第05章数字光纤通信系统资料
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《光纤通信系统》
第五章 数字光纤通信系统
赵继军
河北工程大学信息与电气工程学院
zhaojijun@hebeu.edu.cn
2020/5/21
1
本章内容
5.1 两种传输体制 5.2 系统的性能指标 5.3 系统的设计
2020/5/21
2
本节内容
5.1两种传输体制
➢5.1.1 准同步数字系列PDH ➢5.1.2 同步数字系列
2020/5/21
(n<N)
图 5.1 SDH传输网的典型拓扑结构
低速 信号
10
5.1.2 同步数字传输系列SDH---SDH传输网（3/9）
…
E STM-N
1
MUX
E
1
同步复接
STM-N
DMX
同步分接
图5.2 SDH传输网络单元 (a) 终端复用器TM；
终端复用器（TM）
➢ SDH终端的主要功能是复接/分接和提供业务适配 ➢ SDH终端的复接/分接功能主要由TM设备完成。
北美
1.544 4 6.312 7 44.736
24ch
96ch
672ch
6 274.176 4032ch
12 564.992 8064ch
9 432 6048ch
2 1.13Gb / s 16128
4 2.4Gb / s 32256ch
2020/5/21
6
5.1.1 准同步数字系列PDH---光纤通信制式（2/2）
2020/5/21
5
5.1.1 准同步数字系列PDH---光纤通信制式（1/2）
表5.1 世界各国商用光纤通信制式
国家或地区
中国 西欧
基群 /（Mb•S-
1）
2.048 30ch
二次群 /（Mb•S-
1）
4 8.448 120ch
三次群 /（Mb•S-
1）
四次群 /（Mb•S-
1）
4 34.368 4139.264 480ch 1920ch
2020/5/21
3
5.1 两种传输体制
光纤大容量数字传输目前都采用同步时分复用(TDM)技术。 复用 又分为若干等级，先后有两种传输体制：
➢准同步数字系列(PDH) ➢同步数字系列(SDH) 随着光纤通信技术和网络的发展，PDH遇到了许多困难。美国提 出了同步光纤网(SONET)。 1988年，ITU-T(原CCITT) 提出了被称为同步数字系列(SDH)的规 范建议。
五次群 /（Mb•S-
1）
4 564.992 7680ch
六次群 /（Mb•S-1）
2 1.13 15360ch
4 2.4 30720ch
日本
1.544 24ch
4 6.312 5 32.064 3 97.728 4 397.20 4 1.5888
96ch
480ch 1440ch 5760ch 23040ch
➢ 信号复用/解复用需要逐级进行，复接/分接设备结构复杂，上下话路价 格昂贵。
➢ 各种复用系列都有其相应的帧结构，没有足够的OAM开销比特，使网 络设计缺乏灵活性，无法适应不断演变的电信网要求。
➢ 由于建立在点对点传输基础上的复用结构缺乏灵活性，使得数字通道 设备的利用率很低，非最短的通道路由占了业务量的大部分。
复接 1
m:1
n m :1
配置管理
图5.2 (c) SDH传输网络单元数字交叉连接设备DXC
数字交叉设备（DXC）
➢ DXC类似于交换机，它一般有多个输入和多个输出，通过适当配置可 提供不同的端到端连接。
对于以2.048 Mb/s为基础速率的制式，各次群的话路 数按4倍递增，速率的关系略大于4倍。
对于以1.544 Mb/s为基础速率的制式，在3次群以上， 日本和北美各国又不相同， 看起来很杂乱。
PDH各次群比特率相对于其标准值有一个规定的容差， 而且是异源的，通常采用正码速调整方法实现准同步复 用。
2020/5/21
8
5.1.2 同步数字传输系列SDH---SDH传输网（1/9）
SDH不仅适合于点对点传输，而且适合于多点 之间的网络传输。图5.1示出SDH传输网的拓扑 结构。
SDH传输网由SDH终接设备(或称SDH终端复 用器TM)、分插复用设备ADM、数字交叉连接 设备DXC等网络单元以及连接它们的(光纤)物理 链路构成。
1次群至4次群接口比特率早在1976年就实现了标准化， 并得到各国广泛采用。
PDH主要适用于中、低速率点对点的传输。
2020/5/21
7
5.1.1 准同步数字系列PDH---PDH存在的问题
PDH存在的主要问题
➢ 北美、西欧和亚洲所采用的三种数字系列互不兼容，造成国际互通困 难。
➢ 没有世界性的标准光接口规范，导致了各个厂家自行开发的专用光接 口大量滋生，限制了联网应用的灵活性，增加了网络的复杂性和运营 成本。
2020/5/21
…
E
1
E
1
11
5.1.2 同步数字传输系列SDH---SDH传输网（4/9）
中继线 STM-N
DMX 分接 Drop
MUX
Add
复接
中继线 STM-N
STM- n STM-n 本地
图5.2(b) SDH传输网络单元分插复用设备ADM(Add/DropMultiplexer)
分插复用器（ADM）
2020/5/21
9
5.1.2 同步数字传输系列SDH---SDH传输网（2/9）
TM
低速 信号
STM- N
STM- N
TM
பைடு நூலகம்
ADM
DXC
ADM
TM
STM- n
STM- n
STM- N
STM- N
STM- N
低速 信号
… …
低速 信号
TM
ADM
DXC
ADM
TM
STM- n
STM- N
STM- N
STM- n
ADM是一种特殊的复用器，它利用分接功能将输入信号所承载的信息分成两部分： ➢ 一部分直接转发 ➢ 一部分卸下给本地用户然后信息又通过复接功能将转发部分和本地上送的部分合成输出
2020/5/21
12
5.1.2 同步数字传输系列SDH---SDH传输网（5/9）
分接 1
1: m
n 1: m
…
交叉连接矩阵
SDH解决了PDH存在的问题，是一种比较完善的传输体制，现已 得到大量应用。这种传输体制不仅适用于光纤信道，也适用于微波和 卫星干线传输。
2020/5/21
4
5.1.1 准同步数字系列PDH---基础速率
准同步数字系列有两种基础速率
➢以1.544 Mb/s为第一级(一次群，或称基群)基础速率，采 用的国家有北美各国和日本； ➢以2.048 Mb/s为第一级(一次群)基础速率， 采用的国家 有西欧各国和中国。
第五章 数字光纤通信系统
赵继军
河北工程大学信息与电气工程学院
zhaojijun@hebeu.edu.cn
2020/5/21
1
本章内容
5.1 两种传输体制 5.2 系统的性能指标 5.3 系统的设计
2020/5/21
2
本节内容
5.1两种传输体制
➢5.1.1 准同步数字系列PDH ➢5.1.2 同步数字系列
2020/5/21
(n<N)
图 5.1 SDH传输网的典型拓扑结构
低速 信号
10
5.1.2 同步数字传输系列SDH---SDH传输网（3/9）
…
E STM-N
1
MUX
E
1
同步复接
STM-N
DMX
同步分接
图5.2 SDH传输网络单元 (a) 终端复用器TM；
终端复用器（TM）
➢ SDH终端的主要功能是复接/分接和提供业务适配 ➢ SDH终端的复接/分接功能主要由TM设备完成。
北美
1.544 4 6.312 7 44.736
24ch
96ch
672ch
6 274.176 4032ch
12 564.992 8064ch
9 432 6048ch
2 1.13Gb / s 16128
4 2.4Gb / s 32256ch
2020/5/21
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5.1.1 准同步数字系列PDH---光纤通信制式（2/2）
2020/5/21
5
5.1.1 准同步数字系列PDH---光纤通信制式（1/2）
表5.1 世界各国商用光纤通信制式
国家或地区
中国 西欧
基群 /（Mb•S-
1）
2.048 30ch
二次群 /（Mb•S-
1）
4 8.448 120ch
三次群 /（Mb•S-
1）
四次群 /（Mb•S-
1）
4 34.368 4139.264 480ch 1920ch
2020/5/21
3
5.1 两种传输体制
光纤大容量数字传输目前都采用同步时分复用(TDM)技术。 复用 又分为若干等级，先后有两种传输体制：
➢准同步数字系列(PDH) ➢同步数字系列(SDH) 随着光纤通信技术和网络的发展，PDH遇到了许多困难。美国提 出了同步光纤网(SONET)。 1988年，ITU-T(原CCITT) 提出了被称为同步数字系列(SDH)的规 范建议。
五次群 /（Mb•S-
1）
4 564.992 7680ch
六次群 /（Mb•S-1）
2 1.13 15360ch
4 2.4 30720ch
日本
1.544 24ch
4 6.312 5 32.064 3 97.728 4 397.20 4 1.5888
96ch
480ch 1440ch 5760ch 23040ch
➢ 信号复用/解复用需要逐级进行，复接/分接设备结构复杂，上下话路价 格昂贵。
➢ 各种复用系列都有其相应的帧结构，没有足够的OAM开销比特，使网 络设计缺乏灵活性，无法适应不断演变的电信网要求。
➢ 由于建立在点对点传输基础上的复用结构缺乏灵活性，使得数字通道 设备的利用率很低，非最短的通道路由占了业务量的大部分。
复接 1
m:1
n m :1
配置管理
图5.2 (c) SDH传输网络单元数字交叉连接设备DXC
数字交叉设备（DXC）
➢ DXC类似于交换机，它一般有多个输入和多个输出，通过适当配置可 提供不同的端到端连接。
对于以2.048 Mb/s为基础速率的制式，各次群的话路 数按4倍递增，速率的关系略大于4倍。
对于以1.544 Mb/s为基础速率的制式，在3次群以上， 日本和北美各国又不相同， 看起来很杂乱。
PDH各次群比特率相对于其标准值有一个规定的容差， 而且是异源的，通常采用正码速调整方法实现准同步复 用。
2020/5/21
8
5.1.2 同步数字传输系列SDH---SDH传输网（1/9）
SDH不仅适合于点对点传输，而且适合于多点 之间的网络传输。图5.1示出SDH传输网的拓扑 结构。
SDH传输网由SDH终接设备(或称SDH终端复 用器TM)、分插复用设备ADM、数字交叉连接 设备DXC等网络单元以及连接它们的(光纤)物理 链路构成。
1次群至4次群接口比特率早在1976年就实现了标准化， 并得到各国广泛采用。
PDH主要适用于中、低速率点对点的传输。
2020/5/21
7
5.1.1 准同步数字系列PDH---PDH存在的问题
PDH存在的主要问题
➢ 北美、西欧和亚洲所采用的三种数字系列互不兼容，造成国际互通困 难。
➢ 没有世界性的标准光接口规范，导致了各个厂家自行开发的专用光接 口大量滋生，限制了联网应用的灵活性，增加了网络的复杂性和运营 成本。
2020/5/21
…
E
1
E
1
11
5.1.2 同步数字传输系列SDH---SDH传输网（4/9）
中继线 STM-N
DMX 分接 Drop
MUX
Add
复接
中继线 STM-N
STM- n STM-n 本地
图5.2(b) SDH传输网络单元分插复用设备ADM(Add/DropMultiplexer)
分插复用器（ADM）
2020/5/21
9
5.1.2 同步数字传输系列SDH---SDH传输网（2/9）
TM
低速 信号
STM- N
STM- N
TM
பைடு நூலகம்
ADM
DXC
ADM
TM
STM- n
STM- n
STM- N
STM- N
STM- N
低速 信号
… …
低速 信号
TM
ADM
DXC
ADM
TM
STM- n
STM- N
STM- N
STM- n
ADM是一种特殊的复用器，它利用分接功能将输入信号所承载的信息分成两部分： ➢ 一部分直接转发 ➢ 一部分卸下给本地用户然后信息又通过复接功能将转发部分和本地上送的部分合成输出
2020/5/21
12
5.1.2 同步数字传输系列SDH---SDH传输网（5/9）
分接 1
1: m
n 1: m
…
交叉连接矩阵
SDH解决了PDH存在的问题，是一种比较完善的传输体制，现已 得到大量应用。这种传输体制不仅适用于光纤信道，也适用于微波和 卫星干线传输。
2020/5/21
4
5.1.1 准同步数字系列PDH---基础速率
准同步数字系列有两种基础速率
➢以1.544 Mb/s为第一级(一次群，或称基群)基础速率，采 用的国家有北美各国和日本； ➢以2.048 Mb/s为第一级(一次群)基础速率， 采用的国家 有西欧各国和中国。