搜索
刘春龙工程技术科5382684lcl1967@ykjt.cn传输网络及电源主要内容•传输网络简介•数字信号的概念•传输方式•复用方式•兖矿集团SDH传输网•供电系统要点及整体考虑•存在的问题一、传输网络简介几个概念•电信网：指可以提供通信服务的所有实体及逻辑配置。完成的基本功能包括信息传送、呼叫/连接控制以及网络管理三部分。•传送（transport）：指信息的传递过程。传送网一般指实际设备组成的网络。•传输（transmission）：指信息信号通过具有物理媒体传输的物理过程。传输网络一般指逻辑意义上的网络既网络逻辑功能实体。代表性技术•PDH：plesiosychronousdigitalhierchary准同步数字系列•SDH：sychronousdigitalhierchary同步数字系列•ATM：asychronoustransfermode异步转移模式传输媒质和系统◆有线发展：明线（铁、铜）-对称电缆-同轴电缆-光纤明线：12路、高12路、超12路、载波对称电缆：60路、132路、载波同轴电缆：小同轴、中同轴光纤：PDHSDHWDM音频电缆：线径.32.4.5.6.8单线直流电阻2361489565.836.6工作电容52左右绞距平均不大于155五类双绞线:线径.5单线直流电阻93.8工作电容33左右不同线对绞距144~381A、B端的区别◆无线微波:模拟-数字480路960路1920路干线2-11G支线13-26G与SDH接轨卫星：C波段6/4G上行5.925-6.425G下行3.7-4.2GKu波段14/11G上行14-14.5G下行10.7-11.2GKa波段30/20G上行30G下行20G数字系统各种速率D16KE12.048MH0384KOC1=STM-051.84MDS0=B64KE28.448MH111536KOC3=STM-1155.52MDS1=T11.544KE334.368MH121920KOC12=STM-4622.08MDS2=T26.312KE4139.264MH2132.768MOC48=STM-162488.32MDS3=T344.736KH2244.160MOC192=STM-649953.28MH4135.168M光纤发展•1970年低损失光纤制成(美国,康宁公司)•半导体雷射在室温可连续发光(美国,贝尔研究所)•1979年0.2dB/Km光纤制成•1980年光纤通信进入实用化(850nm,1310nm,1550nm)•1989年光纤通信进入ISDN领域(应用由多模—单模)•1990年光纤通信进入用戶領域1.系统优点多且可靠性高a.传输频带宽,通信容量大b.传输损耗小，距离远c.不受电磁干扰，保密性高d.电绝缘特性好e.易于维护f.寿命长g.节约资源2.具有经济性a.资源丰富b.线径细，重量轻，便于运输，敷设3.缺点a.光纤弯曲半径小b.光纤的连接操作技术要求高c.分路、藕合操作复杂光纤通信特点光发射机光纤电端机中继器光接收机光源LEDLD电端机光纤光纤通信组成9/125um50/125um62.5/125um100/140um典型光纤内外径1.传输参数*孔径(NA,NumericalAperture)NA=(n12－n22)1/2表示光纤捕捉光射线能力的物理量*正规化频率(V,NormalizedFrequency)V2.405单模光纤*折射率差比()=(n1－n2)/n1*衰减(dB/Km)*频宽(MHz*Km)2.几何参数*纤核直径MM--50um±6%SM--9um±10%*纤壳直径125±3um*偏心率3%以下*偏圓率2%以下*纤核不圓率2%以下光纤重要参数0.20.40.60.81.01.21.41.6波长(um)1001010.1传输损耗(dB/Km)Rayleigh散射损耗理论值OH-吸收中损耗光纤(玻璃系)低损失光纤(硅系)传播窗口1.单模光纤(Single-Modefiber)－折射率(SI,StepIndex)2.多模光纤(Multi-Modefiber)－斜射率(GI,GradedIndex)－折射率(SI,StepIndex)3.模式—光纤芯子中电场和磁场的分布形式r单模折射率SI光纤rran1n2n纤核纤壳光纤分类光的反射与折射N1*Sin=N2*SinSnell,sLawi法线it介质2N1N2反射角入射角折射角rt介质1传播原理1.非色散位移单模光纤(G.652)—匹配包层型光纤性能稍差，下凹内包层型光纤性能较好。1550nm窗口衰减小，但色散大，不利于高速系统的长距离传输。适用于2.5Gb以下中距离传输。2.色散位移单模光纤(G.653)—采用分段芯和双台阶芯型。1550nm低衰减和零色散，但在波分复用时有混频效应，被限于单信道高速系统。3.截止波长位移光纤(最小衰减G.654)—在1550nm波长下，最低衰减为0.15dB/Km。价格昂贵使用少，应用于长距离，且不能插入有源器件的无中继海底光纤系统。4.非零色散位移光纤(大面积有效G.655)—具有可移动零色散波长的作用。实现较低的衰减和色散，因此可用于远距离，波分复用，高速系统。光纤类型5.色散平坦光纤—在1310nm和1550nm处都是低色散，但光纤衰减大。6色散补偿光纤—色散影响1310nm在1550nm的升级扩容，通过在系统中加入很短的一段负色散光纤，可以抵消1550nm处的正色散。带来的衰减由光纤放大器得到补偿。光缆传输计算•最坏值设计法，就是在设计光传输距离时，所有的相关参数都采用寿命期中允许的最坏值。如发送光功率、接收灵敏度。L=（PS–Pr–2Ac–PP–MC）/（f+S）其中：PS：光发送机在S参考点的发送光功率（dBm）；Pr：光接收机在R参考点的接收灵敏度（dBm）；Ac：每个连接器的损耗，一般取0.5dB；PP：光通道代价，一般取1dB，但对L16.2取2dBMC：光缆富余度，取3dB；f：光纤衰减系数（dB/km）；S：光纤每公里接续损耗，一般取0.025dB/km例：某2.5G系统的相关参数为:S点发送光功率PS=－2～+3dBm，R点接收灵敏度Pr=-31～-28dBm，光纤衰减系数f=0.22dB/km，求其最大传输距离。其它参数取值为：因是L16.2接口，故光通道代价为PP=2dB，光缆富余度Mc=3dB，每个连接器损耗为Ac=0.5dB，每公里光纤平均接续损耗为s=0.05/2=0.025dB/km。把以上数据代入公式：L=（PS–Pr–2Ac–PP–MC）/（f+S）=[-2–（-28）–2×0.5–2–3]/（0.22+0.025）=20/0.245=82km光纤连接器1.按光纤类型分：单模光纤连接器、多模光纤连接器、特种光纤连接器（例如：保偏光纤连接器）以及塑料光纤连接器。2.按光纤外型结构分：在数字通信领域内，用途最广泛的应是FC、ST、SC和D型系列光纤连接器。其特点是：具有相互接触的光端面。3.按插头的物理形状分：PC接续；SPC接续、APC接续。纤芯光纤作用力套筒插针体PC(SPC)端面相互接触连接器示意图连接器分类纤芯光纤作用力套筒插针体APC端面相互接触连接器示意图光纤连接器的分类光纤连接器的分类光纤连接器的分类类型表面技术要求曲率半径球心偏移率平整度光洁度角度偏差光学技术要求回波损耗插入损耗PC10-25mm50um0.05um4A°0.1°40dB0.4dBSPC10-25mm50um0.05um4A°0.1°50dB0.4dBAPC10-25mm50um0.05um4A°0.1°60dB0.4dB光纤连接器的样品ST型光纤连接器SC型光纤连接器FC型光纤连接器FC型光纤耦合器光纤连接器的样品SC型光纤耦合器ST型光纤耦合器新型高密度光纤连接器LC型连接器—LowCostConnector是Bell研究所自AT’T时期开始研究开发的，采用模块化插孔（RJ型）闩锁机理制成。目前插头共有两种类型：0.9mm芯线的底版型插头和使用1.6mm光软线的触发型插头。平均插入损耗0.08dB，平均回波损耗60dB，符合EIA/TIA568A的标准。•LC/PC–端面为平面•LC/UPC–端面为球面，降低了端面的反射•插拔自锁式固定MU型连接器—MiniatureUnitCoupling以SC型连接器为基础，由日本NTT93年开发的世界上最小的单芯连接器，密度可达16芯。MU型光纤活动连接器MU/PC–端面为平面MU/UPC–端面为球面，降低了端面的反射插拔式固定二、数字信号的基本概念模拟信号和数字信号•模拟信号信号波形模拟着信息的变化而变化，称为模拟信号。其特点是幅度连续(连续的含义是在某一取值范围内可以取无限多个数值)。分为连续信号和离散信号。电话、传真、电数字信号•数字信号其特点是幅值被限制在有限个数值之内，它不是连续的而是离散的。图(a)是二进码，每一个码元只取两个幅值(0，A)：(b)是四进码，每个码元取四(3、1、－1、－3)中的一个。这种幅度是离散的信号称数字信号。信号的数字化过程•信号的数字化需要三个步骤：抽样、量化和编码。•抽样是指用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。•量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值。•编码则是按照一定的规律，把量化后的值用二进制数字表示，然后转换成二值或多值的数字信号流。抽样•所谓抽样就是每隔一定的时间间隔T，抽取话音信号的一个瞬时幅度值(抽样值)，抽样后所得出的一系列在时间上离散的抽样值称为样值序列。•抽样定理：只要抽样脉冲的间隔T≤1/2fm(或fs≥2fm)(fm是话音信号的最高频率)，则抽样后的样值序列可不失真地还原成原来的话音信号。•一路电话信号的频带为300～3400Hz，fm=3400Hz，则抽样频率fs≥2×3400=6800Hz。则抽样后的样值序列可不失真地还原成原来的话音信号，话音信号的抽样频率通常取8000Hz/s。•对于PAL制电视信号。视频带宽为6MHz，按照CCIR601建议，亮度信号的抽样频率为13.5MHz，色度信号为6.75MHz量化•抽样把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号，但脉冲的幅度仍然是模拟的，还必须进行离散化处理，才能最终用数码来表示。这就要对幅值进行舍零取整的处理，这个过程称为量化。•实际信号可以看成量化输出信号与量化误差之和，因此只用量化输出信号来代替原信号就会有失真。•采用均匀间隔量化级进行量化的方法称为均匀量化或线性量化。•如果使小信号时量化级间宽度小些，而大信号时量化级间宽度大些，就可以使小信号时和大信号时的信噪比趋于一致。这种非均匀量化级的安排称为非均匀量化或非线性量化。•数字信号大多采用非均匀量化方式。•对于音频信号的非均匀量化也是采用压缩、扩张的方法，即在发送端对输入的信号进行压缩处理再均匀量化，在接收端再进行相应的扩张处理。•目前国际上普遍采用容易实现的A律13折线压扩特性和μ律15折线的压扩特性。我国规定采用A律13折线压扩特性。编•抽样、量化后的信号还不是数字信号，需要把它转换成数字编码脉冲，这一过程称为编码。•最简单的编码方式是二进制编码。具体说来，就是用n比特二进制码来表示已经量化了的样值，每个二进制数对应一个量化值，然后把它们排列，得到由二值脉冲组成的数字信息流。•抽样频率越高，量化比特数越大，数码率就越高，所需要的传输带宽就越宽。•语音信号一般采用8比特二进制码。•语音64KBIT/S的：语音带宽：0---3.4KHZ一般取4KHZ抽样频率：fs=2*4KHZ=8KHZ抽样值8BIT编码：8*8=64KBIT/S•信源编码与信道编码信源编码的目的是提高信源的效率，去除冗余度。信道编码使传输过程中能量损失最小，提高信号能量与噪声能量的比例效率；增加纠错能力。数字话音编码技术通常分为三类，包括波形编码技术、参量编码技术和混合编码技术。•波形编码是将时间域