電力保護(hù)及通信培訓(xùn)

電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力保護(hù)與通信培訓(xùn)材料電力保護(hù)與通信基礎(chǔ)主講：鐘玉TEL空我們的杯子，注入新鮮…將通訊工具置于靜音或振動(dòng)…討論不要爭(zhēng)論，走動(dòng)不要走開用我們?nèi)硇牡耐度耄黄鸱窒砦覀兊某晒ε嘤?xùn)約定

保護(hù)通信基礎(chǔ)知識(shí)大家來(lái)思考——電力保護(hù)為什么需要通信時(shí)間/空間？客戶/協(xié)作？依賴保護(hù)公式保護(hù)成功＝信息傳遞量×信息準(zhǔn)確率×判決率縱聯(lián)保護(hù)：當(dāng)電網(wǎng)線路發(fā)生故障時(shí)，為了準(zhǔn)確快速地切除故障線路，僅反應(yīng)一側(cè)電氣量的變化不能區(qū)分本側(cè)和對(duì)側(cè)（或相鄰線路）的故障，只有反應(yīng)兩側(cè)電氣量的變化才能準(zhǔn)確區(qū)分故障，為了達(dá)到有選擇性地快速切除故障線路的目的，需將線路一側(cè)電氣量的信息傳輸?shù)搅硪粋?cè)，既線路兩側(cè)之間發(fā)生了通信的聯(lián)系，這一聯(lián)系就需要通信來(lái)完成；兩側(cè)間發(fā)生了縱向聯(lián)系、這種保護(hù)稱為縱聯(lián)保護(hù)。

保護(hù)通信基礎(chǔ)知識(shí)從通信看保護(hù)1如何通信2保護(hù)對(duì)通信的需求3關(guān)系三層次４通信實(shí)現(xiàn)了什么？專業(yè)概念通信：信息的傳遞、轉(zhuǎn)移、交換。電信：利用有線、無(wú)線的電磁系統(tǒng)或者光電系統(tǒng)，傳送、發(fā)射或者接收語(yǔ)音、文字、數(shù)據(jù)、圖像以及其他任何形式信息。信息：消息中有意義的成分；在電信中用信號(hào)來(lái)載送信息。信號(hào)：根據(jù)信號(hào)物理參量基本特征的不同，信號(hào)可以分為兩大類：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。

3個(gè)要求:接通的任意性與快速性；信號(hào)傳輸?shù)耐该餍耘c傳輸質(zhì)量的一致性；網(wǎng)絡(luò)的可靠性與經(jīng)濟(jì)合理性。通信即信息的溝通通過傳遞信息產(chǎn)生效用：電信生產(chǎn)的結(jié)果，不是新的實(shí)物產(chǎn)品，而是空間轉(zhuǎn)移的有益效用。電信的生產(chǎn)過程就是傳遞或傳輸信息的過程，在這個(gè)過程中，借助通信工具，使勞動(dòng)對(duì)象-----信息發(fā)生預(yù)期的空間、場(chǎng)所的變更，從而產(chǎn)生了對(duì)用戶有益的效用。這種效用與堆集在倉(cāng)庫(kù)，或陳列在商店里的商品不一樣，它的使用價(jià)值是縮短時(shí)間和空間，它是一種客觀存在但卻沒有實(shí)物形態(tài)，這種效用實(shí)際上就是信息傳遞。電信系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)實(shí)際的電信系統(tǒng)通常由終端設(shè)備、傳輸鏈路和交換設(shè)備三大部分組成。1、終端設(shè)備。終端設(shè)備的主要功能是把待傳輸?shù)男畔⒑驮谛诺郎蟼鬏數(shù)男盘?hào)互相轉(zhuǎn)換。對(duì)應(yīng)不同的電信業(yè)務(wù)（語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻）有不同的終端設(shè)備，如電話業(yè)務(wù)的終端是電話機(jī)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的終端主要是計(jì)算機(jī)。2、傳輸鏈路。傳輸鏈路是連接源點(diǎn)和終點(diǎn)的媒介和通道，除對(duì)應(yīng)于電信系統(tǒng)模型中信道部分之外，還包括一部分發(fā)送和接收設(shè)備。傳輸鏈路的實(shí)現(xiàn)方式很多，一種是物理傳輸媒介本身就是傳輸鏈路，如實(shí)線和電纜；一種是采用傳輸設(shè)備和物理傳輸媒介一起形成的傳輸鏈路，如光通信鏈路；還有一種是利用大氣傳播的傳輸鏈路，如微波和衛(wèi)星通信鏈路。3、交換設(shè)備。交換設(shè)備的基本功能是完成接入交換節(jié)點(diǎn)鏈路的匯集、轉(zhuǎn)接和分配。不同電信業(yè)務(wù)對(duì)交換性能要求也不同。如，對(duì)電話業(yè)務(wù)交換，要求其實(shí)時(shí)性強(qiáng)。保護(hù)裝置-行業(yè)終端線路縱聯(lián)保護(hù)是利用通信完成兩點(diǎn)之間的故障信息交換，進(jìn)行處于異地的兩個(gè)裝置協(xié)同動(dòng)作。通道是實(shí)現(xiàn)保護(hù)的物質(zhì)基礎(chǔ)；“三同一保”數(shù)字復(fù)用通道/光纖專用通道數(shù)據(jù)采集處理保護(hù)64kbps通信接口保護(hù)接口設(shè)備專用/復(fù)用保護(hù)接口設(shè)備專用/復(fù)用通道64kbps通信接口數(shù)據(jù)采集處理保護(hù)接口接口保護(hù)通道保護(hù)信號(hào)終端終端保護(hù)裝置保護(hù)裝置從通信看保護(hù)1如何通信2保護(hù)對(duì)通信的需求3關(guān)系三層次４第一個(gè)問題：信息-信號(hào)-信息完整傳送的“編碼”之旅？打電話&出差通信中的“編碼”，須嚴(yán)格規(guī)范的定義；打電話&電匯寄錢不同的場(chǎng)景，需選擇不同的通信途徑。第二個(gè)問題：數(shù)字信號(hào)傳送的編碼技術(shù)？信源編碼&信道編碼將模擬/數(shù)字信號(hào)組織為規(guī)范的、能有效傳送，并可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式。組織傳送結(jié)構(gòu)不同的技術(shù)體制下，對(duì)應(yīng)的傳送結(jié)構(gòu)是不同的，一般包括比特、時(shí)隙（包）、幀等基本元素；具體的一種傳送結(jié)構(gòu)往往與數(shù)字復(fù)用是關(guān)聯(lián)的！任何信息都通過各種編碼方式在通信網(wǎng)絡(luò)和線路上傳送。終端傳輸媒介終端電信號(hào)電信號(hào)信息信息第一步:用什么信息格式傳遞給對(duì)方-編碼模擬通信:信源所發(fā)出的信息經(jīng)變換器變換和處理后，送往信道上傳輸?shù)氖悄M信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)。

數(shù)字通信:與模擬通信相對(duì)應(yīng)，信源所發(fā)出的信息經(jīng)變換和處理后，送往信道上傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。信源信源編碼信道編碼數(shù)字調(diào)制信道數(shù)字解調(diào)信道解碼信源解碼信宿噪聲源數(shù)字傳輸系統(tǒng)看不到的-編碼數(shù)字信號(hào)的正確接收關(guān)鍵：定時(shí)與同步模擬通信與數(shù)字通信PCM通信原理框圖1972年ITU-T公布了G.71164kbit/sPCM標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)數(shù)字化從聲音到模擬信號(hào)再到數(shù)字信號(hào)——PCM[脈沖編碼調(diào)制]PCM聲音-語(yǔ)聲信號(hào)[模擬信號(hào)]話機(jī)-送話器將聲波變換為線性變化的電流，信號(hào)；濾波-在電話網(wǎng)中可傳送的語(yǔ)聲信號(hào)頻率為300Hz~3400Hz[BaseValue]；調(diào)制[Modulation]-傳送——接收-解調(diào)。語(yǔ)聲信號(hào)-數(shù)字信號(hào)A/D[三步曲]（1）抽樣奈奎斯特發(fā)明抽樣定理8000Hz抽樣，周期125μs（2）量化近似處理（3）編碼關(guān)鍵，形成8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)格式

數(shù)字信號(hào)比特率為8bit*8000Hz/s=64Kbit/s數(shù)字信號(hào)-語(yǔ)聲信號(hào)D/A[重構(gòu)]“仿造”（1）解碼恢復(fù)波形信號(hào)（2）低通濾波噪聲重構(gòu)發(fā)送側(cè)語(yǔ)音信號(hào)波形。

多路復(fù)用技術(shù)主要有兩種：FDM（頻分制）、TDM（時(shí)分制）FDM是將物理傳輸媒質(zhì)可用頻段分割為若干個(gè)部分，每個(gè)部分均可作為一個(gè)獨(dú)立的傳輸信道使用。TDM是將時(shí)間劃分為若干個(gè)互不重疊的時(shí)隙，用不同的時(shí)隙建立不同的子信道，固定或按需分配給用戶使用的通信方法（前者稱周期性信道，后者稱標(biāo)志化信道）。即是利用各路信號(hào)在信道上占有不同的時(shí)間間隔的特征來(lái)分開各路信號(hào)的。這樣，從宏觀上看，一條物理通路就可以‘同時(shí)’傳送多條信道的信息。

數(shù)字復(fù)用-“一根線”上傳送多用戶信息32時(shí)隙分配：幀同步時(shí)隙：TS0；30個(gè)話路時(shí)隙：TS1～TS15，TS17～TS31；信令與復(fù)幀同步時(shí)隙：TS16TDM-PCM30/32路系統(tǒng)PCM30／32路幀結(jié)構(gòu)基本數(shù)據(jù)：?。繋钑r(shí)間：T=l／8000=125μsⅱ．每一時(shí)隙所需時(shí)間：125μs／32=3．906μsⅲ．每比特所需時(shí)間：3．906μs／8=488nsⅳ．每一復(fù)幀有16幀，每復(fù)幀所需時(shí)間：125×16=2msⅴ．每幀的比特?cái)?shù)：8×32=256Bitⅵ．每幀速率：8×256=2048Kb／sⅶ．每時(shí)隙速率：8×8000=64Kb／sTDM-PCM30/32路系統(tǒng)2M接口-2048kbit/s接口的簡(jiǎn)稱硬件接口類型：主要有非平衡的75歐姆，平衡的120歐姆兩種接口類型。2M的幀結(jié)構(gòu)：一般包括比特、時(shí)隙（包）、幀等基本元素的傳送結(jié)構(gòu)。為了適合數(shù)字傳輸線路上的傳輸特性還需進(jìn)行傳輸碼型編碼，2M使用的傳輸碼型是HDB3碼。HDB3碼的主要特點(diǎn)是“0”碼變換后仍是“0”碼不變，“1”碼交替變換為+1或-1，當(dāng)碼字序列中的的“0”碼多于3個(gè)時(shí)，則第4個(gè)“0”碼就用一個(gè)傳號(hào)代替，用來(lái)增加其定時(shí)時(shí)鐘信息的含量以利于時(shí)鐘提取。2M的幀結(jié)構(gòu)類型：有5種，第一種是非幀結(jié)構(gòu)，第二種是PCM30，第三種是PCM31，第四種是PCM30CRC，第五種是PCM31CRC。0時(shí)隙目前我們對(duì)2M認(rèn)識(shí)很多都是由于對(duì)0時(shí)隙不了解，造成故障判斷，故障定位方面的困難。以上5種幀結(jié)構(gòu)中每一幀都有0時(shí)隙，它主要攜帶的信息有四種，1是幀同步信號(hào)，2是CRC，3是A告（即對(duì)告），4是冗余信息。2M每秒傳送8000幀信號(hào)，幀同步信息是在偶數(shù)幀內(nèi)的第2至第8的BIT，是固定的碼流，為0011011。奇數(shù)幀內(nèi)的第1個(gè)BIT以前一般定義為1，叫做國(guó)際國(guó)內(nèi)電路，是一個(gè)識(shí)別信號(hào)，現(xiàn)在已經(jīng)沒有很嚴(yán)格規(guī)定如何使用了。CRC是在偶數(shù)幀的第1個(gè)BIT，每4個(gè)偶數(shù)幀構(gòu)成1個(gè)CRC-4，因此，2M內(nèi)的校驗(yàn)碼就叫CRC-4。A告在奇數(shù)幀的第2個(gè)BIT上，如出現(xiàn)A告，該比特置1。冗余信息是在偶數(shù)幀的第3至第8比特上，一般較少用。CRC-4幀結(jié)構(gòu)Sub-multiframe(SMF)FramenumberBits1to8oftheframe12345678Multiframe

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Sa8PDH：準(zhǔn)同步數(shù)字序列數(shù)字信號(hào)速率和幀結(jié)構(gòu)無(wú)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)光接口無(wú)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)異步復(fù)用不利于高速信號(hào)傳輸和上下低速支路信號(hào)運(yùn)行維護(hù)管理（OAM）開銷字節(jié)少

SDH：同步數(shù)字序列接口規(guī)范同步復(fù)用上下低速支路信號(hào)方便運(yùn)行維護(hù)管理（OAM）功能強(qiáng)大兼容性好數(shù)字傳送技術(shù)體制第二步:如何找到對(duì)方-“尋址”通信的方向；不要“南轅北轍”單向通信&雙向通信單工（Simplex）-數(shù)據(jù)只在一個(gè)方向上傳送；半雙工（half-Duplex）：可切換方向，任一時(shí)刻是單工的；全雙工（full-Duplex）：同時(shí)在兩個(gè)方向上傳送。通信網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有規(guī)范、可查詢的地址標(biāo)識(shí)，只是不同的網(wǎng)絡(luò)，地址標(biāo)識(shí)的設(shè)置與查詢方法不同。找到對(duì)方-尋址移動(dòng)通信網(wǎng)的尋址（CDMA號(hào)碼）MDN-用戶號(hào)碼[TLDN]86-189-H0H1H2H3ABCDIMSI-國(guó)際移動(dòng)臺(tái)識(shí)別碼[TMSI]460-03-977-7-000001LAI+CI-位置區(qū)+小區(qū)識(shí)別碼

IP網(wǎng)尋址（MAC地址&IP地址）以太網(wǎng)-MAC地址，48位；如00-1B-38-A6-B3-C1互聯(lián)網(wǎng)-IP地址[IPv4]，32位；如6DNS[域名]，如從通信看保護(hù)1如何通信2保護(hù)對(duì)通信的需求3關(guān)系三層次４保護(hù)裝置數(shù)據(jù)傳送時(shí)延要求嚴(yán)格，且在雙通道配置時(shí)要求時(shí)延相同，一般單方向通道時(shí)延≦15ｍｓ信息量小，保護(hù)裝置數(shù)據(jù)的交換,2048kbit/s傳輸?shù)膶Ｓ霉饫w通道、64kbit/s速率復(fù)接PCM（G.703）同向接口、2048kbit/s速率復(fù)接PDH或SDH的2048kbit/s（E1）接口三種通道方式實(shí)現(xiàn)可靠、準(zhǔn)確，保護(hù)裝置數(shù)據(jù)須采用同步數(shù)據(jù)傳送，同步配置及要求嚴(yán)格；保護(hù)裝置數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量要求嚴(yán)格，通道傳輸距離及誤碼率指標(biāo)均需滿足系統(tǒng)要求；為避免誤動(dòng)作，還引入了差錯(cuò)控制，如CRC校驗(yàn)。保護(hù)對(duì)通信的需求小快靈可靠性是影響保護(hù)性能至關(guān)重要的因素從通信看保護(hù)1如何通信2保護(hù)對(duì)通信的需求3關(guān)系三層次４對(duì)通信而言保護(hù)暢通終端客戶

傳送方式保護(hù)傳送專題保護(hù)信號(hào)傳送Diagram專用通道光纖通道通信距離≤100km.損耗受限可靠性高簡(jiǎn)單、方便高成本傳送保護(hù)信息復(fù)用通道TDM通道通信距離≤400km利用通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)延控制靈活、高效時(shí)延、誤碼、對(duì)稱通道專用光纖通道連接專用通道：保護(hù)的尾纖與光纜的保護(hù)專用芯直接熔接或通過光纖分配屏連接（方便旁代線路）專用通道復(fù)用通道：保護(hù)的尾纖直接與接口裝置連接，通過接口裝置轉(zhuǎn)換為電信號(hào)與PCM機(jī)或E1接口連接，與PCM連接使用屏蔽雙絞線，與E1接口采用同軸電纜連接。復(fù)用通道64Kb/s同向接口電氣技術(shù)數(shù)據(jù)

符號(hào)率256kbauds脈沖形狀(標(biāo)稱的矩形)不管極性如何，有效信號(hào)的所有“傳號(hào)”應(yīng)符合圖2的樣板。圖中V值對(duì)應(yīng)于標(biāo)稱峰值。每個(gè)傳輸方向的線對(duì)一個(gè)對(duì)稱線對(duì)測(cè)試負(fù)載阻抗120Ω，電阻性“傳號(hào)”(脈沖)的標(biāo)稱峰值電壓1.0V“空號(hào)”(無(wú)脈沖)的峰值電壓0V±0.10V標(biāo)稱脈寬3.9us脈寬中點(diǎn)處的正負(fù)脈沖的幅度比0.95至1.05標(biāo)稱半幅度處的正負(fù)脈沖的寬度比0.95至1.05傳輸距離電纜傳輸距離<50M,光纖傳輸距離≤30KM二進(jìn)制信號(hào)編成G.703同向接口碼按下列規(guī)則進(jìn)行：第一步：一個(gè)64kbit/s周期分成四個(gè)單位間隔。第二步：二進(jìn)制的“1”被編成如下四個(gè)比特的碼組

1100。第三步：二進(jìn)制的“0”被編成如下四個(gè)比特的碼組

1010。第四步：通過交替變換相鄰碼組的極性，把二進(jìn)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成三電平信號(hào)。第五步：每第八組破壞了碼組的極性交替。破壞的組對(duì)八比特組的最后一比特進(jìn)行標(biāo)志。G.703編碼規(guī)則2.048Mb/s接口電氣技術(shù)數(shù)據(jù)比特率2048kbit/s±50ppm脈沖形狀(標(biāo)稱的矩形)不管極性如何，有效信號(hào)的所有“傳號(hào)”應(yīng)符合圖1的樣板。圖中V值對(duì)應(yīng)于標(biāo)稱峰值。每個(gè)傳輸方向的線對(duì)一個(gè)同軸線對(duì)一個(gè)對(duì)稱線對(duì)測(cè)試負(fù)載阻抗75Ω，電阻性120Ω，電阻性“傳號(hào)”(脈沖)的標(biāo)稱峰值電壓2.37V3V“空號(hào)”(無(wú)脈沖)的峰值電壓0±0.237V0±0.3V標(biāo)稱脈寬244ns脈寬中點(diǎn)處的正負(fù)脈沖的幅度比0.95至1.05標(biāo)稱半幅度處的正負(fù)脈沖的寬度比0.95至1.05在輸出口的最大峰－峰抖動(dòng)參見建議G.823的§2同軸連接器（座，L9）1.6/5.6StraightJackForPCB,Female(孔)同軸連接器（頭，L9）1.6/5.6RightAnglePlugCrimp,Male(針)電纜規(guī)格（同軸）SYV-75-2,RG-179傳輸距離電纜傳輸距離<50M,光纖傳輸距離≤30KM二進(jìn)制信號(hào)編成HDB3信號(hào)按下列規(guī)則進(jìn)行：HDB3信號(hào)是偽三進(jìn)制信號(hào)，它的三個(gè)狀態(tài)可用B＋、B－和0來(lái)表示。二進(jìn)制信號(hào)中的空號(hào)，在HDB3信號(hào)中仍編為空號(hào)；但對(duì)四個(gè)空號(hào)串應(yīng)按特殊規(guī)則處理。二進(jìn)制信號(hào)中的傳號(hào)，在HDB3信號(hào)中應(yīng)交替編為B＋、和B－（傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)）。在編四個(gè)空號(hào)串時(shí)要引入傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)規(guī)則的破壞點(diǎn)。二進(jìn)制信號(hào)中的四個(gè)空號(hào)串按下列規(guī)則編碼：

a）如果HDB3信號(hào)的前一個(gè)傳號(hào)的極性與其前一個(gè)破壞點(diǎn)的極性相反而本身又不是破壞點(diǎn)，則四個(gè)空號(hào)串的第一個(gè)空號(hào)應(yīng)編為空號(hào)；如果HDB3信號(hào)的前一個(gè)傳號(hào)的極性與其前一個(gè)破壞點(diǎn)的極性相同或者本身就是破壞點(diǎn)，則四個(gè)空號(hào)串的第一個(gè)空號(hào)編為傳號(hào)，即非破壞點(diǎn)（即B＋、或B－）。

b）四個(gè)空號(hào)串的第二個(gè)空號(hào)和第三個(gè)空號(hào)總是編為空號(hào)。

c）四個(gè)空號(hào)串的最后一個(gè)空號(hào)總是編為傳號(hào)，其極性應(yīng)破壞傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)規(guī)則。這種破壞點(diǎn)按其極性用V＋、或V－來(lái)表示。HDB3碼型變換規(guī)則相鄰取代碼V間傳號(hào)碼為奇數(shù)碼相鄰取代碼V間傳號(hào)碼為偶數(shù)碼

傳送方式保護(hù)傳送專題保護(hù)信號(hào)傳送一同步通道指標(biāo)二同步背景知識(shí)1.同步-是指兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)之間在頻率或相位上保持某種特點(diǎn)的關(guān)系，也就是說(shuō)兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)在相對(duì)應(yīng)的有效瞬間其相位差或頻率差在約定的容許范圍內(nèi)。通信網(wǎng)的同步是通信網(wǎng)中各數(shù)字通信設(shè)備內(nèi)的時(shí)鐘之間的同步。同步網(wǎng)的基本功能是應(yīng)準(zhǔn)確地將同步信息從基準(zhǔn)時(shí)鐘向同步網(wǎng)的各下級(jí)或同級(jí)節(jié)點(diǎn)傳遞，從而建立并保持同步。數(shù)字同步網(wǎng)是現(xiàn)代通信網(wǎng)的一個(gè)必不可少的重要組成部分，能準(zhǔn)確地將同步信息從基準(zhǔn)時(shí)鐘向同步網(wǎng)各同步節(jié)點(diǎn)傳遞，從而調(diào)整網(wǎng)中的時(shí)鐘以建立并保持同步，滿足電信網(wǎng)傳遞業(yè)務(wù)信息所需的傳輸和交換性能要求，它是保證網(wǎng)絡(luò)定時(shí)性能的關(guān)鍵。同步是數(shù)字網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng);若同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的各網(wǎng)元相互不同步，則會(huì)導(dǎo)致時(shí)隙不對(duì)準(zhǔn)、收與發(fā)不能正確連接。若網(wǎng)絡(luò)之間彼此不同步，則網(wǎng)絡(luò)之間無(wú)法正常通信，業(yè)務(wù)不能互通。2.信號(hào)模式-同步定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)有兩種基本信號(hào)模式，即2Mbit/s和2MHz，由于存在定時(shí)基準(zhǔn)源提供的高等級(jí)定時(shí)參考信號(hào)的傳輸問題，一般的同步網(wǎng)設(shè)備均采用2Mbit/s的信號(hào)作為同步網(wǎng)設(shè)備的定時(shí)輸入信號(hào)。常用時(shí)鐘源：常見的時(shí)鐘有原子鐘（主要是銫鐘、銣鐘）、晶體鐘等。銫鐘長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度性能比較好，沒有老化現(xiàn)象，但耗能高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝和技術(shù)都十分先進(jìn)，而銫束管的壽命為3～5年，屆時(shí)需要更換。銣鐘和銫鐘相比，雖然性能不及銫鐘，但它具有體積小、重量較輕、預(yù)熱時(shí)間短、短期頻率穩(wěn)定度高，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。在同步網(wǎng)中普遍作為地區(qū)級(jí)參考頻率標(biāo)準(zhǔn)。晶體鐘體積小、重量輕、耗電少，價(jià)格比較便宜，短期穩(wěn)定新較耗，但長(zhǎng)期穩(wěn)定度和老化率比原子鐘差。一般在同步網(wǎng)中作為從鐘被大量使用。3.我國(guó)的數(shù)字同步網(wǎng)我國(guó)的數(shù)字同步網(wǎng)采用等級(jí)主從同步與偽同步相結(jié)合的方式，又稱分布定時(shí)方式。一者，用設(shè)在北京的符合G.811的PRC分級(jí)下控，直到最低一級(jí)的從時(shí)鐘，符合等級(jí)主從同步方式。二者，把全國(guó)劃分為幾個(gè)同步區(qū)，每個(gè)區(qū)設(shè)一個(gè)區(qū)域基準(zhǔn)時(shí)鐘（LPR）-銣原子鐘；LPR既可以接收PRC信號(hào)，又可以接收GPS（全球定位系統(tǒng)）信號(hào)。因各同步區(qū)的LPR有微小差異，但誤差極小而接近于同步，故又稱偽同步方式；如圖所示。其中武漢為副時(shí)鐘，主時(shí)鐘（北京）發(fā)生故障時(shí)，它取而代之。4.時(shí)鐘等級(jí)與同步參考鏈主從同步方式一般采用等級(jí)制，目前ITU-T將時(shí)鐘劃分為四級(jí)：①一級(jí)時(shí)鐘——基準(zhǔn)主時(shí)鐘，由G.811建議規(guī)范；②二級(jí)時(shí)鐘——轉(zhuǎn)接局從時(shí)鐘，由G.812建議規(guī)范；③三級(jí)時(shí)鐘——端局從時(shí)鐘，由G.812建議規(guī)范；④四級(jí)時(shí)鐘——數(shù)字小交換機(jī)（PBX）、遠(yuǎn)端模塊或SDH網(wǎng)絡(luò)單元從時(shí)鐘，由G.813建議規(guī)范。主時(shí)鐘（北京）副時(shí)鐘（武漢）區(qū)域基準(zhǔn)時(shí)鐘區(qū)域基準(zhǔn)時(shí)鐘

省會(huì)局

省會(huì)局

市局

市局

縣局

縣局GPSGPS同步區(qū)1同步區(qū)2G.811G.811G.812G.812DC1DC2TSG.813G.813G.813數(shù)字同步是數(shù)字通信中關(guān)鍵技術(shù)之一，它直接影響著通信傳輸質(zhì)量的好壞，如時(shí)鐘提取不正確，可能導(dǎo)致滑碼和誤碼。（1）內(nèi)部時(shí)鐘方式（INT），設(shè)備所使用時(shí)鐘由設(shè)備本身的晶振提供。（2）接收時(shí)鐘方式（RCV），設(shè)備所使用的時(shí)鐘由線路側(cè)提取。（3）外部時(shí)鐘方式（EXT），設(shè)備所使用的時(shí)鐘由外部時(shí)鐘源單獨(dú)提供,一般SDH光纖通信都有專門同步時(shí)鐘網(wǎng)，精度高，便于整個(gè)通信網(wǎng)處于同步狀態(tài)。（4）通道的方式選擇：應(yīng)該首先擇簡(jiǎn)單易行穩(wěn)定的光纖電路，傳輸經(jīng)過的網(wǎng)元應(yīng)盡可能的少。而對(duì)于實(shí)際中常出現(xiàn)的SDH光纖兩混合傳輸網(wǎng)時(shí)，必需保證各網(wǎng)同步于統(tǒng)一的時(shí)鐘基準(zhǔn)。（5）轉(zhuǎn)換設(shè)備的選擇：光電轉(zhuǎn)換裝置的選擇，通常是解決保護(hù)裝置與通信設(shè)備之間的距離問題，因此該光電轉(zhuǎn)換裝置也必須能夠同步于傳輸系統(tǒng)。(6)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)各自的設(shè)備都正常，但相互連接后則不正常，此時(shí)大多數(shù)情況下是由于時(shí)鐘同步引起。

同步時(shí)鐘選擇與應(yīng)用內(nèi)時(shí)鐘方式1、采用專用光纖通道方式下時(shí)，通信時(shí)裝置的時(shí)鐘應(yīng)采用內(nèi)時(shí)鐘方式，即兩側(cè)的裝置發(fā)送時(shí)鐘工作在“主─主”方式，數(shù)據(jù)發(fā)送采用本機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘，接收時(shí)鐘從接收數(shù)據(jù)碼流中提取。2、采用以64kbit/s速率復(fù)接PCM（G.703）同向接口通道方式時(shí),必須采用外部時(shí)鐘方式。通信時(shí)兩側(cè)的發(fā)送時(shí)鐘、接收時(shí)鐘均由PCM系統(tǒng)的時(shí)鐘決定，所以兩側(cè)保護(hù)裝置均須整定為從時(shí)鐘方式，即兩側(cè)裝置的發(fā)送時(shí)鐘工作在“從-從”方式。外時(shí)鐘方式數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘為同一時(shí)鐘源，均是從接收數(shù)據(jù)碼中提取，否則會(huì)產(chǎn)生周期性的滑碼現(xiàn)象。若兩側(cè)采用PDH準(zhǔn)同步通信設(shè)備時(shí)，還得對(duì)兩側(cè)的PDH通信設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)鐘設(shè)定。即把一側(cè)的通信時(shí)鐘設(shè)為主時(shí)鐘（內(nèi)時(shí)鐘），另一側(cè)通信時(shí)鐘設(shè)為從時(shí)鐘，否則會(huì)因?yàn)镻DH的速率適配，而產(chǎn)生周期性的數(shù)據(jù)丟失（或重復(fù)）問題；若兩側(cè)采用SDH通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，還得對(duì)兩側(cè)的SDH通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)鐘設(shè)定，當(dāng)VC-12采用異步映射方式時(shí)，兩側(cè)裝置一側(cè)的通信時(shí)鐘設(shè)為主時(shí)鐘（內(nèi)時(shí)鐘），另一側(cè)通信時(shí)鐘設(shè)為從時(shí)鐘：當(dāng)VC-12采用同步映射方式時(shí)，兩側(cè)裝置均應(yīng)設(shè)置為“外時(shí)鐘”，即兩側(cè)裝置的發(fā)送時(shí)鐘工作在“從-從”方式。和通訊設(shè)備的連接為兩對(duì)雙絞線。3、采用以2048kbit/s速率復(fù)接PDH或SDH系統(tǒng)的2048kbit/s（E1）接口通道方式時(shí)，在保護(hù)復(fù)用PDH數(shù)字通信系統(tǒng)2048kbit/s（E1）接口時(shí)，兩側(cè)保護(hù)裝置時(shí)鐘均設(shè)置為“內(nèi)時(shí)鐘”，即兩側(cè)裝置的發(fā)送時(shí)鐘工作在“主-主”方式；在保護(hù)復(fù)用SDH數(shù)字通信系統(tǒng)2048kbit/s（E1）接口時(shí)，保護(hù)裝置的時(shí)鐘設(shè)置與2048kbit/s（E1）到VC-12映射方式有關(guān)：當(dāng)VC-12采用改異步映射方式時(shí)，兩側(cè)裝置均應(yīng)設(shè)置為“內(nèi)時(shí)鐘”，即兩側(cè)裝置的發(fā)送時(shí)鐘工作在“主-主”方式；當(dāng)VC-12采用同步映射方式時(shí)，兩側(cè)裝置均應(yīng)設(shè)置為“外時(shí)鐘”，即兩側(cè)裝置的發(fā)送時(shí)鐘工作在“從-從”方式。一同步通道指標(biāo)二1、誤碼率誤碼是指經(jīng)接收判決再生后數(shù)字碼流中的某些比特發(fā)生了差錯(cuò)，使傳輸?shù)男畔①|(zhì)量產(chǎn)生損傷。誤碼可說(shuō)是傳輸系統(tǒng)的一大害，輕則使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降重則導(dǎo)致傳輸中斷（10-3以上）。從網(wǎng)絡(luò)性能角度出發(fā)可將誤碼分成兩大類：1.內(nèi)部機(jī)理產(chǎn)生的誤碼系統(tǒng)的此種誤碼包括由各種噪聲源產(chǎn)生的誤碼；定位抖動(dòng)產(chǎn)生的誤碼；復(fù)用器交叉連接設(shè)備和交換機(jī)產(chǎn)生的誤碼；以及由光纖色散產(chǎn)生的碼間干擾引起的誤碼，此類誤碼會(huì)由系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間的誤碼性能反應(yīng)出來(lái)。2.脈沖干擾產(chǎn)生的誤碼由突發(fā)脈沖，諸如電磁干擾設(shè)備，故障電源瞬態(tài)干擾等原因產(chǎn)生的誤碼。此類誤碼具有突發(fā)性和大量性，往往系統(tǒng)在突然間出現(xiàn)大量誤碼，可通過系統(tǒng)的短期誤碼性能反映出來(lái)。誤碼率是衡量數(shù)據(jù)傳輸可靠性的重要參數(shù)之一；誤碼率是指二進(jìn)制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)和丟失的概率，它在數(shù)值上近似等于：

pe=Ne/N式中：N為傳輸?shù)亩M(jìn)制元總數(shù)，Ne這被傳錯(cuò)的碼元數(shù)對(duì)于一個(gè)實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，不能籠統(tǒng)的說(shuō)誤碼率越低越好，在理解誤碼率定義時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：要根據(jù)實(shí)際傳輸要求提出誤碼率要求；在數(shù)據(jù)傳輸速率確定后，誤碼率越低，傳輸系統(tǒng)設(shè)備越復(fù)雜，造價(jià)越高，一般在≤10-9

（測(cè)試時(shí)間24小時(shí)）便能較好地完整的對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行傳輸。

CRC循環(huán)冗編碼的使用：CRC循環(huán)冗編碼的檢錯(cuò)能力很強(qiáng)，能檢查出全部單個(gè)錯(cuò)和離散的二位錯(cuò)碼，易于實(shí)現(xiàn)，是目前應(yīng)用最廣的檢錯(cuò)碼編碼方法之一，在保護(hù)中被廣泛使用。

2、傳輸通道時(shí)延傳輸通道的時(shí)延，在SDH環(huán)網(wǎng)中傳輸通道的時(shí)延是保護(hù)的一個(gè)重要參數(shù)之一，對(duì)保護(hù)信號(hào)傳輸有著重要的影響，如時(shí)延過大，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，不能按時(shí)將保護(hù)信號(hào)傳送到對(duì)方，影響保護(hù)的正確動(dòng)作。因此、時(shí)延應(yīng)一般應(yīng)≤15ms（環(huán)網(wǎng)上每個(gè)站通信設(shè)備時(shí)延的和，加上線路傳輸?shù)臅r(shí)延和轉(zhuǎn)換設(shè)備時(shí)延）,一般情況下，環(huán)網(wǎng)中站點(diǎn)數(shù)應(yīng)≤12；具體可根據(jù)傳不同保護(hù)的需要，確定最大傳輸時(shí)延，計(jì)算出傳輸站點(diǎn)數(shù)和傳輸線路長(zhǎng)度，是否滿足保護(hù)與安自的時(shí)延要求，在SDH光纖環(huán)網(wǎng)中，為了防止傳輸保護(hù)與安自信號(hào)時(shí)，收發(fā)信號(hào)所走的路徑不同，而造成收發(fā)信號(hào)時(shí)延不同，因此首先要確定近路徑與遠(yuǎn)路徑的時(shí)延，看二者時(shí)延是否滿足要求，同時(shí)二者時(shí)延差是否滿足要求，如二者時(shí)延差較大，但時(shí)延滿足要求，可采取收發(fā)鎖定在同一路徑，或采取不同自愈環(huán)方法，具體可根據(jù)不同廠家光設(shè)備的性能而定，盡可能的滿足保護(hù)與安自的時(shí)延要求。在SDH環(huán)網(wǎng)中2Mb/s抖動(dòng)與漂移是一個(gè)重要參數(shù)之一，抖動(dòng)和漂移與系統(tǒng)的定時(shí)特性有關(guān)。定時(shí)抖動(dòng)（抖動(dòng)）是指數(shù)字信號(hào)的特定時(shí)刻，例如最佳抽樣時(shí)刻相對(duì)其理想時(shí)間位置的短時(shí)間偏離。所謂短時(shí)間偏離是指變化頻率高于10Hz的相位變化。而漂移指數(shù)字信號(hào)的特定時(shí)刻相對(duì)其理想時(shí)間位置的長(zhǎng)時(shí)間的偏離。所謂長(zhǎng)時(shí)間是指變化頻率低于10Hz的相位變化。抖動(dòng)和漂移會(huì)使收端出現(xiàn)信號(hào)溢出或取空從而導(dǎo)致信號(hào)滑動(dòng)損傷。3、抖動(dòng)與漂移1.1SDH的基本概念1.2SDH幀結(jié)構(gòu)與開銷1.3同步復(fù)用與映射方法1.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)SDH技術(shù)簡(jiǎn)介1.1SDH的基本概念一、PDH缺點(diǎn)

—沒有國(guó)際統(tǒng)一的速率標(biāo)準(zhǔn)（1.5M與2M系列）

—沒有國(guó)際統(tǒng)一的光接口規(guī)范

—上下電路需大量硬件、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高

—網(wǎng)絡(luò)的OAM能力差二、SDH的概念及特點(diǎn)1.SDH的概念

SDH網(wǎng)是由一些SDH的網(wǎng)絡(luò)單元（NE）組成的，在光纖上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的網(wǎng)絡(luò)（SDH網(wǎng)中不含交換設(shè)備，它只是交換局之間的傳輸手段）。2.SDH特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

—速率統(tǒng)一：155M、622M、2.5G、10G—光接口與幀結(jié)構(gòu)統(tǒng)一(STM-N)—一步復(fù)用特性：從高速信號(hào)中直接提取/接入低速信號(hào)

—強(qiáng)大的OAM&P能力實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)管理的智能化

—組網(wǎng)靈活、網(wǎng)絡(luò)的生存性強(qiáng)

—前后向兼容

缺點(diǎn)：

—帶寬利用率稍低三、SDH基本概況1.等級(jí)與速率同步數(shù)字體系最基本的模塊信號(hào)（即同步傳遞模塊）是STM-1，其速率為155.520Mbit／s。

等級(jí)STM-1STM-4STM-16STM-64

速率（Mb/s）155.520622.0802488.3209953.280

含2M數(shù)量63252100840322.SDH網(wǎng)元設(shè)備[1]終端復(fù)用器TM

在線形網(wǎng)的端站，把PDH/SDH支路信號(hào)復(fù)用成SDH線路信號(hào)，或反之。PDH支路信號(hào)SDH支路信號(hào)OAM線路信號(hào)STM-NTM[2]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。PDH支路信號(hào)SDH支路信號(hào)OAM東側(cè)線路信號(hào)西側(cè)線路信號(hào)STM-NSTM-NADM.再生器REG

設(shè)在網(wǎng)絡(luò)的中間局站，目的是延長(zhǎng)傳輸距離，但不能上、下電路。OAM東側(cè)線路信號(hào)西側(cè)線路信號(hào)STM-NSTM-NREG同步光纜線路系統(tǒng)[3]光線路系統(tǒng)相鄰上下業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)間，完成信號(hào)傳送功能的全部設(shè)施(含REG)。提供信號(hào)透明傳送的通道。

[4]數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC

兼有同步復(fù)用、分插、交叉連接、網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)恢復(fù)與保護(hù)等多項(xiàng)功能的SDH設(shè)備。PDH支路信號(hào)STM-NSTM-NSDH支路信號(hào)SDXC基本網(wǎng)絡(luò)單元在SDH網(wǎng)中的使用3.基本拓?fù)漕愋?a)鏈形(b)星形(c)樹形(d)環(huán)形(e)網(wǎng)孔形

一、幀結(jié)構(gòu)1.2SDH幀結(jié)構(gòu)與開銷SDH幀結(jié)構(gòu)SDH采用一種以字節(jié)為單位的矩形塊狀（或稱頁(yè)狀）幀結(jié)構(gòu)，如圖5.27所示。STM-N由270×N列9行組成，即幀長(zhǎng)度為270×N×9個(gè)字節(jié)或270×N×9×8bit。幀周期為125μs(即一幀的時(shí)間)。對(duì)于STM-1而言，幀長(zhǎng)度為270×9＝2430byte，相當(dāng)于19440bit，幀周期為125μs，由此可算出其速率為270×9×8／125×10-6=155．520Mbit／s。１．段開銷（SOH）區(qū)域 段開銷（ＳectionＯverhead）是指STM幀結(jié)構(gòu)中為了保證信息凈負(fù)荷正常、靈活傳送所必需的附加字節(jié)，是供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)（OAM）使用的字節(jié)。2.凈負(fù)荷（Pay1oad）區(qū)域 信息凈負(fù)荷區(qū)域是幀結(jié)構(gòu)中存放各種信息負(fù)載的地方，圖5.27之中橫向第10×N～270×N，縱向第1行到第9行的2349×N個(gè)字節(jié)都屬此區(qū)域。3.管理單元指針（AU-PTR）區(qū)域 管理單元指針用來(lái)指示信息凈負(fù)荷的第一個(gè)字節(jié)在STM-N幀中的準(zhǔn)確位置，以便在接收端能正確地分解。二、段開銷（SOH）字節(jié)1.STM-1SOH字節(jié)的安排

A1A1A1A2A2A2J0

B1

E1

F1

D1

D2

D3

AU-PTR(管理單元指針)B2B2B2K1

K2

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10

D11

D12

S1

M1E2

RSOHMSOH9行

傳輸方向T=125μs

國(guó)內(nèi)使用字節(jié)傳輸媒質(zhì)指示字節(jié)空格：國(guó)際使用字節(jié)9列

2.SOH開銷字節(jié)功能

A1、A2：

幀定位字節(jié)（F628H）

J0：

再生段跟蹤：收、發(fā)是否正確對(duì)接

B1：

再生段比特間插奇偶校驗(yàn)字節(jié)(BIP-8)

D1~D3：

再生段數(shù)據(jù)通信通道：可傳送網(wǎng)管數(shù)據(jù)

D4~D12：復(fù)用段數(shù)據(jù)通信通道：可傳送網(wǎng)管數(shù)據(jù)

E1、E2：

公務(wù)聯(lián)絡(luò)

F1：

使用者通道：為維護(hù)目的提供數(shù)據(jù)/音頻通道

B2：

復(fù)用段比特間插奇偶校驗(yàn)字節(jié)(BIP-N×24)

K1、K2：自動(dòng)保護(hù)倒換字節(jié)APSK2（b6-b8）復(fù)用段遠(yuǎn)端失效指示MS-RDI字節(jié)

S1：

同步狀態(tài)字節(jié)：指示同步狀態(tài)、時(shí)鐘級(jí)別等

M1：

復(fù)用段遠(yuǎn)端差錯(cuò)指示：誤碼檢測(cè)結(jié)果三、通道開銷（POH）字節(jié)1.高階通道開銷VC-4POHVC-4J1B3C2G1F2H4K3N1開銷字節(jié)功能J1：通道蹤跡字節(jié)：收、發(fā)是否正確對(duì)接B3：通道奇偶校驗(yàn)字節(jié)(BIP-8)C2：信號(hào)標(biāo)記字節(jié)：VC-4可能包含1×140M；

3×34/45M；63×2M；G1：通道狀態(tài)字節(jié)：遠(yuǎn)端差錯(cuò)指示REI

（誤碼計(jì)數(shù)）遠(yuǎn)端缺陷指示FDIF2：使用者通道H4：位置指示字節(jié)：指示TU子幀在復(fù)幀中的位置K3：通道自動(dòng)保護(hù)倒換字節(jié)(APS)N1：網(wǎng)絡(luò)操作者字節(jié)2.低階通道開銷VC-12POHV5VC-12J2VC-12N2VC-12K4VC-12500μs復(fù)幀開銷字節(jié)功能

V5：通道狀態(tài)與信號(hào)標(biāo)記。

b1b2：奇偶校驗(yàn)BIP-2b3：遠(yuǎn)端誤塊指示REI