多路复用传输技术

《多路复用传输技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多路复用传输技术（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第4章 多路复用传输技术多 路 复 用 器多 路 分 解 器一条链路 n个输入n个输出n个信道目的：在介质上尽可能传输更多信号 。多路复用传输技术(续) 频分多路复用频分多路复用 FDMFDM (F Frequency D Division MMultiplexing) 时分多路复用时分多路复用 TDMTDM (T Time D Division MMultiplexing) 波分多路复用波分多路复用 WDMWDM (WWavelengh D Division MMultiplexing)频分多路复用 FDM FDMFDM是将各路输入信号调制到不同的载波频率是将各路输入信号调制到不同的载波频率

2、 。每个调制的信号占用以载波频率为中心的一 定频带。只要载波频率足够分离，调制的信号 频带就不覆盖。 FDM传输模拟信号，输入信号可以是模拟或数 字，数字信号要转换为模拟信号。 无线电广播和广播电视信号都采用FDM，每路 电视信号6MHz，几十路电视信号可频分多路 复用在400MHz带宽同轴电缆上。时分多路复用 TDM TDMTDM指指 n n 路输入按时间交替插入到复用的介路输入按时间交替插入到复用的介 质质，即 n 路数据源的输入复合成一个数据流在 此链路上传输。 传输的复合数据流被组织成TDMTDM帧帧，每个帧的 传输周期被分成几个时间糟，指定给一路数据 源的一个或多个时间糟称为一个信道

3、信道(channel) 。 同步同步TDM是指给每个数据源的时间糟是事先指 定，固定不变的。各数据源将信号插入到指定 给它的信道，若它没有数据则发空信号。 关键是时钟信号的同步。时分多路复用 TDM (续) 数字载波系统和数字载波系统和 PDHPDH (准同步数字等级 P Plesiochronous D Digital HHierarchy)T1T1/ /E1E1 数字载波系统数字载波系统。 SONETSONET/ /SDHSDH (同步光纤网 S Synchronous OOptical NETNETwork / 同步数字等级 S Synchronous D Digital HHierar

4、chy)。数字载波系统和 PDH 20世纪60年代中，AT&T发明了数字载波 系统。首先利用脉码调制 PCMPCM 技术把话 音信号转换成数字信号，然后把2424路信路信 号复合在一起号复合在一起形成数字信号DS-1DS-1(D Digital S Signal-1-1)，再进行传输。这样的载波系统载波系统 称为 T1T1。它是PCM-TDMPCM-TDM系统。数字载波系统和 PDH(续) 话音信号在3003400Hz，选 80008000次次/ /秒秒 采样率采样率。1/8000 = 125125微秒微秒/ /次次。每次对 24 路话音轮流采样一遍，用一个codec 数字化。每路的采样用8位

5、编码，24路共 192位，再加一个定帧位(framing bit)，构 成DS-1信号的193位传输帧。 定帧位用于帧同步，指示从哪里开始计 数信道。DS-1定帧位的模式是0、1交替 。数字载波系统和 PDH DS-1传输帧1 2 3 4 5 6 7 8信道1信道2信道24193位125微秒framing bit数字载波系统和 PDH DS-1传输帧 (续) 8000次/秒采样，每次采样编码成193位传 输，DS-1DS-1的速率为 80008000次次/ /秒秒193193位位/ /次次 =1.544Mb/s = 1.544Mbps 1.544Mbps。 DS-1用于数字数据时，23个信道用

6、作数 据信道，第24信道用作同步字节，每个 数据信道的7位用于数据，第8位用作信 令，所以每个信道的速率是 78000=56kbps。数字载波系统和 PDH E1数字载波系统 1968年欧洲开发了 E1 E1 数字载波系统。 E1标准中，每帧包含3232个信道个信道的信号， 其中1 个信道用于传输信令，1个用于帧 同步。 总速率为：800032880003282 2. .048048MbpsMbps。 每个信道的速率为：80008800086464kbpskbps。 邮电部的DDN是利用电信网的PCM数字 通道为用户提供数字传输业务。(T1/E1)数字载波系统和 PDH PDH的数字信号等级数

7、字载波系统和 PDH PDH的操作 几个几个DS-1DS-1或或E1E1信号的复合：从每个支流轮流取信号的复合：从每个支流轮流取 一位交替形成高等级流一位交替形成高等级流。 4 4个E1做成E2，4 4个E2做成E3，等。但4个 DS-1做成DS-2，7个DS-2做成DS-3，不太规范 。 多路复用器中，每个支流有一输入缓冲，暂存 到来的数据。但支流的时钟略有不同，多路复 用器以最高的支流时钟速率为基准，从缓冲区 读取。若时钟速率慢的支流数据未到达，多路 复用器要加填充位，多路分解器要丢填充位。 这就是所谓准同步准同步。数字载波系统和 PDH PDH的主要问题 每次向/从高等级流(例如E3)插

8、入/取出一个支 流(例如E1)，必须完成组建E3的两个多路复用 器的全部操作。即每次上、下信号时都要将整 个通信码流拆开，插入或抽取支流，再重组， 代价昂贵、效率低下。 对采用这种多路复用技术的网络作监测、管理 十分困难。 基于上述原因，DS-3以上的等级很少使用。SONET/SDH SONET是一种光纤传输标准，80年代中 期由BellCore提出，由美国国家标准局 ANSI标准化，1988年发表，用于操作电 话公司的光纤网。 ITU-T在1989年建立了SDH标准。 SONET/SDH的开发是为了充分利用光纤 的高速传输能力，需要在DS-3等级以上 建立一个新的时分多路复用标准时分多路复用

9、标准。SONET/SDH标准信号帧 SONET的基本电信号块是一级同步传输信号 STSSTS-1(S Synchronous T Transport S Signal-level 1)。 多个 STS-1信号块可以组合形成高速率的N级 同步传输信号STS-N，速率是51.84Mbps的N倍 ， N最常用的值是1，3，12，48等。 SONET的光信号称 N 级光载波OCOC-N (OOptical C Carrier at level N)，光信号由电信号转换得到。SONET/SDH标准信号帧(续) SDH的标准信号块称为N级同步传输模块 STMSTM-N(S Synchronous T Tr

10、ansfer MModule- level N)，速率是155.52Mbps的N倍, N最 常用的值是1, 4, 16等。SONET/SDH信号等级SONET/SDH帧格式 SONET/SDH 帧在逻辑上可看作 9 9 行的矩阵。 STS-1 帧是 9 行90 列(字节)，STS-N 帧是 9行 90N 列，STM-N 帧是 9行270N 列。 每125 125 微秒微秒发送一个SONET/SDH帧，即80008000 帧帧/ /秒秒。STS-1的速率为 81088000 51.84Mbps。 帧的传输是按字节，一行接一行，从左到右， 从上到下。SONET/SDHSTS-1的帧格式A1A2H1

11、H23字节87字节SONET/SDHSTS-1的帧格式 头3列是开销字节，A1、A2是同步字节，表示 每个STS-1帧的开始； 后87列放用户数据，称为同步载荷信封 SPE (S Synchronous P Payload E Envelop)，其中第1列是 路径开销； SPE可以在帧中任一位置开始，载荷指针 H1H2 指示 SPE 第1字节的位置。 STS-1可传输28个DS-1，或1个DS-3，或21个 E1信号。SONET/SDH 高等级信号块和载荷指针 高等级信号块是由低等级信号块高等级信号块是由低等级信号块 ( (称支流称支流) ) 字节字节 交替得到交替得到，如STM-4由4个ST

12、M-1的信号字节交 替组成，STM-16由4个STM-4字节交替组成； 高等级信号帧中每一支流都有载荷指针载荷指针指示该 支流的开始。用这指针为各支流载荷定位，上 /下 (ADD/DROP) 信号方便。载荷指针是 SONET/SDH中多路复用同步新技术，是其成 功的秘密。SONET信号块的组合T1T3STS-1STS-1STS-1STS-3STS-3STS-3STS-3STS-12OC-12E/O.SONET/SDH 连锁的信号块STS-Nc 连锁的信号块STS-Nc (concatenated STS- N)是为了传输宽带载荷。 3个STS-1锁定在一起，作为一个信号块 ，称为STS-3c。

13、 STS-1最高可以连锁为STS-3c。高等级的 连锁信号块用多个STS-3c连锁而成。更 高等级用多个STS-12c连锁。波分多路复用 WDM 通过光纤的光信号可以包含许多频率(即波长) ，每个频率对应不同的颜色。光纤的发送器和 接收器一般只发送和接收特定的颜色。 所谓波分多路复用 WDMWDM (WWavelength D Division MMultiplexing)是指不同源的信息以不同的波长 在一根光纤上传播，互不干扰。光纤上传输的 不同信号波长对应不同的信道，称为信道波长 。 同一波段中信道间隔小于1.6nm的波分多路复 用称为密集波分多路复用 DWDMDWDM (D Dence

14、WWavelength D Division MMultiplexing)。波分多路复用 WDM (续) WDM 和 FDM 的原理类似，是将光波调制到 不同的波长，即不同的频率。 WDM 和 FDM 还是不一样，最明显的区别是 光的频率(THz)比无线电频率(MHz和GHz)高得 多。 FDM 运行在相对低的无线电频率，无线电信 号可通过任何传输介质传播，甚至大气中。而 WDM 只能在光缆中。波分多路复用 WDM (续) 90年代初 WDM WDM 系统的波段标准化为 15501550nmnm ，最初在一根光纤上可同时传送2个光波，后 来到16，重命名为 DWDMDWDM，后来到32，160 ， 个光波。信道波长一般等间隔，间隔为 1.6，0.8nm或更小。每个光波可操作在 2.5Gbps或10Gbps。 光信号经长距离光纤传输后需放大，目前常用 的光放大器工作波长为15301565nm，所以这 也是波分复用系统的工作波段。 WDM采用单模光纤，激光发射器。