第5章数字光纤通信系统 5.1两种传输体制 5.2系统的性能指标 5.3系统的设计
第 5 章 数字光纤通信系统 5.1 5.2 系统的性能指标 5.3 系统的设计
第5章数字光纤通信系统 5.1两种传输体制 光纤大容量数字传输目前都采用同步时分复用(TDM)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(PDH)和同步数字系列(SDH)。PDH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，PDH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 (SONET)。1988年，TUT(原CCITT)参照SONET的概念，提 出了被称为同步数字系列(SDH的规范建议
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(TDM)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(PDH)和同步数字系列(SDH)。 PDH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，PDH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 (SONET)。1988年，ITUT(原CCITT)参照SONET的概念，提 出了被称为同步数字系列(SDH)的规范建议
SDH解决了PDH存在的问题，是一种比较完善的传输体 制，现己得到大量应用。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
SDH解决了PDH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PDH 准同步数字系列有两种基础速率：一种是以1.544Mb/s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2.048Mb/s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PDH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2.048M6/s为基础速率的制 式，各次群的话路数按4倍递增，速率的关系略大于4倍，这 是因为复接时插入了一些相关的比特。对于以1.544M6/s为 基础速率的制式，在3次群以上，日本和北美各国又不相同， 看起来很杂乱
5.1.1准同步数字系列PDH 准同步数字系列有两种基础速率：一种是以1.544 Mb/s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 Mb/s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PDH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 Mb/s为基础速率的制 式，各次群的话路数按4倍递增，速率的关系略大于4倍，这 是因为复接时插入了一些相关的比特。 对于以1.544 Mb/s为 基础速率的制式，在3次群以上，日本和北美各国又不相同， 看起来很杂乱
表5.1世界各国商用数字光纤通信制式 基群 国家或地区 二次群 三次群 四次群 五次群 六次群 /(Mb·s-1) /(Mb·s-1) /(Mb·s-1) /(Mb·s-1) /(Mb·s-1) /(Gb·s1) X2 1.13 中国 2.048 ×4 8.448 34.368 139.264 564.992 15360ch 西欧 30 ch 120ch ×4 ×4 480ch 1920ch ×4 7680ch [女4 2.4 30720ch 日本 1.544 6.312 32.064 97.728 397.20 1.5888 24 ch ×4 96 ch ×5 480ch ×3 1440ch ×4 5760ch X4 23040ch ×6 274.176 4032ch 「×2.13Gb 北美 1.544 ×4 6.312 44.736 564.992 16128 24 ch 96 ch ×7 672ch ×12 8064ch ×4 2.4 Gb/s 32256ch ×9 432 6048ch
PDH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。PDH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PDH的许多缺点也逐渐暴露出来，主要有： (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
PDH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。 PDH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PDH的许多缺点也逐渐暴露出来，主要有： (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
(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
(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
5.1.2同步数字系列SDH 1.SDH传输网 SDH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SDH传输网的拓扑结构，它由SDH终接设 备（或称SDH终端复用器TM)、分插复用设备ADM、数字交叉 连接设备DXC等网络单元以及连接它们的（光纤）物理链路构 成。SDH终端的主要功能是复接/分接和提供业务适配，例如 将多路E,信号复接成STM信号及完成其逆过程，或者实现与 非SDH网络业务的适配。ADM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。DXC类似于交换机， 它一般有多个输入和多个输出，通过适当配置可提供不同的 端到端连接
5.1.2同步数字系列SDH 1. SDH SDH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SDH传输网的拓扑结构，它由SDH终接设 备(或称SDH终端复用器TM)、分插复用设备ADM、数字交叉 连接设备DXC等网络单元以及连接它们的(光纤)物理链路构 成。SDH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STM1信号及完成其逆过程，或者实现与 非SDH网络业务的适配。ADM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。DXC类似于交换机， 它一般有多个输入和多个输出，通过适当配置可提供不同的 端到端连接
低速 STM-N STM-N 低速 信号 TM ADM DXC ADM TM STM-n STMn 信号 STM-N STM-N STM-N 低速 低速 信号 TM DXC ADM TM STM- STM-N STM-M 信号 (n<N) 图5.1SDH传输网的典型拓扑结构
图 5.1 SDH传输网的典型拓扑结构 T M ADM STM-n DXC STM-N ADM T M T M STM-N T M ADM STM-n DXC ADM T M STM-N STM-N STM-n STM-N STM-N STM-N STM-n 低 速 信 号 低 速 信 号 … … 低 速 信 号 低 速 信 号 (n＜N)
上述TM、ADM和DXC的功能框图分别如图5.2(a),(b),(c) 所示。通过DXC的交叉连接作用，在SDH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() 所示，相应的分层结构如图5.3(b)所示。每个通道(Path)由一个 或多个复接段(Line)构成，而每一复接段又由若干个再生段 (Section)串接而成。 与PDH相比，SDH具有下列特点： (1)SDH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STM-1,传输速率为155.520Mb/s; 4个STM-1同步复接组成STM4,传输速率为4×155.52 Mb/s=622.080Mb/s;16个STM-1组成STM16,传输速率为 2488.320Mb/S,以此类推
上述TM、ADM和DXC的功能框图分别如图5.2(a), (b), (c) 所示。通过DXC的交叉连接作用，在SDH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(Path)由一个 或多个复接段(Line)构成，而每一复接段又由若干个再生段 (Section)串接而成。 与PDH相比， SDH (1) SDH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STM-1，传输速率为155.520 Mb/s； 4 个 STM-1 同步复接组成 STM4 ， 传输速率为 4×155.52 Mb/s=622.080 Mb/s； 16个STM-1 组成STM16, 传输速率为 2488.320 Mb/s，以此类推