第五章數(shù)字光纖通信系統(tǒng)本章內(nèi)容和重點(diǎn)本章內(nèi)容

兩種傳輸體制

系統(tǒng)的性能指標(biāo)

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)

PDH和SDH的體系結(jié)構(gòu)及各自特點(diǎn)。

數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)。

計(jì)算中繼距離。

5.1兩種傳輸體制光纖大容量數(shù)字傳輸目前都采用同步時(shí)分復(fù)用(TDM)技術(shù)。復(fù)用又分為若干等級(jí)，先后有兩種傳輸體制：

?準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH)

?同步數(shù)字系列(SDH)隨著光纖通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，PDH遇到了許多困難。美國(guó)提出了同步光纖網(wǎng)(SONET)。

1988年，ITU-T(原CCITT)提出了被稱為同步數(shù)字系列(SDH)的規(guī)范建議。SDH解決了PDH存在的問(wèn)題，是一種比較完善的傳輸體制，現(xiàn)已得到大量應(yīng)用。這種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。

11101101100100110001復(fù)用ch1ch2ch3ch4時(shí)分復(fù)用的概念01011001110110101010CH1CH2CH3CH4將線路用于傳輸?shù)臅r(shí)間劃分成若干個(gè)時(shí)間片TS，每個(gè)用戶分得一個(gè)時(shí)間片，在其占有的時(shí)間片內(nèi)，使用線路的全部帶寬。既可傳數(shù)字信號(hào)又可傳模擬信號(hào)。高速?gòu)?fù)用信道低速支路信道同步：兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)之間在頻率和相位上具有相同的長(zhǎng)期頻率準(zhǔn)確度，最簡(jiǎn)單的關(guān)系是頻率相等S

S

ynchronous同步D

D

igital數(shù)字

H

H

ierarchy系列

SDH同步數(shù)字系列本質(zhì)上是一個(gè)傳輸系統(tǒng)PPlesio是希臘語(yǔ)詞根，是‘近似的’意思

P

lesiochronous

準(zhǔn)同步DD

igital數(shù)字HH

ierarchy系列

PDH準(zhǔn)同步數(shù)字系列

也是一個(gè)傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸技術(shù)的發(fā)展（模擬PDH數(shù)字）數(shù)字通信的發(fā)展過(guò)程模擬傳輸方式

1948年，晶體管發(fā)明1965年，日本PCM-241962年，美國(guó)PCM-241968年，歐洲PCM-30形成三大PDH體系Reeves.A.H1937年里夫斯

PCM方式電子管構(gòu)成的系統(tǒng)非常復(fù)雜、龐大，無(wú)法實(shí)用各國(guó)電信網(wǎng)先后開(kāi)始了從模擬向數(shù)字的過(guò)渡。短距離小容量向長(zhǎng)距離大容量發(fā)展

傳輸和交換數(shù)字化的成熟七、八十年代形成完整的PDH建議體系數(shù)字傳輸技術(shù)的發(fā)展（PDHSDH）激光器和光纖的發(fā)明和實(shí)用化數(shù)字光通信技術(shù)的發(fā)展1985，ANSI，同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）建議逐步完善（設(shè)備功能、光接口、組網(wǎng)方式、網(wǎng)絡(luò)管理等），形成完整的SDH通信標(biāo)準(zhǔn)1984年，貝爾通信研究所，全同步網(wǎng)構(gòu)想（SYSTRAN）超出最初建立標(biāo)準(zhǔn)光接口目標(biāo)引出傳送網(wǎng)的概念1988，ANSI，SONET標(biāo)準(zhǔn)，增加2M、34M接口；CCITT第一批SDH建議（速率系列、信號(hào)格式、復(fù)用結(jié)構(gòu)）

技術(shù)的發(fā)展PDH

準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH數(shù)字通信基本參數(shù)對(duì)模擬信號(hào)采用8KHz速率進(jìn)行抽樣；每bit基本傳送速率為1/8000=0.000125s，即125微秒傳送1bit；同步復(fù)用為PCM幀，幀頻為8000Hz；每個(gè)電話脈沖在編碼調(diào)制（PCM）編碼占用8個(gè)bit；傳送速率為8*8k=64kbit/s，即PCM幀中單個(gè)話路傳送速率為64k/s；對(duì)于一個(gè)PCM幀來(lái)說(shuō)，有32個(gè)話路（實(shí)際傳送話路30個(gè)，另外兩個(gè)傳送開(kāi)銷），同步復(fù)用的PCM幀速率為32×64k/s=2048k/s=2.048M，一般稱為2M。PDH體系“準(zhǔn)同步數(shù)字體系”P(pán)DH中的標(biāo)準(zhǔn)比特速率，兩種復(fù)用體系被廣泛使用滿足ANSI（美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)）規(guī)范的PDH；采用的基本比特速率為1.544Mbit/s(一次群，或稱基群)滿足CEPT（歐洲郵政電信協(xié)會(huì)）規(guī)范的PDH；采用的基本比特速率為2Mbit/s,西歐和中國(guó)采用按照4的倍數(shù)逐級(jí)復(fù)用為高級(jí)群，2M，8M，34M和140M，復(fù)用過(guò)程插入管理開(kāi)銷；單端PDH設(shè)備由光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)和系列復(fù)用和解復(fù)用設(shè)備構(gòu)成；兩端PDH設(shè)備構(gòu)成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)是PDH網(wǎng)絡(luò)的基本拓?fù)?；由背?duì)背兩端設(shè)備可組成中間節(jié)點(diǎn)，可構(gòu)成鏈狀拓?fù)?。ANSI/CEPT體系2M信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)Flag信令012151617293031FAS(frms0,2,4...)NFAS(frms1,3,5...)Si0011011Si(M)1ASaSaSaSaSa45678voice/datasignalsvoice/datasignals12345678timeslotduration:125uslegth:32x8Bit=256Bit2M的幀結(jié)構(gòu)有32個(gè)字節(jié)，即32個(gè)時(shí)隙。其中30個(gè)傳信息，兩個(gè)傳（定位信號(hào)）FAS和信令等PDH復(fù)用結(jié)構(gòu)單向背對(duì)背結(jié)構(gòu)示意；復(fù)用路徑為：4*2M－8M，8*4M－34,34*4－140M；或16*2M—34M；上下電路需要逐級(jí)復(fù)用或解復(fù)用。

光接口光接口140Opt.140Opt.140/34M解復(fù)用34/8M解復(fù)用8/2M解復(fù)用2M2/8M復(fù)用8/34復(fù)用34/140M復(fù)用從高速信號(hào)插/分低速信號(hào)要一級(jí)一級(jí)進(jìn)行，層層的復(fù)用/解復(fù)用增加了信號(hào)的損傷，不利于大容量傳輸。PDH多路復(fù)用技術(shù)原理MUXDEMUX具有較高傳輸速率的PDH信號(hào)可通過(guò)復(fù)用幾個(gè)低速率信號(hào)獲得四個(gè)具有相同標(biāo)稱比特速率的輸入信號(hào)被結(jié)合在一起形成一個(gè)復(fù)用信號(hào)，然后通過(guò)一個(gè)公共傳輸通道傳遞到接收端在接收端，總信號(hào)被再次分布到對(duì)應(yīng)的輸出端口，為解復(fù)用從基礎(chǔ)速率2Mbit/s開(kāi)始復(fù)接需經(jīng)3個(gè)復(fù)接層到140MPDH復(fù)用過(guò)程由于沒(méi)有同步信號(hào)，支路信號(hào)速率不一致，在局時(shí)鐘參考下，速率調(diào)整至相同；利用簡(jiǎn)單的比特塞入方法，將四個(gè)支路復(fù)用成高一等級(jí)的群路信號(hào)；同時(shí)群路速率額外增多的部分傳送幀同步等管理開(kāi)銷；塞入△fi比特間插f1f2f3f4局時(shí)鐘fsf0+⊿f0f0=∑fi4*2048+256=8448kbit/sPDH復(fù)用過(guò)程…….tf1…….tf2…….tf4…….tf1+

f1…….t…….t…….t........f2+

f2f4+

f4f10+0{{頻率和相位存在差異的支路信號(hào)通過(guò)比特塞入使支路信變?yōu)橥l同相支路信號(hào)通過(guò)比特間插復(fù)用成高階信號(hào)同一通路的8bitPDH存在的問(wèn)題1.數(shù)字信號(hào)速率、幀結(jié)構(gòu)和光接口沒(méi)有全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，造成互通的困難；2.PDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)采用異步復(fù)接的方式，即靠塞入一些額外比特使各支路信號(hào)與復(fù)接設(shè)備同步并復(fù)接成高速信號(hào)，造成了低速信號(hào)在高速信號(hào)中的位置無(wú)規(guī)律性，即無(wú)預(yù)知性，即不能從高速信號(hào)中直接分離低速信號(hào)。復(fù)用結(jié)構(gòu)缺乏靈活性、上下話路逐級(jí)復(fù)用和解復(fù)用、高次群電路實(shí)現(xiàn)困難等；3.運(yùn)行維護(hù)功能（OAM）：OAM的開(kāi)銷少，OAM功能弱，系統(tǒng)安全性差；4.只能組成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或鏈狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，無(wú)統(tǒng)一的網(wǎng)管接口，無(wú)法形成統(tǒng)一的TMN，沒(méi)有有效的保護(hù)。

同步數(shù)字系列SDH同步數(shù)字系列SDH基本概念和幀結(jié)構(gòu)復(fù)用原理和基本復(fù)用單元SDH網(wǎng)元SDH開(kāi)銷SDH性能指標(biāo)SDH系統(tǒng)設(shè)計(jì)同步數(shù)字系列SDH基本概念和幀結(jié)構(gòu)SDH的誕生SDH稱為數(shù)字同步體系；SDH概念源于貝爾實(shí)驗(yàn)室的SONET，是為了解決標(biāo)準(zhǔn)光接口問(wèn)題而提出的；SDH和SONET原理相同，區(qū)別在于子集與主集的關(guān)系，兩者接口一致，可以互通；SDH先有規(guī)范，后有設(shè)備，過(guò)程與PDH相反，是較為理想的一個(gè)傳送體系；歐洲和中國(guó)采用SDH，美國(guó)和日本采用SONET。

5.1.2同步數(shù)字系列SDH

1.SDH傳輸網(wǎng)

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。圖5.1示出SDH傳輸網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。SDH傳輸網(wǎng)由SDH終接設(shè)備(或稱SDH終端復(fù)用器TM)、分插復(fù)用設(shè)備ADM、數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC等網(wǎng)絡(luò)單元以及連接它們的(光纖)物理鏈路構(gòu)成。圖5.1SDH傳輸網(wǎng)的典型拓?fù)浣Y(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)SDH終端的主要功能是：

復(fù)接/分接和提供業(yè)務(wù)適配?SDH終端的復(fù)接/分接功能主要由TM設(shè)備完成。MUXE1E1…STM-N同步復(fù)接DMXE1E1…STM-N同步分接圖5.2SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)單元(a)終端復(fù)用器TM；

?ADM是一種特殊的復(fù)用器它利用分接功能將輸入信號(hào)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(guò)復(fù)接功能將轉(zhuǎn)發(fā)部分和本地上送的部分合成輸出DMXMUX中繼線STM-N中繼線STM-NAddSTM-n分接復(fù)接DropSTM-n本地圖5.2(b)SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)單元分插復(fù)用設(shè)備ADM(Add/DropMultiplexer)

?

DXC類似于交換機(jī)，它一般有多個(gè)輸入和多個(gè)輸出，通過(guò)適當(dāng)配置可提供不同的端到端連接。1:m1:m…m:1m:1復(fù)接交叉連接矩陣分接1n1n配置管理圖5.2(c)SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)單元數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC

圖5.3(a)傳輸通道的結(jié)構(gòu)傳輸通道連接模型通道終接設(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SDH傳輸網(wǎng)的連接模型通過(guò)DXC的交叉連接作用，在SDH傳輸網(wǎng)內(nèi)可提供許多條傳輸通道，每條通道都有相似的結(jié)構(gòu)，其連接模型如圖5.3(a)。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。PathPathLineLineSectionSectionSectionPhotonicPhotonicPhotonic再生中繼器圖5.3(b)傳輸通道的結(jié)構(gòu)分層結(jié)構(gòu)

SDH傳輸網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)SDH優(yōu)勢(shì)（一）電接口：STM-1是SDH的第一個(gè)等級(jí)，又叫基本同步傳送模塊，比特率是155.520Mb/s。STM-N是SDH的第N個(gè)等級(jí)同步傳送模塊，比特率是STM-1的N倍（N=1，4，16，64）。光接口：僅對(duì)電信號(hào)擾碼。光口信號(hào)碼型是加擾的NRZ碼。采用世界統(tǒng)一的7級(jí)擾碼。1接口方面SDH優(yōu)勢(shì)（二）同步復(fù)用和靈活的映射結(jié)構(gòu)。低階SDH——高階SDH。PDH——SDH通過(guò)指針定位預(yù)見(jiàn)低速信號(hào)在整幀中位置,使收端可直接下低速信號(hào)A1A2A3B1B2B3C1C2C3A3B3C3A2B2C2A1B1C12復(fù)用方式SDH優(yōu)勢(shì)（三）用與OAM的開(kāi)銷多OAM功能強(qiáng)——這也是線路編碼不用加冗余的原因3OAM功能SDH優(yōu)勢(shì)（四）老體制設(shè)備是否發(fā)揮作用對(duì)新體制能否接入4兼容性——決定成本SDH的缺點(diǎn)頻帶利用率不如PDH系統(tǒng)指針調(diào)整機(jī)理復(fù)雜，并且產(chǎn)生指針調(diào)整的抖動(dòng)軟件的大量應(yīng)用，使系統(tǒng)易受病毒或誤操作的危害準(zhǔn)同步信號(hào)和同步信號(hào)的比較準(zhǔn)同步信號(hào)有相同字面?zhèn)鬏斔俾?，但?lái)自不同源的數(shù)據(jù)信號(hào)總是有比字面比特速率或高或低的值。即：兩者之間存在輕微偏差。那樣的信號(hào)幾乎是彼此同步的，這就是為什么它們被稱為準(zhǔn)同步同步信號(hào)具有相同標(biāo)稱比特速率的數(shù)據(jù)信號(hào)象準(zhǔn)同步信號(hào)一樣，也有不同的源，但被一個(gè)中央時(shí)鐘頻率控制（即所謂的主時(shí)鐘）。這些信號(hào)彼此是時(shí)鐘校準(zhǔn)的，這就是為什么它們被稱作同步信號(hào)◆在一個(gè)準(zhǔn)同步網(wǎng)絡(luò)中，單個(gè)的鏈路段是彼此不同步的◆在同步網(wǎng)絡(luò)中，鏈路段彼此是同步的

圖5.4分插信號(hào)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))SDHADM155Mb/s光接口155Mb/s光接口2Mb/s(電信號(hào))PDHPDH和SDH分插信號(hào)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2Mb/s支路信號(hào)，十分簡(jiǎn)便。PDH與SDH組網(wǎng)比較STM-16STM-16STM-16STM-16234155(Mbit/s)234155(Mbit/s)SDH環(huán)網(wǎng)2M2M2M2M背對(duì)背PDH設(shè)備PDH鏈SDH信號(hào)與速率STM－1 155.52Mb/sSTM－4 622.08Mb/sSTM－16 2488.32Mb/sSTM－64 9953.28Mb/sSTM－N=N×STM－1=N×155.52Mb/sITU-T（國(guó)際電信聯(lián)盟-電信分部）指定了一個(gè)所謂的基本信號(hào)，速率為155.520Mbit/s的STM-1（同步傳輸模塊-1）。SDH中的所有復(fù)用層都是這個(gè)基本信號(hào)“STM-1”的正整數(shù)倍用這種方法，可對(duì)155Mbit/s數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸提供一個(gè)世界統(tǒng)一的概念，這意味著所有以前的PDH信號(hào)（CEPT/ANSI）必須被一個(gè)稱為“映射”的過(guò)程交錯(cuò)插入到SDH基本信號(hào)中SDH比特率歐洲2.048Mb/s8.448Mb/s34.368Mb/s139.264Mb/s北美1.544Mb/s6.312Mb/s44.376Mb/s日本1.544Mb/s6.312Mb/s32.064Mb/s97.728Mb/sPDHG.702SDHG.707

注:1、劃線速率為SDH可以處理的PDH速率等級(jí)

2、SDH建議已明確將51.84Mb/s作為中小容量衛(wèi)星與無(wú)線SDH系統(tǒng)的數(shù)字段接口速率,但不作為SDH的級(jí)別或NNI速率,為STM-0,但并不代表SDH的一個(gè)基本速率等級(jí).

STM-1155.520Mb/s

STM-4622.080Mb/s

STM-162488.320Mb/s

STM-649953.280Mb/s

整數(shù)倍SONET/SDH等級(jí)電信號(hào)光信號(hào)CCITT名稱STS-1STS-3STS-9STS-12STS-18STS-24STS-36STS-48OC-1OC-3OC-9OC-12OC-18OC-24OC-36OC-4851.84155.52466.56622.08933.121244.161866.242488.32STM-1STM-3STM-4STM-6STM-8STM-12STM-16速率SDH比特率SDH的幀結(jié)構(gòu)STM-N的幀長(zhǎng)：9×N×（261＋9）。STM-1幀的兩維表示法包括9行，每行270個(gè)字節(jié)字節(jié)發(fā)送順序?yàn)椋河缮贤轮鹦邪l(fā)送，每行先左后右。

幀頻：8000幀/秒，信號(hào)幀以125μs時(shí)間間隔傳送STM-1幀的每個(gè)字節(jié)具有64kbit/s的傳輸容量，傳輸速率9×270×8×8000=155.52(Mb/s);幀的組成：段開(kāi)銷SOH、凈負(fù)荷、指針9270凈負(fù)荷(含POH)261PTR9RSOHMSOH35STM－1幀結(jié)構(gòu)段開(kāi)銷(SOH:SectionOverhead)：保證信息正常傳輸所必須的附加字節(jié)；作用：運(yùn)行、維護(hù)、管理；幀定位，誤碼檢測(cè)、公務(wù)通信、自動(dòng)保護(hù)倒換、網(wǎng)管信息傳輸?shù)?。占用字?jié)數(shù)(STM-1)：8行×9列×1=72Byte=576bit，

SOH容量：576×8000=4.608Mb/s;1～3行,1~9×N列，再生段開(kāi)銷(RSOH);5~9行，1~9×N列復(fù)接段開(kāi)銷(MSOH)；SDH豐富的開(kāi)銷為其實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的OAM和智能化奠定了基礎(chǔ)。信息載荷：用于承載各種業(yè)務(wù)信息的部分；STM-1，9×261×1=2349byte=18792bit；

容量為：2349×8×8000=150.336Mb/s;通道開(kāi)銷(POH):少量字節(jié)用于通道運(yùn)行、管理和維護(hù)；管理單元指針(AU-PTR):用于指示信息載荷第一個(gè)字節(jié)在幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置(相對(duì)于指針位置的偏移量)指針容量(第四行，1~9列)：STM-1，9×8×8000=0.576Mb/s;采用指針技術(shù)是SDH的創(chuàng)新，結(jié)合虛容器(VC)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。SDH矩形幀結(jié)構(gòu)的由來(lái)STM－19×270字節(jié)STM-1155.52Mbit/s123456789270字節(jié)第一行第二行第三行第四行第五行第六行第七行第八行第九行270字節(jié)SDH的矩形幀在光纖上傳輸時(shí)是成鏈傳輸?shù)?，在光發(fā)送端經(jīng)并/串轉(zhuǎn)換成鏈狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳輸，而在光接收端經(jīng)串/并轉(zhuǎn)換成矩形塊狀進(jìn)行處理

虛容器是不是SDH系統(tǒng)準(zhǔn)備好的一個(gè)個(gè)的大小不等的盒子呢？

可以這么說(shuō)。但這種‘盒子’只是一個(gè)邏輯上的概念，并不是物理實(shí)體。虛容器實(shí)際上是ITU-T定義的一些標(biāo)準(zhǔn)格式，原始信息首先被裝載進(jìn)這些虛容器，也就是變成這些標(biāo)準(zhǔn)格式，這個(gè)過(guò)程稱為‘映射’SDH的幾個(gè)新概念（虛容器、通道、段）虛容器（一）VC、通道、段VC、通道、段虛容器---Virtualcontainer---VC不同的PDH原始信息對(duì)應(yīng)于不同的VC：

低階虛容器(單個(gè)結(jié)構(gòu)）--LowerorderVC1.5Mb/s---------------VC-11

2Mb/s-----------------VC-126.3Mb/s---------------VC-2

高階虛容器（可由多個(gè)TU或TUG組成）--HigherorderVC34Mb/s或45Mb/s-----VC-3

140Mb/s-----------------VC-4

虛容器（二）VC、通道、段虛容器（三）那么，虛容器里除了原始信息以外還有什么呢？我們不妨畫(huà)一個(gè)圖來(lái)表示VC的構(gòu)成：原始信息

塞入比特調(diào)整控制POH即‘通道開(kāi)銷’，可見(jiàn)VC是與通道這個(gè)概念是緊密相連的。VC、通道、段SDH的幾個(gè)新概念（虛容器、通道、段）通道和段（一）REGNENENEpath#1path#2section#1section#2section#4NE#1NE#2NE#3NE#4PDH端口PDH端口Section/TSSection/TSPathregeneratorsection（再生段）-------兩個(gè)NE之間的物理連接multiplexsection(復(fù)用段）-------相鄰LT間對(duì)業(yè)務(wù)的邏輯功能path（通道）--------兩個(gè)PDH接口之間(端到端)的邏輯連接由此可見(jiàn)：section#3RSRSMSMSSDH的幾個(gè)新概念（虛容器、通道、段）通道和段（二）H-path(開(kāi)銷)(通道)(段)L-pathMSRSPOHSOHOHSDHPathSection(高階通道)(低階通道)(復(fù)用段)(再生段)HPOH(高階通道開(kāi)銷)(低階通道開(kāi)銷)(復(fù)用段開(kāi)銷)(再生段開(kāi)銷)(通道開(kāi)銷)LPOHMSOHRSOH為了便于SDH網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，有助于網(wǎng)管功能的實(shí)現(xiàn)以及保持技術(shù)規(guī)范的相對(duì)穩(wěn)定性，SDH將傳輸網(wǎng)劃分成上述若干層次，每一層次上都有相應(yīng)開(kāi)銷比特與之對(duì)應(yīng)：(段開(kāi)銷)SDH為什么要提出這些概念呢？SDH的幾個(gè)新概念（虛容器、通道、段）電路層網(wǎng)絡(luò)VC_12VC_4VC_3電路層低階通道層通道層高階通道層段層復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)再生段層網(wǎng)絡(luò)物理層網(wǎng)絡(luò)傳輸媒質(zhì)層SDH傳送網(wǎng)的分層模型1.設(shè)備的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)更加簡(jiǎn)單2.使規(guī)范在一個(gè)長(zhǎng)久的時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定3.便于維護(hù)分層的好處SDH網(wǎng)絡(luò)中的段在SDH網(wǎng)絡(luò)中，可將信號(hào)傳輸網(wǎng)的各部分分為復(fù)用段（MS）、再生段（RS）和通道（Path）三個(gè)層面，其中復(fù)用段與再生段通稱作段復(fù)用段涉及復(fù)用段終端（TM、ADM、DXC）之間的端到端信息傳遞。復(fù)用功能由復(fù)用段終端提供，包括MSOH的產(chǎn)生與終結(jié)，通道的同步與復(fù)用等再生端涉及再生器（REG）與再生器之間、或復(fù)用端終端與再生器之間的信息傳遞。再生端功能由再生段終端設(shè)備（REG、TM、ADM、DXC）提供，包括RSOH的產(chǎn)生與終結(jié)，幀定位、擾碼等SDH網(wǎng)絡(luò)中的通道通道嵌入在一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的段的凈荷中，為業(yè)務(wù)信號(hào)提供透明的傳輸路徑通道終端主要完成對(duì)凈荷的復(fù)接與分接以及通道開(kāi)銷POH的終結(jié)與產(chǎn)生，通道終端也是PDH信號(hào)與SDH網(wǎng)的結(jié)合點(diǎn)與分接點(diǎn)從信號(hào)的開(kāi)銷來(lái)看，MSOH在復(fù)用段內(nèi)傳輸時(shí)維持不變，RSOH在再生段內(nèi)傳輸時(shí)維持不變，POH在通道終端間內(nèi)傳輸時(shí)維持不變

SDH-復(fù)用器SDH-復(fù)用器交叉連接#SDH-電再生器再生段再生段復(fù)用段通道SDHSDHSDHPDHPDH復(fù)用段同步數(shù)字系列SDH復(fù)用原理和基本復(fù)用單元傳統(tǒng)復(fù)用方法：正碼速調(diào)整法優(yōu)點(diǎn)：容許被復(fù)接的支路信號(hào)有較大的頻率誤差；缺點(diǎn)：復(fù)接與分接困難；固定位置映射法：使低速支路信號(hào)在高速信號(hào)幀中占有固定位置。優(yōu)點(diǎn)：復(fù)接與分接容易實(shí)現(xiàn)缺點(diǎn)：低速信號(hào)與高速信號(hào)相位不能對(duì)準(zhǔn)，且隨時(shí)間變化；SDH復(fù)用：采用載荷指針的映射方法；引入指針：需要對(duì)指針進(jìn)行管理；超大規(guī)模集成電路為指針技術(shù)實(shí)現(xiàn)提供了條件和基礎(chǔ)。通過(guò)指針的值，指向載荷的起始位置；SDH復(fù)用原理說(shuō)明如果把我們要傳送的信號(hào)比喻為貨物，STM-N是運(yùn)貨的汽車，汽車承載了一個(gè)大集裝箱，各種貨物都堆積在這個(gè)集裝箱內(nèi)，那么為了在各個(gè)站點(diǎn)能方便地找到并取出（或插入）所需的貨物，在我們將貨物裝入集裝箱之前，得先完成一些工作:－首先根據(jù)貨物的大小選用一個(gè)合適的標(biāo)準(zhǔn)容器（C-n），把貨物裝入容器打包后再貼上說(shuō)明貨物情況的標(biāo)簽（POH），這時(shí)就構(gòu)成了虛容器（VC-n），這個(gè)過(guò)程稱為映射；－為了指示各級(jí)虛容器在更大的虛容器中的位置，需要為虛容器附上指針（PTR），附上了指針的虛容器就構(gòu)成支路單元（TU）或管理單元（AU），附上指針的過(guò)程稱為定位；－然后把多個(gè)相同的支路單元（組）逐步集裝成高階虛容器，或把多個(gè)相同的管理單元集裝成管理單元組，直至把多個(gè)管理單元組集裝起來(lái)填滿大集裝箱（STM-N幀的凈負(fù)荷和管理單元指針），然后為集裝箱貼上說(shuō)明集裝箱情況的標(biāo)簽（SOH），這時(shí)就完成了汽車（STM-N）的裝貨過(guò)程，汽車可以開(kāi)上光纖線路了，這其中的集裝過(guò)程就稱為復(fù)用

映射結(jié)構(gòu)：把支路信號(hào)適配裝入虛容器VC的過(guò)程，即，使支路信號(hào)與傳送的載荷同步的過(guò)程。這種結(jié)構(gòu)可把目前PDH的絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)速率信號(hào)裝入SDH幀?；竟ぷ髟恚河成?、定位、復(fù)用各種速率等級(jí)的數(shù)據(jù)流進(jìn)入相應(yīng)的容器（C），完成適配功能（主要是速率調(diào)整）——映射加入通道開(kāi)銷（POH），構(gòu)成虛容器（VC）——映射進(jìn)入支路單元（TU）或管理單元（AU）——定位設(shè)置指針（AUPTR和TUPTR）——定位復(fù)用（TU進(jìn)高階VC或AU進(jìn)STM－N），附加段開(kāi)銷SOH，形成STM-N的幀結(jié)構(gòu)——復(fù)用復(fù)用原理——ITU-T一般復(fù)用映射結(jié)構(gòu)同步復(fù)用和映射方法是SDH的特色之一。SDH復(fù)用原理復(fù)用單元容器（C-n）、虛容器

（VC-n）、支路單元（TU-n）、支路單元組（TUG-n）、管理單元（AU-n）、管理單元組（AUG-n），其中n表示與此復(fù)用單元相應(yīng)的信號(hào)級(jí)別SDH采用了一套由基本復(fù)用單元組成的有若干中間復(fù)用步驟的復(fù)用結(jié)構(gòu)，各種業(yè)務(wù)信號(hào)通過(guò)映射、定位、復(fù)用三個(gè)步驟復(fù)用進(jìn)STM-N幀在這種復(fù)用結(jié)構(gòu)中，首先采用將支路信號(hào)進(jìn)行適配，裝入適當(dāng)容器，稱為映射繼而通過(guò)指針調(diào)整定位技術(shù)來(lái)校正支路信號(hào)頻差和實(shí)現(xiàn)相位對(duì)準(zhǔn)通過(guò)將復(fù)用單元組合成為STM－N的幀結(jié)構(gòu)，完成復(fù)用過(guò)程x3AUGSTM-N2430

NAU42358AU3786VC-42349VC-3765TUG3774TUG2108TU3768TU2108VC3765VC1126VC2107VC1235TU1127TU1236C3756C1125C1234C2106C42340MAPPING14045621.534x3x7x7x3x4同步傳送模塊虛容器管理單元管理單元組支路單元支路單元組虛容器容器PDHMbpsPOHPOHPOHPOHPTRPTRPTRPTRPTRPTRSOHPOHPOHx

NYYxxxPTR:

指針POH:通道開(kāi)銷字節(jié)數(shù)

基本操作：映射定位復(fù)用指針處理復(fù)用原理(4)——ITU-T一般復(fù)用映射結(jié)構(gòu)C-n，標(biāo)準(zhǔn)容器，裝載PDH支路信號(hào)，并完成速率適配；標(biāo)準(zhǔn)容器+少量通道開(kāi)銷POH——虛容器VC；VC的包絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)同步，可以復(fù)用、交叉連接、交換；VC內(nèi)可裝載不同容量，不同格式的支路信號(hào)；定位校準(zhǔn)：在VC前加管理單元指針，保證所有VC起始相位始終同步——AU(管理單元)+TU(支路單元)；設(shè)置指針：TU均勻字節(jié)間插---TUG—AUG復(fù)用：AUG+SOH—STM-1，按字節(jié)同步復(fù)用—STM-N；舉例：由PDH的4次群信號(hào)到SDH的STM-1的復(fù)接過(guò)程把139.264Mb/s的信號(hào)裝入容器C-4，經(jīng)速率適配處理后，輸出信號(hào)速率為149.760Mb/s;在虛容器VC-4內(nèi)加上通道開(kāi)銷POH(每幀9Byte,相應(yīng)于0.576Mb/s)后，輸出信號(hào)速率為150.336Mb/s；在管理單元AU-4內(nèi)，加上管理單元指針AUPTR(每幀9Byte,相應(yīng)于0.576Mb/s)，輸出信號(hào)速率為150.912Mb/s;由1個(gè)AUG加上段開(kāi)銷SOH(每幀72Byte,相應(yīng)于4.608Mb/s),輸出信號(hào)速率為155.520Mb/s,即為STM-1。我國(guó)的SDH基本復(fù)用結(jié)構(gòu)（指針調(diào)整下的同步復(fù)接）STM-NAUGTUG-3TUG-2C-4C-3C-12b/s44736kb/s34368kb/s2048kb/sTU-3TU-12AU-4VC-3VC-12VC-4指針處理映射定位、校準(zhǔn)復(fù)用AUGSTM-1+LPOH+TUPTR+AUPTR+RSOHMSOH+HPOH標(biāo)準(zhǔn)容器C參與SDH復(fù)用的各種速率的業(yè)務(wù)信號(hào)都應(yīng)首先通過(guò)碼速調(diào)整等適配技術(shù)，裝進(jìn)一個(gè)恰當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)容器?？赏ㄟ^(guò)比特-到-比特和字節(jié)-到-字節(jié)調(diào)整實(shí)現(xiàn)虛容器VC

通道開(kāi)銷POH加入到每個(gè)容器C中，容器C加上它所關(guān)聯(lián)的POH就構(gòu)成了所謂的虛容器VCVC作為一個(gè)不可修改的完整實(shí)體通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的直達(dá)通道傳輸。

POH攜帶補(bǔ)充的信息以確保容器從頭到尾的可靠傳輸。它在通道的起始點(diǎn)被加入，此時(shí)VC被建立并首次被解釋。在通道的終止點(diǎn)被取出，此時(shí)容器被清除POH包含在網(wǎng)絡(luò)中變換的通道的監(jiān)督和維護(hù)信息

一個(gè)虛容器可以在STM-1幀中獨(dú)立傳送，或者間插到一個(gè)更大的VC中，此VC直接在STM-1幀中傳輸高階虛容器HO和低階虛容器LO之間存在區(qū)別。

在一個(gè)“大”的容器中傳送的所有容器被稱為L(zhǎng)O容器。LOVC指VC-11，VC-12和VC-2。如果VC-3在VC-4中傳送，此時(shí)它也算是一個(gè)LOVC直接在STM-1幀中被傳輸?shù)哪切┤萜鞅环Q為HO容器。VC-4是一個(gè)HOVC。被直接傳輸?shù)腣C-3也稱為HOVC支路單元TU除了VC-4外，所有的VC都可被間插到一個(gè)較大的VC中，在STM-1中傳輸。為此，建立兩個(gè)VC相位關(guān)系的指針必須被放置在高階VC中的固定位置。支路單元TU是一術(shù)語(yǔ)，用于描述可以內(nèi)嵌在高階VC中的LOVC組件及對(duì)應(yīng)的指針（TU指針）。即TU-n是由一個(gè)相應(yīng)的低階VC-n和一個(gè)相應(yīng)的支路單元指針（TU-nPTR）組成TU-nPTR用來(lái)指示VC-n凈荷起點(diǎn)相對(duì)于高階VC幀起點(diǎn)間的偏移TU包括：TU-11，TU-12，TU-2，TU-3。支路單元組TUG在被間插入高階容器之前，TU可被結(jié)合成一組。那樣的一個(gè)組被稱為T(mén)UG（支路單元組）支路單元組有TUG-2和TUG-3兩種1個(gè)TUG-2由1個(gè)TU-2或3個(gè)TU-12或4個(gè)TU-11按字節(jié)間插復(fù)用而成1個(gè)TUG-3由1個(gè)TU-3或7個(gè)TUG-2按字節(jié)間插復(fù)用而成管理單元AU高階虛容器VC-4和VC-3在STM-1幀中直接傳輸嵌入在STM-1幀中的指針（AU-PTR塊）記錄幀和相應(yīng)虛容器的相位關(guān)系VC可在其中“浮動(dòng)”的STM－1幀的組件被稱為管理單元AU。對(duì)應(yīng)的指針被稱為AU指針，算作AU的一部分三個(gè)字節(jié)的AU指針包含在STM-1幀的第4行的起始9個(gè)字節(jié)中在STM－1幀中可傳輸1xAU-4或3xAU-3VC-3既可直接在STM-1幀中傳輸（AU-3），也可直接通過(guò)AU-4傳輸。后一種情況下3xVC-3必須被間插到一個(gè)VC-4中管理單元組AUG幾個(gè)AU被字節(jié)間插，例如：字節(jié)-到-字節(jié)復(fù)用，到一個(gè)AU組中（AUG）AUG是一個(gè)不含SOH，與STM-1對(duì)應(yīng)的幀同步結(jié)構(gòu)如果STM-1SOH被加入到AUG中，則可產(chǎn)生STM-1一個(gè)AUG可由1xAU-4或3xAU-3組成復(fù)用單元的幀結(jié)構(gòu)復(fù)用單元大小和速率幾種信號(hào)的復(fù)用幀定位定位是一種將幀偏移信息收進(jìn)支路單元或管理單元的過(guò)程，即附加于VC上的支路單元指針（或管理單元指針）指示和確定低階VC幀的起點(diǎn)在TU凈負(fù)荷中（或高階VC幀的起點(diǎn)在AU凈負(fù)荷中）的位置；在發(fā)生相對(duì)幀偏移差使VC幀起點(diǎn)浮動(dòng)時(shí)，指針值亦隨之調(diào)整，從而使指針準(zhǔn)確指示VC幀的起點(diǎn)；SDH指針的作用：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于同步時(shí)，指針用來(lái)進(jìn)行同步信號(hào)間的相位校準(zhǔn)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)失去同步時(shí)，用來(lái)做頻率和相位校準(zhǔn)；指針還可用來(lái)容納網(wǎng)絡(luò)中的頻率抖動(dòng)和漂移。同步數(shù)字系列SDHSDH網(wǎng)元SDH網(wǎng)元SDH傳輸網(wǎng)是由不同類型的網(wǎng)元設(shè)備通過(guò)光纜線路連接組成的，由這些網(wǎng)元設(shè)備實(shí)現(xiàn)SDH體系所需要的同步復(fù)用、交叉連接、網(wǎng)絡(luò)故障自愈等功能SDH網(wǎng)的基本網(wǎng)元有終端復(fù)用器TM、分插復(fù)用器ADM、再生中繼器REG和數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC

這些網(wǎng)元可以組成網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有5種，即鏈形、星形、樹(shù)形、環(huán)形和網(wǎng)孔形

TMADMADMADMADMTM終端復(fù)用器（TM）終端復(fù)用器的主要是將支路端口的低速信號(hào)如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s等PDH低速信號(hào)和SDH的155Mbit/s電信號(hào)復(fù)用進(jìn)STM-N幀結(jié)構(gòu)中，并經(jīng)過(guò)電－光轉(zhuǎn)換為STM-N光線路信號(hào)終端復(fù)用器還可完成上述過(guò)程的逆過(guò)程在復(fù)用過(guò)程中，支路信號(hào)在線路信號(hào)STM-N中的位置可任意指定

終端復(fù)用器常用于鏈形網(wǎng)的兩個(gè)端點(diǎn)，進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)傳輸

分插復(fù)用器（ADM）

ADM具有兩個(gè)線路端口，不僅可以完成TM具有的全部功能，還能完成線路信號(hào)之間以及線路信號(hào)與支路信號(hào)間的交叉連接例如，來(lái)自東向STM-1線路信號(hào)中的21個(gè)2M業(yè)務(wù)，可通過(guò)ADM復(fù)用到進(jìn)西向STM-1線路信號(hào)繼續(xù)向前傳輸；而剩下的42個(gè)2M則可通過(guò)支路端口在本地上下ADM設(shè)備的靈活的分插業(yè)務(wù)和交叉連接功能，使它可以靈活地應(yīng)用于鏈形、星形、環(huán)形等各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)利用ADM組成的自愈環(huán)網(wǎng)極大地提高了網(wǎng)絡(luò)的生存性，是SDH的最大特色之一

STM-1/4STM-1/4TributaryPorts:nx2Mbps(34Mbps)ADM......WESTEAST再生中繼器（REG）

由于光信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳輸后，信號(hào)的幅度變小，脈沖形狀發(fā)生畸變，會(huì)使接收側(cè)判決發(fā)生錯(cuò)誤，因此需要在中間的恰當(dāng)距離加入REG恢復(fù)信號(hào)的幅度和形狀，從而繼續(xù)傳輸，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸?shù)哪康腞EG只有兩個(gè)線路端口，它將接收的光信號(hào)經(jīng)光/電轉(zhuǎn)換、開(kāi)銷處理、再生整形、電/光轉(zhuǎn)換后在另一側(cè)發(fā)出REG只需處理STM-N幀中的RSOH，而無(wú)需象ADM和TM一樣還要處理MSOH并上下業(yè)務(wù)或交叉連接數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC）

數(shù)字交叉連接設(shè)備的主要功能是完成多個(gè)STM-N信號(hào)的交叉連接，它在自動(dòng)配線、網(wǎng)絡(luò)資源配置、路由調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)恢復(fù)和網(wǎng)絡(luò)管理等方面起著重要作用。核心：可控的交叉連接開(kāi)關(guān)矩陣;基本電路速率：可等于或低于端口速率，它取決于信道容量分配的基本單位。輸入信號(hào)串/并變換：變?yōu)閙個(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)，按照預(yù)先存放的交叉連接圖或動(dòng)態(tài)計(jì)算的交叉連接圖對(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。DXC的表示：DXCX/Y(X:輸入端口速率的最高等級(jí)；Y，參與交叉連接的最低速率等級(jí))0——64kb/s電路速率；1、2、3、4——PDH的1至4次群的速率；4——SDH的STM-1等級(jí)；5、6——SDH的STM-4、STM-16等級(jí)。舉例：DXC1/0:1—輸入最高速率為一次群速率2.048Mb/s;0—交叉連接基本速率為64kb/s;DXC4/1:4—輸入端最高速率140Mb/s(PDH)或155.52Mb/s(SDH);1—交叉連接基本速率為2.048Mb/s;廣泛應(yīng)用的DXC：DXC1/0、DXC4/1、DXC4/4交叉連接設(shè)備與交換機(jī)的區(qū)別：DXC的用途：干線網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)配置；功能：輸入/輸出連接改變連接控制DXC多話路組成的群路按集合用戶量、網(wǎng)路故障狀況網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)配置交換機(jī)單個(gè)用戶話路用戶呼叫請(qǐng)求信令系統(tǒng)分離本地/非本地業(yè)務(wù)，為非本地業(yè)務(wù)提供路由為臨時(shí)事件提供通信電路；網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，迅速提供網(wǎng)絡(luò)配置；根據(jù)業(yè)務(wù)流量，實(shí)現(xiàn)最佳網(wǎng)絡(luò)配置；PDH與SDH的網(wǎng)關(guān)；SDH的應(yīng)用(1)SDH點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸；鏈形網(wǎng)傳輸；SDHTMSDHTM…支路信號(hào)…支路信號(hào)STM-N再生中繼器SDHTMSDHTM…支路信號(hào)…支路信號(hào)SDHADMSTM-n(n＜N)STM-NSTM-NSTM-nSDH的應(yīng)用(2)SDH環(huán)形網(wǎng)SDHADMSDHADMSDHADMSDHADM…支路信號(hào)…支路信號(hào)…支路信號(hào)…支路信號(hào)優(yōu)點(diǎn)：具有自愈能力通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，無(wú)需人為干預(yù)，即可在極短的時(shí)間內(nèi)從失效故障中自動(dòng)恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)，使用戶感覺(jué)不到網(wǎng)絡(luò)已出了故障。SDH的應(yīng)用(3)ADM+DXC—網(wǎng)形網(wǎng)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)端到端之間存在一條以上路徑；DXC可靈活配置網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)具有更高的抗毀性、可靠性同步數(shù)字系列SDHSDH性能指標(biāo)

5.2.1參考模型

假設(shè)參考連接(HRX)：假設(shè)通信距離最長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、傳輸質(zhì)量最差的連接；包括所有的傳輸、交換、及其他功能器件；

最長(zhǎng)的HRX是根據(jù)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)的性能要求和64kb/s信號(hào)的全數(shù)字連接來(lái)考慮的。

標(biāo)準(zhǔn)最長(zhǎng)HRX：14個(gè)HRDL、13個(gè)交換節(jié)點(diǎn)，全長(zhǎng)27500km；

HRX總性能指標(biāo)按比例分配給HRDL；圖5.11標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字假設(shè)參考連接HRX假設(shè)參考數(shù)字鏈路(HRDL):HRX中兩個(gè)相鄰交換點(diǎn)數(shù)字配線架間的所有傳輸系統(tǒng)——復(fù)用、分接設(shè)備、傳輸單元。長(zhǎng)度：建議2500km；可根據(jù)國(guó)家具體情況做不同選擇China：5000km；USA/Cana:6400km；Jap：2500km；參考模型(2)——HRDL參考模型(3)——HRDS假設(shè)參考數(shù)字段(HRDS)：HRDL的組成部分；HRDS：兩端光端機(jī)、中間光纜傳輸線路、光中繼器；HRDS建議長(zhǎng)度：長(zhǎng)途，280km；市話，50km我國(guó)：一級(jí)干線，420km；二級(jí)干線，280km；市話，50km；一個(gè)光纖通信系統(tǒng)，可以由若干個(gè)HRDS組成。HRDS的性能指標(biāo)，從HRDL指標(biāo)分配中獲得，并分配給線路和設(shè)備。HRX、HRDL、HRDS三者的關(guān)系：

HRX=若干個(gè)HRDL+若干交換中心；

HRDL=若干HRDS；

HRDS=兩個(gè)數(shù)字配線架+若干光中繼器；系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)1.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?jī)?yōu)劣的非常重要的指標(biāo)，它反映了在數(shù)字傳輸過(guò)程中信息受到損害的程度。

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，它對(duì)話音影響的程度取決于編碼方法。對(duì)于PCM而言，誤碼率對(duì)話音的影響程度如表5.2所示。

由于誤碼率隨時(shí)間變化，用長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的平均誤碼率來(lái)衡量系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，顯然不夠準(zhǔn)確。在實(shí)際監(jiān)測(cè)和評(píng)定中，應(yīng)采用誤碼時(shí)間百分?jǐn)?shù)和誤碼秒百分?jǐn)?shù)的方法。

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表5.2誤碼率對(duì)話音影響程度

如圖5.13所示，規(guī)定一個(gè)較長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)時(shí)間TL，例如幾天或一個(gè)月，并把這個(gè)時(shí)間分為“可用時(shí)間”和“不可用時(shí)間”。

在連續(xù)10s時(shí)間內(nèi)，BER劣于1×10-3，為“不可用時(shí)間”，或稱系統(tǒng)處于故障狀態(tài)；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”。

對(duì)于64kb/s的數(shù)字信號(hào)，BER=1×10-3，相應(yīng)于每秒有64個(gè)誤碼。同時(shí)，規(guī)定一個(gè)較短的取樣時(shí)間T0和誤碼率門(mén)限值BERth，統(tǒng)計(jì)BER劣于BERth的時(shí)間，并用劣化時(shí)間占可用時(shí)間的百分?jǐn)?shù)來(lái)衡量系統(tǒng)誤碼率性能的指標(biāo)。誤碼性能優(yōu)劣的表示方法：誤碼時(shí)間百分?jǐn)?shù)誤碼秒百分?jǐn)?shù)檢測(cè)時(shí)間TL劃分為：(與連續(xù)10秒的BER與10-3相比)可用時(shí)間：BER<10-3；系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)；不可用時(shí)間：BER>10-3，系統(tǒng)處于故障狀態(tài)；取樣時(shí)間T0和誤碼率門(mén)限閾值BERth；劣化時(shí)間：抽樣(以T0)檢測(cè)BER>BERth的時(shí)間(分鐘數(shù)、秒數(shù))誤碼性能優(yōu)劣表示：誤碼率（BER）指標(biāo)BER參數(shù)有三個(gè)劣化分（DM）：誤碼率劣于1×10－6的分鐘數(shù)嚴(yán)重誤碼秒（SES）：誤碼率劣于1×10－3的秒鐘數(shù)誤碼秒（ES）：凡是出現(xiàn)誤碼的秒數(shù)<1.310-6<8%BER的秒數(shù)誤碼秒（ES）<310-6<0.2%BER劣于10-3的分?jǐn)?shù)嚴(yán)重誤碼秒（SES）<6.210-7<10%BER劣于10-6的分?jǐn)?shù)裂化分（DM）長(zhǎng)期平均誤碼率指標(biāo)定義誤碼率參數(shù)表5.3誤碼率參數(shù)和HRX的誤碼率指標(biāo)

對(duì)三種誤碼率參數(shù)和指標(biāo)說(shuō)明如下：

劣化分(DM)誤碼率為1×10-6時(shí)，感覺(jué)不到干擾的影響，選為BERth。每次通話時(shí)間平均3～5min,選擇取樣時(shí)間T0為1min是合適的。監(jiān)測(cè)時(shí)間以較長(zhǎng)為好，選擇TL為1個(gè)月。定義誤碼率劣于1×10-6的分鐘數(shù)為劣化分(DM)。HRX指標(biāo)要求劣化分占可用分(可用時(shí)間減去嚴(yán)重誤碼秒累積的分鐘數(shù))的百分?jǐn)?shù)小于10%。

嚴(yán)重誤碼秒(SES)

由于某些系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)大誤碼率的情況，嚴(yán)重影響通話質(zhì)量，因此引入嚴(yán)重誤碼秒這個(gè)參數(shù)。選擇監(jiān)測(cè)時(shí)間TL為1個(gè)月，取樣時(shí)間T0為1s。定義誤碼率劣于1×10-3的秒鐘數(shù)為嚴(yán)重誤碼秒(SES)。HRX指標(biāo)要求嚴(yán)重誤碼秒占可用秒的百分?jǐn)?shù)小于0.2%。

誤碼秒(ES)

選擇監(jiān)測(cè)時(shí)間TL為1個(gè)月，取樣時(shí)間T0為1s，誤碼率門(mén)限值BERth=0。定義凡是出現(xiàn)誤碼(即使只有1bit)的秒數(shù)稱為誤碼秒(ES)。HRX指標(biāo)要求誤碼秒占可用秒的百分?jǐn)?shù)小于8%。相應(yīng)地，不出現(xiàn)任何誤碼的秒數(shù)稱為無(wú)誤碼秒(EFS)，指標(biāo)要求無(wú)誤碼秒占可用秒的百分?jǐn)?shù)大于92%。

表5.3列出的是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字假設(shè)參考連接HRX(27500km)的誤碼率總指標(biāo)。為了設(shè)計(jì)需要，必須把總指標(biāo)按不同等級(jí)的電路質(zhì)量分配到各部分?？傉`碼性能指標(biāo)在HRX各部分的分配：

按電路等級(jí)進(jìn)行分配高級(jí)：長(zhǎng)途一二級(jí)干線；按長(zhǎng)度分配；中級(jí)：長(zhǎng)途二級(jí)以下干線；本地級(jí)：按切塊分配；最長(zhǎng)HRX的電路質(zhì)量等級(jí)劃分誤碼率的分配——G.821建議誤碼率指標(biāo)高級(jí)電路中級(jí)電路本地級(jí)電路DM<10%4%2×1.5%2×1.5%SES<0.1%0.04%2×0.015%2×0.015%ES<8%3.2%2×1.2%2×1.2%DM：BER>10-6的時(shí)間少于10%，等效平均誤碼率BERav=10-7；將平均誤碼率按長(zhǎng)度進(jìn)行分配：BERav=4×10-12/km；則420km一級(jí)干線誤碼率分配：BERav=1.68×10-9；280km二級(jí)干線誤碼率分配：BERav=1.12×10-9；設(shè)計(jì)值，比實(shí)際要求值高一個(gè)數(shù)量級(jí)，按10-10設(shè)計(jì)；抖動(dòng)抖動(dòng)：數(shù)字信號(hào)的有效瞬間對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的位置偏差。輸入脈沖信號(hào)在平均位置的左右變化；提取時(shí)鐘信號(hào)在中心位置的左右變化；抖動(dòng)的單位：UI，表示單位時(shí)隙，二進(jìn)制NRZ信號(hào)，1UI=T(一個(gè)碼元周期)。抖動(dòng)的度量：抖動(dòng)幅度(Jp-p)：偏差時(shí)間的范圍；抖動(dòng)頻率(F)：偏差時(shí)間間隔對(duì)時(shí)間的變化率；抖動(dòng)的表現(xiàn)：穩(wěn)定脈沖前后沿出現(xiàn)低頻干擾(1~2kHz)；抖動(dòng)的影響：使信號(hào)判決偏離最佳判決時(shí)間，增加誤碼率，降低系統(tǒng)性能；抖動(dòng)表現(xiàn)：接收端的噪聲，劣化信噪比，降低接收靈敏度；圖5.15抖動(dòng)示意圖

抖動(dòng)產(chǎn)生的原因：時(shí)鐘提取電路的頻率偏移；信號(hào)狀態(tài)——如，信號(hào)的碼間干擾；輸入碼流中長(zhǎng)連“0”碼；隨機(jī)噪聲；抖動(dòng)的主要性能參數(shù)：輸入抖動(dòng)容限、輸出抖動(dòng)等輸入抖動(dòng)容限：系統(tǒng)容許的輸入信號(hào)最大抖動(dòng)范圍；ITU-T建議和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，給出了PDH各次群輸入/輸出抖動(dòng)容限要求；PDH各次群入口對(duì)抖動(dòng)的要求3500kHZ800kHZ400kHZ100kHZF410kHZ10kHZ3kHZ18kHZF3500HZ1kHZ400HZ2.4kHZF2200HZ100HZ20HZ20HZF10.0750.150.20.2A21.51.51.51.5A1F0A0223-1139264223-134368215-11.2×10-5HZ1528448215-11.5×10-5HZ36.92048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(kb/s)0.075（0.075）0.15（0.15）0.2（0.2）0.2（0.2）A23500kHZ800kHZ400kHZ100kHZF410kHZ10kHZ3kHZ18kHZF2F1A1200HZ1.5（0.75）139264100HZ1.5（0.75）3436820HZ1.5（0.75）844820HZ1.5（0.75）2048測(cè)量帶通濾波器帶寬：低頻截止頻率為F1或F2，高頻截止頻率為F4輸出口最大抖動(dòng)容限值JP.P/UI

參數(shù)速率（kbs-1）全程和數(shù)字段PDH各次群輸出口對(duì)抖動(dòng)的要求

表5.6和表5.7的圖解說(shuō)明

要求：PDH各次群輸入接口的輸入抖動(dòng)容限必須在曲線之上系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)——可靠性(1)可靠性：描述系統(tǒng)的故障可能性直接影響通信系統(tǒng)的：使用、維護(hù)、經(jīng)濟(jì)效益；包括：光端機(jī)、中繼器、光纜線路、輔助設(shè)備和備用系統(tǒng)的可靠性研究方法：故障統(tǒng)計(jì)分析法——故障次數(shù)、故障修復(fù)時(shí)間；可靠性的表示：可靠性R與故障率φ：可靠性R：規(guī)定條件和時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)無(wú)故障工作的概率，反映系統(tǒng)完成規(guī)定功能的能力；故障率φ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)系統(tǒng)發(fā)生故障的概率；單位：10-9/h，菲特(fit):1fit表示109h內(nèi)發(fā)生一次故障的概率；R與φ的關(guān)系：n個(gè)部件系統(tǒng)總的可靠性Rs：故障率φ與平均故障間隔時(shí)間MTBF：可用率A和失效率PF：可用率A：規(guī)定時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)處于良好工作狀態(tài)的概率；失效率PF：有備用系統(tǒng)時(shí)，失效率PF：可靠性指標(biāo)(具有主備用系統(tǒng)自動(dòng)倒換功能的DOFCS)5000km，雙向全程全阻故障：4次/年；420km、280km：雙向全程全阻故障：1次/3年、1次/5年；市內(nèi)數(shù)字光纜通信系統(tǒng)：雙向全程全阻故障：4次/年；50km數(shù)字段雙向全程全阻故障：2次/年；LD壽