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光纤通信课件 第 5 章 数字光纤通信系统135页文档
1
0
、
倚
南窗Βιβλιοθήκη 以寄傲，
审
容
膝
之
易
安
。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
光纤通信课件 第 5 章 数字光纤通信 系统
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
通信概论专题知识课件——数字光纤通信系统
在其传输的路途中, 当距离较远时, 采用光中继设备, 把信 号经过中继再生处理后传输。
实用系统是双方向的, 其结构图如图 5.2 所示。
图中, 数字端机主要是把用户各种数字信号, 包括数字程控 交换机和数字接口, 通过复用设备组成一定的数字传输结构(帧 结构), 不同速率等级的数字信号流送至光端机, 光端机把数字 端机送来的数字信号进行处理, 变成光脉冲送入光纤进行传输, 接收端进行相反的变换。
1. 线径细, 由于光纤的直径小, 只有0.1 mm左右, 所以制成光缆后与 电缆比要细得多, 因而重量轻, 有利于长途和市话干线布放, 而 且便于制造多芯光缆。
数字光纤通信系统
2.
由于技术的发展, 现在制造出的光纤介质纯度很高, 因而损 耗极低。现已制出的在光波导 1.55 mm窗口的衰耗低于 0.18 dB/km。 由于损耗极低, 所以传输的距离可以很长, 这就大大减 少了数字传输系统中中继站的数目, 既可降低成本, 也可提高通 信质量。
数字光纤通信系统
数字 信号
光端机
P CM
发送
模拟 电
信号 端 机
接收
光信号
光中继机 接收 发送 发送 接收光Βιβλιοθήκη 号光端机数字 信号
接收
P CM
电 模拟
发送
端 信号 机
监控台
图 5.2 数字光纤通信传输系统结构方框图
数字光纤通信系统
光端机主要由光发送、光接收、信号处理及辅助电路组 成。在光发送部分完成电/光变换, 在光接收部分主要完成光/ 电变换。信号处理, 主要指把数字端机送来的数字脉冲信号再 处理, 以及各种码型变换, 使之适应光传输及其他目的。辅助 电路主要包括告警、公务、监控及区间通信等等。
实用系统是双方向的, 其结构图如图 5.2 所示。
图中, 数字端机主要是把用户各种数字信号, 包括数字程控 交换机和数字接口, 通过复用设备组成一定的数字传输结构(帧 结构), 不同速率等级的数字信号流送至光端机, 光端机把数字 端机送来的数字信号进行处理, 变成光脉冲送入光纤进行传输, 接收端进行相反的变换。
1. 线径细, 由于光纤的直径小, 只有0.1 mm左右, 所以制成光缆后与 电缆比要细得多, 因而重量轻, 有利于长途和市话干线布放, 而 且便于制造多芯光缆。
数字光纤通信系统
2.
由于技术的发展, 现在制造出的光纤介质纯度很高, 因而损 耗极低。现已制出的在光波导 1.55 mm窗口的衰耗低于 0.18 dB/km。 由于损耗极低, 所以传输的距离可以很长, 这就大大减 少了数字传输系统中中继站的数目, 既可降低成本, 也可提高通 信质量。
数字光纤通信系统
数字 信号
光端机
P CM
发送
模拟 电
信号 端 机
接收
光信号
光中继机 接收 发送 发送 接收光Βιβλιοθήκη 号光端机数字 信号
接收
P CM
电 模拟
发送
端 信号 机
监控台
图 5.2 数字光纤通信传输系统结构方框图
数字光纤通信系统
光端机主要由光发送、光接收、信号处理及辅助电路组 成。在光发送部分完成电/光变换, 在光接收部分主要完成光/ 电变换。信号处理, 主要指把数字端机送来的数字脉冲信号再 处理, 以及各种码型变换, 使之适应光传输及其他目的。辅助 电路主要包括告警、公务、监控及区间通信等等。
第6章数字光纤通信系统
第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.1 复用原理介绍
•2、复用示意图
Multiplexor (MUX) Demultiplexor (DEMUX，or DMX)
Sometimes just called a MUX
第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.1 复用原理介绍
第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.2 准同步数字系列PDH
•4、PDH体制电接口和光接口的主要参
数 •对基群2.048Mb/s
•编码传号反转码
•Coded Mark Inversion
•E1
•E2
•E3
•E4
•CMI编码
•输入码字 编码结果
•0
01
•1
00/11交替
第6章数字光纤通信系统
•发送顺序
•采用指针技术是SDH的创新，结合虚容器(VC:Virtual Container)的概念， 解决了低速信号复接成高速信号时，由 于小的频率误差所造成的载荷相对位置漂移的问题。
第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.3 同步数字系列SDH
•3、SDH复用结构
•SDH高速率等级有： • STM-4， STM-16， STM-64， STM-256 •相应速率为STM-1的4，16，64，256倍。
•时隙=8bit=前7bit(信息)+末位1bit(信令)
•一次群(基群)速率T1=193bit/125 µs=1.544Mb/s 第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.2 准同步数字系列PDH
•PDH-E基群帧结构
•6.1 两种传输体制
•6.1.1 复用原理介绍
•2、复用示意图
Multiplexor (MUX) Demultiplexor (DEMUX，or DMX)
Sometimes just called a MUX
第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.1 复用原理介绍
第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.2 准同步数字系列PDH
•4、PDH体制电接口和光接口的主要参
数 •对基群2.048Mb/s
•编码传号反转码
•Coded Mark Inversion
•E1
•E2
•E3
•E4
•CMI编码
•输入码字 编码结果
•0
01
•1
00/11交替
第6章数字光纤通信系统
•发送顺序
•采用指针技术是SDH的创新，结合虚容器(VC:Virtual Container)的概念， 解决了低速信号复接成高速信号时，由 于小的频率误差所造成的载荷相对位置漂移的问题。
第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.3 同步数字系列SDH
•3、SDH复用结构
•SDH高速率等级有： • STM-4， STM-16， STM-64， STM-256 •相应速率为STM-1的4，16，64，256倍。
•时隙=8bit=前7bit(信息)+末位1bit(信令)
•一次群(基群)速率T1=193bit/125 µs=1.544Mb/s 第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.2 准同步数字系列PDH
•PDH-E基群帧结构
现代通信系统课件：数字光纤通信系统
低损耗，耐水压，耐张力
高密度，多芯和低、中损耗
2~20
重量轻，线径细，可挠性好
数字光纤通信系统
下面介绍几种有代表性的光缆结构形式。
(1）层绞式光缆。它是将若干根光纤芯线以强度元件为中心绞合在一起的一种结构， 如 图5. 9(a）所示。特点是成本低，芯线数不超过10根。 (2）单位式光缆。它是将几根至十几根光纤芯线集合成一个单位，再由数个单位以强 度 元件为中心绞合成缆，如图5.9(b）所示，其芯线数一般适用于几十芯。 (3）骨架式光缆。这种结构是将单根或多根光纤放入骨架的螺旋槽内，骨架中心是强 度 元件，骨架上的沟槽可以是V型、U型或凹型，如图5. 9(c）所示。由于光纤在骨架沟槽 内具有较大空间，因此当光纤受到张力时，可在槽内做一定的位移，从而减少了光纤芯 线 的应力应变和微变，这种光纤具有耐侧压、抗弯曲、抗拉的特点。 (4）带状式光缆。它是将4～12根光纤芯线排列成行，构成带状光纤单元，再将多个 带 状单元按一定方式排列成缆，如图5. 9(d）所示。这种光缆的结构紧凑，采用此种结构可 做成上千芯的高密度用户光缆。
若使光束从光密媒质射向光疏媒质时，则折射角大于入射角，如图5. 4所示。
图5. 3 光的折射示意图
图5. 4 临界角和光线的全反射
数字光纤通信系统
如果不断增大θ 0可使折射角达到90°，这时的θ 1称为临界角。如果继续增大 队，则折射角会大于临界角，使光线全部返回光密媒质中，这种现象称为光的全反 射。
因光纤是石英玻璃材料，所以不怕高温，有防火的性能。因而可用于易燃易爆的环境中。 6.光纤通信保密性好
由于光纤在传输光信号时向外世漏小，不会产生串话等干扰，因而光纤通信保密性好。
5. 1.数2字数光纤字通光信系纤统通信系统的组成
高密度，多芯和低、中损耗
2~20
重量轻，线径细，可挠性好
数字光纤通信系统
下面介绍几种有代表性的光缆结构形式。
(1）层绞式光缆。它是将若干根光纤芯线以强度元件为中心绞合在一起的一种结构， 如 图5. 9(a）所示。特点是成本低，芯线数不超过10根。 (2）单位式光缆。它是将几根至十几根光纤芯线集合成一个单位，再由数个单位以强 度 元件为中心绞合成缆，如图5.9(b）所示，其芯线数一般适用于几十芯。 (3）骨架式光缆。这种结构是将单根或多根光纤放入骨架的螺旋槽内，骨架中心是强 度 元件，骨架上的沟槽可以是V型、U型或凹型，如图5. 9(c）所示。由于光纤在骨架沟槽 内具有较大空间，因此当光纤受到张力时，可在槽内做一定的位移，从而减少了光纤芯 线 的应力应变和微变，这种光纤具有耐侧压、抗弯曲、抗拉的特点。 (4）带状式光缆。它是将4～12根光纤芯线排列成行，构成带状光纤单元，再将多个 带 状单元按一定方式排列成缆，如图5. 9(d）所示。这种光缆的结构紧凑，采用此种结构可 做成上千芯的高密度用户光缆。
若使光束从光密媒质射向光疏媒质时，则折射角大于入射角，如图5. 4所示。
图5. 3 光的折射示意图
图5. 4 临界角和光线的全反射
数字光纤通信系统
如果不断增大θ 0可使折射角达到90°，这时的θ 1称为临界角。如果继续增大 队，则折射角会大于临界角，使光线全部返回光密媒质中，这种现象称为光的全反 射。
因光纤是石英玻璃材料，所以不怕高温，有防火的性能。因而可用于易燃易爆的环境中。 6.光纤通信保密性好
由于光纤在传输光信号时向外世漏小，不会产生串话等干扰，因而光纤通信保密性好。
5. 1.数2字数光纤字通光信系纤统通信系统的组成
数字光纤通信系统课件
光接收机
将光信号转换为电信号，实现 信息的接收。
数字信号处理单元
对电信号进行调制和解调处理 ，以及实现信号的编解码等功
能。
02
数字光纤通信系统关键 技术
调制技术
调相技术
调频技术
通过改变光载波的相位信息承载信号，常 见有二进制相位移位键控（BPSK）和四进 制相位移位键控（QPSK）。
利用光载波的频率变化携带信息，常见有 最小频移键控（MSK）和偏移四相相位移 位键控（OQPSK）。
05
数字光纤通信系统发展 趋势与挑战
超高速率与超长距离传
总结词
随着数据需求的爆炸式增长，超高速率和超长距离传输成为数字光纤通信系统的 重要发展方向。
详细描述
目前，商用数字光纤通信系统的传输速率已经达到Tbps级别，同时，超长距离传 输技术也在不断发展，以满足大规模数据中心和跨国网络之间的连接需求。
传输距离
总结词
传输距离是数字光纤通信系统覆盖范围的直接体现，它决定了系统的服务范围和应用场景。
详细描述
传输距离是指数字光纤通信系统在保证一定通信质量的前提下，光信号能够传输的最大距离。传输距离受到光纤 损耗、光信号衰减、中继器性能等多种因素的影响。长传输距离的系统可以提供更广泛的网络覆盖，满足不同地 区和领域的通信需求。
误码率与Q因子
要点一
总结词
误码率与Q因子是衡量数字光纤通信系统传输质量的指标 ，它们反映了系统传输二进制位错误的概率。
要点二
详细描述
误码率是指数字光纤通信系统在传输过程中，接收端接收 到的二进制位中出现错误的概率，是评估系统传输质量的 重要参数。Q因子是另一种衡量系统传输质量的参数，它 综合考虑了系统的误码率和信号质量，能够更全面地反映 系统的性能。低误码率和高的Q因子意味着系统传输质量 更高，信息传递更准确。
光纤通信_第7章 光纤通信系统PPT课件
FOH FOH FOH FOH
123 … N 1 … N 1 … N 1 … 时隙
一帧
图7.11 数字信号的时分复用
PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy）是指准同 步数字体系。根据国际电报电话咨询委员会CCITT （现改为国际电联标准化组织ITU-T）G.702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PCM30/32路系统， 其 中每一帧的帧长是125μs，共有32个时隙（TS0～ TS31），其中30个为话路（TS1～TS15和TS17～ TS31），时隙TS0被用作帧同步信号的传输，而时隙 TS16用作信令及复帧同步信号的传输。
每个时隙包含8 bit， 所以每帧有8×32=256 bit， 码速 率为256 bit×（1/125 μs）=2.048 Mb/s。 日本和北美使 用的PCM24路系统， 基群速率为1.544 Mb/s。 几个基 群信号（一次群）又可以复用到二次群， 几个二次群 又可复用到三次群……。 表7.1是PDH各次群的标准比 特率。
模拟信号
输出信号
6
6
抽 样4
4
滤波
2
2
0
0
量化 3
67
5 12
6 3
7
5
1
2
解码
编码
011 110 111 101 001 010 (3) (6) (7) (5) (1) (2)
011 110 111 101 001 010 (3) (6) (7) (5) (1) (2)
图7.10 PCM编码和解码过程
PCM编码包括抽样、 量化、 编码三个步骤， 如 图7.10左半部分所示。 把连续的模拟信号以一定的抽 样频率f或时间间隔T抽出瞬时的幅度值， 再把这些幅 度值分成有限的等级， 四舍五入进行量化。 如图中把 幅度值分为8种， 所以每个范围内的幅度值对应一个量 化值， 这8个值可以用3位二进制数表示， 比如0对应 000， 1对应001， 2对应010， 3对应011， 4对应100， 5对应101， 6对应110， 7对应111。
12数字光纤通信系统PPT课件
第4章 数字光纤通信系统
4.1 数字光纤通信系统概述 4.2 光纤和光器件 4.3 光端机 4.4 数字光纤系统的两种传输体制
22.07.2020
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
4.1 数字光纤通信系统概述
一、光纤通信发展史和现状
1、探索时期的光通信:
中国古代用“烽火台”报警，欧洲人用旗语传
送信息， 这些都可以看作是原始形式的光通信。
1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载
波传送话音的“光电话”。光电话证明了用光波作
为载波传送信息的可行性。贝尔光电话是现代光通
信的雏型。
1976 年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗 降低到0.47 dB/km(波长1.2μm)。
22.07.2020
5
3、光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段：
第一阶段(1966-1976年)，这是从基础研究到商
业应用的开发时期。实现了短波长(0.85μm)低速率
(45或34Mb/s)多模光纤通信系统。
22.07.2020
3
1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红 宝石激光器， 给光通信带来了新的希望。
激光具有波谱宽度窄，方向性极好， 亮度极高， 以及频率和相位较一致的良好特性。
继红宝石激光器之后，氦—氖(He - Ne)激光器、 二氧化碳(CO2)激光器先后出现，并投入实际应用。 激光器的发明和应用， 使光通信进入一个崭新的阶 段。
7
22.07.2020
8
2. 损耗很小， 中继距离很长且误码率很小 石英光纤在1.31 μm和1.55 μm波长， 传输损耗分
4.1 数字光纤通信系统概述 4.2 光纤和光器件 4.3 光端机 4.4 数字光纤系统的两种传输体制
22.07.2020
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
4.1 数字光纤通信系统概述
一、光纤通信发展史和现状
1、探索时期的光通信:
中国古代用“烽火台”报警，欧洲人用旗语传
送信息， 这些都可以看作是原始形式的光通信。
1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载
波传送话音的“光电话”。光电话证明了用光波作
为载波传送信息的可行性。贝尔光电话是现代光通
信的雏型。
1976 年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗 降低到0.47 dB/km(波长1.2μm)。
22.07.2020
5
3、光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段：
第一阶段(1966-1976年)，这是从基础研究到商
业应用的开发时期。实现了短波长(0.85μm)低速率
(45或34Mb/s)多模光纤通信系统。
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3
1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红 宝石激光器， 给光通信带来了新的希望。
激光具有波谱宽度窄，方向性极好， 亮度极高， 以及频率和相位较一致的良好特性。
继红宝石激光器之后，氦—氖(He - Ne)激光器、 二氧化碳(CO2)激光器先后出现，并投入实际应用。 激光器的发明和应用， 使光通信进入一个崭新的阶 段。
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2. 损耗很小， 中继距离很长且误码率很小 石英光纤在1.31 μm和1.55 μm波长， 传输损耗分
光纤通信系统培训课件
估算色散受限距离的简明公式：
式中，Dm为光纤在工作波长范围内的最大色散 系数；Δλ3dB为光源谱线的半高全宽；Tb为系统 的数字传输速率的倒数。
(1) STM-4的最大色散受限距离与最大衰耗受 限距离基本相当，因此PDH系统都是衰耗受限 系统，色散的影响可以忽略不计，工程设计时 只要工作波长不超过C区和D区范围，光纤产 品的色散特性甚至无需检验。速率等级高于 STM-4的系统的最大无再生传输距离主要取决 于色散的限制。
相应的码速为2.048Mb/s。
为了实现更多路信号的复用，可采用数字复接的 方法将几个低次群复接成一个高次群，如将4个 32路的基群复接成一个二次群，四个二次群复接 成一个三次群等等。
目前，有一些的数字通信设备采用准同步数字系 列PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)，其复 接结构采用异步方式，即各支路的数字信号流标 称速率值相同，它们的主时钟是彼此独立的，但 通过加进一些额外的比特使各支路信号与复接设 备同步，并复用成高速信号。 PDH系列可很好地适应传统电信网的点对点通信， 但难以适应动态联网要求，也难以支持新业务的 开发及现代的网络管理。
目前最常用、最主要的方式是强度调制－直接 检测(IM-DD)数字光纤通信系统。
2 PCM端机(Pulse Code Modulation)
通信中传送的许多信号(如话音、图像 信号等)都是模拟信号。PCM端机的任 务，就是把模拟信号转换为数字信号 (A/D变换)，完成PCM编码，并且按照 时分复用的方式把多路信号复接、合群， 从而输出高比特率的数字信号。
4 监控系统为监视、监测和控制系统的简称。它与其他 通信系统一样，在一个实用的光纤通信系统中，为保 证通信的可靠，监控系统是必不可少的。 (1) 监控的内容
第5章 数字光纤通信系统PPT课件
135
(24)
(96) (672) (2016)
日本 1.544 6.312 32.064 92.728
(24)
(96) (480) (1440)
光纤通信
5
第5章 数字光纤通信系统
30/32路PCM的帧结构
16帧、2ms F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15
高次群
定时
分
恢
离
复
分接器
1低
2 3 4
次 群
滑帧
8448-4 ×2048=256Kbit：帧同步码、对告码、调整比特、标志码
光纤通信
7
第5章 数字光纤通信系统
光同步数字传输网
• PDH的主要缺点：
➢ 北美、西欧和亚洲所采用的三种数字系列互不兼容， 没有世界统 一的标准光接口，使得国际电信网的建立及网络的营运、 管理和 维护变得十分复杂和困难。
6312k
VC-2 C-2
复用 定位校准
映射
均匀字节 ×3
间插 ×4
TU-12
TU-11
2048k
VC-12 C-12
1544k
VC光-11纤通C信-11
+TU-PTR +POH 码速调整 27
第5章 数字光纤通信系统
单位：kbit/s
2.048
C-12
2.176
VC-12 2.240
E1
TU-12 PTR
2 Mb/s(电信号)
分插信号流程的比较
光纤通信
9
第5章 数字光纤通信系统
光同步数字传输网
• 同步数字体系（SDH）
(24)
(96) (672) (2016)
日本 1.544 6.312 32.064 92.728
(24)
(96) (480) (1440)
光纤通信
5
第5章 数字光纤通信系统
30/32路PCM的帧结构
16帧、2ms F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15
高次群
定时
分
恢
离
复
分接器
1低
2 3 4
次 群
滑帧
8448-4 ×2048=256Kbit：帧同步码、对告码、调整比特、标志码
光纤通信
7
第5章 数字光纤通信系统
光同步数字传输网
• PDH的主要缺点：
➢ 北美、西欧和亚洲所采用的三种数字系列互不兼容， 没有世界统 一的标准光接口，使得国际电信网的建立及网络的营运、 管理和 维护变得十分复杂和困难。
6312k
VC-2 C-2
复用 定位校准
映射
均匀字节 ×3
间插 ×4
TU-12
TU-11
2048k
VC-12 C-12
1544k
VC光-11纤通C信-11
+TU-PTR +POH 码速调整 27
第5章 数字光纤通信系统
单位：kbit/s
2.048
C-12
2.176
VC-12 2.240
E1
TU-12 PTR
2 Mb/s(电信号)
分插信号流程的比较
光纤通信
9
第5章 数字光纤通信系统
光同步数字传输网
• 同步数字体系（SDH）
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光 /
分 接 34 /8 Mb /s
8/ 34 Mb /s 复 接
电 /
电
分 接 8/2 Mb/s 2/8 Mb/s 复 接
光
分接
复接
光信号
2 Mb /s(电信号)
155 Mb/s 光接口
SD H AD M
155 Mb/s 光接口
2 Mb /s(电信号)
2.
帧结构是实现数字同步时分复用、保证网络可靠有效运行
的关键。一个帧有9行，每行由270×N个字节组成。 这样每帧
共有9×270×N个字节， 每字节为8 。 帧周期为125μs， 即每
秒传输8000帧。对于1
解决了存在的问题，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。
5.1.1准同步数字系列
准同步数字系列有两种基础速率：一种是以 1.544 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；另一种是以2.048 为第一 级(一次群)基础速率， 采用的国家有西欧各国和中 国。表5.1是世界各国商用数字光纤通信系统的传输 体制，表中示出两种基础速率各次群的速率、话路 数及其关系。对于以2.048 为基础速率的制式，各次
n
(a)
1:m
中继线 DMX
STM-N
MUX
分接 Drop
Add 复接
STM-n STM-n 本地
中继线 STM-N
(b)
交叉连接矩阵 复接 1
m:1 n
m:1
配置管理 (c)
图5.2
…
E1
通道
终接 设备 E3
TM
线路 终接 设备
ADM/DXC 再 生 段
再生 中继器
Section 再生 段
再生 段
线路 终接 设备
ADM/DXC
复 接 段 (Line)
传 输 通 道 (Path)
(a)
通道
E1
…
终接 设备 E3
TM
Path Line Section Photonic
Section Photonic
Path Line Section Photonic
再生 中继器 (b)
(2) 各网络单元的光接口有严格的标准规范。因此， 光接口 成为开放型接口，任何网络单元在光纤线路上可以互连， 不同 厂家的产品可以互通，这有利于建立世界统一的通信网络。 另 一方面，标准的光接口综合进各种不同的网络单元， 简化了硬 件，降低了网络成本。
第5章数字光纤通信系统 5.1
第5章 数字光纤通信系统
5.1
光纤大容量数字传输目前都采用同步时分复用()技术， 复 用又分为若干等级，因而先后有两种传输体制：准同步数字系 列()和同步数字系列()。 早在1976年就实现了标准化，目前还 大量使用。随着光纤通信技术和网络的发展，遇到了许多困难。
在技术迅速发展的推动下，美国提出了同步光纤网()。 1988年，(原)参照的概念，提出了被称为同步数字系列()的规
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。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。 主要适用于中、低速率点对点的传输。随着技术的进步
和社会对信息的需求，数字系统传输容量不断提高， 网络管理
和控制的要求日益重要，宽带综合业务数字网和计算机网络迅
(5) 采用数字交叉连接设备可以对各种端口速率进行可控的 连接配置，对网络资源进行自动化的调度和管理，既提高了资 源利用率，又增强了网络的抗毁性和可靠性。采用了后，大大 提高了网络的灵活性及对各种业务量变化的适应能力，使现代 通信网络提高到一个崭新的水平。
光信号
140/34 Mb/s
P DH
34/140 Mb/s
TM
低速 信号
低速 信号
… …
STM-N
STM-N
TM
ADM
DXC
ADM
TM
STM-n
STM-n
STM-N
STM-N
ADM
TM
STM-n
STM-N
STM-N
STM-n
(n＜N)
低速 信号
低速 信号
上述、和的功能框图分别如图5.2(a), (b), (c)所示。通过的 交叉连接作用，在传输网内可提供许多条传输通道，每条通道 都有相似的结构，其连接模型如图5.3(a)所示，相应的分层结 构如图5.3(b)所示。每个通道()由一个或多个复接段()构成，而 每一复接段又由若干个再生段()串接而成。
速发展，迫切需要建立在世界范围内统一的通信网络。 在这种
形势下，现有的许多缺点也逐渐暴露出来，
(1) 北
美、西欧和亚洲所采用的三种数字系列互不兼容， 没有世界统
(2) 各种复用系列都有其相应的帧结构，没有足够的开销 比特，使网络设计缺乏灵活性，不能适应电信网络不断扩大、 技术不断更新的要求。
(3) 由于低速率信号插入到高速率信号，或从高速率信号 分出，都必须逐级进行，不能直接分插，因而复接/分接设备 结构复杂，上下话路价格昂贵。
与相比，
(1) 采用世界上统一的标准传输速率等级。 最低的等级也 就是最基本的模块称为1，传输速率为155.520 ； 4个1 同步复 接组成4，传输速率为4×155.52 622.080 ； 16个1 组成16, 传输
… …
E1
STM-N
STM-N
E1
…
MUX
DMX
分接
E1
E1
1
1:m
同步复接
同步分接
(3) 在帧结构中，丰富的开销比特用于网络的运行、 维护和 管理，便于实现性能监测、故障检测和定位、故障报告等管理 功能。
(4) 采用数字同步复用技术，其最小的复用单位为字节， 不
在中， 为了从140 码流中分出一个2 的支路信号，必须经 过140/34 , 34/8 和8/2 三次分接。 而若采用分插复用器()，可以 利用软件一次直接分出和插入 2 支路信号，十分简便。
5.1.2同步数字系列
1.
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示出传输网的拓扑结构，它由终接设备(或称终端复 用器)、分插复用设备、数字交叉连接设备等网络单元以及连 接它们的(光纤)物理链路构成。终端的主要功能是复接/分接 和提供业务适配，例如将多路E1信号复接成1信号及完成其逆 过程，或者实现与非网络业务的适配。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，另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。类似于交换