光纖通信系統(tǒng)線路編碼和系統(tǒng)性能檢測

光纖通信系統(tǒng)線路編碼和系統(tǒng)性能檢測一、光纖通信系統(tǒng)的組成1、框圖輔助系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(含告警處理系統(tǒng))公務(wù)通信系統(tǒng)自動倒換系統(tǒng)電源供給系統(tǒng)2、線路編碼（1）線路編碼的作用將傳送碼流轉(zhuǎn)換成便于在光纖中傳輸、接收及監(jiān)測的線路碼型。

盡量減少連“0”和連“1”數(shù)目，便于定時提取；盡量減小碼流中的低頻分量與直流基線的隨機(jī)起伏；便于進(jìn)行不中斷業(yè)務(wù)的運行誤碼檢測；便于實現(xiàn)輔助信號的通信.（2）PDH光纖通信系統(tǒng)中的常用線路碼型字變換碼:mBnB碼、偽雙極性（CMI和DMI）碼插入型碼:mB1H/1C碼,mB1P碼（3）擾碼（SDH系統(tǒng)）概念：通過改變碼序列中0、1分布來改善碼流的性能特點：無冗余度、不直接支持誤碼檢測與輔助信號傳送實現(xiàn)方法：移位寄存器電路構(gòu)成M序列的移位寄存器可以用特征多項式f(x)表示為

光發(fā)射端機(jī)（4）字變換碼mBnB碼、偽雙極性（CMI和DMI）碼編碼規(guī)律特點；碼速提高n/m倍5B6B碼的優(yōu)點A、冗余度較?。籅、可以利用計算機(jī)的IC-PROM器件直接編、譯碼，電路設(shè)計得到簡化；C、連“0”和連“1”數(shù)小，定時方便；D、可以實現(xiàn)運行誤碼監(jiān)測。5B6B碼的缺點是：A、本身的電子電路較復(fù)雜；B、耗電較多，中繼遠(yuǎn)供電困難；C、輔助信息的傳遞較困難，用調(diào)項的方式。5B6B碼的優(yōu)點A、冗余度較小；B、可以利用計算機(jī)的IC-PROM器件直接編、譯碼，電路設(shè)計得到簡化；C、連“0”和連“1”數(shù)小，定時方便；D、可以實現(xiàn)運行誤碼監(jiān)測。5B6B碼的缺點是：A、本身的電子電路較復(fù)雜；B、耗電較多，中繼遠(yuǎn)供電困難；C、輔助信息的傳遞較困難，用調(diào)項的方式。偽雙極性（CMI和DMI）碼CMI碼是PDH四次群電端機(jī)的接口碼mB1C碼型5）插入型碼:mB1P碼和mB1H/1C碼

M比特CM比特CM比特CmB1H/1C碼H碼可以傳輸輔助信息。4B1H/1C碼是我國PDH標(biāo)準(zhǔn)碼。式中二、系統(tǒng)性能1、誤碼性能1）誤碼性能參數(shù)長期平均誤碼率（BER）誤碼時間百分?jǐn)?shù)：ES，SES，DM

對SDH系統(tǒng):ESR,SESR,BBER

64Kb/s業(yè)務(wù)全程全網(wǎng)的誤碼性能指標(biāo)類別定義門限值T。時間全程全網(wǎng)指標(biāo)劣化分（DM）誤碼率劣于門限的分1×10-61分鐘時間百分?jǐn)?shù)10%嚴(yán)重誤碼秒（SES）誤碼率劣于門限的秒110-31秒鐘時間百分?jǐn)?shù)0.2%誤碼秒(ES)出現(xiàn)誤碼的秒01秒鐘時間百分?jǐn)?shù)8%對SDH系統(tǒng)誤塊秒比（ESR）:當(dāng)某一秒內(nèi)具有一個或多個誤塊時，就稱該塊為誤塊秒（ES），對一個確定的測試時間而言，在可用時間以內(nèi)出現(xiàn)的ES（誤塊秒數(shù)）與總秒數(shù)之比稱為誤塊秒比。嚴(yán)重誤塊秒比（SESR）：當(dāng)某一秒內(nèi)含有不少于30%的誤塊或者至少出現(xiàn)一種缺陷時，就以該秒為嚴(yán)重誤塊秒。對于一個確定的測試時間而言，在可用時間以內(nèi)出現(xiàn)的SESR數(shù)與總秒數(shù)之比稱為嚴(yán)重誤塊秒比。背景誤塊比(BBER)：剔除不可用時間和SES期間出現(xiàn)的誤塊，所剩下的誤塊稱為背景誤塊（BBE）。對于一個確定的測試時間而言，在可用時間以內(nèi)出現(xiàn)的BBE數(shù)與剔除不可用時間和SES期間所有塊數(shù)后的總塊數(shù)之比稱為背景誤塊比。2）誤碼性能指標(biāo)的換算a)在n比特序列中發(fā)生m個誤碼的概率為：b)n比特序列中出現(xiàn)不多于k比特誤碼的概率為：

c)ES和BER的關(guān)系d)SES和BER的關(guān)系e)高比特率和64Kb/s的關(guān)系忽略失步，SES和DM在高比特率和64Kb/s相同；對ES，高比特率：

n為實測的高比特率上第i秒的誤碼數(shù)；

N=高比特率/64Kj為可用時間當(dāng)當(dāng)3）誤碼指標(biāo)的分配全程全網(wǎng)BER<10-7長度模型：假設(shè)參考連接（27500km);假設(shè)參考數(shù)字鏈路（5000km）；

假設(shè)參考數(shù)字段（280km，420km）；中繼段電路級別：高級電路（25000km,分配40%的指標(biāo)）中級和本地級（每端1250km，每端各15%）分配原則：高級電路按照長度分配BER指標(biāo)：數(shù)字段：10-9中繼段：10-102.抖動性能1）抖動的概念概念：數(shù)字信號（包括時鐘信號）的各有效瞬間對于標(biāo)準(zhǔn)時間的位置偏差，稱為抖動（或漂動）。10Hz以下的相位變化稱為漂動,而10Hz以上的則稱為抖動。原因：隨機(jī)噪聲產(chǎn)生低頻振蕩的相位調(diào)制，加載到傳輸?shù)臄?shù)字信號上，產(chǎn)生抖動。抖動的單位：UI,表示單位時隙，當(dāng)傳輸信號為NRZ碼時，1UI就是１比特信息所占用的時間，它在數(shù)值上等于傳輸速率的倒數(shù)。影響：使判決偏離最佳的判決時間2）抖動性能參數(shù)a)輸入抖動容限各次群輸入口對抖動的要求參數(shù)Jp-p(UI）

調(diào)制數(shù)字信號的正弦信號頻率

偽隨機(jī)測試信號序列速率kbit/sA0A1A2F0F1F2F3F4

204836.91.50.21.5×10-5Hz20Hz2.4KHz18KHz100KHz215-184481521.50.21.2×10-5Hz20Hz400Hz3KHz400KHz215-134368

1.50.15

100Hz1KHz10KHz800KHz223-1139264

1.50.075

200Hz500Hz10KHz3500KHz223-1

STM-N光接口輸入抖動和漂移容限（表2/G825）STM峰－蜂幅度（UI）頻率（Hz）等級A0A1A2A3A4(18us)(2us)(0.25us)F0F12F14F10F0F8F1F2F3F4STM-1電STM-1光STM-4STM-162800311391.50.0752800311391.50.151120012441561.50.154479049776221.50.1512u178u1.6m115.6m0.12519.35003.25k6.5k1.3M12u178u1.6m115.6m0.12519.35006.5k6.5k1.3M12u178u1.6m115.6m0.1259.65100025k250k5M12u178u1.6m115.6m0.12512.15000100k1000k20M復(fù)用設(shè)備STM-N接口抖動產(chǎn)生（表6/G.813）接口測量濾波器峰-峰幅度STM-1500Hz-1.3MHz0.50UI

65KHz-1.3MHz0.10UISTM-41000Hz-5MHz0.50UI

250KHz-5MHz0.10UISTM-165000Hz-20MHz0.50UI

1MHz-20MHz0.10UI

b)輸出抖動c)抖動轉(zhuǎn)移特性系統(tǒng)性能性能的測試1）主要的測試儀表：誤碼測試儀；誤碼分析儀；數(shù)字傳輸分析儀；SDH分析儀誤碼測試儀誤碼率和靈敏度的測試

測試方法如下：

a.按圖示接好測試系統(tǒng)，誤碼儀的發(fā)送部分按規(guī)定送出223-1或215-1偽隨機(jī)碼，用來調(diào)制光發(fā)射機(jī)；

b.增大光衰減器的衰減量，同時監(jiān)測誤碼，直到誤碼儀指示的的誤碼率為某一要求值（如10-10）；

c.斷開光纖連接器，用光功率計測量此時的接收光功率，即為要求誤碼率下的接收靈敏度（如BER=10-10

時的靈敏度值）。輸入抖動容限的測試a.、如圖所示接好測試系統(tǒng)，開關(guān)K1置1，K2置2，由誤碼儀發(fā)送223-1或215-1偽隨機(jī)碼。監(jiān)視光端機(jī)的誤碼率，調(diào)整可變光衰減器的衰減量，使光接收機(jī)接收的光功率恰好在無誤碼的基礎(chǔ)上增加1dB；b、將低頻信號發(fā)生器發(fā)出的測試低頻信號加于誤碼儀的發(fā)送端，調(diào)制偽隨機(jī)碼，造成光端機(jī)輸入信號的抖動，逐漸加大低頻信號幅度，直至將要發(fā)生誤碼為止；c、將開頭K1置3，測出此時的抖動值，即為此頻率下的輸入抖動容限；d、改變低頻測試信號的頻率，重復(fù)上述過程，逐頻點測量，最后畫出輸入抖動與頻率的對應(yīng)關(guān)系。注：很多儀表可以自動測試

三、光纖通信系統(tǒng)的總體設(shè)計1、系統(tǒng)的總體考慮選擇路由，設(shè)置局站確定系統(tǒng)的制式、速率光纖選型選擇合適的設(shè)備，核實設(shè)備的性能指標(biāo)對中繼段進(jìn)行功率和色散預(yù)算2、中繼段設(shè)計方法最壞值設(shè)計法：在中繼距離設(shè)計時,所有參數(shù)都取最壞值

（1）可以為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計者和制造廠家分別提供簡單的設(shè)計指導(dǎo)和明確的元件指標(biāo)；（2）在最壞情況下仍能保證100%系統(tǒng)指標(biāo)，不存在先期失效問題，當(dāng)系統(tǒng)終了時，富余度用完，系統(tǒng)的可靠性高。（3）最壞值設(shè)計法的缺點是系統(tǒng)總成本高。統(tǒng)計設(shè)計法:如映射法、monte—carlo法、高斯近似法等。這些方法基本的思路是允許一個予先確定的足夠小的系統(tǒng)先期失效概率,從而換取延長再生段距離的益處。例如，用映射法設(shè)計，取系統(tǒng)的先期失效概率為0.1%。最大中繼距離可比最壞值設(shè)計法延長30%以上。半統(tǒng)計設(shè)計法

3、系統(tǒng)預(yù)算1）功率預(yù)算光纜線路富余度Mc包括：（1）將來光纜線路的維修時的變化，例如附加的光纖接頭、光纜長度的增加等。（2）由于環(huán)境因素造成的光纜性能變化，例如低溫引