第3章同步数字系列sdh(传送网)

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1、第3章 同步数字系列SDH （传送网）,2,2019/10/18,本章重点,光纤通信系统 PCM时分多路复用 同步数字系列SDH 全光网络,3,2019/10/18,3.1传送网简述,传输介质 传输技术分为有线传输、无线传输； 有线传输有：双绞线、同轴线、光纤、混合系统； 无线传输有：卫星、微波、蜂窝移动通信系统； 传输系统所用介质，和传输速率有关。光纤、毫米波导、卫星通信，适合于高次群PCM话路的传送。,4,2019/10/18,3.1传送网简述,3.1.1光纤通信系统 光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信方式，最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成,

2、5,2019/10/18,光纤通信系统构成,6,2019/10/18,1、光源 光源是光波产生的根源，是话音、图像、数据等业务经过信源编码所得到的信号； 2、光学信道 光学信道是传输光波的导体，包括最基本的光纤，还有中继放大器等； 3、光发送机和调制器 光发送机负责产生光束，将电信号转变成光信号，再把光信号导入光纤； 4、光接收机 光接收机负责接收从光纤上传输过来的光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最终还原成原来的话音、图像、数据等信息。,7,2019/10/18,光纤通信系统优点,SDH可以连接到ATM、ISDN和其他设备的接口上，在很长的距离上提供高速的数据传输，为这些设备提供高速

3、通信，非常适合于为多种高带宽LAN和WAN技术和协议提供传输路径。,8,2019/10/18,光纤通信具有以下的主要优点：,1) 传输频带宽、通信容量大，短距离时传输速率超过10Gbps； 2) 抗干扰能力强、线路损耗低、传输距离远； 3) 造价低、实现简单，应用范围广； 4) 线径细、质量小、抗化学腐蚀能力强、光纤制造资源丰富； 5) 使用的是标准化技术，对应用需求具有快速的适应能力。,9,2019/10/18,3.1.2 微波传送网络技术,数字微波中继通信概述 1微波中继通信的概念和特点 微波中继通信是利用微波频段的波长范围为1m1mm、频率范围为300MHz300GHz的无线电波沿地面进

4、行中继传输的无线通信。,10,2019/10/18,微波中继通信主要用来传送长途电话信号、宽频带电视信号、数据信号和移动通信信号等。 微波中继通信有以下特点。 （1）通信频段的频带宽，通信容量大，利于宽频带信号的传输。 （2）由于工作频率高，受外界干扰的影响小。（一般干扰在100MHz以下。）,11,2019/10/18,（3）通信灵活性较大，采用中继方式可以实现地面上远距离通信，并可以跨越沼泽、江河、湖泊和高山等特殊地理环境，特别是在遭受如地震、洪水等灾害时，通信的建立、撤收及转移都较容易。,12,2019/10/18,（4）天线增益高，方向性强。当天线面积给定时，天线增益与工作波长的平方成

5、反比。由于微波中继通信的工作波长短，因而容易制造高增益天线，降低发信机的输出功率。另外微波天线具有很强的方向性，可以把电磁波聚集成很窄的波束，减少通信中的相互干扰。 （5）投资少，建设快。 （6）数字微波通信除具有上述微波通信的共同特点外，还具有数字通信的特点。,13,2019/10/18,2微波中继系统的组成 3微波中间站的转接方式 微波中继通信系统中间站的转接方式一般是按照收发信机转接信号时的接口频带划分的，分为基带转接方式、中频转接方式和微波转接方式三种。,14,2019/10/18,数字微波的收发信原理 1数字微波发信设备 数字微波发信设备通常有两种组成方案。 （1）微波直接调制发射机

6、 （2）中频调制发射机,15,2019/10/18,2数字微波收信设备 数字微波收信一般都采用超外差接收方式。它由射频系统、中频系统和解调系统三大部分组成，将来自接收天线的微弱的微波信号经过馈线、微波滤波器、低噪声放大器后和本振信号进行混频，变成中频信号，再经过中频放大器放大，滤波后送解调单元实现信码解调和再生。,16,2019/10/18,3天线馈线系统 微波通信系统中，对天线馈线的基本要求是：足够的天线增益，良好的天线方向性；低传输损耗的馈线系统、极小的电压驻波比；整个天、馈线系统应有较高的极化去耦度和足够的机械强度。,17,2019/10/18,4射频波道的频率配置 （1）单波道频率配置

7、 （2）多波道频率配置 （3）射频波道的频率再用 5微波传播特性 微波中继通信的电磁波主要是在靠近地表的大气空间传播，因而地形地物对微波电磁波会产生折射、反射、散射、绕射和吸收现象。,18,2019/10/18,3.1.3 卫星传送网技术,卫星通信概述 1卫星通信的基本概念 卫星通信是指地球上的无线电通信站之间利用人造卫星作为中继转发站而实现多个地球站之间的通信，相应的通信系统称为卫星通信系统。如图2-77所示，设在空间用于中继转发的人造卫星称为通信卫星。,19,2019/10/18,图3-1 卫星通信系统示意图,20,2019/10/18,2通信卫星类型 3卫星通信的特点和使用频率 （1）卫

8、星通信特点 （2）卫星通信工作频段的选择是一个十分重要的问题，它直接影响整个系统的传输容量、质量、可靠性和设备的复杂性，以及成本的高低，并还将影响与其他通信系统的协调。如表2-9所示。,21,2019/10/18,卫星通信系统组成 卫星通信系统主要由通信卫星和地球站两大部分组成。 1通信卫星 2地球站,22,2019/10/18,卫星通信系统中的多址方式 多址方式是卫星通信系统中多个地球站共用一个卫星转发，分别同时建立相互之间的通信线路而实现多边通信。 卫星通信系统中常用4种多址方式，分别为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。,23,2019

9、/10/18,卫星通信应用系统 1ALOHA系统 2VSAT系统 3移动卫星通信系统 4低轨道卫星移动通信系统,24,2019/10/18,1、同步时分复用 将时间划分为以帧为单位的等时间间隔，每帧再进一步划分为等数量等间隔的时隙且对这些时隙按顺序编号，所有帧中编号相同的时隙位置用于传送来自于同一源端的信号。同步的含义在于时隙位置与源端信号是严格对应的，在一次通信建立后的交换过程中，时隙位置与源端信号对应关系一旦确立，其关系就保持固定不变。易见，知道时隙位置，就可以知道该位置上的信号来自于哪个源端。 没有信息的话路，也要保持该话路在帧里面的时隙位置； 同步时分复用，对于网络的时钟同步有很高的要

10、求；,3.2 PCM时分多路复用,25,2019/10/18,2、异步时分复用 将时间划分为若干个等间隔或不等间隔的时隙，每个时隙位置用于传送来自于一个源端的信号，但信号与时隙位置没有固定的对应关系。正是由于信号与时隙位置之间没有固定对应关系这一原因，所以，不同于同步时分复用方式，统计时分复用方式中每个时隙位置上的信号都含有一个附加的标志头，该标志头信息用于标志该信号来自哪个源端以及用于转接设备进行转接处理。而同步复用方式无需添加标志头。 异步时分复用，可以提高时分信道的利用率,多用于分组交换。,3.2 PCM时分多路复用,26,2019/10/18,【补充内容：同步网简介】,（严格）同步网；

11、 准同步网；,自学：沈庆国书，P32-38；,27,2019/10/18,名词解释： PCM采样,PCM（脉冲编码调制）的原理图,3.2 PCM时分多路复用,28,2019/10/18,名词解释： 时分复用、时分解复用,29,2019/10/18,名词解释：,一路PCM编码速率、基群（一次群）、二次群、三次群、四次群、 高次群；,-一路PCM编码（64kbit/s）：一路语音的PCM采样波特率， 即：8000次PCM采样/s 8bit/每次采样=64kbit /s ；,-基群（也称：一次群，为2.048Mbit/s）： 包含32路信号（30路PCM语音、2路非语音）波特率在时分复用后形成的波特

12、率； 即：3264kbit /s = 2.048Mbit/s ；,-二次群、三次群、四次群，依此类推 ； -高次群；,30,2019/10/18,3. 3光纤通信传输体制的发展,在数字通信发展的初期，为了适应点到点通信的需要，大量的数字传输系统都是准同步数字体系（PDH）。 准同步（PDH）是指各级的比特率相对于其标准值有一个规定的容量偏差，而且定时用的时钟信号并不是由一个标准时钟发出来的，通常采用正码速调整法实现准同步复用。,3.3.1 准同步PDH,31,2019/10/18,PDH的缺点： PDH只有地区性的数字信号速率和帧结构，没有世界标准，难以向更高次群的技术发展； PDH没有世界性

13、的标准光接口规范，妨碍了联网应用的灵活性； PDH复用结构，低速率采用同步复接，其他多数等级采用异步复接，通过塞入额外比特，复用成高速率信号，难以提取低速支路信号； PDH的网络管理比特偏少，不能满足通信网操作、维护和管理（OAM）的要求； PDH难以从高次群信号中直接分离出低次群甚至基群信号，对于中继站上、下话路，很不方便；,32,2019/10/18,33,2019/10/18,34,2019/10/18,光纤通信传输体制的发展历程,1972 年ITU-T前身CCITT提出第一批PDH建议； 1976和1988年提出两批建议-形成完整的PDH体系； 1984年美国贝尔实验室开始同步信号光传

14、输体系的研究； 1985年美国国家标准协会(ANSI)起草光同步网标准，并命名为SONET； 1986年CCITT开始以SONET为基础制订SDH； 1988年通过了第一批SDH建议； 1990以后，SDH已成为光纤通信基本传输方式；目前SDH不仅是一套新的国际标准，又是一个组网原则，也是一种复用方法。,35,2019/10/18,实现语音通信时的传输速率,明线技术，FDM模拟技术，每路电话4kHz； 小同轴电缆6O路FDM模拟技术，每路电话4kHz； 中同轴电缆1800路FDM模拟技术，每路电话4kHz； 光纤通信140Mbps PDH系统，TDM数字技术，每路电话64kbps； 光纤通信2

15、.5Gbps SDH系统，TDM数字技术，每路电话64kbps； 光纤通信N2.5Gbps WDM系统，TDM数字技术+光频域FDM模拟技术，每路电话64kbps。,FDM：频分复用； TDM：时分复用； WDM：波分复用；,36,2019/10/18,3.3.2同步数字系列SDH,3.3.2.1通信介质和特性 SDH高速通信使用的通信介质是单模光纤电缆和T载波通信(从T3开始)。主要的传输方法发生在物理层，这样其他一些传输技术，如ATM、FDDI等，可以运行在SDH之上。SDH和使用固定信元长度的技术(如ATM)最为兼容，和使用可变帧长的技术兼容性要差一些。,37,2019/10/18,SD

16、H的特点,把世界上两套流行的PDH数字系列（1.544MHz系列、2.048MHz系列）融合到统一标准之中，在STM-1基础上得到统一，实现了数字通信传输的世界标准； 从STM-1（基础帧）往上，完全采用同步字节复用，便于实现横向兼容，便于向高次群、大容量方向发展； 有充足的管理开销比特，网络管理维护能力强，便于组织自愈合环； 有一套灵活的复接结构与指针技术，解决了节点间时钟差异问题； 从SDH-N中容易分出/插入支路信号，还可用软件动态改变网络配置，及时适应用户业务对于传输能力的需求；,38,2019/10/18,SDH的基本速率是155.52Mbps，称为同步传输模块1 (STM-1),STM-N则表示速率为N155.520Mb/s的传送模块，其中N一般取1、4、16、64、256。 STM-1，为SDH的基础帧； STM-4、16、64、256，为SDH的复接后的高阶帧；,39,2019/10/18,比较：PDH，是通过专门的复接器进行复接；,40,2019/10/18,SDH的光纤传输