《光纤通信原理课件》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 *7.1数字光纤通信系统 *7.3光纤通信系统的性能指标 *74光纤损耗和色散对系统的限制 *75光纤局域网 76光同步传输网 *7.7光纤通信系统设计 *78光纤通信系统工程

第七章光纤通信系统 * 7.2光纤通信的线路码型 * 7.1数字光纤通信系统 * 7.3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 * 7.5光纤局域网 * 7.6光同步传输网 * 7.7光纤通信系统设计 * 7.8光纤通信系统工程

71数字光纤通信系统 1IM-DD数字光纤通信系统的组成 目前最常用、最主要的方式是强度调制一直接 检测(IMDD)数字光纤通信系统。 TX RX 光缆光中光缆 继器 输入接口 输出接口 监控 监控 公务 脉冲分离 公务 区间通信 脉冲插人 区间通信 其他 其他 PCM 备用系统 PCM 用户 辅助系统 用户 TX:光发射端机 RX:光接收端机 图7-1-1光纤通信系统

7.1数字光纤通信系统 1 IM-DD数字光纤通信系统的组成 目前最常用、最主要的方式是强度调制－直接 检测(IM-DD)数字光纤通信系统

2PCM端机 通信中传送的许多信号(如话音、图像 信号等)都是模拟信号。PCM端机的任 务,就是把模拟信号转换为数字信号 (AD变换),完成PCM编码,并且按照 时分复用的方式把多路信号复接、合群 从而输出高比特率的数字信号。 PCM编码包括取样、量化、编码三个步 骤

2 PCM 通信中传送的许多信号(如话音、图像 信号等)都是模拟信号。PCM端机的任 务，就是把模拟信号转换为数字信号 (A/D变换)，完成PCM编码，并且按照 时分复用的方式把多路信号复接、合群， 从而输出高比特率的数字信号。 PCM编码包括取样、量化、编码三个步 骤

3数字光纤通信系统的数字系列 为了提高信道利用率,可使多路信号沿同一信道传 输而又互不干扰,这就是多路复用。 多路复用的方法主要有频分复用、时分复用、码分 复用等,数字通信中广泛采用时分复用方式。 按CCIT对话音PCM数字信号复用的建议,有两 种基群系列,即PCM30/32路系统(我国及西欧采用) 及PCM24路系统(日美采用)。在PCM3032路系统 中,帧长125μs,共有32个时隙(TS0~TS31),其中 30个话路时隙(TS1~TS15及TS17~TS31,TS0时 隙用作帧同步,TS16时隙用作信令及复帧同步。由 于每个时隙包含8个比特,故一帧共有8×32=256比特, 相应的码速为2048Mb/s

3 为了提高信道利用率，可使多路信号沿同一信道传 输而又互不干扰，这就是多路复用。 多路复用的方法主要有频分复用、时分复用、码分 复用等，数字通信中广泛采用时分复用方式。 按CCITT对话音PCM数字信号复用的建议，有两 种基群系列，即PCM30/32路系统(我国及西欧采用) 及PCM24路系统(日美采用)。在PCM30/32路系统 中，帧长125μs，共有32个时隙(TS0～TS31)，其中 30个话路时隙(TS1～TS15及TS17～TS31)，TS0时 隙用作帧同步，TS16时隙用作信令及复帧同步。由 于每个时隙包含8个比特，故一帧共有8×32=256比特， 相应的码速为2.048Mb/s

为了实现更多路信号的复用,可采用数字复接的 方法将几个低次群复接成一个高次群,如将4个 32路的基群复接成一个二次群,四个二次群复接 成一个三次群等等。 目前,有一些的数字通信设备采用准同步数字系 列PDH( Plesiochronous Digital Hierarchy),其复 接结构采用异步方式,即各支路的数字信号流标 称速率值相同,它们的主时钟是彼此独立的,但 通过加进一些额外的比特使各支路信号与复接设 备同步,并复用成高速信号。 PDH系列可很好地适应传统电信网的点对点通信, 但难以适应动态联网要求,也难以支持新业务的 开发及现代的网络管理

为了实现更多路信号的复用，可采用数字复接的 方法将几个低次群复接成一个高次群，如将4个 32路的基群复接成一个二次群，四个二次群复接 成一个三次群等等。 目前，有一些的数字通信设备采用准同步数字系 列PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)，其复 接结构采用异步方式，即各支路的数字信号流标 称速率值相同，它们的主时钟是彼此独立的，但 通过加进一些额外的比特使各支路信号与复接设 备同步，并复用成高速信号。 PDH系列可很好地适应传统电信网的点对点通信， 但难以适应动态联网要求，也难以支持新业务的 开发及现代的网络管理

PDH系列的缺点有: (1)PDH有两种系列,即以2.048Mb为基群 及以1.54Mb为基群的体系,相互间难以互 通和兼容。 (2)由于没有统一规范的光接口,不同厂家的 设备在光路上不能互通,必须转换成标准电 接口才能互通,限制了联网应用

PDH (1) PDH有两种系列，即以2.048Mb/s为基群 及以1.544Mb/s为基群的体系，相互间难以互 通和兼容。 (2) 由于没有统一规范的光接口，不同厂家的 设备在光路上不能互通，必须转换成标准电 接口才能互通，限制了联网应用

(3)PDH高次群信号中的低次群信号位置没有指 示,因此要从中取出/插入一个低次群信号(俗 称上/下电路)很不方便,必须逐级分接、复接 才能实现,需要设备多,上下业务费用高。 (4)PDH各等级的帧结构中预留的插入比特(开 销)很少,使网络无法适应不断演变的管理要求, 更难以支持新一代的网络 为此, CCITT根据世界各国间通信联网的需要, 制定了同步数字系列SDH( Synchronous Digital Hierarchy)的建议。在用光纤来构成基于SDH 的传输网时,也称为同步光网 SONET(Synchronous Optical Network),iE 种新一代的理想传输体制

(3) PDH高次群信号中的低次群信号位置没有指 示，因此要从中取出/插入一个低次群信号(俗 称上/下电路)很不方便，必须逐级分接、复接 才能实现，需要设备多，上下业务费用高。 (4) PDH各等级的帧结构中预留的插入比特(开 销)很少，使网络无法适应不断演变的管理要求， 更难以支持新一代的网络。 为此，CCITT根据世界各国间通信联网的需要， 制定了同步数字系列SDH(Synchronous Digital Hierarchy)的建议。在用光纤来构成基于SDH 的 传 输 网 时 ， 也 称 为 同 步 光 网 SONET(Synchronous Optical Network)，是一 种新一代的理想传输体制

4监视控制系统 监控系统为监视、监测和控制系统的简称。它与其他 通信系统一样,在一个实用的光纤通信系统中,为保 证通信的可靠,监控系统是必不可少的。 (1)监控的内容 监视内容 a在数字光纤通信系统中误码率是否满足指标要求; b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; d光源的寿命; e电源是否有故障; f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

4 监控系统为监视、监测和控制系统的简称。它与其他 通信系统一样，在一个实用的光纤通信系统中，为保 证通信的可靠，监控系统是必不可少的。 (1) 监控的内容 a 在数字光纤通信系统中误码率是否满足指标要求； b c d e f 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

控制内容当光纤通信系统中主用系统出现故障 时,监控系统即由主控站发出倒换指令,遥控 装置将备用系统接入,将主用系统退出工作。 当主用系统恢复正常后,监控系统应再发出指 令,将系统从备用倒换到主用中。 另外,当市电中断后,监控系统还要发出启动 电机的指令,又如中继站温度过高,则应发出 启动风扇或空调的指令。同样,还可根据需要 设置其他控制内容

控制内容当光纤通信系统中主用系统出现故障 时，监控系统即由主控站发出倒换指令，遥控 装置将备用系统接入，将主用系统退出工作。 当主用系统恢复正常后，监控系统应再发出指 令，将系统从备用倒换到主用中。 另外，当市电中断后，监控系统还要发出启动 电机的指令，又如中继站温度过高，则应发出 启动风扇或空调的指令。同样，还可根据需要 设置其他控制内容

(2)监控信号的传输 在光纤通信监控系统中,监控信号是怎样在主控 站和被控站之间传输呢?目前有两类方式: 类是在光缆中加金属导线对来传输监控信号 已经逐渐被淘汰; 另一类是由光纤来传输监控信号

(2) 监控信号的传输 在光纤通信监控系统中，监控信号是怎样在主控 站和被控站之间传输呢?目前有两类方式： 一类是在光缆中加金属导线对来传输监控信号， 已经逐渐被淘汰； 另一类是由光纤来传输监控信号