1、概述*什么是光纖通信？主要優(yōu)點(diǎn)？答：所謂光纖通信，是指利用光導(dǎo)纖維（簡(jiǎn)稱(chēng)光纖）傳輸光波信號(hào)的一種通信方式。主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）傳輸頻帶寬、通信容量大。（2）傳輸損耗小。（3）抗電磁干擾能力強(qiáng)。（4）線徑細(xì)、重量輕。（5）資源豐富。*光纖通信與電通信的比較？答：光纖通信與電通信的主要差異有兩點(diǎn)：一是用光作為傳輸信號(hào)；二是用光纜作為傳輸線路。*光纖通信的調(diào)制、檢測(cè)方式？答：目前采用比較多的一種基本方式，即是強(qiáng)度調(diào)制直接檢波（IM/DD）方式。*光纖通信的組成？答：光纖數(shù)字通信系統(tǒng)主要由光發(fā)射端機(jī)、光纖、光中繼器、光接收端機(jī)、監(jiān)控及電源系統(tǒng)組成。光纖與光纜光纖的結(jié)構(gòu)與分類(lèi)結(jié)構(gòu)光纖由纖芯、包層、一次涂覆

2、層和二次涂覆層組成。 纖芯 包層 一次涂覆層（預(yù)涂層）二次涂覆層分類(lèi)按折射率分布突變型（均勻型、階躍型）漸變型（非均勻型、梯度型）*按傳輸模式單模光纖（給定工作波長(zhǎng)上，允許傳輸單一導(dǎo)模的光纖）。多模光纖（給定工作波長(zhǎng)上，允許傳輸多個(gè)導(dǎo)模的光纖）。22 階躍型光纖一、預(yù)備知識(shí)（1）介質(zhì)折射率n真空中的光速 介質(zhì)中的光速反射定律：折射定律： 即 全反射：條件： （光密光疏） 為全反射的臨界角， 現(xiàn)象為只有反射光，沒(méi)有折射光。預(yù)備知識(shí)（2） ：相對(duì)折射率差 *弱導(dǎo)光纖 二、階躍光纖光射線的理論分析幾何光學(xué)對(duì)應(yīng)射線理論；波動(dòng)光學(xué)對(duì)應(yīng)麥克斯韋方程。相對(duì)折射率差：射線的種類(lèi)： *子午面：通過(guò)光纖軸線的平面

3、。*子午線：始終在同一子午面上通過(guò)的光射線。斜射線：不在一個(gè)平面里，不經(jīng)過(guò)光軸線的射線。3、子午線的分析：端面入射角在 分界面，滿(mǎn)足全反射條件傳輸（導(dǎo)模，傳導(dǎo)光）在 分界面，不滿(mǎn)足全反射條件輻射光（輻射模）最大激勵(lì)角（最大接收角）* 為導(dǎo)模； 為輻射模。數(shù)值孔徑NA*定義：*物理意義：表示光纖捕捉光射線的能力。NA大能力強(qiáng)。*何謂弱導(dǎo)（波）光纖？它對(duì)光纖的NA和模式色散有什么影響？弱導(dǎo)波光纖即光纖纖芯的折射率略大于包層的折射率，即；因此小，則NA小，模式色散也小。階躍光纖的標(biāo)量近似分析法1、場(chǎng)方程中參量符號(hào)歸一化頻率V光纖的綜合結(jié)構(gòu)參數(shù)*：纖芯折射率 ：包層折射率：纖芯半徑（m） ：相對(duì)折射指

4、數(shù)差：光在真空中的光波長(zhǎng)（m） ：歸一化頻率（無(wú)量綱）2、光纖中導(dǎo)模數(shù)量的估算*階躍光纖中， 歸一化頻率3、*舉例已知：求： 和？解：一根數(shù)值孔徑為已知：0.20的階躍折射率多模階躍光纖在850nm波長(zhǎng)上可以支持1000個(gè)左右的傳播模式。試問(wèn)：（1）其纖芯直徑為多少？（2）在1310nm波長(zhǎng)上可以支持多少個(gè)模？（3）在1550nm波長(zhǎng)上可以支持多少個(gè)模?解：（1）由，得到纖芯直徑為（2）當(dāng)，有得到模的個(gè)數(shù)為（3）當(dāng)，得到模的個(gè)數(shù)為例，某光纖在1300nm處的損耗為，在1550nm波長(zhǎng)處的損耗為。假設(shè)下面兩種光信號(hào)同時(shí)進(jìn)入光纖：1300nm波長(zhǎng)的的光信號(hào)和1550nm波長(zhǎng)的的光信號(hào)。試問(wèn)這兩種光

5、信號(hào)在8km和20km處的功率各是多少？以為單位。解：對(duì)于1300nm波長(zhǎng)的光信號(hào)，在8km和20km處的功率各是，對(duì)于1550nm波長(zhǎng)的光信號(hào)，在8km和20km處的功率各是，例、一段12km長(zhǎng)的光纖線路，其損耗為。試回答：（1）如果在接收端保持的接收光功率，則發(fā)送端的功率至少為多少？（2）如果光纖的損耗變?yōu)椋瑒t所需的輸入光功率為多少？解：（1）根據(jù)定義得到發(fā)送端的功率至少為（2）如果光纖的損耗變?yōu)椋瑒t所需的輸入光功率為23 單模光纖*定義：在給定的工作波長(zhǎng)上，只傳輸單一基模的光纖。單模光纖傳輸條件歸一化截止頻率模式歸一化截止頻率： ， 傳導(dǎo)； ，截止。*階躍型光纖，； 單模傳輸條件：* 截

6、止波長(zhǎng)（工作波長(zhǎng)） 單模傳輸； 則不能保證單模傳輸。*例：已知階躍型光纖求（1）當(dāng)，為保證單模傳輸，應(yīng)取多大？ （2）當(dāng)，為保證單模傳輸，應(yīng)取多大？解：?jiǎn)文鬏敆l件，（1）（2）光纖的參數(shù)24 光纖的傳輸特性衰減引起衰減的原因（知道名稱(chēng)）*吸收損耗：本征吸收和雜質(zhì)吸收。*散射損耗：瑞利散射損耗、材料不均勻引起的損耗和非線性散射損耗。*彎曲損耗衰減和衰減系數(shù)* *輸入光功率輸出光功率2、曲線 *三個(gè)低損耗窗口：短波長(zhǎng)長(zhǎng)波長(zhǎng)0.85 1.31 1.55色散特性*色散的概念信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)，其光能量由不同的頻率成分或不同的模式成分?jǐn)y帶的，這些不同的頻率成分和模式成分具有不同的傳播速度，從而引起傳輸

7、光脈沖的展寬，即光纖的色散。*影響：產(chǎn)生碼間干擾，造成誤碼，降低中繼距離、通信容量。分類(lèi)：*模式色散：是指光纖不同模式在同一頻率下的相位常數(shù)不同，因此群速不同而引起的色散。*材料色散：是由于材料本身的折射率隨頻率而變化，使得信號(hào)各頻率成分的群速不同引起的色散。*波導(dǎo)色散：是對(duì)于光纖某一個(gè)模式而言，在不同的頻率下，相位常數(shù)不同，使得群速不同而引起的色散。單模光纖只有材料色散和波導(dǎo)色散；多模光纖有模式、材料和波導(dǎo)色散。色散的表示多模光纖理論表示方法：最大時(shí)延差時(shí)延（）：光脈沖在單位長(zhǎng)度光纖上傳播時(shí)所需的時(shí)間。最大時(shí)延差：多模光纖中最高模式和最低模式間的時(shí)延差。 式中：光纖長(zhǎng)度 ：纖芯折射率 ：相對(duì)

8、折射率差 ：真空中光速單位長(zhǎng)度最大時(shí)延差： 色散系數(shù)：*經(jīng)過(guò)單位長(zhǎng)度光纖傳播后，單位光波長(zhǎng)間隔對(duì)應(yīng)的群時(shí)延差： ；*實(shí)際應(yīng)用單位：。*例：已知：一階躍折射率光纖，纖芯半徑，折射率，相對(duì)折射率差，長(zhǎng)度。求： （1）光纖的數(shù)值孔徑；（2）子午光纖的最大時(shí)延差。（5分）已知 求：？ 解：6 幾種常用的單模光纖D1、*常規(guī)單模光纖G652其零色散位于13um窗口低損耗區(qū)，工作波長(zhǎng)為1310nm特點(diǎn)：（1）零色散波長(zhǎng)（2）工作波長(zhǎng)；色散系數(shù)； 衰減系數(shù)。 工作波長(zhǎng)；。2、色散位移光纖G653一種把零色散波長(zhǎng)從1.3m移到1.55m的色散位移光纖特點(diǎn)：（1）（2）；。不適應(yīng)DWDM（密集光波分復(fù)用）。光端

9、機(jī)31 光源一、預(yù)備知識(shí)光與物質(zhì)之間的互相作用 *自發(fā)輻射 無(wú)外界影響發(fā)光頻率、相位、傳播方向和偏振方向均不相同非相干光。*受激吸收 外來(lái)光的照射物質(zhì)吸收光能量 *受激輻射 粒子處于高能級(jí)，外來(lái)光激發(fā) （為普朗克常數(shù)）發(fā)出光與激發(fā)光同頻、同相、同偏振、同傳播方向全同光子。粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布熱平衡狀態(tài)下，處于高能級(jí)的粒子數(shù)處于低能級(jí)的粒子數(shù)粒子數(shù)正常分布。*外界給物質(zhì)提供能量，使粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。*激活物質(zhì)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)的物質(zhì)。光放大外部能源作用下，物質(zhì)達(dá)到粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)，在外來(lái)光子激發(fā)下發(fā)生受激輻射，產(chǎn)生全同光子，實(shí)現(xiàn)光放大。激光器的一般工作原理*構(gòu)成（產(chǎn)生激光的三個(gè)重要條件）合適的激光

10、工作物質(zhì)（發(fā)光介質(zhì)）：在泵浦源激勵(lì)下，產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)光放大。泵浦源：給激光工作物質(zhì)提供激勵(lì)能量。光學(xué)諧振腔確保受激輻射占優(yōu)勢(shì)；頻率選擇作用。閾值條件和相位平衡條件閾值條件：反射損耗相位條件：來(lái)回一次，光場(chǎng)的相位差。 （）32 光源的調(diào)制內(nèi)調(diào)制（直接調(diào)制）含義：將調(diào)制信號(hào)直接在光源上進(jìn)行調(diào)制。特點(diǎn)：光源的特性變壞。主要應(yīng)用在較低碼速光纖通信系統(tǒng)中。外調(diào)制（間接調(diào)制）1、*含義：光源本身不調(diào)制，其發(fā)出光在傳輸通道上通過(guò)外調(diào)制器來(lái)調(diào)制。2、*特點(diǎn)：調(diào)制后光源特性不變壞。主要應(yīng)用在高碼速?gòu)?qiáng)度調(diào)制/直接檢波的光纖通信系統(tǒng)，或外差光纖通信系統(tǒng)中。33 線路碼型；34 光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)的主要性

11、能*平均發(fā)送光功率：是指在光端機(jī)正常工作條件下輸出的平均光功率，即光源尾纖輸出的平均光功率。單位為*消光比：是指輸入光端機(jī)的信號(hào)為全“0”碼時(shí)與全“1”碼時(shí)，光端機(jī)的平均發(fā)送光功率之比。35 光電檢測(cè)器是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的器件。有光電二極管（）及雪崩光電二極管（）。光電檢測(cè)原理組成：一個(gè)結(jié)，反向偏壓。無(wú)光照時(shí)，反向電流很小。*半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)：光照射到半導(dǎo)體的結(jié)上，當(dāng)光子能量足夠大時(shí)，半導(dǎo)體材料中價(jià)帶的電子吸收了光子的能量，從價(jià)帶越過(guò)禁帶到達(dá)導(dǎo)帶，在導(dǎo)帶中出現(xiàn)光電子，在價(jià)帶中出現(xiàn)空穴，這種現(xiàn)象稱(chēng)之光電效應(yīng)。光電檢測(cè)原理無(wú)光照時(shí)，反向電流很小；有光照時(shí)，由于光電效應(yīng)，光生載流子（電子-空穴對(duì)）在

12、電場(chǎng)作用下，分別向N（電子向N材料）和P（空穴向P材料）方向流動(dòng)，形成通過(guò)PN結(jié)的光電流，入射光功率變化，光電流隨之變化。*和結(jié)組成的缺陷：一是光電轉(zhuǎn)換效率低，二是響應(yīng)速度慢。1、2、：對(duì)光電流有倍增作用。兩者對(duì)比：靈敏度（響應(yīng)度）高，電路復(fù)雜；靈敏度低，電路簡(jiǎn)單。36 光接收機(jī)光接收機(jī)的主要性能*光接收機(jī)靈敏度：是指在滿(mǎn)足給定誤碼率條件下，光端機(jī)能夠接收到的最小平均光功率。單位為*動(dòng)態(tài)范圍：是指在滿(mǎn)足給定誤碼率條件下，接收機(jī)允許接收的最大平均光功率電平與最小平均光功率電平之差。 （）光纖通信系統(tǒng)41 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)*點(diǎn)到點(diǎn)的組成：發(fā)射機(jī)（光、電）、接收機(jī)（光、電）、光中繼器、光纜線路、監(jiān)控系統(tǒng)、備

13、用系統(tǒng)。光中繼器*作用：對(duì)傳輸一定距離的光波信號(hào)進(jìn)行放大，矯正失真的波形，使光脈沖得到再生。*光中繼器的原理框圖前置放大器光源調(diào)制電路判決均衡主放大電 光自動(dòng)功率控制自動(dòng)增益控制光/電檢測(cè)器時(shí)鐘提取光 （AGC） （APC）光路中的無(wú)源器件光纖連接器光定向耦合器：用于光的分路和合路光衰減器：插入光路中對(duì)光進(jìn)行衰減光隔離器：使光單向傳輸，隔離線路中的反射光第五章 光放大器功能：直接放大光信號(hào)*光放大器與中繼器作用有什么區(qū)別？高速光纖通信系統(tǒng)中光放大器能否完全取代中繼器？答：光放大器只能消除光纖損耗對(duì)信號(hào)的影響，對(duì)光纖色散的影響無(wú)能為力；而光中繼器除了對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大以外，還可以對(duì)信號(hào)再生，從而消除

14、光纖色散的影響。高速光纖通信系統(tǒng)中，光纖色散對(duì)系統(tǒng)影響較大，因此光放大器不能完全取代光中繼器。中繼器作用：對(duì)光信號(hào)放大、再生。71 分類(lèi)一、分類(lèi)： 半導(dǎo)體光放大器摻鉺（）：用于摻稀土元素?fù)界挘ǎ河糜?光纖放大器拉曼光放大器非線性光纖放大器布里淵光纖放大器二、優(yōu)點(diǎn)：(1)工作波長(zhǎng)正好落在光纖通信最佳波段(15001600 nm)； 其主體是一段光纖(EDF)，與傳輸光纖的耦合損耗很小， 可達(dá)0.1 dB。 (2) 增益高，約為3040 dB; 飽和輸出光功率大， 約為1015 dBm; 增益特性與光偏振狀態(tài)無(wú)關(guān)。 (3) 噪聲指數(shù)小， 一般為47 dB; 用于多信道傳輸時(shí)， 隔離度大，無(wú)串?dāng)_，

15、適用于波分復(fù)用系統(tǒng)。(4) 頻帶寬，在1550 nm窗口，頻帶寬度為2040 nm， 可進(jìn)行多信道傳輸，有利于增加傳輸容量。72 摻鉺光纖放大器的結(jié)構(gòu)一、的組成*框圖 *組成及各部分的主要功能：（1）摻鉺光纖（）（2）泵浦光源：對(duì)進(jìn)行激勵(lì)，提供光放大能量；（3）光耦合器：將泵浦光和輸入信號(hào)光混合送入；（4）光隔離器：隔離反射光，以防影響光放大器工作穩(wěn)定；（5）光濾波器：濾除光放大器部分自發(fā)輻射噪聲，降低噪聲影響。*在泵浦光源的激勵(lì)下，中出現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，產(chǎn)生受激輻射，實(shí)現(xiàn)光放大。3、*常用EDFA的泵浦波長(zhǎng)：980nm，1480nm。二、三種結(jié)構(gòu)方式同向泵浦（圖7-1）：噪聲小，輸出功率小。

16、反向泵浦（圖7-2）：噪聲大，輸出功率大。雙向泵浦（圖7-3）：噪聲小，輸出功率大。四、主要性能參數(shù)*功率增益表征放大器的放大能力。一般。 （） 分別為光放大器輸入、輸出功率。帶寬（即工作波長(zhǎng)范圍或增益譜）：*飽和輸出功率表征放大器最大輸出功率的能力。 在輸出功率和增益曲線上，放大器飽和增益（最大增益）下降時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出光功率。目前一般為。五、光放大器的應(yīng)用形式*1、前置放大器：提高接收靈敏度。 要求：增益高，噪聲小。 *2、功率放大器：提高發(fā)送光功率。 要求：飽和輸出光功率大。 *3、中繼器使用（中繼放大）：補(bǔ)償光纖衰減的影響。 要求：增益高，噪聲小。第八章 多信道復(fù)用技術(shù)81 基本概念電通信

17、復(fù)用時(shí)分復(fù)用（）：速率可達(dá)。頻分復(fù)用（ 副載波）：有線電視系統(tǒng)使用。光通信復(fù)用1、*（光波分復(fù)用）：是指將兩種或多種各自攜帶有大量信息的不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)，在發(fā)射端經(jīng)復(fù)合器匯合，并將其耦合到同一根光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端通過(guò)解復(fù)用器對(duì)各種波長(zhǎng)的光載波信號(hào)進(jìn)行分離，然后由光接收機(jī)做進(jìn)一步的處理，使信號(hào)復(fù)原。2、（光時(shí)分復(fù)用）3、（光頻分復(fù)用）4、（光碼分復(fù)用）82 光波分復(fù)用技術(shù)一、工作原理系統(tǒng)方框圖工作原理在發(fā)送端，不同工作信道發(fā)送機(jī)發(fā)出工作波長(zhǎng)不同的信號(hào)，通過(guò)波分復(fù)用器合波后送入光纜線路傳送（1根光纖）；在接收端，通過(guò)解復(fù)用器分波，把不同波長(zhǎng)信號(hào)送入相應(yīng)的接收機(jī)，完成各信道信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)波

18、分復(fù)用。二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式1、*單向結(jié)構(gòu)：兩根光纖組成一個(gè)系統(tǒng)。2、*雙向結(jié)構(gòu)：一根光纖組成一個(gè)系統(tǒng)。密集波分復(fù)用和稀疏波分復(fù)用1、：信道間隔（相鄰波長(zhǎng)的間隔或頻率間隔）。2、：*3、：信道間隔，典型。*4、（密集光波分復(fù)用）：光載波波長(zhǎng)間隔小于的波分復(fù)用技術(shù)（系統(tǒng)）。（規(guī)定：或或更短。）第九章SDH基礎(chǔ)3.PDH存在的問(wèn)題（缺點(diǎn)）：不能滿(mǎn)足不斷提高的傳輸速率，不能滿(mǎn)足高質(zhì)量信息服務(wù)的要求，不能適應(yīng)電信網(wǎng)絡(luò)靈活組網(wǎng)的的要求，不能適應(yīng)現(xiàn)代通信網(wǎng)朝著數(shù)字化、寬帶化、綜合化、智能化和個(gè)人化方向發(fā)展；只有地區(qū)性電接口標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有世界性的標(biāo)準(zhǔn)光接口規(guī)范；準(zhǔn)同步復(fù)用傳輸線能差，復(fù)用結(jié)構(gòu)缺乏靈活性；承載信號(hào)的類(lèi)

19、型單一；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙狈`活性，網(wǎng)絡(luò)管理功能不全，網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度性及自愈功能差。4.SDH的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：同步復(fù)用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)光接口強(qiáng)大的網(wǎng)管能力統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口傳輸速率高，傳輸容量大良好的兼容性完善的保護(hù)和回復(fù)機(jī)制靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)。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;軟件的大量應(yīng)用影響系統(tǒng)的安全性.5.SDH速率:目前SDH僅支持(STM-1,155Mbit/s；4,622 M ；16-2.5Gbit/s ；64-10G；256- 40G)6.SDH的幀結(jié)構(gòu)組成：段開(kāi)銷(xiāo)（SOH）、管理單元指針（AU-PTR）、信息凈負(fù)荷（Payload） 開(kāi)銷(xiāo)POH保證信息凈負(fù)荷正常靈活性傳送所必須附

20、加的，是供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，管理和維護(hù)OAM使用的字節(jié)。開(kāi)銷(xiāo)分兩類(lèi)：（1）段開(kāi)銷(xiāo)SOH：再生段開(kāi)銷(xiāo)RSOH:用于幀定位，再生段的監(jiān)控和維護(hù)管理。 復(fù)用段開(kāi)銷(xiāo)MSOH：用于復(fù)用段的監(jiān)控和維護(hù)管理。 （2）通道開(kāi)銷(xiāo)POH：高階通道開(kāi)銷(xiāo)HPOH低階通道開(kāi)銷(xiāo)LPOH7. 再生段開(kāi)銷(xiāo)RSOH、復(fù)用段開(kāi)銷(xiāo)MSOH、通道開(kāi)銷(xiāo)POH組成SDH層層細(xì)化的監(jiān)控體制。8.SDH網(wǎng)元設(shè)備：DXC數(shù)字交叉連接設(shè)備；ADM分叉復(fù)用器；TM終端復(fù)用器；REG再生中繼器10.OAM信息：配置管理；安全管理；故障管理；性能管理。SDH同步復(fù)接 PDH準(zhǔn)同步復(fù)接 FDM頻分復(fù)用TDM時(shí)分多路復(fù)用 PD鑒相器 LPF低通濾波器VCD壓控振

21、蕩器 RSOH再生段開(kāi)銷(xiāo) SOH段開(kāi)銷(xiāo)ADM分叉復(fù)用器 TM終端復(fù)用設(shè)備 REG再生中繼器DCC數(shù)字通信通路 ECC嵌入控制通路 SMN：SOH管理網(wǎng)DCCM復(fù)用段數(shù)字通路字節(jié) APS自動(dòng)保護(hù)倒換協(xié)議 MS-RDI復(fù)用段遠(yuǎn)端故障指示MS-REI復(fù)用段遠(yuǎn)端差錯(cuò)指示 FEC前向糾錯(cuò) OSNR光信噪比.11、 異源信號(hào)：誤差不同（即容差），因?yàn)闀r(shí)鐘源不同。 12、 同源信號(hào)：用設(shè)備進(jìn)行碼速調(diào)整，即提供同一個(gè)時(shí)鐘源。將異源轉(zhuǎn)化為同源：目的是使信號(hào)同步，方法是碼速調(diào)整。13、同步復(fù)接SDH：對(duì)同源信號(hào)，由于各支路信號(hào)是同步的，所以不需要進(jìn)行碼速的調(diào)整，這種信號(hào)的復(fù)接，即同步復(fù)接。 14、 準(zhǔn)同步復(fù)接PD

22、H：對(duì)異源信號(hào)，首先要使各支路的信號(hào)同步，然后再進(jìn)行復(fù)接。 SDH光線路碼：NRZ碼+擾碼 或 擾碼=進(jìn)制15、同步復(fù)用與映射方法16.各種速率的業(yè)務(wù)信號(hào)復(fù)用成STM-N幀的過(guò)程：映射、定位、復(fù)用。17.SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)：我國(guó)光同步傳輸網(wǎng)技術(shù)體制規(guī)定義2Mbit/s為基礎(chǔ)的PDH系列作為SDH的有效凈負(fù)荷，并選用AU-4復(fù)用路線，所采用的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)如下圖所示：復(fù)用方法：（1）按字節(jié)間插復(fù)用：直接由N個(gè)STM-1信號(hào)復(fù)用成STM-N信號(hào)（當(dāng)速率小于AUG-4時(shí)使用）； （2）按碼塊間插復(fù)用：先將M個(gè)STM-1信號(hào)復(fù)用成STM-M信號(hào)，再將N/M(NM)個(gè)STM-M信號(hào)按M個(gè)字節(jié)為單位的碼塊間插復(fù)

23、用成STM-N信號(hào)（當(dāng)速率大于AUG-4時(shí)使用）。新復(fù)用結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：（1）采用了級(jí)聯(lián)技術(shù) （2）有多個(gè)光接口，增強(qiáng)了光接口的靈活性 （3）兩種復(fù)用方式：碼塊間插復(fù)用（速率大于AUG-4） 字節(jié)間插復(fù)用（速率小于AUG-4）2.復(fù)用單元： SDH的基本復(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。n為單元等級(jí)序號(hào)。（1）容器：用來(lái)裝載各種速率的業(yè)務(wù)信號(hào)的信息結(jié)構(gòu)。（2）虛容器：用來(lái)支持SDH的通道層連接的信息結(jié)構(gòu)，它是SDH通道的信息終端。 虛容器VC是SDH中可以用來(lái)傳輸、交換、處理的最小信息單元，一般將傳送VC的實(shí)體稱(chēng)

24、為通道。分為高階虛容器（VC-4，AU-3中的VC-3）； 低階虛容器（VC-1，VC-2，AU-4中的VC-3）。（3）支路單元（TU）和支路單元組： TU是提供低階通道層和高階通道層之間適配的信息結(jié)構(gòu)。（4）管理單元AU和管理單元組：AU是提供高階通道層和復(fù)用段層之間適配的信息結(jié)構(gòu)。3.映射： SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處的映射：指將各支路信號(hào)按一定的排列順序（即變換關(guān)系）適配進(jìn)虛容器的過(guò)程，其實(shí)質(zhì)是使各種支路信號(hào)的速率與相應(yīng)虛容器的速率同步，以便使虛容器成為可獨(dú)立地進(jìn)行傳送、復(fù)用和交叉連接的實(shí)體。（只有STM-1才有映射過(guò)程）第10章 SDH設(shè)備SDH傳輸網(wǎng)是由不同類(lèi)型的SDH網(wǎng)絡(luò)單元（網(wǎng)元）通過(guò)光

25、纜線路的連接組成的，通過(guò) 不同的網(wǎng)元可完成SDH網(wǎng)的傳送功能，如上下電路信號(hào)，交叉連接業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)故障管理等。SDH設(shè)備分類(lèi)：終端復(fù)用器（TM） 分插復(fù)用器（ADM） 數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC） 再生中繼器（REG）（1）終端復(fù)用器（TM）功能：主用于鏈型網(wǎng)絡(luò)的終端站，具有復(fù)用、解復(fù)用功能，還有一定的交叉連接能力。 特點(diǎn)：只有一對(duì)高速率輸入輸出STM-N線路信號(hào)端口，有多路低速率輸入輸出支路端口。（2）分插復(fù)用器（ADM）功能：具有復(fù)用、解復(fù)用功能、交叉連接、傳輸?shù)裙δ堋?特點(diǎn)：有兩對(duì)高速率輸入輸出STM-N線路信號(hào)端口，即簡(jiǎn)稱(chēng)為東向（E）和西向（W），一個(gè)方向一對(duì)STM-N線路信號(hào)端口；有多路

26、低速率輸入輸出支路端口。（3）數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC） 功能：具有復(fù)用、解復(fù)用功能、交叉連接、業(yè)務(wù)調(diào)度及傳輸功能，但主要功能是完成STM-N的交叉連接。 特點(diǎn)：與ADM相比，DXC具有多對(duì)高速率輸入輸出STM-N線路信號(hào)端口，同時(shí)有較強(qiáng)的交叉連接能力，實(shí)際上，DXC相當(dāng)于一個(gè)交叉矩陣，能完成各路信號(hào)的交叉連接。 典型應(yīng)用：電路調(diào)度、多種網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)、不同網(wǎng)絡(luò)間的互連、網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)（特有）（4）再生中繼器（REG） 功能：主用于長(zhǎng)途干線光纖通信網(wǎng)，延長(zhǎng)通信距離。可以完成光電轉(zhuǎn)換、再生段開(kāi)銷(xiāo)處理、擾碼、定時(shí)提取、判決再生、性能監(jiān)視功能。交叉連接：改變支路信號(hào)的傳輸路徑。第11章 SDH網(wǎng)絡(luò)一SDH網(wǎng)絡(luò)

27、物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)即為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和傳輸線路的幾何排列，也就是將維護(hù)和實(shí)際連接抽象為物理上的連接性。分類(lèi)：線型網(wǎng)，星型網(wǎng)，樹(shù)型網(wǎng)，環(huán)型網(wǎng)，網(wǎng)狀網(wǎng)二我國(guó)SDH技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，建立強(qiáng)大的運(yùn)營(yíng)、維護(hù)、管理（OAM）功能，降低傳輸費(fèi)用并支持新業(yè)務(wù)的發(fā)展。 我國(guó)的SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用四級(jí)制：省際干線網(wǎng)，省內(nèi)干線網(wǎng)，中繼網(wǎng)，接入網(wǎng)。三網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)與恢復(fù) 1.網(wǎng)絡(luò)的生存性通過(guò)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)來(lái)實(shí)現(xiàn) 生存性=網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障后的業(yè)務(wù)量/網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障前的業(yè)務(wù)量 2.網(wǎng)絡(luò)保護(hù) 利用節(jié)點(diǎn)間預(yù)先分配的容量（備用）替代失效的工作容量的自愈方式，即當(dāng)某個(gè)工作通路失效時(shí)，利用備用設(shè)備的倒換動(dòng)作，使信號(hào)通過(guò)保護(hù)通路

28、仍保持有效。預(yù)留50%，專(zhuān)用小范圍內(nèi)共享。網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式：1+1保護(hù)、1：n保護(hù) 保護(hù)倒換時(shí)間=50ms3.網(wǎng)絡(luò)恢復(fù) 利用節(jié)點(diǎn)間可用的任何冗余量（包括空閑容量和臨時(shí)利用開(kāi)設(shè)額外業(yè)務(wù)的容量）來(lái)隔離故障恢復(fù)業(yè)務(wù)。DXC設(shè)備才有。人工干預(yù)。 網(wǎng)絡(luò)等待恢復(fù)時(shí)間：512min 4.網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式 路徑保護(hù)：當(dāng)工作路徑失效或者性能劣于某一必要水平時(shí)，工作路徑將由保護(hù)路徑代替，工作路徑終端可以提供工作路徑狀態(tài)的信息，而保護(hù)路徑終端則提供受保護(hù)路徑狀態(tài)的信息。 自動(dòng)線路保護(hù)倒換：當(dāng)工作通道中斷或性能劣化到一定程度后，系統(tǒng)將主信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)至備用光纖系統(tǒng)的方法。5.備用容量與冗余容量區(qū)別備用容量：通常是專(zhuān)用的，也可以在

29、特定范圍內(nèi)共享，但無(wú)法在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)共享。冗余容量：可以在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)共享。四線型網(wǎng)保護(hù)1.1+1保護(hù) 特點(diǎn)：發(fā)端橋接，收端選收。工作通道工作時(shí)，保護(hù)通道不允許傳額外業(yè)務(wù)，由于工作和保護(hù)兩個(gè)復(fù)用段永久的連著，因而不能提供無(wú)保護(hù)的額外業(yè)務(wù)。此方式可靠性好，適用于高速大容量系統(tǒng)采用，但成本高。橋接：STM-N信號(hào)同時(shí)在工作段和保護(hù)段兩個(gè)復(fù)用段上傳輸選收：接受端對(duì)從兩個(gè)復(fù)用段收到的STM-N信號(hào)條件進(jìn)行監(jiān)視并選擇更合適的一路信號(hào)2.1：1+n保護(hù) 特點(diǎn)：保護(hù)通道可以傳額外信息，信道利用率高，效率高于1+1保護(hù)方案。3.線性APS倒換協(xié)議 線性復(fù)用段保護(hù)通過(guò)復(fù)用段開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)K1和K2實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)倒換協(xié)議（APS）。 K1：表示請(qǐng)求倒換的通路K2：表示確認(rèn)橋接到保護(hù)通路的編號(hào)。五環(huán)型網(wǎng)的保護(hù)1.環(huán)型網(wǎng)的實(shí)用率=50%，有3種典型業(yè)務(wù)集中型業(yè)務(wù)：一個(gè)主節(jié)點(diǎn)（A）與其他節(jié)點(diǎn)之間分別有業(yè)務(wù)；其他節(jié)點(diǎn)之間沒(méi)有業(yè)務(wù)相鄰型業(yè)務(wù)：相鄰節(jié)點(diǎn)之間有業(yè)務(wù)