1、1第第4 章章 光发射机与光接收机光发射机与光接收机 2本章内容本章内容l 光线路码型光线路码型l 光发送机光发送机l l 光接收机光接收机l l 光中继器光中继器l l 无源光器件无源光器件本章重点本章重点l l 光通信常用线路码型。光通信常用线路码型。l l 光发送机和光接收机的功能、电路组成和性能。光发送机和光接收机的功能、电路组成和性能。第第4 章章 光发射机与光接收机光发射机与光接收机 34.1 光线路编码光线路编码 PCM通信系统中的接口速率和码型，如表所示。通信系统中的接口速率和码型，如表所示。PDH接口码速率与接口码型接口码速率与接口码型基基 群群二二 次次 群群三三 次次 群
2、群四四 次次 群群接口码速率接口码速率(Mbit/s)2.0488.44834.368139.264接口码型接口码型HDB3HDB3HDB3CMI PCM系统中的这些码型并不都适合在数字光纤通信系统中传输。系统中的这些码型并不都适合在数字光纤通信系统中传输。为此，在光端机中必须进行码型变换。为此，在光端机中必须进行码型变换。在在PDH系统中，常用的线路编码有系统中，常用的线路编码有分组码分组码mBnB，1B2B码码（CMI、DMI和双相码等）和和双相码等）和插入码插入码，SDH光纤通信系统中广泛使用的是加扰的光纤通信系统中广泛使用的是加扰的NRZ码。码。线路编码的目的是：线路编码的目的是：误码
3、检测，传输辅助信息误码检测，传输辅助信息44.1 光线路编码光线路编码码码 型型码型变换规则码型变换规则传输速率传输速率误码监测误码监测适用系统适用系统1B2B码码CMI“1”：11,00交替交替“0”：012fi按编码规则检按编码规则检查查PDH双相码双相码“1”：10 “0”：012fi同上同上DMI“1”：11,00交替交替“0”：01（前二个码为（前二个码为01，11时）时）10（前二个码为（前二个码为10，00时）时）2fi同上同上分组码分组码mBnB正负模式交替正负模式交替nfi/m（1）查禁用码）查禁用码字字（2）利用）利用DRS插入码插入码mB1P（1）P码满足奇校验规则码满足
4、奇校验规则（2）P码满足偶校验规则码满足偶校验规则(m+1)fi/m奇偶校验奇偶校验mB1CC=Bm(m+1)fi/m模模2和和=0mB1H混合码混合码加扰加扰NRZ给输入给输入NRZ序列加扰序列加扰fi无无SDH常用的线路编码常用的线路编码5 1分组码分组码 分组码常用分组码常用mBnB表示，每进入表示，每进入mbit，出，出nbit，nm，形成，形成一种一一对应关系。般选取一种一一对应关系。般选取n=m+1。常用的常用的mBnB码有码有1B2B、3B4B、5B6B、8B9B和和17B18B等。等。遵循让遵循让“0”，“1”均衡分布的原则，均衡分布的原则，mBnB码的缺点是传输辅助信号比较困
5、难。码的缺点是传输辅助信号比较困难。4.1 光线路编码光线路编码6 1分组码分组码1B2B码码 （1）CMI码码 CMI码又称传号反转码，它是一种码又称传号反转码，它是一种1B2B码。其变换规则是原码。其变换规则是原码码的的“0”码用码用“01”码码代替，原码的代替，原码的“1”码用码用“00”或或“11”交替交替代替。代替。ITU-T建议建议CMI码作为码作为PDH四次群和四次群和SDH的的STM-1的接口码型。的接口码型。请总结请总结CMI码的优点。码的优点。4.1 光线路编码光线路编码7mB码码100110001101 2插入码插入码 每进入每进入mbit，插入一个码插入一个码组成组成m
6、+1bit输出。输出。（1）mB1C码码mBlC码码1001110100101010优点：能传递丰富的辅助信息及中途方便的上下话路。优点：能传递丰富的辅助信息及中途方便的上下话路。根据插入码的用途不同，可以分为根据插入码的用途不同，可以分为mB1C码、码、mB1H码码和和mB1P码等码等mBC 4.1 光线路编码光线路编码8（2）mB1H码码mBlH码，码，B为信息比特，为信息比特，H码为一个混合码。码为一个混合码。所插入的所插入的H码可以根据不同用途分为三类：码可以根据不同用途分为三类：C码，它是码，它是第第m位码的补码位码的补码，用于在线误码率监测，用于在线误码率监测G码，用于区间通信、帧
7、同步、公务、数据、监测等信息的传输。码，用于区间通信、帧同步、公务、数据、监测等信息的传输。主要优点：由以上插入码来总结主要优点：由以上插入码来总结缺点：频谱特性不如缺点：频谱特性不如mBnB码码4.1 光线路编码光线路编码9C GF1S1S2S3F2S4S5S6F3S7S8S9F4S10S11S12BBBBH（2）mB1H码举例（码举例（4B1H）注释注释：F 帧同步（帧同步（1001）；）；S5 检测码（监控通道）；检测码（监控通道）；S11 公务码；公务码；S2S8 为数据码；为数据码；S1S3S4S6S7S9S10S12 区间通信区间通信以上就是此种码型在以上就是此种码型在34M系统中
8、应用的帧结构，请问系统中应用的帧结构，请问4B1H编码编码后的码速是多少？其帧长为多少？后的码速是多少？其帧长为多少？34*5/4=43Mbps 帧长：帧长：32*5=160H H为为C C与与G G的交替混合码。的交替混合码。G G：F F1 1S S1 1S S2 2S S3 3 F F2 2S S4 4S S5 5S S6 6 F F3 3S S7 7S S8 8S S9 9 F F4 4S S1010S S1111S S12124.1 光线路编码光线路编码10 4扰码扰码 SDH光纤通信系统中广泛使用的是加扰的光纤通信系统中广泛使用的是加扰的NRZ码，码，去除码流中去除码流中长连长连“
9、0”或长连或长连“1”的情况，从而有利于接收端提取时钟信号。的情况，从而有利于接收端提取时钟信号。信号序列扰乱方法有：信号序列扰乱方法有：l l 用一个随机序列与输入信号序列进行逻辑加用一个随机序列与输入信号序列进行逻辑加，这样就能把，这样就能把任何输入信号序列变换为随机序列，但完全随机的序列不能再现。任何输入信号序列变换为随机序列，但完全随机的序列不能再现。l l 用伪随机序列来代替完全随机序列进行扰码与解扰的作用。用伪随机序列来代替完全随机序列进行扰码与解扰的作用。图图4-20所示为一个五级扰码器和解扰器的构成。所示为一个五级扰码器和解扰器的构成。4.1 光线路编码光线路编码11图4-20
10、 扰乱器与的构成移位寄移位寄存器存器请写出请写出Y=?Y=X()D3Y D5Y设寄存器的初始值为设寄存器的初始值为“00000”输入序列为输入序列为10101010100000000000请问请问Y=?，是否去除了长的连，是否去除了长的连“0”XD1YD2YD3YD4YD5YY=X()D3Y D5Y4.1 光线路编码光线路编码12Y=X()D3Y D5Yaa=0，a=0或或1解扰器的结构构成原理解扰器的结构构成原理 D3Y D5Y ()D3Y D5Y ()X=Y()D3Y D5YY=X()D3Y D5Y4.1 光线路编码光线路编码134.2 光发射机光发射机 光发送机与光接收机统称为光端机。光
11、端机位于电端机和光光发送机与光接收机统称为光端机。光端机位于电端机和光纤传输线路之间，如图所示。纤传输线路之间，如图所示。光纤通信系统组成光纤通信系统组成 光纤通信系统主要包括光纤通信系统主要包括光纤（光缆）和光端机光纤（光缆）和光端机。每一部光。每一部光端机又包含光发送机和光接收机两部分，通信距离长时还要加端机又包含光发送机和光接收机两部分，通信距离长时还要加光中继器。光发送机完成光中继器。光发送机完成E/O转换，光接收机完成转换，光接收机完成O/E转换，转换，光纤实现光信号的传输，光中继器延长通信距离。光纤实现光信号的传输，光中继器延长通信距离。14 作用：作用：是把从电端机送来的电信号转
12、变成光信号，并送入光是把从电端机送来的电信号转变成光信号，并送入光纤线路进行传输。纤线路进行传输。性能：性能：（1）有合适的输出光功率（）有合适的输出光功率（dBm）光发送机的输出光功率，是指耦合进光纤的功率，亦称入纤光发送机的输出光功率，是指耦合进光纤的功率，亦称入纤功率。光源应有合适的光功率输出，一般为功率。光源应有合适的光功率输出，一般为0.01mW5mW。（2）有较好的消光比）有较好的消光比 消光比的定义为全消光比的定义为全“1”码平均发送光功率与全码平均发送光功率与全“0”码平均发码平均发送光功率之比。可用下式表示送光功率之比。可用下式表示式中，式中，P11为全为全“1”码时的平均光
13、功率；码时的平均光功率；P00为全为全“0”码时的平均码时的平均光功率。一般要求光功率。一般要求EXT10dB。)dB(lg100011PPEXT 4.2 光发射机光发射机15 （3）调制特性要好）调制特性要好 所谓调制特性好，是指光源的所谓调制特性好，是指光源的PI曲线在使用范围内线性特曲线在使用范围内线性特性好，否则在调制后将产生非线性失真。性好，否则在调制后将产生非线性失真。除此之外，还要求除此之外，还要求电路尽量简单、成本低、稳定性好、光电路尽量简单、成本低、稳定性好、光源寿命长源寿命长等。等。4.2 光发射机光发射机164.2 光发送机的基本组成光发送机的基本组成 数字光发送机的基本
14、组成包括均衡放大、码型变换、复用、数字光发送机的基本组成包括均衡放大、码型变换、复用、扰码、时钟提取、光源、光源的调制电路、光源的控制电路扰码、时钟提取、光源、光源的调制电路、光源的控制电路（ATC和和APC）及光源的监测和保护电路等。如图）及光源的监测和保护电路等。如图4-2。图图4-2 数字光发送机原理方框图数字光发送机原理方框图线路编码线路编码 174.2 光发送机的基本组成光发送机的基本组成 （1）均衡放大：补偿由电缆传输所产生的衰减和畸变。）均衡放大：补偿由电缆传输所产生的衰减和畸变。（2）码型变换：将）码型变换：将HDB3码或码或CMI码变化为码变化为NRZ码。码。（3）复用：用一
15、个大传输信道同时传送多个低速信号的过程。）复用：用一个大传输信道同时传送多个低速信号的过程。（4）扰码：使信号达到）扰码：使信号达到“0”、“1”等概率出现，利于时钟提取。等概率出现，利于时钟提取。（5）时钟提取：提取）时钟提取：提取PCM中的时钟信号，供给其它电路使用。中的时钟信号，供给其它电路使用。（6）调制（驱动）电路：完成电）调制（驱动）电路：完成电/光变换任务。光变换任务。（7）光源：产生作为光载波的光信号。）光源：产生作为光载波的光信号。（8）温度控制和功率控制：）温度控制和功率控制：稳定工作温度和输出的平均光功率。稳定工作温度和输出的平均光功率。（9）其他保护、监测电路：如光源过
16、流保护电路、无光告警电）其他保护、监测电路：如光源过流保护电路、无光告警电路、路、LD偏流（偏流（34倍，寿命完结）告警等。倍，寿命完结）告警等。18反馈稳定LD驱动电路LDbAPDPDLD1PIUUUP19 温度对激光器输出光功率的影响主要通过阈值电流温度对激光器输出光功率的影响主要通过阈值电流Ith和外微和外微分量子效率分量子效率d产生，如下图（产生，如下图（a）和（）和（b）所示。）所示。当温度升高，阈值电流增加，外微分量子效率减小，输出光当温度升高，阈值电流增加，外微分量子效率减小，输出光脉冲幅度下降。脉冲幅度下降。温度引起的光功率输出的变化温度引起的光功率输出的变化20 光源的自动温
17、度控制（光源的自动温度控制（ATC）（1）温度控制装置的组成）温度控制装置的组成 温度控制装置由温度控制装置由致冷器、热敏电阻和控制电路致冷器、热敏电阻和控制电路组成，图组成，图4-13示示出了温度控制装置的方框图。出了温度控制装置的方框图。图4-13 自动温度控制原理方框图21 光源的自动温度控制（光源的自动温度控制（ATC）（2）自动温度控制（）自动温度控制（ATC）原理）原理 ATC电路原理电路原理T()(LD)R()(LD)TTIT环境、热沉致冷器注意：注意：Rt是负温度是负温度系数系数22 注：注：温度控制温度控制只能控制温度变化只能控制温度变化引起的输出光功率的变化，引起的输出光功
18、率的变化，不能控制由于器件老化而产生的输出功率的变化。不能控制由于器件老化而产生的输出功率的变化。对于短波长激光器，一般只需加自动功率控制电路即可。对于短波长激光器，一般只需加自动功率控制电路即可。对于长波长激光器，由于其阀值电流随温度的漂移较大，对于长波长激光器，由于其阀值电流随温度的漂移较大，因此，除自动功率控制外，一般还需加自动温度控制电路，因此，除自动功率控制外，一般还需加自动温度控制电路，以使输出光功率达到稳定。以使输出光功率达到稳定。23光发送机小结光发送机小结光发送机的三部分可概括为？光发送机的三部分可概括为？均放均放码变换码变换E/OE/O概括为两部分如何？概括为两部分如何？均
19、放均放码变换码变换电信号处理电信号处理E/O244.3 数字光接收机数字光接收机 光接收机作用：光接收机作用：将光纤传输后的幅度被衰减、波形产生畸变的、微弱将光纤传输后的幅度被衰减、波形产生畸变的、微弱的光信号变换为电信号；的光信号变换为电信号；并对电信号进行放大、整形、再生后，形成与发送并对电信号进行放大、整形、再生后，形成与发送端相同的电信号，输入到电接收端机；端相同的电信号，输入到电接收端机；并且用自动增益控制电路（并且用自动增益控制电路（AGC）保证稳定的输出。）保证稳定的输出。光接收机中的关键器件是光接收机中的关键器件是半导体光检测器半导体光检测器，它和接收机中，它和接收机中的的前置
20、放大器前置放大器合称光接收机合称光接收机前端前端。前端性能前端性能是决定光接收机是决定光接收机性能的主要因素。性能的主要因素。25 强度调制强度调制直接检波（直接检波（IM-DD）的光接收机方框图如图所示的光接收机方框图如图所示数字光接收机方框图数字光接收机方框图 主要包括主要包括光电检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、时钟光电检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、时钟恢复电路、取样判决器以及自动增益控制（恢复电路、取样判决器以及自动增益控制（AGC）电路）电路等。等。4.3.1 数字光接收机的基本组成数字光接收机的基本组成26 1放大器放大器 光接收机的放大器包括光接收机的放大器包括前置放
21、大器和主放大器前置放大器和主放大器两部分。两部分。因为光接收机的噪声主要取决于因为光接收机的噪声主要取决于前端的噪声前端的噪声性能，所以性能，所以对前置放大器要求是对前置放大器要求是较低的噪声、较宽的带宽和较高的增益。较低的噪声、较宽的带宽和较高的增益。主放大器一般是主放大器一般是多级放大器多级放大器，它的功能主要是提供，它的功能主要是提供足够足够高的增益高的增益，把来自前置放大器的输出信号放大到判决电路所，把来自前置放大器的输出信号放大到判决电路所需的信号电平。使输出电信号应保持恒定输出。需的信号电平。使输出电信号应保持恒定输出。主放大器和主放大器和AGC决定着光接收机的动态范围。决定着光接
22、收机的动态范围。4.3.1 数字光接收机的基本组成数字光接收机的基本组成27 2均衡器均衡器 均衡器的作用是对已畸变均衡器的作用是对已畸变(失真失真)和有码间干扰的电信号进行均和有码间干扰的电信号进行均衡补偿，减小误码率。衡补偿，减小误码率。3再生电路再生电路 再生电路的任务是把放大器输出的升余弦波形恢复成数字信再生电路的任务是把放大器输出的升余弦波形恢复成数字信号，由判决器和时钟恢复电路组成。号，由判决器和时钟恢复电路组成。4自动增益控制（自动增益控制（AGC）AGC就是用反馈环路来控制主放大器的增益。作用是增就是用反馈环路来控制主放大器的增益。作用是增加了光接收机的动态范围，使光接收机的输
23、出保持恒定。加了光接收机的动态范围，使光接收机的输出保持恒定。4.3.1 数字光接收机的基本组成数字光接收机的基本组成284.3.3 光接收机的主要指标光接收机的主要指标 数字光接收机主要指标有数字光接收机主要指标有光接收机的灵敏度和动态范围。光接收机的灵敏度和动态范围。（1）光接收机的灵敏度）光接收机的灵敏度 光接收机的灵敏度是指在系统满足给定误码率指标的条件下，光接收机的灵敏度是指在系统满足给定误码率指标的条件下，光接收机所需的最小平均接收光功率光接收机所需的最小平均接收光功率Pmin（mW）。工程中常用）。工程中常用毫瓦分贝（毫瓦分贝（dBm）来表示，即）来表示，即)dBm(mW1lg1
24、0minRPP)dB(lg1010lg1010lg10minmax3min3maxPPPPD （2）光接收机的动态范围）光接收机的动态范围 光接收机的动态范围是指在保证系统误码率指标的条件下，光接收机的动态范围是指在保证系统误码率指标的条件下，接收机的最低输入光功率（接收机的最低输入光功率（dBm）和最大允许输入光功率）和最大允许输入光功率（dBm）之差（）之差（dB）。即）。即29 （3）自动增益控制（）自动增益控制（AGC）AGC就是利用反馈环路来控制主放大器的增益。就是利用反馈环路来控制主放大器的增益。AGC的作用是的作用是增加了光接收机的动态范围。增加了光接收机的动态范围。自动增益控制
25、（自动增益控制（AGC）电路原理框图如图所示。）电路原理框图如图所示。自动增益控制电路原理框图自动增益控制电路原理框图4.3.3 光接收机的主要指标光接收机的主要指标304.4 光中继器光中继器 光信号在传输过程会出现两个问题：光信号在传输过程会出现两个问题：损耗损耗使光信号的使光信号的幅度衰减幅度衰减，限制了光信号的传输距离；，限制了光信号的传输距离；色散色散特性会造成特性会造成码间干扰码间干扰，使误码率增加。，使误码率增加。以上两点限制了光信号的传输距离与光纤的传输容量。以上两点限制了光信号的传输距离与光纤的传输容量。为增加光纤的通信距离和通信容量，必须设置光中继器以补为增加光纤的通信距离
26、和通信容量，必须设置光中继器以补偿偿衰减衰减并进行并进行整形整形。光中继器主要有两种：一种是传统的光中继器（即光中继器主要有两种：一种是传统的光中继器（即光电中继光电中继器器），另一种是），另一种是全光中继器。全光中继器。314.4.1 光电中继器光电中继器 1光电中继器的构成光电中继器的构成 传统的光中继器采用光传统的光中继器采用光电电光（光（O-E-O）转换形式的中继）转换形式的中继器。如图所示。器。如图所示。典型的数字光中继器原理方框图典型的数字光中继器原理方框图 2光电中继器的结构形式光电中继器的结构形式 有的设在机房中，有的是箱式或罐式，有的是直埋在地下或有的设在机房中，有的是箱式或
27、罐式，有的是直埋在地下或架空光缆在电杆上。架空光缆在电杆上。324.4.2 全光中继器全光中继器 目前全光放大器主要是目前全光放大器主要是掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器。掺铒光纤放大器是一。掺铒光纤放大器是一个直接对光波实现放大的有源器件，其工作原理如图个直接对光波实现放大的有源器件，其工作原理如图4-19所示。所示。图图4-19 掺铒光纤放大器用作光中继器的原理框图掺铒光纤放大器用作光中继器的原理框图 用掺铒光纤放大器作中继器的优点：用掺铒光纤放大器作中继器的优点：设备简单，没有光设备简单，没有光电电光的转换过程；光的转换过程；工作频带宽。工作频带宽。缺点是，光放大器作中继器时，缺点是，光放大
28、器作中继器时，对波形的整形不起作用对波形的整形不起作用。33344.5 光端机介绍光端机介绍n光猫（光光猫（光MODEM）：）：有有E1光猫，以太网光猫，光猫，以太网光猫，V35光端光端机，实现机，实现E/O和协议转换。和协议转换。n光电转换器（光纤收发器）：光电转换器（光纤收发器）：传输信号多为传输信号多为100M以太网以太网或或1000M以太网信号以太网信号n光端机，光端机，就是将多个就是将多个E1信号变成光信号并传输的设备。信号变成光信号并传输的设备。n一般最小的光端机可以传输一般最小的光端机可以传输4个个E1信号，目前最大的光端信号，目前最大的光端机可以传输机可以传输4032个个E1信
29、号。信号。n光端机分光端机分PDH光端机和光端机和SDH光端机，光端机，PDH光端机一般是指光端机一般是指34M（16E1）以下的光端机，而）以下的光端机，而SDH光端机一般是指光端机一般是指155M（STM-1）以上的光端机。）以上的光端机。354.5 光端机介绍光端机介绍n格林威格林威8M光端机光端机OTS-A1201、参数理解、参数理解n光发送功率优于光发送功率优于-14dBm什么意思？什么意思？n功率大于功率大于0.01mWn接收灵敏度优于接收灵敏度优于-30dBm什么意思？什么意思？n灵敏度小于灵敏度小于1W364.5 光端机介绍光端机介绍n格林威格林威8M光端机光端机OTS-A12
30、02、其他、其他n供电：供电：DC-48V/AC220V？直流直流-48V或交流或交流220V供电供电 注意：保险丝不是越粗越好注意：保险丝不是越粗越好n告警指示告警指示n收无光告警、失步告警、误码告警（收无光告警、失步告警、误码告警（10-3、10-6）支路信）支路信号丢失、线路状态指示、总告警号丢失、线路状态指示、总告警n本本/对端告警选择开关，对端告警选择开关，E1支路告警屏蔽开关，告警音屏支路告警屏蔽开关，告警音屏蔽开关。蔽开关。1.电源开关电源开关37nPDH（准同步数字系列（准同步数字系列）弱点：弱点：1、北美、欧洲和日本三种数字体系彼此互不兼容、北美、欧洲和日本三种数字体系彼此互
31、不兼容，造成国际互通的困难，造成国际互通的困难。565Mbit/s139Mbit/s34Mbit/s8Mbit/s2Mbit/s1.6Gbit/s400Mbit/s100Mbit/s6.3Mbit/s1.5Mbit/s274Mbit/s45Mbit/s6.3Mbit/s 4 4 4 4 4 4 4 4 6 7 3欧洲系列日本系列北美系列 532Mbit/sSDH的产生的产生2 2、没有世界性的标准光接口规范、没有世界性的标准光接口规范。38nPDH弱点：弱点：3 3、上下业务复杂，费用高。上下业务复杂，费用高。例如从例如从140Mbit/s140Mbit/s的信号中分的信号中分/插出插出2Mb
32、it/s2Mbit/s低速信号要经过如图所示的过程。低速信号要经过如图所示的过程。4 4、开销比特的数量很少，开销比特的数量很少，不能提供足够的操作、维护和管理（不能提供足够的操作、维护和管理（OAM）功能。功能。5 5、由于建立在点对点的传输基础上的复用结构复杂、由于建立在点对点的传输基础上的复用结构复杂，没有统一的网管，没有统一的网管接口接口。SDH的产生的产生39 1984年美国贝尔提出一种新的传输体制光同步传送网光同步传送网（SYNTRAN）。1985年ANSI通过此标准，形成了国家的正式标准，并更名为同步光网络同步光网络（SONET）。1986年这一体系成为美国数字体系的新标准。同时
33、，引起了ITU-T的关注。1988年ITU-T接受了SONET的概念，并进行了适当的修改，重新命名为同步数字体系（同步数字体系（SDH），），使之成为不仅适于光纤，也适于微波和卫星传输。表6-2是SONET和SDH的速率对照。1989年，ITU-T在其蓝皮书上发表了G.707、G.708和G.709三个标准，从而揭开了现代信息传输崭新的一页。SDH的产生的产生40SDHSDH的主要特点的主要特点优点：优点：1.1.第一次真正实现了第一次真正实现了数字传输体制上的世界性标准，具有统一的电接口与光数字传输体制上的世界性标准，具有统一的电接口与光接口。接口。2.2.采用采用同步复用方式和灵活的复用映
34、射结构同步复用方式和灵活的复用映射结构。3.3.能与现有的能与现有的PDHPDH网实现完全兼容网实现完全兼容。4.4.具有具有丰富的开销比特，便于维护。丰富的开销比特，便于维护。SDH的产生的产生41SDHSDH的主要特点的主要特点n不足之处。不足之处。1 1.频带利用率低。频带利用率低。以以2.0482.048Mbit/sbit/s为例，为例，PDH的的139.264Mbit/s系统可容纳系统可容纳6464个个2.048Mbit/s，SDH的的155.520Mbit/s系统只能容纳系统只能容纳6363个个2.048Mbit/s。可以说，可以说，SDHSDH的高可靠性和灵活性，是以牺牲频带利用
35、率为代价的。的高可靠性和灵活性，是以牺牲频带利用率为代价的。2.2.指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动。指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动。3.3.软件的大量应用，使系统易受误操作、软件故障或计算机病毒的危害。软件的大量应用，使系统易受误操作、软件故障或计算机病毒的危害。SDH的产生的产生421、等级与速率等级与速率等等级级STM-1STM-4STM-16STM-64速率（速率（Mb/s）155.520622.0802488.3209953.2806325210084032含含2M数量数量SDH基本概念基本概念STM-N：称之为：称之为同步传送模块同步传送模块，其中，其中N为正整数。为
36、正整数。高等级高等级STM-N通过低等级通过低等级STM-1字节间插复用的方式得字节间插复用的方式得来，因此来，因此速率严格提升速率严格提升N倍。倍。43n2 2、基本网络单元：、基本网络单元：SDHSDH的基本网络单元有的基本网络单元有终端复用设备终端复用设备（TMTM）、分）、分/插复用设备（插复用设备（ADMADM）、再生中继设备（）、再生中继设备（REGREG）和同）和同步数字交叉连接设备（步数字交叉连接设备（SDXCSDXC）等等。等等。n3 3、再生段、复用段和通道、再生段、复用段和通道定义定义SDH基本概念基本概念44SOH：段开销段开销AUPTR：管理单元指针管理单元指针POH
37、：通道开销：通道开销9270N字节13459RSOHSTM-N 净负荷净负荷 (含含POH)传输方向9N261N270N列MSOHAU PTRT=125s4 4、帧结构与段开销、帧结构与段开销SDH基本概念基本概念帧频是多少？帧频是多少？STM-1速率是多少？速率是多少？STM-N帧结构帧结构45SOH：段开销是指STM帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须的附加字节，主要是供网络运行、管理和维护使用的字节。SOH可进一步划分为再生段开销RSOH和复用段开销MSOH。AU PTR：管理单元指针是一种指示符，主要用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置，以便在接收端正确的分
38、解。Payload：信息净负荷就是帧结构中用户所需要的真正的信息。其中还包括少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销字节（POH）。4 4、帧结构与段开销、帧结构与段开销464 4、我国规范的、我国规范的SDH复用与映射结构复用与映射结构C-n 容器、容器、VC-n 虚容器虚容器TU-n 支路单元、支路单元、TUG-n支路单元组支路单元组AU-n 管理单元、管理单元、AUG-n 管理单元组管理单元组STM-N 同步传送模块同步传送模块VCn=Cn+VCn POHTU-n=VC-n+TU-n PTRAU-n=VC-n+AU-n PTR（34M/45M）定位校准AUGTUG-2VC-3C-3TU
39、-12VC-12C-12（140M）（2M）指针处理映射复用N733TUG3STM-NAU-4VC-4TU-311C-4基群基群3次群次群4次群次群47复用复用n容器就像一个坛子，使用来装相应的容器就像一个坛子，使用来装相应的PDH信号的，信号的，其其帧频都为帧频都为8000帧帧/sC-3 (34/45Mb/s)84列C-12 (2Mb/s)4列9行9行C-4 (139Mb/s)260列9行容器容器48一、一、4次群信号复用到次群信号复用到STM-1的过程的过程n 装入（速率调整）装入（速率调整）n装完后的速率为：装完后的速率为：9x260 x8x8000=149.760Mbpsn而原来的而原
40、来的139.264Mbit/s如何变成如何变成149.760Mbps？n原来的原来的PDH3次群信号的速率范围是（次群信号的速率范围是（139.264Mbit/s 139.266Mbit/s Mbit/s）C-4 (139Mb/s)260列9行1、映射：、映射：定位校准AUG指针处理映射复用1STM-1AU-4VC-41C-449一、一、4次群信号复用到次群信号复用到STM-1的过程的过程1、映射：、映射：260+1=261260+1=261列列9 9行行 加通道高阶通道开销加通道高阶通道开销POHVC-4=C-4+POHVC-4J1B3C2G1F2H4F3K3N1定位校准AUG指针处理映射复
41、用1STM-1AU-4VC-41C-450一、一、4次群信号复用到次群信号复用到STM-1的过程的过程2、定位（加指针）、定位（加指针）定位校准AUG指针处理映射复用1STM-1AU-4VC-41C-4AU-PTRVC-49行261列1行9列13459SOHSTM-N 净负荷 (含POH)9N261N270N列SOHAU PTR51一、一、4次群信号复用到次群信号复用到STM-1的过程的过程3、复用（、复用（AU-n 按字节间插复用的方式复用成按字节间插复用的方式复用成AUG）定位校准AUG指针处理映射复用1STM-1AU-4VC-41C-44、加入段开销形成、加入段开销形成STM-11345
42、9SOHVC-49N261N270N列SOHAU PTRAU-PTRVC-49行261列1行9列52二、二、3次群信号复用到次群信号复用到STM-1的过程的过程1、映射：、映射：AUGVC-3C-313TUG3STM-1AU-4VC-4TU-311C-3 (34.368Mb/s)84列9行映射后的速率为：映射后的速率为：9x84x8x8000=48.384Mbps 装入装入53二、二、3次群信号复用到次群信号复用到STM-1的过程的过程1、映射：、映射：加通道高阶通道开销加通道高阶通道开销POHVC-3=C-3+POHAUGVC-3C-313TUG3STM-1AU-4VC-4TU-311VC-
43、3J1B3C2G1F2H4F3K3N185列9行行542、定位（加指针）、定位（加指针）TU-3=VC-3+TU-3 PTR二、二、3次群信号复用到次群信号复用到STM-1的过程的过程AUGVC-3C-313TUG3STM-1AU-4VC-4TU-311VC-3H1H2H3填填充充比比特特85+1=86列9行行553、复用、复用 TUG3=TU-3 x 1 VC-4=TUG3x3，按字节间插复用的方式，按字节间插复用的方式二、二、3次群信号复用到次群信号复用到STM-1的过程的过程AUGVC-3C-313TUG3STM-1AU-4VC-4TU-311注：R：固定填充字节VC-4POHR1R2由
44、由TUG3字节间插复用成字节间插复用成VC-4111TUG-aTUGbTUGc86 86 86128612861286参照前面自己完成56复用过程总结复用过程总结n映射映射n装入（速率调整）n映射：VC-n=C-n+POHn定位校准定位校准nTU-n=VC-n+TU-n PTRnAU-n=VC-n+AU-n PTRn复用复用nTUG=TU-n X nnAUG=VC-n X nn形成形成STM-1:STM-1=AUG+SOH 574 4、我国规范的、我国规范的SDH复用与映射结构复用与映射结构C-n 容器、容器、VC-n 虚容器虚容器TU-n 支路单元、支路单元、TUG-n支路单元组支路单元组A
45、U-n 管理单元、管理单元、AUG-n 管理单元组管理单元组STM-N 同步传送模块同步传送模块VCn=Cn+VCn POHTU-n=VC-n+TU-n PTRAU-n=VC-n+AU-n PTR（34M/45M）定位校准AUGTUG-2VC-3C-3TU-12VC-12C-12（140M）（2M）指针处理映射复用N733TUG3STM-NAU-4VC-4TU-311C-4基群基群3次群次群4次群次群58三、基群信号复用到三、基群信号复用到STM-1的过程的过程1、映射：、映射：装入，将装入，将2.048装入到装入到4个个C-12组成的复帧中组成的复帧中映射后的速率为：（映射后的速率为：（9x
46、4-2）x4x8x2000=2.176MbpsAUGTUG-2TU-12VC-12C-121733TUG3STM-1AU-4VC-414列9行C-12 (a)4列4列4列C-12 (b)C-12 (c)C-12 (d)子帧帧频为子帧帧频为8000帧帧/s，所以复帧的帧频为，所以复帧的帧频为2000/s。C-12的复帧结构的复帧结构59YWWGWWGWWMNWWWWWWWWWWWWWWWWWW第一个C-12基帧结构 94-2=32W+2YWW第二个C-12基帧结构 94-2=32W+1Y+1GWW第三个C-12基帧结构 94-2=32W+1Y+1GWW第四个C-12基帧结构 94-2=31W+1
47、Y+1M+1NWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWYWWYWWYWWY三、基群信号复用到三、基群信号复用到STM-1的过程的过程C-12的复帧结构与字节安排的复帧结构与字节安排60三、基群信号复用到三、基群信号复用到STM-1的过程的过程1、映射：、映射：加通道低阶通道开销加通道低阶通道开销POHVC12=C-12+POHAUGTUG-2TU-12VC-12C-121733TUG3STM-1AU-4VC-41POHC-124列9行61三、基群信号复用到三、基群信号复用到STM-1的过程的过程1、定位：、定位：TU-12=VC-12+TU-12
48、PTRAUGTUG-2TU-12VC-12C-121733TUG3STM-1AU-4VC-41POHC-124列9行VV：指针62三、基群信号复用到三、基群信号复用到STM-1的过程的过程1、复用：、复用：TUG-2=TU-12x3,字节间插复用字节间插复用AUGTUG-2TU-12VC-12C-121733TUG3STM-1AU-4VC-41211231312311444TU-12aTU-12bTU-12cTUG-2444TUG-2：9行12列63三、基群信号复用到三、基群信号复用到STM-1的过程的过程AUGTUG-2TU-12VC-12C-121733TUG3STM-1AU-4VC-41
49、1、复用：、复用：TUG-3=TUG-2x7,字节间插复用字节间插复用TUG-32+12x7=86列列TUG-2x7NIPC2R9行行NIPNIPRRRRRRRRRRRRRRNIP：无效指示，用来与由TU-3复用来的TUG-3相区别R：填充字节64三、基群信号复用到三、基群信号复用到STM-1的过程的过程AUGTUG-2TU-12VC-12C-121733TUG3STM-1AU-4VC-411、复用：、复用：VC-4=TUG-3x3,字节间插复用字节间插复用VC-43+86x3=261列列TUG-3x39行行VC4POHR1R2VC4POH：高阶通道开销R1、R2：填充字节65四、由四、由ST
50、M-1到到STM-4的复用的复用原则：字节间插复用原则：字节间插复用但开销比特有特殊：但开销比特有特殊：A1、A2、B2和指针按字节间插复用，和指针按字节间插复用，其他字节终结处理其他字节终结处理A1A1A1A2 A2 A2 J0 X*XX*XX 为国内使用保留字节;B1E1F1D1D2D3K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E2RSOHMSOH9列9行为与传输媒质有关的特征字节(暂用);B2 B2 B2管理单元指针*为不扰码字节;所有未标记字节待将来国际标准确定(与媒质有关的应用，附加国内使用和其他用途).XXA1、A2帧同步；B2复用段误码检测66注：X 为国内使用保
