第6章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)-電子通信專業(yè)

1、第六章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)Digital Optical Transmission Systems光纖通信線路線路編碼編碼驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路電路接口接口電路電路HDB3HDB35B6B5B6B光隔光隔離器離器直接調(diào)制光信號(hào)光信號(hào)光電光電變換變換前置前置放大放大主放主放大器大器均衡均衡濾波濾波判判決決器器時(shí)鐘恢復(fù)時(shí)鐘恢復(fù)輸出輸出AGCAGC電路電路供電 6 章章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo) 6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制數(shù)字光纖通信傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制電端機(jī)的數(shù)據(jù)復(fù)

2、接PDH和SDH體制電端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)電端機(jī)電接口電接口光接口數(shù)字光纖通信的傳輸容量與所采用的數(shù)字復(fù)接體系有關(guān)。數(shù)字復(fù)接數(shù)字復(fù)接就是將若干個(gè)低速數(shù)字信號(hào)合并成一個(gè)高速數(shù)字信號(hào)，然后再通過高速信道傳輸?shù)膶ｉT技術(shù)。 6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制 光纖大容量數(shù)字傳輸； 多采用時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用(TDM：Time-Division Multiplexing) 復(fù)用分為若干等級(jí)，先后有兩種傳輸體制： 準(zhǔn)同步數(shù)字系列準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy) 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列(SDH: Synchronous Digital Hierarchy)

3、-參照美國(guó)同步光纖網(wǎng)同步光纖網(wǎng)(SONET：Synchoronous Optical NETwork)概念而由概念而由ITU-T建議而來。建議而來。SDH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。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。復(fù)用原理介紹復(fù)用原理介紹6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制1）什么是復(fù)用(Multiplexing)？多種信號(hào)共用同一個(gè)傳輸介質(zhì)，則傳輸介質(zhì)需要給每路信號(hào)分給帶寬的一部分。FDM: frequency division multiplexingTDM: time division multiplexingWDM: wavelength

4、 division multiplexingCDM: code division multiplexing主要的復(fù)用技術(shù)有：CDMA: code division multiple Access6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制2）復(fù)用示意圖Multiplexor (MUX)Demultiplexor (DEMUX，or DMX)Sometimes just called a MUX6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制3）時(shí)分復(fù)用原理時(shí)分復(fù)用TDM是采用交錯(cuò)排列多路低速模擬或數(shù)字信道到一個(gè)高速信道上傳輸?shù)募夹g(shù)。復(fù)用器由： 定時(shí)、碼速調(diào)整和復(fù)接單元組成解復(fù)用器解復(fù)用器由： 同步、定時(shí)、分接和恢復(fù)單元組

5、成支路 定 時(shí)復(fù)接碼速調(diào)整時(shí)鐘合路支路 定 時(shí)合路恢復(fù)分接同步復(fù)用器6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制信道光纖幀和開銷比特開銷信道取樣同步取樣同步取樣同步信道1信道2信道N定時(shí)發(fā)送端發(fā)送端幀同步控制信道1信道2信道N解同步解同步解同步開銷信道定時(shí)恢復(fù)接收端接收端輸入緩存輸入緩存輸入緩存輸出緩存輸出緩存輸出緩存TDM系統(tǒng)要求收發(fā)兩端旋轉(zhuǎn)開關(guān)完全同步，即在時(shí)間上具有嚴(yán)格的同步關(guān)系，包括起點(diǎn)相同、順序相同、速度相同。1.1.準(zhǔn)同步數(shù)字系列兩種基礎(chǔ)速率準(zhǔn)同步數(shù)字系列兩種基礎(chǔ)速率6.1.1 6.1.1 準(zhǔn)同步數(shù)字系列準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDHPDH 北美，日本采用：1.544 Mb/s 西歐，中國(guó)采用：以2.0

6、48 Mb/s 6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制一次群速率一次群速率，或稱基群速率，基群速率，簡(jiǎn)稱E1Digital transmission hierarchy（USA）2.2.復(fù)接結(jié)構(gòu)復(fù)接結(jié)構(gòu)6.1.1 6.1.1 準(zhǔn)同步數(shù)字系列準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDHPDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制六次群六次群/（MbS-1）五次群五次群/（MbS-1）四次群四次群/（MbS-1）三次群三次群/（MbS-1）二次群二次群/（MbS-1）北美北美日本日本中國(guó)中國(guó)西歐西歐基群基群/（MbS-1）國(guó)家國(guó)家或地區(qū)或地區(qū)ch30048.2ch120448. 84ch480368.344ch1920264.139

7、4ch7680992.5644chch307204.241536013.12ch24544.1ch96312. 64ch480064.325ch1440728.973ch576020.3974ch230405888. 14ch24544.1ch96312. 64ch672736.447chchch604843298064992.564124032176.2746chsGbsGb32256/4 . 2416128/13. 12世界各國(guó)商用光纖通信制式世界各國(guó)商用光纖通信制式注：并非嚴(yán)格的N倍，復(fù)接時(shí)插入了相關(guān)的比特3.3.基群幀結(jié)構(gòu)基群幀結(jié)構(gòu)6.1.1 6.1.1 準(zhǔn)同步數(shù)字系列準(zhǔn)同步數(shù)字系列P

8、DHPDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制幀(Frame)指一組相鄰接的數(shù)字時(shí)隙(time slot)，其中各數(shù)字時(shí)隙的位置可以根據(jù)幀定位信號(hào)來加以區(qū)別。有時(shí)出于需要，由幾個(gè)幀構(gòu)成一個(gè)復(fù)幀(Multiframe).幀長(zhǎng)125us24幀開銷 1 2 324幀開銷 1 2 324幀開銷 1 2 324幀開銷 1 2 3時(shí)間1幀信道數(shù)時(shí)隙tTs1幀1幀第第3 3信道信道1 1個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)1Bit1.544Mb/s1.544Mb/s基群基群2424個(gè)信道的幀結(jié)構(gòu)個(gè)信道的幀結(jié)構(gòu)6.1.1 6.1.1 準(zhǔn)同步數(shù)字系列準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDHPDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制1.544Mb/s1.544Mb

9、/s基群基群2424個(gè)信道的幀結(jié)構(gòu)個(gè)信道的幀結(jié)構(gòu)幀長(zhǎng)125us24幀開銷 1 2 324幀開銷 1 2 324幀開銷 1 2 324幀開銷 1 2 3時(shí)間1幀信道數(shù)時(shí)隙tTs1幀1幀第第3 3信道信道1 1個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)1BitDuration Ts=125usLength 24*8+1=193Bits/544Mb. 1s/Mb125193B6.1.1 6.1.1 準(zhǔn)同步數(shù)字系列準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDHPDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制2.048Mb/s 基群基群30信道幀信道幀(Frame)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)幀定位時(shí)隙幀定位時(shí)隙s/048Mb. 2s/Mb125256B4.PDH4.PDH體制電接口和光

10、接口的主要參數(shù)體制電接口和光接口的主要參數(shù)6.1.1 6.1.1 準(zhǔn)同步數(shù)字系列準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDHPDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制對(duì)基群2.048Mb/s輸入碼字 編碼結(jié)果 0 01 1 00/11交替CMI編碼Coded mark inversion編碼傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼 (1) 北美、西歐和亞洲所采用的三種數(shù)字系列互不兼容互不兼容。 (2) 各種復(fù)用系列都有其相應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)，沒有足夠的開銷比特，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)缺乏靈活性缺乏靈活性。 (3) 復(fù)接/分接設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜，上下話路價(jià)格昂貴。 5.PDH5.PDH的缺點(diǎn)的缺點(diǎn)6.1.1 6.1.1 準(zhǔn)同步數(shù)字系列準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDHPDH6.1 兩

11、種傳輸體制兩種傳輸體制基群（1次群）STM-1（Synchronous Transport Module-level 1)155.520Mb/s1.SDH1.SDH系列的基礎(chǔ)速率系列的基礎(chǔ)速率6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制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。2.SDH2.SDH傳輸網(wǎng)傳輸網(wǎng)6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制終端復(fù)用器終端復(fù)用器TM (Terminal Multiplexer)分插復(fù)用設(shè)備分插復(fù)用設(shè)備ADM (Add-Drop Multip

12、lexer)數(shù)字交叉連接設(shè)備數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC (Digital Cross Connect equipment)光纖光纖1）SDH傳輸網(wǎng)構(gòu)成組件及其功能傳輸網(wǎng)構(gòu)成組件及其功能組件：組件：MUXE1E1STM-N同步復(fù)接DMXE1E1STM-N同步分接6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制SDH傳輸網(wǎng)各組件功能：傳輸網(wǎng)各組件功能：終端復(fù)用器終端復(fù)用器TM：信道的分接和復(fù)接6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制SDH傳輸網(wǎng)各組件功能：傳輸網(wǎng)各組件功能：分插復(fù)用設(shè)備分插復(fù)用設(shè)備ADM：卸

13、下信息給本地用戶插入信息給合成輸出DMXMUX中繼線中繼線STM-N中繼線中繼線STM-NAddSTM-n分接分接復(fù)接復(fù)接DropSTM- n本地本地直接轉(zhuǎn)發(fā)插入卸下6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制SDH傳輸網(wǎng)各組件功能：傳輸網(wǎng)各組件功能：類似于交換機(jī)，通過適當(dāng)配置可提供不同的端到端連接，核心部分是可控的交叉連接開關(guān)交叉連接開關(guān)(空分或時(shí)分)矩陣矩陣1: m1: mm:1m :1復(fù)接復(fù)接交叉連接矩陣交叉連接矩陣分接分接1n1n配置管理配置管理數(shù)字交叉連接設(shè)備數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC：6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDH

14、SDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制DXC相當(dāng)于一種自動(dòng)的數(shù)字電路配線架，每個(gè)輸入信號(hào)被分接為m個(gè)并行支路信號(hào),然后通過時(shí)分(或空分)交換網(wǎng)絡(luò),按預(yù)先存放的交叉連接圖對(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。1: m1: mm:1m :1復(fù)接復(fù)接交叉連接矩陣交叉連接矩陣分接分接1n1n配置管理配置管理6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制 0 64kb/s14 PDH 14次群速率46 SDH STM-1，4，16 通常用DXC X/Y數(shù)字X表示輸入端口速率的最高等級(jí) Y表示參與交叉連接的最低速率等級(jí)目前應(yīng)用廣泛的

15、是DXC 1/0，DXC4/1，DXC4/46.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制 DXC在干線傳輸網(wǎng)中的主要用途是：在干線傳輸網(wǎng)中的主要用途是： 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)配置管理。主要功能有：主要功能有： （1）分離本地交換業(yè)務(wù)和非本地交換業(yè)務(wù) （2）為臨時(shí)性重要事件迅速提供通信電路；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障(如某些干線中斷)時(shí)，能迅速提供網(wǎng)絡(luò)的重新配置； （3）根據(jù)業(yè)務(wù)流量的季節(jié)變化使網(wǎng)絡(luò)配置最佳化；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中混合使用PDH和SDH時(shí)，可作為PDH與SDH的網(wǎng)關(guān)。 6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制

16、2）SDH傳輸網(wǎng)一個(gè)傳輸通道傳輸網(wǎng)一個(gè)傳輸通道(path)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)通道通道終接設(shè)備終接設(shè)備線路線路終接設(shè)備終接設(shè)備TMADM/DXC再生段再生段Section再生段再生段再生段再生段線路線路終接設(shè)備終接設(shè)備通道通道終接設(shè)備終接設(shè)備E1E3E1E3ADM/DXCTM復(fù)接段復(fù)接段(Line)傳輸通道傳輸通道(Path)再生中繼器再生中繼器每個(gè)通道通道(Path)(Path)由一個(gè)或多個(gè)復(fù)接段復(fù)接段(Line)(Line)構(gòu)成，而每一復(fù)接段又由若干個(gè)再生段再生段(Section)(Section)串接而成。在SDH傳輸網(wǎng)內(nèi)可提供多條傳輸通道，每個(gè)通道結(jié)構(gòu)相似6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同

17、步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制3）SDH傳輸網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)傳輸網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)PathPathLineLineSectionSectionSectionPhotonicPhotonicPhotonic再生中繼器再生中繼器4）SDH傳輸網(wǎng)的典型拓?fù)鋫鬏斁W(wǎng)的典型拓?fù)?Topology)結(jié)構(gòu)結(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)(nN)6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳

18、輸體制3.SDH3.SDH的幀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu)6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制STM-N幀結(jié)構(gòu)9行每行270N個(gè)字節(jié)每字節(jié)8 bit每幀共有9270N個(gè)字節(jié)幀周期為125s即每秒傳輸8000幀STM-1傳輸速率為927088000=155.520 Mb/sRSOH12AU-PTR345MSOH9STM-N載荷(含POH)9N發(fā)送順序261N270N6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制13行：再生段開銷再生段開銷(Regenerating-SOH)59行：復(fù)接段開銷復(fù)接段開銷(Mult

19、iplexing-SOH)， 也稱也稱LOH（Line OverHead）(1) 段 開 銷段 開 銷 ( S O H ：Section OverHead)幀中為保證信息正常傳輸所必需的附加字節(jié)RSOH12AU-PTR345MSOH9STM-N載荷(含POH)9N發(fā)送順序261N270N6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制(2) 信息載荷信息載荷(Payload)在Payload中包含少量字節(jié)用于通道的運(yùn)行、 維護(hù)和管理， 這些字節(jié)稱為通道開銷通道開銷(POH: Path OverHead)。用于承載各種業(yè)務(wù)信息的部分RSOH12AU-P

20、TR345MSOH9STM-N載荷(含POH)9N發(fā)送順序261N270N6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制采用指針技術(shù)是SDH的創(chuàng)新，結(jié)合虛容器虛容器(VC:Virtual Container)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)位置漂移的問題。(3) 管理單元指針管理單元指針(AU PTR)一種指示符， 主要用于指示Payload第一個(gè)字節(jié)在幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置RSOH12AU-PTR345MSOH9STM-N載荷(含POH)9N發(fā)送順序261N270NSDH高速率等級(jí)有： STM-4， STM-16

21、， STM-64， STM-256相應(yīng)速率為STM-1的4，16，64，256倍。4.SDH4.SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)復(fù)用結(jié)構(gòu)6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制各速率等級(jí)(STM-n)由一個(gè)或多個(gè)管理單元組(AUG, Administration unit group)復(fù)用并加上相應(yīng)的開銷字節(jié)而構(gòu)成。6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制AUGAUG：150.912Mb/s150.912Mb/sSTM-1STM-1STM-4STM-4STM-16STM-16STM-64STM-64STM-2

22、56STM-256152.52Mb/s622.080Mb/s2.488320Gb/s9.953280Gb/s39.813120Gb/s416642565. SDH5. SDH承載承載PDHPDH的方式的方式-映射結(jié)構(gòu)映射結(jié)構(gòu)6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制將低速支路信號(hào)復(fù)接為高速信號(hào)，傳統(tǒng)方法有：正碼速調(diào)整法：正碼速調(diào)整法：容許被復(fù)接的支路信號(hào)有較大的頻率誤差固定位置映射法：固定位置映射法：低速支路信號(hào)在高速信號(hào)幀中占用固定位置SDH結(jié)合了正碼速調(diào)整法和固定位置映射法的優(yōu)點(diǎn)，采用載荷指針，示出載荷的起始位置6.1.2 6.1.2 同步

23、數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制SDH幀1(125 ms)SDH幀2(125 ms)261字節(jié)9字節(jié)開銷9行載荷包絡(luò)AU PTR載荷包絡(luò)與SDH幀的一般關(guān)系映射結(jié)構(gòu)映射結(jié)構(gòu)是指把支路信號(hào)適配裝入虛容器的過程，其實(shí)質(zhì)是使支路信號(hào)與傳送的載荷同步6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制PDH的的4次群信號(hào)到次群信號(hào)到SDH的的STM-1的復(fù)接過程的復(fù)接過程C-4AU-4AUGVC-4STM-1139.264Mb/s容器Carrier虛容器Virtual Carrier管理單元Administration Unit管

24、理單元組Administration Unit Group同步傳輸模塊STM-1速率適配處理149.760Mb/s150.336Mb/s150.912Mb/s155.520Mb/s加通道開銷POH加管理單元指針AU PTR加段開銷SOH6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制SDH的一般復(fù)用映射結(jié)構(gòu)的一般復(fù)用映射結(jié)構(gòu) STM -NAUGAU -4VC -4TU -2VC -2C -2TU -12VC -12C -12TU -11VC -11C -11TUG -2134C -3VC -3TU -3VC -3TUG -31773C -413926

25、4 kb/s44736 kb/s34368 kb/s6312 kb/s2048 kb/s1544 kb/sAU -3N13指針處理復(fù)用定位校準(zhǔn)映射6.SDH6.SDH的特點(diǎn)（與的特點(diǎn)（與PDHPDH比較）比較）6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制(1) SDH采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率等級(jí) 基級(jí)：STM-1，傳輸速率：155.520 Mb/s 復(fù)接級(jí)： STM-4：4個(gè)STM-1 組成，傳輸速率622.080 Mb/s STM-16：16個(gè)STM-1 組成, 傳輸速率2488.320 Mb/s STM-64：64個(gè)STM-1 組成, 傳輸速率

26、9953.28 Mb/sSONET/SDH Designations and bandwidths SONET Optical Carrier LevelSONET Frame FormatSDH level and Frame FormatLine Rate (Mbps)OC-1STS-1STM-051.840OC-3STS-3STM-1155.520OC-12STS-12STM-4622.080OC-24STS-241,244.160OC-48STS-48STM-162,488.320OC-192STS-192STM-649,953.280OC-768STS-768STM-25639,81

27、3.120OC-3072STS-3072STM-1024159,252.480STS-n: Synchronous Transport Signal-level nSTM-n: Synchronous Transport Module-level n6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制(2) SDH各網(wǎng)絡(luò)單元有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的光接口,任何網(wǎng)絡(luò)單元在光纖線路上可以互連。應(yīng)用局內(nèi)短距離局間長(zhǎng)距離局間波長(zhǎng)（nm）131015501310155013101550光纖類型G.652G.652G.652G.652G.652G.653傳輸距離（km）2151

28、5408080STM-1I-1S-1.1S-1.2L-1.1L-1.2L-1.3STM-4I-4S-4.1S-4.2L-4.1L-4.2L-4.3STM-16I-16S-16.1S-16.2L-16.1L-16.2L-16.3光接口分類： 局內(nèi)通信I，短距離局間通信S，長(zhǎng)距離通信L，超長(zhǎng)距離通信E 字母后第1位數(shù)字表示SDH等級(jí)：1，4，16， 第2位數(shù)字表示波長(zhǎng)和光纖：1(1.31, G.652), 2(1.55,G.652), 3(1.55,G.653)分類代碼6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制(3) SDH幀結(jié)構(gòu)有豐富的開銷比特，

29、用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、 維護(hù)和管理；RSOH12AU-PTR345MSOH9STM-N載荷(含POH)9N發(fā)送順序261N270N6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制(4) SDH采用數(shù)字同步復(fù)用技術(shù)，簡(jiǎn)化了分/復(fù)接設(shè)備；2Mb/s支路信號(hào)的支路信號(hào)的分插分插流程的比較流程的比較光/電光信號(hào)分接分接分接140/34 Mb/s34/8 Mb/s8/2 Mb/s復(fù)接復(fù)接復(fù)接電/光光信號(hào)2/8 Mb/s8/34 Mb/s34/140 Mb/s2 Mb/s(電信號(hào))PDHSDHADM155 Mb/s光接口155 Mb/s光接口2 Mb/s(電信號(hào))6.

30、1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制(5) SDH采用數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自動(dòng)化的調(diào)度和管理，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的抗毀性和可靠性。1: m1: mm:1m :1復(fù)接復(fù)接交叉連接矩陣交叉連接矩陣分接分接1n1n配置管理配置管理7.SDH7.SDH的應(yīng)用的應(yīng)用6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制SDH可用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸, 鏈形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng).SDHTMSDHTM支路支路信號(hào)信號(hào)支路支路信號(hào)信號(hào)STM- N再生中繼器再生中繼器點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDH

31、SDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制SDHSDH鏈形網(wǎng)鏈形網(wǎng) SDHTMSDHTM支路支路信號(hào)信號(hào)支路支路信號(hào)信號(hào)SDHADMSTM-n(n N)STM- NSTM-NSTM-n6.1.2 6.1.2 同步數(shù)字系列同步數(shù)字系列SDHSDH6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制SDHSDH環(huán)形網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)( (雙環(huán)雙環(huán)) ) SDHADMSDHADMSDHADMSDHADM支路支路信號(hào)信號(hào)支路信號(hào)支路信號(hào)支路信號(hào)支路信號(hào)支路支路信號(hào)信號(hào)SDH環(huán)形網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是具有“自愈自愈”能力本節(jié)思考題本節(jié)思考題1、SDH的幀結(jié)構(gòu)包括哪三部分？2、SDH的特點(diǎn)有哪些？3、SDH幀中AUPTR表示什么？有

32、何作用？ 4、我國(guó)準(zhǔn)同步數(shù)字體系制式的基群速率是多少？ 第第 6 章章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo) 6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6.2.1 6.2.1 參考模型參考模型6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)為進(jìn)行系統(tǒng)性能研究，ITU-T建議的數(shù)字傳輸參考模型，由各級(jí)交換中心交換中心和許多假設(shè)參考數(shù)字鏈路假設(shè)參考數(shù)字鏈路組成。假設(shè)參考連接假設(shè)參考連接(HRX：Hypothetical Reference Connection)LEPCSCTCISCISCISCISCISCTCSCPCLE27500km國(guó)際國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)本地本

33、地?cái)?shù)字鏈路(HRDL)數(shù)字交換中心(HRDL:Hypothetical Reference Digital Link) 6.2.1 6.2.1 參考模型參考模型6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)LEPCSCTCISCISCISCISCISCTCSCPCLE27500km國(guó)際國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)本地本地LE:本地交換(Local Exchange)PC:一級(jí)中心(Primary Centre)SC:二級(jí)中心(Secondary Centre)TC:三級(jí)中心(Tertiary Centre)ISC:國(guó)際交換中心(International Switching Centre)6.2.1 6.2.1 參考模型參

34、考模型6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)LEPCSCTCISCISCISCISCISCTCSCPCLE27500km國(guó)際國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)本地本地最長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)參考連接HRX：長(zhǎng)度27500km 建議的假設(shè)參考數(shù)字鏈路HRDL：長(zhǎng)度2500km 實(shí)際采用的HRDL：長(zhǎng)度5000km（中國(guó)） 長(zhǎng)度6400km（美國(guó)） 長(zhǎng)度6400km（加拿大） 長(zhǎng)度2500km（日本）6.2.1 6.2.1 參考模型參考模型6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)LEPCSCTCISCISCISCISCISCTCSCPCLE27500km國(guó)際國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)本地本地HRDL由許多假設(shè)參考數(shù)字段假設(shè)參考數(shù)字段(HRDS: Hypot

35、hetical Reference Digital Section)組成終端設(shè)備終端設(shè)備Y km用于長(zhǎng)途傳輸?shù)腍RDS：長(zhǎng)度280km 長(zhǎng)度420km （中國(guó)，一級(jí)干線） 長(zhǎng)度280km （中國(guó)，二級(jí)干線）用于市話傳輸?shù)腍RDS：長(zhǎng)度50km6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)1. 1. 誤碼率誤碼率(BER：Bit Error Rate)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.傳統(tǒng)上常用平均誤比特率BER來衡量系統(tǒng)的誤碼性能，即在某一規(guī)定的觀測(cè)時(shí)間內(nèi)發(fā)生差錯(cuò)的比特?cái)?shù)和傳輸比特總數(shù)之比，如110-10。1 1）誤碼率）誤

36、碼率概念概念6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)幾乎聽不懂 510-2強(qiáng)烈干擾，聽懂程度明顯下降10-2在各種話音電平范圍內(nèi)都察覺到有干擾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)剛察覺到有干擾10-5感覺不到干擾10-6受話者的感受誤碼率誤碼率對(duì)話音影響程度誤碼率對(duì)話音影響程度6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo) 誤碼率隨時(shí)間變化BERth-設(shè)定門限TL-觀測(cè)時(shí)間T0時(shí)間單元2 2）常用誤碼性能參數(shù)）常用誤碼性能參數(shù)誤碼率隨時(shí)間的變化誤碼率隨

37、時(shí)間的變化 TL T0 BERth BER10-310-410-610-810-1010-910-710-56.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)在實(shí)際監(jiān)測(cè)和評(píng)定中, 采用(i) 誤碼秒(ES,Error second)和誤碼秒比率(ESR)誤碼秒：在誤碼秒：在1 1秒內(nèi)有誤碼發(fā)秒內(nèi)有誤碼發(fā)生，稱為生，稱為1 1個(gè)誤碼秒。個(gè)誤碼秒。誤碼秒比率：在觀測(cè)時(shí)間誤碼秒比率：在觀測(cè)時(shí)間T TL L內(nèi)誤碼內(nèi)誤碼秒數(shù)與秒數(shù)與T TL L之比。之比。ESR8%ESR8%誤碼率隨時(shí)間的變化誤碼率隨時(shí)間的變化 TL T0 BERth BER10-310-

38、410-610-810-1010-910-710-56.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)（ii）嚴(yán)重誤碼秒（SES: Severely Errored Seconds）和嚴(yán)重誤碼秒比率（SESR）嚴(yán)重誤碼秒：在嚴(yán)重誤碼秒：在1 1秒內(nèi)秒內(nèi)BERBER劣劣于于1010-3-3, ,則該秒稱為則該秒稱為1 1個(gè)嚴(yán)重個(gè)嚴(yán)重誤碼秒。誤碼秒。嚴(yán)重誤碼秒比率：在觀測(cè)時(shí)間嚴(yán)重誤碼秒比率：在觀測(cè)時(shí)間T TL L內(nèi)嚴(yán)重內(nèi)嚴(yán)重誤碼秒數(shù)與誤碼秒數(shù)與T TL L之比。之比。SESR0.2%SESR0.2%誤碼率隨時(shí)間的變化誤碼率隨時(shí)間的變化 TL T0 B

39、ERth BER10-310-410-610-810-1010-910-710-56.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)（iii）劣化分(DM: Degraded Minutes）劣化分：在劣化分：在1 1分鐘內(nèi)分鐘內(nèi)BERBER劣于劣于1010- -6 6, ,則該分鐘稱為則該分鐘稱為1 1個(gè)劣化分。個(gè)劣化分。劣化分比率：在觀測(cè)時(shí)間劣化分比率：在觀測(cè)時(shí)間T TL L內(nèi)劣化分與內(nèi)劣化分與T TL L之比。之比。DMR10%DMR10%T T0 0=1 Minute=1 Minute誤碼率隨時(shí)間的變化誤碼率隨時(shí)間的變化 TL T0 BE

40、Rth BER10-310-410-610-810-1010-910-710-56.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)1.3 10-6ESR8% BER 0的秒數(shù)的秒數(shù)誤碼秒誤碼秒(ES)3 10-6SESR0.2%BER劣于劣于10-3的分?jǐn)?shù)的分?jǐn)?shù)嚴(yán)重誤碼秒嚴(yán)重誤碼秒(SES)6.2 10-7DMR10%BER劣于劣于10-6的分?jǐn)?shù)的分?jǐn)?shù)裂化分裂化分(DM)長(zhǎng)期平均誤碼率長(zhǎng)期平均誤碼率指標(biāo)指標(biāo)定義定義誤碼率參數(shù)誤碼率參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字假設(shè)連接標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字假設(shè)連接HRX(27500km)的誤碼率總指標(biāo)的誤碼率總指標(biāo) 對(duì)于目前的電話業(yè)務(wù)，傳輸一路

41、PCM電話的速率為 64 kb/s，誤碼率指標(biāo)為：6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)最長(zhǎng)HRX的電路質(zhì)量等級(jí)劃分的電路質(zhì)量等級(jí)劃分為高級(jí)、中級(jí)和本地級(jí)本地交換本地交換中級(jí)本地級(jí)中級(jí)本地級(jí)1250 km25000 km1250 km27500 kmT參考點(diǎn)T參考點(diǎn)高級(jí)HRX誤碼率總指標(biāo)按等級(jí)分配2x1.2%3.2%ESR 8%2x0.015%2x0.015%0.04%SESR0.1%2x1.5%2x1.5%4%DMR10%本地級(jí)電路中級(jí)電路高級(jí)電路誤碼率指標(biāo)2x1.2%6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6

42、.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)2. 2. 抖動(dòng)抖動(dòng) (Jitter)抖動(dòng)是數(shù)字傳輸中的一種不穩(wěn)定現(xiàn)象，即數(shù)字信號(hào)在傳輸過程中，脈沖在時(shí)間間隔上不再是等間隔的，而是隨時(shí)間變化，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間位置的偏差。發(fā)射信號(hào)接收信號(hào)產(chǎn)生抖動(dòng)的示意圖抖動(dòng)現(xiàn)象相當(dāng)于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制抖動(dòng)現(xiàn)象相當(dāng)于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)發(fā)射信號(hào)接收信號(hào)抖動(dòng)變化的最大時(shí)間范圍單位時(shí)間內(nèi)抖動(dòng)變化的快慢抖動(dòng)幅度抖動(dòng)幅度(JP-P)=max|t-t0|抖動(dòng)頻率抖動(dòng)頻率(F)單位(UI: Unit Interval)表示單位時(shí)隙, 1UI等

43、于1bit信息所占時(shí)間TB=1/B6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)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)偽隨機(jī)測(cè)試信號(hào)序試信號(hào)序列列調(diào)制數(shù)字信號(hào)的正弦信號(hào)頻率調(diào)制數(shù)字信號(hào)的正弦信號(hào)頻

44、率JP .P/UI 參數(shù)參數(shù) 速率速率（kb s-1）光纖通信系統(tǒng)各次群輸入口對(duì)抖動(dòng)容限的要求：6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)Jpp/UIA0A1A20F0F1F2F3F420dB/10倍頻程下降f抖動(dòng)頻率越低，容許的抖動(dòng)越大最大抖動(dòng)容限曲線6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)3.3.可靠性（可靠性（Reliability)Reliability)可靠性一般采用故障統(tǒng)計(jì)分析法，即根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查結(jié)果，統(tǒng)計(jì)足夠長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的故障次數(shù)，確定每?jī)纱喂收系臅r(shí)間間隔和每次故障的修

45、復(fù)時(shí)間。對(duì)光纖通信系統(tǒng)而言，對(duì)光纖通信系統(tǒng)而言， 可靠性包括光端機(jī)、中繼器、可靠性包括光端機(jī)、中繼器、 光光纜線路、輔助設(shè)備和備用系統(tǒng)的可靠性。纜線路、輔助設(shè)備和備用系統(tǒng)的可靠性?？煽啃允侵冈谝?guī)定的條件和時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)無故障工作的概率，它反映系統(tǒng)完成規(guī)定功能的能力。6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)1 1）可靠性表示方法）可靠性表示方法)exp(tR可靠性可靠性R R通常用故障率表示，兩者的關(guān)系為故障率表示在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障(功能失效)的概率,單位為10-9/h, 稱為菲特(fit), 1 fit等于在109 h內(nèi)發(fā)生一次故障的概率

46、如果通信系統(tǒng)由n個(gè)部件組成,且故障率是統(tǒng)計(jì)無關(guān)的,則系統(tǒng)的可靠性Rs可表示為：nsRRRR.216.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)其他相關(guān)概念平均故障間隔時(shí)間MTBF (Mean Time Between Failure)平均故障修復(fù)時(shí)間MTTR (Mean Time To Repair)MTTRMTTRMTBFtime6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)MTBF1%100%100MTTRMTBFMTBFA總工作時(shí)間可用時(shí)間故障率:平均故障間隔時(shí)間MTBF的倒數(shù)可用率A

47、：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)處于良好工作狀態(tài)的概率MTTRMTTRMTBFtime6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)失效率PF：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)處于故障狀態(tài)的概率%100%100MTTRMTBFMTTRPF總工作時(shí)間不可用時(shí)間MTTRMTTRMTBFtime6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)2）可靠性指標(biāo)可靠性指標(biāo)99.98599.97799.83699.726A/%0.0150.0230.1640.274F/%1.3442.01614.424MTTR/h25570383583

48、73970456620/fit391072607036502190MTBF/h0.2240.3362.44雙向全程故障次數(shù)雙向全程故障次數(shù)28042030005000鏈路長(zhǎng)度鏈路長(zhǎng)度/km數(shù)字光纜通信系統(tǒng)可靠性指標(biāo)數(shù)字光纜通信系統(tǒng)可靠性指標(biāo)以5000 km為基準(zhǔn)，按長(zhǎng)度平均分配給各種數(shù)字段長(zhǎng)度，相應(yīng)的全年指標(biāo)如表5.8所示，假設(shè)平均故障修復(fù)時(shí)間MTTR=6 h。6.2.2 6.2.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo)5707(一端一端)20四次群設(shè)備四次群設(shè)備28539(一端一端)4中繼器中繼器28539(一端一端)4光端機(jī)光端機(jī)200(每每km)1.

49、35（420km）光纖（雙向）光纖（雙向） /fitMTBF/年年可靠性可靠性某些國(guó)產(chǎn)設(shè)備的可靠性指標(biāo)某些國(guó)產(chǎn)設(shè)備的可靠性指標(biāo) 第第 6 章章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 6.1 兩種傳輸體制兩種傳輸體制 6.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)系統(tǒng)的性能指標(biāo) 6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是:根據(jù)用戶對(duì)傳輸距離和傳輸容量及其分布的要求，按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn), 選擇路由和局站設(shè)置,傳輸體制和傳輸速率以及光纖光纜和光端機(jī)的基本參數(shù)和性能指標(biāo)。 在技術(shù)上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要問題是確定中繼距離，尤其對(duì)長(zhǎng)途光纖通信系統(tǒng)，中繼距離設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟(jì)效益影響很大。

50、6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.3.1 6.3.1 中繼距離受損耗的限制中繼距離受損耗的限制6.3.2 6.3.2 中繼距離受色散的限制中繼距離受色散的限制6.3.3 6.3.3 中繼距離與傳輸速率中繼距離與傳輸速率6.3.16.3.1中繼距離受損耗的限制中繼距離受損耗的限制( (功率預(yù)算功率預(yù)算) )6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)光功率損耗模型：rttotPPL10log10設(shè)發(fā)送機(jī)發(fā)出的最大平均功率為Pt , 而光接收機(jī)的接收靈敏度為Pr, 則最大傳輸距離為：tot (dB/km)為光纖損耗, 包括對(duì)接損耗和活動(dòng)連接損耗.( (功率預(yù)算功率預(yù)算 power budget)power budg

51、et)6.3.16.3.1中繼距離受損耗的限制中繼距離受損耗的限制( (功率預(yù)算功率預(yù)算) )6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)rttotPPL10log10tot (dB/km)為光纖損耗.rttotPPLPt，Pr用dBm表示：dB/km km,in inLtot考慮到接頭和活動(dòng)連接器損耗以及線路損耗余量，有：ecrtmsfMPPL)(光纖損耗系數(shù)光纖損耗系數(shù)光纖平均接頭損耗光纖平均接頭損耗光纖線路損耗余量光纖線路損耗余量連接器損耗連接器損耗系統(tǒng)余量系統(tǒng)余量練習(xí)練習(xí)1 16.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為設(shè)光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為0.1dB/km，有，有5個(gè)接頭，每個(gè)個(gè)接頭，

52、每個(gè)接頭的損耗為接頭的損耗為0.2dB，光源的入纖功率為，光源的入纖功率為-3dBm，接收機(jī)靈，接收機(jī)靈敏度為敏度為-46dBm，求最大中繼距離。，求最大中繼距離。練習(xí)練習(xí)1 16.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)rtsfPPL)(設(shè)光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為設(shè)光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為0.1dB/km，有，有5個(gè)接頭，每個(gè)個(gè)接頭，每個(gè)接頭的損耗為接頭的損耗為0.2dB，光源的入纖功率為，光源的入纖功率為-3dBm，接收機(jī)靈，接收機(jī)靈敏度為敏度為-46dBm，求最大中繼距離。，求最大中繼距離。2 . 054631 . 0）（）（L)420 kmL（srtfPPLL)(練習(xí)練習(xí)2 26.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的

53、設(shè)計(jì)設(shè)光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為設(shè)光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為0.1dB/km，有，有5個(gè)接頭，每個(gè)個(gè)接頭，每個(gè)接頭的損耗為接頭的損耗為0.2dB；光連接器損耗為；光連接器損耗為1dB（發(fā)送和接收各（發(fā)送和接收各1個(gè)），光纖損耗余量為個(gè)），光纖損耗余量為0.1dB/km，系統(tǒng)余量為，系統(tǒng)余量為5.5dB. 光源的光源的入纖功率為入纖功率為-3dBm，接收機(jī)靈敏度為，接收機(jī)靈敏度為-46dBm，求最大中繼，求最大中繼距離。距離。練習(xí)練習(xí)2 26.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為設(shè)光纖通信系統(tǒng)的光纖損耗為0.1dB/km，有，有5個(gè)接頭，每個(gè)個(gè)接頭，每個(gè)接頭的損耗為接頭的損耗為0.2d

54、B；光連接器損耗為；光連接器損耗為1dB（發(fā)送和接收各（發(fā)送和接收各1個(gè)），光纖損耗余量為個(gè)），光纖損耗余量為0.1dB/km，系統(tǒng)余量為，系統(tǒng)余量為5.5dB. 光源的光源的入纖功率為入纖功率為-3dBm，接收機(jī)靈敏度為，接收機(jī)靈敏度為-46dBm，求最大中繼，求最大中繼距離。距離。ecrtmsfMPPL)(2 . 055 . 512463)1 . 01 . 0(）（）（L)5 .721kmL（secrtmfLMPPL)(6.3.26.3.2中繼距離受色散的限制中繼距離受色散的限制6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)：各種帶寬復(fù)習(xí)：各種帶寬發(fā)射機(jī)接收機(jī)光纖模內(nèi)帶寬模內(nèi)帶寬2/1m440. 0f模

55、間模間( (畸變畸變) )帶寬帶寬L)(D440. 0cf光纖2)2(11)(effffHLEDLED光源帶寬光源帶寬)2/(1effcfLDLD光源帶寬光源帶寬2222)/(4)/(1 1)(rrfffffHrffc發(fā)射機(jī)由渡越時(shí)間決定本征響應(yīng)帶寬由渡越時(shí)間決定本征響應(yīng)帶寬dcf/442.0RCRC時(shí)間常數(shù)限制的帶寬時(shí)間常數(shù)限制的帶寬r035. 02121RCfc接收機(jī)6.3.26.3.2中繼距離受色散的限制中繼距離受色散的限制6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.1.多模光纖的模間色散決定的中繼距離多模光纖的模間色散決定的中繼距離輸入脈沖0t)()(ttPint0)(tPoutT輸出脈沖221T

56、nncL8T21ncL(SIF)(GIF)L幾何光學(xué)理論推得：幾何光學(xué)理論推得：傳輸容量：傳輸容量：1/BTTB由212BLnnc218BLnc(SIF)(GIF)6.3.26.3.2中繼距離受色散的限制中繼距離受色散的限制6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)上：實(shí)驗(yàn)上：考慮脈沖形狀及碼間干擾，傳輸容量要下降。設(shè)脈沖為高斯型，通過分析模間色散帶寬，最后的結(jié)論是:其中 )1()1(440. 0MMf)1(33. 1BMfL為有效長(zhǎng)度因子(0.5-0.9)B為系統(tǒng)線路碼流傳輸速率L為最大中繼距離fM(1)為1km光纖的帶寬6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.3.26.3.2中繼距離受色散的限制中繼距離受色

57、散的限制輸入脈沖輸出脈沖Lt0)(tPout2/ 1e1rms22/ 12/ 10t)(tPin)2exp()0()(22rmstPtP355. 22ln221/22,1/22,1/21/2)()(inout（1 1）模間色散帶寬）模間色散帶寬6.3.26.3.2中繼距離受色散的限制中繼距離受色散的限制6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)rms2/1,31875. 0440. 0OpdBf均方根脈沖展寬rms:輸出強(qiáng)度降為峰值的e-1/2對(duì)應(yīng)的時(shí)間t0)(tPout2/1e1rms22/12/1脈沖的半高全寬(FWHM)1/2:輸出強(qiáng)度降為峰值的1/2對(duì)應(yīng)的時(shí)間由P(t)的傅氏變換頻譜得6.3 系統(tǒng)的

58、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.3.26.3.2中繼距離受色散的限制中繼距離受色散的限制輸出脈沖Lt0)(tPout2/ 1e1rms22/ 12/ 1輸入脈沖0t)(tPin定義：模間時(shí)延差：1/2M模間色散帶寬：1/23440. 0dBMff6.3.26.3.2中繼距離受色散的限制中繼距離受色散的限制6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)碼元a和b分別是：高斯波形的碼間干擾高斯波形的碼間干擾 1/2)(P ttBT121考慮碼間干擾：)2exp()(22rmsattP傳輸碼流中相鄰兩個(gè)碼元a和b(高斯脈沖)因波形展寬而重疊起來，稱為碼間干擾。)2)(exp()(22rmsBbTttP6.3.26.3.2中繼距離受色散的限制中繼距離受色散的限制6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)高斯波形的碼間干擾高斯波形的碼間干擾 1/2)(P ttBT121)2exp()(22rmsattP)2)(exp()(22rmsBbTttP則碼間干擾)2exp()()(22rmsBBbBaTTPTP)/(21exp2BrmsT相對(duì)rms脈沖寬度6.3.26.3.2中繼距離受色散的限制中繼距離受色散的限制6.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)13.5 10-24.4 10-21.7 10-23.9 10-3 3.4 10-40.500.400.350.300.25a = /T表表5