PDH光缆通信系统

PDH光缆通信系统标称速率相同，实际允许有一定偏差的数字系列，称为准同步数字系列，记为PDH(plesiochronousdigitalhierarchy)。有二种制式，1554kbit/s为第一级比特率，和以2048kbit/s为第一级比特率体系。PCM高次群速率系列单位基群二次群三次群四次群北美路数kb/s241544966312672447364032274176日本路数kb/s24154496631248032064144097728欧洲中国前苏联路数kb/s3020481208448480343681920139264一、系统的组成基群设备的主要作用是对话音信号进行抽样、量化、编码。然后将30个话路进行复接，组成基群帧结构，速率2048kb/s，接收端做相反处理。高次群数字复用设备包括二次群、三次群、四次群等。光端机的作用是将电信号转换成光信号光中继机：延长传输距离S点：光接口，紧靠着发射机的活动连接器后的参考点，是光端机与光缆的互联点。R点：光接口，接收机活动连接器前的参考点。二、PCM的复接为了有效地利用传输信道，要求有大容量的数字复用设备。1、复接的概念话音信号的带宽小于4000Hz，取样频率为8000Hz，T=125s，如果把每个样值的8比特编码压缩在很短的时间内，那么，在125s内就可以复接很多路话音信号。把125s分成32个时隙，可以复接30个话路。如果把每一个时隙的时间分得更小，复接的话路数更多。为了扩大通信容量和提高传输效率，常常需要把若干个低速信号采用时分复用的方法合并为一个高速信号，再通过高速信道来传输，这就是复接的概念。2、数字复接的基本组成数字复接的基本组成如图示：由复接器和分接器二部分组成：复接器由定时、调整和复接单元组成•定时单元的作用是为设备提供统一的基准时间信号，备有内部时钟，也可以由外部时钟推动。•调整单元的作用是对各输入支路数字信号的频率或相位调整，形成与本机定时信号完全同步的数字信号。•同步单元的作用是为定时提供控制信号，使分接器的基准时间与复接器的基准时间保持正确的相位关系，即保持同步。•分接单元的作用是把输入的合路数字信号实施时间分离。•恢复单元的作用是把分离后的信号恢复为原来的支路信号。数字复接器和分接器做成一个设备，称为复接分接器（Muldex）如果在复接器的输入端的各支路信号是同步的，称为同步复接如果在复接器的输入端的各支路信号是不同步的，称为异步复接同一标称速率但允许有容差，为准同步。二个标称速率相同时钟源产生的信号是准同步的。三、二次群的复接1、构成PCM基群的作用是把30个话路的模拟信号变成30个64k的数字信号，再复接成一个2048k的数字信号。二次群复用设备的作用，在复接侧，把4个2048k信号复接成一个8448k的信号；在分接侧作相反处理。二次群设备复接侧由双单变换器，缓冲存储器，插入控制电路，分频器和单双变换器组成。双单变换器的作用是把四个支路的双极性码变成单极性码，从中提取时钟，将HDB3转换为NRZ码。时钟产生器提供8448kHz时钟，分频器的作用是对8448kHz进行4分频，以获得2112kHz的读出时钟。缓冲存储器和插入控制电路的作用是进行码速调整，即把4个标称速率相同但有容差的2048kb信号调到2112kb，使它们同步。复接器把4个已同步的信号复接成1个8448kb信号单双变换器的作用是把单极性码变成双极性码，以便在线路上传输。分接侧由双单变换器，分接器，去插入控制电路，分频器，缓冲存储器，锁相环和单双变换器组成。•分接器把二次群码流分接成4路，分别送入缓冲器•分频器为缓存器提供2112kHz写入时钟•去插入控制电路•锁相环为缓存器提供读出时钟2、复接原理复接方式将低次群复接成高次群的方法有三种：比特，码，帧按比特复接也叫逐位复接，这种方法简单易行，现有复用设备多采用这种方式。复接时，缓冲存储器是不可少的。正码速调整原理高次群复接属于准同步复接。要进行准同步复接，应分二步骤进行：第一步：将各支路信号变成一个与标准信号同频同相的信号，即码速调整；第二步进行同步复接。码速调整有三种方法：正码速调整，正负码速调整和正零负码速调整。我国采用正码速调整，利用插入脉冲来实现码速调整正码速调整是将被复接的信号的码速提高，使它们在一个较高的速率上实现同步。2048kb—2112kb。基群输入的信号fi写入到一个缓冲存储器（2048kb），以调整后的速率fm（2112kb）读出。存储器存在快读慢写状态，会出现取空。当相位差小到一定程度时，由比相器发出插入请求，要求插入脉冲控制电路发一个插入指令，停止一次读出，同时插入一个脉冲。插入脉冲不携带信息。也可以采用定位插入。二次群的帧结构。准同步复接的二次群帧结构ITU-TG.742建议的准同步（异源）复接二次群帧结构如下：1、异源复接的码速率为8448kb，4个支路的速率为2048kb。42048kb+464kb=8448kb2、二次群帧长为848bit，帧频为9962Hz。3、一帧分为四组（I，II，III，IV），每组为212bit，一帧内容包括：支路信息：820bit；帧定位：10bit；公务：2bit；插入标志：12bit；调整（填空）4bit；4、支路信息共820bit，其中：第I组：200bit（13212）；第II组：208bit（217424）；第III组：208（429636）；第IV组：204（645848）。5、帧同步码10bit，以F表示为F11F21F13F23，码型为1111010000。6、公务2bit，第1比特用于向对端告警，第2比特留用。7、码速调整4bit，以V1、V2、V3、V4（641644位），1bit/群。8、插入标志共12bit以C表示：1组：C11C12C13；2组：C21C22C23。⋮⋮四、二次群复用设备二次群复用设备是将4个2048kb/s数字信号复接成一个8448kb/s数字信号。可以在光纤上传输也可以在微波上传输。二次群复用设备由机架，复用子架和业务子架组成。在复用子架上可安装5种机盘，2M支路盘，8M集中盘，复接接口盘，告警盘和电源盘。业务子架包括一个远端告警信息盘，一个简易通话盘，一个电源盘和一个送受话器。1、2M支路接口盘在复接侧完成正码速调整，在分接侧完成码速还原，产生支路告警均衡放大电路：作用是将经过电缆传输造成的信号的幅度衰减和失真进行补偿,电缆衰减符合F规律.时钟提取：从NRZ信号中提取2048KHZ正弦信号,作为缓冲存储器的写入时钟。正码速调整：由集中盘产生的4个时钟信号，分送到4个2M支路盘，作为支路信号的读出时钟，读出速率高于写入速率，要进行正码速调整：告警电路：为了检测支路盘的工作情况，设置有输入中断检测电路，写时钟中断检测电路，读时钟中断检测电路。分接侧码速还原：接收来自集中盘的NRZ信号，还原成2048K的数字信号。单双变换：送到低次群设备告警：读写时钟检出，输入中断告警2、8M集中盘复接侧将4个支路信号进行复接，组成二次群比特流转发AIS信号插入第12比特分接侧实现帧同步把8M的NRZ信号分接为4个2M信号电路有移位寄存器，分节器，同步电路，定时发生器，AIS检测器等组成告警本盘的工作情况由告警电路监视3、8M复接接口盘作用是将集中盘来的8M信号与外部接口连接。·复接侧：由集中盘送来的NRZ信号在这里转换成HDB3码输出。·分接侧：主要完成HDB3/NRZ转换。光缆线路终端设备--某型三次群光端机传输速率为34368kb/s，可以传送电话，也可以传送相同速率的图象信号。主信道可以传送480路电话，附加信道可以传送1路或2路2048kb/s数字信号，作为区间通信。一、光端机组成：主信道电路和辅助信道电路1、主信道电路由A，B，C，D四部分组成A：34M输入盘：均衡补偿信码经电缆传输引起的波形畸变，将HDB3码转换为NRZ码，扰码，将扰码后的信号编为4B1H码，向监控系统发告警并响线路侧发AIS信号。B：光发射盘：完成光电转换，LD，LED由激光器构成的发射盘，要设置APC和AGC电路。监视激光器的工作状态，输出无光告警。-3dBm9dBmC：光接收盘：光电转换，判决再生，时钟提取，向监控电路发告警，完成信号再生后，送入D。D：34M输出盘：4B1H解码，解扰码，HDB3编码，构成自检环路，监控和告警2、辅助信道电路有E，F，G，H，I，J，K盘组成要完成公务，监控，DCU，告警，倒换和区间通信E：插分盘：在发信侧，将区间通信信号和公务联络信号汇合在一起，然后送到A，进行4B1H编码F，G：2M输入/输出接口盘：将HDB3码转换成NRZ，利用正码速调整，然后送到E插分盘，经该盘与公务信号汇接后，送到A中的4B1H编码电路，进行线路编码。接收过程正好相反，H：公务盘：提供值机人员使用的电话。呼叫方式I：DCU盘：收集和处理监控信息J：监测盘：为了提高光纤通信系统的可靠性.K：告警盘：即时维护告警,延时维护告警二、主信道电路1、34M输入盘将线路送来的34MHDB3译成NRZ，经过扰码，再与其他信码合在一起形成4B1H码，以43M速率送出，原理如图：•均衡放大电路：本盘收到的信号经过012dB衰减且波形发生畸变，为了译码和定时提取，首先将该信号均衡放大。•双单变换电路：将一路双极性信号转换成二路单极性信号，一是为定时提取，二是为了后面的译码电路使用。•时钟提取:•定时判决•中断检出电路，作用如下：PCM信号中断时，机盘上告警红灯亮向告警盘发“中断告警”信号由主时钟倒向备用时钟向下游发全“1”的AIS信号•时钟选择电路：当输入信号中断时，保证系统的其他部分正常工作•扰码电路：目的是为了增加信号的随机性，有利于接收端定时提取•4分频和4级缓存：将34368kHz时钟4分频，用为缓冲器写入脉冲。缓存器用来存放扰码器的输出信码。•锁相环：作用是时钟变换，它将输入的34368kHz时钟转换成本地时钟，42960kHz。•4B1H编码：具有定时含量丰富，抑制基线起伏，监控传输误码能力。B：主信道信息码H：混合码，包括，帧同步，区间通信，数据码，公务码，误码检测码，速率为8592kb/s。H码产生：首先用一只8选1电路将并行输入的帧同步码，监测码，公务码和数据通信信号串行输出，形成G码。然后再将它与区间通信码、C码经4选1电路形成H码。2、LD发射盘•接口及电平移动电路：用时钟将信码重读一次，起整形作用。将TTL电平转换成ECL电平。设置转换电路的原因是LD的正极接地，所以驱动电路必须采用负电源，TTL不宜直接驱动。•LD驱动电路：设置预偏置电流IB，有利于提高调制速度•自动功率控制电路：采用背向光反馈自动偏置控制方式，达到稳定输出功率的目的•自动温度控制电路•无光告警电路•寿命告警电路3、前置放大器盘把光信号装换成电脉冲，经过均衡放大，送出升余弦波形到光接收盘，输出一个适合定时判决的脉冲信号送判决电路•光电检测前置放大器级：PIN-FET•压控衰减和AGC宽放：解决接收机动态范围要求•均衡滤波：减少码间干扰，有利于定时判决•宽放：保证接收机有足够的增益，使输出电压幅度达到要求•峰值检波和直流放大：使输出达到恒定•告警：输入无光告警4、光接收盘将升余弦波眼图还原成数字信号，以适应码型反变换电路工作的需要。为了在眼图峰值位置进行抽样判决，需要从眼图中提取与信号同步的时钟信号，因此，它的基本电路应包括：定时提取电路和判决电路，来提供NRZ数字信号和42960KHz时钟。•箝位电路：将眼图的底部箝位在由电位器调定的电位上，以消除输入信号基线的漂移•幅度判决电路：识别眼图是“1”还是“0”确定判决电平，取样，比较•非线性处理电路：将NRZ变换为RZ，为调谐电路提取时钟提供信号•调谐电路：从RZ码中提取时钟•限幅电路：保证提取出来的时钟有较好的波形，幅度一致，前后沿陡•定时判决：输出再生的NRZ信号，与时钟信号一起，送到输出盘进行码型反变换。5、34M输出盘作用是从接收的42960KB信码和时钟中恢复出34M信码和时钟，然