光纤通信系统第3版教学课件作者沈建华第七章节光纤数字通信系统课件

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1、光纤通信系统2本章要点通信网络中大量的用户初始信息是模拟量，如语音、文本、图像等。因此需要首先对其进行模/数变换，形成数字信号以后才能在光纤通信系统中进行传输以及在通信网中完成交换和复用等处理。模拟信号数字化最常用的方法就是脉冲编码调制（PCM），在此基础上形成了准同步数字体系（PDH）和同步数字体系（SDH）两个传输体制。数字基带光纤通信系统组成3PCM端机光发送机光中继光接收机PCM端机光纤线路光纤线路电信号光信号光信号电信号输入接口输出接口输入输出PCMPCM包括抽样、量化、编码三个步骤。由于语音信号的最高速率为4kHz，按照奈奎斯特抽样定律，抽样频率为8kHz，即抽样周期为

2、125μs。若采用8位编码，则一路语音信号经过PCM处理后的数字信号速率为64kbit/s。显然，对于具有极大带宽的光纤通信系统而言，仅由语音信号这样的低速率业务占据整个信道带宽是非常不经济的。因此需要引入数字通信中的复用技术，将若干路信号按照一定规则组合成高速率信号后，再占据光纤信道进行传输。4准同步数字体系PDHPDH体制的基础就是PCM，即将若干个语音话路按照TDM的方法组合为一个基群，并在此基础上，进一步地按照TDM方式组合成更高等级的数字信号等级。ITU-T标准G.702中建议PDH的基群速率有两种，即PCM30/32路系统和PCM24路系统。我国和欧洲各国采用的是PCM

3、30/32路系统。5同步数字体系SDHSDH具有全球统一的标准数据结构，其以标准的复用单元为基础的灵活映射方式，可以适应于不同的应用环境。一经提出就得到了广泛的认可，目前仍然是国际上最主要的数字传输体制。进入21世纪后，随着波分复用（WDM）、光交叉连接（OXC）和光分插复用器（OADM）等技术的成熟，又提出了光传送网（OTN），其可以理解为是SDH传输体制在光域中的拓展。67.2准同步数字体系7PDH复用等级我国及欧洲北美日本一次群30路2.048Mbit/s24路1.544Mbit/s24路1.544Mbit/s二次群30×4=120路2.048×4+0.256=8.448Mb

4、it/s24×4=96路1.544×4+0.136=6.312Mbit/s24×4=96路1.544×4+0.136=6.312Mbit/s三次群120×4=480路8.448×4+0.576=34.368Mbit/s96×7=672路6.312×7+0.552=44.736Mbit/s96×5=480路6.312×5+0.504=32.064Mbit/s四次群480×4=1920路34.368×4+1.792=139.264Mbit/s672×2=1344路44.736×2+0.528=90Mbit/s480×3=1440路32.064×3+1.536=97.728Mbit/s8

5、PDH复用原理PDH体系中，一般将4个低等级的信息流（称为支路）通过字节间插复用的方式复用成1个高等级的信息流（称为群路或线路）。PDH进行复用时各等级的速率信号相对其标称速率可能有一定的偏差范围（称为容差），这种具有相同的标称速率，但是又允许有一定偏差的信号也称为准同步信号。在对准同步信号进行复用时，需要采用插入调整比特的方法来解决各个支路同步的问题，即采用异步复用（复接）。9PDH复用技术PDH复用中的基本单位是帧，每一帧中包含了用于承载净荷的信息位和用于运行管理和维护等的非信息位。其中，信息位（I）包含了支路中的所有比特（如支路中各时隙的信息及同步、信令和告警等），附加的非信

6、息位也称控制位，主要包括了同步位F、调整指示位J和调整位Y、Z等。10PDH码速调整11PDH技术特点由于采用了码速调整机制，PDH中存在着固有的相位抖动现象。PDH技术另一个主要缺点是复杂的复用和解复用过程。由于各支路信号在进行复用时需要进行码速调整以及解复用时需要进行码速恢复，因此无法在高等级PDH群路信号中直接对支路信号进入分插处理，这也使得PDH在网络中上下业务非常困难。12137.3同步数字体系80年代中期以来，光纤通信在电信网中获得了大规模的应用。光纤通信的廉价、优良的带宽特性正使之成为电信网的主要传输手段。然而，传统的基于点对点传输的准同步（PDH）系统存在着一些固有

7、的、难以克服的弱点，为了克服这些缺点，同步数字体系SDH应运而生。14SDH的产生背景SDH的产生最直接的背景是由于PDH技术存在的固有缺点，包括：标准化差接口不一致复用和解复用复杂OAM能力弱通道利用率低15SDH的基本概念和特点SDH中将不同的速率等级定义为同步传送模块（STM-N，N=1、4、16、64、256），即按照4倍的规律进行时分复用（TDM）。高等级的STM-N信号是将基本模块STM-1以字节交错间插的方式进行同步复用的结果，其速率是STM-1的N倍，