廣播電視傳輸技術(shù)課件

廣播電視傳輸技術(shù)中國傳媒大學(xué)信息工程學(xué)院李鑒增?廣播電視傳輸技術(shù)中國傳媒大學(xué)信息工程學(xué)院?1第1章基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識(shí)?第1章?2電磁波天線廣播電視傳輸系統(tǒng)條件接收系統(tǒng)?電磁波?3§1電磁波1.1電磁波的傳播電磁波在空間的傳播性能與其頻率密切相關(guān)。頻率較低的中波(300～3000KHz)可以沿地面?zhèn)鞑装俟锏木嚯x；頻率較高的短波(1.5~30MHz)沿地面?zhèn)鞑サ乃p較大，主要靠天波傳播。即依靠大氣層中電離層的反射傳播，一跳可以傳4000km，多次反射可作環(huán)球傳播。開路電視信號的頻率在30MHz以上，沿地面?zhèn)鞑r(shí)的衰減更大，也不能被電離層反射，只能采用直線傳播的方式，即視距傳播。?§1電磁波1.1電磁波的傳播?4§1電磁波1.2電磁波的極化當(dāng)電磁波在空間傳播時(shí)，其電場強(qiáng)度矢量Ｅ的方向具有確定的規(guī)律，這種現(xiàn)象稱為電磁波的極化。線極化波的電場強(qiáng)度矢量Ｅ沿一確定方向。當(dāng)Ｅ與地面垂直時(shí)，稱為垂直極化波；當(dāng)Ｅ與地面平行時(shí)，稱為水平極化波?？紤]到發(fā)射天線和接收天線的架設(shè)方便，減少重影，以及避開其它電波的干擾等因素，一般垂直極化波大多用于中波廣播，移動(dòng)通信、衛(wèi)星電視廣播等；水平極化波大多用于短波廣播、地面電視廣播、調(diào)頻廣播、衛(wèi)星電視廣播等。?§1電磁波1.2電磁波的極化?5§1電磁波圓極化波是其電場強(qiáng)度矢量Ｅ的振幅不隨時(shí)間而變，但其方向卻在一個(gè)平面內(nèi)勻角速旋轉(zhuǎn)的波。圓極化波廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信中，其優(yōu)點(diǎn)是接收天線在極化面內(nèi)作任何傾斜都能等效接收。?§1電磁波圓極化波是其電場強(qiáng)度矢量Ｅ的振幅不隨時(shí)間而變，但6§2天線天線是無線電設(shè)備中用以輻射或接收電磁波的部件。根據(jù)“天線互易原理”，一副天線作為發(fā)射天線或作為接收天線，其性能參數(shù)完全相同。天線的增益Ｇ：在電磁波場強(qiáng)相等的條件下，定向天線在最大接收方向向匹配負(fù)載輸出的有用信號功率與放在該處的無損耗全向天線向匹配負(fù)載輸出的有用信號功率之比，或兩者電平之差。定向天線的增益越大，它的方向性越強(qiáng)。定向天線同全向天線比較所得的增益稱為絕對增益，以分貝來表示時(shí)，用dBi作單位；定向天線同基本半波振子天線比較所得的增益稱為相對增益，用分貝表示時(shí)，以dBd作單位。一副定向天線絕對增益的分貝數(shù)等于其相對增益分貝數(shù)再加上2.15dＢ。

?§2天線天線是無線電設(shè)備中用以輻射或接收電磁波的部件。7§2天線天線的方向性描述天線在不同方向的不同特性。常用方向圖來直觀地表示天線的方向性。

主瓣寬度通常是指半功率寬度，即主瓣中功率電平比主瓣最大值電平下降３ｄＢ（對應(yīng)的場強(qiáng)為最大場強(qiáng)值的0．707倍）處的波瓣寬度；前后比定義為其主瓣功率電平最大值P1dB與后瓣功率電平最大值P2dB之差

?§2天線天線的方向性描述天線在不同方向的不同特8§3廣播電視傳輸系統(tǒng)3.1模擬傳輸系統(tǒng)的性能指標(biāo)1.失真和噪聲指標(biāo)影響廣播電視信號傳輸質(zhì)量的兩大問題：失真和噪聲。描述非線性失真的指標(biāo)主要有C/CTB和C/CSO。失真主要是由于放大器的非線性引起。放大器的工作電平每升高1dB，則C/CTB指標(biāo)降低2dB，C/CSO指標(biāo)降低1dB。噪聲性能用載噪比C/N來衡量。放大器的工作電平每升高1dB，則C/N指標(biāo)提高1dB。?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)3.1模擬傳輸系統(tǒng)的性能指標(biāo)?9§3廣播電視傳輸系統(tǒng)2.失真和噪聲對圖像質(zhì)量的影響噪聲太大，使C/N指標(biāo)不合格，在電視屏幕上表現(xiàn)為雪花狀的、雜亂無章的干擾。交調(diào)指標(biāo)不合格，會(huì)在電視屏幕上出現(xiàn)雨刷、負(fù)像等現(xiàn)象，其他失真指標(biāo)不合格，會(huì)在電視屏幕上出現(xiàn)網(wǎng)紋干擾。

?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)2.失真和噪聲對圖像質(zhì)量的影響?10§3廣播電視傳輸系統(tǒng)

3.2數(shù)字傳輸系統(tǒng)1.廣播電視信號的數(shù)字化取樣量化編碼

?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)3.2數(shù)字傳輸系統(tǒng)?11§3廣播電視傳輸系統(tǒng)2.數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的組成信源編碼器把模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，并壓縮信源數(shù)碼率，以提高傳輸?shù)挠行浴?fù)用是利用時(shí)分復(fù)用方式把多路信號復(fù)接成一路信號。信道編碼器則是為了保證傳輸?shù)目煽啃?。傳輸信道信道編碼復(fù)用信源編碼解復(fù)用信源解碼信道解碼?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)2.數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的組成傳輸信道信12§3廣播電視傳輸系統(tǒng)

但降低了傳輸效率。例如，DVB-C的信道編碼采用R-S(204,188)編碼來提高傳輸?shù)目煽啃浴Ｃ總€(gè)數(shù)據(jù)包的總長度為204個(gè)字節(jié)，其中包頭占4個(gè)字節(jié)，有效數(shù)據(jù)的長度為184個(gè)字節(jié)，差錯(cuò)校驗(yàn)為16個(gè)字節(jié)。在系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的效率為184/204。?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)但降低了傳輸效率。例如，DV13§3廣播電視傳輸系統(tǒng)

3.

數(shù)字信號的調(diào)制1)幅度鍵控ASK2)頻移鍵控FSK3)相移鍵控PSK其中QPSK抗干擾能力強(qiáng)，得到廣泛應(yīng)用。4)正交幅度調(diào)制MQAM：用于DVB－C中。屬于幅度與相位相結(jié)合的調(diào)制方式。星座圖上各個(gè)點(diǎn)之間不僅相位不同，幅度也有區(qū)別。?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)3.數(shù)字信號的調(diào)制?14§3廣播電視傳輸系統(tǒng)16QAM星座圖A.優(yōu)點(diǎn)：①頻帶利用率高，在各點(diǎn)間距相同時(shí)，QAM調(diào)制的星座圖可以容納更多的點(diǎn)。(16PSK中，16個(gè)碼元均勻分布于以1為半徑的圓周上，碼元間距為π/8＝0.393而16QAM相鄰碼元之間的距離為（√2)/3＝0.471)。M越大，頻帶利用率越高，抗干擾能力越弱。?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)16QAM星座圖?15§3廣播電視傳輸系統(tǒng)②功率利用率高。在平均功率相同的情況下，QAM調(diào)制的最大功率更大，抗干擾能力更強(qiáng)。B.頻帶利用率：在二進(jìn)制載波傳輸中，若采用理想低通濾波器，1Hz帶寬可傳送1個(gè)比特。但易造成碼間干擾。若采用滾降系數(shù)為α的低通濾波器，則1Hz帶寬可傳送1/(1+α)個(gè)比特。對于MQAM調(diào)制，1Hz帶寬可傳送[1/(1+α)]log2M個(gè)比特。例如對于16QAM，1Hz帶寬可傳送4[1/(1+α)]個(gè)比特，若α=0.2,則1Hz帶寬可傳送4(1/1.2)=3.33個(gè)比特。一個(gè)8MHz的模擬頻道可傳輸26.7Mb/s的毛數(shù)據(jù)。?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)②功率利用率高。在平均功率相同的情況下16§4條件接收系統(tǒng)4.1條件接收系統(tǒng)的組成：1.用戶信息管理系統(tǒng)對數(shù)字電視用戶和智能卡的各種進(jìn)行處理、維護(hù)和管理。2.節(jié)目信息管理系統(tǒng)為即將播出的節(jié)目建立節(jié)目表。3.加擾－解擾系統(tǒng)在發(fā)送端條件接收系統(tǒng)的控制下改變或控制被傳送的服務(wù)（節(jié)目）的某些特征，使未被授權(quán)的用戶無法獲取該項(xiàng)服務(wù)。4.加密－解密系統(tǒng)在發(fā)送端提供一個(gè)加密信息，以加密形式配置在傳輸流信息中，以防止非授權(quán)用戶直接利用，而被授權(quán)的用戶端解擾器則能以此來對數(shù)據(jù)解密。?§4條件接收系統(tǒng)4.1條件接收系統(tǒng)的組成：?17§4條件接收系統(tǒng)4.2同密技術(shù)：同密是指“兩個(gè)或兩個(gè)以上的CA系統(tǒng)在同一個(gè)廣播電視系統(tǒng)中對同一個(gè)TS流進(jìn)行加擾/加密”。不同CA系統(tǒng)采用相同的加擾算法，以及不同的授權(quán)控制信息ECM和授權(quán)管理信息EMM。用戶機(jī)頂盒中嵌入的加解擾算法供各個(gè)廠商公用，機(jī)頂盒依靠標(biāo)準(zhǔn)定義的CAS-ID（條件接收系統(tǒng)一標(biāo)識(shí)號）來識(shí)別不同的CA廠商的ECM和EMM。同密的優(yōu)點(diǎn)是，在同一運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)中可以運(yùn)行不同廠商的CA系統(tǒng)，引入公平競爭，同時(shí)也保護(hù)了各個(gè)廠商自己的技術(shù)。缺點(diǎn)是需要傳送各廠商的ECM和EMM,多占用了網(wǎng)絡(luò)資源，降低了網(wǎng)絡(luò)利用率；同時(shí)，一個(gè)CA系統(tǒng)的智能卡被攻破，另一個(gè)CA系統(tǒng)也失去了加密保護(hù)作用。?§4條件接收系統(tǒng)4.2同密技術(shù)：?18§4條件接收系統(tǒng)4.3多密技術(shù)多密是指不同的條件接收系統(tǒng)有不同的加擾算法，全都集成到具有通用接口的插入式智能卡上，使智能卡的技術(shù)比較復(fù)雜。智能卡則通過通用接口CI與機(jī)頂盒相聯(lián)及通信。優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)支持多個(gè)條件接收系統(tǒng)，簡化了機(jī)頂盒的設(shè)計(jì)，便于實(shí)行機(jī)卡分離和CA系統(tǒng)的升級換代。缺點(diǎn)是智能卡的技術(shù)比較復(fù)雜，成本較高。?§4條件接收系統(tǒng)4.3多密技術(shù)?19第2章

光纖傳輸技術(shù)?第2章?20光纖的特性數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)光通信器件?光纖的特性?21§1光纖的特性1．光纖的損耗在-25℃～-35℃時(shí)，附加損耗為0.03～0.04dB/km,在-40℃時(shí)，附加損耗為0.06～0.08dB/km。

00.851.311.55λ(μm)?§1光纖的特性1．光纖的損耗022§1光纖的特性2．光纖的色散色散是指輸入信號中不同頻率或不同模式光的傳播速度不同，不同時(shí)到達(dá)輸出端的現(xiàn)象。色散對信號傳輸?shù)挠绊懀菏馆敵霾ㄐ握箤捵冃危斐赡M信號的失真。對數(shù)字信號，容易產(chǎn)生碼間干擾，因而限制了光信號一次傳輸?shù)木嚯x；減少了傳輸?shù)男畔⑷萘?。此外，還與光源的調(diào)制特性一起產(chǎn)生組合二次失真（CSO）。

色散常數(shù)定義為單位波長間隔的光傳輸單位距離的群時(shí)延差D=dτ/(L·dλ)?§1光纖的特性2．光纖的色散?23§1光纖的特性色散常數(shù)越小，傳輸模擬信號時(shí)容許的帶寬就越大。色散的分類：模式色散是不同模式的光沿不同路徑傳輸，到達(dá)輸出口的時(shí)間不同而形成的色散。材料色散是由于光纖材料的折射率與波長有關(guān)，使不同波長的光在光纖中的傳播速度不同形成的色散。材料色散可正可負(fù)，總的趨勢是隨波長的增大而減小。?§1光纖的特性色散常數(shù)越小，傳輸模擬信號時(shí)容許的帶寬就越24§1光纖的特性結(jié)構(gòu)色散是由于光進(jìn)入包層而造成的色散。結(jié)構(gòu)色散恒為正，且隨波長的增加而增加。單模光纖的模式色散為0，材料色散比結(jié)構(gòu)色散要大。在多模光纖中，模式色散比其它兩種色散要大得多。1.31μm附近，合成色散為零，常把1.31μm稱為零色散波長，普通單模光纖傳輸波長為1.287μm～1.330μm的光時(shí)，D應(yīng)小于3.5ps/nm·km。在傳輸1.55μm的光時(shí)，D達(dá)17ps/nm·km。?§1光纖的特性結(jié)構(gòu)色散是由于光進(jìn)入包層而造成的色散。結(jié)構(gòu)25§2數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)2.1系統(tǒng)構(gòu)成解調(diào)器再生器信源解碼信道解碼信道編碼信源編碼碼型變換光源調(diào)制碼型變換電端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)電端機(jī)?§2數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)2.1系統(tǒng)構(gòu)成解調(diào)器再生器信源解碼26§2數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)信源編碼器把需要傳輸?shù)哪M信號變?yōu)镻CM數(shù)字信號，又稱為A/D變換。為了提高傳輸效率，我們可以利用圖像的統(tǒng)計(jì)特性和傳輸圖像之間的相關(guān)性，少傳或不傳已經(jīng)傳輸過的信息，并除去那些與信息無關(guān)（例如18％的行逆程和8％的場逆程）或?qū)D像質(zhì)量影響不大的多余部分等，壓縮信源數(shù)碼率，以提高傳輸效率的有效性。?§2數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)信源編碼器把需要傳輸?shù)哪M信號變?yōu)镻27§2

．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)信道編碼器則是為了保證傳輸?shù)目煽啃?。為此，我們可以在信息碼中人為地加進(jìn)一些多余的碼元（監(jiān)督碼），這些監(jiān)督碼與信息碼具有一定的邏輯關(guān)系，便于接收端根據(jù)這些邏輯關(guān)系進(jìn)行自動(dòng)檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。碼型變換使信道編碼器輸出的代碼，變?yōu)檫m于傳輸?shù)拇a型。例如電通信中常用的曼徹斯特碼、傳號交替反轉(zhuǎn)碼(AMI)、三階高密度碼(HDB3碼)等雙極性碼不能利用只有一種極性的光脈沖傳輸（光源不能產(chǎn)生負(fù)信號的光），需要先把它們變?yōu)閱螛O性碼。調(diào)制器把電信號調(diào)制到光載波上。?§2．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)信道編碼器則是為了保證傳輸?shù)目煽啃浴?8§2

．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)再生中繼器對信號進(jìn)行放大、恢復(fù)波形，以傳輸更遠(yuǎn)的距離。解調(diào)器把電信號從光載波中解調(diào)出來。碼型變換把單極性碼恢復(fù)成原來的碼型。信道解碼器去除冗余的糾錯(cuò)信號。信源解碼器解壓縮，恢復(fù)原來的信號，并通過其中的低通濾波器恢復(fù)為模擬信號，送入終端設(shè)備。?§2．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)再生中繼器對信號進(jìn)行放大、恢復(fù)波形，29§2．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)2.2性能指標(biāo)1.描述語義透明性的指標(biāo)：誤碼率（BER）：單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的錯(cuò)誤比特?cái)?shù)和總比特?cái)?shù)之比。

長期平均誤碼率：測試時(shí)間不得少于24小時(shí)。誤碼秒比：誤碼秒與以秒為單位的可用時(shí)間之比

誤碼秒ES：在一秒鐘內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)誤碼以上

嚴(yán)重誤碼秒SES（在一秒內(nèi)的誤碼率大于、等于10－3以上)分組錯(cuò)誤率

分組丟失率分組誤插率?§2．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)2.2性能指標(biāo)?30§2．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)2.描述時(shí)間透明性的指標(biāo)：時(shí)延：發(fā)送端發(fā)送信息和接收端收到信息的時(shí)間之差傳輸時(shí)延：由于信息的傳輸速率引起的時(shí)延處理時(shí)延：由于交換節(jié)點(diǎn)對信息的處理（打包、存儲(chǔ)、排隊(duì)等）引起的時(shí)延時(shí)延抖動(dòng)：數(shù)字信號的各有效瞬間對于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的偏差。其變化頻率在10Hz以上。漂移：時(shí)延的變化頻率在10Hz以下。?§2．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)2.描述時(shí)間透明性的指標(biāo)：?31§3．光通信器件3.1光放大器一、光放大器的分類1.間接放大：2.直接放大：半導(dǎo)體光放大器有源光纖放大器光纖拉曼放大器光接收機(jī)光發(fā)射機(jī)電放大器?§3．光通信器件3.1光放大器光接收機(jī)光發(fā)射機(jī)電放大器?32§3．光通信器件二、摻鉺光纖放大器（EDFA）1.單摻鉺EDFA激勵(lì)光波長2.雙摻雜EDFA同時(shí)摻入釔和鉺兩種元素，泵浦光功率達(dá)3W，波長為1.047μm，信號光輸出功率達(dá)2×500mW(27＋3dBm)。3ˊ

3211.55μm

1.48μm

0.98μm

0.98μm1.48μm?§3．光通信器件二、摻鉺光纖放大器（EDFA）3ˊ33§3．光通信器件3.包層泵浦EDFA的光纖有兩個(gè)包層。纖芯的直徑為5μm，第一包層的直徑為90μm，第二包層的直徑為125μm。泵浦光（波長為910～990nm）從第一包層輸入?？煞糯?537～1574nm或1560～1600nm的光，輸出功率達(dá)3000mW以上。?§3．光通信器件3.包層泵浦EDFA的光纖有兩個(gè)包層。纖芯34§3．光通信器件4.EDFA原理示意圖EDF有一個(gè)最佳長度，使增益最大。

λpλsλsEDF光耦合器光隔離器光濾波器光隔離器泵浦光電源控制?§3．光通信器件4.EDFA原理示意圖λpλsλsED35§3．光通信器件

3.2光分路器M×N光分路器有M個(gè)輸入端和N個(gè)輸出端。1.光分路器原理：微光型：由一些微小的光學(xué)器件所組成

光纖型：用兩或多根靠在一起的光纖加工而成的.

?§3．光通信器件3.2光分路器?36§3．光通信器件2．光分路器的技術(shù)指標(biāo)插入損耗：Aj=10lg(Pi/Pj)附加損耗：Af=10lg(Pi/∑Pn)分光比：kj=Pj/∑Pn顯然，Aj=Af-10lgkj

?§3．光通信器件2．光分路器的技術(shù)指標(biāo)?37§3．光通信器件光分路器的附加損耗值A(chǔ)f

N附加損耗AfN附加損耗Af30.390.740.4100.850.45110.960.5121.070.55161.280.6?§3．光通信器件光分路器的附加損耗值A(chǔ)fN附加損38§3．光通信器件3.分光比的確定：設(shè)光接收機(jī)的輸入光功率為P0，則光鏈路長度為Lj對應(yīng)的光分路器輸出端j的輸出電平為10lgPj=10lgP0＋αLj對應(yīng)的光功率為分光比為?§3．光通信器件3.分光比的確定：?39§3．光通信器件例：1個(gè)系統(tǒng)有8臺(tái)光接收機(jī)，它們離前端的距離分別為４、５、６、7.5、10、14、14.5和19kｍ，求光分路器的分光比。解：因?yàn)棣?00.1αLn＝100.04×4＋100.04×5＋100.04×6＋100.04×7.5＋100.04×10＋100.04×14＋100.04×14.5＋100.04×19＝22.4624分光比k1＝100.04×4/Σ100.1αLn＝1.4454/22.4624＝6.4%k2＝7%,k3＝7.7%，k4＝8.9%，k5＝11.2%，k6＝16.2%，k7＝16.9%，k8＝25.6%，?§3．光通信器件例：1個(gè)系統(tǒng)有8臺(tái)光接收機(jī)，它們離前端的距40第3章

SDH技術(shù)?第3章?41SDH概述SDH的復(fù)用SDH自愈網(wǎng)SDH的同步SDH的光接口參數(shù)SDH再生段設(shè)計(jì)?SDH概述?42§1SDH概述1.1PDH的傳輸速率等級系列PCM24系列PCM30/32系列數(shù)碼率（Mb/s）話路數(shù)數(shù)碼率話路數(shù)日本北美日本北美一次群1.544242.04830二次群6.312968.448120三次群32.06444.73648067234.368480四次群97.728274.17614404032139.2641920五次群397.2005760564.9927680?§1SDH概述1.1PDH的傳輸速率等級系PCM24系43§1SDH概述1．2SDH網(wǎng)的產(chǎn)生美國貝爾通信研究所提出了同步光纖網(wǎng)絡(luò)SONET1988年，CCITT將SONET修訂為國際標(biāo)準(zhǔn)，命名為同步數(shù)字體系SDH（SynchronousDigitalHierarchy),應(yīng)用于光纖、微波和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。SDH的傳輸速率分級:STM-0(STS-4)的傳輸速率為51.840Mb/s，STM-1(STS-3)的傳輸速率為155.520Mb/s，STM-4(STS-12)的傳輸速率為622.080Mb/s，STM-16(STS-48)的傳輸速率為2488.320Mb/s，STM-64(STS-192)的傳輸速率為9953.280Mb/s。

?§1SDH概述1．2SDH網(wǎng)的產(chǎn)生?44§1．SDH概述1．3SDH的網(wǎng)元設(shè)備1)終端復(fù)用器TM：在線性鏈路端點(diǎn)將低速信號復(fù)用成高速信號的設(shè)備。2)分插復(fù)用器ADM在網(wǎng)絡(luò)中部將低速信號復(fù)用成高速信號的設(shè)備。3)數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC具有一個(gè)或多個(gè)信號端口，可以對任意端口之間的信號進(jìn)行可控連接，具有與交換機(jī)類似的性能。4)再生器RG:經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?，使信號按照?guī)定的幅度、波形和定時(shí)特性繼續(xù)向前傳送。?§1．SDH概述1．3SDH的網(wǎng)元設(shè)備?45§1SDH概述1.4SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)再生段再生段終端復(fù)用器TM再生器交叉連接設(shè)備DXC終端復(fù)用器TM分插復(fù)用器ADM再生器再生段再生段終端復(fù)用器TM復(fù)用段?§1SDH概述1.4SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)再生段再生段終端復(fù)用46§1SDH概述1)通道:終端與終端之間的鏈路；2)復(fù)用段:復(fù)用器與復(fù)用器之間的鏈路；3)再生段:再生器和其它網(wǎng)元之間的鏈路。4)開銷:用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)使用的多余字節(jié)。例如RSOH、MSOH和通道開銷。5)指針：用來指示低速信號在高速信號中位置的一組二進(jìn)制數(shù)。

?§1SDH概述1)通道:終端與終端之間的鏈路；?47§2SDH的復(fù)用2.1復(fù)用單元容器（C）是用來裝載各種速率信號的信息結(jié)構(gòu)。虛容器（VC）是用來支持SDH通道層連接的信息結(jié)構(gòu)，由容器和通道開銷組成。在北美，VC-1、VC-2屬于低階虛容器，VC-3和VC-4屬于高階虛容器；在我國和歐洲，VC-1、VC-2和VC-3屬于低階虛容器，只有VC-4屬于高階虛容器。?§2SDH的復(fù)用2.1復(fù)用單元?48§2SDH的復(fù)用支路單元（TU）提供低階通道層和高階通道層之間適配。由低階虛容器和支路單元指針組成。在高階虛容器中固定地占有規(guī)定位置的支路單元組合稱為支路單元組（TUG）。管理單元（AU）提供高階通道層和復(fù)用段之間適配。由高階虛容器和管理單元指針組成。在STM-N的凈負(fù)荷中固定地占有規(guī)定位置的管理單元的組合稱為管理單元組（AUG）。

?§2SDH的復(fù)用支路單元（TU）提供低階通道層和高階通道層49§2SDH的復(fù)用2.2SDH的幀結(jié)構(gòu)：安排了豐富的、用于管理的開銷比特，智能化程度很高，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理和維護(hù)（OAM）能力大大加強(qiáng)。

STM-1：9*270PAYLOADMSOHAUPTRPOHRSOH1910270123456789?§2SDH的復(fù)用2.2SDH的幀結(jié)構(gòu)：安排了豐富的、用50§2SDH的復(fù)用2.3段開銷字節(jié)：A1A1A1A2A2A2J0××J1B1E1F1××B3D1D2D3C2AUPTRG1B2B2B2K1K2F2D4D5D6H4D7D8D9F3D10D11D12K3S1Z1Z1Z2Z2M1E2××N1?§2SDH的復(fù)用2.3段開銷字節(jié)：A1A1A1A2A2A251§2SDH的復(fù)用幀定位字節(jié)A1的二進(jìn)制碼為11110110，A2的二進(jìn)制碼為00101000，它們用于識(shí)別幀的起始位置。當(dāng)連續(xù)5幀收不到A1、A2時(shí)，接收端進(jìn)入失步狀態(tài)。數(shù)據(jù)通信通路字節(jié)D1～D12用來構(gòu)成SDH管理網(wǎng)的傳送鏈路。公務(wù)字節(jié)E1用于管理人員之間再生段公務(wù)通信，E2用于管理人員之間復(fù)用段公務(wù)通信。比特間插奇偶校驗(yàn)8位碼B1用作再生段誤碼自動(dòng)監(jiān)視，比特間插奇偶校驗(yàn)24位碼B2用于復(fù)用段誤碼監(jiān)視。自動(dòng)保護(hù)倒換通路字節(jié)K1和K2用于自動(dòng)保護(hù)。同步狀態(tài)字節(jié)S1用于表示不同的同步狀態(tài)。?§2SDH的復(fù)用幀定位字節(jié)A1的二進(jìn)制碼為1111011052§3SDH自愈網(wǎng)3．1線路保護(hù)倒換1＋1保護(hù)：并發(fā)優(yōu)收。1：n保護(hù)：n條信道共享一條不傳輸信息的保護(hù)信道。線路保護(hù)倒換方式的不足：整條光纜都被切斷時(shí)，備用光纖也斷；光纜保護(hù)所需成本太高；對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的故障無法提供保護(hù)。

?§3SDH自愈網(wǎng)3．1線路保護(hù)倒換?53§3SDH自愈網(wǎng)3．2環(huán)型網(wǎng)保護(hù)方式通道倒換環(huán)一般采用1+1保護(hù)；復(fù)用段倒換環(huán)一般采用1:1保護(hù)。由于自動(dòng)保護(hù)倒換通路字節(jié)K1和K2只有4個(gè)地址碼，則參與復(fù)用段保護(hù)的網(wǎng)元數(shù)最多只有24＝16個(gè)。單向環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)簡單，不需要相互控制的協(xié)議，倒換時(shí)間短。雙向環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是管理方便，兩個(gè)傳輸方向上的時(shí)延相等，在倒換后故障段不會(huì)有業(yè)務(wù)信號傳輸，便于進(jìn)行修復(fù)。二纖環(huán)和四纖環(huán)。同時(shí)考慮以上三種分類，可以組成八種自愈環(huán)型網(wǎng)，但常用的只是二纖單向通道倒換環(huán)、二纖雙向通道倒換環(huán)、二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)、四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)和二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)等。?§3SDH自愈網(wǎng)3．2環(huán)型網(wǎng)保護(hù)方式?54§3SDH自愈網(wǎng)（1）二纖單向通道倒換環(huán)ACDBCAACCAACPS?§3SDH自愈網(wǎng)（1）二纖單向通道倒換環(huán)ACDBCAACC55§3SDH自愈網(wǎng)（2）二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)BDCA倒換CAACCAACSP?§3SDH自愈網(wǎng)（2）二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)BDCA倒換CA56§3SDH自愈網(wǎng)（3）二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)倒換ACCAACCAS1/P2S2/P1ABCD?§3SDH自愈網(wǎng)（3）二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)倒換ACCAAC57§4SDH網(wǎng)的同步4．1網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的同步方法主從同步方式，形成樹型結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)：組網(wǎng)靈活，控制簡單，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性較好，對從時(shí)鐘的要求不高。缺點(diǎn)：對基準(zhǔn)主時(shí)鐘要求較高，對網(wǎng)絡(luò)故障比較敏感。相互同步方式，節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的要求較低，設(shè)備較便宜；對同步分配鏈路故障也不敏感。但網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較低?；旌贤椒绞?/p>

?§4SDH網(wǎng)的同步4．1網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的同步方法?58§4SDH網(wǎng)的同步4.2從時(shí)鐘的工作模式：

正常工作模式：各從時(shí)鐘都與輸入的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號同步。基準(zhǔn)時(shí)鐘信號傳輸中的相位噪聲和從時(shí)鐘控制環(huán)噪聲，使各站點(diǎn)時(shí)鐘之間存在著相位差，只需通過偶然的指針調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)同步。保持模式：定時(shí)基準(zhǔn)信號丟失后，從時(shí)鐘可以利用原來存儲(chǔ)的最后頻率信息作為定時(shí)基準(zhǔn)進(jìn)行工作，使從時(shí)鐘在長達(dá)幾天內(nèi)滿足系統(tǒng)的同步要求。但工作于保持模式的時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘信號之間存在著頻率差，會(huì)引起連續(xù)的指針調(diào)整。?§4SDH網(wǎng)的同步4.2從時(shí)鐘的工作模式：?59§4SDH網(wǎng)的同步自由運(yùn)行模式：當(dāng)從時(shí)鐘的定時(shí)基準(zhǔn)信號記憶也全部丟失時(shí)，只能依靠自己內(nèi)部的振蕩器工作。更容易引起連續(xù)的指針調(diào)整，進(jìn)入異步工作模式，不能傳輸有效數(shù)據(jù)信號，而只能發(fā)出告警指示信號(AIS)。

?§4SDH網(wǎng)的同步自由運(yùn)行模式：當(dāng)從時(shí)鐘的定時(shí)基準(zhǔn)信60§5SDH網(wǎng)的光接口參數(shù)包括：參考點(diǎn)S處光發(fā)射機(jī)的參數(shù)參考點(diǎn)R處光接收機(jī)的參數(shù)參考點(diǎn)S、R之間光通道的參數(shù)規(guī)定這些參數(shù)的目的是在最極端的光通道衰減和色散條件下也能使每個(gè)再生段的誤比特率不劣于1×10－10。對于采用光纖放大器的系統(tǒng)，STM-64的單路系統(tǒng)，以及波分復(fù)用系統(tǒng)，則要求誤比特率不劣于1×10－12。表2-2STM-1光接口參數(shù)規(guī)范光發(fā)射機(jī)光接收機(jī)SR?§5SDH網(wǎng)的光接口參數(shù)表2-2STM-1光接口61§5SDH網(wǎng)的光接口參數(shù)SLM—1nm30dB0dBm-5dBm10dB10~28dBNAMLM2.5nm—30dB-8dBm-15dBm8.2dB0~12dB295ps/nmLED40nm——-8dBm-15dBm8.2dB0~7dB25ps/nm光源類型最大方均根譜寬最大-20dB譜寬最小邊模抑制比最大平均發(fā)送功率最小平均發(fā)送功率最小消光比光通道衰減范圍光通道最大色散應(yīng)用分類代碼I-1S-1.2L-1.3光接收機(jī)最差靈敏度光接收機(jī)最小過載點(diǎn)最大光通道代價(jià)-23dBm-8dBm1dB-28dBm-8dBm1dB-34dBm-10dBm1dB?§5SDH網(wǎng)的光接口參數(shù)SLMMLMLED光源類型應(yīng)用62§5SDH網(wǎng)的光接口參數(shù)表中的應(yīng)用分類代碼，字母I表示局內(nèi)通信（傳輸距離最多不超過2公里），S表示短距離局間通信（局間再生段距離在15公里左右），L表示長距離局間通信（局間再生段距離在40公里以上）；字母后的第一個(gè)數(shù)字表示STM的等級，1代表STM-1，4代表STM-4等等；第二個(gè)數(shù)字表示工作波長和光纖類型。光源類型中，MLM表示多模激光器，LED表示發(fā)光二極管，SLM表示單模激光器。?§5SDH網(wǎng)的光接口參數(shù)表中的應(yīng)用分類代碼，字母I表示63§5SDH網(wǎng)的光接口參數(shù)平均發(fā)射功率是在發(fā)射機(jī)送偽隨機(jī)序列信號時(shí)在參考點(diǎn)S測得的平均光功率?？梢杂胢W或dBmW表示。二者的關(guān)系為PdBmW=10lg(PmW/1mW)或光通道衰減范圍中的下限是為了防止光接收機(jī)過載的最小衰減，上限是為了保證光接收機(jī)收到足夠的光功率，以滿足信噪比的要求。最大色散值是為了保證光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)的性能，在參考點(diǎn)S和R之間光信號的色散值（色散常數(shù)與傳輸距離的乘積）的極大值。最大光通道代價(jià)是由于色散和其他影響引起的光功率代價(jià)。

?§5SDH網(wǎng)的光接口參數(shù)平均發(fā)射功率是在發(fā)射機(jī)送偽隨機(jī)64§5SDH網(wǎng)的光接口參數(shù)光接收機(jī)的最差靈敏度是為保證在參考點(diǎn)R處達(dá)到誤碼率為10－10所需要光接收機(jī)的最小光功率電平Pmin。光接收機(jī)的最小過載點(diǎn)是為達(dá)到誤碼率為10－10所能容許光接收機(jī)的最大光功率電平。光接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍：光接收機(jī)容許的最大光功率電平與最小光功率電平之差D＝Pmax－Pmin?§5SDH網(wǎng)的光接口參數(shù)光接收機(jī)的最差靈敏度是為保證在65§6光再生段的設(shè)計(jì)6.1光纖衰減特性確定光的中繼段長度1.最長的長度：設(shè)光發(fā)射機(jī)輸出光功率為PT，光接收機(jī)允許的最小輸入光功率為Pmin，每個(gè)活動(dòng)連接器的損耗為AC，單位長度光纜的損耗為α，熔接頭損耗為α1，系統(tǒng)富余度為MC，則由光的衰減特性決定的光纖中繼段的最大長度（參考點(diǎn)S和參考點(diǎn)R之間的距離）:L1max＝(PT－Pmin－Mc－2AC)/(α+α1)若不考慮活動(dòng)連接器的損耗，則為?§6光再生段的設(shè)計(jì)6.1光纖衰減特性確定光的中繼段長度66§6光再生段的設(shè)計(jì)L1max＝(PT－Pmin－Mc)/(α+α1)若系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍為D，則光接收機(jī)允許的最大接收光功率Pmax=Pmin+D,不考慮活動(dòng)連接器損耗時(shí)，光纖中繼段的最短長度為L1min＝(PT－Pmax－Mc)/(α+α1)6.2光纖色散特性確定的光中繼段長度若光中繼段的總色散為DSR，單位長度的色散為Dm，則由光的色散特性決定的光纖中繼段長度L2＝DSR/Dm?§6光再生段的設(shè)計(jì)L1max＝(PT－67

謝謝！謝謝！?謝謝！謝謝！?68增強(qiáng)品質(zhì)意識(shí)，強(qiáng)化安全觀念。11月-2211月-22Monday,November7,2022是建立潔凈亮麗，整齊舒適，安全高效的法寶。01:34:5901:34:5901:3411/7/20221:34:59AM清潔-擁有清爽明亮的工作環(huán)境。11月-2201:34:5901:34Nov-2207-Nov-22太太平平萬家康樂，安安順順事業(yè)騰飛。01:34:5901:34:5901:34Monday,November7,2022質(zhì)量是交通建設(shè)的靈魂和生命。11月-2211月-2201:34:5901:34:59November7,2022麻痹是最大的隱患失職是最大的禍根。2022年11月7日1:34上午11月-2211月-22一心一意保安全，同心同德謀發(fā)展。07十一月20221:34:59上午01:34:5911月-22隱患不除，危機(jī)四伏。十一月221:34上午11月-2201:34November7,2022市場調(diào)查勤分析，掌握顧客之所需。2022/11/71:34:5901:34:5907November2022以廠為校，以廠為家，互相學(xué)習(xí)，互相關(guān)懷。1:34:59上午1:34上午01:34:5911月-22學(xué)一分消防知識(shí)，多十分平安保障。11月-2211月-2201:3401:34:5901:34:59Nov-22相信自己，相信伙伴。2022/11/71:34:59Monday,November7,2022麻痹是最大的隱患，失職是最大的禍根。11月-222022/11/71:34:5911月-22謝謝大家！增強(qiáng)品質(zhì)意識(shí)，強(qiáng)化安全觀念。11月-2211月-22Wedn69廣播電視傳輸技術(shù)中國傳媒大學(xué)信息工程學(xué)院李鑒增?廣播電視傳輸技術(shù)中國傳媒大學(xué)信息工程學(xué)院?70第1章基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識(shí)?第1章?71電磁波天線廣播電視傳輸系統(tǒng)條件接收系統(tǒng)?電磁波?72§1電磁波1.1電磁波的傳播電磁波在空間的傳播性能與其頻率密切相關(guān)。頻率較低的中波(300～3000KHz)可以沿地面?zhèn)鞑装俟锏木嚯x；頻率較高的短波(1.5~30MHz)沿地面?zhèn)鞑サ乃p較大，主要靠天波傳播。即依靠大氣層中電離層的反射傳播，一跳可以傳4000km，多次反射可作環(huán)球傳播。開路電視信號的頻率在30MHz以上，沿地面?zhèn)鞑r(shí)的衰減更大，也不能被電離層反射，只能采用直線傳播的方式，即視距傳播。?§1電磁波1.1電磁波的傳播?73§1電磁波1.2電磁波的極化當(dāng)電磁波在空間傳播時(shí)，其電場強(qiáng)度矢量Ｅ的方向具有確定的規(guī)律，這種現(xiàn)象稱為電磁波的極化。線極化波的電場強(qiáng)度矢量Ｅ沿一確定方向。當(dāng)Ｅ與地面垂直時(shí)，稱為垂直極化波；當(dāng)Ｅ與地面平行時(shí)，稱為水平極化波?？紤]到發(fā)射天線和接收天線的架設(shè)方便，減少重影，以及避開其它電波的干擾等因素，一般垂直極化波大多用于中波廣播，移動(dòng)通信、衛(wèi)星電視廣播等；水平極化波大多用于短波廣播、地面電視廣播、調(diào)頻廣播、衛(wèi)星電視廣播等。?§1電磁波1.2電磁波的極化?74§1電磁波圓極化波是其電場強(qiáng)度矢量Ｅ的振幅不隨時(shí)間而變，但其方向卻在一個(gè)平面內(nèi)勻角速旋轉(zhuǎn)的波。圓極化波廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信中，其優(yōu)點(diǎn)是接收天線在極化面內(nèi)作任何傾斜都能等效接收。?§1電磁波圓極化波是其電場強(qiáng)度矢量Ｅ的振幅不隨時(shí)間而變，但75§2天線天線是無線電設(shè)備中用以輻射或接收電磁波的部件。根據(jù)“天線互易原理”，一副天線作為發(fā)射天線或作為接收天線，其性能參數(shù)完全相同。天線的增益Ｇ：在電磁波場強(qiáng)相等的條件下，定向天線在最大接收方向向匹配負(fù)載輸出的有用信號功率與放在該處的無損耗全向天線向匹配負(fù)載輸出的有用信號功率之比，或兩者電平之差。定向天線的增益越大，它的方向性越強(qiáng)。定向天線同全向天線比較所得的增益稱為絕對增益，以分貝來表示時(shí)，用dBi作單位；定向天線同基本半波振子天線比較所得的增益稱為相對增益，用分貝表示時(shí)，以dBd作單位。一副定向天線絕對增益的分貝數(shù)等于其相對增益分貝數(shù)再加上2.15dＢ。

?§2天線天線是無線電設(shè)備中用以輻射或接收電磁波的部件。76§2天線天線的方向性描述天線在不同方向的不同特性。常用方向圖來直觀地表示天線的方向性。

主瓣寬度通常是指半功率寬度，即主瓣中功率電平比主瓣最大值電平下降３ｄＢ（對應(yīng)的場強(qiáng)為最大場強(qiáng)值的0．707倍）處的波瓣寬度；前后比定義為其主瓣功率電平最大值P1dB與后瓣功率電平最大值P2dB之差

?§2天線天線的方向性描述天線在不同方向的不同特77§3廣播電視傳輸系統(tǒng)3.1模擬傳輸系統(tǒng)的性能指標(biāo)1.失真和噪聲指標(biāo)影響廣播電視信號傳輸質(zhì)量的兩大問題：失真和噪聲。描述非線性失真的指標(biāo)主要有C/CTB和C/CSO。失真主要是由于放大器的非線性引起。放大器的工作電平每升高1dB，則C/CTB指標(biāo)降低2dB，C/CSO指標(biāo)降低1dB。噪聲性能用載噪比C/N來衡量。放大器的工作電平每升高1dB，則C/N指標(biāo)提高1dB。?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)3.1模擬傳輸系統(tǒng)的性能指標(biāo)?78§3廣播電視傳輸系統(tǒng)2.失真和噪聲對圖像質(zhì)量的影響噪聲太大，使C/N指標(biāo)不合格，在電視屏幕上表現(xiàn)為雪花狀的、雜亂無章的干擾。交調(diào)指標(biāo)不合格，會(huì)在電視屏幕上出現(xiàn)雨刷、負(fù)像等現(xiàn)象，其他失真指標(biāo)不合格，會(huì)在電視屏幕上出現(xiàn)網(wǎng)紋干擾。

?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)2.失真和噪聲對圖像質(zhì)量的影響?79§3廣播電視傳輸系統(tǒng)

3.2數(shù)字傳輸系統(tǒng)1.廣播電視信號的數(shù)字化取樣量化編碼

?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)3.2數(shù)字傳輸系統(tǒng)?80§3廣播電視傳輸系統(tǒng)2.數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的組成信源編碼器把模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，并壓縮信源數(shù)碼率，以提高傳輸?shù)挠行浴?fù)用是利用時(shí)分復(fù)用方式把多路信號復(fù)接成一路信號。信道編碼器則是為了保證傳輸?shù)目煽啃?。傳輸信道信道編碼復(fù)用信源編碼解復(fù)用信源解碼信道解碼?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)2.數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的組成傳輸信道信81§3廣播電視傳輸系統(tǒng)

但降低了傳輸效率。例如，DVB-C的信道編碼采用R-S(204,188)編碼來提高傳輸?shù)目煽啃?。每個(gè)數(shù)據(jù)包的總長度為204個(gè)字節(jié)，其中包頭占4個(gè)字節(jié)，有效數(shù)據(jù)的長度為184個(gè)字節(jié)，差錯(cuò)校驗(yàn)為16個(gè)字節(jié)。在系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的效率為184/204。?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)但降低了傳輸效率。例如，DV82§3廣播電視傳輸系統(tǒng)

3.

數(shù)字信號的調(diào)制1)幅度鍵控ASK2)頻移鍵控FSK3)相移鍵控PSK其中QPSK抗干擾能力強(qiáng)，得到廣泛應(yīng)用。4)正交幅度調(diào)制MQAM：用于DVB－C中。屬于幅度與相位相結(jié)合的調(diào)制方式。星座圖上各個(gè)點(diǎn)之間不僅相位不同，幅度也有區(qū)別。?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)3.數(shù)字信號的調(diào)制?83§3廣播電視傳輸系統(tǒng)16QAM星座圖A.優(yōu)點(diǎn)：①頻帶利用率高，在各點(diǎn)間距相同時(shí)，QAM調(diào)制的星座圖可以容納更多的點(diǎn)。(16PSK中，16個(gè)碼元均勻分布于以1為半徑的圓周上，碼元間距為π/8＝0.393而16QAM相鄰碼元之間的距離為（√2)/3＝0.471)。M越大，頻帶利用率越高，抗干擾能力越弱。?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)16QAM星座圖?84§3廣播電視傳輸系統(tǒng)②功率利用率高。在平均功率相同的情況下，QAM調(diào)制的最大功率更大，抗干擾能力更強(qiáng)。B.頻帶利用率：在二進(jìn)制載波傳輸中，若采用理想低通濾波器，1Hz帶寬可傳送1個(gè)比特。但易造成碼間干擾。若采用滾降系數(shù)為α的低通濾波器，則1Hz帶寬可傳送1/(1+α)個(gè)比特。對于MQAM調(diào)制，1Hz帶寬可傳送[1/(1+α)]log2M個(gè)比特。例如對于16QAM，1Hz帶寬可傳送4[1/(1+α)]個(gè)比特，若α=0.2,則1Hz帶寬可傳送4(1/1.2)=3.33個(gè)比特。一個(gè)8MHz的模擬頻道可傳輸26.7Mb/s的毛數(shù)據(jù)。?§3廣播電視傳輸系統(tǒng)②功率利用率高。在平均功率相同的情況下85§4條件接收系統(tǒng)4.1條件接收系統(tǒng)的組成：1.用戶信息管理系統(tǒng)對數(shù)字電視用戶和智能卡的各種進(jìn)行處理、維護(hù)和管理。2.節(jié)目信息管理系統(tǒng)為即將播出的節(jié)目建立節(jié)目表。3.加擾－解擾系統(tǒng)在發(fā)送端條件接收系統(tǒng)的控制下改變或控制被傳送的服務(wù)（節(jié)目）的某些特征，使未被授權(quán)的用戶無法獲取該項(xiàng)服務(wù)。4.加密－解密系統(tǒng)在發(fā)送端提供一個(gè)加密信息，以加密形式配置在傳輸流信息中，以防止非授權(quán)用戶直接利用，而被授權(quán)的用戶端解擾器則能以此來對數(shù)據(jù)解密。?§4條件接收系統(tǒng)4.1條件接收系統(tǒng)的組成：?86§4條件接收系統(tǒng)4.2同密技術(shù)：同密是指“兩個(gè)或兩個(gè)以上的CA系統(tǒng)在同一個(gè)廣播電視系統(tǒng)中對同一個(gè)TS流進(jìn)行加擾/加密”。不同CA系統(tǒng)采用相同的加擾算法，以及不同的授權(quán)控制信息ECM和授權(quán)管理信息EMM。用戶機(jī)頂盒中嵌入的加解擾算法供各個(gè)廠商公用，機(jī)頂盒依靠標(biāo)準(zhǔn)定義的CAS-ID（條件接收系統(tǒng)一標(biāo)識(shí)號）來識(shí)別不同的CA廠商的ECM和EMM。同密的優(yōu)點(diǎn)是，在同一運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)中可以運(yùn)行不同廠商的CA系統(tǒng)，引入公平競爭，同時(shí)也保護(hù)了各個(gè)廠商自己的技術(shù)。缺點(diǎn)是需要傳送各廠商的ECM和EMM,多占用了網(wǎng)絡(luò)資源，降低了網(wǎng)絡(luò)利用率；同時(shí)，一個(gè)CA系統(tǒng)的智能卡被攻破，另一個(gè)CA系統(tǒng)也失去了加密保護(hù)作用。?§4條件接收系統(tǒng)4.2同密技術(shù)：?87§4條件接收系統(tǒng)4.3多密技術(shù)多密是指不同的條件接收系統(tǒng)有不同的加擾算法，全都集成到具有通用接口的插入式智能卡上，使智能卡的技術(shù)比較復(fù)雜。智能卡則通過通用接口CI與機(jī)頂盒相聯(lián)及通信。優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)支持多個(gè)條件接收系統(tǒng)，簡化了機(jī)頂盒的設(shè)計(jì)，便于實(shí)行機(jī)卡分離和CA系統(tǒng)的升級換代。缺點(diǎn)是智能卡的技術(shù)比較復(fù)雜，成本較高。?§4條件接收系統(tǒng)4.3多密技術(shù)?88第2章

光纖傳輸技術(shù)?第2章?89光纖的特性數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)光通信器件?光纖的特性?90§1光纖的特性1．光纖的損耗在-25℃～-35℃時(shí)，附加損耗為0.03～0.04dB/km,在-40℃時(shí)，附加損耗為0.06～0.08dB/km。

00.851.311.55λ(μm)?§1光纖的特性1．光纖的損耗091§1光纖的特性2．光纖的色散色散是指輸入信號中不同頻率或不同模式光的傳播速度不同，不同時(shí)到達(dá)輸出端的現(xiàn)象。色散對信號傳輸?shù)挠绊懀菏馆敵霾ㄐ握箤捵冃?，造成模擬信號的失真。對數(shù)字信號，容易產(chǎn)生碼間干擾，因而限制了光信號一次傳輸?shù)木嚯x；減少了傳輸?shù)男畔⑷萘?。此外，還與光源的調(diào)制特性一起產(chǎn)生組合二次失真（CSO）。

色散常數(shù)定義為單位波長間隔的光傳輸單位距離的群時(shí)延差D=dτ/(L·dλ)?§1光纖的特性2．光纖的色散?92§1光纖的特性色散常數(shù)越小，傳輸模擬信號時(shí)容許的帶寬就越大。色散的分類：模式色散是不同模式的光沿不同路徑傳輸，到達(dá)輸出口的時(shí)間不同而形成的色散。材料色散是由于光纖材料的折射率與波長有關(guān)，使不同波長的光在光纖中的傳播速度不同形成的色散。材料色散可正可負(fù)，總的趨勢是隨波長的增大而減小。?§1光纖的特性色散常數(shù)越小，傳輸模擬信號時(shí)容許的帶寬就越93§1光纖的特性結(jié)構(gòu)色散是由于光進(jìn)入包層而造成的色散。結(jié)構(gòu)色散恒為正，且隨波長的增加而增加。單模光纖的模式色散為0，材料色散比結(jié)構(gòu)色散要大。在多模光纖中，模式色散比其它兩種色散要大得多。1.31μm附近，合成色散為零，常把1.31μm稱為零色散波長，普通單模光纖傳輸波長為1.287μm～1.330μm的光時(shí)，D應(yīng)小于3.5ps/nm·km。在傳輸1.55μm的光時(shí)，D達(dá)17ps/nm·km。?§1光纖的特性結(jié)構(gòu)色散是由于光進(jìn)入包層而造成的色散。結(jié)構(gòu)94§2數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)2.1系統(tǒng)構(gòu)成解調(diào)器再生器信源解碼信道解碼信道編碼信源編碼碼型變換光源調(diào)制碼型變換電端機(jī)光端機(jī)光端機(jī)電端機(jī)?§2數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)2.1系統(tǒng)構(gòu)成解調(diào)器再生器信源解碼95§2數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)信源編碼器把需要傳輸?shù)哪M信號變?yōu)镻CM數(shù)字信號，又稱為A/D變換。為了提高傳輸效率，我們可以利用圖像的統(tǒng)計(jì)特性和傳輸圖像之間的相關(guān)性，少傳或不傳已經(jīng)傳輸過的信息，并除去那些與信息無關(guān)（例如18％的行逆程和8％的場逆程）或?qū)D像質(zhì)量影響不大的多余部分等，壓縮信源數(shù)碼率，以提高傳輸效率的有效性。?§2數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)信源編碼器把需要傳輸?shù)哪M信號變?yōu)镻96§2

．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)信道編碼器則是為了保證傳輸?shù)目煽啃?。為此，我們可以在信息碼中人為地加進(jìn)一些多余的碼元（監(jiān)督碼），這些監(jiān)督碼與信息碼具有一定的邏輯關(guān)系，便于接收端根據(jù)這些邏輯關(guān)系進(jìn)行自動(dòng)檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。碼型變換使信道編碼器輸出的代碼，變?yōu)檫m于傳輸?shù)拇a型。例如電通信中常用的曼徹斯特碼、傳號交替反轉(zhuǎn)碼(AMI)、三階高密度碼(HDB3碼)等雙極性碼不能利用只有一種極性的光脈沖傳輸（光源不能產(chǎn)生負(fù)信號的光），需要先把它們變?yōu)閱螛O性碼。調(diào)制器把電信號調(diào)制到光載波上。?§2．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)信道編碼器則是為了保證傳輸?shù)目煽啃浴?7§2

．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)再生中繼器對信號進(jìn)行放大、恢復(fù)波形，以傳輸更遠(yuǎn)的距離。解調(diào)器把電信號從光載波中解調(diào)出來。碼型變換把單極性碼恢復(fù)成原來的碼型。信道解碼器去除冗余的糾錯(cuò)信號。信源解碼器解壓縮，恢復(fù)原來的信號，并通過其中的低通濾波器恢復(fù)為模擬信號，送入終端設(shè)備。?§2．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)再生中繼器對信號進(jìn)行放大、恢復(fù)波形，98§2．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)2.2性能指標(biāo)1.描述語義透明性的指標(biāo)：誤碼率（BER）：單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的錯(cuò)誤比特?cái)?shù)和總比特?cái)?shù)之比。

長期平均誤碼率：測試時(shí)間不得少于24小時(shí)。誤碼秒比：誤碼秒與以秒為單位的可用時(shí)間之比

誤碼秒ES：在一秒鐘內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)誤碼以上

嚴(yán)重誤碼秒SES（在一秒內(nèi)的誤碼率大于、等于10－3以上)分組錯(cuò)誤率

分組丟失率分組誤插率?§2．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)2.2性能指標(biāo)?99§2．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)2.描述時(shí)間透明性的指標(biāo)：時(shí)延：發(fā)送端發(fā)送信息和接收端收到信息的時(shí)間之差傳輸時(shí)延：由于信息的傳輸速率引起的時(shí)延處理時(shí)延：由于交換節(jié)點(diǎn)對信息的處理（打包、存儲(chǔ)、排隊(duì)等）引起的時(shí)延時(shí)延抖動(dòng)：數(shù)字信號的各有效瞬間對于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的偏差。其變化頻率在10Hz以上。漂移：時(shí)延的變化頻率在10Hz以下。?§2．?dāng)?shù)字光纖傳輸系統(tǒng)2.描述時(shí)間透明性的指標(biāo)：?100§3．光通信器件3.1光放大器一、光放大器的分類1.間接放大：2.直接放大：半導(dǎo)體光放大器有源光纖放大器光纖拉曼放大器光接收機(jī)光發(fā)射機(jī)電放大器?§3．光通信器件3.1光放大器光接收機(jī)光發(fā)射機(jī)電放大器?101§3．光通信器件二、摻鉺光纖放大器（EDFA）1.單摻鉺EDFA激勵(lì)光波長2.雙摻雜EDFA同時(shí)摻入釔和鉺兩種元素，泵浦光功率達(dá)3W，波長為1.047μm，信號光輸出功率達(dá)2×500mW(27＋3dBm)。3ˊ

3211.55μm

1.48μm

0.98μm

0.98μm1.48μm?§3．光通信器件二、摻鉺光纖放大器（EDFA）3ˊ102§3．光通信器件3.包層泵浦EDFA的光纖有兩個(gè)包層。纖芯的直徑為5μm，第一包層的直徑為90μm，第二包層的直徑為125μm。泵浦光（波長為910～990nm）從第一包層輸入?？煞糯?537～1574nm或1560～1600nm的光，輸出功率達(dá)3000mW以上。?§3．光通信器件3.包層泵浦EDFA的光纖有兩個(gè)包層。纖芯103§3．光通信器件4.EDFA原理示意圖EDF有一個(gè)最佳長度，使增益最大。

λpλsλsEDF光耦合器光隔離器光濾波器光隔離器泵浦光電源控制?§3．光通信器件4.EDFA原理示意圖λpλsλsED104§3．光通信器件

3.2光分路器M×N光分路器有M個(gè)輸入端和N個(gè)輸出端。1.光分路器原理：微光型：由一些微小的光學(xué)器件所組成

光纖型：用兩或多根靠在一起的光纖加工而成的.

?§3．光通信器件3.2光分路器?105§3．光通信器件2．光分路器的技術(shù)指標(biāo)插入損耗：Aj=10lg(Pi/Pj)附加損耗：Af=10lg(Pi/∑Pn)分光比：kj=Pj/∑Pn顯然，Aj=Af-10lgkj

?§3．光通信器件2．光分路器的技術(shù)指標(biāo)?106§3．光通信器件光分路器的附加損耗值A(chǔ)f

N附加損耗AfN附加損耗Af30.390.740.4100.850.45110.960.5121.070.55161.280.6?§3．光通信器件光分路器的附加損耗值A(chǔ)fN附加損107§3．光通信器件3.分光比的確定：設(shè)光接收機(jī)的輸入光功率為P0，則光鏈路長度為Lj對應(yīng)的光分路器輸出端j的輸出電平為10lgPj=10lgP0＋αLj對應(yīng)的光功率為分光比為?§3．光通信器件3.分光比的確定：?108§3．光通信器件例：1個(gè)系統(tǒng)有8臺(tái)光接收機(jī)，它們離前端的距離分別為４、５、６、7.5、10、14、14.5和19kｍ，求光分路器的分光比。解：因?yàn)棣?00.1αLn＝100.04×4＋100.04×5＋100.04×6＋100.04×7.5＋100.04×10＋100.04×14＋100.04×14.5＋100.04×19＝22.4624分光比k1＝100.04×4/Σ100.1αLn＝1.4454/22.4624＝6.4%k2＝7%,k3＝7.7%，k4＝8.9%，k5＝11.2%，k6＝16.2%，k7＝16.9%，k8＝25.6%，?§3．光通信器件例：1個(gè)系統(tǒng)有8臺(tái)光接收機(jī)，它們離前端的距109第3章

SDH技術(shù)?第3章?110SDH概述SDH的復(fù)用SDH自愈網(wǎng)SDH的同步SDH的光接口參數(shù)SDH再生段設(shè)計(jì)?SDH概述?111§1SDH概述1.1PDH的傳輸速率等級系列PCM24系列PCM30/32系列數(shù)碼率（Mb/s）話路數(shù)數(shù)碼率話路數(shù)日本北美日本北美一次群1.544242.04830二次群6.312968.448120三次群32.06444.73648067234.368480四次群97.728274.17614404032139.2641920五次群397.2005760564.9927680?§1SDH概述1.1PDH的傳輸速率等級系PCM24系112§1SDH概述1．2SDH網(wǎng)的產(chǎn)生美國貝爾通信研究所提出了同步光纖網(wǎng)絡(luò)SONET1988年，CCITT將SONET修訂為國際標(biāo)準(zhǔn)，命名為同步數(shù)字體系SDH（SynchronousDigitalHierarchy),應(yīng)用于光纖、微波和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。SDH的傳輸速率分級:STM-0(STS-4)的傳輸速率為51.840Mb/s，STM-1(STS-3)的傳輸速率為155.520Mb/s，STM-4(STS-12)的傳輸速率為622.080Mb/s，STM-16(STS-48)的傳輸速率為2488.320Mb/s，STM-64(STS-192)的傳輸速率為9953.280Mb/s。

?§1SDH概述1．2SDH網(wǎng)的產(chǎn)生?113§1．SDH概述1．3SDH的網(wǎng)元設(shè)備1)終端復(fù)用器TM：在線性鏈路端點(diǎn)將低速信號復(fù)用成高速信號的設(shè)備。2)分插復(fù)用器ADM在網(wǎng)絡(luò)中部將低速信號復(fù)用成高速信號的設(shè)備。3)數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC具有一個(gè)或多個(gè)信號端口，可以對任意端口之間的信號進(jìn)行可控連接，具有與交換機(jī)類似的性能。4)再生器RG:經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?，使信號按照?guī)定的幅度、波形和定時(shí)特性繼續(xù)向前傳送。?§1．SDH概述1．3SDH的網(wǎng)元設(shè)備?114§1SDH概述1.4SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)再生段再生段終端復(fù)用器TM再生器交叉連接設(shè)備DXC終端復(fù)用器TM分插復(fù)用器ADM再生器再生段再生段終端復(fù)用器TM復(fù)用段?§1SDH概述1.4SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)再生段再生段終端復(fù)用115§1SDH概述1)通道:終端與終端之間的鏈路；2)復(fù)用段:復(fù)用器與復(fù)用器之間的鏈路；3)再生段:再生器和其它網(wǎng)元之間的鏈路。4)開銷:用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)使用的多余字節(jié)。例如RSOH、MSOH和通道開銷。5)指針：用來指示低速信號在高速信號中位置的一組二進(jìn)制數(shù)。

?§1SDH概述1)通道:終端與終端之間的鏈路；?116§2SDH的復(fù)用2.1復(fù)用單元容器（C）是用來裝載各種速率信號的信息結(jié)構(gòu)。虛容器（VC）是用來支持SDH通道層連接的信息結(jié)構(gòu)，由容器和通道開銷組成。在北美，VC-1、VC-2屬于低階虛容器，VC-3和VC-4屬于高階虛容器；在我國和歐洲，VC-1、VC-2和VC-3屬于低階虛容器，只有VC-4屬于高階虛容器。?§2SDH的復(fù)用2.1復(fù)用單元?117§2SDH的復(fù)用支路單元（TU）提供低階通道層和高階通道層之間適配。由低階虛容器和支路單元指針組成。在高階虛容器中固定地占有規(guī)定位置的支路單元組合稱為支路單元組（TUG）。管理單元（AU）提供高階通道層和復(fù)用段之間適配。由高階虛容器和管理單元指針組成。在STM-N的凈負(fù)荷中固定地占有規(guī)定位置的管理單元的組合稱為管理單元組（AUG）。

?§2SDH的復(fù)用支路單元（TU）提供低階通道層和高階通道層118§2SDH的復(fù)用2.2SDH的幀結(jié)構(gòu)：安排了豐富的、用于管理的開銷比特，智能化程度很高，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理和維護(hù)（OAM）能力大大加強(qiáng)。

STM-1：9*270PAYLOADMSOHAUPTRPOHRSOH1910270123456789?§2SDH的復(fù)用2.2SDH的幀結(jié)構(gòu)：安排了豐富的、用119§2SDH的復(fù)用2.3段開銷字節(jié)：A1A1A1A2A2A2J0××J1B1E1F1××B3D1D2D3C2AUPTRG1B2B2B2K1K2F2D4D5D6H4D7D8D9F3D10D11D12K3S1Z1Z1Z2Z2M1E2××N1?§2SDH的復(fù)用2.3段開銷字節(jié)：A1A1A1A2A2A2120§2SDH的復(fù)用幀定位字節(jié)A1的二進(jìn)制碼為11110110，A2的二進(jìn)制碼為00101000，它們用于識(shí)別幀的起始位置。當(dāng)連續(xù)5幀收不到A1、A2時(shí)，接收端進(jìn)入失步狀態(tài)。數(shù)據(jù)通信通路字節(jié)D1～D12用來構(gòu)成SDH管理網(wǎng)的傳送鏈路。公務(wù)字節(jié)E1用于管理人員之間再生段公務(wù)通信，E2用于管理人員之間復(fù)用段公務(wù)通信。比特間插奇偶校驗(yàn)8位碼B1用作再生段誤碼自動(dòng)監(jiān)視，比特間插奇偶校驗(yàn)24位碼B2用于復(fù)用段誤碼監(jiān)視。自動(dòng)保護(hù)倒換通路字節(jié)K1和K2用于自動(dòng)保護(hù)。同步狀態(tài)字節(jié)S1用于表示不同的同步狀態(tài)。?§2SDH的復(fù)用幀定位字節(jié)A1的二進(jìn)制碼為11110110121§3SDH自愈網(wǎng)3．1線路保護(hù)倒換1＋1保護(hù)：并發(fā)優(yōu)收。1：n保護(hù)：n條信道共享一條不傳輸信息的保護(hù)信道。線路保護(hù)倒換方式的不足：整條光纜都被切斷時(shí)，備用光纖也斷；光纜保護(hù)所需成本太高；對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的故障無法提供保護(hù)。

?§3SDH自愈網(wǎng)3．1線路保護(hù)倒換?122§3SDH自愈網(wǎng)3．2環(huán)型網(wǎng)保護(hù)方式通道倒換環(huán)一般采用1+1保護(hù)；復(fù)用段倒換環(huán)一般采用1:1保護(hù)。由于自動(dòng)保護(hù)倒換通路字節(jié)K1和K2只有4個(gè)地址碼，則參與復(fù)用段保護(hù)的網(wǎng)元數(shù)最多只有24＝16個(gè)。單向環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)簡單，不需要相互控制的協(xié)議，倒換時(shí)間短。雙向環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是管理方便，兩個(gè)傳輸方向上的時(shí)延相等，在倒換后故障段不會(huì)有業(yè)務(wù)信號傳輸，便于進(jìn)行修復(fù)。二纖環(huán)和四纖環(huán)。同時(shí)考慮以上三種分類，可以組成八種自愈環(huán)型網(wǎng)，但常用的只是二纖單向通道倒換環(huán)、二纖雙向通道倒換環(huán)、二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)、四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)和二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)等。?§3SDH自愈網(wǎng)3．2環(huán)型網(wǎng)保護(hù)方式?123§3SDH自愈網(wǎng)（1）二纖單向通道倒換環(huán)ACDBCAACCAACPS?§3SDH自愈網(wǎng)（1）二纖單向通道倒換環(huán)ACDBCAACC124§3SDH自愈網(wǎng)（2）二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)BDCA倒換CAACCAACSP?§3SDH自愈網(wǎng)（2）二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)BDCA倒換CA125§3SDH自愈網(wǎng)（3）二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)倒換ACCAACCAS1/P2S2/P1ABCD?§3SDH自愈網(wǎng)（3）二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)倒換ACCAAC126§4SDH網(wǎng)的同步4．1網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的同步方法主從同步方式，形成樹型結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)：組網(wǎng)靈活，控制簡單，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性較好，對從時(shí)鐘的要求不高。缺點(diǎn)：對基準(zhǔn)主時(shí)鐘要求較高，對網(wǎng)絡(luò)故障比較敏感。相互同步方式，節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的要求較低，設(shè)備較便宜；對同步分配鏈路故障也不敏感。但網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較低。混合同步方式

?§4SDH網(wǎng)的同步4．1網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的同步方法?127§4SDH網(wǎng)的同步4.2從時(shí)鐘的工作模式：

正常工作模式：各從時(shí)鐘都與輸入的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號同步?；鶞?zhǔn)時(shí)鐘信號傳輸中的相位噪聲和從時(shí)鐘控制環(huán)噪聲，使各站點(diǎn)時(shí)鐘之間存在著相位差，只需通過偶然的指針調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)同步。保持模式：定時(shí)基準(zhǔn)信號丟失后，從時(shí)鐘可以利用原來存儲(chǔ)的最后頻率信息作為定時(shí)基準(zhǔn)進(jìn)行工作，使從時(shí)鐘在長達(dá)幾天內(nèi)滿足系統(tǒng)的同步要求。但工作于保持模式的時(shí)鐘與基準(zhǔn)時(shí)鐘信號之間存在著頻率差，會(huì)引起連續(xù)的指針調(diào)整。?§4SDH網(wǎng)的同步4.2從時(shí)鐘的工作模式：?128§4SDH網(wǎng)的同步自由運(yùn)行模式：當(dāng)從時(shí)鐘的定時(shí)基準(zhǔn)信號記憶也全部丟失時(shí)，只能依靠自己內(nèi)部的振蕩器工作。更容易引起連續(xù)的指針調(diào)整，進(jìn)入異步工作模式，不能傳輸有效數(shù)據(jù)信號，而只能發(fā)出告警指示信號(AIS)。