光纖通信chpter5-數(shù)字光纖通信系統(tǒng)

1、1,1,第五章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng),兩種傳輸體制 系統(tǒng)的性能指標(biāo) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì),2,2,兩種傳輸體制,光纖傳輸復(fù)用技術(shù)：同步時(shí)分復(fù)用TDM TDM擴(kuò)展為不同的群路等級(jí)： ITU：將多路編碼數(shù)字電話按兩種標(biāo)準(zhǔn)組成群路。 北美、日：24路信道復(fù)用為一個(gè)基群，信息速率1.544Mb/s; 中、歐：30路信道復(fù)用為一個(gè)基群，信息速率2.048Mb/s; 更高級(jí)復(fù)用： 4個(gè)基群通過(guò)TDM復(fù)用為二次群；信息速率稍大于4倍； 多個(gè)二次群復(fù)用為三次群 ,3,3,數(shù)字復(fù)接原理(1),對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用 數(shù)字復(fù)接器：將若干個(gè)低等級(jí)的支路信號(hào)按TDM的方式合并為一個(gè)高等級(jí)的合路信號(hào)； 數(shù)字分接器：將一個(gè)高等級(jí)的合路

2、信號(hào)分解為原來(lái) 的低等級(jí)支路信號(hào)；,4,4,數(shù)字復(fù)接原理(2),碼速調(diào)整單元：對(duì)輸入各支路信號(hào)的速率和相位進(jìn)行調(diào)整，形成與本機(jī)定時(shí)信號(hào)完全同步的數(shù)字信號(hào)，使輸入的各支路信號(hào)是同步的。 定時(shí)單元：受時(shí)鐘控制，產(chǎn)生復(fù)接需要的各種定時(shí)控制信號(hào)。 復(fù)接器：將支路信號(hào)在定時(shí)單元控制下合并為合路信號(hào)； 分接器：合路數(shù)字信號(hào)和相應(yīng)的時(shí)鐘同時(shí)送給分接器。 分接器的定時(shí)單元受合路時(shí)鐘控制，因此它的工作節(jié)拍與復(fù)接器定時(shí)單元同步。 同步單元：從合路信號(hào)中提出幀同步信號(hào)， 用它再去控制分接器定時(shí)單元。 恢復(fù)單元：把分解出的數(shù)字信號(hào)恢復(fù)出來(lái)。,5,5,數(shù)字復(fù)接原理(3),在數(shù)字復(fù)接中，如果復(fù)接器輸入端的各支路信號(hào)與本機(jī)

3、定時(shí)信號(hào)是同步的，則稱(chēng)為同步復(fù)接器。 如SDH 如果不是同步的， 則稱(chēng)為異步復(fù)接器。 輸入各支路數(shù)字信號(hào)與本機(jī)定時(shí)信號(hào)標(biāo)稱(chēng)速率相同，但實(shí)際上有一個(gè)很小的容差， 這種復(fù)接器稱(chēng)為準(zhǔn)同步復(fù)接器。如PDH,6,6,準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH(1),PDH：在低速率群路的信號(hào)采用同步復(fù)用，而多數(shù)高等級(jí)信號(hào)采用異步復(fù)用，即靠塞入額外比特使各路信號(hào)與復(fù)用設(shè)備同步并復(fù)用為高速信號(hào)，這樣的系統(tǒng)稱(chēng)準(zhǔn)同步數(shù)字系統(tǒng)：PDH。 PDH各次群比特率相對(duì)于其標(biāo)準(zhǔn)值有一個(gè)規(guī)定的容差，而且是異源的，通常采用正碼速調(diào)整方法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同步復(fù)用。 應(yīng)用：中、低速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。 1976年對(duì)一次群四次群實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，并得到廣泛應(yīng)用。,7,7,準(zhǔn)同

4、步數(shù)字系列PDH(2),世界商用數(shù)字光纖通信制式,8,8,兩種傳輸體制PDH(3),PDH的缺點(diǎn)： 各獨(dú)立系列相互不兼容，沒(méi)有統(tǒng)一的光接口標(biāo)準(zhǔn)； 沒(méi)有足夠的開(kāi)銷(xiāo)比特，用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理、維護(hù)和指配等管理的信息不足，不能滿足電信網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大、技術(shù)不斷更新的要求； 高低速率信號(hào)的不能直接分插/復(fù)用,必須逐級(jí)進(jìn)行，使得復(fù)接/分接設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，上下話路價(jià)格昂貴； PDH傳輸線路主要是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，缺乏網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞撵`活性，使數(shù)字設(shè)備的利用效率低，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度性差，缺乏自愈功能。,9,9,同步數(shù)字系列SDH的提出,1985年，USA Bell 實(shí)驗(yàn)室提出同步光網(wǎng)絡(luò) (Synchronous Optical Net

5、work，SONET),于1988年美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)通過(guò)了兩個(gè)最早的SONET標(biāo)準(zhǔn)。 1988年，CCITT命名數(shù)字同步系列(SDH)，并建立了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 國(guó)際電話電報(bào)咨詢委員會(huì)(CCITT)(現(xiàn)在的ITU）接受了SONET的概念并加以修訂和完善，重新命名為同步數(shù)字系列(SDHSynchronous Digital Hierarchy )，建立了世界性的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)ITUT關(guān)于SDH已發(fā)布幾十標(biāo)準(zhǔn)。 SDH體制不僅應(yīng)用于光纖信道，還可應(yīng)用于微波衛(wèi)星干線傳輸。 SDH/Sonet在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。,10,10,SDH的概念,Physical-layer protocol that

6、 frames data for fast and reliable transmission over optical fiber The fundamental principle of the SDH protocol is time-division multiplexing (TDM), which works in contrast to a system such as Ethernet where data is sent in sporadic bursts.,11,11,SDH傳輸網(wǎng)(1),適用網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)傳輸； SDH網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成： 終端設(shè)備，即終端復(fù)用器

7、TM； 分插復(fù)用設(shè)備ADM； 數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC； 物理鏈路光纖； 下圖為典型的SDH拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。,圖 5.1 SDH傳輸網(wǎng)的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),TM,ADM,DXC,ADM,TM,TM,TM,ADM,DXC,ADM,TM,SDH傳輸網(wǎng)(2),13,13,SDH傳輸網(wǎng)(3),SDH終端TM，功能： 復(fù)接/分接； 提供網(wǎng)絡(luò)適配；,ADM,功能： 上下話路； 直接轉(zhuǎn)發(fā)；,DXC(數(shù)字交叉連接)： 通過(guò)適配提供不同的端到端連接。,14,14,SDH傳輸網(wǎng)(4)SDH傳輸網(wǎng)的連接模型,DXC的交叉連接，SDH網(wǎng)中提供多條結(jié)構(gòu)相同的傳輸通道；通道Path復(fù)接段Line再生段Section；,15,15,S

8、DH傳輸網(wǎng)(5)與PDH相比的特點(diǎn),SDH采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率等級(jí)： STM-1，最低等級(jí)，傳輸速率：155.520Mb/s; STM-4，4個(gè)STM-1復(fù)接成一組STM-4，速率：622.080Mb/s； STM-16，4個(gè)STM-4復(fù)接成一組STM-16，速率：2488.32Mb/s； STM-N，N=1、4、16、64. 標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，可以承載不同格式的數(shù)字信號(hào)，如PDH，ATM信元，IP分組，以太網(wǎng)幀等，有利于不同通信系統(tǒng)互連。 具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的光接口： 有利于建立世界統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)； 簡(jiǎn)化硬件，降低了網(wǎng)絡(luò)成本； 幀結(jié)構(gòu)中有豐富的開(kāi)銷(xiāo)比特： 可用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、維護(hù)和管理，便于實(shí)現(xiàn)性能的監(jiān)測(cè)

9、、故障監(jiān)測(cè)、定位故障報(bào)告等管理功能。,16,16,SDH傳輸網(wǎng)(6)與PDH相比的特點(diǎn),采用數(shù)字同步復(fù)用技術(shù)： 以字節(jié)(8bit)為最小復(fù)用單位，不必進(jìn)行碼速率調(diào)整，簡(jiǎn)化復(fù)接/分接設(shè)備； 低速率信號(hào)與高速率信號(hào)間的復(fù)接/分接，不必逐級(jí)進(jìn)行; 采用DXC可以對(duì)各種端口速率進(jìn)行可控的連接配置： 對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自動(dòng)化的調(diào)度和管理，既提高了資源利用率，又增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的抗毀性和可靠性。 大大提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性及對(duì)各種業(yè)務(wù)量變化的適應(yīng)能力，使現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)提高到一個(gè)嶄新的水平。,17,17,SDH傳輸網(wǎng)(6): SDH與PDH分插流程比較,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 2 M

10、b/s支路信號(hào)，無(wú)需分級(jí)進(jìn)行。,18,18,SDH幀結(jié)構(gòu)(1),幀結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字同步時(shí)分復(fù)用，保證網(wǎng)絡(luò)可靠有效運(yùn)行的關(guān)鍵；三部分：段開(kāi)銷(xiāo)，信息載荷，管理單元指針； 塊狀結(jié)構(gòu)，以字節(jié)為基礎(chǔ)； STM-N幀：9行270N列，每列為1個(gè)字節(jié)，(1byte=8bit)；,幀周期：T=125s, 8000幀/s STM-1,傳輸速率：927088000 = 155.52(Mb/s); 發(fā)送順序： 行：由上而下； 列：由左到右；,19,19,SDH幀結(jié)構(gòu)(2)段開(kāi)銷(xiāo),段開(kāi)銷(xiāo)(SOH: Section Overhead)： 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

11、信、自動(dòng)保護(hù)倒換、網(wǎng)管信息傳輸?shù)取?占用字節(jié)數(shù)(STM-1)：8行9列1=72Byte=576bit， SOH容量：5768000=4.608Mb/s; 13行,19N列，再生段開(kāi)銷(xiāo)(SOH); 59行，19N列復(fù)接段開(kāi)銷(xiāo)(LOH)； SDH豐富的開(kāi)銷(xiāo)為其實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的OAM和智能化奠定了基礎(chǔ)。,20,20,SDH幀結(jié)構(gòu)(3),信息載荷：用于承載各種業(yè)務(wù)信息的部分； STM-1，92611=2349byte=18792bit； 容量為：234988000=150.336Mb/s; 通道開(kāi)銷(xiāo)(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)

12、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，19列)： STM-1，988000=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。,21,21,復(fù)用原理(1),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

13、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；,22,22,載荷包絡(luò)與SDH幀的一般關(guān)系,復(fù)用原理(2),23,23,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。 基本工作原理：映射、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(xiāo)（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（AU PTR和TU PTR）定位 復(fù)用（TU進(jìn)高階VC或AU進(jìn)STMN），附加段開(kāi)銷(xiāo)SOH，

14、形成STM-N的幀結(jié)構(gòu)復(fù)用,復(fù)用原理(3)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。,24,24,復(fù)用原理(4)ITU-T一般復(fù)用映射結(jié)構(gòu),25,25,復(fù)用原理(5)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(xiāo)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-TUGAUG 復(fù)用：AUG+SOHSTM-1，按字節(jié)同步復(fù)用

15、STM-N；,26,26,復(fù)用原理(6)復(fù)用舉例,舉例：由PDH的4次群信號(hào)到SDH的STM-1的復(fù)接過(guò)程 把139.264 Mb/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149.760 Mb/s; 在虛容器VC-4內(nèi)加上通道開(kāi)銷(xiāo)POH后，輸出信號(hào)速率為150.336 Mb/s； 在管理單元AU-4內(nèi)，加上管理單元指針AU PTR(每幀9 Byte, 相應(yīng)于0.576 Mb/s)，輸出信號(hào)速率為150.912 Mb/s; 由 1個(gè)AUG加上段開(kāi)銷(xiāo)SOH，輸出信號(hào)速率為155.520 Mb/s, 即為STM-1。,27,27,數(shù)字交叉連接設(shè)備(DXC)(1),DXC: 自動(dòng)的數(shù)字

16、電路配線架； 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。,28,28,數(shù)字交叉連接設(shè)備(DXC)(2),DXC的表示：DXC X/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)) 064 kb/s電路速率； 1、2、3、4PDH的1至 4 次群的速率； 4SDH 的STM-1 等級(jí)； 5、6 SDH的STM-4 、STM-16等級(jí)。 舉

17、例： DXC 1/0:1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; DXC 4/1:4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：DXC 1/0、DXC 4/1、DXC 4/4,29,29,數(shù)字交叉連接設(shè)備(DXC)(3),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：,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)；,30,3

18、0,SDH的應(yīng)用(1),SDH點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸； 鏈形網(wǎng)傳輸；,31,31,SDH的應(yīng)用(2),SDH環(huán)形網(wǎng),SDH,ADM,SDH,ADM,SDH,ADM,SDH,ADM,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。,32,32,SDH的應(yīng)用(3),ADM+DXC 網(wǎng)形網(wǎng),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,33,33,SDH的主要優(yōu)點(diǎn),系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，接口統(tǒng)一兼容； 復(fù)用映射結(jié)構(gòu)，同步透明靈活； 開(kāi)銷(xiāo)信息豐富，網(wǎng)管能力強(qiáng)大； 指針定位調(diào)整，支持自愈組網(wǎng)；,核心

19、特征： 同步復(fù)用 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力 統(tǒng)一的光接口與復(fù)用標(biāo)準(zhǔn),34,34,第五章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng),兩種傳輸體制 系統(tǒng)的性能指標(biāo) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì),35,35,系統(tǒng)性能指標(biāo),參考模型 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 可靠性,36,36,參考模型(1),數(shù)字光纖通信系統(tǒng)在通信網(wǎng)中的地位 傳輸網(wǎng)； 確定數(shù)字光纖通信系統(tǒng)在整個(gè)通信網(wǎng)中的位置，從整體出發(fā)，分析系統(tǒng)要求，分配系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求； 數(shù)字系統(tǒng)參考模型：ITU-T在G.801建議中提出 假設(shè)參考數(shù)字連接(HRX) 假設(shè)參考數(shù)字鏈路(HRDL) 假設(shè)參考數(shù)字段(HRDS),37,37,參考模型(1)HRX,假設(shè)參考數(shù)字連接(HRX):假設(shè)通信距離最長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜

20、、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； 系統(tǒng)：全數(shù)字64kb/s連接； 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；,38,38,參考模型(2)HRDL,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；,39,39,參考模型(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

21、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；,40,40,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)誤碼率(1),誤碼率（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。 描述通信系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。決定著通信的質(zhì)量。

22、,64kb/s PCM 數(shù)字連接 誤碼率對(duì)話音影響程度,41,41,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)誤碼率(2),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：BER10-3，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)BERBERth的時(shí)間(分鐘數(shù)、秒數(shù)) 誤碼性能優(yōu)劣表示：,42,42,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)誤碼率(3),誤碼率隨時(shí)間的變化,43,43,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)誤碼率(4),ITU-T G.821建議將誤碼性能優(yōu)劣劃分三個(gè)等級(jí)： 劣化分(DM)； 嚴(yán)重誤碼秒(SES); 誤

23、碼秒(ES);,44,44,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)誤碼率(5),總誤碼性能指標(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)：,最長(zhǎng)HRX的電路質(zhì)量等級(jí)劃分,45,45,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)誤碼率(6),誤碼率的分配G.821建議,DM：BER10-6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=410-12/km； 則420km一級(jí)干線誤碼率分配：BERav=1.6810-9； 280km二級(jí)干線誤碼率分配：BERav=1.1210-9； 設(shè)計(jì)值，比實(shí)際要求值高一個(gè)數(shù)量級(jí)，按10-1

24、0設(shè)計(jì)；,46,46,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)抖動(dòng)(1),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(12kHz)； 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；,47,47,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)抖動(dòng)(2),抖動(dòng)產(chǎn)生的原因： 時(shí)鐘提

25、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；,48,48,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)抖動(dòng)(3),PDH各次群入口對(duì)抖動(dòng)的要求,49,49,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)抖動(dòng)(4),50,50,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)抖動(dòng)(5),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,51,51,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)、

26、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： 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：?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與的關(guān)系： n個(gè)部件系統(tǒng)總的可靠性Rs：,52,52,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)可靠性(2),故障率與平均故障間隔時(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：,5

27、3,53,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)可靠性(3),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壽命：大于10104h； PIN壽命：大于50104h； APD壽命：大于50104h； 國(guó)產(chǎn)通信設(shè)備的可靠性指標(biāo)：,54,54,系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)可靠性(4),數(shù)字光纜通信系統(tǒng)可靠性指標(biāo),某些國(guó)產(chǎn)設(shè)備可靠性指標(biāo),55,55,第五章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng),兩種傳輸體制 系統(tǒng)的性能指標(biāo) 系統(tǒng)的設(shè)

28、計(jì),56,56,系統(tǒng)設(shè)計(jì),中繼距離受損耗的限制 中繼距離手色散(帶寬)的限制 中繼距離和傳輸速率,57,57,系統(tǒng)設(shè)計(jì),系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求： 前提： 用戶對(duì)傳輸距離傳輸容量的要求； 國(guó)家規(guī)定指標(biāo) 設(shè)備技術(shù)水平 考慮因素： 選擇最佳路由和局站設(shè)置； 選擇傳輸體制和傳輸速率； 選擇光纖光纜； 選擇光端機(jī)基本參數(shù)和性能指標(biāo)； 目的： 達(dá)到最佳性價(jià)比。,技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵： 確定中繼距離 中繼距離的設(shè)計(jì)方法： 最壞情況法 統(tǒng)計(jì)法 半統(tǒng)計(jì)法 中繼距離的限制因素： 光纖線路的損耗 光纖線路的色散(帶寬),58,58,損耗的限制(1),1300,1550,850,紫外吸收,紅外吸收,瑞利散射,0.2,2.5,損 耗

29、 (dB/km),波 長(zhǎng) (nm),OH離子吸收峰,光纖的損耗譜特性,59,59,損耗的限制(2),無(wú)中繼或有一個(gè)中繼器的數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 光纖損耗限制中繼距離； 系統(tǒng)要求：發(fā)射端接收端光纖線路總損耗不超過(guò)系統(tǒng)總功率衰減； 各參數(shù)取值依據(jù)產(chǎn)品技術(shù)水平，和系統(tǒng)需求。,60,60,損耗的限制(3),Pt，LD：-3-9dBm; LED：-20-25(dBm); Pr，接收靈敏度，P117 表5.10； 連接器損耗 c：0.31dB/對(duì)； Me損耗余量：時(shí)間及環(huán)境變化引起的Pt 和Pr及連接器性能的劣化； 光纖損耗 f：1310nm，0.40.45dB/km; 1550nm，0.220.25dB/k

30、m; 光纖損耗余量 m: 0.10.2dB/km; 接頭損耗 f ：0.05dB；,61,61,色散(帶寬)的限制(1),系統(tǒng)傳輸速率高，光纖線路色散大 色散(帶寬)限制中繼距離； 需對(duì)光纖線路總色散進(jìn)行規(guī)范； 已知傳輸速率的光纖線路系統(tǒng)允許的線路總色散計(jì)算中繼距離 色散對(duì)系統(tǒng)的影響： 色散引起脈沖展寬碼間串?dāng)_增大誤碼 or 降低接收靈敏度 ITU-T建議，色散限制系統(tǒng)中繼段距離L的計(jì)算式： 其中，F(xiàn)b線路碼速率(Mb/s);C0光纖色散系數(shù)； 光源譜寬； 是與功率代價(jià)和光源特性有關(guān)的參數(shù)，光脈沖相對(duì)展寬 SLM-LD時(shí)=0.115； MLM-LD時(shí)=0.306；,62,62,色散(帶寬)的限

31、制(2),G.652（標(biāo)準(zhǔn)單模光纖SMF）: 零色散波長(zhǎng):1300nm 1550色散:1617ps/nm.km G.653（色散位移光纖DSF）: 零色散波長(zhǎng):1550nm G.655（非零色散位移光纖NZDSF）: 1550nm色散:26ps/nm.km,光纖：零色散點(diǎn)分布在標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)附近一定范圍； 光源LD：峰值波長(zhǎng)分布于一個(gè)有限范圍；,可計(jì)算最大色散容限CL。 140Mb/s以上單模光纖通信系統(tǒng)，色散限制不容忽略。,63,63,中繼距離和傳輸速率(1),損耗限制： 色散限制： (單模光纖) 選擇距離較短者作為中繼距離的的最終結(jié)果。,64,64,中繼距離和傳輸速率(2),案例1：140Mb/s-SMF， 采用5B6B線路碼；損耗參數(shù)： 損耗限制中繼距離L：,65,65,中繼距離和傳輸速率(3),色散參數(shù)： 色