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第七章光纤通信系统第七章光纤通信系统*7.2光纤通信的线路码型光纤通信的线路码型*7.1数字光纤通信系统数字光纤通信系统*7.3光纤通信系统的性能指标光纤通信系统的性能指标*7.4光纤损耗和色散对系统的限制光纤损耗和色散对系统的限制*7.6光同步传输网光同步传输网*7.7光纤通信系统设计光纤通信系统设计*7.8光纤通信系统工程光纤通信系统工程17.1数字光纤通信系统数字光纤通信系统1IM-DD数字光纤通信系统的组成数字光纤通信系统的组成目目前前最最常常用用、最最主主要要的的方方式式是是强强度度调调制制直直接接检测检测(IM-DD)数字光纤通信系统。数字光纤通信系统。22PCM端机端机通通信信中中传传送送的的许许多多信信号号(如如话话音音、图图像像信信号号等等)都都是是模模拟拟信信号号。PCM端端机机的的任任务务，就就是是把把模模拟拟信信号号转转换换为为数数字字信信号号(A/D变变换换)，完完成成PCM编编码码，并并且且按按照照时时分分复复用用的的方方式式把把多多路路信信号号复复接接、合合群群，从而输出高比特率的数字信号。从而输出高比特率的数字信号。PCM编编码码包包括括取取样样、量量化化、编编码码三三个个步步骤骤33数字光纤通信系统的数字系列数字光纤通信系统的数字系列为为了了提提高高信信道道利利用用率率，可可使使多多路路信信号号沿沿同同一一信信道道传传输而又互不干扰，这就是多路复用。输而又互不干扰，这就是多路复用。多多路路复复用用的的方方法法主主要要有有频频分分复复用用、时时分分复复用用、码码分分复用等，数字通信中广泛采用时分复用方式。复用等，数字通信中广泛采用时分复用方式。按按CCITT对对话话音音PCM数数字字信信号号复复用用的的建建议议，有有两两种种基基群群系系列列，即即PCM30/32路路系系统统(我我国国及及西西欧欧采采用用)及及PCM24路路系系统统(日日美美采采用用)。在在PCM30/32路路系系统统中中，帧帧长长125s，共共有有32个个时时隙隙(TS0TS31)，其其中中30个个话话路路时时隙隙(TS1TS15及及TS17TS31)，TS0时时隙隙用用作作帧帧同同步步，TS16时时隙隙用用作作信信令令及及复复帧帧同同步步。由由于于每每个个时时隙隙包包含含8个个比比特特，故故一一帧帧共共有有832=256比特，相应的码速为2.048Mb/s。4为为了了实实现现更更多多路路信信号号的的复复用用，可可采采用用数数字字复复接接的的方方法法将将几几个个低低次次群群复复接接成成一一个个高高次次群群，如如将将4个个32路路的的基基群群复复接接成成一一个个二二次次群群，四四个个二二次次群群复复接接成成一个三次群等等。一个三次群等等。目目前前，有有一一些些的的数数字字通通信信设设备备采采用用准准同同步步数数字字系系列列PDH(PlesiochronousDigitalHierarchy)，其其复复接接结结构构采采用用异异步步方方式式，即即各各支支路路的的数数字字信信号号流流标标称称速速率率值值相相同同，它它们们的的主主时时钟钟是是彼彼此此独独立立的的，但但通通过过加加进进一一些些额额外外的的比比特特使使各各支支路路信信号号与与复复接接设设备同步，并复用成高速信号。备同步，并复用成高速信号。PDH系系列列可可很很好好地地适适应应传传统统电电信信网网的的点点对对点点通通信信，但但难难以以适适应应动动态态联联网网要要求求，也也难以支持新业务的开发及现代的网络管理。5PDH系列的缺点有：系列的缺点有：(1)PDH有有两两种种系系列列，即即以以2.048Mb/s为为基基群群及及以以1.544Mb/s为为基基群群的的体体系系，相相互互间间难难以以互互通和兼容。通和兼容。(2)由由于于没没有有统统一一规规范范的的光光接接口口，不不同同厂厂家家的的设设备备在在光光路路上上不不能能互互通通，必必须须转转换换成成标标准准电接口才能互通，限制了联网应用。电接口才能互通，限制了联网应用。6(3)PDH高高次次群群信信号号中中的的低低次次群群信信号号位位置置没没有有指指示示，因因此此要要从从中中取取出出/插插入入一一个个低低次次群群信信号号(俗俗称称上上/下下电电路路)很很不不方方便便，必必须须逐逐级级分分接接、复复接才能实现，需要设备多，上下业务费用高。接才能实现，需要设备多，上下业务费用高。(4)PDH各各等等级级的的帧帧结结构构中中预预留留的的插插入入比比特特(开开销销)很很少少，使使网网络络无无法法适适应应不不断断演演变变的的管管理理要要求求，更难以支持新一代的网络。更难以支持新一代的网络。为为此此，CCITT根根据据世世界界各各国国间间通通信信联联网网的的需需要要，制制定定了了同同步步数数字字系系列列SDH(SynchronousDigitalHierarchy)的的建建议议。在在用用光光纤纤来来构构成成基基于于SDH的的 传传 输输 网网 时时，也也 称称 为为 同同 步步 光光 网网SONET(Synchronous Optical Network)，是是一一种新一代的理想传输体制。种新一代的理想传输体制。74监视控制系统监视控制系统监监控控系系统统为为监监视视、监监测测和和控控制制系系统统的的简简称称。它它与与其其他他通通信信系系统统一一样样，在在一一个个实实用用的的光光纤纤通通信信系系统统中中，为为保保证通信的可靠，监控系统是必不可少的。证通信的可靠，监控系统是必不可少的。(1)监控的内容监控的内容监视内容监视内容a在在数数字字光光纤纤通通信信系系统统中中误误码码率率是是否否满满足足指指标标要要求求；b各个光中继器是否有故障；各个光中继器是否有故障；c接收光功率是否满足指标要求；接收光功率是否满足指标要求；d光源的寿命；光源的寿命；e电源是否有故障；电源是否有故障；f环境的温度、湿度是否在要求的范围内。环境的温度、湿度是否在要求的范围内。除上述内容外，还可根据需要设置其他监测内容。除上述内容外，还可根据需要设置其他监测内容。8大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点9控控制制内内容容当当光光纤纤通通信信系系统统中中主主用用系系统统出出现现故故障障时时，监监控控系系统统即即由由主主控控站站发发出出倒倒换换指指令令，遥遥控控装装置置将将备备用用系系统统接接入入，将将主主用用系系统统退退出出工工作作。当当主主用用系系统统恢恢复复正正常常后后，监监控控系系统统应应再再发发出出指指令，将系统从备用倒换到主用中。令，将系统从备用倒换到主用中。另另外外，当当市市电电中中断断后后，监监控控系系统统还还要要发发出出启启动动电电机机的的指指令令，又又如如中中继继站站温温度度过过高高，则则应应发发出出启启动动风风扇扇或或空空调调的的指指令令。同同样样，还还可可根根据据需需要要设置其他控制内容。设置其他控制内容。10(2)监控信号的传输监控信号的传输在在光光纤纤通通信信监监控控系系统统中中，监监控控信信号号是是怎怎样样在在主主控控站和被控站之间传输呢站和被控站之间传输呢?目前有两类方式：目前有两类方式：一一类类是是在在光光缆缆中中加加金金属属导导线线对对来来传传输输监监控控信信号号，已经逐渐被淘汰；已经逐渐被淘汰；另一类是由光纤来传输监控信号。另一类是由光纤来传输监控信号。11光纤来传输监控信号又可分为如下两种方式光纤来传输监控信号又可分为如下两种方式：a频分复用传输方式。频分复用传输方式。采采用用频频分分方方式式可可有有不不同同的的方方法法，其其中中一一种种方方法法是是脉脉冲调顶方法。冲调顶方法。这这种种方方法法在在使使用用5B6B码码型型的的机机器器上上，用用来来传传输输监监控控信号，此外还可传输公务区间通信等信号。信号，此外还可传输公务区间通信等信号。b时分复用方式。时分复用方式。这这种种方方式式就就是是在在电电的的主主信信号号码码流流中中插插入入冗冗余余(多多余余)的比特，用这个冗余的比特来传输监控等信号。的比特，用这个冗余的比特来传输监控等信号。125脉冲插入与脉冲分离脉冲插入与脉冲分离在在一一个个实实用用的的光光纤纤通通信信系系统统中中，除除了了要要传传输输从从电电端端机机送送来来的的多多路路信信号号之之外外，为为了了使使整整个个系系统统完完善善地地工工作作，还还需需传传送送监监控控信信号号、公公务务联联络络信信号号、区区间间通信信号以及其他信号。通信信号以及其他信号。脉脉冲冲复复接接是是将将监监控控信信号号、公公务务联联络络信信号号、区区间通信信号等汇接后在读脉冲的作用下，将上述间通信信号等汇接后在读脉冲的作用下，将上述信信号号插插入入信信码码流流经经编编码码后后多多余余的的时时隙隙中中，然然后后在在光光纤中传输。纤中传输。在在光光纤纤通通信信系系统统的的接接收收端端设设有有脉脉冲冲分分离离电电路路。它它的的作作用用与与脉脉冲冲插插入入电电路路相相反反，将将插插入入的的监监控控信信号号、公公务务联联络络信信号号、区区间间通通信信信信号号分分离离出出来来，送送至至相相应应的单元中。的单元中。136保护倒换系统保护倒换系统传传输输故故障障主主要要来来源源于于光光缆缆线线路路，且且多多为为人人为为故故障障，因因而而需需要要设设置置另另外外一一套套光光端端机机、光光中中继继器器以以及及光光缆缆线线路路，供供一一个个或或多多个个主主用用系系统统共共同同备备用用，当当某某一一个个主主用用系系统统出出现现故故障障，则则可可以以通通过过倒倒换换装装置置，启启用用该该备备用用系系统统，以以保保证证信息的正常传输。信息的正常传输。147.2光纤通信的线路码型光纤通信的线路码型1码型转换的必要性和应遵循的原则码型转换的必要性和应遵循的原则码码型型转转换换是是十十分分必必要要的的，因因为为HDB3不不能能在在光光纤纤中传输。中传输。15选择线路码型应满足下面要求：选择线路码型应满足下面要求：(1)码码流流中中“1”及及“0”码码的的出出现现是是随随机机的的，可可能能会会出出现现长长串串的的连连“1”或或连连“0”，这这时时定定时时信信息息将将会会消消失失，使使接接收收机机定定时时信信息息提提取取产产生生困困难；难；(2)简简单单的的单单极极性性码码流流中中有有直直流流成成分分，且且当当码码流流中中“0”与与“1”作作随随机机变变化化时时直直流流成成分分也也作作随随机机变变化化，从从而而引引起起数数字字信信号号的的基基线线漂漂移移，给给判判决和再生带来困难。决和再生带来困难。16(3)不不可可能能在在不不中中断断业业务务的的条条件件下下检检测测线线路路的的BER。除除此此之之外外线线路路码码速速比比标标准准码码速速尽尽量量增增加加要要小小，对对高高次次群群光光纤纤通通信信系系统统特特别别重重要要。还还应应具具备备电路简单等特点。电路简单等特点。常常用用的的码码型型有有分分组组码码、伪伪双双极极性性码码、插插入入比比特码。特码。172分组码分组码分组码又称为分组码又称为mBnB码。码。它它是是把把输输入入信信码码流流中中每每m比比特特码码分分为为一一组组，然后变换为然后变换为n比特比特(nm)输出。输出。mBnB码码型型有有1B2B，2B3B，3B4B，5B6B，5B7B，6B8B等等。我我国国在在三三次次群群或或四四次次群群系统中常采用系统中常采用5B6B编码。编码。185B6B码的优点是：码的优点是：冗余度较小；冗余度较小；对对于于三三、四四次次群群，可可以以利利用用计计算算机机的的IC-PROM器器件件直直接接编编、译译码码，电电路路设设计计得得到到简简化化；连连“0”和连和连“1”数小，定时方便；数小，定时方便；可以实现运行误码监测。可以实现运行误码监测。193伪双极性码伪双极性码光光纤纤通通信信中中使使用用的的伪伪双双极极性性码码是是用用“11”和和“00”来代表双极性码中的来代表双极性码中的+1和和-1。这这种种编编码码的的优优点点是是可可使使信信码码流流的的直直流流分分量量为为0，缺缺点点是是冗冗余余度度大大，仅仅在在基基群群和和二二次次群群系系统统中中使使用。用。204插入比特码插入比特码插插入入比比特特码码是是将将信信码码流流中中每每m比比特特划划为为一一组组，然然后后在在这这一一组组的的末末尾尾一一位位之之后后插插入入一一个个比比特特码码输输出出，根根据据插插入入码码的的类类型型分分为为：mB1P码码，mB1C码码，mB1H码。码。21mB1P码码中中插插入入的的P码码为为奇奇偶偶校校验验码码，利利用用它它可实现误码监测的功能。可实现误码监测的功能。mB1C码码中中插插入入的的C码码为为补补码码，这这种种码码除除了了进进行行误误码码监监测测外外，还还可可以以减减少少连连“0”或或连连“1”的不良影响。的不良影响。mB1H码码中中插插入入的的H码码为为混混合合码码。这这种种码码型型具具有有多多种种功功能能。它它除除了了可可以以完完成成mB1P或或mB1C码码的的功功能能外外，还还可可同同时时用用来来做做几几路路区区间间通通信信，公公务务联联络络、数数据据传传输输以以及及误误码码监监测测的的功功能能。从使用上看从使用上看mB1H有较强的优势。有较强的优势。常采用的码型有常采用的码型有8B1H、4B1H、1B1H。225加加扰扰二二进进码码除除了了以以上上三三种种光光线线通通信信线线路路码码型型外外，光光纤纤通通信信还还广广泛泛使使用用加加扰扰二二进进码码。它它它它改改改改变变变变了了了了原原原原来来来来的的的的码码码码序序序序列列列列并并并并改改改改善善善善了了了了码码码码流流流流的的的的一一一一些些些些特特特特性性性性(如如如如限限限限制制制制了了了了连连连连“1 1”和和和和连连连连“0 0”数数数数)237.3光纤通信系统的性能指标光纤通信系统的性能指标目目前前，ITU-T已已经经对对光光纤纤通通信信系系统统的的各各个个速速率率、各各个个光光接接口口和和电电接接口口的的各各种种性性能能给给出出具具体体的的建建议议，系系统统的的性性能能参参数数也也有有很很多多，这这里里介介绍绍系系统统最最主主要要的的两两大性能参数，误码性能和抖动性能。大性能参数，误码性能和抖动性能。1误码性能误码性能系系统统的的误误码码性性能能是是衡衡量量系系统统优优劣劣的的一一个个非非常常重重要要的的指指标标，它它反反映映数数字字信信息息在在传传输输过过程程中中受受到到损损伤伤的的程程度。度。通通常常用用长长期期平平均均误误码码率率、误误码码的的时时间间百百分分数数和和误误码码秒百分数来表示。秒百分数来表示。24长长期期平平均均误误码码率率简简称称误误码码率率(BER：BitErrorRate)它它表表示示传传送送的的码码元元被被错错误误判判决决的概率，的概率，但但它它不不能能反反映映反反统统是是否否有有突突发发性性、成成群群的的误误码码存存在在，为为了了有有效效地地反反映映系系统统实实际际的的误误码码特特性性，还还需需引引入入误误码码的的时时间间百百分分数数和和误误码码秒秒百百分分数数。常常用用的的有有劣劣化化分分百百分分数数(DM)和严重误码秒百分数和严重误码秒百分数(SES)。252抖动性能抖动性能所所谓谓数数字字信信号号的的抖抖动动一一般般指指定定时时抖抖动动，它它是是数数字字传传输输中中的的一一种种不不稳稳定定现现象象，即即数数字字信信号号在在传传输输过过程程中中，脉脉冲冲在在时时间间间间隔隔上上不不再再是是等等间间隔隔的的，而而是是随随时时间间变变化化的的一种现象，这种现象就称为抖动。一种现象，这种现象就称为抖动。抖动产生的原因主要有：抖动产生的原因主要有：由于噪声引起的抖动。由于噪声引起的抖动。时钟恢复电路产生的抖动。时钟恢复电路产生的抖动。其其他他原原因因引引起起的的抖抖动动。引引起起抖抖动动还还有有其其他他原原因因，如数字系统的复接、分接过程，光缆的老化等。如数字系统的复接、分接过程，光缆的老化等。26抖动的单位是抖动的单位是UI(UnitInterval)1UI的的时时间间相相差差非非常常大大，一一般般用用抖抖动动占占UI的的相对值来表示。相对值来表示。由由于于抖抖动动难难以以完完全全消消除除，为为保保证证整整个个系系统统正正常常工工作作，根根据据ITU-T建建议议和和我我国国国国标标，抖抖动动的的性能参数主要有：性能参数主要有：输入抖动容限；输入抖动容限；输出抖动；输出抖动；抖动转移特性。抖动转移特性。277.4光光纤纤损损耗耗和和色色散散对对系系统统的的限限制制1光纤损耗对系统的限制光纤损耗对系统的限制光光纤纤通通信信系系统统受受到到光光纤纤损损耗耗的的限限制制，因因此此，我我们们要要在在满满足足系系统统的的性性能能指指标标前前提提下下，最最大限度地延长中继距离。大限度地延长中继距离。中中继继距距离离的的估估算算一一般般采采用用ITU-TG.956所所建建议的极限值设计法。议的极限值设计法。282光纤色散对系统的限制光纤色散对系统的限制光纤色散会使系统性能参数恶化，比较重要的有三类：光纤色散会使系统性能参数恶化，比较重要的有三类：(1)码间干扰码间干扰(2)模分配噪声模分配噪声(3)啁啾声。啁啾声。那么光纤色散对系统的中继距离有哪些影响呢那么光纤色散对系统的中继距离有哪些影响呢?光光脉脉冲冲在在传传输输过过程程中中会会使使光光脉脉冲冲展展宽宽，造造成成光光脉脉冲冲展展宽宽重重叠叠的的原原因因很很多多，包包括括：光光纤纤色色度度色色散散、频频率率啁啁啾啾、差差分分群群延延迟迟、抖抖动动和和反反射射等等。其其中中以以光光纤纤色色度度色色散散的的距距离离积累影响最为严重。积累影响最为严重。29估算色散受限距离的简明公式：估算色散受限距离的简明公式：式式中中，Dm为为光光纤纤在在工工作作波波长长范范围围内内的的最最大大色色散散系系数数；3dB为为光光源源谱谱线线的的半半高高全全宽宽；Tb为为系系统统的数字传输速率的倒数。的数字传输速率的倒数。30根据上式估算的结果可以得出：根据上式估算的结果可以得出：(1)STM-4的的最最大大色色散散受受限限距距离离与与最最大大衰衰耗耗受受限限距距离离基基本本相相当当，因因此此PDH系系统统都都是是衰衰耗耗受受限限系系统统，色色散散的的影影响响可可以以忽忽略略不不计计，工工程程设设计计时时只只要要工工作作波波长长不不超超过过C区区和和D区区范范围围，光光纤纤产产品品的的色色散散特特性性甚甚至至无无需需检检验验。速速率率等等级级高高于于STM-4的的系系统统的的最最大大无无再再生生传传输输距距离离主主要要取取决决于色散的限制。于色散的限制。(2)STM-16系系统统用用于于局局间间通通信信时时必必需需选选用用线线宽宽较较窄窄的的SLM激激光光器器。不不加加光光放放大大器器情情况况下下，1310nm工工作作波波长长区区最最大大无无再再生生距距离离可可达达50km，1550nm工工作作波波长长区区最最大大无无再再生生距距离离可可达达80km以以上上。加加光光放放大大器器不不加加色色散散补补偿偿，在在1550nm工作波长区最大无再生距离可达工作波长区最大无再生距离可达160km。31(3)STM-64系系统统在在选选用用SLM激激光光器器，且且选选用用1550nm工工作作波波长长区区，不不加加光光放放大大器器也也不不加加色色散散补补偿偿的的情情况况下下，最最大大无无再再生生距距离离至至多多为为37km。超过超过37km必须加色散补偿措施。必须加色散补偿措施。(4)STM-256系系统统无无补补偿偿措措施施不不能能用用于于局局间间通通信信，而而且且简简单单的的补补偿偿办办法法也也是是行行不不通通的的，因因为为仅仅频频率率啁啁啾啾引引起起的的波波形形展展宽宽就就可可能能使使脉脉冲冲展展宽宽一一倍倍，表表7-4-1估估算算结结果果的的误误差差可可能能大大到到已已经经失失去去了了参参考考价价值值。STM-256系系统统需需要要光光源源的的外外调调制制、光光放放大大和和色色散散补补偿偿多多重重技技术术同同时时采采用用。可可见见STM-256系系统目前的传输成本不支持其实用化。统目前的传输成本不支持其实用化。上结结论虽然不一定精确，但是作为理解上结结论虽然不一定精确，但是作为理解上结结论虽然不一定精确，但是作为理解上结结论虽然不一定精确，但是作为理解ITU-TITU-T光接口分类的基础是有意义的。光接口分类的基础是有意义的。光接口分类的基础是有意义的。光接口分类的基础是有意义的。327.5光纤局域网光纤局域网1光纤局域网的概念光纤局域网的概念所所谓谓光光纤纤局局域域网网(LAN)是是指指利利用用光光纤纤将将较较为为靠靠近近的的许许多多用用户户连连接接起起来来的的网网络络，这这样样网网上上的的所所有有用户都可以通过该网络进行相互数据交流。用户都可以通过该网络进行相互数据交流。2LAN的拓扑结构的拓扑结构光光纤纤局局域域网网的的基基本本拓拓扑扑结结构构形形式式，有有星星型型、环环型、总线型和树型以及它们间的不同组合。型、总线型和树型以及它们间的不同组合。333光纤光纤LAN的组成的组成(1)总线型结构总线型结构在图在图7-5-27-5-2中给出了总线型结构的示意图，从中可以看出，中给出了总线型结构的示意图，从中可以看出，每个分站都有光发射和光接收部分，每个终端站与光纤之每个分站都有光发射和光接收部分，每个终端站与光纤之间都有光分支耦合器相连，这样用户可以通过光分支耦合间都有光分支耦合器相连，这样用户可以通过光分支耦合器将各终端。所要传输的光信号耦合进入传输光纤，或实器将各终端。所要传输的光信号耦合进入传输光纤，或实现由传输光纤中分取少量光信号的操作，从而在一个服务现由传输光纤中分取少量光信号的操作，从而在一个服务区域内通过一条光纤传输多路信号，完成各终端间的数据区域内通过一条光纤传输多路信号，完成各终端间的数据互通。互通。34(2)星型结构星型结构星星型型网网络络拓拓扑扑结结构构具具有有交交换换的的功功能能，使使之之有有别别于于总线型网络结构。总线型网络结构。星星型型网网络络结结构构如如图图7-5-4所所示示，从从图图中中可可以以看看出出，它是利用点对点的光纤传输，将所有节点它是利用点对点的光纤传输，将所有节点与与一一个个中中心心节节点点实实现现互互连连，这这个个中中心心节节点点通通常常是是采用星型耦合器。采用星型耦合器。35(3)环型结构环型结构环环型型结结构构是是一一种种附附着着于于网网络络上上的的端端系系统统或或站站点点之之间间互互连连的的方方式式。目目前前随随着着技技术术的的不不断断进进步步，采采用用1.31m的的多多模模光光纤纤和和标标准准的的光光纤纤分分布布数数据据接接口口(FDDI)，工工作作于于100Mbit/s速速率率的的环环型型拓拓扑扑结结构的光纤局域网得到了很大发展。构的光纤局域网得到了很大发展。364网络协议网络协议不不同同的的网网络络结结构构，用用于于数数据据传传输输的的控控制制协协议议有有所所不同。不同。(1)以太网以太网它它主主要要应应用用于于办办公公室室自自动动化化、分分布布数数据据处处理理、终终端访问网络，甚至用于工厂自动化等场合。端访问网络，甚至用于工厂自动化等场合。它它多多数数应应用用于于总总线线型型和和星星型型拓拓扑扑网网络络中中，媒媒质质接接入方式为载波监听多路访问入方式为载波监听多路访问/冲突检测冲突检测(CSMA/CD)。37(2)令牌总线令牌总线又又称称为为IEEE802.4标标准准，它它不不仅仅是是为为办办公公室室环环境境而而设设计计的的，而而且且还还适适用用于于工工厂厂和和其其他他军军事事环环境境。通通常常运运用用于于总总线线型型成成星型结构。星型结构。(3)令牌环网令牌环网IEEE802.5令令牌牌环环网网是是媒媒质质访访问问控控制制方方式式，它它同同样样可可用用于于办办公公室室、工工厂厂等等环环境境，但是网络拓扑是环型拓扑。但是网络拓扑是环型拓扑。387.6光同步传输网光同步传输网1SDH网的提出和基本特点网的提出和基本特点PDH存存在在着着一一系系列列缺缺点点，已已经经不不能能适适应应目目前前的的光光纤纤通通信信领领域域的的迅迅速速发发展展。从从1988年年到到1995年年共共通通过过了了16个个有有关关SDH的的决决议议，建建立立了了一一个个新新的的数数字字体体制制同同步步数数字字系系列列(SDH)。这这种种新新的的数字体制。数字体制。光光同同步步传传输输网网的的具具有有同同步步复复用用、标标准准光光接接口口和和强强大大的的网网络络管管理理能能力力。具具体体地地说说有有如如下下主主要要特特点：点：39(1)使使24路路制制和和30路路制制两两种种PDH数数字字系系列列在在STM-1等等级级上上实实现现了了统统一一，使使之之成成为为数数字字传传输输体体制制上上的的世世界界标标准；准；(2)由由于于采采用用了了同同步步复复用用和和复复用用映映射射方方法法，各各种种不不同同等等级级的的码码流流在在帧帧结结构构净净负负荷荷内内的的排排列列是是有有规规律律的的，而而净净负负荷荷与与网网络络同同步步。因因此此可可以以方方便便地地从从高高速速信信号号中中一一次次分分出出低低速速支支路路信信号号，省省去去PDH中中全全套套背背靠靠背背的的数数字字复复用用/去去复复用用设设备备，及及相相应应的的多多次次码码速速调调整整与与变变换换，这这不不仅仅使使上上下下业业务务变变得得非非常常容容易易，而而且且便便于于业业务务的的管管理及改善网络的业务透明性；理及改善网络的业务透明性；(3)在在帧帧结结构构中中安安排排了了丰丰富富的的开开销销比比特特，因因而而使使网网络络的的运运行行、管管理理和和维维护护(OAM)能能力力大大大大加加强强，而而且且便便于于将将部部分分网网络络管管理理能能力力分分配配到到网网络络单单元元，实实现现分分布布式式管管理以及实现高可靠性的自理以及实现高可靠性的自愈环网结构；愈环网结构；40(4)确定了世界统一的光纤网络接口，可以在光路确定了世界统一的光纤网络接口，可以在光路上实现横向兼容，便于网络的组织和调度，使网上实现横向兼容，便于网络的组织和调度，使网络投资成本节约络投资成本节约1020%以上；以上；(5)SDH网网具具有有信信息息净净负负荷荷和和定定时时的的透透明明性性。所所谓谓信息净负荷的透明性指的是网络可以传送信息净负荷的透明性指的是网络可以传送各各种种净净负负荷荷及及其其它它们们的的组组合合，而而与与信信息息的的具具体体结结构无关；构无关；(6)SDH网网具具有有后后向向和和前前向向兼兼容容性性。它它与与传传统统的的PDH网网完完全全兼兼容容。另另外外它它还还能能容容纳纳新新的的业业务务信信号号，如如B-ISDN中中的的ATM信信元元、高高速速局局域域网网的的光光纤纤分分布布式式数数据据接接口口(FDDI)信信号号和和分分布布排排队队双双总总线线(DQDB)信号等。信号等。412SDH传输速率传输速率在在SDH传传输输网网中中，信信息息结结构构采采用用标标准准化化的的模模块块信信号号，即即同同步步传传送送模模块块STM-N(N=1、4、16等等)，其其中中N=1是是基基本本的的标标准准模模块块信信号号，其其速速率率为为155.52Mb/s，其其它它等等级级信信号号的的标标准准速速率率为为基基本本的的标标准准模模块块信信号号速速率率的的4倍关系。倍关系。3SDH的帧结构的帧结构SDH的的帧帧结结构构，它它是是块块状状帧帧，如如图图7-6-1所所示示，它它由由横向横向270N列和纵向列和纵向9行字节行字节(1字节为字节为8比特比特)组成。组成。每秒传输每秒传输8000帧。帧。42整个帧结构大体可以分为三个主要区域：整个帧结构大体可以分为三个主要区域：(1)段开销段开销(SOH)所所谓谓段段开开销销是是指指STM帧帧结结构构中中为为了了保保证证信信息息正正常常灵灵活活传传送送所所必必需需的的附附加加字字节节，主主要要是是些些维维护护管管理理字字节节，例例如如误误码码监监视视、帧帧定定位位、数数据据通通信信、公公务通信和自动保护倒换字节等。务通信和自动保护倒换字节等。(2)信号净负荷区域信号净负荷区域所所谓谓信信息息净净负负荷荷就就是是网网络络节节点点接接口口码码流流中中可可用用于于电电信信业业务务的的部部分分，因因而而净净负负荷荷区区域域就就是是存存放放各各种种信息业务容量的地方。信息业务容量的地方。43(3)管理单元指针区域管理单元指针区域管管理理单单元元指指针针(AUPTR)是是一一种种指指示示符符，主主要要用用来来指指示示净净负负荷荷的的第第1个个字字节节在在STM-N帧帧内内的的准准确确位位置置，以以便便接接收收端端正正确地分解。确地分解。(4)复用映射结构复用映射结构SDH的的帧帧周周期期是是以以125m为为基基础础的的，在在此此周周期期中中，既既可可以以装装入入相相互互同同步步的的STM信信号号，也也可可以以装装入入PDH体体系系支支持持的的各各低低速速支支路路信信号号，同同时时为为达达到到上上述述目目的的，ITU-T在在G.709建建议议中中给给出出了了SDH的的复复用用结结构构与与过过程程。由由于于ITU-T要要照照顾顾全全球球范范围围内内的的各各种种情情况况，因因而而ITU-T所所规规定定的的复复用用结结构构是是最最全全面的，也是最复杂的。面的，也是最复杂的。44我我国国仅仅选选用用PCM30/32系系列列PDH信信号号，因因而而根根据据具具体体实实际情况，对际情况，对ITU-T的复用结构进行简化。如图的复用结构进行简化。如图7-6-3所示。所示。45我我国国目目前前采采用用的的复复用用结结构构是是以以2Mbit/s系系列列PDH信信号号为为基基础础，通通常常应应采采用用2Mbit/s和和140Mbit/s支支路路接接口口，当当然然如如有有需需要要时时，也也可可采采用用34Mbit/s支支路路接接口口。SDH的的复复用用结结构构是是由由一一系系列列基基本本复复用用单单元元组组成成，而而复复用用单单元元实实际际上上是是一一种种信信息息结结构构，不不同同的的复复用用单单元元，其其信信息息结结构构不不同同，因因而而在在复复用用过过程程中中所所起起的的功功能能各各不不相相同同。常常用用的的复复用用单单元元有有容容器器(C)、虚虚容容器器(VC)、管管理理单单元元(AU)、支支路路单单元元(TU)等。等。465SDH传输系统传输系统在在SDH光光缆缆线线路路系系统统中中，通通常常采采用用点点对对点点链链状状系系统统和和环环网网系统系统在在点点对对点点系系统统中中，它它是是由由具具有有复复用用和和光光接接口口功功能能的的线线路路终终端端、中中继继器器和和光光缆缆传传输输线线构构成成，其其中中中中继继器器可可以以采采用用目目前前常常见见的的光光电电光光再再生生器器，也也可可以以使使用用掺掺铒铒光光纤纤放放大大器器EDFA，在光路上完成放大的功能。在光路上完成放大的功能。而而在在环环网网系系统统中中，可可选选用用分分插插复复用用器器，也也可可以以选选用用交交叉叉连连接接设设备备来来作作为为节节点点设设备备，它它们们的的区区别别在在于于后后者者具具有有交交换换功功能能，它它是是一一种种集集复复用用、自自动动化化配配线线、保保护护/恢恢复复、监监控控和和网网管管等等功功能能为为一一体体的的传传输输设设备备。可可以以在在外外接接的的操操作作系系统统或或电电信信管管理理网网络络(TMN)设设备备的的控控制制下下，对对多多个个电电路路组组成成的的电电路路群群进进行行交交换换，因因此此其其成成本本很很高高，故故通通常常使使用用在在线线路路交交汇汇处。处。476SDH设备简介设备简介SDH传传输输网网中中的的设设备备有有三三类类：即即交交换换、传传输输和和接接入设备。入设备。就就其其传传输输设设备备而而言言，又又包包括括再再生生器器、复复用用设设备备和和交叉连接设备。交叉连接设备。487.7光纤通信系统设计光纤通信系统设计一一个个光光纤纤通通信信系系统统的的设设计计，需需要要考考虑虑许许多多问问题题，如如：当当前前和和未未来来的的需需求求，设设备备的的技技术术性性和和经经济济性性，ITU-T的的各各项项建建议议和和系系统统的的各各项项指指标标。弄弄清清上上面面情情况后，需要对下面问题具体考虑。况后，需要对下面问题具体考虑。(1)选择路由，设置局站选择路由，设置局站(2)确定系统的制式、速率确定系统的制式、速率(3)光纤选型光纤选型(4)选择合适的设备，核实设备的性能指标选择合适的设备，核实设备的性能指标(5)对中继段进行功率和色散预算对中继段进行功率和色散预算497.8光纤通信系统工程光纤通信系统工程光光纤纤通通信信系系统统工工程程包包括括工工程程设设计计、工工程程施施工工、工程验收三个阶段。工程验收三个阶段。工工程程设设计计是是光光纤纤通通信信系系统统设设计计基基础础上上的的具具体体化化，工工程程建建设设中中的的详详细细的的经经费费概概预预算算，设设备备和和线线路路的的具具体体工工程程安安装装细细节节则则是是工工程程设设计计的的主主要要任任务务。50工工程程施施工工主主要要包包括括光光缆缆线线路路的的施施工工和和设设备备的的安安装装。它直接关系到整个系统是否能正常运行。它直接关系到整个系统是否能正常运行。工工程程验验收收就就是是对对整整个个光光纤纤通通信信系系统统进进行行测测试试，测测试试结结果果与与系系统统的的许许多多因因素素有有关关，测测试试结结果果的的优优劣劣直接影响系统能否正常地稳定地工作。直接影响系统能否正常地稳定地工作。工工程程施施工工包包括括光光缆缆线线路路施施工工和和端端机机设设备备安安装装施施工工。511光缆线路的敷设光缆线路的敷设光光缆缆的的敷敷设设方方式式有有直直埋埋方方式式、管管道道方方式式和和架架空空方方式式(1)架空光缆敷设方式架空光缆敷设方式在进行施工时应注意以下几个方面的问题。在进行施工时应注意以下几个方面的问题。在在光光缆缆的的架架设设过过程程中中，首首先先应应根根据据光光缆缆结结构构及及架架挂挂方方式式，准准确确计计算算架架空空光光缆缆垂垂度度，并并由由此此反反复复核核算算光光缆缆的的伸伸长长率率，以以确确保保缆缆的的伸伸长长率率处处于于规规定定的的范范围围之之内内。当当在在长长途途架架空空明明线线杆杆路路上上架架挂挂光光缆缆时时，还还要要注注意意保保证证光光缆缆与与地地面面的的隔隔距距要要求求。最最好好将将光光缆缆及及吊吊线线架架挂挂在在第第二二层层的的位位置置。这这样样，一一方方面面可可以以确确保保光光缆缆的的架架设设具具有有一一定定的的高高度度；另另一一方方面面，还还可可以以减减小小钢钢吊吊线线和和光光缆对明线回路造成的第三回路串音影响。缆对明线回路造成的第三回路串音影响。52为为了了保保证证架架空空光光缆缆的的施施工工以以及及日日常常维维护护人人员员高高空空作作业业的的安安全全，一一般般架架空空光光缆缆采采用用不不小小于于7/2.2的的钢钢绞绞线线作作为为县县挂挂光光缆缆的的吊吊线线，另另外外，还还考考虑虑到到杆杆路路中中明明线线、吊吊线线、光光缆缆以以及及电电杆杆本本身身有有风风压压和和冰冰凌凌条条件件下下所所引引起起的的最最大大负负载载(或或负负荷荷)，取，取33.5的安全系统数即可。的安全系统数即可。在在中中等等负负荷荷区区或或重重负负荷荷区区布布放放架架空空光光缆缆时时，除除了了考考虑虑上上述述因因素素之之外外，还还应应在在每每杆杆做做预预留留处处理理(即即在在架架挂挂处处多多留留一一段段光光缆缆以以备备急急需需之之用用)。即使在轻负荷区，也要每隔即使在轻负荷区，也要每隔35杆作一处预留。杆作一处预留。53(2)管道光缆敷设方式管道光缆敷设方式管管道道敷敷设设是是将将光光缆缆放放入入管管道道内内，使使得得管管道道与与光光缆缆之之间间有有一一定定的的空空间间，对对外外力力冲冲击击具具有有抵抵御御和和缓缓解解的作用，因而在敷设时，