传输培训讲义1

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1、编号：时间：2021年x月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第#页共40页讲课人：南京传输设备维护中心丁颖彪傅强第一部分基础知识第一章光纤传输原理作为电信三大支撑网之一，传输网提供给各种用户不同速率的接入通道，目 前设备提供的业务接口主要有电接口和光接口。其中电接口主要有64Kb/s、 2Mb/s、155Mb/s,除64Kb/s外，一般提供75 Q射频接口。光接口主要有155 Mb/s、 622Mb./s、2.5Gb/S和10Gb/S,接口电平在规定范围内可根据用户需要通过调整 光衰耗器改变。业务用户主要有局内用户和出租电路用户。局内用户包括交换、 数据、多媒体等；出租电路用户主要包括党

2、政军专线、大客户及其它运营商租用 电路等。第一节概述光纤是光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传 输媒介的一种通信方式。是目前传输的主要手段。光纤通信之所以发展迅猛，主要缘于它具有以下特点：1、 通信容量大、传输距离远。2、 信号串扰小、保密性能好。3、 抗电磁干扰、传输质量佳。4、 光纤尺寸小、重量轻，便于敷设和运输。5、 材料来源丰富，环境保护好。6、 无辐射，难于窃听。7、 光缆适应性强，寿命长。光纤通信与电通信的主要差异有两点：一是传输的是光波信号；二是传 送光信号的介质是利用光纤。目前光纤通信光源使用的波长范围是在近红外区内， 即波长为0. 81. 8mm之间。我

3、们已经知道，光波在光纤中传输时会带来一定的传输损耗。光纤每公里(km) 长度的损耗值直接关系到光纤通信系统传输距离的长短。通过对光纤传输特性研第2贞共40贞编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第#页共40页究发现，光纤对于不同波长的光波信号呈现不同的衰减特征。于是，很自然地就会将呈低损耗的波长用于光纤通信，并将低损耗波长点称为传输窗口。果一传印酊口口 HI#蝴缁第二传箱解口第三用幄口琳利散射 I/L红夕I跳收3知扑g1550波长(nm)光纤损耗特性目前光纤通信采用的通信窗口有三个(见图)，它们分别是：(1)短波长窗口，波长为0. 85mm。(2)长波长窗口为，波

4、长1. 31mm和1. 55mm。其中，在0.80.9mm波段内，损耗约为2dB/km左右；在1.31mm波长处损耗 为0. 5dB/km；而在1. 55mm处，损耗可降至0. 2dB/km,这已接近光纤的理论损耗 极限值。第二节 光纤通信的历史和现状光纤通信发展已经历了五代，这里简要介绍第三代以后的发展情况：1982年1988年的第三代光纤通信系统，采用1.31mm长波长单模光纤，光 纤损耗降至0. 3、0. 5dB/km,实用化、大规模应用是其主要特征，传输信号为准 同步数字系列(PDH)的各次群路信号，中继距离为50100km,于1983年以后 陆续投入使用，主要用于长途干线和海底通信，

5、是光纤通信重点推广应用阶段。19881996年的第四代光纤通信系统。主要特征是：开始采用L 55mm波 长窗口的光纤，光纤损耗进一步降至0.2dB/km,应用中主要用于建设同步数字 系列（SDH）同步传送网络，传输速率达2.5Gbit/s,中继距离为80120km,并 开始采用掺银光纤放大器（EDFA）和波分复用（WDM）器等新型器件。1996年今的第五代光纤通信系统。主要特征是：采用密集波分复用（DWDM） 技术的全光网络开发与应用，充分利用光纤低损耗波段潜在容量实现传输系统的 急剧扩容。采用DWDM技术不仅仅是带来巨大容量方面的好处，可以预计，随着 DWDM技术的推广应用，将会对现行的光纤

6、网络带来深刻的变革，最终会成为全 光网络的基石。第二章同步数字体系（SDH）原理简介 第一节SDH概述一、 什么是同步数字体系（SDH）SDH的概念源自美国AT&T贝尔实验室的SONET。这是在80年代初为解决标 准光接口问题而提出的。随后不断的发展显示出这种概念的潜在革新作用，因而 于一九八八年CCITT （现ITU-T）采纳了这个概念，后来就形成了同步数字体系 （SDH）由于SDH是为克服PDH的缺点而产生的，因此它是先有目标再定规范，然 后研制设备，这个过程与PDH的正相反。显然，这就可能最大限度地以最理想的 方式来定义符合未来通信网要求的系统和设备。一九八八年原CCITT通过三个 SD

7、H的基本建议，标志着数字传输的新纪元。现在SDH已成为本领域的发展热点。同步数字体系（SDHSynchrounous Digital Hierarchy）所包含的内容非常 丰富：它既是一套新的国际标准，乂是一个组网原则，也是一种复用方法。最 重要的是，它提供了一个在国际上得到支持 的框架，从而在此框架基础上就可 发展并建成一种灵活、可靠和能进行遥控管理的世界电信传输网。这种未来的 传输网可以非常容易地扩展和适应新的电信业务。此标准使不同厂家生产的设备 第4页共40贞编号：时间：2021年X月X日 书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第#页共40页之间进行互通成为可能，这正是网络建设者长期以来

8、一直期求的。对于用户和 电信网的运行者来说，这套SDH标准可以保证未来的信息技术发展将会是有条不 紊的，他们不必担心不兼容性或网络的过时。具体来说，SDH是一套数字传送结 构，供用来通过物理传输网络传送经适配的业务信息G争负荷)；它是设计成多 用途的，以允许传 送各种类型的信号，包括G. 702规定的PDH信号在内。二、 SDH的特点SDH网的主要特点是同步复用、标准光接口和强大的网管功能，这三点在后 面都要详细说明oSDH网络还是一个非常灵活的网络，这体现在以下几个方面。SDH统一了北美、日本和欧洲三个地区性标准，各种数字传送信号在STM-1 等级以上获得统一，使国际电信互通成为可能。1、

9、由于SDH电信传送采用了同步复用方式和灵活的映射结构，可以利用 软件实现高阶信号与低阶支路信号之间所谓的一步复用，上下业务十分容易，大 大简化了交叉连接设备。2、 由于SDH帧结构中安排了大约占总信号5%的丰富的开销比特，极大的 加强了网络的运行、管理和维护能力。3、 SDH传送网具有信息传送透明性。4、 统一了网络接口标淮，使不同厂家的产品可以直接互通，各种传送媒质如光纤、数字微波等可以直接连接，组网十分方便。5、 网络兼容能力强，它能与现有的PDH完全兼容，并容纳各种新的业务信号。三、 SDH与PDH的比较在SDH之前，多年以来一直到现在还在使用的数字传输设备均属于准同步数 字系列(PDH

10、)o现代及未来通信网络在可靠性、灵活性和针对性这三方面要求特别突出。反映在网络功能上则需要具有以下的能力： 强大的网络管理 自愈 重组或恢复此外，对设备而言，还对兼容性、经济性、适应性和可升级性等方面提出 更高要求。以下我们就PDH的特点来说明为什么要引入SDH这一概念。现存的PDH网是在原有的模拟电话网的基础上引入PCM数字传输技术而发展 起来的。因此：它主要是为话音业务而设计，不具备带宽及信息的多样化服务能 力，传输网的基础是点对点的连接，难于提供网络拓扑的灵活性。PDH传输设备采用复式定帧和码速调整技术，按固定的复用结构，通过异步 复用形成各次速率等级的信号。从2Mbit/s到140Mb

11、it/s,其中2/8, 8/34, 34/140Mbit/s的复用/反复用器一个都不能少。如此，使得通信系统的组成和操 作复杂，特别是当要从较高等级的数字信息流中提取（或插入）低等级的通路信息 时，不能直接进行，必须逐级进行复用或反复用，例如从140Mbit/s信息流中提 取（或插入）2Mbit/s的通路信息，必须经过三次复用/反复用的过程。上/下电路 困难，设备复杂而不灵活。PDH的网络管理能力差。由于PDH复用的帧结构中只能提供十分有限的额外 信息传输容量（备用比特或服务比特），因此它不能为强大的网管系统提供足够的 信息通道。PDH系统实际上是先有设备后有国际建议标准。既成事实使得CCIT

12、T建议的 PDH实际上不是一个数字系列而是三个系列（北美、日本的1.544Mbit/s以及欧 洲的2. 048Mbit/s）,如此不仅网内的设备复杂而且会造成不同设备之间的接口 困难。PDH光纤传输系统的兼容性差。CCITT未能为光纤传输设备提供统一的光接 口标准。由于线路编码以及监控等方面的差异，现有PDH的光纤设备均存在着兼 第13贞共40页编号：时间：2021年X月X日 书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第#页共40页容性问题。不同厂家的设备都只能在CCITT（现称ITU-T）建议的电接口互连。根 据上述特点，我们应不难理解，为什么CCITT只对PDH的14次群系统作出建 议，而没有

13、沿着这条路子继续对565Mbit/s的五次群系统正式作出建议（尽管这 种设备早已制造出来并投入应用）。而PDH的这些不足在SDH中都得到了有效的解决，所以CCITT （ITU-T）认为 采用SDH才是满足未来通信网要求的解决方案。以下是SDH与PDH的比较1、复用方式及传输技术不同PDH的复用方式是逐级复用，而SDH则一步到位就可完成。由图示可以清楚 的看到它们之间的区别。2、其它有关比较见表:表】PDH与SDH的比较类别PDHSDH1线路码CMLmBIP.mBnB 等犹码的NR7 （可省去光传输中的码型变换2对长连”-和长连“0”的处理HDB3 或 CM1在帧中已考虑了扰码等措施,输出NRZ

14、已 不带长连和长连0的化了接口3复用比特间交插字节间交插4不同等级的机无关有固定关系5桢周期不同各级都为125微秒6帧的开销甚少，难于满足今后网络 的需要很多（以字节为单位）,可满足当前及今后的 网管需要（如切换,监控,公务区间通信）7横向兼容性各厂家的产品互不兼容各厂家的产品兼容8网络调度及自 愈功能较差强，灵活9网管网管通信通道带宽不足，建 产集中及传输网困难提供标准化的传揄网络维护管理功能10复用逐级码速调整复用低阶和高阶信号的复用一次到位11标准化存在地区性的互为独立的三 大数字体系国际性的同步标准，各国都能接受12组网主要为话音业务设计,兼乏 网络拓扑的灵活性,设备本 身没有数字交叉

15、功能姐网灵活,充分考虑未来的发展，设备具有 救宇交叉能力.上/下业务十分容易，也使 数字交叉连接（DXC）的实现大大简化13机架以条型架为主宽架较少以宽架为主14业务频带 利用率高（140Mb/s 包含 64 个 2Mb/s 其利用率为%）低（155Mb/s包含63个2Mb/s其利用率 为 83%）15设备贪杂程度简单复杂:采用了指针调整机理,增加了. 设备复杂16控制方式软件控制较少，电路调度以 DDF为主的人工方式大规模地采用软件控制（经由ADM, DXC 及网管设备）四、SDH网络设备第13贞共40页编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 页码：第1。页共4。页书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第9页共4。页SDH传输网是由一些SDH网络单元组成的。SDH设备主要有：同步终端复用 器 STM (Synchronous Terminal Multiplexer),分插复用器 ADM(Add/Drop Multiplexer)和同步交