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1L411021掌握光通信系统的构成光通信系统通常指光纤传输通信系统,是目前通信系统中最常用的传输系统.掌握光纤传输系统的基本原理是了解光通信的窗口.一、光纤通信系统1.光纤通信是以光波作为载频,以光导纤维(简称光纤)作为传输媒介,遵循相应的技术体制的一种通信方式.最基本的光纤通信系统是由光发射机,光纤线路(光缆和光中继器)和光接受机组成.图1L411021-1是光纤通信系统组成示意图。光传输设备主要包括：光发送机、光接收机、光中继器。1)光发送机：光发送机的作用是将数字设备的电信号进行电/光转换，调节并处理成为满足一定条件的光信号后送入光纤中传输。光发送机的组成如图1L411021-2。图1L411021-2是光发送机组成框图。光源是光发送机的关键器件，它产生光纤通信系统所需要的载波;输入接口在电/光之间解决阻抗、功率及电位的匹配问题;线路编码包括码型转换和编码;调制电路将电信号转变为调制电流，以便实现对光源输出功率的调节。光纤通信系统通常采用数字编码,强度调制,直接检波方式.调制方式强度调制就是在发送端用电信号通过调制器控制光源的发光强度，使光强度随信号电流线性变化。光强度是指单位面积上的光功率。直接检波是指在接收端用光电检测器直接检测光的有无，再转化为电信号。光纤作为传输媒介，以最小的衰减和波形畸变将光信号从发送端传输到接收端。为了保证通信质量，信号经过一定距离的衰减后，进入光中继器，将已衰落的光信号脉冲进行补偿和再生。2)光接收机：光接收机的作用是把经过光纤传输后，脉冲幅度被衰减、宽度被展宽的弱光信号转变为电信号，并放大、再生恢复出原来的信号。图1L411021-3是光接收机组成框图。3)光中继器：光中继器的作用是将通信线路中传输一定距离后衰弱、变形的光信号恢复再生，以便继续传输。再生光中继器有两种类型：一种是光-电--光中继器;另一种是光--光中继器。二、光传输媒质P14(P581L411080光(电)缆特点及应用)1.光纤是光通信系统最普遍和最重要的传输媒质。光在光纤中传播，会产生信号的衰减和畸变，其主要原因是光纤中存在损耗和色散。损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性，它们直接影响光传输的性能。1L411022掌握SDH设备的构成及功能SDH传输网是由一些基本的SDH网络单元(NE)和网络节点接口(NNI)组成，通过光纤线路或微波设备等连接进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。SDH传输网具有全世界统一的网络节点接口从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接和交换的过程;有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N(N=1,4,16,64……)。一、SDH的基本网络单元构成SDH系统的基本网元主要有同步光缆线路系统、终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生中继器(REG)和同步数字交叉连接设备(SDXC),其中TM,ADM,REG,SDXC主要功能如图1L411022-1所示1.终端复用器(TM)：TM是SDH基本网络单元中最重要的网络单元之一。它的主要功能是将若干个PDH低速率支路信号复用成为STM-1帧结构电(或光)信号，或将若干个STM-n信号复用成为STM-N(n2.分插复用器(ADM)：ADM是SDH传输系统中最具特色、应用最广泛的基本网络单元。功能;ADM分插复用器:是在高速信号中分接(或插入)部分低速信号的设备。3.再生中继器(REG)：功能:是将经过光纤长距离传输后，受到较大衰减和色散畸变的光脉冲信号，转换成电信号后，进行放大、整形、再定时、再生成为规范的电脉冲信号，经过调制光源变换成光脉冲信号，送入光纤继续传输，以延长通信距离.4.同步数字交叉连接设备(SDXC):.SDXC是指SDH设备或网络中的数字交叉连接设备.主要功能:实现SDH设备内支路间、群路间、支路与群路间、群路与群路间的交叉连接，还兼有复用、解复用、配线、光电互转、保护恢复、监控和电路资源管理等多种功能。二、SDH网络接点接口所谓网络节点接口(NNI)表示网络节点之间的接口。对于SDH网络接点接口规范一个统一的NNI标准，基本出发点在于，使其不受限于制定的传输媒质，不受限于网络节点所完成的功能，同时对局间通信或局内通信的应用场合也不加以限定。三、基本网络单元的连接(一)网络拓扑结构根据网络节点在网络中的几何安排，一网络主要有以下几种基本的拓扑结构：线形、星形、环形、树形、网孔形。(二)网络组网实例及网络分层图1L411022-2给出了网络单元组网的一实例。按照SDH网络分层的概念，图中示意标出了实际系统中的再生段、复用段和数字段。1.再生段：再生中继器(REG)终端复用器(TM)之间、再生中继器与分插复用器(ADM)或再生中继器与再生中继器之间，这部分段落称再生段。1L411023掌握DWDM设备的构成及功能P6P18-21一、DWDM工作方式(一)按传输方向的不同可分为双纤单向传输系统、单纤双向传输系统1.双纤单向传输系统：如图1L411023-1所示，在双纤单向传输系统中，单向DWDM是指所有光通道同时在一根光纤上沿同一方向传送，在发送端将载有各种信息的具有不同波长的已调光信号λ1，入2…λn通过光复用器组合在一起，并在一根光纤中单向传输，由于各信号是通过不同的光波长携带的，所以彼此之间不会混淆。在接收端通过光解复用器将不同光波长信号分开，完成多路光信号传输的任务。反向光信号的传输由另一根光纤来完成，同一波长在两个方向上可以重复利用。这种DWDM系统在长途传输网中应用十分灵活，可根据实际业务量需要逐步增加波长来实现扩容。2.单纤双向传输系统：如图1L411023-2所示，单纤双向DWDM是指光通路在同一根光纤上同时向两个方向传输，所用波长相互分开，以实现彼此双方全双向有通信联络。与单向传输相比的优点：1)通常可节约一半光纤器件。2)另外，由于两个方向传输的信号不会交互产生四波混频(FWM)，因此其总的四波混频(FWM)产物比双纤单向传输少得多。缺点是，该系统需要采用特殊的措施来对付光反射，且当需要进行光信号放大时，必须采用双向光纤放大器。(二)从系统的兼容性方面考虑可分为集成式系统、开放式系统1.集成式DWDM系统：集成式系统是指被承载的SDH业务终端必须具有标准的光波长和满足长距离传输的光源，只有满足这些要求的SDH业务才能在DWDM系统上传送。因此集成式DWDM系统各通道的传输信号的兼容性差，系统扩容时也比较麻烦，因此实际工程较少采用。2.开放式DWDM系统：对于开放式波分复用系统来说，在发送端和接收端设有光波长转换器(OTU)，它的作用是在不改变光信号数据格式的情况下(如SDH帧结构)，把光波长按照一定的要求重新转换，以满足DWDM系统的波长要求。现在DWDM系统绝大多数采用的是开放式系统。二、DWDM系统主要网元及其功能DWDM系统在发送端采用合波器(OMU)，将窄谱光信号(速率在2.5Gb/s及以下符合ITU-TG.692)的不同波长的光载波信号合并起来，送入一根光纤进行传输;在接收端利用一个分波器(ODU),将这些不同波长承载不同信号的光波分开。各波信号传输过程中相互独立。波分复用设备合(分)波器的不同，传输的最大波道也不同，目前商用的DWDM系统波道数可达160波，若传输l0Gbit/s系统，整个系统总容量就有1.6Tbit/s.DWDM系统主要网络单元有：光合波器(OMU)、光分波器(ODU)、光波长转换器(OTU)、光纤放大器(OA)、光分插复用器(OADM)、光交叉连接器(OXC)。各网元主要功能如下：1.光合波器(OMU)：光合波器在高速大容量波分复用系统中起着关键作用，其性能的优劣对系统的传输质量有决定性影响。功能就是将不同波长的光信号相互独立藕合在一起，传送到一根光纤里进行传输。这就要求合波器插入损耗及其偏差要小，信道间串扰小，偏振相关性低。合波器主要类型有介质薄膜干涉型、布拉格光栅型、星形藕合器、光照射光栅和阵列波导光栅(AWG)等。2.光分波器(ODU)：光分波器在系统中所处的位置与光合波器相互对立，光合波器在系统的发送端，光分波器在系统的接收端，所起的作用是将藕合在一起的光载波信号按波长，将各波道的信号相互独立地分开，并分别发送到相应的低端设备。对其要求和其主要类型与光合波器类同。4一、电话交换机的任务、功能及组成(一)电话交换机的任务及功能电话交换机的基本任务是完成任意两个电话用户之间的通话接续。交换机必须有下列功能：呼叫检出、接收被叫号码、对被叫进行忙闲测试、向被叫振铃，向主叫送回铃音、被叫应答，接通话路，双方通话、及时发现话终，进行拆线，使话路复原。(二)电话交换机系统构成交换机系统由进行通话的话路系统和连接话路的控制系统构成。1.话路系统包括用户电路、设备、交换网络、出中继器、入中继器、绳路及具有监视功能的信号。话路系统的构成方式有空分方式和时分方式。空分方式传送模拟信号，时分方式传送数字信号。2.控制系统包括译码、忙闲测试、路由选择、链路选试、驱动控制、计费等设备。控制系统的控制方式有布线逻辑控制方式(简称布控方式)和存储程序控制方式(简称程控方式)。二、程控数字交换机功能程控数字交换机的特点是将程控、时分、数字技术融合在一起。所以时分程控数字交换机就比其他制式的交换机有更多的优点，得到广泛的应用。(一)程控数字交换原理程控数字交换机是直接交换数字化的语音信号，欲实现数字信号交换的目的，必须做到在不同话路时隙发送和接受信号。只有这两个方向的交换同时建立起来，才能完成数字话音信号交换。实现这个功能要依靠数字交换设备。数字交换实质上就是把PCM系统有关的时隙内容在时间位置上进行搬移，因此也叫做时隙交换。数字交换网络由时间(T)接线器和空间(S)接线器组成，能够将任何输入PCM复用线上的任一时隙交换到任何输出PCM复用线上的任一时隙中去。在同一条PCM总线的不同时隙之间进行交换，采用时间(T)型接线器完成;在不同PCM总线的同一时隙之间进行交换，采用空间(S)型接线器完成;在不同PCM总线的不同时隙之间进行交换，采用TST或STS型交换网络完成。(二)程控数字交换机的基本功能程控数字交换机系统所具有的基本功能应包含检测终端状态、收集终端信息和向终端传送信息的信令与终端接口功能，交换接续功能和控制功能。1.信令与终端接口功能对于数字交换系统来讲，进入交换网络的必须是数字信号，这就要求接口电路应具有模/数(A/D)转换功能和数/模(D/A)转换功能。对于各种不同的外围环境要有不同的接口。为了建立用户间的信息交换通道、就要传递各自的状态信息，这些状态信息有呼叫请求与释放信息、地址信息和忙闲信息。它们都以信令的方式通过终端接口进行传递。所以不同的接口电路配以不同的信令方式。2.交换接续功能对于电路交换而言，交换机的功能就是要为两个通话用户建立一条语音通路，这就是交换机的交换接续功能。交换接续功能是由交换网络实现的。空分交换机使用空分的交换网络，完成模拟信号的空间交换任务。数字交换机使用数字交换网络，通过语音存储器完成时隙交换任务。3.控制功能上述的信令与接口功能和交换接续功能都是在控制功能的指令下进行工作的。控制功能可分为低层控制和高层控制。低层控制主要是指对连接功能和信令功能的控制即扫描与驱动：扫描用来发现外部事件的发生或信令的到来，驱动用来控制通路的连接、信令的发送或终端接口的状态变化。高层控制是指与硬设备隔离的高一层呼叫控制5分组交换的特点1.分组交换的主要优点(1)信息的传输时延较小，而且变化不大，能较好地满足交互型通信的实时性要求;(2)易于实现链路的统计时分多路复用，提高了链路的利用率。(3)容易建立灵活的通信环境，便于在传输速率、信息格式、编码类型、同步方式以及通信规程等方面都不相同的数据终端之间实现互通。(4)可靠性高。分组作为独立的传输实体，便于实现差错控制，从而大大地降低了数据信息在分组交换网中的传输误码率，一般可达10-10以下。(5)经济性好。信息以“分组”为单位在交换机中进行存储和处理，节省了交换机的存储容量，提高了利用率，降