光纤辅助系统.pptx

第第第第 1 1 页页页页X71 概述辅助设备包括：l监控管理设备对光纤通信系统的各种设备的工作状态和传输质量进行监视控制。l公务通信设备用于公务通信设备组织数字段内和数字段间局站的线路维护所用的业务通信联络。第第第第 2 2 页页页页Xl区间通信设备区间通信设备解决长途光纤通信中某个局部区域的通信问题l自动倒换设备自动倒换设备按照指令程序控制将发生故障的主用系统自动或人工转换到备用系统。l告警处理设备告警处理设备解决运行过程中遇到的各种故障情况。l电源供给设备电源供给设备对端局和中继站提供所需的电力。第第第第 3 3 页页页页X72 监控管理设备监控管理设备 监控管理设备作用是对组成光纤通信系统的各种设备进行监视、控制和管理。l各种设备可能发生故障。所以，必须由值守人员及时了解光信号沿途所通过的各种设备的运行情况，迅速而准确地确定出故障点的位置，以便进行维修。第第第第 4 4 页页页页Xl光缆线路很长，光缆线路很长，完全依靠工人完成监控管完全依靠工人完成监控管理是很困难的，所以，必须配备计算机系理是很困难的，所以，必须配备计算机系统。随时自动地对系统的性能和各种组成统。随时自动地对系统的性能和各种组成设备的工作情况进行监控，并通过显示器设备的工作情况进行监控，并通过显示器和打印机告诉值守人员。和打印机告诉值守人员。值守人员可根据值守人员可根据需要进行适当的控制和管理，使系统的工需要进行适当的控制和管理，使系统的工作稳定可靠。作稳定可靠。一、基本组成与工作原理一、基本组成与工作原理监控管理的工作方式“集中监控集中监控”型。监控管理系统示意图（监控管理系统示意图（SV监控设备）监控设备）第第第第 6 6 页页页页Xl主主SVSV主主要要的的作作用用 主主控控站站和和副副控控站站内内部部分分别别设设有有主主SVSV和和副副SVSV，均由计算机进行管理，均由计算机进行管理，主，主SVSV主要的作用：主要的作用：启动整个系统的通信；启动整个系统的通信；收收集集各各中中继继站站、本本站站和和副副控控站站的的告告警警监监视视信信息息和和性性能能监测信息并能对有关信息进行处理；监测信息并能对有关信息进行处理；向各站发出指令，完成各种控制任务；向各站发出指令，完成各种控制任务；所有监控信息可显示和打印所有监控信息可显示和打印。第第第第 7 7 页页页页Xl副副SVSV的的作作用用除了收集本站和各中继站的信息以外，还可向主SV传送各种所需的信息，但不能发出控制指令。l监控信息的传输监控信息的传输 监控信息与公务通信、区间通信等信号一起构成辅助信号，可利用时分复用或频分复用等方式进行传送。第第第第 8 8 页页页页X 监控管理信息的传输方式一般采用监控管理信息的传输方式一般采用令牌传送方式令牌传送方式（token passingtoken passing）。）。所谓令牌是一特殊的控制帧，它以循环的方式，所谓令牌是一特殊的控制帧，它以循环的方式，从一个中继站到下一个中继站不断流动，只有获得令从一个中继站到下一个中继站不断流动，只有获得令牌的中继站，才有权进行数据的发送牌的中继站，才有权进行数据的发送。第第第第 9 9 页页页页Xl监控工作原理 (1)各个中继站SV根据主SV的指令，将本站的运行情况编制成适于传输的信号形式，送往SV.(2)主SV对传送来的各种信息进行分析、判别和处理，然后通过显示打印装置告诉值守人员沿途各局站的工作情况。(3)主SV可根据各个SV传送来的信号的处理结果，人工或自动地发出相应的控制指令.(4)各个中继站SV对控制指令进行译码，确认是对本站命令后，送交指令执行机构，完成所需要的控制动作，从而实现监视控制的作用。第第第第 1 10 0 页页页页Xl主主SVSV的显示器的作用的显示器的作用 可显示标准时间的监测时间；每隔一定时间依次显示每一个站的全部参数，并可随时锁定任一幕供仔细观察用；值守人员可任意选择显示某一个站的全部参数；值守人员可任意选择显示所有站的某一个参数。第第第第 1 11 1 页页页页Xl主主SVSV的打印机功能的打印机功能故障即时打印。当系统出现告警时，将自动启动打印机，记录告警类型、性质、位置和发生时间。定时打印。可由人工设置定时打印时间，届时打印机自动启动，将各站的所有参数打印一遍。人工启动打印。在值守人员认为需要时，可通过键盘操作启动，打印出所需要的内容。第第第第 1 12 2 页页页页X二、主要功能监控管理设备主要完成“三遥”的功能。遥控是主监控设备向各中继站发出控制指令，各中继站执行指令产生相应的开、关动作；遥信是各中继站向主监控设备发出表示其工作状态“正常”或“异常”的数字信号；遥测是对各中继站的某些特殊参量进行监测例如：光源寿命监测等。第第第第 1 13 3 页页页页X第第第第 1 14 4 页页页页X7 73 3 公务通信设备公务通信设备 公公务务通通信信指指维维护护人人员员对对系系统统沿沿途途各各个个局局站站进进行行维维护护时时所所采采用用的的业业务务联联系系方方式式。利用公务通信可以很方便地了解各个局站的维修工作状态，便于统一指挥、统一协调整个系统的管理与维护。网络结构通信方式局站设备第第第第 1 15 5 页页页页X一、网络结构一、网络结构 长途公务通信可分别按两路两路来设置传输信道：第第1 1路路用于组成光纤通信系统中的数字段或维护段间的公务通信，供终端站、转接站等各站之间的公务联络.监测和公务通信(SV/OW)接口第第第第 1 16 6 页页页页X第第2 2路路用于组织光纤通信系统中的数字或维护段内的公务通信，供段内所管辖的端站、转接站、中继站之间的公务联络。可以利用安装在光端机上和有人值守中继站上的公务通信设备进行联络。对于地下中继器，可以留出一个通信话机插孔，当需要联络时，只要将携带式电话机的插头插入该插孔即可。第第第第 1 17 7 页页页页X二、通信方式二、通信方式 公务通信方式按其功能不同可分为选址呼叫、同线呼叫和分组呼叫(如图7-3-1所示)等。l选址呼叫选址呼叫选址呼叫方式选用于段内或段间的公务通信，按照事先约定，可将沿途各局站分别编上不同的号码，如A站编为111，B站编为112，依次类推，维护人员可以有选择地呼叫某站，有针对性地了解情况。第第第第 1 18 8 页页页页Xl同线呼叫同线呼叫 同线呼叫方式也称为会议电话通信方式，该方式适用于段内公务通信,可将段内的各局站编成相同的号码（如：均999）。当需要时，可同时按下公务通信设备键盘上的号码，对段内的所有局站采用电话会议的方式进行公务联络，以便统一布置。第第第第 1 19 9 页页页页Xl分组呼叫分组呼叫 分组呼叫是对部分站进行同时呼叫的一种方式，即在一个维持区段内，将所有的局站划分成不同的组，不同的组编上不同的号码，而每个组内的局站编上相同的号码（如：局站A、C、E为一组，编码为911）局站B、D、F为一组，编号为912，等)，维护人员可以有选择地呼叫段内的某个组。第第第第 2 20 0 页页页页Xl插入呼叫插入呼叫 当甲乙两方正在通话时，由于业务的需要，有第三方需要与甲或乙联络，可以采用插入呼叫方式，强行加入甲乙两方的通话，这种方式在故障处理过程中是非常需要的。第第第第 2 21 1 页页页页X（1）选址呼叫编号：111 112 113 114 115 （2）同线呼叫 编号 999 999 999 999 999ABCDEABCDE第第第第 2 22 2 页页页页X（3）分组呼叫编号 911 912 913 图图7-3-1 7-3-1 公务通信呼叫方式示意图公务通信呼叫方式示意图ABCDE第第第第 2 23 3 页页页页X 公务通信设备的呼叫信号采用双频呼叫信号，其原公务通信设备的呼叫信号采用双频呼叫信号，其原理如图理如图7-3-27-3-2所示，如，采用选址呼叫方式呼叫所示，如，采用选址呼叫方式呼叫B B站站 (图图7-7-3-1)3-1)时，由于时，由于B B站的号码为站的号码为112112，所以，按下电话机的按键，所以，按下电话机的按键112112，即可发出相应的两种频率的组合信号，号码，即可发出相应的两种频率的组合信号，号码1 1对应对应f f1 1和和f f5 5，号码，号码2 2对应对应f f1 1和和f f6 6，当当B B站收到信号后，经识别确认无站收到信号后，经识别确认无误后，即可进行公务联络。误后，即可进行公务联络。第第第第 2 24 4 页页页页X （F5）（F6）（F7）（F1）对应频率（Hz）F1 697（F2）F2 770 F3 852（F3）F4 941 F5 1209（F4）F6 1335 F7 1477 图图7-3-2 双频呼叫法双频呼叫法 123456789*0#第第第第 2 25 5 页页页页X三、局站设备三、局站设备 要实现公务通信的上述功能和方式，沿途各局站必须有相应的设备。用于段内的公务通信设备分为端站型和中继站型两种：端站型端站型 端站型的公务通信设备，一般与光端机装在同一机架上，其基本原理如图9-3一3所示。分分/复接单元复接单元 发发/收收64Kb/s64Kb/s 公务通信辅助信息公务通信辅助信息图图7-3-3 7-3-3 端站型设备端站型设备电话单元分支单元发送器接受器双音多频型外接电话机第第第第 2 26 6 页页页页X(1)双音多频型外接电话机：根据维护人员的要求，按照各局站的号码，可发出相应的双音多频呼叫信号。利用电话机的话筒，可完成听/说对话。（2）电话单元：主要由振铃振荡器、双音频信号存储器、讲话控制和呼叫振荡器组成。其作用是完成通话时接续信号的发送和接收。(3)分支单元：内部为一个单一的混合线圈，其作用是选择来自三个不同方向的业务联络。(4)复/分接单元：主要由发送器和接收器组成。发送器的作用是将电话单元送来的话音信号进行模/数(A/D)转换后，经过编码变换成64Kb/s的PCM数字信号，经光端机64Kb/s的数字接口，将这个公务通信辅助信号送往传输线路。接收器完成以上的反变换过程。第第第第 2 27 7 页页页页Xl中继站型 中继站型（有值守和无人值守）的公务通信设备的基本原理如图7-2-4所示，主要由电话单元组成，其原理与端站型设备相同，只是中继站设备可以分别与两个不同方向（前向和后向）的站进行通话，当本站不需要进行公务联络时，其它两个方向局站的公务通信可以直接通过站。第第第第 2 28 8 页页页页X第第第第 2 29 9 页页页页X7 74 4 区间通信设备区间通信设备 区间通信指的是一条长途干线中间的某些局部区区间通信指的是一条长途干线中间的某些局部区域内相互之间所进行的通信域内相互之间所进行的通信。区间通信只是一个相对的概念区间通信只是一个相对的概念。在我国，长途电信网为四级辐射汇接制，在同一路由上，就会出现一、二，三级干线、农话线共存的局面，在同一路由上相对于一级干线而言，其余的都可称作区间通信。-组成原理 -解决方法第第第第 3 30 0 页页页页X一、组成原理一、组成原理 如图7-4-1所示，在北京和上海之间建设一条一级光纤干线，沿途经过了若干个省、市，并建立了相应的中继站。现在需要在中继站A和中继站C之间设立区间通信业务(对应于某两个城市之间)。一级干线一级干线 区间通信 图图7-4-1 区间通信示意图区间通信示意图北京中继站A中继站B中继站C中继站N上海第第第第 3 31 1 页页页页X二、解决办法二、解决办法 随着通信方式的变化，解决区间通信的方法也随之变化，目前大致有以下几种：l分别建设线路l同缆空分复用l主信道上分路 l长途通信与区间通信复用叠加 第第第第 3 32 2 页页页页X光纤 光纤M4：4次群复接/分接M3：3次群复接/分接M2：2次群复接/分接M1：基群 图图7-4-2 从主信道分离区间通信原理从主信道分离区间通信原理光端机M4M4光端机M3M3M2M2M1M1第第第第 3 33 3 页页页页Xl长途通信与区间通信复用叠加 这种方法只适用于数字传输系统，它通过时分复用或频分复用把长途通信信号（主信号）和区间通信信号在光端机上复用，在沿途各中继站处可直接分出（下话路）或插入（上话路）区间通信信号，其原理如图7-4-3所示。第第第第 3 34 4 页页页页X 图图7-4-3 中继站上、下话路原理图中继站上、下话路原理图接收再生分频读出同步分/插发送复接光纤光纤中继站上话路下话路时钟第第第第 3 35 5 页页页页X与前面几种方法相比，这种方法具有以下优点：与前面几种方法相比，这种方法具有以下优点：（1 1）经济）经济 除了在光端机和中继器增加用于区间通信的接口板以除了在光端机和中继器增加用于区间通信的接口板以外，其余的与原设备完全相同。外，其余的与原设备完全相同。（2 2）可靠）可靠 由由于于在在中中继继站站上上没没有有引引入入任任何何的的端端机机或或数数字字设设备备，并并且且区区间间通通信信完完全全独独立立于于长长途途通通信信，所所以以，它它用用与与不不用用，好好与与不不好好，都都不不会会影影响响长长途途通通信信的的可可靠靠性性。同同时时，由由于于区区间间通通信信信信号号与与主主信信号号是是复复用用在在一一起起的的，所所以以区区间间通通信信的可靠性也可以做到与长途通信一样的高可靠性。的可靠性也可以做到与长途通信一样的高可靠性。第第第第 3 36 6 页页页页X（3）灵活 完全可以根据用户需要，设计区通信的容量。所以，这种方法是解决区间通信较为理想的一种方案，目前得到了广泛的采用。第第第第 3 37 7 页页页页X7 75 5 自动倒换设备自动倒换设备 为了确保实用化光纤通信系统的可靠性，必须装备为了确保实用化光纤通信系统的可靠性，必须装备有备用系统，以便在主用系统出现故障时进行转换，有备用系统，以便在主用系统出现故障时进行转换，启用备用系统继续工作，保证整个系统畅通无阻。可启用备用系统继续工作，保证整个系统畅通无阻。可见，倒换设备虽然只是一个辅助性设备，但却在光通见，倒换设备虽然只是一个辅助性设备，但却在光通信系统中肩负重要任务。信系统中肩负重要任务。-倒换规则倒换规则 -性能指标性能指标第第第第 3 38 8 页页页页X一、倒换规则一、倒换规则热备用方式热备用方式 全系统分析主用和备用二大部分，主用系统和备用系统均包括：光发送机、光纤、光接收机及辅助设备，在一般情况下，常常采用一主一备一主一备的保护方式，即一个主系统配备一个备用系统，这样可以较好地保证系统的可靠性，但是，整个系统的成本将增加一倍。因此，有时也采用多个主用系统共用一个备用系统多个主用系统共用一个备用系统，以便降低成本。目前常用的热备用方式（图7-5-1）第第第第 3 39 9 页页页页X目前常用的热备用方式（图7-5-1）第第第第 4 40 0 页页页页X 热备用原理倒换设备分为PCM输入分配单元和PCM输出倒换单元二部分，PCM输入分配单元是把由电发送机输出的PCM信号进行隔离，复制成二个相同的信号分主用发射和备用发射，接收到两套信号，根据倒换控制指令（由监控系统或告警系统产生）选择其中的一路信号输出给电接收机。当主用系统接收不正常时（如：接收无光等），接收端机先转换到备用系统，导致发端也全部倒向备用系统，此时主用发射脱离工作状况，以便检测故障。第第第第 4 41 1 页页页页Xl倒换条件倒换条件若出现下列情况之一时，将发送倒换控制指令进行倒若出现下列情况之一时，将发送倒换控制指令进行倒换，启用备用系统替代主用系统：换，启用备用系统替代主用系统：（1 1）确认接收无光。）确认接收无光。（2 2）误码率）误码率1010-3-3 （3 3）帧失步。）帧失步。（4 4）收到告警指示信号（）收到告警指示信号（AISAIS）。）。第第第第 4 42 2 页页页页Xl说明说明（1 1）如果主备比为）如果主备比为n:1n:1（n1n1），当），当n n个主用系统先后发个主用系统先后发生故障时，先发生故障的系统进行转换，其它锁定。生故障时，先发生故障的系统进行转换，其它锁定。几个主用系统同时发生故障时，几个主用系统同时发生故障时，小序号优先倒换小序号优先倒换，其，其它锁定。它锁定。（2 2）如果备用系统工作或发生故障时，应锁定转换开关）如果备用系统工作或发生故障时，应锁定转换开关（3 3）当需要维护测试主用系统时，可人工转换至备用系）当需要维护测试主用系统时，可人工转换至备用系统。或当主用系统正在测试维护时，不希望转换，可统。或当主用系统正在测试维护时，不希望转换，可实现人工锁定。实现人工锁定。第第第第 4 43 3 页页页页X二、自动倒换设备的性能要求二、自动倒换设备的性能要求 倒倒换换设设备备的的性性能能指指标标主主要要包包括括插插入入损损耗耗、输输入入输输出出回波损耗、主备系统信号隔离度和倒换时间。回波损耗、主备系统信号隔离度和倒换时间。l插入损耗（插入损耗（a ainin ）倒倒换换电电路路是是插插在在光光电电端端机机之之间间的的，所所以以，必必然然会会使使信信号号衰衰减减，而而且且该该衰衰减减还还具具有有一一定定的的频频率率特特性性，具体要求如下具体要求如下：（10%020频带内）（100KHz10%0频带内其中，ain单位为dB；A为一常数，其值为-0.50dB（与温度有关）；f 0为系统时钟频率，f为测试信号频率；Ac为=10%f0时的插入损耗（在某温度下的实测值）。第第第第 4 45 5 页页页页Xl输入输出回波损耗（r）回波损耗表示高频信号在电路阻抗失配下的反射程度，它的大小反映了倒换电路输入输出阻抗与电缆特性组抗的匹配程度。其中Zc为同轴电缆特性阻抗（一般Zc=75），Zr为电路输入（或输出）阻抗与电缆终端电阻的并联值。Zr与Zc越接近，表明匹配越好，回损就越大，根据CCITT的建议，回损应大于15dB(7MHZ210MHz范围内）。第第第第 4 46 6 页页页页Xl主备系统信号隔离度 无论输入分配或输出倒换，主备系统间的信号隔离度要求在0f0频带内优于40dB，在f02f频带内优于35dB。第第第第 4 47 7 页页页页Xl倒换时间倒换时间 倒换时间是衡量倒换设备反应能力的一倒换时间是衡量倒换设备反应能力的一项参数，当出现异常情况时，系统应在很短项参数，当出现异常情况时，系统应在很短时间内由主用系统倒换到备用系统上来，否时间内由主用系统倒换到备用系统上来，否则的话将行丢失大量的信息。则的话将行丢失大量的信息。第第第第 4 48 8 页页页页X倒换时间主要由三部分组成：倒换时间主要由三部分组成：检测倒换请求和发出倒换控制指令所需时间。一般检测倒换请求和发出倒换控制指令所需时间。一般为了防止因瞬时干扰而造成的错误倒换，在检测有为了防止因瞬时干扰而造成的错误倒换，在检测有倒换请求后往往延迟几十毫秒后才发生倒换控制指倒换请求后往往延迟几十毫秒后才发生倒换控制指令；令；倒换开关的动作时间。一般继电器的动作时间为倒换开关的动作时间。一般继电器的动作时间为10ms10ms以内，电子开关则时间更短；以内，电子开关则时间更短；倒换后系统的同步恢复时间，一般为倒换后系统的同步恢复时间，一般为0.20.2秒秒左右。左右。因此，总的倒换时间为因此，总的倒换时间为200200300ms300ms，而设备的验收指标，而设备的验收指标一般规定为一般规定为0.50.51 1秒。秒。第第第第 4 49 9 页页页页X7 76 6 告警处理设备告警处理设备 作用：当正常运行的系统突然发生故障时，如何通知维修人员故障的地点、性质以及采取的相应措施。一、告警种类一、告警种类 分成二大类：即时维护告警（即时维护告警（PMPM）属于紧急情况紧急情况，以机架顶端红灯显示，例如：输入信号中断、激光器发射无光等。延时维护告警（延时维护告警（DMDM）属于非紧急情况非紧急情况，以机架顶端黄灯显示，例如：LD偏流升高，出现10-6误码率等。第第第第 5 50 0 页页页页X当系统正常工作时，以机架顶端白灯显示。即时维护告警和延时维护告警所对应的主要故障情况如表9-6-1所示9-6-1第第第第 5 51 1 页页页页X二、二、告警设备与电路 当出现告警故障时，除了本单元电路上的显示灯亮外，告警电平还将送往监控系统。经CPU处理后，转送告警汇总电路，做出告警输出的决定。要说明的是不同的设备有着不同的电路结构，有的将告警电路专门设立在一个电路盘上，称之为告警盘，有的将告警电路设置在监控电路中，所以，应具体情况具体分析。第第第第 5 52 2 页页页页X7-6-1第第第第 5 53 3 页页页页X 下面以是误码率大于10-3为例说明告警电路的原理（见图7-6-1）,根据线路编码的规则，当接收码元异常时，则说明出现误码，经过误码检测电路，产生误码脉冲，通过计数电路进行计算累加，再由判定电路进行比较，当确认BER超过10-3时，将输出高电平，并向R1和C1充电，这是为了防止瞬间误码而产生误动作所设。经延时后，I1输出低电平，I3输出低电平，而启动继电器R，使机架顶端红灯显示，此时I6应为高电平，触发振荡器，产生一个交变信号，驱动喇叭发出连续声响。S1为截铃开关，当接下S1时，I5输出为高电位，I6输出为低电平，从而关闭振荡器，停止喇叭发声。当出现其它告警信号时，如：到AIS、接收无光等，也将造成红灯显示和喇叭鸣响。第第第第 5 54 4 页页页页X7 77 7 电源供给设备电源供给设备 一一个个实实用用化化的的光光纤纤通通信信系系统统是是由由电电端端机机、光光端端机机、光光中中继继器器及及光光纤纤组组成成，要要想想这这些些设设备备能能够够正正常常工工作作，必必须须配配备备相相应应的的电电源源供供给给设设备备。本本节将简单介绍光端机和中继器的供电方式与设备。节将简单介绍光端机和中继器的供电方式与设备。第第第第 5 55 5 页页页页X一、光端机的供电设备 光端机一般设在各个局站内，所以，它的电源应与局站内现有的电源设备统一考虑。目前，广泛采用的工作电压为某些其它值，可进行适当的电压变换，以满足要求。但实际上，很多光端机容许电压变动范围是很宽的。如芬兰NOKIA的光端机可在2070V的范围内正常工作。第第第第 5 56 6 页页页页X图图7-7-1 7-7-1 磁放大开关电源基础结构供电设备磁放大开关电源基础结构供电设备 目前广泛采用压控式磁放大稳压开关电源压控式磁放大稳压开关电源来取代以往的串联线性调压方式稳压电源，这种新型的电源是利用利用控制线圈磁芯的磁化和退磁，以达到稳定电源输出电压之控制线圈磁芯的磁化和退磁，以达到稳定电源输出电压之目的目的。第第第第 5 57 7 页页页页X下面简单介绍一下这种磁稳压电源的基本结构。如图7-7-1所示该电源由变变换换器器(直流一方波变换)、磁磁放放大大稳稳压压器器、保保护护与与告告警警等部分组成，变变换换器器中中又又包包括括变变换换电电路路和和控控制制电电路路二个部分，控控制制电电路路的的作作用用是是提提供供一一个个方方波波信信号号，使使变变换换器器在在这这开开关关的的瞬瞬间间将将直直流流输输入入(如如一一48V)48V)变变换换成成方方波波输输出出，即即直直流流变变交交流流，所以，也称之为逆变器。而方方波波信信号号在在放放大大中中又受控于稳压输出的取样数值，其脉宽值随取样值而变化，即产产生生脉脉宽宽调调制制(PWM)(PWM)，当输出电压变化了，则随之改变的脉宽又促使滤波电路升高或降低输出电压，从而达到自动调节输出电压之目的。第第第第 5 58 8 页页页页X二、光中继器的供电设备二、光中继器的供电设备光中继器可分成二种:一种是设置在有人值守光中继站有人值守光中继站内，根据目前水平，光纤通信的中继距离可达50km左右，一般可跨接两个城镇小站，所以，有人值守光中继站一般均可设在此地。这样采用本地市电就地供电最容易实现，也颇经济。一种是无人值守光中继站无人值守光中继站，但如果沿途没有合适的城镇，就要考虑，但其供电问题比较复杂。由于其设置地点一般较为偏僻，无市电可以利用，所以可采用下述方法：第第第第 5 59 9 页页页页Xl远距离供电远距离供电 远远距距离离供供电电(简简称称“远远供供”)是是利利用用设设在在端端局局机机房房内内的的直直流流电电压压设设备备，将将其其变变成成电电流流恒恒定定不不变变的的直直流流恒恒流流，利利用用光光缆缆中中的的供供电电电电线线 (铜铜线线)向向中中继继器器进进行行供供电电。沿沿途途各各中中继继器器将将光光缆缆中中铜铜线线上上送送来来的的直直流流恒恒流流先先转转换换成成稳稳定定的的高高压压后后，再再变变换换成成士士5.2V5.2V、士、士12V12V电压供给中继器内的光电设备。电压供给中继器内的光电设备。第第第第 6 60 0 页页页页X图图7-7-2 7-7-2 远供原理图远供原理图第第第第 6 61 1 页页页页X 这种方式由于在光缆中要加入铜线，易受干扰，这种方式由于在光缆中要加入铜线，易受干扰，不能体现光缆通信的优越性，为了充分发挥无金属光不能体现光缆通信的优越性，为了充分发挥无金属光缆的优点，也可采有单独供电线路为中继器供电缆的优点，也可采有单独供电线路为中继器供电。l本地供电本地供电利用太阳能或风力发电对中继器供电利用太阳能或风力发电对中继器供电。如我国武汉一荆州的光缆通信系统，即采用了太阳能如我国武汉一荆州的光缆通信系统，即采用了太阳能供电方式。在无人值守中继器站房屋的上面架上太阳供电方式。在无人值守中继器站房屋的上面架上太阳能电池板。为防止连续阴天，在站内设置了大容量的能电池板。为防止连续阴天，在站内设置了大容量的蓄电池，晴天时利用太阳能对蓄电池充电，阴天时，蓄电池，晴天时利用太阳能对蓄电池充电，阴天时，蓄电池放电时中继器供电。另外，还可设置柴油发电蓄电池放电时中继器供电。另外，还可设置柴油发电机，必要时，可人工启动，自行发电。机，必要时，可人工启动，自行发电。第第第第 6 62 2 页页页页X 这种方式虽然可实现无金属光缆通信，但却容易暴露中继站的位置，安全保密性较差，另外，由于柴油机离中继器较近，所以，必须对柴油发电机采取减震措施，以免由于震动而影响中继器的性能。第第第第 6 63 3 页页页页X7 78 8 辅助信号的传输方式辅助信号的传输方式 为了能使上述光纤通信辅助设备正常工作，需要寻找一种合适的方式来传送辅助信号(如:监控信号、公务通信信号、区间通信信号、主/各系统倒换信号等)。第第第第 6 64 4 页页页页X实现辅助信号传输的方式主要有三大类：(1)利用光缆中的铜线对l简单经济；l铜线损耗增加，串音加大，（在中继距离很长的情况下）；l线路的均衡和信号放大较为困难，不利于很长中继距离的光缆通信线路使用；l只能传输低速的数据信号；l由于光缆中加入铜线，使系统不能抵御雷电和其它强电磁场的干扰，降低了光纤通信的优越性；l难以满足辅助系统的可靠性要求。第第第第 6 65 5 页页页页X(2)利用专用光纤l可以利用光缆中某些多余的光纤专门传输这些辅助信号。l传输距离远；l由于光纤和相应的光电器件价格较贵，所以这种方式的应用也受到了限制。第第第第 6 66 6 页页页页X(3)利用辅助信号与主信号复用叠加l将各种辅助信号与主信号复用叠加在不起，然后在光纤中传送。l可采用无金属光缆，抗干扰能力强，传输距离远，不需要附加光纤。l（缺点）当主系统发生故障时，辅助系统也同时出现故障，降低了可靠性，同时还需要付出一定的复用设备的成本代价。第第第第 6 67 7 页页页页X 综合上述方式，目前采用最多的还是利用辅助信号与采用最多的还是利用辅助信号与主用信号复用叠加的方式主用信号复用叠加的方式，这种方式可分为时分复用法和频分复用法两种方式。一、时分复用法一、时分复用法 利利用用线线路路编编码码将将各各种种辅辅助助信信号号按按一一定定规规则则插插入入信信号号的的传传输输序序列列中中，利利用用提提高高系系统统的的线线路路码码速速来来传传送送辅辅助助信信号号。由于辅助信号与主信号在时间上是分开传送的，所以称之为时分复用法。第第第第 6 68 8 页页页页X二种常用的码型：（a）mB1H/1CmB1H/1C码码 其编码规则是，对主信号的码元序列，每隔其编码规则是，对主信号的码元序列，每隔m m个码元插入个码元插入1 1位码，或为位码，或为C C码，或为码，或为H H码码(混合码)。利用这位H码，即可传送辅助信息。现以4B1H/1C码为例说明如下(34Mb/S系统可用4BIH/IC，140Mb/s系统可用8BIH/IC，另外目前IBIH/IC也得到了广泛应用)。第第第第 6 69 9 页页页页X图7-8-1 4BH/1C码帧结构第第第第 7 70 0 页页页页X 4B1H/lC码是由16个子帧构成一个帧，其帧结构如图7-8-1所示，图中为主信号的码元(比特)，C为前面最后一个码的补码，利用C码的这一特点，可进行不中断业务的误码检测。H1(i=116)为混合比特，H1分别为F1 S1 S2 S3 F2 S4 S6 F1 S7 S8 S9 F2 S10 S11 S12共16位码。由图7-8-1可知，帧长为I0比特16=160比特。对于三次群系统，线路码速为34.3685/4=42.96Mb/s,Hi混合比特的分配和用途如表7-8-1所示，这样即可实现辅助信息的传送。第第第第 7 71 1 页页页页X表表7-8-1 4B1H/1C7-8-1 4B1H/1C码中码中H H码的用途码的用途第第第第 7 72 2 页页页页X（b）mBnBmBnB码码 +插入比特码插入比特码 mBnBmBnB的编码规则是，对主信号的码元序列，以的编码规则是，对主信号的码元序列，以m m个码元个码元(比特比特)为一组，按一定的规则变换成为一组，按一定的规则变换成n n个码元个码元(nm)。在mBnB码中再插入一些比特，用以传输辅助信息。具体的方法是将mBnB码分成若干个子帧，然后，在每个子帧的前面插入一些比特，如图7-8-2为日本NEC公司140Mb/S系统中采用的5B6B十插入比特码的帧结构。第第第第 7 73 3 页页页页X图图9-8-2 5B6B+插入比特结构插入比特结构 图图7-8-27-8-2中，中，Si(i=1Si(i=1256)256)为原主信号编码信息为原主信号编码信息(5B6B)(5B6B)，F F，F2F2，为帧同步信号。，为帧同步信号。OH1OH1，OH2OH2，中的，中的SiSi，(i=(i=5)5)和和R R为辅助信息，能提供为辅助信息，能提供4 4路路64Kb/s64Kb/s信息，信息，可用于监控和公务通信，可用于监控和公务通信，C C为为SiSi和和R R的补码，可用于不的补码，可用于不中断业务的误码检测。中断业务的误码检测。由于每一帧由于每一帧 (3048(3048比特比特)是由两个子帧组成是由两个子帧组成 (F(F252252和和OHiOHiI I252252)，所以，真正的线路码速为：，所以，真正的线路码速为：=168.4Mb/s=168.4Mb/s 注意：由于这种方式能提供的辅助信息通通较少，所以，注意：由于这种方式能提供的辅助信息通通较少，所以，不太适于作区间通信的码型。不太适于作区间通信的码型。第第第第 7 75 5 页页页页X二、频分复用法二、频分复用法 这种方法是将主信号用高速传输，而辅将主信号用高速传输，而辅助信号用低速传输助信号用低速传输(如图如图7-8-37-8-3所示所示)。二者。二者在频率上是分开的所以称之为频分复用法在频率上是分开的所以称之为频分复用法。第第第第 7 76 6 页页页页X图图7-8-3 频分复用法示意图频分复用法示意图第第第第 7 77 7 页页页页X两个常用的频分复用法：1 1、对主信号顶端调幅法、对主信号顶端调幅法 (简称简称 调顶调顶 法法)这种方法是以以主主信信号号脉脉冲冲作作载载波波，而而辅辅助助信信号号对对其其实实行行顶顶端端幅幅度度调调制制，然然后后对对光光源源进进行行强强度度调调制制，使使辅辅助助信信号号载载附附于于光光脉脉冲冲的的顶顶部部，故故称称之之为为“调调顶顶”(如图9-8-4所示)。第第第第 7 78 8 页页页页X图图7-8-4 7-8-4 调顶调顶 法示意图法示意图第第第第 7 79 9 页页页页X 由于两种信号频率相差较远，所以，可频分复用。当然这两种信号间不可避免地有微弱的串扰，然而，理论和实验证明，当辅助信号调制速率在每秒几十千比特以内，调制深度在4%以下时，对主信号的接收灵敏度动态范围的影响可以分别控制在0.5dB和2dB以内。所以，我们可取辅助信号速率为6dKb/s，并以此64Kb/s组成一帧，再分成若干个(如四个)子侦，公务通信用32Kb/s，监控信号用二路，每路为8Kb/s，主/备系统转换号用8Kb/s。帧同步和备用比特等用8Kb/s。第第第第 8 80 0 页页页页X 用该方法，可在沿途各局站利用高通和低通滤波器将主信号和辅助信号分开，采用微机处理，经再生后发送出去(图9-8-5)。7-8-5第第第第 8 81 1 页页页页X 2、频移键控法频移键控法 这种方法不以主信号作载波，而是采不以主信号作载波，而是采用二进制频移键控信号作辅助信号的传输用二进制频移键控信号作辅助信号的传输之用。之用。如英国电信研究所140Mb/s系统即采用了该法。第第第第 8 82 2 页页页页X 如图如图7-8-67-8-6所示，辅助信号的所示，辅助信号的“1 1”和和“0 0”是采是采用两种频率（用两种频率（f1=11KHzf1=11KHz和和f2=12kHzf2=12kHz）的二进制频移键）的二进制频移键控信号来传送，它与信号同时进行调制。这种方法的控信号来传送，它与信号同时进行调制。这种方法的优点是传输容量大和传输质量好，但接收设备较为复优点是传输容量大和传输质量好，但接收设备较为复杂，价格也较贵，所以，目前尚未得到推广。杂，价格也较贵，所以，目前尚未得到推广。7-8-6第第第第 8 83 3 页页页页X