北邮现代通信技术第8、9章课件.ppt

1、第第8 8章章 传送网技术基础传送网技术基础第第9 9章章 光纤通信技术光纤通信技术第第1111章章 综合业务接入技术综合业务接入技术第第1212章章 12.4 12.4 自动交换光网络自动交换光网络技术技术北京邮电大学北京邮电大学 电信工程学院电信工程学院李蔚李蔚第第8 8章章 传送网技术基础传送网技术基础主要内容主要内容传送网基本概念传送网基本概念传送网基本功能传送网基本功能传送网基本组成传送网基本组成重点内容重点内容同步数字体系同步数字体系( (SDH)SDH)技术技术8.18.1传送网概述传送网概述8.1.1 8.1.1 传送与传输传送与传输电信网的功能可以归纳为两大类：电信网的功能可

2、以归纳为两大类： 传送传送( (Transport)Transport)功能功能 实现任何电信信息从一点到另一点实现任何电信信息从一点到另一点( (或另一些或另一些点点) )的传递的传递 控制控制( (Control)Control)功能功能 实现辅助业务和操作维护功能实现辅助业务和操作维护功能 传送：侧重于从信息传递的功能过程描述传送：侧重于从信息传递的功能过程描述 传输：侧重于从信息信号通过具体物理媒质传输：侧重于从信息信号通过具体物理媒质传递的物理过程来描述传递的物理过程来描述 传送网：将网络的传送功能的集合看作一传送网：将网络的传送功能的集合看作一个逻辑的网络个逻辑的网络 传输网：实际

3、设备组成的网络传输网：实际设备组成的网络8.1.2 8.1.2 传送网分层结构传送网分层结构电路层电路层通道层通道层段层段层物理层物理层传输媒质层传输媒质层传送层传送层 传送网分层的优点传送网分层的优点 各层单独设计修改各层单独设计修改 各层功能相对独立各层功能相对独立 层与层关系层与层关系 客户客户- -服务者服务者 各各层现有技术层现有技术 电路层电路层: : 64kb/s, 2Mb/s64kb/s, 2Mb/s 通道层通道层: : PDH, SDH, ATM,(PDH, SDH, ATM,(波长波长) ) 传输媒质层传输媒质层: : 电缆电缆, ,光纤光纤, ,微波微波, ,卫星卫星,

4、,铜线等铜线等8.2 8.2 同步数字传送网技术同步数字传送网技术8.2.1 8.2.1 SDH(Synchronous Digital Hierarchy)传送网产生背景传送网产生背景1.1.PDHPDH的特点与存在的主要问题的特点与存在的主要问题 面向话音业务面向话音业务 适合点对点传输适合点对点传输 存在多种地区性标准存在多种地区性标准 异步复用，逐级复接异步复用，逐级复接 不具备统一的光接口不具备统一的光接口 开销缺乏，网管有限开销缺乏，网管有限PDHPDH复接等级复接等级E1E2E3E4E5T1T2T3T42.SDH2.SDH的产生的产生 SDHSDH的研究工作始于的研究工作始于19

5、861986年，其目的是建立光纤年，其目的是建立光纤通信的用标准，通过一组网络单元提供一个经济、简通信的用标准，通过一组网络单元提供一个经济、简单、灵活的网络应用。单、灵活的网络应用。 美国贝尔通信研究所最先提出了光同步传输网概美国贝尔通信研究所最先提出了光同步传输网概念，并称之为同步光网络（念，并称之为同步光网络（SONETSONET）。）。 1988 1988年，美国国家标准协会（年，美国国家标准协会（ANSIANSI）通过了两个）通过了两个最早的最早的SONETSONET标准。标准。 国际电话电报咨询委员会（国际电话电报咨询委员会（CCITTCCITT）于）于19881988年年接受了接

6、受了SONETSONET的概念，重新命名为同步数字系列的概念，重新命名为同步数字系列( (SDHSDH），建立了世界性的统一标准。），建立了世界性的统一标准。3. 3. SDHSDH的概念和特点的概念和特点概念概念SDHSDH是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化的数字信号技术体制。叉连接的标准化的数字信号技术体制。统一网络节点接口统一网络节点接口 标准信息结构等级标准信息结构等级块状帧和开销功能块状帧和开销功能 同步复用映射结构同步复用映射结构适用多种传输媒质适用多种传输媒质SDHSDH传送网是由一些基本网络单元传送网是由一些基本网络单

7、元(NE)(NE)组成的，在组成的，在传输媒质上传输媒质上( (如光纤、微波等如光纤、微波等) )进行同步信息传输、进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络复用、分插和交叉连接的传送网络。网络节点接口（NNI）SMSMTRTRSMTRSMSMTRTRSMTRlineradioDXCEAlineradioNNINNINNINNITRTR：支路信号：支路信号 lineline：线路系统：线路系统 DXCDXC：数字交叉连接设备：数字交叉连接设备SMSM：同步复用器：同步复用器 radioradio：无线系统：无线系统 EAEA：外部接入设备：外部接入设备SDHSDH接口的速率等级接口的速率

8、等级STM-N, N=1, 4, 16, 64STM: Synchronous Transport Module 同步传送模块同步传送模块系列等级系列等级 标称速率标称速率 速率速率等效话路数等效话路数 STM-1 155 Mb/s 155.520 Mb/s 1920 STM-4 622 Mb/s 622.080 Mb/s 7696 STM-16 2.5 Gb/s 2488.320 Mb/s 30720 STM-64 10 Gb/s 9953.280 Mb/s 122880特点特点同步复用：同步复用： 直接分插，一步到位直接分插，一步到位标准光接口：保障横向兼容标准光接口：保障横向兼容世界性标

9、准：统一两大数字体系世界性标准：统一两大数字体系, ,前向兼容前向兼容容纳新业务容纳新业务: : 后向兼容后向兼容开销丰富：开销丰富： 强大的网管能力强大的网管能力定时透明：定时透明： 指针调整，支持伪同步工作环境指针调整，支持伪同步工作环境 净荷透明：净荷透明： 简化网络管理简化网络管理组网与自愈能力强组网与自愈能力强系列标准规范系列标准规范SDHSDH核心特征核心特征同步复用同步复用强大的网络管理能力强大的网络管理能力统一的光接口及复用标准统一的光接口及复用标准4. 4. SDHSDH的不足的不足 开销信息的增加带来频带利用率的降低开销信息的增加带来频带利用率的降低 指针调整技术的引入劣化

10、了抖动性能指针调整技术的引入劣化了抖动性能 软件控制对网络可靠性和生存性提出更高的要求软件控制对网络可靠性和生存性提出更高的要求 网同步复杂网同步复杂 需解决对需解决对IPIP业务量波动大业务量波动大, ,流量不对称的不适应流量不对称的不适应 问题问题8.2.2 8.2.2 SDHSDH的的帧结构与段开销帧结构与段开销STM-1 STM-1 的的帧结构帧结构9261270净负荷净负荷（Payload）(含含POH)RSOHAU PTRMSOH帧重复周期帧重复周期125 s1234567899 270 字节字节STM-N STM-N 的的帧结构帧结构在在帧同步的基础上帧同步的基础上以字节为单位的

11、时以字节为单位的时分复用分复用SDHSDH帧结构的特点帧结构的特点以字节为基础的矩形块状帧结构以字节为基础的矩形块状帧结构纵向纵向9 9行，横向行，横向270270 N N列列由左到右、由上到下顺序排成串行码流依次传输由左到右、由上到下顺序排成串行码流依次传输传输一帧需传输一帧需 125s，每秒每秒 8000 帧帧STM-NSTM-N传输速率传输速率： N 8 9 270 8000 = N 155.520 Mbit/s其中其中 N 取取 1, 4, 16, 64, SDHSDH帧结构的功能区域帧结构的功能区域段开销段开销(SOH)(SOH)净负荷净负荷(Payload)(Payload)管理单

12、元指针管理单元指针( (AU PTR)AU PTR)功能功能帧定位帧定位性能检测性能检测维护信息维护信息管理通路管理通路 业务传输业务传输指示净负荷区域指示净负荷区域内信息首字节在内信息首字节在STM-NSTM-N帧内的准确帧内的准确位置位置位置位置(1(1 9)9) N N列列RSOH 1RSOH 1 3 3行行MSOH 5MSOH 5 9 9行行 l 9行行 (10 270) N列列 第第4 4行行 l l 9 9列列容量容量(STM-1)7272字节字节/ /帧帧4.6084.608MbitMbit/s/s23492349字节字节/ /帧帧150.336150.336MbitMbit/s

13、/sSTM-1(N) STM-1(N) 的开销的开销段开销段开销SOH(Section SOH(Section OverHeadOverHead) ) 再生段开销再生段开销RSOHRSOH 复用段开销复用段开销MSOHMSOH ( (字节的功能与应用字节的功能与应用P189-196)P189-196)通道开销通道开销POH(Path POH(Path OverHeadOverHead) ) 高阶通道开销高阶通道开销HPOHHPOH 低阶通道开销低阶通道开销LPOHLPOH ( (字节的功能与应用字节的功能与应用P200-203)P200-203)STM-1STM-1段开销安排段开销安排A1B1

14、D1A1B2D4D7D10S1A1A2A2A2J0AU-4 PointerE1D2D3F1B2B2K1D5D8K2D6D9D12D11E2M1123456789123456789再生段开销再生段开销（RSOHRSOH）复用段开销复用段开销（MSOHMSOH）STM-NSTM-N段开销字节安排段开销字节安排STM-NSTM-N的的SOHSOH字节可利用字节间插方式构成。安排规则字节可利用字节间插方式构成。安排规则如下如下: :第一个第一个STM-1STM-1的的SOHSOH被完整保留，其余被完整保留，其余N-1N-1个个SOH SOH 中仅保留定帧字节中仅保留定帧字节A1A1、A2A2和和BIP

15、-NBIP-N2424字节字节B2B2，其它字节（其它字节（B1B1，E1E1，E2E2，F1F1，K1K1，K2K2和和D1D1 D12D12）均省去均省去M1M1字节要专门定义位置字节要专门定义位置定帧字节定帧字节: :A1,A2A1,A2再生段踪迹字节再生段踪迹字节: :J0 J0 数据通信通路字节数据通信通路字节: :D1D1 D12D12公务联络字节公务联络字节: :E1,E2 E1,E2 使用者通路字节使用者通路字节: :F1 F1 自动保护倒换字节自动保护倒换字节: :K1,K2(b1K1,K2(b1 b5) b5) 复用段远端缺陷指示字节复用段远端缺陷指示字节: :K2(b6K

16、2(b6 b8) b8) 同步状态字节同步状态字节: :S1(b5S1(b5 b8) b8) 比特间插奇偶校验比特间插奇偶校验8 8位码位码( (BIP-8)BIP-8)字节字节: :B1 B1 比特间插奇偶校验比特间插奇偶校验N N 2424位码位码( (BIP-NBIP-N 2424) )字节字节: :B2 B2 复用段远端差错指示字节复用段远端差错指示字节: :M1M1BIP-8BIP-8原理原理1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 z1z2z3z4z5z6z7z8第第1字节字节第第2字节字节第第N 9 270字节字节 P1 P2. P8B1上上1帧帧8.2.3

17、 8.2.3 同步复用和映射原理同步复用和映射原理SDHSDH通用复用映射结构通用复用映射结构特点：特点：多种信息单元多种信息单元多条复用路线多条复用路线多层复用结构多层复用结构中国采用的复用结构中国采用的复用结构特点：特点：规定以规定以2.0482.048Mb/sMb/s为基础的为基础的PDHPDH系列作为系列作为SDHSDH的有效负荷的有效负荷选用选用AU-4AU-4复用路线复用路线映映 射射定定 位位基本工作原理基本工作原理信号复用进信号复用进STM-NSTM-N帧都要经历映射、定位校准帧都要经历映射、定位校准和复用三个步骤和复用三个步骤. .各种速率等级的数据流进入相应的容器（各种速率

18、等级的数据流进入相应的容器（C C），），完成适配功能（主要是速率调整）完成适配功能（主要是速率调整）进入虚容器（进入虚容器（VCVC），加入通道开销（），加入通道开销（POHPOH）进入管理单元（进入管理单元（AUAU）或支路单元（）或支路单元（TUTU）进行速率调整进行速率调整设置指针（设置指针（AU PTRAU PTR或或TU PTRTU PTR）在在N N个个AUGAUG的基础上，附加段开销的基础上，附加段开销SOHSOH形成形成STM-NSTM-N的帧结构的帧结构基本单元基本单元容器容器 (Container)(Container)容器是一种用来装载各种速率业务信号的信息容器是一种用

19、来装载各种速率业务信号的信息结构，基本功能是完成适配即码速调整结构，基本功能是完成适配即码速调整容器类型包括容器类型包括C-n(n=11,12,2,3,4)C-n(n=11,12,2,3,4)五种，我国五种，我国目前仅涉及目前仅涉及C-12,C-3C-12,C-3及及C-4C-4容器容器每种容器分别对应于一种标称输入速率，即每种容器分别对应于一种标称输入速率，即2.048Mb/s(C-12)2.048Mb/s(C-12)；34.368Mbit/s(C-3)34.368Mbit/s(C-3)；139.264 139.264 MbitMbit/s (C-4)/s (C-4)虚容器虚容器 (Virt

20、ual Container)(Virtual Container)虚容器是用来支持虚容器是用来支持SDHSDH通道层连接的信息结构通道层连接的信息结构VCVC是是SDHSDH通道的信息终端，由安排在重复周期通道的信息终端，由安排在重复周期为为125125 s s或或500500 s s的块状帧结构中的信息净负荷的块状帧结构中的信息净负荷 （容器的输出）和通道开销（容器的输出）和通道开销（POHPOH）组成，即：）组成，即： VC-n = C-n + VC-n POHVC-n = C-n + VC-n POH虚容器可分为低阶虚容器和高阶虚容器，虚容器可分为低阶虚容器和高阶虚容器，VC-11VC-

21、11、VC-12VC-12、VC-2VC-2和和TU-3TU-3前的前的VC-3VC-3为低阶虚容器；为低阶虚容器；C-4C-4和和AU-3AU-3前的前的VC-3VC-3为高阶虚容器为高阶虚容器支路单元支路单元 (Tributary Unit)(Tributary Unit) 支路单元是一种提供低阶通道层和高阶通道层支路单元是一种提供低阶通道层和高阶通道层之间适配功能的信息结构，表示为之间适配功能的信息结构，表示为 TU-n (n=11,12,2,3)TU-n (n=11,12,2,3) TU-n TU-n由一个相应的低阶由一个相应的低阶VC-nVC-n和一个相应的支路和一个相应的支路单元指

22、针（单元指针（TU-n PTRTU-n PTR）组成，即：）组成，即：TU-n = VC-n + TU-n PTRTU-n = VC-n + TU-n PTR TU-n PTR TU-n PTR指示指示VC-n VC-n 净负荷帧起点相对于高阶净负荷帧起点相对于高阶VCVC帧起点间的偏移量。帧起点间的偏移量。支路单元组支路单元组 (Tributary Unit Group)(Tributary Unit Group)支路单元组是由一个或多个在高阶支路单元组是由一个或多个在高阶VCVC净负荷中净负荷中占据固定的、确定位置的支路单元组成。占据固定的、确定位置的支路单元组成。 通过把一些不同大小的通

23、过把一些不同大小的TUTU组合成一个组合成一个 TUGTUG， 可以增加传送网络的灵活性可以增加传送网络的灵活性 VC-4/3 VC-4/3中有中有TUG-3TUG-3和和TUG-2TUG-2两种支路单元组两种支路单元组管理单元管理单元 (Administrative Unit)(Administrative Unit)管理单元是提供高阶通道层和复用段层之间适配管理单元是提供高阶通道层和复用段层之间适配功能的信息结构，可表示为功能的信息结构，可表示为AU-n(n=3,4)AU-n(n=3,4)管理单元由一个相应的高阶管理单元由一个相应的高阶VC-nVC-n和一个相应的管和一个相应的管理单元指针

24、（理单元指针（AU-n PTRAU-n PTR）组成，即：）组成，即： AU-n = VC-n + AU-n PTRAU-n = VC-n + AU-n PTRAU-n PTRAU-n PTR指示指示VC-nVC-n净负荷起点相对于复用段帧净负荷起点相对于复用段帧起点间的偏移，而其自身相对于起点间的偏移，而其自身相对于STM-NSTM-N帧的帧的位置总是固定的。位置总是固定的。管理单元组管理单元组 (Administrative Unit Group)(Administrative Unit Group)管理单元组是由一个或多个在管理单元组是由一个或多个在STM-NSTM-N净负荷中净负荷中占

25、据固定的、确定位置的管理单元组成占据固定的、确定位置的管理单元组成一个一个AUGAUG是由一个是由一个AU-4AU-4或三个或三个AU-3AU-3按字节间插按字节间插组合而成组合而成同步传送模块同步传送模块 (Synchronous Transport Module)(Synchronous Transport Module)同步传送模块代表提供段层连接的信息结构同步传送模块代表提供段层连接的信息结构基本模块基本模块STM-1STM-1的信号速率为的信号速率为155.520Mbit/s 155.520Mbit/s 更高阶的更高阶的STM-NSTM-N模块（模块（N=4,16,64,.N=4,1

26、6,64,.）由）由N N个个 STM-1STM-1信号以同步复用方式构成信号以同步复用方式构成复用步骤复用步骤映射映射定位定位复用复用映射映射映射映射 ( (Mapping) Mapping) ，是一种在是一种在SDHSDH网络边界处网络边界处把支路信号适配装入相应虚容器的过程。把支路信号适配装入相应虚容器的过程。DDDDDDDSDSDDDDSDDDPOH虚容器虚容器映射技术：码速调整映射技术：码速调整实例：将实例：将2.0482.048MbitMbit/s/s信号映射进信号映射进VC-12VC-12STM-NAUGAU-4VC-4C-4TU-12C-12VC-3TUG-3TUG-2C-3T

27、U-3139264kb/s34368kb/s2048kb/s33117N指针处理复用映射定位VC-12步骤：步骤：H-12异步装入异步装入C-12加入加入VC-12 POHH-12H-12异步装入异步装入VC-12VC-12正正/ /零零/ /负码速调整策略负码速调整策略定位定位 定位（定位（ Alignment Alignment ），），是一种当支路单元或管理是一种当支路单元或管理单元适配到支持层的帧结构时，帧偏移信息随之转移单元适配到支持层的帧结构时，帧偏移信息随之转移的过程。利用指针的过程。利用指针( (TU PTRTU PTR或或AU PTR)AU PTR)来表示在来表示在STM-N

28、STM-N帧内浮动的净负荷的准确位置。当出现净荷在一定范帧内浮动的净负荷的准确位置。当出现净荷在一定范围内的频率变化时，只须增加或减小指针数值即可达围内的频率变化时，只须增加或减小指针数值即可达到目的。到目的。指针的概念指针的概念 指针指针( (PTR)PTR)是一种指示符，其值定义为虚容器相对于是一种指示符，其值定义为虚容器相对于支持它的传送实体的帧参考点的帧偏移。支持它的传送实体的帧参考点的帧偏移。 SDHSDH中指针的作用可归结为三条：中指针的作用可归结为三条： 当网络处于同步工作状态时，指针用来进行同步当网络处于同步工作状态时，指针用来进行同步信号间的相位校准；信号间的相位校准； 当网

29、络失去同步时，指针用作频率和相位校准；当网络失去同步时，指针用作频率和相位校准；当网络处于异步工作时，指针用作频率跟踪校准；当网络处于异步工作时，指针用作频率跟踪校准； 指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移。指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移。 指针分为指针分为AU-4AU-4指针、指针、TU-3TU-3指针、指针、TU-12TU-12指针。指针。AU-4AU-4指针定义与编码指针定义与编码 AU-4 AU-4指针定义：指针定义：H1, Y, Y, H2, 1H1, Y, Y, H2, 1* * , , 1 1* * , , H3, H3, H3H3, H3, H3 其中其中 Y=1

30、001SS11Y=1001SS11；1 1* *=11111111=11111111 H1 H1和和 H2H2字节结合使用，可以看作字节结合使用，可以看作1 1个码字，其中码字个码字，其中码字的最后的最后1010个比特个比特( (即第即第7 7至第至第1616比特比特) )携带具体指针值。携带具体指针值。 H1 H1、H2H2共可提供共可提供10241024个指针值个指针值 VC-4 VC-4内共有内共有23492349字节，需用字节，需用783783个指针值来表示，个指针值来表示， 实际实际AU-4AU-4指针值为指针值为0 0 782782内所对应的二进制数内所对应的二进制数 该值表示了指

31、针和该值表示了指针和VC-4VC-4第第1 1个字节间的相对位置个字节间的相对位置 指针值每增指针值每增/ /减减“1”“1”，代表，代表3 3个字节的偏移量个字节的偏移量 指针奇数比特记为指针奇数比特记为 I I 比特，偶数比特记为比特，偶数比特记为 D D 比特比特AU-4AU-4指针偏移值指针偏移值( (P204)P204)AU-4AU-4指针定位功能指针定位功能正调整正调整当当VCVC的帧速率比的帧速率比AUGAUG的帧速率慢时，需提高的帧速率慢时，需提高VCVC帧速率帧速率 操作：在操作：在 VCVC前插入前插入3 3个填充伪信息的空闲字节个填充伪信息的空闲字节( (即即正调整字节正

32、调整字节) )， 从而增加了从而增加了 VCVC帧速率。但由于帧速率。但由于插入了正调整字节，实际插入了正调整字节，实际VCVC在时间上向后推移，在时间上向后推移，因而用来指示其起始位置的指针值要增加因而用来指示其起始位置的指针值要增加1 1。 操作指示：是将指针码字的操作指示：是将指针码字的5 5个增加比特个增加比特( (I I比特比特) )，即第即第7 7、9 9、1111、1313和和1515比特进行反转，并在接收比特进行反转，并在接收机中按机中按5 5比特多数表决准则作出决定。比特多数表决准则作出决定。 正调整字节的位置：正调整字节的位置：AUAU一一4 4帧内最后一个帧内最后一个 H

33、3H3字节后字节后出现出现3 3个正调整字节。个正调整字节。正调整正调整负调整负调整当当VCVC的帧速率比的帧速率比AUGAUG的帧速率快时，需要降低的帧速率快时，需要降低VCVC帧速率帧速率 操作：利用操作：利用AUAU指针区的指针区的3 3个个H3H3字节存放实际字节存放实际VCVC信息信息( (负负 调整字节调整字节) )，相当于降低了，相当于降低了VCVC帧速率。由于帧速率。由于VCVC起始起始几个字节存入几个字节存入AUAU指针区，实际指针区，实际VCVC在时间上向前移动在时间上向前移动了了3 3个字节，因而指示其起始位置的指针值要减个字节，因而指示其起始位置的指针值要减l l。 操

34、作的指示：是将指针码字的操作的指示：是将指针码字的5 5个减少比特个减少比特( (D D比特比特) )，即第即第8 8、1010、1212、1414和和1616比特进行反转，并在接比特进行反转，并在接收机中按收机中按5 5比特多数表决准则作出决定。比特多数表决准则作出决定。 负调整字节的位置：负调整字节的位置：AUAU一一4 4帧内帧内H3H3字节内出现字节内出现3 3个负调整个负调整字节。对于字节。对于AUAU一一3 3而言，则将在单独的而言，则将在单独的H3H3字节处出字节处出现现1 1个负调整字节。个负调整字节。负调整负调整指针调整规则小结指针调整规则小结 在正常运行期间，指针确定了在在

35、正常运行期间，指针确定了在AU-nAU-n帧内帧内VC-nVC-n的的起始位置。起始位置。 指针值的改变靠相关规则操作。指针值的改变靠相关规则操作。 若需正调整，发送带有若需正调整，发送带有I I比特反转的当前指针值，比特反转的当前指针值，且其后的正调整机会用伪信息所填充，且其后的正调整机会用伪信息所填充，指针指针 加加 “ “1”1”。 若需负调整，发送带有若需负调整，发送带有D D比特反转的当前指针值。比特反转的当前指针值。且其后的负调整机会被实际数据所重且其后的负调整机会被实际数据所重写，指写，指针减针减“1”1”。复用复用 复用复用( (Multiplexing)Multiplexin

36、g)，是一种把多个低是一种把多个低阶通道层信号适配进高阶通道层或者把多个高阶通道层信号适配进高阶通道层或者把多个高阶通道层信号适配进复用段层的过程。阶通道层信号适配进复用段层的过程。ABCDABCDAABBCCDD4:1SDHSDH复用技术特点复用技术特点单字节交错间插方式：单字节交错间插方式： 以以“字节字节”为单位为单位 交错间插交错间插 同步处理同步处理例例(P209-210)映射单元基本参数映射单元基本参数(P210-211)8.2.4 8.2.4 SDHSDH网络中的基本网元网络中的基本网元终端复用设备终端复用设备( (TM)TM) 分插复用设备分插复用设备( (ADM)ADM) 数

37、字交叉连接设备数字交叉连接设备( (DXC)DXC)分插复用设备分插复用设备 ADM(Add Drop ADM(Add Drop MultiplexerMultiplexer) )允许两个允许两个STM-NSTM-N信号之间的不同信号之间的不同VCVC实现互连实现互连具有无需分接和终结整体信号即可将各种具有无需分接和终结整体信号即可将各种G.703G.703规定的接口信号（规定的接口信号（PDHPDH）或或STM-NSTM-N信号（信号（SDHSDH）接入接入STM-MSTM-M（MNMN）内作任何支路的能力。内作任何支路的能力。连接能力：支路连接能力：支路群路（上支路）群路（上支路） 群路群

38、路支路（下支路）支路（下支路） 群路群路群路（直通）群路（直通） 支路支路支路支路ADMADM设备的连接能力设备的连接能力P213 P213 图图8.238.23数字交叉连接设备数字交叉连接设备DXC(Digital Cross Connecter)DXC(Digital Cross Connecter) DXCDXC是一种具有一个或多个准同步数字体系是一种具有一个或多个准同步数字体系( (G.702)G.702)或同步数字体系或同步数字体系( (G.707)G.707)信号端口的，可以在任信号端口的，可以在任何端口信号速率（及其子速率）间进行可控连接何端口信号速率（及其子速率）间进行可控连接

39、和再连接的设备。和再连接的设备。 适用于适用于SDHSDH的的DXCDXC（称为称为SDXCSDXC）则能进一步在端口则能进一步在端口间提供可控的间提供可控的VCVC透明连接和再连接。这些端口透明连接和再连接。这些端口信号可以是信号可以是SDHSDH速率，也可以是速率，也可以是PDHPDH速率。速率。DXCDXC原理结构框图原理结构框图8.2.5 8.2.5 SDHSDH自愈网原理自愈网原理 SDHSDH传送网传送网 SDHSDH自愈网自愈网SDH SDH 传送网分层模型传送网分层模型电 路 层 网 络VC-11VC-12VC-2VC-3VC-3VC-4复用段层网络再生段层网络物理层网络低阶通

40、道层高价通道层段层通道层电路层物理媒质层SDH传送层再生段再生段, ,复用段和通道示意图复用段和通道示意图P218 P218 图图8.258.25SDH SDH 自愈网自愈网自愈的概念自愈的概念: : 通信网络发生故障时，无需人为干预，即可在通信网络发生故障时，无需人为干预，即可在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。使用户感觉不到网络已出了故障。 自愈的基本原理是使网络具备发现替代传输路自愈的基本原理是使网络具备发现替代传输路由并重新确立通信的能力。由并重新确立通信的能力。1+1 1+1 保护保护并发优收原则

41、并发优收原则MST:复用段终端复用段终端MSA:复用段适配复用段适配RST:再生段终端再生段终端SPI: SDH物理接口物理接口REG:再生器再生器MSAMSTRSTSPIREGSPIRSTMSTMSPMSPMSAMSTRSTSPIREGSPIRSTMSTA站B站C站保护工作工作保护工作段保护段工作段保护段永久连接选择连接WW1:N1:N 保护保护选发选收原则选发选收原则MSAMSTRSTSPIREGSPIRSTMSTMSPMSPMSAMSTRSTSPIREGSPIRSTMSTA站B站C站保护工作工作保护工作段工作工作MSTRSTSPIREGSPIRSTMST工作工作MSTRSTSPIREGS

42、PIRSTMSTMSAMSAMSAMSAMSAMSAW1W2WnW1W2WnP*P*工作段工作段. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .保护段额外业务工作段工作段工作段保护段额外业务. . . .自愈环分类自愈环分类按结构分类按结构分类 通道保护环通道保护环 复用段保护环复用段保护环 按光纤数量分类按光纤数量分类 二纤环二纤环 四纤环四纤环 按接收和发送信号的传输方向分类按接收和发送信号的传输方向分类 单向环单向环 双向环双向环自愈环类型自愈环类型二纤单向通道保护环二纤单向通道保护环二纤双向通道保护环二纤双向通道保护环二纤单向复用段保护

43、环二纤单向复用段保护环四纤双向复用段共享保护环四纤双向复用段共享保护环二纤双向复用段共享保护环二纤双向复用段共享保护环8.3 8.3 传送网主要性能指标传送网主要性能指标1 1. .误码性能误码性能误码率误码率(BER) 传送的码元被错判的概率。传送的码元被错判的概率。 -表示长期统计平均的结果。表示长期统计平均的结果。块块: :比特的集合比特的集合. .误块误块(EB): :任意比特出现差错的块任意比特出现差错的块. .误误块块秒秒比比(ESR) 误误块块秒秒(ES) ：出现出现误误块的秒块的秒。 误误块块秒秒比比：误：误块块秒数与总的可用秒数之比。秒数与总的可用秒数之比。背景误块比背景误块

44、比(BBER)背景误块背景误块(BBE): 扣除不可用时间和扣除不可用时间和SES期间出期间出现的误块后所剩下的误块现的误块后所剩下的误块.背景误块比背景误块比: 在可用时间内出现的在可用时间内出现的BBE数与扣除数与扣除 不可用时间和不可用时间和SES期间所有块数后期间所有块数后 的总块数之比的总块数之比.严重误严重误块块秒秒比比(SESR) 严重误严重误块块秒秒(SES) ： 含有不少于含有不少于30%的误块或的误块或至少一种缺陷的秒。至少一种缺陷的秒。 严重误严重误块块秒秒比比：严重误：严重误块块秒秒数数与总的可用秒数与总的可用秒数之比。之比。2.2.抖动性能抖动性能抖动：数字信号抖动：

45、数字信号(包括时钟信号包括时钟信号) 的各有效的各有效 瞬间对于标准时间位置的偏差。瞬间对于标准时间位置的偏差。信号信号时钟时钟抖动相当于寄生调相，会导致灵敏度降低。抖动相当于寄生调相，会导致灵敏度降低。 抖动抖动 J 的单位：的单位：UI (单位时隙单位时隙) 对于对于NRZ码，码，1UI=1Tb=1/fb 输入抖动输入抖动容限：容限：系统系统允许允许的的输入信号输入信号的的最大抖动范围最大抖动范围。 输出抖动：输出抖动： 系统无输入抖动时，系统输出信号的抖动特性。系统无输入抖动时，系统输出信号的抖动特性。 抖动转移：抖动转移： 输出抖动与输入抖动之比输出抖动与输入抖动之比(抖动增益抖动增益

46、) 。 3. 3. 可靠性与可用性可靠性与可用性 平均故障间隔时间平均故障间隔时间( (MTBF)MTBF) 平均故障修复时间平均故障修复时间( (MTTR)MTTR) 可靠性可靠性( (R)R) 可用性可用性( (A)A)作业作业: :P229 P229 习题习题3.3.第第9 9章章 光纤通信技术光纤通信技术9.1 9.1 概述概述扩大通信容量的方法扩大通信容量的方法: : 提高载波频率。提高载波频率。光波也是一种电磁波，可以作为载波。光波也是一种电磁波，可以作为载波。光纤通信系统的组成光纤通信系统的组成信号源信号源电端机光发送机光缆中继光缆光接收机电端机课程内容课程内容(1)(1)光纤光

47、纤(2)(2)光发送机光发送机(3)(3)光接收机光接收机(4)(4)系统系统(5)(5)新技术介绍新技术介绍(6)(6)光传送网技术光传送网技术(7)(7)ASONASON光纤通信光纤通信的特点的特点1 1. .容量大容量大2 2. .中继距离长中继距离长3 3. .不怕电磁干扰不怕电磁干扰4 4. .保密性好，无串话干扰保密性好，无串话干扰5 5. .尺寸小，重量轻尺寸小，重量轻6 6. .原料丰富原料丰富 ( (节约有色金属节约有色金属) )7 7. .经济经济 ! !9.2 9.2 光纤传输原理与特性光纤传输原理与特性光纤的结构光纤的结构纤芯纤芯 - -高透明材料高透明材料包层包层 -

48、 -高透明材料高透明材料涂敷层涂敷层 - -保护层保护层包层折射率略小于纤芯包层折射率略小于纤芯. .材料：材料： 高纯度高纯度 SiO2 搀杂搀杂 纤纤芯：芯： GeO2SiO2, P2O5SiO2 包层：包层： B2O3SiO2(1)(1)阶跃折射率：阶跃折射率： 纤芯折射率分布均匀纤芯折射率分布均匀 渐变折射率：渐变折射率： 纤芯折射率连续变化纤芯折射率连续变化(2)(2)多模：多模： 能传多个模式能传多个模式 单模：单模： 只能传基模只能传基模光纤的分类光纤的分类常用光纤常用光纤 (1)(1)阶跃多模光纤阶跃多模光纤n1n22a2brn芯径芯径(2(2a): 50m, 62.5ma):

49、 50m, 62.5m包层直径包层直径(2(2b): 125 b): 125 m (2)(2)渐变折射率多模光纤渐变折射率多模光纤n1n22a2brn芯径芯径(2(2a): 50m, 62.5ma): 50m, 62.5m包层直径包层直径(2(2b): 125 b): 125 m(3) (3) 单模光纤单模光纤( (普通普通) )2a2brn芯径芯径(2(2a): 10ma): c 光在纤芯与包层间发生全反射光在纤芯与包层间发生全反射. .(2)(2)最大入射角最大入射角 maxsinmax = n1sin(90-c)=(n1-n2) (3)(3)光纤的数值孔径光纤的数值孔径 NA=sinma

50、x=(n1-n2)NA反映光纤的集光能力反映光纤的集光能力. .(4)(4)相对折射率差相对折射率差=(n1-n2)/2n1 n1-n2n1= n1(2)(5)(5)子午线最大时延差子午线最大时延差 d ( (群时延群时延) )d=c/n1sincL-L=cL n1n2n1-n2cn1L其中其中 L 为光纤长度为光纤长度. .d 导致光脉冲展宽导致光脉冲展宽 ( (带宽减小带宽减小).).渐变折射率多模光纤渐变折射率多模光纤 折射律分布：折射律分布：n(r)=n(0)1-2(r/a)gr1mW响应速度响应速度慢慢 100MHz快快 2GHz热特性热特性好好(不需致冷不需致冷)较差较差(需致冷需