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,ITUI(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
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
51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1544Mb/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51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2.048Mb/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1544Mb/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
夜51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·-1)/(Mb·s-1)/(Mb·s-1)/(Gb·s-1) 中国 2.048 30c×d8.448 34.368 1322 X4564.9922 15360ch 西欧 120 ch X 4 480 ch X4 7680ch 4 30720 ch 日本 1.544 24 ch 46.312×5 32.064 97.728 96 ch 480ch 3 1440ch 4397.20 5760chX41.5888 23040ch 274.176 4032ch ×2 1.13Gb/s 北美 1.544 6.312 4 44.736 × 564.992 16128 24 ch 96 ch 672ch ×128064ch X4.4 Gb/s 32256ch ×9 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
512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E1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
TM 低速彐TM STM-N DXC STM-N 低速 ADM ADM TM 信 STM-n 信号 STM-N STM-N STM-N 低速= 信号_/TM 低速 ADM DXC DM TM STM-n STM-N STM-N STM-n 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52(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具有下列特点: l)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155520Mb/s; 4个STM-1同步复接组成STM4,传输速率为4×15552 Mb/s=622.080Mb/s;16个STM-1组成STM16,传输速率为 2488320Mb/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