(jīng)再調(diào)制光源變?yōu)楣饷}生還原為規(guī)則數(shù)字脈沖信號(hào)，然后經(jīng)再調(diào)制光源變?yōu)楣饷}沖信號(hào)。沖信號(hào)。 7.1.3 7.1.3 光纖和光纜光纖和光纜1 1 光纖光纖 光纖是導(dǎo)光的玻璃纖維的簡(jiǎn)稱，比明線、電纜傳送光纖是導(dǎo)光的玻璃纖維的簡(jiǎn)稱，比明線、電纜傳送的信息量

8、高成千上萬倍（可達(dá)上百千兆比特的信息量高成千上萬倍（可達(dá)上百千兆比特/秒）。秒）。 2 2 光纖的導(dǎo)光原理光纖的導(dǎo)光原理 光纖是利用光纖是利用光的全反射特性光的全反射特性來導(dǎo)光的。我們知道光來導(dǎo)光的。我們知道光在分界面會(huì)產(chǎn)生折射，設(shè)兩種介質(zhì)的折射率分別為在分界面會(huì)產(chǎn)生折射，設(shè)兩種介質(zhì)的折射率分別為n0, n1，入射角、折射角分別為入射角、折射角分別為0和和1，圖圖7.3為為光線從光疏媒質(zhì)光線從光疏媒質(zhì)射向光密媒質(zhì)射向光密媒質(zhì)時(shí)光的折射示意圖，可見時(shí)光的折射示意圖，可見10。 圖圖 7.3 光的折射示意圖光的折射示意圖YXAY光疏媒質(zhì)光密媒質(zhì)ABB01X 圖圖7.4為為光線從光密媒質(zhì)射向光疏媒質(zhì)

9、光線從光密媒質(zhì)射向光疏媒質(zhì)時(shí)光的折射示意時(shí)光的折射示意圖，可見折射角大于入射角，隨著圖，可見折射角大于入射角，隨著0增大折射角增大折射角1可可達(dá)達(dá)90(此時(shí)此時(shí)1稱臨界角）；稱臨界角）；1繼續(xù)增大繼續(xù)增大, 折射角會(huì)大于臨界角折射角會(huì)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)象稱為光的全反射光的全反射。 制造光纖時(shí)，使光纖芯的折射率高，外面涂上折射率低制造光纖時(shí)，使光纖芯的折射率高，外面涂上折射率低的包屏層，當(dāng)選擇一定的角度的包屏層，當(dāng)選擇一定的角度0時(shí)，射入纖芯的光束將會(huì)全時(shí)，射入纖芯的光束將會(huì)全部返回纖芯中?？紤]到石英玻璃質(zhì)地脆、易斷裂的因素，通部返回

10、纖芯中。考慮到石英玻璃質(zhì)地脆、易斷裂的因素，通常在裸光纖外面進(jìn)行兩次涂覆構(gòu)成光纖芯線，圖常在裸光纖外面進(jìn)行兩次涂覆構(gòu)成光纖芯線，圖7.5為光纖為光纖芯線結(jié)構(gòu)示意圖。芯線結(jié)構(gòu)示意圖。 光纖芯線光纖芯線由由纖芯、包層、涂覆層和套塑纖芯、包層、涂覆層和套塑四部分組成。四部分組成。圖圖7.4 臨界角和光線的全反射臨界角和光線的全反射 光疏媒質(zhì)光密媒質(zhì)cn0圖圖7.5 光纖芯線的剖面構(gòu)造光纖芯線的剖面構(gòu)造 2b2a包層一次涂覆(涂覆層)二次涂覆(套塑)纖芯3 3 單模光纖及特性參數(shù)單模光纖及特性參數(shù) 光纖的傳播模式分為：多模光纖和單模光纖。光纖的傳播模式分為：多模光纖和單模光纖。 1) 多模光纖多模光纖

11、 多模光纖是能承受多個(gè)模式的光纖，如圖多模光纖是能承受多個(gè)模式的光纖，如圖7.6(a)、(b)所示。多模光纖所示。多模光纖帶寬窄、衰耗大、時(shí)延差大，帶寬窄、衰耗大、時(shí)延差大，用于早期的用于早期的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)數(shù)字光纖通信系統(tǒng)(PDH系列系列)，逐步被單模光纖代替。逐步被單模光纖代替。 2) 單模光纖單模光纖 單模光纖是只能傳送單一基模的光纖單模光纖是只能傳送單一基模的光纖, 如圖如圖7.6(c)所示。所示。單模光纖不存在時(shí)延差，帶寬比多模光纖寬得多單模光纖不存在時(shí)延差，帶寬比多模光纖寬得多, 有利于高有利于高碼率信息長(zhǎng)距離傳輸。碼率信息長(zhǎng)距離傳輸。 圖圖 7.6 裸光纖結(jié)構(gòu)示意圖裸光纖結(jié)構(gòu)示

12、意圖(a) 階躍型多模光纖階躍型多模光纖; (b) 梯度型多模光纖梯度型多模光纖; (c) 單模光纖單模光纖 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) 3) 單模光纖的主要特性單模光纖的主要特性 單模光纖的主要參數(shù)：?jiǎn)文９饫w的主要參數(shù)：模場(chǎng)直徑、衰減系數(shù)和工作波長(zhǎng)或模場(chǎng)直徑、衰減系數(shù)和工作波長(zhǎng)或截止波長(zhǎng)截止波長(zhǎng)等。等。 (1) 模場(chǎng)直徑模場(chǎng)直徑 單模光纖的基模場(chǎng)強(qiáng)在光纖橫截面近似為高斯分布單模光纖的基模場(chǎng)強(qiáng)在光纖橫截面近似為高斯分布, 如圖如圖7.7所示。通常將纖芯中場(chǎng)分布曲線最大值所示。通常將纖芯中場(chǎng)分布曲線最大值 1/e 處

13、所對(duì)應(yīng)的寬度處所對(duì)應(yīng)的寬度定義為模場(chǎng)直徑，定義為模場(chǎng)直徑， 用用d表示。表示。 (2) 截止波長(zhǎng)截止波長(zhǎng) 工作波長(zhǎng)大于截止波長(zhǎng)時(shí)才能保證光纖在單模工作。工作波長(zhǎng)大于截止波長(zhǎng)時(shí)才能保證光纖在單模工作。dmE(r)圖圖7.7 基模場(chǎng)強(qiáng)分布曲線基模場(chǎng)強(qiáng)分布曲線 (3) 衰減系數(shù)衰減系數(shù) 衰減系數(shù)指沿光纖傳播方向光信號(hào)的損耗。衰減量的大小衰減系數(shù)指沿光纖傳播方向光信號(hào)的損耗。衰減量的大小通常用衰減系數(shù)通常用衰減系數(shù)來表示，單位是來表示，單位是dB/km。OipPLalg10 式中，式中，Pi為光纖的輸入光功率；為光纖的輸入光功率；Po為光纖的輸出光功率為光纖的輸出光功率; L為光纖的長(zhǎng)度為光纖的長(zhǎng)度(

14、單位為單位為km)。 4 4 光纜光纜 光纜光纜主要由主要由纜芯纜芯、護(hù)套和加強(qiáng)元件、護(hù)套和加強(qiáng)元件組成。組成。 1) 纜芯纜芯 纜芯由光纖芯組成，分為單芯和多芯兩種。纜芯由光纖芯組成，分為單芯和多芯兩種。表表7.1為為單芯單芯型纜芯和多芯型纜芯結(jié)構(gòu)示意圖型纜芯和多芯型纜芯結(jié)構(gòu)示意圖。 單芯型由單根二次涂覆處理后的光纖組成；多芯型由多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，又分為帶狀結(jié)構(gòu)和單位式根經(jīng)二次涂覆處理后的光纖組成，又分為帶狀結(jié)構(gòu)和單位式結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)二次涂覆主要采用兩種保護(hù)結(jié)構(gòu)：緊套結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)二次涂覆主要采用兩種保護(hù)結(jié)構(gòu)：緊套結(jié)構(gòu)和松

15、套結(jié)構(gòu)，如圖結(jié)構(gòu)和松套結(jié)構(gòu)，如圖 7.8所示。所示。 圖圖 7.8 緊套和松套光纖結(jié)構(gòu)示意圖緊套和松套光纖結(jié)構(gòu)示意圖(a) 緊套光纖結(jié)構(gòu)示意圖；緊套光纖結(jié)構(gòu)示意圖； (b) 松套光纖結(jié)構(gòu)示意圖松套光纖結(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 2) 強(qiáng)度元件強(qiáng)度元件 在光纜內(nèi)中心或四周加一根或多根加強(qiáng)元件使其能夠在光纜內(nèi)中心或四周加一根或多根加強(qiáng)元件使其能夠承受外力。承受外力。 3) 護(hù)層護(hù)層 保護(hù)光纖芯線免受外部機(jī)械力和環(huán)境損壞，護(hù)層分內(nèi)保護(hù)光纖芯線免受外部機(jī)械力和環(huán)境損壞，護(hù)層分內(nèi)護(hù)層和外護(hù)層。護(hù)層和外護(hù)層。 4) 光纜的種類

16、光纜的種類 表表 7.2為公用通信網(wǎng)中的光纜結(jié)構(gòu)。為公用通信網(wǎng)中的光纜結(jié)構(gòu)。 (1) 層絞式光纜層絞式光纜 將若干根光纖芯線以強(qiáng)度元件為中心絞合在一起，如將若干根光纖芯線以強(qiáng)度元件為中心絞合在一起，如圖圖7.9(a)所示。所示。 (2) 單位式光纜單位式光纜 將幾根至十幾根光纖芯線集合成一個(gè)單位，再由數(shù)個(gè)將幾根至十幾根光纖芯線集合成一個(gè)單位，再由數(shù)個(gè)單位以強(qiáng)度元件為中心絞合成纜，單位以強(qiáng)度元件為中心絞合成纜，如圖如圖7.9(b)所示。所示。 (3) 骨架式光纜骨架式光纜 將單根或多根光纖放入骨架的螺旋槽內(nèi)，骨架中心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強(qiáng)度

17、元件，骨架上的溝槽可以是V型、型、U型或凹型，如圖型或凹型，如圖7.9(c)所示。所示。 (4) 帶狀式光纜帶狀式光纜 將將412根光纖芯線排列成行構(gòu)成帶狀光纖單元，再將根光纖芯線排列成行構(gòu)成帶狀光纖單元，再將多個(gè)帶狀單元按一定方式排列成纜，如圖多個(gè)帶狀單元按一定方式排列成纜，如圖7.9(d)所示。所示。 圖圖 7.9光纜的基本結(jié)構(gòu)光纜的基本結(jié)構(gòu)(a) 層絞式；層絞式； (b) 單位式；單位式； (c) 骨架式；骨架式； (d) 帶狀帶狀光纖加強(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)7.2 PDH7.2 PDH數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)數(shù)字光纖傳輸系

18、統(tǒng) 圖圖7.2為為PDH數(shù)字光纖通信傳輸系統(tǒng)方框圖，數(shù)字光纖通信傳輸系統(tǒng)方框圖，系統(tǒng)系統(tǒng)終端設(shè)備終端設(shè)備由由數(shù)字端機(jī)和光端機(jī)數(shù)字端機(jī)和光端機(jī)組成。組成。 近年來近年來PDH系列設(shè)備只在公用電話網(wǎng)中用作市話系列設(shè)備只在公用電話網(wǎng)中用作市話網(wǎng)的中繼傳輸系統(tǒng)，我國(guó)網(wǎng)的中繼傳輸系統(tǒng)，我國(guó)PDH系列的數(shù)字結(jié)構(gòu)，主要系列的數(shù)字結(jié)構(gòu)，主要用于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)（用于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)（ 2 Mbs速率的接口）。速率的接口）。 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電端機(jī)模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)光端機(jī)光信號(hào)光端機(jī)數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)監(jiān)控臺(tái)光中繼機(jī)光信號(hào)圖圖 7.2 數(shù)字光纖通信傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖數(shù)字光纖通信傳輸系

19、統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖 1 PDH1 PDH系統(tǒng)電接口主要參數(shù)系統(tǒng)電接口主要參數(shù) CCITT G.703協(xié)議規(guī)定了以協(xié)議規(guī)定了以2.048Mb/s為基礎(chǔ)的為基礎(chǔ)的PDH系系列接口特性、速率、碼型，列接口特性、速率、碼型，如表如表 7.3 所示；所示；G.921協(xié)議規(guī)定協(xié)議規(guī)定了標(biāo)稱比特容差，如表了標(biāo)稱比特容差，如表7.4所示。所示。 2 PDH2 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)光功率如表系統(tǒng)發(fā)光功率如表 7.5所示，光接收靈敏度如表所示，光接收靈敏度如表7.6 所所示（示（BER=110-10）。）。 7.3 SDH7.3 SDH光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)7.3.1 7.3

20、.1 概念及特點(diǎn)概念及特點(diǎn)1 SDH1 SDH系統(tǒng)的基本概念系統(tǒng)的基本概念 SDH系列實(shí)質(zhì)是在光纖上同步傳輸信息的一些系列實(shí)質(zhì)是在光纖上同步傳輸信息的一些網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)單元單元(NE)，有國(guó)際統(tǒng)一的，有國(guó)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)，有一套標(biāo)有一套標(biāo)準(zhǔn)化的準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)信息結(jié)構(gòu)等級(jí)（“同步傳輸模塊同步傳輸模塊”STM-N，N為為1, 4, 16, 64, )。 圖圖7.10為為NNI位置示意圖，表位置示意圖，表7.7為為SDH同步傳輸模同步傳輸模塊等級(jí)。塊等級(jí)。圖圖7.10 NNI的位置示意圖的位置示意圖SMSMSMSMSMSMLineradioDXCEALineradioTRTR

21、TRNNINNINNITRTRTRTR： 支路信號(hào)Line： 線路系統(tǒng)DXC：數(shù)字交叉連接設(shè)備SM： 同步復(fù)用器radio： 無線系統(tǒng)EA： 外部接入設(shè)備2 SDH2 SDH系統(tǒng)的特點(diǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 有標(biāo)準(zhǔn)光接口有標(biāo)準(zhǔn)光接口; 同步字節(jié)復(fù)用同步字節(jié)復(fù)用(復(fù)接復(fù)接); 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能。強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能。 缺點(diǎn)缺點(diǎn): 頻帶利用率低于頻帶利用率低于PDH系統(tǒng)；系統(tǒng)； 技術(shù)設(shè)備復(fù)雜；技術(shù)設(shè)備復(fù)雜； 系統(tǒng)易發(fā)生重大故障甚至癱瘓。系統(tǒng)易發(fā)生重大故障甚至癱瘓。 7.3.2 SDH7.3.2 SDH的開銷功能的開銷功能1 開銷的概念開銷的概念 開銷指在幀結(jié)構(gòu)中安排的一些特殊比特，是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)開銷指

22、在幀結(jié)構(gòu)中安排的一些特殊比特，是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口數(shù)據(jù)流中信息凈負(fù)荷以外的部分。接口數(shù)據(jù)流中信息凈負(fù)荷以外的部分。 2 開銷分類開銷分類 1) 段開銷段開銷SOH 監(jiān)視、管理和維護(hù)段層性能，分為監(jiān)視、管理和維護(hù)段層性能，分為再生段開銷再生段開銷(RSOH)和復(fù)用段開銷和復(fù)用段開銷(MSOH)。 RSOH可在再生器接入，也可以在終端設(shè)備接入；可在再生器接入，也可以在終端設(shè)備接入；MSOH透明通過再生器終結(jié)在終端設(shè)備。透明通過再生器終結(jié)在終端設(shè)備。 圖圖 7.11為為STM-1 SOH字節(jié)安排示意圖。字節(jié)安排示意圖。9270N字節(jié)SOHAU-PTRSOH1234567893行1行5行STM-N凈負(fù)荷(含

23、POH)傳輸方向9N261N270N列SDH 幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)圖圖 7.11 STM-1 SOH字節(jié)安排字節(jié)安排A1A1A1A2A2A2C1B1E1F1D1D2D1B2B2B2K1K2D4E1D6D7D8D9D10D11D12Z1Z1Z1Z2Z2Z2E29行9字節(jié)AU PTRRSOHMSOH*國(guó)內(nèi)使用字節(jié)*不擾碼國(guó)內(nèi)使用字節(jié) 2) 通道開銷通道開銷Vc-POH 用于復(fù)用（復(fù)接）用于復(fù)用（復(fù)接）Vc進(jìn)入進(jìn)入STM，安排在凈負(fù)荷中。通道，安排在凈負(fù)荷中。通道開銷分為開銷分為低階低階Vc-POH和高階和高階Vc-POH。低階。低階Vc-POH監(jiān)視、監(jiān)視、維護(hù)低階維護(hù)低階Vc通道性能，指示告警狀態(tài)；高階通

24、道性能，指示告警狀態(tài)；高階Vc-POH監(jiān)視、監(jiān)視、維護(hù)高階維護(hù)高階Vc通道性能，指示告警狀態(tài)、復(fù)用結(jié)構(gòu)等。通道性能，指示告警狀態(tài)、復(fù)用結(jié)構(gòu)等。 3 段開銷安排段開銷安排 以以STM-1 SOH為例。為例。 1) 幀定位字節(jié)幀定位字節(jié): A1和和A2 A1、A2用來識(shí)別幀的起始位置，用來識(shí)別幀的起始位置，A1為為11110110，A2為為00101000。 STM-1幀有幀有3個(gè)個(gè)A1和和3個(gè)個(gè)A2幀定位字節(jié)；幀定位字節(jié)；STM-N幀定位有幀定位有3N個(gè)個(gè)A1和和3N個(gè)個(gè)A2。 2) STM識(shí)別字符識(shí)別字符: C1 1識(shí)別每個(gè)識(shí)別每個(gè)STM-1信號(hào)在信號(hào)在STM-N復(fù)用結(jié)構(gòu)中的位置。復(fù)用結(jié)構(gòu)中的

25、位置。 3) 數(shù)據(jù)通信字節(jié)數(shù)據(jù)通信字節(jié)(DCC): D1D12 DCC構(gòu)成構(gòu)成SDH管理網(wǎng)的傳送通路，管理網(wǎng)的傳送通路，STM-1中中D1、D2、D3共共192 kb/s的的通路作再生段的通路作再生段的DCC；字節(jié)；字節(jié)D4D12共共576 kb/s的通路字節(jié)作為復(fù)用段的的通路字節(jié)作為復(fù)用段的DCC。 4) 公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié)公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié): E1、E2 話音通信的公務(wù)聯(lián)絡(luò)通路，話音通信的公務(wù)聯(lián)絡(luò)通路，E1為再生段開銷的一部分，為再生段開銷的一部分，E2是復(fù)用段開銷的一部分。是復(fù)用段開銷的一部分。 5) 使用者通路字節(jié)使用者通路字節(jié): F1 留給網(wǎng)絡(luò)使用者，為特殊維護(hù)目的提供臨時(shí)數(shù)據(jù)留給網(wǎng)絡(luò)使用者，為

26、特殊維護(hù)目的提供臨時(shí)數(shù)據(jù)/音頻音頻通路連接。通路連接。 6) BIP-8 字節(jié)字節(jié): B1 監(jiān)測(cè)再生段的誤碼，為使用偶校驗(yàn)的比特間插奇偶校驗(yàn)監(jiān)測(cè)再生段的誤碼，為使用偶校驗(yàn)的比特間插奇偶校驗(yàn)8位碼位碼 (BIP-8)。 7) BIP-N24字節(jié)字節(jié): B2 監(jiān)測(cè)復(fù)用段誤碼監(jiān)測(cè)復(fù)用段誤碼 ，STM-1有三個(gè)字節(jié)。有三個(gè)字節(jié)。 8) 自動(dòng)保護(hù)倒換自動(dòng)保護(hù)倒換(APS)通路字節(jié)：通路字節(jié)：K1, K2(b1b5) 9) 同步狀態(tài)字節(jié)同步狀態(tài)字節(jié): Z1(b5b8) 用作同步狀態(tài)消息。用作同步狀態(tài)消息。 10) 空閑字節(jié)空閑字節(jié): Z1(b1b4)和和Z2 11) 復(fù)用段遠(yuǎn)端失效指示字節(jié)復(fù)用段遠(yuǎn)端失效指

27、示字節(jié): K2(b6b8)7.3.3 SDH7.3.3 SDH系列的復(fù)用系列的復(fù)用1 1 復(fù)用結(jié)構(gòu)復(fù)用結(jié)構(gòu) SDH復(fù)接由一些基本單元經(jīng)過若干步復(fù)接，并且采用復(fù)接由一些基本單元經(jīng)過若干步復(fù)接，并且采用凈負(fù)荷指針技術(shù)。凈負(fù)荷指針技術(shù)。 ITU-T G.709協(xié)議規(guī)定了協(xié)議規(guī)定了SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)，圖的復(fù)用結(jié)構(gòu)，圖7.12為為G.709復(fù)用結(jié)構(gòu)示意圖復(fù)用結(jié)構(gòu)示意圖。各種低速率等級(jí)的數(shù)字信號(hào)分別各種低速率等級(jí)的數(shù)字信號(hào)分別進(jìn)入相應(yīng)的接口容器完成適配功能，進(jìn)入相應(yīng)的接口容器完成適配功能，ITU-T G.709規(guī)定了規(guī)定了 5種標(biāo)準(zhǔn)接口容器種標(biāo)準(zhǔn)接口容器C-11、C-12、C-2、C-3、C-4的標(biāo)準(zhǔn)比特的

28、標(biāo)準(zhǔn)比特速率速率, 我國(guó)制定了我國(guó)制定了3種標(biāo)準(zhǔn)：種標(biāo)準(zhǔn)：C-12(PDH 2.048Mb/s)、 C-3(34.368Mb/s)和和C-4(139.264 Mb/s)，圖，圖7.13為我國(guó)的為我國(guó)的SDH基本復(fù)用結(jié)構(gòu)示意圖?；緩?fù)用結(jié)構(gòu)示意圖。 圖圖 7.12 G-709復(fù)用結(jié)構(gòu)復(fù)用結(jié)構(gòu)STM - NAUGVc - 4Vc - 3AU - 4AU - 3TUG - 3TUG-2TU - 3TU - 2TU - 12TU - 11Vc - 3Vc - 2Vc - 12Vc - 11C - 11C - 12C - 2C - 3C - 4 N 1 3 3 1 7 7 1 4 3139 264 kb

29、/s44 736 kb/s34 368 kb/s6312 kb/s2048 kb/s1544 kb/s指針處理復(fù)用定位校準(zhǔn)映射圖圖7.13 我國(guó)的我國(guó)的SDH基本復(fù)用結(jié)構(gòu)基本復(fù)用結(jié)構(gòu)139 264kb/sAU-4STM-NAUGVc- 4TUG -3TUG -2TU-3TU-12Vc-3Vc-12C-3C-12C-434 368 kb/s2048 kb/s指針處理復(fù)用定位校準(zhǔn)映射N13173注：在干線上采用34 368 kb/s 時(shí)，應(yīng)經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn) 復(fù)接過程：映射、指針處理、定位和形成復(fù)接過程：映射、指針處理、定位和形成TU。圖。圖7.14為為PDH支路形成支路形成TU示意圖。示意圖。

30、圖圖 7.14 PDH支路形成支路形成TU過程過程脈沖插入映射入容器支路PDH指針PDHCVCTU2 2 復(fù)用過程復(fù)用過程 1) 映射映射 把把PDH系列各種速率數(shù)字信號(hào)和系列各種速率數(shù)字信號(hào)和ATM信元經(jīng)適配處信元經(jīng)適配處理進(jìn)入虛容器理進(jìn)入虛容器Vc。 (1) PDH系列映射系列映射 目前有異步映射、同步映射、浮動(dòng)模式映射、鎖定模目前有異步映射、同步映射、浮動(dòng)模式映射、鎖定模式映射等多種方式，一般采用浮動(dòng)異步映射方式。式映射等多種方式，一般采用浮動(dòng)異步映射方式。 (2) ATM信元映射信元映射 ATM信元長(zhǎng)信元長(zhǎng)53個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié), 前前5個(gè)字節(jié)為信頭，其余個(gè)字節(jié)為信頭，其余48個(gè)個(gè)字節(jié)為信息

31、域。字節(jié)為信息域。ATM信元映射將每個(gè)信元的字節(jié)結(jié)構(gòu)與信元映射將每個(gè)信元的字節(jié)結(jié)構(gòu)與所用虛容器字節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位對(duì)準(zhǔn)（信息域映射進(jìn)入所用虛容器字節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位對(duì)準(zhǔn)（信息域映射進(jìn)入Vc-X前要擾碼）。前要擾碼）。 2) 指針調(diào)整指針調(diào)整 (1) 指針描述指針描述 Vc在在AU或或TU幀內(nèi)提供的動(dòng)態(tài)定位方法，作用：幀內(nèi)提供的動(dòng)態(tài)定位方法，作用： 網(wǎng)絡(luò)同步工作時(shí)校準(zhǔn)同步信號(hào)間的相位；網(wǎng)絡(luò)同步工作時(shí)校準(zhǔn)同步信號(hào)間的相位； 網(wǎng)絡(luò)失去同步時(shí)校準(zhǔn)頻率和相位，網(wǎng)絡(luò)異步工作網(wǎng)絡(luò)失去同步時(shí)校準(zhǔn)頻率和相位，網(wǎng)絡(luò)異步工作時(shí)跟蹤校準(zhǔn)頻率；時(shí)跟蹤校準(zhǔn)頻率； 容納網(wǎng)絡(luò)中的頻率抖動(dòng)和漂移。容納網(wǎng)絡(luò)中的頻率抖動(dòng)和漂移。 (2)

32、指針分類指針分類 指針分為兩類：指針分為兩類：AU-PTR和和TU-PTR AU PTR指指AU-4 PTR；TU-PTR指指TU-11、TU-12、TU-3 PTR。 AU-4 PTR：提供：提供PDH系列的四次群系列的四次群139.264 Mb/s的的數(shù)字信號(hào)進(jìn)入數(shù)字信號(hào)進(jìn)入Vc-4，包括指針位置、指針值的碼字安排、，包括指針位置、指針值的碼字安排、頻率調(diào)整和標(biāo)識(shí)符頻率調(diào)整和標(biāo)識(shí)符NDF； TU-12 PTR：提供：提供PDH系列的一次群系列的一次群2.048 Mb/s的的數(shù)字信號(hào)進(jìn)入數(shù)字信號(hào)進(jìn)入Vc-12，包括指針位置、字節(jié)及指針值的比特，包括指針位置、字節(jié)及指針值的比特安排、頻率調(diào)整和

33、新標(biāo)識(shí)符安排、頻率調(diào)整和新標(biāo)識(shí)符NDF等；等； TU-3 PTR：提供：提供PDH三次群三次群34.368 Mb/s的數(shù)字信的數(shù)字信號(hào)進(jìn)入號(hào)進(jìn)入Vc-3，包括，包括位置指示字節(jié)、指針值、頻率調(diào)整及新位置指示字節(jié)、指針值、頻率調(diào)整及新數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)符NDF等。等。 3) 通道開銷通道開銷Vc-POH 通道開銷分為兩類：低階通道開銷分為兩類：低階Vc-POH和高階和高階Vc-POH 低階低階Vc-POH：Vc-11/Vc-12 POH，用在幀復(fù)接結(jié)構(gòu)，用在幀復(fù)接結(jié)構(gòu)中，中，C-12加加Vc-12 POH構(gòu)成構(gòu)成Vc-12。 高階高階Vc-POH：Vc-3/Vc-4 POH，用在子幀復(fù)接結(jié)構(gòu)，用

34、在子幀復(fù)接結(jié)構(gòu)中，中， C-4加加Vc-4 POH構(gòu)成構(gòu)成Vc-4。 4) 復(fù)用過程復(fù)用過程 SDH系列復(fù)用單元包括：容器系列復(fù)用單元包括：容器C-n、虛容器、虛容器Vc-n、支路、支路單元單元TU-n、支路單元組、支路單元組TUG-n、管理單元、管理單元AU-n和管理單元和管理單元組組AUG-n。 復(fù)用過程復(fù)用過程: (7.3.1) (7.3.2) TU-1nN=TUG2 (7.3.3) TUG2N=TUG3 (7.3.4) AU-nN=AUG (7.3.6) AUGN=STM-1 (7.3.7) STM-1N=STM-N (7.3.8)n-VcPOHn -Vcn-Cn-TUPTRn -TU

35、n-Vc 例例1 利用利用AU-4直接從直接從C-12復(fù)用，如圖復(fù)用，如圖7.15所示。所示。 PDH一次群數(shù)字信號(hào)一次群數(shù)字信號(hào)(2.048Mb/s)進(jìn)進(jìn)C-12適配，加上適配，加上Vc-12 POH構(gòu)成構(gòu)成Vc-12(2.240Mb/s)； Vc-12加上加上TU-12 PTR，經(jīng)速率調(diào)準(zhǔn)和相位對(duì)準(zhǔn)構(gòu)成，經(jīng)速率調(diào)準(zhǔn)和相位對(duì)準(zhǔn)構(gòu)成TU-12(2.304Mb/s)； TU-12經(jīng)均勻同步復(fù)接組成經(jīng)均勻同步復(fù)接組成TUG-2(6.912Mb/s)； 7個(gè)個(gè)TUG-2單字節(jié)間插組成單字節(jié)間插組成TUG-3(49.536Mb/s)； 3個(gè)個(gè)TUG-3經(jīng)字節(jié)間插后，再加上經(jīng)字節(jié)間插后，再加上Vc-4

36、POH即構(gòu)成即構(gòu)成Vc-4(150.336Mb/s)； Vc-4加加AU-4 PTR組成組成AU-4(150.912Mb/s)； 單個(gè)單個(gè)AU-4直接置入直接置入AUG； 單個(gè)單個(gè)AUG加段開銷組成加段開銷組成 STM-1(155.520Mb/s) 。圖圖 7.15 利用利用AU-4直接從直接從C-12復(fù)用的方法復(fù)用的方法C- 12V c - 12 PO HTU - 12 PTRTU - 12 PTRTU - 12 PTRTU G- 2TU G- 2TU G- 3TU G- 3V c - 4 PO HA U - 4 PTRA U - 4 PTRA U GA U GSO H(2.048 Mb/s

37、)C- 12C- 12Vc- 12(2.240 Mb/s)TU - 12V c - 12(2.304 Mb/s)V c - 12V c - 12(6.912 Mb/s)(49.536 Mb/s)(150.336 Mb/s)V c - 4(150.912 Mb/s)V c - 4(150.912 Mb/s)(N 155.520 Mb/s)TU G- 2TU G- 3V c - 4A U - 4A U GSTM- N邏輯結(jié)合物理結(jié)合非陰影區(qū)域是相位對(duì)準(zhǔn)定位的，陰影區(qū)與非陰影區(qū)間的相位對(duì)準(zhǔn)定位由指針規(guī)定并由箭頭指示注： 例例 2 利用利用AU-4直接從直接從C-4復(fù)用，如圖復(fù)用，如圖7.16 所示。

38、所示。 PDH系列四次群數(shù)字信號(hào)系列四次群數(shù)字信號(hào)(139.264 Mb/s)進(jìn)入進(jìn)入C-4適適配，加配，加Vc-4 POH構(gòu)成構(gòu)成Vc-4(速率為速率為150.336 Mb/s)； Vc-4加加AU-4 PTR構(gòu)成構(gòu)成AU-4(150.912 Mb/s)； 單個(gè)單個(gè)AU-4直接置入直接置入AUG； 單個(gè)單個(gè)AUG經(jīng)單字節(jié)間插，加段開銷構(gòu)成標(biāo)稱速率為經(jīng)單字節(jié)間插，加段開銷構(gòu)成標(biāo)稱速率為155.520Mb/s的的STM-1； N個(gè)個(gè)AUG經(jīng)單字節(jié)間插，加段開銷即構(gòu)成經(jīng)單字節(jié)間插，加段開銷即構(gòu)成STM-N。 圖圖7.16 利用利用AU-4直接從直接從C-4復(fù)用的方法復(fù)用的方法C-4(139.264

39、 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(duì)準(zhǔn)定位的，陰影區(qū)與非陰影區(qū)間的相位對(duì)準(zhǔn)定位由指針規(guī)定并由箭頭指示注：Vc -43 IP over SDH3 IP over SDH IP數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)包根據(jù)根據(jù)RFC 1662規(guī)范規(guī)范插入到插入到PPP幀的信息段幀的信息段；SDH通道層的業(yè)務(wù)適配器把通道層的業(yè)務(wù)適配器把封裝的封裝的IP

40、數(shù)據(jù)包映射到數(shù)據(jù)包映射到SDH的的同步凈負(fù)荷區(qū)，同步凈負(fù)荷區(qū)，再經(jīng)再經(jīng)SDH傳輸層和段層傳輸層和段層, 加上相應(yīng)的開銷加上相應(yīng)的開銷, 把凈負(fù)荷裝入到把凈負(fù)荷裝入到SDH幀；最后到達(dá)光層在光纖中傳輸。幀；最后到達(dá)光層在光纖中傳輸。 圖圖 7.17為為IP over SDH分層模型示意圖。分層模型示意圖。 圖圖 7.17 IP over SDH分層模型分層模型 語音圖像數(shù)據(jù)IP/PPPSD H光纖傳輸管道7.3.4 SDH7.3.4 SDH設(shè)備設(shè)備 SDH設(shè)備分為：設(shè)備分為：終端復(fù)用設(shè)備終端復(fù)用設(shè)備TM、分、分/插復(fù)用設(shè)備插復(fù)用設(shè)備ADM和和同步數(shù)字交叉連接設(shè)備同步數(shù)字交叉連接設(shè)備SDXC等。等

41、。1 1 TMTM、ADMADM復(fù)用設(shè)備復(fù)用設(shè)備 1) 終端復(fù)用器終端復(fù)用器 功能：將功能：將PDH信號(hào)信號(hào)(或或STM-N信號(hào)）復(fù)接成高速信號(hào)）復(fù)接成高速STM-M信號(hào)，并完成電光相互轉(zhuǎn)換。信號(hào)，并完成電光相互轉(zhuǎn)換。 TM終端復(fù)用設(shè)備分為：終端復(fù)用設(shè)備分為：接口終端復(fù)用設(shè)備和高階終端接口終端復(fù)用設(shè)備和高階終端復(fù)用設(shè)備復(fù)用設(shè)備, 圖圖 7.18(a)、圖、圖7.18(b)分別為接口終端復(fù)用設(shè)備和分別為接口終端復(fù)用設(shè)備和高階終端復(fù)用設(shè)備示意圖。高階終端復(fù)用設(shè)備示意圖。 圖圖7.18 終端復(fù)用設(shè)備簡(jiǎn)圖終端復(fù)用設(shè)備簡(jiǎn)圖(a)接口終端復(fù)用設(shè)備接口終端復(fù)用設(shè)備 (b)高階終端復(fù)用設(shè)備高階終端復(fù)用設(shè)備 接

42、口終端復(fù)用設(shè)備：接口終端復(fù)用設(shè)備：G.703協(xié)議規(guī)定各類協(xié)議規(guī)定各類PDH系列系列信號(hào)作為支路的輸入、輸出信號(hào)；信號(hào)作為支路的輸入、輸出信號(hào)； 高階終端復(fù)用設(shè)備：高階終端復(fù)用設(shè)備：復(fù)接復(fù)接/分接同步系列各級(jí)信號(hào)，分接同步系列各級(jí)信號(hào)，把若干把若干STM-N同步復(fù)接為同步復(fù)接為STM-M，或?qū)?，或?qū)TM-M分接為若分接為若干干STM-N (M=4N)。 2) ADM分分/插復(fù)用設(shè)備插復(fù)用設(shè)備 SDH系統(tǒng)中上、下電路功能比系統(tǒng)中上、下電路功能比PDH系統(tǒng)更靈活系統(tǒng)更靈活, 圖圖7.19為為同步同步ADM代替代替PDH的的ADM示意圖。示意圖。 ADM設(shè)備可替代設(shè)備可替代TM作為終端復(fù)用器，圖作為

43、終端復(fù)用器，圖7.20為為ADM用作終端復(fù)用器的示意圖。用作終端復(fù)用器的示意圖。 圖圖 7.19 同步同步ADM代替代替PDH的的ADM34/140MMUX34/140MMUXOLTEOLTE2/34MMUX2/34MMUXADMFLM-150140 Mb/s2 Mb/s34 Mb/sDF2 Mb/sSTM-NSTM-N（A/D 模式)2 Mb/sDF：數(shù)字配線架OLTE：光端機(jī)圖圖 7.20 ADM用作終端復(fù)接器用作終端復(fù)接器 STM-1接口： NO.1STM-1接口： NO.1多達(dá) 126.2 Mb/s支路主備主備155 Mb/s155 Mb/s155 Mb/s155 Mb/s ADM設(shè)備

44、設(shè)備可方便地從主信號(hào)碼流中提取出支路信號(hào)，可方便地從主信號(hào)碼流中提取出支路信號(hào)，也可將支路信號(hào)方便地插入到主信號(hào)碼流中。也可將支路信號(hào)方便地插入到主信號(hào)碼流中。（STM-M信號(hào)與信號(hào)與PDH支路信號(hào)的分支路信號(hào)的分/插；在插；在STM-M信號(hào)與信號(hào)與STM-N信號(hào)的信號(hào)的分分/插插）。）。 ADM設(shè)備可用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、鏈狀網(wǎng)以及環(huán)型網(wǎng)，設(shè)備可用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、鏈狀網(wǎng)以及環(huán)型網(wǎng)，圖圖7.21為為ADM功能組成框圖。功能組成框圖。ADM設(shè)備由基本盤和擴(kuò)展設(shè)備由基本盤和擴(kuò)展盤構(gòu)成，基本盤由交換盤、復(fù)接盤、控制盤、通信盤、盤構(gòu)成，基本盤由交換盤、復(fù)接盤、控制盤、通信盤、輔助盤、電源盤等組成；擴(kuò)展盤與應(yīng)用

45、要求有關(guān)。輔助盤、電源盤等組成；擴(kuò)展盤與應(yīng)用要求有關(guān)。圖圖 7.21 ADM功能圖功能圖交換盤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CMI控制盤通信盤輔助盤電源盤西STM- 1(1+1)東STM- 1(1+1)FQSTM-1光STM-1(140 Mb/s)34 Mb/s2 Mb/s2 Mb/s備用2 SDH2 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SDXCSDXC 1) DXC基本概念基本概念 SDH系統(tǒng)的系統(tǒng)的DXC稱為稱為SDXC，是一種具有，是一種具有1個(gè)或多個(gè)個(gè)或多個(gè)PDH準(zhǔn)同步數(shù)字系列準(zhǔn)同步數(shù)字系列或或SDH同步數(shù)字系列

46、信號(hào)，可對(duì)任同步數(shù)字系列信號(hào)，可對(duì)任何端口信號(hào)何端口信號(hào)(和和/或其子速率信號(hào)或其子速率信號(hào))與其他端口信號(hào)與其他端口信號(hào)(和和/或其或其子速率信號(hào)子速率信號(hào))進(jìn)行可控連接和再連接的設(shè)備。進(jìn)行可控連接和再連接的設(shè)備。 SDXC能在接口端口間提供可控能在接口端口間提供可控Vc的透明連接和再的透明連接和再連接，圖連接，圖7.22為為PDH與與SDH交叉連接示意圖；交叉連接示意圖；SDXC還能還能支持支持G.84規(guī)定的控制、管理功能；實(shí)現(xiàn)規(guī)定的控制、管理功能；實(shí)現(xiàn)Vc信號(hào)的連接和信號(hào)的連接和再連接再連接(交換功能交換功能)。 圖圖7.23為為SDXC實(shí)現(xiàn)虛容器交換示意圖。實(shí)現(xiàn)虛容器交換示意圖。圖圖7

47、.22 PDH與與SDH交叉連接交叉連接光端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)接口接口接口接口接口接口接口140 M111416648 M34 MSTM-1140 M140 M2 MSTM-1STM-1140 M140 M140 M交叉連接VCX14圖圖7.23 SDXC實(shí)現(xiàn)虛容器交換實(shí)現(xiàn)虛容器交換 Vc信號(hào)按順序周期映射到信號(hào)按順序周期映射到STM-1信號(hào)，特定信號(hào)，特定Vc固定在固定在同一個(gè)列組，同一個(gè)列組，Vc的交換變成的交換變成STM幀結(jié)構(gòu)中列組間的交換。幀結(jié)構(gòu)中列組間的交換。 交叉連接也實(shí)現(xiàn)交叉連接也實(shí)現(xiàn)“交換功能交換功能”，表，表7.8為為DXC和數(shù)字交和數(shù)字交換機(jī)的的比較。換機(jī)的的

48、比較。 2) 交叉連接設(shè)備交叉連接設(shè)備 圖圖7.24為交叉連接設(shè)備組成原理方框圖，為交叉連接設(shè)備組成原理方框圖，交叉連接設(shè)交叉連接設(shè)備備由由交叉連接矩陣、控制系統(tǒng)、外部時(shí)鐘、線路時(shí)鐘、交叉連接矩陣、控制系統(tǒng)、外部時(shí)鐘、線路時(shí)鐘、TMN(電信管理網(wǎng)電信管理網(wǎng))接口、告警指示、調(diào)配線及輸入接口、告警指示、調(diào)配線及輸入/輸出輸出接口接口等組成。等組成。 圖圖7.25為為典型交叉連接設(shè)備示意圖。該設(shè)備典型交叉連接設(shè)備示意圖。該設(shè)備能在能在STM-1信號(hào)間交換信號(hào)間交換Vc，可提供，可提供88個(gè)個(gè)STM-1信號(hào)容量，信號(hào)容量， 9個(gè)掛鉤裝在個(gè)掛鉤裝在1個(gè)板上可組成個(gè)板上可組成1616個(gè)個(gè)STM-1的更大

49、容量，的更大容量，還可用更多電路板組成一個(gè)方陣開關(guān)供更大系統(tǒng)應(yīng)用。還可用更多電路板組成一個(gè)方陣開關(guān)供更大系統(tǒng)應(yīng)用。 圖圖 7.24 DXC方框圖方框圖控制系統(tǒng)操作接口支援存儲(chǔ)140 Mb/sSTM-1STM-N外部時(shí)鐘 線路時(shí)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)140 Mb/s圖圖 7.25 阿爾卡特阿爾卡特1641 SX交叉連接的體系結(jié)構(gòu)交叉連接的體系結(jié)構(gòu)接收發(fā)送接收發(fā)送接收發(fā)送接收發(fā)送開銷提供STM -1140 Mb/sSTM -1口140 Mb/s口其他口STM -1STM -1STM -1STM -1口STM -1STM -1識(shí)

50、別器/奇偶性插入至DU識(shí)別器/奇偶監(jiān)控誤碼誤碼導(dǎo)致矩陣一致性的變化虛容器矩陣 3) DXC的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn) 信號(hào)獨(dú)立性；信號(hào)獨(dú)立性； 無阻塞；無阻塞； 周期性；周期性； 同步性；同步性； 冗余性；冗余性； 透明性。透明性。3 SDH3 SDH再生中繼設(shè)備再生中繼設(shè)備 1) 再生設(shè)備模型及功能再生設(shè)備模型及功能 圖圖7.26為為SDH中繼設(shè)備模型示意圖。中繼設(shè)備模型示意圖。圖圖 7.26 SDH中繼設(shè)備模型中繼設(shè)備模型開銷接口(OHA)SDH物理接口SPI(收)SDH物理接口SPI(發(fā))再生段終端RST(收)再生段終端RST(發(fā))定時(shí)發(fā)生器(RTG)同步設(shè)備管理功能(SEMF)消息通信功能(

51、MCF)OHA接口U1U1E1F1ASTM-NBCBASTM-NT1S1T0S2S2T0S1T1T1T0StsHHD1D3(DCCR)D1D3(DCCR)Q、F接口 A參考點(diǎn)：參考點(diǎn)：經(jīng)光纜衰減的經(jīng)光纜衰減的STM-N全幀光信號(hào)全幀光信號(hào)送物理接口送物理接口SPI(收收)，經(jīng)光，經(jīng)光/電變換、均衡放大、判決處理、定時(shí)提取、電變換、均衡放大、判決處理、定時(shí)提取、再定時(shí)等形成全幀電信號(hào)。再定時(shí)等形成全幀電信號(hào)。 B參考點(diǎn)：參考點(diǎn)：STM-N全幀電信號(hào)全幀電信號(hào)送入再生段終端送入再生段終端RST(收收)，經(jīng)幀定位、解擾碼處理并提取經(jīng)幀定位、解擾碼處理并提取RSOH字節(jié)送開銷接口字節(jié)送開銷接口OHA；

52、完成完成BIP-8誤碼計(jì)數(shù)與誤碼計(jì)數(shù)與B1字節(jié)的校驗(yàn)；對(duì)幀失步字節(jié)的校驗(yàn)；對(duì)幀失步OOF、幀丟、幀丟失失LOF條件進(jìn)行檢驗(yàn)，并條件進(jìn)行檢驗(yàn)，并經(jīng)經(jīng)S2報(bào)告給同步設(shè)備管理功能塊報(bào)告給同步設(shè)備管理功能塊SEMF 。 C參考點(diǎn)：參考點(diǎn)：無無RSOH的的STM-N信號(hào)信號(hào)送送再生段終端再生段終端RST(發(fā)發(fā))，把本地把本地RSOH字節(jié)插入到字節(jié)插入到STM-N信號(hào)形成全幀信號(hào)形成全幀STM-N信號(hào)，并進(jìn)行擾碼、比特間插奇偶校驗(yàn)計(jì)算。信號(hào)，并進(jìn)行擾碼、比特間插奇偶校驗(yàn)計(jì)算。 參考點(diǎn)參考點(diǎn)B：STM-N全幀電信號(hào)全幀電信號(hào)送送物理接口物理接口SPI(發(fā)發(fā)),進(jìn)進(jìn)行電行電/光變換為光變換為STM-N全幀光信

53、號(hào)，全幀光信號(hào)，進(jìn)行發(fā)送光失效、激進(jìn)行發(fā)送光失效、激光偏流門限和激光器溫度檢測(cè)，經(jīng)光偏流門限和激光器溫度檢測(cè)，經(jīng)S1報(bào)告給報(bào)告給同步設(shè)備管同步設(shè)備管理功能塊理功能塊SEMF。 參考點(diǎn)參考點(diǎn)A：把重新組合的含有把重新組合的含有RSOH的的STM-N全幀全幀光信號(hào)光信號(hào)通過光纜向下游發(fā)送。通過光纜向下游發(fā)送。 2) 其他功能塊的作用其他功能塊的作用 (1) 再生中繼設(shè)備定時(shí)發(fā)生器再生中繼設(shè)備定時(shí)發(fā)生器RTG RTG內(nèi)有定時(shí)濾波器和內(nèi)部振蕩器，內(nèi)有定時(shí)濾波器和內(nèi)部振蕩器，T1為輸入定時(shí)為輸入定時(shí)信號(hào)，信號(hào)，T0為輸出定時(shí)信號(hào)。為輸出定時(shí)信號(hào)。 (2) 同步設(shè)備管理功能同步設(shè)備管理功能SEMF 處理參

54、考點(diǎn)處理參考點(diǎn)S1、S2來的數(shù)據(jù)以及硬件告警信號(hào)等，并來的數(shù)據(jù)以及硬件告警信號(hào)等，并送相關(guān)功能塊。送相關(guān)功能塊。 (3) 消息通信功能消息通信功能MCF 處理處理SEMF信息送有關(guān)數(shù)據(jù)通道，也可直接送上游數(shù)信息送有關(guān)數(shù)據(jù)通道，也可直接送上游數(shù)據(jù)通道，遠(yuǎn)端監(jiān)視、控制線路運(yùn)行狀態(tài)。據(jù)通道，遠(yuǎn)端監(jiān)視、控制線路運(yùn)行狀態(tài)。 (4) 開銷接口開銷接口OHA 用于用于RSOH的相關(guān)字節(jié)、公務(wù)聯(lián)絡(luò)電話接口、使用者的相關(guān)字節(jié)、公務(wù)聯(lián)絡(luò)電話接口、使用者通道和備用服務(wù)接口。通道和備用服務(wù)接口。7.4 7.4 光波分復(fù)用系統(tǒng)光波分復(fù)用系統(tǒng) 7.4.1 7.4.1 光波分復(fù)用系統(tǒng)基本概念光波分復(fù)用系統(tǒng)基本概念1 1 光

55、波分復(fù)用系統(tǒng)組成光波分復(fù)用系統(tǒng)組成 圖圖7.27為光波分復(fù)用系統(tǒng)組成示意圖。為光波分復(fù)用系統(tǒng)組成示意圖。 發(fā)端：發(fā)端：傳輸信號(hào)在光終端設(shè)備通過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換變?yōu)椴▊鬏斝盘?hào)在光終端設(shè)備通過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換變?yōu)椴ǚ謴?fù)用系統(tǒng)系列工作波長(zhǎng)，多路光信號(hào)通過光復(fù)用器耦分復(fù)用系統(tǒng)系列工作波長(zhǎng)，多路光信號(hào)通過光復(fù)用器耦合到一根光纖上，放大后在光纖線路中傳輸；合到一根光纖上，放大后在光纖線路中傳輸； 收端：收端：放大的光耦合信號(hào)在光終端設(shè)備解復(fù)用為多放大的光耦合信號(hào)在光終端設(shè)備解復(fù)用為多路光信號(hào)，通過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換將各路光信號(hào)的工作波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換路光信號(hào)，通過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換將各路光信號(hào)的工作波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)。為標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)。圖圖7.27 光波分

56、復(fù)用系統(tǒng)組成光波分復(fù)用系統(tǒng)組成WDMWDM12M光放大器光放大器光放大器光放大器12M終端設(shè)備光放大設(shè)備光放大設(shè)備終端設(shè)備2 2 光波分復(fù)用傳輸原理光波分復(fù)用傳輸原理 圖圖7.28為光波分復(fù)用傳輸原理框圖。為光波分復(fù)用傳輸原理框圖。 圖圖7.28(a)：一根光纖中同時(shí)單向傳輸幾個(gè)不同波長(zhǎng)的：一根光纖中同時(shí)單向傳輸幾個(gè)不同波長(zhǎng)的光波信號(hào)。光波信號(hào)。發(fā)端：發(fā)端：信號(hào)先通過光源變?yōu)椴煌ㄩL(zhǎng)的光波信信號(hào)先通過光源變?yōu)椴煌ㄩL(zhǎng)的光波信號(hào)；再通過光波分復(fù)用器號(hào)；再通過光波分復(fù)用器WDM耦合到一根光纖中傳輸。耦合到一根光纖中傳輸。收端：收端：光耦合信號(hào)通過光波分復(fù)用器光耦合信號(hào)通過光波分復(fù)用器WDM解復(fù)用，

57、再通解復(fù)用，再通過光檢測(cè)器取得多波長(zhǎng)光信號(hào)。過光檢測(cè)器取得多波長(zhǎng)光信號(hào)。 圖圖7.28(b)：一根光纖中同時(shí)雙向傳輸幾個(gè)不同波長(zhǎng)的一根光纖中同時(shí)雙向傳輸幾個(gè)不同波長(zhǎng)的光波信號(hào)，光波信號(hào)，傳輸過程與單向傳輸相同。傳輸過程與單向傳輸相同。 光源1光源2光源3檢測(cè)器 1檢測(cè)器 2檢測(cè)器 nWDMWDM光源1光源n檢測(cè)器 1檢測(cè)器 m檢測(cè)器 1檢測(cè)器 n光源1光源mWDMWDMS1S2Sn12n單根光纖1,1, n12nS1S2Sn(a)1nS1SnS1Sm1m1n1mS1SnS1Sm1,2, ,n1,2, ,m單根光纖(b)圖圖7.28 WDM傳輸原理圖傳輸原理圖3 光波分復(fù)用波長(zhǎng)區(qū)通路劃分光波分復(fù)

58、用波長(zhǎng)區(qū)通路劃分 光波分復(fù)用系統(tǒng)中用波長(zhǎng)表述通路，各通路間頻率間隔光波分復(fù)用系統(tǒng)中用波長(zhǎng)表述通路，各通路間頻率間隔一般有一般有50GHz、100GHz、200GHz等。等。 通路間隔：通路間隔：光波分復(fù)用系統(tǒng)中兩相鄰?fù)烽g的標(biāo)稱波長(zhǎng)光波分復(fù)用系統(tǒng)中兩相鄰?fù)烽g的標(biāo)稱波長(zhǎng)（頻率）差。通路間隔可相等，也可不等。（頻率）差。通路間隔可相等，也可不等。 標(biāo)稱中心波長(zhǎng)：標(biāo)稱中心波長(zhǎng)：光波分復(fù)用系統(tǒng)每個(gè)信號(hào)通路所對(duì)應(yīng)的光波分復(fù)用系統(tǒng)每個(gè)信號(hào)通路所對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)稱為標(biāo)稱中心波長(zhǎng)（標(biāo)稱中心頻率）。國(guó)際上一般中心波長(zhǎng)稱為標(biāo)稱中心波長(zhǎng)（標(biāo)稱中心頻率）。國(guó)際上一般以以193.1THz為參考頻率，標(biāo)稱波長(zhǎng)為為參考頻率

59、，標(biāo)稱波長(zhǎng)為1552.52nm，目前開發(fā)，目前開發(fā)的光纖波長(zhǎng)在的光纖波長(zhǎng)在1310 nm和和1550 nm窗口。窗口。 表表7.9為為16通路和通路和8通路通路WDM系統(tǒng)中心波長(zhǎng)系統(tǒng)中心波長(zhǎng)(頻率頻率)。 7.4.2 7.4.2 光波分復(fù)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)光波分復(fù)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖圖7.29為光波分復(fù)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，由光發(fā)射機(jī)、為光波分復(fù)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，由光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、光放大器、光纖（光纜）、光監(jiān)控信道和網(wǎng)絡(luò)光接收機(jī)、光放大器、光纖（光纜）、光監(jiān)控信道和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)六部分組成。管理系統(tǒng)六部分組成。 光發(fā)射：光發(fā)射：SDH端機(jī)的光信號(hào)先送光發(fā)射端經(jīng)光轉(zhuǎn)發(fā)端機(jī)的光信號(hào)先送光發(fā)射端經(jīng)光轉(zhuǎn)發(fā)器把非特定波

60、長(zhǎng)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為特定波長(zhǎng)的光信號(hào)；器把非特定波長(zhǎng)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為特定波長(zhǎng)的光信號(hào)； 再再利用合波器合成多通路的光信號(hào)；最后經(jīng)功率放大器放大利用合波器合成多通路的光信號(hào)；最后經(jīng)功率放大器放大后送光纖信道傳后送光纖信道傳輸。輸。 光放大器：光放大器：用摻鉺光放大器放大光纖信號(hào)，不同波長(zhǎng)用摻鉺光放大器放大光纖信號(hào)，不同波長(zhǎng)光信號(hào)的放大增益相同。光信號(hào)的放大增益相同。 光接收機(jī)：光接收機(jī)：長(zhǎng)途傳輸后衰減的主信道弱光信號(hào)經(jīng)前置長(zhǎng)途傳輸后衰減的主信道弱光信號(hào)經(jīng)前置放大器放大送光分波器，從主信道光信號(hào)中分出特定波長(zhǎng)放大器放大送光分波器，從主信道光信號(hào)中分出特定波長(zhǎng)的光信號(hào)。的光信號(hào)。 光監(jiān)控信道：光監(jiān)控信道：