1、第2章 傳 送 網(wǎng)第2章 傳 送 網(wǎng)2.1 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2.2 多路復(fù)用多路復(fù)用2.3 SDH傳送網(wǎng)傳送網(wǎng)2.4 光傳送網(wǎng)光傳送網(wǎng)思考題思考題第2章 傳 送 網(wǎng)知識(shí)要點(diǎn)介紹傳送網(wǎng)的概念，理解PDH和SDH的區(qū)別，掌握PDH和SDH的幀結(jié)構(gòu)，PDH復(fù)用到SDH的過程和方法。OTN的概念與傳送第2章 傳 送 網(wǎng)2.1 傳傳 輸輸 介介 質(zhì)質(zhì)2.1.1 基本概念基本概念 所謂傳輸介質(zhì)，是指傳輸信號的物理通信線路。所謂傳輸介質(zhì)，是指傳輸信號的物理通信線路。數(shù)據(jù)能否成功傳輸則依賴于兩個(gè)因素：數(shù)據(jù)能否成功傳輸則依賴于兩個(gè)因素： 被傳輸信號本身的質(zhì)量被傳輸信號本身的質(zhì)量 傳輸介質(zhì)的特性。傳輸介質(zhì)的特性。

2、第2章 傳 送 網(wǎng)簡單來說，可以用傳輸介質(zhì)的簡單來說，可以用傳輸介質(zhì)的有效傳輸距離有效傳輸距離和和帶寬帶寬(有效帶寬有效帶寬)來來衡量其質(zhì)量，其中傳輸距離與帶寬成反比，同時(shí)帶寬越寬，成本衡量其質(zhì)量，其中傳輸距離與帶寬成反比，同時(shí)帶寬越寬，成本越高。越高。在數(shù)字傳輸中，具有一定帶寬的傳輸介質(zhì)的最大傳輸速率與信號在數(shù)字傳輸中，具有一定帶寬的傳輸介質(zhì)的最大傳輸速率與信號的調(diào)制方式也緊密相關(guān)。另一方面，不同的傳輸介質(zhì)都有自己獨(dú)的調(diào)制方式也緊密相關(guān)。另一方面，不同的傳輸介質(zhì)都有自己獨(dú)特的傳輸特性，因此傳輸介質(zhì)的選擇，應(yīng)從性能、成本、適用場特的傳輸特性，因此傳輸介質(zhì)的選擇，應(yīng)從性能、成本、適用場合等方面綜

3、合考慮。合等方面綜合考慮。第2章 傳 送 網(wǎng)2.1.2 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 傳輸介質(zhì)分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)兩大類，傳輸介質(zhì)分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)兩大類，在有線介質(zhì)中，電磁波信號會(huì)沿著有形的固體介質(zhì)傳輸，有線在有線介質(zhì)中，電磁波信號會(huì)沿著有形的固體介質(zhì)傳輸，有線介質(zhì)目前常用的有雙絞線、同軸電纜和光纖；介質(zhì)目前常用的有雙絞線、同軸電纜和光纖；在無線介質(zhì)中，電磁波信號通過地球外部的大氣或外層空間進(jìn)在無線介質(zhì)中，電磁波信號通過地球外部的大氣或外層空間進(jìn)行傳輸，是在自由空間傳輸。無線傳輸常用的電磁波段主要有行傳輸，是在自由空間傳輸。無線傳輸常用的電磁波段主要有無線電、微波、紅外線等。無線電、微波、紅外線等

4、。第2章 傳 送 網(wǎng) 1雙絞線雙絞線 雙絞線是指由一對絕緣的銅導(dǎo)線扭絞在一起組成的一條物理雙絞線是指由一對絕緣的銅導(dǎo)線扭絞在一起組成的一條物理通信鏈路。通常人們將多條雙絞線放在一個(gè)護(hù)套中組成一條電纜。通信鏈路。通常人們將多條雙絞線放在一個(gè)護(hù)套中組成一條電纜。采用雙線扭絞的形式主要是為減少線間的低頻干擾，扭絞得越緊采用雙線扭絞的形式主要是為減少線間的低頻干擾，扭絞得越緊密抗干擾能力越好。圖密抗干擾能力越好。圖2.1所示是雙絞線的物理結(jié)構(gòu)。所示是雙絞線的物理結(jié)構(gòu)。圖2.1 雙絞線的物理結(jié)構(gòu)扭距第2章 傳 送 網(wǎng) 與其他有線介質(zhì)相比，雙絞線是最便宜和易于安裝使用的，與其他有線介質(zhì)相比，雙絞線是最便宜

5、和易于安裝使用的，其其主要的缺點(diǎn)是串音會(huì)隨頻率的升高而增加，抗干擾能力差主要的缺點(diǎn)是串音會(huì)隨頻率的升高而增加，抗干擾能力差，因此復(fù)用度不高，其帶寬一般在因此復(fù)用度不高，其帶寬一般在1 MHz范圍之內(nèi)，傳輸距離約范圍之內(nèi)，傳輸距離約為為24 km，通常用作電話用戶線和局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)，在局域網(wǎng)，通常用作電話用戶線和局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)，在局域網(wǎng)范圍內(nèi)傳輸速率可達(dá)范圍內(nèi)傳輸速率可達(dá)100 Mb/s，但其很難用于寬帶通信和長途，但其很難用于寬帶通信和長途傳輸線路。傳輸線路。 雙絞線主要分成兩類：非屏蔽雙絞線主要分成兩類：非屏蔽(UTP：Unshielded Twisted Pair)和屏蔽和屏蔽(STP：S

6、hielded Twisted Pair )。屏蔽雙絞線雖然傳。屏蔽雙絞線雖然傳輸特性優(yōu)于非屏蔽雙絞線，但價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜，除了應(yīng)用輸特性優(yōu)于非屏蔽雙絞線，但價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜，除了應(yīng)用在在IBM的令牌環(huán)網(wǎng)中以外，其他領(lǐng)域并無太多應(yīng)用。目前電話的令牌環(huán)網(wǎng)中以外，其他領(lǐng)域并無太多應(yīng)用。目前電話用戶線和局域網(wǎng)中都使用非屏蔽雙絞線，例如普通電話線多采用戶線和局域網(wǎng)中都使用非屏蔽雙絞線，例如普通電話線多采用用24號號UTP。常用。常用UTP的性能如表的性能如表2.1所示。所示。第2章 傳 送 網(wǎng)表表2.1 常用常用UTP的性能的性能類別 規(guī)格 AWG 性能 典型應(yīng)用 三類 22 和 24 16 MH

7、z POTS、E1/T1、令牌環(huán)網(wǎng)、10 Base-T 網(wǎng)等 四類 各種 20 MHz 4/16 Mb/s 令牌環(huán)網(wǎng) 五類 各種 100 MHz 4/16 Mb/s 令牌環(huán)網(wǎng)、10/100 Base-T 網(wǎng)等 第2章 傳 送 網(wǎng) 2同軸電纜同軸電纜 同軸電纜是貝爾實(shí)驗(yàn)室于同軸電纜是貝爾實(shí)驗(yàn)室于1934年發(fā)明的，最初用于電視信號年發(fā)明的，最初用于電視信號的傳輸，它由內(nèi)、外導(dǎo)體和中間的絕緣層組成，內(nèi)導(dǎo)體是比雙的傳輸，它由內(nèi)、外導(dǎo)體和中間的絕緣層組成，內(nèi)導(dǎo)體是比雙絞線更粗的銅導(dǎo)線，外導(dǎo)體外部還有一層護(hù)套，它們組成一種絞線更粗的銅導(dǎo)線，外導(dǎo)體外部還有一層護(hù)套，它們組成一種同軸結(jié)構(gòu)，因而稱為同軸電纜，其

8、物理結(jié)構(gòu)如圖同軸結(jié)構(gòu)，因而稱為同軸電纜，其物理結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。所示。 由于具有特殊的同軸結(jié)構(gòu)和外屏蔽層，同軸電纜抗干擾能力由于具有特殊的同軸結(jié)構(gòu)和外屏蔽層，同軸電纜抗干擾能力強(qiáng)于雙絞線，適合于高頻寬帶傳輸，其強(qiáng)于雙絞線，適合于高頻寬帶傳輸，其主要的缺點(diǎn)是成本高，主要的缺點(diǎn)是成本高，不易安裝埋設(shè)不易安裝埋設(shè)。同軸電纜通常能提供。同軸電纜通常能提供500750 MHz的帶寬，目的帶寬，目前主要應(yīng)用于前主要應(yīng)用于CATV和光纖同軸混合接入網(wǎng)，在局域網(wǎng)和局間中和光纖同軸混合接入網(wǎng)，在局域網(wǎng)和局間中繼線路中的應(yīng)用已并不多了。繼線路中的應(yīng)用已并不多了。第2章 傳 送 網(wǎng)圖2.2 同軸電纜物理結(jié)構(gòu)外部保

9、護(hù)套外導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)體絕緣層第2章 傳 送 網(wǎng) 3光纖光纖 近年來，通信領(lǐng)域最重要的技術(shù)突破之一就近年來，通信領(lǐng)域最重要的技術(shù)突破之一就是光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展，光纖是一種很細(xì)的可傳是光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展，光纖是一種很細(xì)的可傳送光信號的有線介質(zhì)，它可以用玻璃、塑料或高送光信號的有線介質(zhì)，它可以用玻璃、塑料或高純度的合成硅制成。目前使用的光纖多為石英光純度的合成硅制成。目前使用的光纖多為石英光纖。纖。 光纖也是一種同軸性結(jié)構(gòu)光纖也是一種同軸性結(jié)構(gòu)第2章 傳 送 網(wǎng)圖2.3 光纖的物理結(jié)構(gòu)外套包層纖芯小于臨界角的光線將被外套吸收入射角反射角纖芯、包層由兩種折射率不同的玻璃纖芯、包層由兩種折射率不同的玻璃材料制

10、成，利用光的全反射可以使光材料制成，利用光的全反射可以使光信號在纖芯中傳輸信號在纖芯中傳輸包層的折射率略小于纖包層的折射率略小于纖芯，以形成光波導(dǎo)效應(yīng)，芯，以形成光波導(dǎo)效應(yīng)，防止光信號外溢防止光信號外溢外套一般由塑料制成，用于防止外套一般由塑料制成，用于防止?jié)駳狻⒛p和其他環(huán)境破壞。濕氣、磨損和其他環(huán)境破壞。第2章 傳 送 網(wǎng)Major Breakthroughs1958Laser Theory(Schawlow/Townes/Gould)1960The First Laser(Maiman)1963Semi-conductorLaser(GE/LL/IBM)1966Optical Fiber

11、CommunicationProposal(Kao)1970cw,roomtemperatureSemiconductorLaser197020 dB/kmfiber(Kapron)19790.20 dB/kmfiber(Japan)Today107 km ofinstalled fiber2.5GHz datarates第2章 傳 送 網(wǎng) (1) 大容量。光纖系統(tǒng)的工作頻率分布在大容量。光纖系統(tǒng)的工作頻率分布在10141015Hz范圍內(nèi)，屬于近紅范圍內(nèi)，屬于近紅外區(qū)，其潛在帶寬是巨大的。外區(qū)，其潛在帶寬是巨大的。 (2) 體積小、重量輕。與銅導(dǎo)線相比，在相同的傳輸能力下，無論體積體積小、重量

12、輕。與銅導(dǎo)線相比，在相同的傳輸能力下，無論體積還是重量，光纖都小得多，這在布線時(shí)有很大的優(yōu)勢。光纖的直徑只有還是重量，光纖都小得多，這在布線時(shí)有很大的優(yōu)勢。光纖的直徑只有0.1 mm左右。左右。 (3) 低衰減、抗干擾能力強(qiáng)。光纖傳輸信號比銅導(dǎo)線衰減小得多。目前，低衰減、抗干擾能力強(qiáng)。光纖傳輸信號比銅導(dǎo)線衰減小得多。目前，在在1310 nm波長處光纖每千米衰減小于波長處光纖每千米衰減小于0.35 dB，在，在1550 nm波長處光纖每千波長處光纖每千米衰減小于米衰減小于0.18 dB。 (4)光纖通信保密性好。由于光纖系統(tǒng)不受外部電磁場的干擾，它本身也光纖通信保密性好。由于光纖系統(tǒng)不受外部電磁

13、場的干擾，它本身也不向外部輻射能量，因此信號傳輸很穩(wěn)定，同時(shí)安全保密性也很好。不向外部輻射能量，因此信號傳輸很穩(wěn)定，同時(shí)安全保密性也很好。 (5) 不怕高溫不怕高溫, 防爆、防爆、 防火性能強(qiáng)。因光纖是石英玻璃材料防火性能強(qiáng)。因光纖是石英玻璃材料, 熔點(diǎn)高達(dá)熔點(diǎn)高達(dá)2000以上以上, 所以不怕高溫所以不怕高溫, 有防火的性能。因而可用于礦井下、軍火倉庫、有防火的性能。因而可用于礦井下、軍火倉庫、石油、石油、 化工等易燃易爆的環(huán)境中。化工等易燃易爆的環(huán)境中。 第2章 傳 送 網(wǎng) 光纖的導(dǎo)光原理光纖的導(dǎo)光原理 光纖為什么能夠?qū)Ч夤饫w為什么能夠?qū)Ч? 能傳送大量信息呢能傳送大量信息呢? 這要研究其傳

14、輸理論這要研究其傳輸理論, 但其傳輸理論涉及的數(shù)學(xué)、物但其傳輸理論涉及的數(shù)學(xué)、物理知識(shí)面相當(dāng)廣理知識(shí)面相當(dāng)廣, 它要用到微分方程、場論等等高等它要用到微分方程、場論等等高等數(shù)學(xué)知識(shí)及物理的微電子學(xué)、光學(xué)等高深理論。數(shù)學(xué)知識(shí)及物理的微電子學(xué)、光學(xué)等高深理論。這里我們用簡單的比喻這里我們用簡單的比喻, 從物理概念上來說明從物理概念上來說明, 以加以加深對光纖傳輸信息的理解。深對光纖傳輸信息的理解。 第2章 傳 送 網(wǎng) 光纖是利用光的全反射特性來導(dǎo)光的。光纖是利用光的全反射特性來導(dǎo)光的。在物理中在物理中學(xué)習(xí)過光從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播學(xué)習(xí)過光從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播, 由于它們在由于它們在不同介

15、質(zhì)中傳輸速率不一樣不同介質(zhì)中傳輸速率不一樣, 因此因此, 當(dāng)通過兩個(gè)不同的當(dāng)通過兩個(gè)不同的介質(zhì)交界面就會(huì)發(fā)生折射。介質(zhì)交界面就會(huì)發(fā)生折射。 若現(xiàn)在有兩種不同介質(zhì)若現(xiàn)在有兩種不同介質(zhì), 其折射率分別為其折射率分別為n0, n1而而且且n1n0, 設(shè)界面為設(shè)界面為XX, 折射率小的稱光疏媒質(zhì)折射率小的稱光疏媒質(zhì), 折折射率大的稱光密媒質(zhì)。假定光線從光疏媒質(zhì)射向光密射率大的稱光密媒質(zhì)。假定光線從光疏媒質(zhì)射向光密媒質(zhì)媒質(zhì), 其折射情況如圖其折射情況如圖5.3所示。圖中，入射角為所示。圖中，入射角為0入射光線與法線入射光線與法線YY夾角夾角, 折射角為折射角為1折射光線折射光線與與YY夾角，由圖可見，夾

16、角，由圖可見，10。 第2章 傳 送 網(wǎng)光的折射示意圖YXAY光疏媒質(zhì)光密媒質(zhì)ABB01X第2章 傳 送 網(wǎng) 若使光束從光密媒質(zhì)射向光疏媒質(zhì)時(shí)若使光束從光密媒質(zhì)射向光疏媒質(zhì)時(shí), 則折射角則折射角大于入射角，如圖所示。如果不斷增大大于入射角，如圖所示。如果不斷增大0可使折射可使折射角角1達(dá)到達(dá)到90, 這時(shí)的這時(shí)的1稱為臨界角。如果繼續(xù)增大稱為臨界角。如果繼續(xù)增大1, 則折射角會(huì)大于臨界角則折射角會(huì)大于臨界角, 使光線全部返回光密媒使光線全部返回光密媒質(zhì)中質(zhì)中, 這種現(xiàn)象稱這種現(xiàn)象稱為光的全反射。為光的全反射。當(dāng)光線從光密媒質(zhì)當(dāng)光線從光密媒質(zhì)射向光疏媒質(zhì)射向光疏媒質(zhì), 且入射角大于臨界角時(shí)且入射

17、角大于臨界角時(shí), 就會(huì)產(chǎn)生全就會(huì)產(chǎn)生全反射現(xiàn)象反射現(xiàn)象, 光纖就是利用這種全反射來傳輸光信號的。光纖就是利用這種全反射來傳輸光信號的。 第2章 傳 送 網(wǎng) 根據(jù)這一原理根據(jù)這一原理, 在制造光纖時(shí)在制造光纖時(shí), 使光纖芯的折射使光纖芯的折射率高率高, 在外面涂上一包屏層在外面涂上一包屏層, 可使折射率低可使折射率低, 當(dāng)選當(dāng)選擇一定的角度擇一定的角度0時(shí)，射入纖芯的光束將會(huì)全部時(shí)，射入纖芯的光束將會(huì)全部返回纖芯中。這就要制造一種像水管一樣的光返回纖芯中。這就要制造一種像水管一樣的光導(dǎo)管導(dǎo)管, 在光導(dǎo)管壁及光纖芯包的邊界使之形成光在光導(dǎo)管壁及光纖芯包的邊界使之形成光束的全反射束的全反射, 從而達(dá)

18、到將光束都集中在光纖芯中從而達(dá)到將光束都集中在光纖芯中傳輸而不向外泄漏傳輸而不向外泄漏, 就似水管中的水流那樣就似水管中的水流那樣, 使使之永遠(yuǎn)在水管中流動(dòng)。之永遠(yuǎn)在水管中流動(dòng)。 第2章 傳 送 網(wǎng)圖5.4 臨界角和光線的全反射 光疏媒質(zhì)光密媒質(zhì)cn0第2章 傳 送 網(wǎng) 要做成這樣的光導(dǎo)管要做成這樣的光導(dǎo)管, 除了對光纖芯部的折射率除了對光纖芯部的折射率有要求以外有要求以外, 還要使靠近纖芯與包層的邊沿具有極小還要使靠近纖芯與包層的邊沿具有極小的光損耗的光損耗, 使能量都集中在光芯中傳播。使能量都集中在光芯中傳播。 當(dāng)然當(dāng)然, 這就對光纖材料提出了很高的要求。由于石這就對光纖材料提出了很高的要

19、求。由于石英玻璃質(zhì)地脆、易斷裂英玻璃質(zhì)地脆、易斷裂, 為了保護(hù)光纖表面為了保護(hù)光纖表面, 提高抗拉提高抗拉強(qiáng)度，以便于實(shí)用強(qiáng)度，以便于實(shí)用, 一般都在裸光纖外面進(jìn)行兩次涂一般都在裸光纖外面進(jìn)行兩次涂覆而構(gòu)成光纖芯線。光纖芯線結(jié)構(gòu)如圖所示。覆而構(gòu)成光纖芯線。光纖芯線結(jié)構(gòu)如圖所示。 第2章 傳 送 網(wǎng)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)纖芯第2章 傳 送 網(wǎng)單模光纖及特性參數(shù)單模光纖及特性參數(shù) 根據(jù)波導(dǎo)傳輸波動(dòng)理論分析根據(jù)波導(dǎo)傳輸波動(dòng)理論分析, 光纖的傳播模式可分光纖的傳播模式可分為多模光纖和單模光纖。為多模光纖和單模光纖。 1) 多模光纖多模光纖

20、多模光纖即能承受多個(gè)模式的光纖多模光纖即能承受多個(gè)模式的光纖, 如圖如圖(a)、(b)所示。這種光纖結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)所示。這種光纖結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn), 接頭連接要求接頭連接要求不高不高, 用起來方便用起來方便, 也較便宜。因而在早期的數(shù)字光纖也較便宜。因而在早期的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)(PDH系列系列)中采用但這種光纖傳輸帶寬窄、中采用但這種光纖傳輸帶寬窄、衰耗大、時(shí)延差大衰耗大、時(shí)延差大, 因而已逐步被單模光纖代替。因而已逐步被單模光纖代替。 第2章 傳 送 網(wǎng) 2) 單模光纖單模光纖 單模光纖即只能傳送單一基模的光纖單模光纖即只能傳送單一基模的光纖, 如圖如圖(c)所所示。示。 這種光

21、纖從時(shí)域看不存在時(shí)延差這種光纖從時(shí)域看不存在時(shí)延差, 從頻域看從頻域看, 傳輸傳輸信號的帶寬比多模光纖寬得多信號的帶寬比多模光纖寬得多, 有利于高碼率信息長有利于高碼率信息長距離傳輸。單模光纖的纖芯直徑一般為距離傳輸。單模光纖的纖芯直徑一般為410m, 包層包層即外層直徑一般為即外層直徑一般為125m, 比多模光纖小得多。比多模光纖小得多。 第2章 傳 送 網(wǎng)裸光纖結(jié)構(gòu)示意圖(a) 階躍型多模光纖(SI); (b) 梯度型多模光纖(GI); (c) 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)第2章 傳 送 網(wǎng)衰減系數(shù)衰減系數(shù)

22、。 衰減系數(shù)是在工程上設(shè)計(jì)光纖通信系統(tǒng)時(shí)衰減系數(shù)是在工程上設(shè)計(jì)光纖通信系統(tǒng)時(shí), 必須必須要用到的一個(gè)重要參數(shù)。要用到的一個(gè)重要參數(shù)。它是指沿光纖傳播方向光信它是指沿光纖傳播方向光信號的損耗號的損耗, 它是決定光纖中繼段長度的重要因素。衰它是決定光纖中繼段長度的重要因素。衰減量的大小通常用衰減系數(shù)減量的大小通常用衰減系數(shù)來表示來表示, 單位是單位是dB/km, 其定義為其定義為OipPLalg10 式中式中, Pi為輸入光纖的光功率；為輸入光纖的光功率；Po為光纖輸出的為光纖輸出的光功率光功率; L為光纖的長度為光纖的長度(單位為單位為km)。 第2章 傳 送 網(wǎng) 在光脈沖信號傳輸?shù)倪^程中，所使

23、用的波長與傳輸速率、在光脈沖信號傳輸?shù)倪^程中，所使用的波長與傳輸速率、信號衰減之間有著密切的關(guān)系。通常采用的光脈沖信號的波長信號衰減之間有著密切的關(guān)系。通常采用的光脈沖信號的波長集中在某些波長范圍附近，這些波長范圍習(xí)慣上又稱為集中在某些波長范圍附近，這些波長范圍習(xí)慣上又稱為窗口窗口，目前常用的有目前常用的有850 nm、1310 nm和和1550 nm為中心的三個(gè)低損為中心的三個(gè)低損耗窗口耗窗口，在這三個(gè)窗口中，信號具有最優(yōu)的傳輸特性。在局域，在這三個(gè)窗口中，信號具有最優(yōu)的傳輸特性。在局域網(wǎng)中較常采用網(wǎng)中較常采用850 nm，而在長距離和高速率的傳輸條件下的城，而在長距離和高速率的傳輸條件下的

24、城域網(wǎng)和長途網(wǎng)中均采用域網(wǎng)和長途網(wǎng)中均采用1550 nm波長。波長。第2章 傳 送 網(wǎng) 4.無線介質(zhì)無線介質(zhì) 1) 無線電無線電 無線電又稱廣播頻率無線電又稱廣播頻率(RF: Radio Frequency), 其工作頻率范其工作頻率范圍在幾十兆赫茲到圍在幾十兆赫茲到200兆赫茲左右。其優(yōu)點(diǎn)是無線電波易于產(chǎn)生，兆赫茲左右。其優(yōu)點(diǎn)是無線電波易于產(chǎn)生，能夠長距離傳輸，能輕易地穿越建筑物，并且其傳播是全向的，能夠長距離傳輸，能輕易地穿越建筑物，并且其傳播是全向的，非常適合于廣播通信。無線電波的缺點(diǎn)是其傳輸特性與頻率相非常適合于廣播通信。無線電波的缺點(diǎn)是其傳輸特性與頻率相關(guān)：低頻信號穿越障礙能力強(qiáng)，但

25、傳輸衰耗大；高頻信號趨向關(guān)：低頻信號穿越障礙能力強(qiáng)，但傳輸衰耗大；高頻信號趨向于沿直線傳輸，但容易在障礙物處形成反射，并且天氣對高頻于沿直線傳輸，但容易在障礙物處形成反射，并且天氣對高頻信號的影響大于低頻信號。所有的無線電波易受外界電磁場的信號的影響大于低頻信號。所有的無線電波易受外界電磁場的干擾。由于其傳播距離遠(yuǎn)，不同用戶之間的干擾也是一個(gè)問題，干擾。由于其傳播距離遠(yuǎn)，不同用戶之間的干擾也是一個(gè)問題，因此，各國政府對無線頻段的使用都由相關(guān)的管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行頻因此，各國政府對無線頻段的使用都由相關(guān)的管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行頻段使用的分配管理。段使用的分配管理。第2章 傳 送 網(wǎng) 2) 微波微波 微波指頻段范圍

26、在微波指頻段范圍在300 MHz30 GHz的電磁波，因?yàn)槠洳ǖ碾姶挪ǎ驗(yàn)槠洳ㄩL在毫米范圍內(nèi)，所以產(chǎn)生了微波這一術(shù)語。長在毫米范圍內(nèi)，所以產(chǎn)生了微波這一術(shù)語。 微波信號的主要特征是在空間沿直線傳播，因而它只能在微波信號的主要特征是在空間沿直線傳播，因而它只能在視距范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)通信，通常微波中繼距離應(yīng)在視距范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)通信，通常微波中繼距離應(yīng)在80 km范范圍內(nèi)，具體由地理?xiàng)l件、氣候等外部環(huán)境決定。微波的主要缺圍內(nèi)，具體由地理?xiàng)l件、氣候等外部環(huán)境決定。微波的主要缺點(diǎn)是信號易受環(huán)境的影響點(diǎn)是信號易受環(huán)境的影響(如降雨、薄霧、煙霧、灰塵等如降雨、薄霧、煙霧、灰塵等)，頻，頻率越高影響越大，

27、另外高頻信號也很容易衰減。率越高影響越大，另外高頻信號也很容易衰減。 微波通信適合于地形復(fù)雜和特殊應(yīng)用需求的環(huán)境，目前主微波通信適合于地形復(fù)雜和特殊應(yīng)用需求的環(huán)境，目前主要的應(yīng)用有專用網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)急通信系統(tǒng)、無線接入網(wǎng)、陸地蜂窩要的應(yīng)用有專用網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)急通信系統(tǒng)、無線接入網(wǎng)、陸地蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，衛(wèi)星通信也可歸入為微波通信的一種特殊形式。移動(dòng)通信系統(tǒng)，衛(wèi)星通信也可歸入為微波通信的一種特殊形式。第2章 傳 送 網(wǎng) 3) 紅外線紅外線 紅外線指紅外線指10121014Hz范圍的電磁波信號。與微波相比，紅范圍的電磁波信號。與微波相比，紅外線最大的缺點(diǎn)是不能穿越固體物質(zhì)，因而它主要用于短距離、外線最大的缺點(diǎn)

28、是不能穿越固體物質(zhì)，因而它主要用于短距離、小范圍內(nèi)的設(shè)備之間的通信。由于紅外線無法穿越障礙物，也小范圍內(nèi)的設(shè)備之間的通信。由于紅外線無法穿越障礙物，也不會(huì)產(chǎn)生微波通信中的干擾和安全性等問題，因此使用紅外傳不會(huì)產(chǎn)生微波通信中的干擾和安全性等問題，因此使用紅外傳輸，無需向?qū)ｉT機(jī)構(gòu)進(jìn)行頻率分配申請。輸，無需向?qū)ｉT機(jī)構(gòu)進(jìn)行頻率分配申請。 紅外線通信目前主要用于家電產(chǎn)品的遠(yuǎn)程遙控，便攜式計(jì)紅外線通信目前主要用于家電產(chǎn)品的遠(yuǎn)程遙控，便攜式計(jì)算機(jī)通信接口等。算機(jī)通信接口等。第2章 傳 送 網(wǎng)圖2.4 電磁波頻譜及其在通信中的應(yīng)用1041051061071081091010101110121013101410

29、151016f / Hz雙絞線同軸電纜陸地微波和衛(wèi)星FM Radio和TVAM Radio紅外線光纖LFMFHFVHFUHFSHFEHFTHFLFLow Frequency；MFMedium Frequency；HFHigh Frequency；VHFVery High Frequency；UHFUltra High Frequency；SHFSuper High Frequency；EHFExtremely High Frequency；THFTremendously High Frequency第2章 傳 送 網(wǎng)2.2 多多 路路 復(fù)復(fù) 用用2.2.1 基帶傳輸系統(tǒng)基帶傳輸系統(tǒng) 基帶傳輸系

30、統(tǒng)是指在短距離內(nèi)直接在傳輸介質(zhì)上傳輸模擬基基帶傳輸系統(tǒng)是指在短距離內(nèi)直接在傳輸介質(zhì)上傳輸模擬基帶信號的系統(tǒng)。前面介紹的各種媒介中，只有雙絞線可以直接傳帶信號的系統(tǒng)。前面介紹的各種媒介中，只有雙絞線可以直接傳輸基帶信號。電信網(wǎng)中，只在傳統(tǒng)電話用戶線上采用該方式。這輸基帶信號。電信網(wǎng)中，只在傳統(tǒng)電話用戶線上采用該方式。這里的基帶特指話音信號占用的頻帶里的基帶特指話音信號占用的頻帶(3003400 Hz)。另外由于設(shè)。另外由于設(shè)備的簡單性，在局域網(wǎng)中基帶方式也被廣泛使用。備的簡單性，在局域網(wǎng)中基帶方式也被廣泛使用。 基帶傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是線路設(shè)備簡單；缺點(diǎn)是傳輸媒介的帶寬利基帶傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是線路設(shè)備簡單；缺

31、點(diǎn)是傳輸媒介的帶寬利用率不高，不適于在長途線路上使用。用率不高，不適于在長途線路上使用。第2章 傳 送 網(wǎng)2.2.2 頻分復(fù)用傳輸系統(tǒng)頻分復(fù)用傳輸系統(tǒng) 頻分復(fù)用傳輸系統(tǒng)是指在傳輸介質(zhì)上采用頻分復(fù)用傳輸系統(tǒng)是指在傳輸介質(zhì)上采用FDM技術(shù)的系統(tǒng)，技術(shù)的系統(tǒng)，F(xiàn)DM是利用傳輸介質(zhì)的帶寬高于單路信號的帶寬這一特點(diǎn)，將多是利用傳輸介質(zhì)的帶寬高于單路信號的帶寬這一特點(diǎn)，將多路信號經(jīng)過高頻載波信號調(diào)制后在同一介質(zhì)上傳輸?shù)膹?fù)用技術(shù)。路信號經(jīng)過高頻載波信號調(diào)制后在同一介質(zhì)上傳輸?shù)膹?fù)用技術(shù)。FDM傳輸系統(tǒng)主要的缺點(diǎn)是：傳輸?shù)氖悄M信號，需要模擬的傳輸系統(tǒng)主要的缺點(diǎn)是：傳輸?shù)氖悄M信號，需要模擬的調(diào)制解調(diào)設(shè)備，成本

32、高且體積大，由于難以集成，因此工作的調(diào)制解調(diào)設(shè)備，成本高且體積大，由于難以集成，因此工作的穩(wěn)定度也不高。另外由于計(jì)算機(jī)難以直接處理模擬信號，導(dǎo)致穩(wěn)定度也不高。另外由于計(jì)算機(jī)難以直接處理模擬信號，導(dǎo)致在傳輸鏈路和節(jié)點(diǎn)之間過多的模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而影響傳輸質(zhì)量。在傳輸鏈路和節(jié)點(diǎn)之間過多的模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而影響傳輸質(zhì)量。目前目前FDM技術(shù)主要用于微波鏈路和銅線介質(zhì)上，在光纖介質(zhì)上技術(shù)主要用于微波鏈路和銅線介質(zhì)上，在光纖介質(zhì)上該方式更習(xí)慣被稱為波分復(fù)用。該方式更習(xí)慣被稱為波分復(fù)用。第2章 傳 送 網(wǎng)圖2.5 FDM原理示意圖(a) FDM信道劃分；(b) FDM系統(tǒng)示意圖帶通濾波器 f1s1解調(diào)器 f1m1帶通

33、濾波器 f2s2解調(diào)器 f2m2帶通濾波器 fnsn解調(diào)器 fnmns1m1s2m2snmn調(diào)制器 f1調(diào)制器 f2調(diào)制器 fn信道 1信道 2信道 n時(shí)間頻率f1f2fnfFDM 信號(b)(a)為防止各路信號之間相互干擾，要求每路信號要調(diào)制到不同的載為防止各路信號之間相互干擾，要求每路信號要調(diào)制到不同的載波頻段上，而且各頻段之間要保持一定的間隔波頻段上，而且各頻段之間要保持一定的間隔,這樣各路信號通過這樣各路信號通過占用同一介質(zhì)不同的頻帶實(shí)現(xiàn)了復(fù)用。占用同一介質(zhì)不同的頻帶實(shí)現(xiàn)了復(fù)用。第2章 傳 送 網(wǎng)2.2.3 時(shí)分復(fù)用傳輸系統(tǒng)時(shí)分復(fù)用傳輸系統(tǒng) 時(shí)分復(fù)用傳輸系統(tǒng)是指在傳輸介質(zhì)上采用時(shí)分復(fù)用

34、傳輸系統(tǒng)是指在傳輸介質(zhì)上采用TDM技術(shù)的系統(tǒng)，技術(shù)的系統(tǒng)，TDM將模擬信號經(jīng)過將模擬信號經(jīng)過PCM(Pulse Code Modulation)調(diào)制后變?yōu)檎{(diào)制后變?yōu)閿?shù)字信號，然后進(jìn)行時(shí)分多路復(fù)用的技術(shù)。它是一種數(shù)字復(fù)用數(shù)字信號，然后進(jìn)行時(shí)分多路復(fù)用的技術(shù)。它是一種數(shù)字復(fù)用技術(shù)，技術(shù)，TDM中多路信號以時(shí)分的方式共享一條傳輸介質(zhì)，每路中多路信號以時(shí)分的方式共享一條傳輸介質(zhì)，每路信號在屬于自己的時(shí)間片中占用傳輸介質(zhì)的全部帶寬。圖信號在屬于自己的時(shí)間片中占用傳輸介質(zhì)的全部帶寬。圖2.6是是TDM多路復(fù)用原理示意圖。多路復(fù)用原理示意圖。 國際上主要的國際上主要的TDM標(biāo)準(zhǔn)有北美地區(qū)使用的標(biāo)準(zhǔn)有北美地區(qū)

35、使用的T載波方式，一載波方式，一次群信號次群信號T1每幀每幀24時(shí)隙，速率為時(shí)隙，速率為1.544 Mb/s；國際電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)；國際電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)E載載波方式，一次群信號波方式，一次群信號E1每幀每幀32時(shí)隙時(shí)隙, 速率為速率為2.048 Mb/s，兩者相，兩者相同之處在于都采用同之處在于都采用8000 Hz頻率對話音信號進(jìn)行采樣，因此每幀頻率對話音信號進(jìn)行采樣，因此每幀時(shí)長都是時(shí)長都是125 s。第2章 傳 送 網(wǎng)圖2.6 TDM原理示意圖(a) TDM信道劃分；(b) TDM系統(tǒng)示意圖s1m1s2m2snmnPCM 編碼時(shí)間(b)(a)PCM 編碼PCM 編碼復(fù)用s1m1s2m2snmnPCM 解碼

36、PCM 解碼PCM 解碼分路1 2nm 幀1 2nm1 幀信道1信道2信道n時(shí)隙TDM 信道信號頻率第2章 傳 送 網(wǎng) 相對于頻分復(fù)用傳輸系統(tǒng)，時(shí)分復(fù)用傳輸系統(tǒng)可以利用數(shù)相對于頻分復(fù)用傳輸系統(tǒng)，時(shí)分復(fù)用傳輸系統(tǒng)可以利用數(shù)字技術(shù)的全部優(yōu)點(diǎn)：差錯(cuò)率低，安全性好，數(shù)字電路的高集成字技術(shù)的全部優(yōu)點(diǎn)：差錯(cuò)率低，安全性好，數(shù)字電路的高集成度，以及更高的帶寬利用率。它已成為傳輸系統(tǒng)的主流技術(shù)，度，以及更高的帶寬利用率。它已成為傳輸系統(tǒng)的主流技術(shù)，目前主要有兩種時(shí)分?jǐn)?shù)字傳輸體制：準(zhǔn)同步數(shù)字體系目前主要有兩種時(shí)分?jǐn)?shù)字傳輸體制：準(zhǔn)同步數(shù)字體系PDH和同和同步數(shù)字體系步數(shù)字體系SDH。第2章 傳 送 網(wǎng)2.2.4

37、波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)波分復(fù)用傳輸系統(tǒng) 波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)是指在光纖上采用波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)是指在光纖上采用WDM(Wavelength Division Multiplexing)技術(shù)的系統(tǒng)。技術(shù)的系統(tǒng)。WDM本質(zhì)上是光域上的頻本質(zhì)上是光域上的頻分復(fù)用分復(fù)用(FDM)技術(shù)，為了充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來的巨大技術(shù)，為了充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來的巨大帶寬資源，帶寬資源， WDM將光纖的低損耗窗口劃分成若干個(gè)信道，每一將光纖的低損耗窗口劃分成若干個(gè)信道，每一信道占用不同的光波頻率信道占用不同的光波頻率(或波長或波長)，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器(合合波器波器)將不同波長的光載波信

38、號合并起來送入一根光纖進(jìn)行傳輸。將不同波長的光載波信號合并起來送入一根光纖進(jìn)行傳輸。在接收端，再由一波分復(fù)用器在接收端，再由一波分復(fù)用器(分波器分波器)將這些由不同波長光載波將這些由不同波長光載波信號組成的光信號分離開來。由于不同波長的光載波信號可以看信號組成的光信號分離開來。由于不同波長的光載波信號可以看作是互相獨(dú)立的作是互相獨(dú)立的(不考慮光纖非線性時(shí)不考慮光纖非線性時(shí))，在一根光纖中可實(shí)現(xiàn)多，在一根光纖中可實(shí)現(xiàn)多路光信號的復(fù)用傳輸。路光信號的復(fù)用傳輸。第2章 傳 送 網(wǎng) WDM系統(tǒng)按照工作波長的波段不同可以分為兩類：系統(tǒng)按照工作波長的波段不同可以分為兩類：粗波粗波分復(fù)用分復(fù)用(Coarse

39、 WDM)和和密集波分復(fù)用密集波分復(fù)用(Dense WDM)。最初的。最初的WDM系統(tǒng)由于技術(shù)的限制，通常一路光載波信號就占用一個(gè)系統(tǒng)由于技術(shù)的限制，通常一路光載波信號就占用一個(gè)波長窗口，最常見的是兩波分復(fù)用系統(tǒng)波長窗口，最常見的是兩波分復(fù)用系統(tǒng)(分別占用分別占用1310 nm和和1550 nm波長波長)，每路信號容量為每路信號容量為2.5 Gb/s，總共，總共5 Gb/s容量。由容量。由于波長之間間隔很大于波長之間間隔很大(通常在幾十納米以上通常在幾十納米以上)，故稱粗波分復(fù)用。，故稱粗波分復(fù)用。第2章 傳 送 網(wǎng)圖2.7 DWDM傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1TX12TX2TXnOEOnMUX OA光放大

40、器1，2， n1RX12RX2RXnDMUXnTX光發(fā)射器；RX光接收器； OEO波長變換器第2章 傳 送 網(wǎng) 按照信號在一根光纖中的傳送方向來分，目前的按照信號在一根光纖中的傳送方向來分，目前的DWDM系統(tǒng)分為兩類：系統(tǒng)分為兩類：雙纖單向傳輸系統(tǒng)雙纖單向傳輸系統(tǒng)和和單纖雙向傳輸系統(tǒng)單纖雙向傳輸系統(tǒng)。雙纖。雙纖單向指使用兩根光纖實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的全雙工通信。單纖雙向指單向指使用兩根光纖實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的全雙工通信。單纖雙向指將兩個(gè)方向的信號分別安排在一根光纖的不同波長上傳輸。根將兩個(gè)方向的信號分別安排在一根光纖的不同波長上傳輸。根據(jù)波分復(fù)用器的不同，可以復(fù)用的波長數(shù)也不同，從兩個(gè)至幾據(jù)波分復(fù)用器的不同

41、，可以復(fù)用的波長數(shù)也不同，從兩個(gè)至幾十個(gè)不等，十個(gè)不等，現(xiàn)在商用化的一般是現(xiàn)在商用化的一般是8波長、波長、16波長、波長、40波長系統(tǒng)波長系統(tǒng)，每波長速率為每波長速率為2.5 Gb/s或或10 Gb/s。目前實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中已實(shí)現(xiàn)了。目前實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中已實(shí)現(xiàn)了256波長，每信道波長，每信道40 Gb/s，傳輸距離，傳輸距離100 km的的DWDM系統(tǒng)。系統(tǒng)。第2章 傳 送 網(wǎng) 對于常規(guī)的對于常規(guī)的G.652光纖，光纖， ITU-T G.692給出了以給出了以193.1 THz為為標(biāo)準(zhǔn)頻率，間隔為標(biāo)準(zhǔn)頻率，間隔為100 GHz的的41個(gè)標(biāo)準(zhǔn)波長個(gè)標(biāo)準(zhǔn)波長(192.1196.1 THz)，即即1530156

42、1 nm波段。波段。 現(xiàn)在，人們都喜歡用現(xiàn)在，人們都喜歡用WDM來稱呼來稱呼DWDM系統(tǒng)。從本質(zhì)上講，系統(tǒng)。從本質(zhì)上講，DWDM只是只是WDM的一種形式，的一種形式，WDM更具有普遍性，更具有普遍性，DWDM缺乏明確和準(zhǔn)確的定義，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，原來認(rèn)為所謂密缺乏明確和準(zhǔn)確的定義，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，原來認(rèn)為所謂密集的波長間隔，在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上也越來越容易，已經(jīng)變得不那么集的波長間隔，在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上也越來越容易，已經(jīng)變得不那么“密集密集”了。一般情況下，如果不特指了。一般情況下，如果不特指1310 nm和和1550 nm的兩的兩波分波分WDM系統(tǒng)，人們談?wù)摰南到y(tǒng)，人們談?wù)摰腤DM系統(tǒng)就是系統(tǒng)就是

43、DWDM系統(tǒng)。系統(tǒng)。WDM技術(shù)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：第2章 傳 送 網(wǎng) (1) 可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加了幾倍至幾十倍，降低了長途傳輸?shù)某扇萘勘葐尾ㄩL傳輸增加了幾倍至幾十倍，降低了長途傳輸?shù)某杀荆槐荆?(2) WDM對數(shù)據(jù)格式是對數(shù)據(jù)格式是透明透明的，即與信號速率及電調(diào)制方的，即與信號速率及電調(diào)制方式無關(guān)。一個(gè)式無關(guān)。一個(gè)WDM系統(tǒng)可以承載多種格式的系統(tǒng)可以承載多種格式的業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)信號，如信號，如ATM、IP或者將來有可能出現(xiàn)的信號。或者將來有可能出現(xiàn)的信號。WDM系統(tǒng)完成的是透系統(tǒng)完成的是

44、透明傳輸，對于業(yè)務(wù)層信號來說，明傳輸，對于業(yè)務(wù)層信號來說，WDM的每個(gè)波長與一條物理光的每個(gè)波長與一條物理光纖沒有分別。纖沒有分別。 (3) 在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充和發(fā)展中，在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充和發(fā)展中，WDM是理想的擴(kuò)容手段，也是是理想的擴(kuò)容手段，也是引入寬帶新業(yè)務(wù)引入寬帶新業(yè)務(wù)(如如CATV、HDTV和和B-ISDN等等)的方便手段，增的方便手段，增加一個(gè)附加波長即可引入任意想要的新業(yè)務(wù)或新容量。加一個(gè)附加波長即可引入任意想要的新業(yè)務(wù)或新容量。第2章 傳 送 網(wǎng)2.3 PDH傳送網(wǎng)傳送網(wǎng) 傳送網(wǎng)是電信網(wǎng)的基礎(chǔ)，我國從80年代發(fā)展光纜數(shù)字傳輸，到2000年省際干線光纜總長達(dá)7.8萬公里，纖芯長達(dá)231萬公里。 光

45、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，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。SDH解決了PDH存在的問題，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。 第2章 傳 送 網(wǎng)2.3.1 PDH系統(tǒng)簡介系統(tǒng)簡介 1簡介簡介 PDH(Psynchronous Digital Hierarchy)是一是一種異步復(fù)用方式，多個(gè)種異步復(fù)用方式，多個(gè)PCM的一次群信號可逐的一次群信號可逐步復(fù)用為二次群、三次群，最高可達(dá)五次群信號

46、。步復(fù)用為二次群、三次群，最高可達(dá)五次群信號。 PDH采用標(biāo)準(zhǔn)電接口，非標(biāo)準(zhǔn)光接口。采用標(biāo)準(zhǔn)電接口，非標(biāo)準(zhǔn)光接口。 PDH主要適用于中、低速率點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸。主要適用于中、低速率點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸。第2章 傳 送 網(wǎng)數(shù)字通信的數(shù)字通信的發(fā)展過程發(fā)展過程模擬傳輸方式模擬傳輸方式 1948年，年，晶體管發(fā)明晶體管發(fā)明1965年，日本年，日本PCM-241962年，美國年，美國PCM-241968年，歐洲年，歐洲PCM-30形成三大形成三大PDH體系體系Reeves.A.H1937年年里夫斯里夫斯 PCM方式方式電子管構(gòu)成的系統(tǒng)非常電子管構(gòu)成的系統(tǒng)非常復(fù)雜、龐大，無法實(shí)用復(fù)雜、龐大，無法實(shí)用各國電信網(wǎng)先各國

47、電信網(wǎng)先后開始了從模后開始了從模擬向數(shù)字的過擬向數(shù)字的過渡。短距離小渡。短距離小容量向長距離容量向長距離大容量發(fā)展大容量發(fā)展 傳輸和交換傳輸和交換數(shù)字化的成熟數(shù)字化的成熟七、八十年代形成七、八十年代形成完整的完整的PDH建議體系建議體系第2章 傳 送 網(wǎng) 2幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) 圖圖2.8描述了描述了ITU-T一次群信號一次群信號PCM30/32的的幀結(jié)構(gòu)，在幀結(jié)構(gòu)，在PCM30/32系統(tǒng)中，一幀由系統(tǒng)中，一幀由32個(gè)時(shí)個(gè)時(shí)隙組成，每個(gè)用戶占一個(gè)指定的時(shí)隙隙組成，每個(gè)用戶占一個(gè)指定的時(shí)隙(TS：Time Slot)，通信時(shí)用戶在自己的時(shí)隙輪流傳送，通信時(shí)用戶在自己的時(shí)隙輪流傳送8位碼組一次，重復(fù)周期為

48、位碼組一次，重復(fù)周期為125 s(每秒每秒8000次次), 因此一次群的傳輸速率為因此一次群的傳輸速率為3288000=2048 kb/s。第2章 傳 送 網(wǎng)10 01 1 0 1 1000 0XX X1 1X X X X Xab cd ab cdF15F0F1F2F15F0TS31TS17TS16TS15TS1TS01幀 32時(shí) 隙 125 s同 步 時(shí) 隙信 令 時(shí) 隙話 路 時(shí) 隙幀 同 步 碼 組復(fù) 幀 同步 碼 組1時(shí) 隙 8位 碼 3.91 sF0幀F(xiàn)15幀第 n路 信 令第 n 15路信 令偶 幀奇 幀A1A2X1X2X3X4X5X6X7X8A1： 幀 對 局 告 警 用 A2：

49、 復(fù) 幀 對 局 告 警 用 1 ： 留 給 國 際 用 ， 暫 定 為 1 X ： 傳 數(shù) 據(jù) 用1復(fù) 幀 16子 幀 2 ms圖2.8 PCM30/32系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)第2章 傳 送 網(wǎng) 幀同步碼組為幀同步碼組為10011011，它是每隔一幀插入，它是每隔一幀插入TS0的的固定碼組，接收端識(shí)別出幀同步碼組后，即可建立正確固定碼組，接收端識(shí)別出幀同步碼組后，即可建立正確的路序。其中第一位碼的路序。其中第一位碼“1”保留作國際電話間通信用。保留作國際電話間通信用。在不傳幀同步的奇數(shù)幀在不傳幀同步的奇數(shù)幀TS0的第的第2位固定為位固定為1，以避免接，以避免接收端錯(cuò)誤識(shí)別為幀同步碼組。收端錯(cuò)誤識(shí)別為幀

50、同步碼組。 在傳送話路信令時(shí)，可以將在傳送話路信令時(shí)，可以將TS16所包含的總比特率所包含的總比特率64kbs集中起來使用，多個(gè)基群的信令共用一個(gè)信令集中起來使用，多個(gè)基群的信令共用一個(gè)信令信道，稱為共路信令傳送（信道，稱為共路信令傳送（No.7號信令）。號信令）。10011011000 0XXX11X X XX XabcdabcdF15F0F1F2F15F0TS31TS17TS16TS15TS1TS01幀 32時(shí) 隙 125 s同 步 時(shí) 隙信 令 時(shí) 隙話 路 時(shí) 隙幀 同 步 碼 組復(fù) 幀 同步 碼 組1時(shí) 隙 8位 碼 3.91 sF0幀F(xiàn)15幀第n路信 令第n 15路信 令偶幀奇幀A

51、1A2X1X2X3X4X5X6X7X8A1： 幀 對 局 告 警 用 A2： 復(fù) 幀 對 局 告 警 用 1 ： 留 給 國 際 用 ， 暫 定 為 1 X ： 傳 數(shù) 據(jù) 用1復(fù) 幀 16子 幀 2 ms第2章 傳 送 網(wǎng) 采用共路信令傳送方式時(shí)，必須將采用共路信令傳送方式時(shí)，必須將16個(gè)幀構(gòu)成一個(gè)更大的個(gè)幀構(gòu)成一個(gè)更大的幀，稱為復(fù)幀。復(fù)幀的重復(fù)頻率為幀，稱為復(fù)幀。復(fù)幀的重復(fù)頻率為500Hz，周期，周期2.0ms。復(fù)幀中。復(fù)幀中各幀順次編號為各幀順次編號為F0，F(xiàn)1，F(xiàn)15。其中。其中F0的的TS16前前4位碼用來位碼用來傳送復(fù)幀同步碼組傳送復(fù)幀同步碼組0000，F(xiàn)1F15的的TS16用來傳

52、送各話路的信令。用來傳送各話路的信令。 每個(gè)信令用每個(gè)信令用4位碼組來表示，因此，每個(gè)位碼組來表示，因此，每個(gè)TS16時(shí)隙可以傳時(shí)隙可以傳送兩路信令這種幀結(jié)構(gòu)中每幀共有送兩路信令這種幀結(jié)構(gòu)中每幀共有32個(gè)路時(shí)隙，但真正能用個(gè)路時(shí)隙，但真正能用于傳送電話或數(shù)據(jù)的時(shí)隙只有于傳送電話或數(shù)據(jù)的時(shí)隙只有30路，因此有時(shí)稱為路，因此有時(shí)稱為3032路基路基群。群。10011011000 0XX X11X X X X XabcdabcdF15F0F1F2F15F0TS31TS17TS16TS15TS1TS01幀 32時(shí) 隙 125 s同 步 時(shí) 隙信 令 時(shí) 隙話 路 時(shí) 隙幀 同 步 碼 組復(fù) 幀 同步

53、碼 組1時(shí) 隙 8位 碼 3.91 sF0幀F(xiàn)15幀第n路信 令第n 15路信 令偶幀奇幀A1A2X1X2X3X4X5X6X7X8A1： 幀 對 局 告 警 用 A2： 復(fù) 幀 對 局 告 警 用 1 ： 留 給 國 際 用 ， 暫 定 為 1 X ： 傳 數(shù) 據(jù) 用1復(fù) 幀 16子 幀 2 ms第2章 傳 送 網(wǎng) 采用采用律的律的24路基群則用另一種幀結(jié)構(gòu)。路基群則用另一種幀結(jié)構(gòu)。每幀長每幀長193（248+1）個(gè)碼元，其中第）個(gè)碼元，其中第193位位碼用作同步碼，每個(gè)路隙也由碼用作同步碼，每個(gè)路隙也由8位碼元構(gòu)成。位碼元構(gòu)成。其中每其中每6幀第幀第8位碼用來傳送隨路信令。位碼用來傳送隨路信

54、令。12幀構(gòu)幀構(gòu)成一個(gè)復(fù)幀，復(fù)幀周期為成一個(gè)復(fù)幀，復(fù)幀周期為1.5ms。12幀中奇數(shù)幀中奇數(shù)幀的第幀的第193位碼元構(gòu)成位碼元構(gòu)成101010幀同步碼組。而幀同步碼組。而偶數(shù)幀的第偶數(shù)幀的第193位碼元構(gòu)成復(fù)幀同步碼位碼元構(gòu)成復(fù)幀同步碼000111。這種幀結(jié)構(gòu)同步建立時(shí)間（又稱為同步捕捉時(shí)這種幀結(jié)構(gòu)同步建立時(shí)間（又稱為同步捕捉時(shí)間）要比間）要比PCM3032幀結(jié)構(gòu)長，因?yàn)橥酱a組幀結(jié)構(gòu)長，因?yàn)橥酱a組分散地配置在相同間隔的各幀內(nèi)。此外，每幀分散地配置在相同間隔的各幀內(nèi)。此外，每幀長度為長度為193碼元，不是碼元，不是2的整數(shù)倍。實(shí)現(xiàn)上也不的整數(shù)倍。實(shí)現(xiàn)上也不如如3032制式合理方便。制式合理方

55、便。 第2章 傳 送 網(wǎng)作為傳統(tǒng)的數(shù)字傳輸體制，作為傳統(tǒng)的數(shù)字傳輸體制，PDH具有以下具有以下固有的缺陷：固有的缺陷：1、接口方面、接口方面 電接口電接口只有地區(qū)性的電接口規(guī)范，無只有地區(qū)性的電接口規(guī)范，無 世界標(biāo)準(zhǔn)。世界標(biāo)準(zhǔn)。 PDH有有3種速率等級：歐洲和中國種速率等級：歐洲和中國（2.048Mb/s）、日本、北美（）、日本、北美（1.544Mb/s）。）。 光接口光接口無光接口規(guī)范，各廠家獨(dú)自開發(fā)。無光接口規(guī)范，各廠家獨(dú)自開發(fā)。 設(shè)備間互連困難設(shè)備間互連困難2.3.2 PDH的固有缺陷的固有缺陷第2章 傳 送 網(wǎng) 對于以對于以2.048 Mb/s為基礎(chǔ)速率的制式，各次群的話路數(shù)按為基礎(chǔ)速

56、率的制式，各次群的話路數(shù)按4倍遞增，速率的關(guān)系略大于倍遞增，速率的關(guān)系略大于4倍。倍。 對于以對于以1.544 Mb/s為基礎(chǔ)速率的制式，在為基礎(chǔ)速率的制式，在3次群以上，日本次群以上，日本和北美各國又不相同，和北美各國又不相同， 看起來很雜亂。看起來很雜亂。 PDH各次群比特率相對于其標(biāo)準(zhǔn)值有一個(gè)規(guī)定的容差，而各次群比特率相對于其標(biāo)準(zhǔn)值有一個(gè)規(guī)定的容差，而且是異源的，通常要通過調(diào)整來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同步復(fù)用。且是異源的，通常要通過調(diào)整來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同步復(fù)用。 1次群至次群至4次群接口比特率早在次群接口比特率早在1976年就實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，并得年就實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，并得到各國廣泛采用。到各國廣泛采用。 第2章 傳

57、送 網(wǎng)2、復(fù)用方式：、復(fù)用方式： 復(fù)用復(fù)用/解復(fù)用的方式，決定高速信號上解復(fù)用的方式，決定高速信號上/下低速信號的方便性。下低速信號的方便性。 PDH采用異步復(fù)用方式：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，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。即不能從高速信號中直接分離低速信號。PDH的固有缺陷的固有缺陷第2章 傳 送 網(wǎng)光光電電電電光光解復(fù)用解復(fù)用解復(fù)用解復(fù)用解復(fù)用解復(fù)用復(fù)用復(fù)用復(fù)用復(fù)用復(fù)用復(fù)用光信號光信號光信號光信號140/34Mb/s34/8Mb/s8/2Mb/s2Mb/s（電信號）（電信號）2/8Mb/s8/

58、34Mb/s34/140Mb/sPDHADMSDH光接口光接口光接口光接口155Mb/s155Mb/s2Mb/s（電信號）（電信號）上下電路過程示意圖上下電路過程示意圖爬數(shù)字山：爬數(shù)字山：PDH要經(jīng)過多次復(fù)接（要經(jīng)過多次復(fù)接（SDH一次復(fù)接即可），一次復(fù)接即可），從高速信號插從高速信號插/分低速信號要一級一級進(jìn)行，層層的復(fù)用分低速信號要一級一級進(jìn)行，層層的復(fù)用/解復(fù)用增加了信號的損耗，不利于大容量傳輸。解復(fù)用增加了信號的損耗，不利于大容量傳輸。第2章 傳 送 網(wǎng)3、運(yùn)行維護(hù)功能（OAM）： OAM決定設(shè)備維護(hù)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

59、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(yùn)而升。PDH的固有缺陷的固有缺陷第2章 傳 送 網(wǎng)2.4 同步數(shù)字序列同步數(shù)字序列SDH簡介簡介 2.4.1 SDH的提出的提出 數(shù)字通信技術(shù)的應(yīng)用是從市話中繼傳輸開始數(shù)字通信技術(shù)的應(yīng)用是從市話中繼傳輸開始的，為了適應(yīng)點(diǎn)對點(diǎn)的應(yīng)用而選擇了準(zhǔn)同步復(fù)用的，為了適應(yīng)點(diǎn)對點(diǎn)的應(yīng)用而選擇了準(zhǔn)同步復(fù)用方式。鑒于當(dāng)時(shí)可利用的傳輸媒介主要是電纜，方式。鑒于當(dāng)時(shí)可利用的傳輸媒介主要是電纜，其頻帶寬度有限，因此，盡量減小幀中的開銷以其頻帶寬度有限，因此，盡量減小幀中的開銷以節(jié)約頻帶資源便成為選

60、擇各級速率的一個(gè)基本出節(jié)約頻帶資源便成為選擇各級速率的一個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)，并由此形成了發(fā)點(diǎn)，并由此形成了2834140Mb/s的準(zhǔn)同步的準(zhǔn)同步數(shù)字系列（數(shù)字系列（PDH）。美、日等國則采用基于）。美、日等國則采用基于1.5Mb/s的的PDH。第2章 傳 送 網(wǎng) 程控?cái)?shù)字交換的引入使數(shù)字通信的程控?cái)?shù)字交換的引入使數(shù)字通信的應(yīng)用從點(diǎn)對點(diǎn)傳輸發(fā)展為綜合數(shù)字網(wǎng)。應(yīng)用從點(diǎn)對點(diǎn)傳輸發(fā)展為綜合數(shù)字網(wǎng)。以光纖為代表的大容量傳輸技術(shù)的進(jìn)步，以光纖為代表的大容量傳輸技術(shù)的進(jìn)步，要求要求PDH向更高速率發(fā)展。向更高速率發(fā)展。 20世紀(jì)世紀(jì)80年代以來，光纖通信獲得廣年代以來，光纖通信獲得廣泛應(yīng)用，并以其優(yōu)良的寬帶特性、