《光通信的基础》PPT课件.ppt

1,引言：通信网、传输、SDH,1.通信网的结构,2.SDH在通信网中的位置,3.其他传输技术：微波、卫星、裸光纤、电缆等,2,内 容 提 要,第一部分：SDH的基本概念和原理,1、SDH基本概念2、帧结构与段开销3、复用与映射4、通道开销5、净负荷指针,3,2.3 保护与恢复,2.2 同步与定时,第二部分：SDH设备,2.1 网元,4,3.4 网络管理系统,3.1 光纤线路与光接口,3.2 网络性能,3.3 测试,第三部分：SDH网络,5,一、PDH缺点 没有国际统一的速率标准 2M系列：2M、8M、34M、140M、565M；1.5M系列：北美：1.5M、6.3M、45M、274M；日本：1.5M、6.3M、32M、100M；没有国际统一的光接口规范（多种码型变换方案）上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高：需要用硬件进行逐级复用与解复用（背靠背）；网络的OAM能力差：无足够的开销字节。,SDH基本概念(一）,6,二、SDH特点 优点：速率统一：155M、622M、2.5G、10G；光接口与帧结构统一：STM-N（N=1、4、16、64）；一步复用特性：可从高速信号中直接提取/接入低速信号 强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化：丰富的开销（码流量的5%）、强大的软件技术；组网灵活、网络的生存性强：可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级；前、后向兼容。缺点：带宽利用率稍低，如155M仅包括63个2M或3个34M。,SDH基本概念(二）,7,SDH与PDH分插信号的比较,8,STM-1 分插复用器功能,9,三、SDH基本概况1、等级与速率,SDH基本概念(三）,10,SDH 与 SONET的标准速率,11,2、SDH设备.终端复用器 TM 在线形网的端站，把PDH/SDH 支路信号复用成SDH线路信号，或反之。,SDH基本概念(四）,12,.分插复用器 ADM 设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。,SDH基本概念(五）,13,.再生器 REG 设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。,SDH基本概念(六）,14,.数字交叉连接设备 DXC 兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复与保护等多项功能的SDH 设备。,SDH基本概念(七）,15,3、SDH网络拓扑.线形网,SDH基本概念(八）,16,.环形网,SDH基本概念(九）,17,.枢纽网,SDH基本概念(十）,18,.网状网,SDH基本概念(十一）,19,SOH：段开销AU PTR：管理单元指针POH：通道开销,帧结构与段开销(一）,20,SOH：段开销是指STM帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须的附加字节，主要是供网络运行、管理和维护使用的字节。SOH可进一步划分为再生段开销RSOH和复用段开销MSOH。AU PTR：管理单元指针是一种指示符，主要用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置，以便在接收端正确的分解。Payload：信息净负荷就是帧结构中用户所需要的真正的信息。其中还包括少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销字节（POH）。,21,一、STM-1 SOH 字节安排,9 列,帧结构与段开销(二）,22,二、SOH开销字节功能 1.A1、A2：帧定位字节（F6 28 H）；2.J0：再生段跟踪字节，使收、发能正确对接；3.B1：再生段比特间插奇偶校验字节(BIP-8)；校验矩阵,帧结构与段开销(三）,23,4.D1 D3：再生段数据通信通道，可传送再生段运行数据；5.D4 D12：复用段数据通信通道，可传送复用段运行数据；6.E1、E2：公务联络字节；7.F1：使用者通道字节，用于维护的数据/音频通道 8.B2：复用段比特间插奇偶校验字节(BIP-N24)；工作原理与B1相同；9.K1、K2：自动保护倒换字节，执行APS协议；其中：K1的b5 b8为请求保护倒换的局站编号，K2的b1 b4为倒换到保护通路上的局站编号。,帧结构与段开销(四）,24,STEP1：B站检测出工作通路故障后，利用上行保护光纤发出K1字节，K1字节中包含故障通路编号数。STEP2：A站收到K1字节后，完成下行工作光纤到保护光纤的桥接，并利用下行保护光纤送出K1、K2字节，其中K1字节作为倒换要求，K2字节作为证实。STEP3：B站收到K2字节后，经过对通道编号的确认后进行下行工作光纤到下行保护光纤的桥接，同时根据K1字节的要求进行上行工作光纤和保护光纤的桥接。之后，利用上行保护光纤送出K2字节。STEP4：A站收到K2字节后，完成上行工作光纤和保护光纤的桥接。APS完成。,自动保护倒换（APS）与K1、K2字节,25,10.S1：同步状态字节，指示同步状态、时钟级别等；其中b1 b4暂不使用，b5 b8 表示时钟级别等；b5 b8=0010：G.811 时钟，0100：G.812 时钟（转接局），1000：G.812（端局）1011：设备时钟，1111：不能用于同步。11.M1：复用段远端差错指示，指示B2的误块检测结果。其中b1暂不使用；b2 b8：用二进制编码方式，对B2的误块检测结 果进行误块计数。,帧结构与段开销(五）,26,一、SDH复用特点 1、字节间插复用 各支路信号按字节顺序进行间插排列以形成更高速 率的信号；各支路信号在帧中的位置固定，可直接提取/接入。2、净负荷指针技术 用软件指针指示净负荷在帧中的位置；允许支路信号速率有差异（可进行速率调整）；不使用125 s缓存器，避免滑动损伤。,复用与映射(一）,27,二、参与复用与映射的单元1、信息容器 C 用于装载各种速率业务信号的信息结构。国际规范了5种信息容器，我国使用其中的三种：,种类,C-12,C-3,C-4,装载信号种类,2 Mb/s,34/45 Mb/s,140 Mb/s,结 构,9行4列2,9行84列,9行260列,速率（Mb/s）,2.176,48.384,149.760,复用与映射(二）,28,2、虚容器 VC 是用来支持SDH通道层连接的信息结构。VC 是由信息容器C加上通道开销POH构成。国际规范了5种虚容器，我国使用其中的三种：,种类,VC-12,VC-3,VC-4,装载信号种类,2 Mb/s,34/45 Mb/s,2/34/45/140 Mb/s,结 构,9行4列1,9行85列,9行261列,速率（Mb/s）,2.240,48.960,150.336,复用与映射(三）,29,VC-12 VC-3,复用与映射(四）,30,注：TUG3=7TUG-2=21 TU-12（21 VC12）TUG3=TU-3（VC-3）,复用与映射(五）,31,3、支路单元 T U 是在高阶VC与低阶VC之间进行适配的信息结构。TU是由低阶VC加上支路单元指针TU PTR构成。,复用与映射(六）,32,复用与映射(七）,33,4、支路单元组 T UG 由几个TU或TUG进行字节间插复用组成。,复用与映射(八）,34,复用与映射(九）,35,5、管理单元 AU-4 是在高阶VC与复用段之间进行适配的信息结构。AU是由高阶VC加上管理单元指针AU PTR构成。,复用与映射(十）,36,三、我国规范的SDH复用与映射结构,校准,复用与映射(十一）,37,四、字节间插复用 各支路信号按字节顺序进行间插排列，形成更高速率信号。,复用与映射(十二）,38,五、映射1、何谓映射 映射就是在SDH网络边界把各种业务信号适配进相 应的虚容器。如：把2Mb/s信号适配进VC-12；把34（或45）Mb/s信号适配进VC-3；把140Mb/s信号适配进VC-4。,复用与映射(十三）,39,2.SDH映射种类.异步映射 用码速率调整的方法把与网络同步或不同步的支 路信号映射进相应的虚容器。优点：对映射信号无任何限制性要求：如信号速 率的高低、是否具有帧结构等；接口简单、应用灵活。缺点：不能直接提取/接入支路信号。,复用与映射(十四）,40,.字节同步映射 无需进行速率调整，直接把支路信号适配进虚容器。对映射信号要求：速率必须与网络同步（仅含N64 kb/s）,必须具有块状帧结构。优点：可直接提取/接入低速支路信号。缺点：对映射信号有限制性要求；硬件接口较复杂。.比特同步映射 要求映射信号速率必须与网络同步，但可不具有一定 的帧结构。与PDH相比，无明显优势；尚无人采用。,复用与映射(十五）,41,3、2Mb/s信号异步 映射进VC-12,W=DDDDDDDDD：数据比特R：填充比特O：开销比特C：调整控制比特S：调整机会比特,VC-12（子帧）的速率为2.240 Mb/s；映射信号的速率为2.048 Mb/s；进行速率调整后（加入填充毕特R），适配进虚容器VC-12。,复用与映射(十六）,42,一、高阶通道开销 VC-4/VC-3 POH1、位置与结构,通道开销(一）,43,2、开销字节功能 J1：通道跟踪字节，使收、发正确对接；B3：通道奇偶校验字节(BIP-8)；C2：信号标记字节,指示VC-4的结构；VC-4可能包含1140M、334/45M、632M；G1：通道状态字节：远端差错指示REI（误码计数）、远端缺陷指示 FDI；F2、F3：使用者通道；H4：位置指示字节：指示TU子帧在复帧中的位置；K3：通道自动保护倒换字节(APS)；N1：网络操作者字节。,通道开销(二）,44,二、低阶通道开销 VC-12 POH1、位置与结构,通道开销(三）,45,2、开销字节功能 V5：通道状态与信号标记，b1b2：奇偶校验 BIP-2；b3：指示误码检测结果；b4：远端失效指示；b5b6b7：信号标记，映射方式；b8：远端接收失效指示。J2：通道跟踪字节：使收、发正确对接；N2：网络操作者字节；K4：通道自动保护倒换字节。,通道开销(四）,46,一、净负荷指针概念1、作用 指示净负荷的位置：净负荷的第一个字节相对 于指针最后一个字节的偏移量；进行速率调整：容纳净负荷速率偏差。2、种类 管理单元指针 AU PTR；支路单元指针 TU-3 PTR、TU-12 PTR。,净负荷指针(一）,47,二、管理单元指针 AU PTR1、位置与结构,净负荷指针(二）,48,2、H1、H2、H3 字节安排,净负荷指针(三）,49,3、H1、H2、H3 字节功能.净负荷位置指示 10比特指针指示净负荷的第一个字节相对于第三个H3字节的偏移量。.对净负荷VC-4进行速率调整 正调整:5个I比特反转；在净负荷前面加3个填充字节；指针值加1。负调整:5个D比特反转；在净负荷前面3个字节移到3个H3字节中；指针值减1。.新数据标识 NDF 指示净负荷中的新数据变化。正常时：NDF=0110 有新数据时：NDF=1001,净负荷指针(四）,50,三、支路单元指针 TU-3 PTR1、位置与结构,净负荷指针(五）,51,2、H1、H2、H3 字节安排,净负荷指针(六）,52,3、H1、H2、H3 字节功能.净负荷位置指示 10比特指针指示净负荷的第一个字节相对于H3字节的偏移量。.对净负荷VC-3进行速率调整 正调整:5个I比特反转；在净负荷前面加1个填充字节；指针值加1。负调整:5个D比特反转；在净负荷前面1个字节移到H3字节中；指针值减1。.新数据标识 NDF 指示净负荷中的新数据变化。正常时：NDF=0110 有新数据时：NDF=1001,净负荷指针(七）,53,四、支路单元指针 TU-12 PTR1、位置与结构,净负荷指针(八）,54,2、V1、V2、V3 字节安排,净负荷指针(九）,55,3、V1、V2、V3 字节功能.净负荷位置指示 10比特指针指示净负荷的第一个字节相对于V2字节的偏移量。.对净负荷VC-3进行速率调整 正调整:5个I比特反转；在V3字节后面加1个填充字节；指针值加1。负调整:5个D比特反转；在净负荷前面1个字节移到V3字节中；指针值减1。.新数据标识 NDF 指示净负荷中的数据变化。正常时：NDF=0110 有新数据时：NDF=1001,净负荷指针(十）,56,如何理解POH与SOH？（1）,57,1、段开销、通道开销都是为了保证信号正常灵活传送所必须附加的供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。,2、段开销、通道开销是从不同的层面来监视、管理信号的传送。RSOH、MSOH分别对应于再生段和复用段，而HPOH和LPOH分别对应于VC-3/VC-4和VC-12（参见上页图）。,如何理解POH与SOH？（2）,58,第一部分学习要点,1掌握SDH、PDH的基本概念和SDH的优缺点2了解段开销、通道开销中各字节的含义3了解SDH各级速率（STM-1到STM-64）4SDH设备的四种基本类型5常见SDH网络的拓扑结构6以STM-1为例，简述帧结构的组成部分和作用7映射的种类和应用8G.707标准中，指针的种类和应用9简述SDH复用的特点10根据我国规定的SDH复用映射结构，简述2Mbps信号在STM-1中的复用过程,59,一、同步复用设备的种类1、终端复用设备TM 从PDH/SDH 支路信号到SDH线路信号的复用；或反之。,同步复用设备(一）,60,2、分插复用设备 ADM 在不分接和终结线路信号的条件下，可将任何支路信号接入或解出。,同步复用设备(二）,61,3、再生设备 REG 在无须上下电路的局站，对因长距离传输而衰减 的SDH线路信号进行整形、定时、数据再生。,同步复用设备(三）,62,同步复用设备(四）,二、同步复用设备的特点1、一步复用 可直接提取/接入低速支路信号（如从2.5G提取2M）。2、较强的交叉连接能力 能对支路信号进行交叉处理，以实现线路-线路、线路-支路、支路-支路间的交叉连接。3、强大的OAM能力 利用丰富的开销字节，对网络与设备的运行、管理与 维护方面进行管理。,63,同步复用设备(五）,4、灵活的组网能力 可组成线形网、树形网、枢纽网、环形网、网状网等。其中最富有代表性的是环形网；而且进一步可组成相 交环、相切环、环带链、环带子环等更复杂网络。5、网络具有很强的生存性 当组成环形网时（包括相交环、相切环、环带链、环 带子环等），网络具有自愈能力。网络可在线升级。,64,同步复用设备(六）,三、设备性能要求1、误码性能 在设计所考虑的工作条件范围内,应无误码运行。2、同步性能.外同步定时方式 又称跟踪方式。即设备内部的时钟严格跟踪(锁定)从外部输入的定 时基准信号。,65,同步复用设备(七）,外同步定时方式,66,同步复用设备(八）,.提取定时方式 设备从含有定时基准信息的外来信号中提取定时。A).线路定时 所有的发送时钟，皆从某一特定的STM-N接收信号中提取 定时。,提取时钟 发送时钟,67,同步复用设备(九）,B).通过定时 STM-N发送时钟，从其同方向终结的STM-N接收信 号中提取定时。,提取时钟 发送时钟,68,同步复用设备(十）,C).环路定时 STM-N发送时钟，从其同侧的STM-N接收信号中提 取定时信号。,提取时钟 发送时钟,69,同步复用设备(十一）,.内部定时方式 当外同步定时与提取定时不能正常工作时，设备转入 内部定时工作方式。A).保持模式 设备模拟它在24小时以前存储的同步记忆信息来维持 设备的同步状态；其精度要求为：0.37ppm。B).自由运行模式 超过24小时以后，设备内部存储的同步记忆信息 已经用完，此时利用其内部的振荡器产生的信号 作为同步信号；其精度要求为：4.6ppm。,70,同步复用设备(十二）,、定时保护倒换与恢复 设备应具有二个以上的外同步信号输入接口。A）、定时保护倒换功能 当高等级的外同步源失效时，设备应能自动倒 换到较低级别的外同步源。B）、恢复功能 而当高等级外同步源恢复正常后，设备应能再 恢复到从高级别的外同步源获取定时信号。,71,同步复用设备(十三）,3、定时性能 抖动与漂移.抖动与漂移含义 抖动：数字信号的特定时刻（如最佳抽样时刻）与理 想时刻位置的短时间偏差。噪声、码间干扰、时钟的不稳定；映射、指针 调整等是产生抖动的主要原因。漂移：数字信号的特定时刻（如最佳抽样时刻）与理 想时刻位置的长时间（10Hz以下）偏差。温度的变化是产生漂移的主要原因。,72,同步复用设备(十四）,.输入抖动与漂移容限A）.STM-N光接口输入抖动与漂移容限 在STM-N 输入信号上使光设备产生1dB光功率 代价的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。B）.STM-N电接口输入抖动与漂移容限 在STM-N 输入信号上使设备刚刚不产生误码的 最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。C）.PDH接口输入抖动与漂移容限 在PDH 支路输入信号上使设备刚刚不产生误码 的最大正弦抖动(漂移)峰-峰值。,73,.抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下，设备在其输出端所产生 的最大正弦抖动（漂移）峰-峰值。A）.STM-N光接口抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下，用12KHz高通滤波器在 设备的光接口输出端测得的抖动根均方值（RMS）。B）.STM-N电接口抖动与漂移的产生 在无输入抖动的条件下，用规定滤波器在设备的 电接口输出端测得的抖动根均方值。,同步复用设备(十五）,74,C）.映射抖动与漂移 又称因支路信号映射产生的抖动与漂移。是指在无指针调整的条件下，因进行映射、去映射处理所产生的输出抖动与漂移值。D）.指针调整抖动与漂移 因进行指针调整而产生的抖动与漂移值。E）.结合抖动 是考虑支路映射与指针调整同时发生时所产 生的抖动值。,同步复用设备(十六）,75,同步复用设备(十七）,.抖动与漂移传递函数 输出STM-N信号的抖动值与加在输入STM-N信 号上的抖动值之比，随频率而变化的关系。目前，该参数仅适用于再生器（0.1dB）。,76,4、交叉性能 为保证对系统容量中的支路信号进行调度，以完成 按需求组网、上下电路、电路调度等，同步复用设 备应具有较强的交叉连接功能。.交叉类型 应能进行高阶交叉与低阶交叉。高阶交叉：是指对VC-4级信号的交叉连接。低阶交叉：是指对VC-12级信号的交叉连接。具有低阶交叉连接能力，才能直接从高 速信号中上下2M电路。,同步复用设备(十八）,77,、交叉容量 交叉容量以VC-4为单位；一般写为 n n VC-4。交叉容量视同步复用设备的STM-N级别不同而不同。交叉能力强的2.5G ADM设备（单系统），其高阶交叉 容量为：96 96 VC-4；其中线路信号为：4 16 VC-4；支路信号为：32 VC-4。,同步复用设备(十九）,78,同步复用设备(二十）,.交叉类型 设备至少应具有以下几种交叉工作类型：单向：被交叉连接的端口只能作为输出。双向：每个端口既能接入输出信号，又能接入输入 信号。广播：一个输入信号可以与一个以上的端口相连接。,79,同步复用设备(二十一）,.交叉方向 应支持线路-线路、线路-支路、支路-支路的交叉连接。线路-线路：主要用于未下载支路信号的继续传送；线路-支路：主要用于支路信号的上、下载；支路-支路：主要用于环带子环、子链时，子网之间或子 链之间的业务信号往来。,80,同步复用设备(二十二）,四、同步复用设备的系统结构,81,同步复用设备(二十三）,1、线路接口 完成线路信号STM-N的光-电转换；进行管理单 元的指针处理；生成/终结段开销。2、交叉矩阵 按需求对线路信号或支路信号中的高阶VC或低 阶VC进行交叉连接，实现线路-线路、线路-支 路、支路-支路间的交叉连接；满足上、下电路 等功能。,82,、交叉矩阵容量 交叉矩阵的容量一般与线路信号的级别有关。如：中兴2.5GADM的高阶交叉容量为 96 96VC-4；、交叉性能 一般应具有高阶交叉与低阶交叉能力。交叉连接还有时分与空分之别。,同步复用设备(二十四）,83,3、支路接口 在局站完成上、下业务信号。支路接口有2M、34M、45M、140M、155M等 种类；对于SDH支路接口还有光、电之分。4、定时单元 对内：向设备的各单元提供定时信号。对外：或跟踪外同步定时信号；或从线（支）路信号中提取定时；或以保持/自由运行方式提 供定时。,同步复用设备(二十五）,84,同步复用设备(二十六）,5、通信与控制单元 采集设备各单元的数据；通过DCC通道传到网关，然后由网关提供给网管系统；另一方面，接收网管系统的命令并执行。6、公务单元 提供公务联络电话。,85,数字交叉连接设备(一）,一、DXC概念1、定义 拥有一个或多个准同步或同步数字端口，并可以对其任意端口的速率信号（和/或子速率信号）和其它端口的速率信号（和/或子速率信号）进行可控透明的连接与再连接。,86,数字交叉连接设备(二）,2、规范化表示：DXC x/y x：DXC 端口的速率最高等级；y：可进行交叉连接的最低速率等级；1：VC-12、2M信号；3：VC-3、34/45M信号；4：VC-4、140M、155M信号；5：STM-4（622M）信号；6：STM-16（2.5G）信号。如：DXC 4/1，其端口最高速率为155M，可进行交叉连接的信号有VC-12、VC-3、VC-4。,87,数字交叉连接设备(三）,二、DXC的基本技术特点1、与常规数字交换机SPC区别.交换对象不同 DXC交换对象是宽带信号；SPC的交换对象是窄带信号即64kb/s话音信号。.状态持续时间不同 DXC的状态持续时间是半永久性的，其持续时间最少为几十天；SPC的接续状态是动态的，其持续时间一般仅为几分钟。,88,数字交叉连接设备(四）,.阻塞性设计不同 DXC设计是无阻塞的；SPC设计是允许有阻塞的。.透明度不同 DXC的交叉连接是透明的；SPC的交换接续是不 透明的。.控制交叉（交换）的主体不同 DXC的交叉连接是由操作系统控制；SPC的交 换接续是由用户控制，即按信令进行。,89,数字交叉连接设备(五）,2、交叉连接方式.单向连接 被交叉连接的端口只能作为输出。.双向交叉连接 交叉连接的端口既可接入输出信号，也可以接入输入 信号。.广播方式 输入的VC信号可以和一个以上的VC信号（可 属于不同端口）相连接。,90,数字交叉连接设备(六）,.环回方式 输出信号和本端口的输入信号相连接。.分离接入方式 把端口的输入信号就地终结,把某些辅助信号插入 进去,然后再利用单向连接功能把它们交叉连接到 其它端口。,91,数字交叉连接设备(七）,三、DXC的系统结构,92,数字交叉连接设备(八）,四、DXC的应用1、多种网络的网关 可作SDH网与PDH网的网关,长途网与中继网的网 关，中继网与用户网的网关等。2、电路调度 在多个网络的汇接点，用DXC实现网络之间的业 务流动或电路调度。,93,数字交叉连接设备(九）,3、网络的保护与恢复.集中控制法 网络的保护与恢复由中心系统控制。庞大的数据库中存有网络各节点的全部信息（节点的业务流量、交叉状态、空闲路由等）；一旦网络的某链路发生故障，中心系统会根据数据库中各节点存放的信息，计算和模拟出多个替代路由；最后选择一条最佳替代路由，并据此发布执行命令让各节点进行相应的操作，建立起新的替代路由。,94,数字交叉连接设备(十）,.分布控制法 网络的保护与恢复由各个节点分散控制。当网络中的某链路发生故障时，故障的源节点会向网络中的所有节点发出要求提供空闲信道的信息，直至故障链路的另一端（终节点）。各节点都会提供与其相邻节点的空闲信道，直到搜寻出一条从源节点到终节点（故障链路）的最佳替代路由。最后，各节点执行相应的操作，建立起新的替代路由。,95,ITU-T曾采用基本功能块的方法对SDH设备进行规范，它将设备功能分解为一系列标准功能块，不同的设备由这些基本的功能块灵活组合而成，以完成设备不同的功能。通过基本功能块规范了设备的标准化，同时也使规范具有普遍性，叙述清晰简单。,1、基本功能块,功能参考模型,2、原子功能模型,在基本功能块的基础上进行了更加详细的划分，可以与专用集成电路（ASIC）和软件描述直接挂钩。,96,2M/34M,HOA,S,T,U,LOI,S,T,U,HPC,S,T,TTF,S,T,U,HOI,S,T,U,LPC,S,T,G.703,G.703,140M,STM-N,Y,P,N,SEMF,MCF,SETS,SETPI,OHA,Q,F,外同步,OHA接口,S,S,Y,S,P,N,管理参考点S,时钟参考点T,管理开销接入参考点U,基本功能块,复用段DCC参考点,再生段DCC参考点,同步状态参考点,97,1.TTF:传送终端功能,主要作用是将网元接收到的STM-N信号(具有帧结构的光信号或电信号)转化成净负荷信号(VC-4),并终结段开销,或作相反的变换.一般由光接口板或开销处理板完成此项复合功能.2.HOA:高阶组装器,主要功能是按照映射复用路线将低阶通道信号复用到高阶通道信号(如多个VC-12复用到VC-4),或作相反的处理.此功能可能在低速线路接口板或开销处理板上实现.3.HOI:高阶接口,主要功能是将140Mbps信号映射到C-4中,并加上高阶通道开销POH构成完整的VC-4信号,或者相反的处理.由140Mbps支路板完成此功能.4.LOI:低阶接口,主要功能是将2Mbps或者34Mbps的PDH信号映射到C-12或者C-3中，并加入通道开销,构成完整的VC-12或者VC-3,或作相反的处理.由低速线路接口板实现.,复合功能块,98,1.HPC:高阶通道连接,其核心是一个连接矩阵,它将若干个输入的VC-4连接到若干个输出的VC-4,输入和输出具有相同的信号格式,只是逻辑次序上有所不同而已.物理设备上此功能一般由交叉板完成2.LPC:低阶通道连接,功能是将输入口的低阶通道信号(VC-12/VC-3)分配给输出口的低阶通道,输入和输出具有相同的信号格式,只是逻辑次序上有所不同而已.物理设备上此功能一般与HPC一起由交叉板完成,HPC与LPC,99,辅助功能块SEMF、MCF、OHA、SETS、SETPISEMF：同步设备管理功能块DCC（D1D12）通道的OAM内容是由SEMF决定的，并通过MCF在RST和MST中写入相应的字节，或通过MCF功能块在RST和MST提取D1D12字节，传给SEMF处理。MCF：消息通信功能块MCF上的N接口传送D1D3字节（DCCR），P接口传送D4D12字节（DCCM），F接口和Q接口都是与网管终端的接口.,100,SETS：同步设备定时源功能块SETS时钟信号的来源有4个：由SPI功能块从线路上的STM-N信号中提取的时钟信号；由PPI从PDH支路信号中提取的时钟信号；由SETPI（同步设备定时物理接口）提取的外部时钟源，如：2MHz方波信号或2Mbit/s；由SETS的内置振荡器产生的时钟。SETS对这些时钟进行锁相后，选择其中一路高质量时钟信号，传给设备中除SPI和PPI外的所有功能块使用;同时SETS通过SETPI功能块向外提供2Mbit/s和2MHz的时钟信号，,101,SETPI：同步设备定时物理接口SETS与外部时钟源的接口，SETS通过它接收外部时钟信号或提供外部时钟信号OHA：开销接入功能块从RST和MST中提取或写入相应E1、E2、F1公务联络字节，进行相应的处理,102,TM设备的典型功能块组成,103,英文缩写说明英文缩写说明英文缩写说明SPISDH物理接口RST再生段终端MST复用段终端MSP复用段保护MSA复用段适配PPIPDH物理接口LPA低阶通道适配LPT低阶通道终端LPC低阶通道连接HPA高阶通道适配HPT高阶通道终端HPC高阶通道连接HOI高阶接口HOA高阶适配TTF传送终端功能LOI低阶接口OHA开销接入功能SEMF同步设备管理功能MCF消息通信功能SETS同步设备定时源SETPI同步设备定时物理接口,104,SPI：SDH物理接口功能块主要完成光/电变换、电/光变换，提取线路定时，以及相应告警的检测。1）收方向信号流从A到B光/电转换，提取线路定时信号并将其传给SETS（同步设备定时源功能块）锁相。2）发方向信号流从B到A 电/光变换，定时信息附着在线路信号中。可能产生告警R-LOS：信号丢失，输入无光功率、光功率过低、光功率过高，使BER劣于10-3。,105,RST：再生段终端功能块RST是RSOH开销的源和宿1）收方向信号流B到C 若R-LOS告警信号，即在C点处插入全“1”（AIS）信号；若是正常信号流，那么RST开始搜寻A1和A2字节进行定帧-对除再生段开销第一行外的所有字节进行解扰码-提取RSOH并进行处理:校验B1字节;E1、F1字节提取给OHA;D1D3提取传给SEMF.2）发方向信号流从C到B 产生RSOH;对除再生段开销第一行外的所有字节进行扰码.可能产生告警OOF（A1、A2/5帧），LOF（A1、A2/3ms），RS-BBE（B1）,106,107,MST：复用段终端功能块MST是复用段开销的源和宿1）收方向信号流从C到DMST提取K1、K2字节中的APS（自动保护倒换）协议送至SEMFMST功能块校验B2字节;将S1（b5b8）恢复传给SEMF;D4D12字节提取传给SEMF;E2提取出来传给OHA,108,2）发方向信号流从D到CMST写入MSOH：OHA来的E2；SEMF来的D4D12；MSP来的K1、K2，写入相应B2字节、S1字节、M1等字节。,可能产生告警：MS-AIS（K2b6b8/111）/全“1”、MS-RDI（K2b6b8/110），MS-BBE（B2），MS-REI（M1），MS-EXC（B2）/全“1”,109,MSP：（复用段保护功能块）1）收方向信号流从D到E若MSP收到MST传来的MS-AIS或SEMF发来的倒换命令，将进行信息的主备倒换，正常情况下信号流从D透明传到E。2）发方向信号流从E到DE点的信号流透明的传至D，E点处信号波形同D点。复用段倒换的故障条件是:R-LOS、R-LOF、MS-AIS和MS-EXC（B2）,110,MSA：复用段适配功能块MSA的功能是处理和产生AU-PTR，以及组合/分解整个STM-N帧，即将AUG组合/分解为VC4。1）收方向信号流从E到F将AUG分成N个AU-4结构，然后处理这N个AU-4的AU指针2）发方向信号流从F到EF点的信号经MSA定位和加入标准的AU-PTR成为AU-4，N个AU-4经过字节间插复用成AUG可能产生告警：AU-AIS（H1、H2、H3为全1/3frame），AU-LOP（连续8帧为无效指针或NDF）,111,F点信号帧结构,112,HPC：高阶通道连接功能块HPC相当于一个交叉矩阵，它完成对高阶通道VC4进行交叉连接的功能，除了信号的交叉连接外，信号流在HPC中是透明传输的（所以HPC的两端都用F点表示）HPC是实现高阶通道DXC和ADM的关键,113,HPT：高阶通道终端功能块HPT是高阶通道开销的源和宿，形成和终结高阶虚容器1）收方向信号流从F到G终结POH，检验B3HPT检测J1和C2字节HPT将H4字节的内容传给HPA功能块2）发方向信号流从G到FHPT写入POH:计算B3;由SEMF传相应的J1和C2,114,G点的信号形状,HP-BBE(B3)，HP-REI（G1b1b4），HP-TIM（J1），HP-SLM(C2)，HP-RDI（G1b5），/1HP-UNEQ(C2/5frame0)/1,115,HPA：高阶通道适配功能块1）收方向信号流从G到H首先C4-63个TU-12，然后处理TU-PTR，进行VC12在TU-12中的定位、分离，从H点流出的信号是63个VC12信号。检测V1、V2、V3;根据从HPT收到的H4字节做复帧指示2）发方向信号流从H到G对输入的VC12加上TU-PTR，然后将63个TU-12通过字节间插复用：TUG2TUG3VC4TU-AIS（V1、V2、V3/3frame1），TU-LOP（V1、V2/8frame），TU-LOM（H4）,116,LPC：低阶通道连接功能块LPC也是一个交叉连接矩阵，它是完成对低阶(VC12/VC3）进行交叉连接的功能设备若要具有全级别交叉能力，就一定要包括HPC和LPC.信号流在LPC功能块处是透明传输的（所以LPC两端参考点都为H）。,117,LPT：低阶通道终端功能块LPT是低阶POH的源和宿，对VC12而言就是处理和产生V5、J2、N2、K4四个POH字节1）收方向信号流从H到JV5字节的b1b2进行BIP-2的检验-V5的b3回告检测J2和V5的b5b7,118,I点帧结构,LP-BBE（V5b1b2），LP-REI（V5b3）,LP-TIM(J2)，LP-SLM(V5b5b7)，LP-RDI（V5b8），LP-UNEQ（V5b5b7/5frame000）,119,LPA：低阶通道适配功能块映射和去映射.把C信号去映射成PDH信号，或将PDH信号适配进C:2Mbit/s C12PPI：PDH物理接口功能块进行码型变换和支路定时信号的提取。1）收方向信号流从L到M将设备内部码转换成PDH线路码型，如HDB3（2Mbit/s、34Mbit/s）、CMI（140Mbit/s）。2）发方向信号流从M到L将PDH线路码转换成便于设备处理的NRZ码，同时提取支路信号的时钟将其送给SETS锁相.,120,TM终端复用器,121,ADM-分插复用器,122,REG-再生中继器,123,DXC数字交叉连接设备,124,同步光缆系统(一）,一、光纤1、主要特性参数.衰减系数 f 每公里光纤对光信号的衰减（dB/km）。,石英光纤的衰耗曲线,125,同步光缆系统(二）,.色度色散系数 D（）A）.色度色散的概念 所谓色度色散是指光纤对光脉冲的展宽效应。若在发端发送一个波形整齐的光脉冲，经过一段长 度的光纤传输后，在接收端会发现，不仅光脉冲被 展宽，而且其形状也发生畸变。此即光纤的色度色 散所致。光脉冲的展宽与畸变，会产生码间干扰，进而导致 误码。,126,B）.色度色散的种类 a).模式色散 因多种传播模式引起，仅多模光纤存在。b).材料色散 由组成光纤的材料所产生的色散效应。因不同波 长的光在光纤材料中具有不同的传播速度。c).波导色散 因光纤的不同波导结构引起的色散效应。,同步光缆系统(三）,127,同步光缆系统(四）,C）.光纤的色度色散 a).多模光纤的色度色散 模式色散+材料色散+波导色散 b).单模光纤的色度色散 材料色散+波导色散D）.色度色散系数 单位光源谱宽经1公里光纤传输后所产生的脉冲展宽值（ps/nmkm）。,128,同步光缆系统(五）,129,同步光缆系统(六）,.零色散波长 0 在某波长0 处，光纤的材料色散与波导色散相互抵消，使光纤的总色度色散为零。色散移位 人们可以通过巧妙的波导结构设计，使光纤的波导色散与材料色散在某个所希望的波长相互抵消。.零色散斜率 S0 在零色散波长处，光纤的色度色散系数随波长变 化曲线的斜率。其值越小，说明光纤的色散系数 随波长的变化越缓慢；越容易进行一次性补偿。,130,.偏振模色散PMDA).机理 是指因光纤的随机性双折射现象，导致对不同相 位的光呈现不同的传播速度。B).原因 由于制造工艺方面的原因，光纤芯径、包层的几 何尺寸会存在着一些差异；另外在施工时，光缆 中的光纤会受侧压力、扭曲力、弯曲力等外部应 力的作用。最后导致光纤产生随机性双折射。,同步光缆系统(七）,131,C).PMD 的影响 为保证由PMD产生的光功率代价 1dB，收发之间 光纤通道的PMD应：1/10B（B为码速率）2.5G系统受PMD的影响很小，可忽略不计。10G系统需考虑PMD的影响，如传输400km时，要求 光纤的 PMD 0.5 ps/km 1/2。与色度色散不同，PMD目前无法进行补偿。目前对PMD尚无精确计算方法，需现场测量。,同步光缆系统(八）,132,同步光缆系统(九）,2、单模光纤种类.G.652光纤 1310 nm性能最佳光纤（色散未移位光纤）。它有二个波长工作区：1310 nm与1550 nm。1310nm波长：色散最小（未移位），小于3.5 ps/nmkm；但损耗较大，为0.3 0.4dB/km。1550nm波长：色散较大，为20 ps/nmk