第1讲-光纤通信设备

光纤通信设备刁碧1.1SDH概述主要内容PDH的缺点SDH的优点SDH的缺点SDH的发展背景1937年，英国人里夫斯发明了PCM，1947年发表了报告，1957年进入商用，1965年美国人制定了标准。1966年英籍华人高锟提出用石英玻璃制成光纤来传输电信号。1970年美国康宁公司研制成功传输损耗为20dB/km的光纤，1977年光纤通信首次在美国获得商用。1984年美国贝尔实验室首先开始同步光网络（SONET）的研究。1986年CCITT开始审议SONET标准，并于1988年通过了第一批SDH建议。1.1SDH传输体制的产生•SDH-同步数字体系，是在传统的传输体制PDH存在很多缺陷，不能满足大容量通信的要求才产生的。•PDH存在下列缺陷：1、两种基群制式（PCM30/32和PCM24路）三种地区性差别给国际互通带来困难。PDH的缺点准同步数字系列(PDH)400Mb/s100Mb/s32Mb/s6.3Mb/s日本系列274Mb/s45Mb/s6.3Mb/s565Mb/s139Mb/s34Mb/s8Mb/s2Mb/s1.5Mb/s北美系列欧洲系列×4×4×4×4×4×4×3×5×6×7×41.5Mb/s•2、无标准光接口•PDH中设备各厂家各自采用自行开发的线路码型，典型的例子是mBnB码其中mB为信息码，nB是冗余码，冗余码的作用是实现设备对线路传输性能的监控功能，由于冗余码的接入使同一速率等级上光接口的信号速率大于电接口的标准信号速率，不仅增加了发光器的光功率代价，而且由于各厂家在进行线路编码时，为完成不同的线路监控功能，在信息码后加上不同的冗余码，导致不同厂家同一速率等级的光接口码型和速率也不一样，致使不同厂家的设备无法实现横向兼容.PDH的缺点PDH网络接口的电接口是标准的，光接口没有标准化；SDH的网络接口对光接口也制订了标准，使得不同厂家的设备在光纤上能够互通。专用的PDH光信号厂商A厂商B厂商B标准电接口互通2Mbit/s或34Mbit/sPDH光接口的标准化3、采用准同步复用技术、按位复接，使上下业务困难。PDH的缺点PDH中分插支路信号的过程140/34Mbit/s34/140Mbit/s光/电光信号解复用解复用解复用复用复用复用电/光34/8Mbit/s8/34Mbit/s8/2Mbit/s2/8Mbit/s2Mbit/s光信号PDH是逐级复接•从图中看出，在将140Mbit/s信号分/插出2Mbit/s信号过程中使用了大量的背靠背设备，需要经过逐次复接和分接过程。不仅增加了设备的体积、成本、功耗，还增加了设备的复杂性，降低了设备的可靠性。PDH的缺点•4、网管能力弱•PDH信号的帧结构里用于运行维护工作OAM的开销字节不多，要通过增加冗余编码来完成线路性能监控功能。PDH的缺点5、点到点的结构，缺乏灵活性。•PDH的组网是一种点到点结构，网络的保护能力弱。•以上这种种缺陷使PDH传输体制越来越不适应传输网的发展。于是美国贝尔通信研究所首先提出了用一整套分等级的标准数字传递结构组成的同步网络（SONET）体制，CCITT于1988年接受了SONET概念，并重命名为同步数字体系SDH，使其成为不仅适用于光纤传输，也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。1.2SDH的定义及优点•SDH-同步数字体系，是由一些基本的网络单元组成，可在光纤上进行同步信息传输、复用、分插、交叉连接的传输网络。SDH的优点•1、具有全世界统一的帧结构和速率等级结构，使国际互通容易。•基本的信号传输结构等级是同步传输模块--STM-1，相应的速率是155Mbit/s，高等级的数字信号系列，例如622Mbit/s（STM-4是将4个STM-1个通过字节间插同步复接而成。SDH的速率等级如下：•STM-1：155Mbit/s•STM-4：622Mbit/s•STM-16：2.5Gbit/s•STM-64：10Gbit/s•2、具有世界统一性标准光接口•SDH信号的线路编码仅对信号进行扰码，不再进行冗余码的插入，SDH采用的光线路码型为加扰的NRZ码。厂商B厂商A标准光接口互通统一的SDH-N光信号SDH的优点•3、采用同步复用、（字节间插方式）使上下业务简单。•由于采用了同步复用方式和灵活的映射结构，可使PDH低速支路信号在STM-N帧中的位置也是可预见的，于是可以从STM-N信号中直接分/插出低速支路信号。节省了大量的复接/分接设备（背靠背设备），增加了可靠性，减少了信号损伤、设备成本功耗、复杂性等，使业务的上下更加简便。SDH的优点ADM155Mbit/s光接口155Mbit/s光接口2Mbit/s电信号SDH中分插支路信号的过程SDH是一步到位，用SDH设备组网简单经济•4、网管能力强大•SDH信号的帧结构中安排了丰富的用于运行维护OAM功能的开销字节，使网络的监控功能大大加强，也就是说维护的自动化程度大大加强。SDH的优点•5、具有多种网络拓扑结构，灵活性强、具有网络自愈功能。•网络自愈是指当业务信道损坏，导致业务中断时网络会自动将业务切换到备用业务信道，使业务能在较短的时间（ITU-T规定为50ms）以内得以恢复正常传输。SDH的优点•6、兼容性•SDH有很强的兼容性（前向兼容性和后向兼容性），不仅传送PDH业、异步转移模式的信号ATM、IP、以太网等信号均可通过SDH网络传送。SDH的优点1.3SDH的缺点1、频带利用率低•SDH的STM-1信号可复用进63个2Mbit/s或3个34Mbit/s（相当于48×2Mbit/s）或1个140Mbit/s的PDH信号，而PDH140Mbit/s可容纳64个2Mbit/s。•2、指针调整机理复杂•SDH中采用指针技术，指针的作用就是时刻指示低速信号的位置，以便在拆包时能正确地拆分出所需的低速信号，保证了SDH从高速信号中直接下低速信号的功能的实现。但是指针功能的实现增加了系统的复杂性，最重要的是使系统产生定时抖动。1.3SDH的缺点3、大量的软件使用对系统安全的影响。1.3SDH的缺点