光通信原理与技术第6章1

1、光通信原理与技术光纤通信系统 基本结构 实际为双向系统 光通信系统组成： 网元+光缆光纤通信系统概述 比较详细的点到点的光纤传输系统图数字传输体制构成 光纤大容量数字传输目前都采用同步时分复用（TDM）技术 两种传输体制： 准同步数字系列（PDH） 同步数字系列（SDH） 两种传输体制的演变 1976年PDH标准化 发展中PDH遇到了许多困难，美国提出了同步光纤网（SONET） 1988年，ITU-T(原CCITT)参照SONET的概念，提出了被称为同步数字系列（SDH）的规范建议 SDH解决了PDH存在的问题，是一种比较完善的传输体制，现已得到大量应用。这种传输体制不仅适用于光纤信道，也适用

2、于微波和卫星干线传输准同步数字系列PDHPDH存在的主要问题两大体系，三种地区性标准，是国际间的互通存在困难。北美和日本采用以1.544Mbit/s为基群速率的PCM24路系列，但略有不同，中国采用以2.048Mbit/s为基群速率的PCM30/32路系列。无统一的光接口，无法实现横向兼容准同步复用方式，上下电路不便网络管理能力弱，建立集中式电信管理网困难网络结构缺乏灵活性1. 面向语音业务 以2.048MB/s为基础速率的制式，每次群的话路数按4倍递增，速率的关系略大于4倍，这是因为复接时插入了一些相关的比特 对于以1.544MB/s为基础速率的制式，在3次群以上，日本和北美各国又不相同，看

3、起来很杂乱同步数字系列SDH SDH的产生 1984年美国贝尔提出一种新的传输体制光同步传送网（SYNTRAM） 1985年ANSI通过此标准，形成了国家的正式标准，并更名为同步光网络（SONET） 1986年这一体系成为美国数字体系的新标准。同时，引起了ITU-T的关注 1988年ITU-T接受了SONET的概念，并进行了适当的修改，重新命名为同步数字系列（SDH）使之成为不仅适用于光纤，也适于微波和卫星传输 1989年， ITU-T在其蓝皮书上发表了G.707、 G.708和G.709三个标准，从而揭开了现代信息传输暂新的一页 SDH克服了PDH的弱点，具有通信容量大、传输性能好、接口标准

4、、组网灵活方便、管理功能强大等优点 其国际标准一出现，就受到各国的高度重视，一些通信大公司投以巨额资金进行设备和系统的开发，使之很快的进入实用化阶段，现在国内外已得到广泛应用，成为信息高速公路的重要支柱之一速率等级 同步传输模块STM-N（Synchronous Transport Module Level N）的标准速率为： STM-1 155.520Mbit/s STM-4 622.080Mbit/s STM-16 2488.32Mbit/s STM-64 9953.28Mbit/sSDH的特点1、兼容 SDH采用世界上统一的标准传输速率等级： STM-N，N=1，4，16，64 SDH具

5、有统一的网络节点接口 可以承载现有的PDH（如E1、E3）和各种新的数字信号（如100Mb/s以太网信号、ATM信元等），有利于不同通信系统的互联2、统一 SDH各网络单元的光接口有严格的标准规范 光接口成为开放型接口 任何网络单元在光纤线路上可以互联 不同厂家的产品可以互通 有利于建立世界统一的通信网络3、强大的网管能力 在SDH帧结构中，丰富的开销比特用于网络的运行、维护和管理，便于实现性能监测、故障检测和定位、故障报告等管理功能4、同步复用 采用数字同步复用技术，其最小的复用单位为字节，不必进行码速调整，简化了复接分接的实现设备，由低速信号复接成高速信号，或从高速信号分出低速信号，不必逐

6、级进行SDH的特点总结新型的复用映射方式：同步复用方式和灵活的映射结构接口标准统一：全世界统一的NNT，体现了横向兼容性网络管理能力强：帧结构中丰富的开销比特组网与自愈能力强：采用先进的ADM、DXC等组网兼容性好：具有完全的前向兼容性和后向兼容性先进的指针调整技术：可实现准同步环境下的良好工作独立的虚容器设计：具有很好的信息透明性系列标准规范：便于国内、国际互联互通1. SDH最为核心的三个特点是同步复用、强大的网络管理能力和统一的光接口及复用标准SDH体系 SDH帧结构块状结构 一个STM-N帧有9行（同步传输模块） 每行由270N个字节组成 每帧共有9270N个字节 每字节为8bit 帧

7、周期为125s，即每秒传输8000帧 STM-1传输速率为：927088000=155.520Mb/s 字节发送顺序为：由上往下逐行发送，每行先左后右 字节由上往下逐行发送，每行先左后右 段开销（SOH） 段开销是在SDH帧中为保证信息正常传输所必需的附加字节（每字节含64kb/s的容量）主要用于运行维护和管理，如帧定位、误码检测、公务通信、自动保护倒换以及网管信息传输 对于STM-1而言，SOH共使用98（第4行除外）=72Byte，相当于576bit。由于每秒传输8000帧，所以SOH的容量为5768000=4.608Mb/s 段开销又细分为再生段开销（SOH）和复接段开销（LOH）。前者

8、占前3行，后者占59行1、定帧字节：A1和A2 A1和A2字节的作用是识别一帧的起始位置，以区分各帧，即实现帧同步功能。A1和A2的十六进制码分别为：F6和28 对于STM-N帧，定帧字节由3N个A1字节和3N个A2字节组成。在接收端若连续3ms检测不到定帧字节A1和A2，则产生帧丢失（LOF）告警 A1和A2不经扰码，全透明传送。当收信正常时，再生器直接转发该字节；当收信故障时，再生器产生该字节2、再生段跟踪迹字节： J0 该字节用于确定再生段是否正确连接。该字节被用来重复发送“段接入点识别符”，以便使段接收机能够据此确认其与指定的发送端是否处于持续的连接状态。若收到的值与所期望的值不一致，

9、则产生再生段踪迹标识失配（RS-TIM）告警3、数据通信通路（DCC）：D1D12 DCC用来构成SMN的传送链路，在网元之间传送OAM信息。 D1D3字节称为再生段DCC，用于再生段终端间传送OAM信息，速率为192kbit/s（364kbit/s） D4D12字节称为复用段DCC，用于复用段终端间传送OAM信息，速率为576kbit/s（964kbit/s）4、公务联络字节：E1和E2 这两个字节用于提供公务联络的语声通路，速率为64kbit/s E1属于RSOH，用于再生段之间的本地公务联络，可在所有终端接入 E2属于MSOH，用于复用段之间的直达公务联络，可在复用段终端接入5、使用者通

10、路字节：F1 该字节是留给使用者（通常为网络提供者）专用的，主要为特殊维护目的而提供临时的数据/语声通路连接，其速率为64kbit/s6、比特间插奇偶校验8位码（BIP-8）：B1 再不中断业务的前提下，提供误码性能监测，采用BIP- n的方法。 B1字节用于再生段在线误码监测，使用偶校验的比特间插奇偶校验码 BIP-8误码监测的原理如下：发送端对上一STM-N帧除SOH的第一行以外的所有比特扰码后按8比特为一组分成若干码组。将每一码组内的第1个比特组合起来进行偶校验，如校验后“1”的个数为奇数，则本帧B1字节的第一个比特置为“1”，如校验后“1”的个数为偶数，则本帧B1字节的第一个比特置为“

11、0。以此类推，组成本帧扰码前的B1（b1-b8）字节数值。收端进行校验。 当B1误码过量，误块数超过规定值时，系统产生再生段误码率越线（RS-EXC）告警7、比特间插奇偶校验N24位码（BIPN24 ）：B2 B2字节用作复用段在线误码监测，其误码监测的原理与BIP-8（B1）类似，只不过计算的范围是对前一个STM-N帧中除了RSOH（SOH的第一至第三行）以外的所有比特进行BIP- N24 计算，并将计算结果置于本帧扰码前的B2字节位置上 误码检测在接收设备进行，检测过程与BIP- 8类似，将监测结果用M1字节中的复用段远端差错指示（MS-REI）将误块的情况回送发送端。 若B2误码过量，检

12、测的误块个数超过规定值时，本端产生复用段误码率过线（MS-EXC）告警8、自动保护倒换（APS）通路字节：k1和k2（b1b5） 这两个字节用作MS-APS指令，实现复用段的保护倒换，响应时间较快，一般小于50ms。 若系统发生复用段的保护倒换，则产生保护倒换（PS）告警9、复用段远端缺陷指示（MS-RDI）字节：k2(b6b8) MS-RDI用来向发送端回送指示信号，表示接收端已经检测到上游段缺陷（即输入失效）或正在接收复用段告警指示信号（MS-AIS） MS-RDI产生是在扰码前将k2字节的（b6b8）插入”110“码10、复用段远端差错指示（MS-REI）字节：M1 该字节用作收端向发端

13、回传由BIP-N24（B2）所检出的差错块（误块）个数（0225），用M1的（b2b8）表示11、同步状态字节：S1（b5b8） S1（b5b8）表示同步状态消息，4个比特可以表示16种不同的同步质量等级。 其中”0000“表示同步质量不知道；”1111“表示不应用作同步；”0010“表示G.811时钟信号；”0100“表示G.812转接局时钟信号； ”1000“表示G.812本地局时钟信号；”1011“表示同步设备定时源（SETS）信号；其他编码保留未用 若在优先级表中配置了外部源，当外部源失效后，产生EXC-SYN-LOS告警，表示外同步时钟源丢失12、备用字节 表示国内使用的保留字节；表

14、示与传输媒质有关的特征字节；未标记的用作将来国际标准确定信息净负荷（Payload） 信息载荷（净负荷）域是SDH帧内用于承载各种业务信息的部分 对于STM-1而言， Payload有9261=2349Byte，相应于234988000=150.33Mb/s的容量 在Payload中包含少量字节用于通道的运行、维护和管理，这些字节称为通道开销（POH）管理单元指针（AU PTR） 管理单元指针是一种指示符，主要用于指示Payload第一个字节在帧内的准确位置（相对于指针位置的偏移量）。对于STM-1而言， AU PTR有9个字节（第4行），相应于988000=0.576Mb/s 采用指针技术是

15、SDH的创新，结合虚容器（VC）的概念，解决了低速信号复接成高速信号时，由于小的频率误差所造成的载荷相对位置漂移的问题SDH复用原理 将低速支路信号复接为高速信号，通常有两种传统方法：正码速调整法和固定位置映射法 正码速调整法的优点是容许被复接的支路信号有较大的频率误差，缺点是复接与分接相当困难 固定位置映射法是让低速支路信号在高速信号帧中占有固定的位置。这种方法的优点是复接和分接容易实现，但由于低速信号可能是属于PDH的或由于SDH网络的故障，低速信号与高速信号的相对相位不可能对准，并会随时间而变化 SDH采用载荷指针技术，结合了上述两种方法的优点，付出的代价是要对指针进行处理。超大规模集成

16、电路的发展，为实现指针技术创造了条件SDH的复用映射结构 ITU-T规定了SDH的一般复用映射结构： 把支路信号适配装入虚容器的过程 使支路信号与传送的载荷同步 这种结构可以把目前PDH的绝大多数标准速率信号装入SDH帧 将各种信号装入SDH帧结构净负荷区，需要经过映射、定位校准和复用3个步骤 C-n是标准容器，用来装载现有的PDH的各支路信号： 完成速率适配处理的功能 加入少量通道开销（POH）字节，即组成相应的虚容器VC 容器（C） 容器是一种用来装载各种速率业务信号的信息结构，其基本功能是完成PDH信号与VC之间的适配（即码速调整）。 ITU-T规定了5种标准容器，C-11、 C-12、

17、 C-2、 C-3和 C-4，每一种容器分别对应于一种标称的输入速率，即1.544Mbit/s、 2.048Mbit/s、 6.312Mbit/s、 34.368Mbit/s和139.264Mbit/s 我国的SDH复用映射结构仅涉及C-12、 C-3和 C-4虚容器VC VC的包络与网络同步，但其内部则可装载各种不同容量和不同格式的支路信号。所以引入虚容器的概念，使得不必了解支路信号的内容，便可以对装载不同支路信号的VC进行同步复用、交叉连接和交换处理，实现大容量传输 由于在传输过程中，不能绝对保证所有虚容器的起始相位始终都能同步，所以要在VC前面加上管理单元指针（AU PTR），以进行定位

18、校准 虚容器是用来支持SDH通道层连接的信息结构，由信息净负荷（容器的输出）和通道开销（POH）组成，即 VC-n=C-n+VC-nPOH VC可分成低阶VC和高阶VC两类 TU前的VC为低阶VC，有VC-11、 VC-12、 VC-2和VC-3（我国有VC-12和VC-3） AU前的VC为高阶VC，有VC-4和VC-3（我国有VC-4） 用于维护和管理这些VC的开销称为通道开销（POH） 管理低阶VC的通道开销称为低阶通道开销（LPOH） 管理高阶VC的通道开销称为高阶通道开销（HPOH）管理单元（AU）和支路单元（TU） STM-N（N=4，16，64）的间插 字节间插SDH系统构成 SD

19、H的发展 20世纪70年代末进入实用化，成为电信传送网的主要传输手段 光纤通信中的各种新技术、新系统日新月异地迅速发展 强度调制-直接检测（IM-DD）光纤通信系统是最常用、最主要的方式 系统构成 传输设备（网元） 终端设备（TM-LTE） 再生器设备（REG） ADM设备（分插复用器） DXC设备 传输线路：光缆SDH数字光纤通信系统的组成设备构成 分类: （TM-LTE）终端设备 （REG）再生器设备 ADM设备（分插复用器） DXC设备 复用设备：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发射端机，或相反处理 2500SDH设备外框架 高速框和低速框分别有12和1

20、5个板位SDH设备组成结构TM设备中继设备（REG） 光脉冲信号从光发射机输出经光纤传输若干距离以后，由于光纤损耗和色散的影响，将使光脉冲信号的幅度受到衰减，波形出现失真，这样，就限制了光脉冲信号在光纤中做长距离的传输。为此就需在光波信号经过一定距离传输后，要加一个光中继器，以放大衰减的信号，恢复失真的波形，使光脉冲得到再生。因此，每隔一定距离（50-70km）就要设置一个光中继器 光中继器的种类： O-E-O型 光纤放大器型 实际上使用的中继器应有两套收、发设备，一套是去，一套是来决定最大中继距离的因素 1、发送光功率Pt，在其它条件不变时，发送光功率越大，传输距离越长 2、光接收机灵敏度P

21、min，在其它条件不变时，光接收机灵敏度越高（ Pmin 小），传输距离越长 3、光纤的每公里损耗， 大，则光源损失在光纤上的功率越大，显然，光信号能够在光纤中传输的距离越短 4、光纤的色散，光纤色散越大，传输距离越长，波形失真越严重。光中继器（光纤放大器） 自20世纪80年代末掺饵光纤放大器（EDFA）问世并很快实用化，光放大器已经开始代替O-E-O式中继器。但目前的光放大器尚没有整形和再生的功能，在采用多级光放大器级联的长途光通信系统中，需要考虑色散补偿和放大的自发辐射噪声积累的问题中继器的构成 由一个没有码型变换的光接收机和没有码型变换的光发射机相接而成。一个幅度受到衰减、波形发生畸变的

22、信号，经过中继器的放大、再生后就可以恢复为原来的状态 作为一个实用的光中继器，为了维护的需要，还应具有公务通信、监控、告警的功能，有的中继器还有区间通信的功能。另外，实际使用的中继器应有两套收、发设备，一套是输出，一套是输入。ADM设备DXC设备数字交叉连接设备（DXC） 相当于一种自动的数字电路配线架。图示是SDH的DXC（也适合于PDH）其核心部分是可控的交叉连接开关（空分或时分）矩阵 参与交叉连接的基本电路速率可以等于或低于端口速率，它取决于信道容量分配的基本单位。一般每个输入信号被分接为m个并行支路信号，然后通过时分（或空分）交换网络，按照预先存放的交叉连接图或动态计算的交叉连接图对这

23、些电路进行重新编排，最后将重新编排后的信号复接成高速信号输出 通常用DXC/Y来表示一个DXC的配置类型，其中第一个数字X表示输入端口速率的最高等级，第二个数字Y表示参与交叉连接的最低速率等级。数字0表示64kb/s电路速率；数字1、2、3、4分别表示PDH的1至4次群的速率，其中4也代表SDH的STM-1等级；数字5和6分别代表SDH的STM-4和STM-16等级 例如：DXC1/0表示输入端口的最高速率为一次群信号的速率（E1：2.048Mb/s），而交叉连接的基本速率为64kb/s； DXC4/1表示输入端口的最高速率为155.52Mb/s（对于SDH）或140Mb/s（对于PDH），而

24、交叉连接的基本速率为2.048Mb/s。目前应用最广泛的是DXC1/0、 DXC4/1和DXC4/4 网元总结 从外部看 TM：一对线路光口 ADM：两对线路光口 （S）DXC：三对以上线路光口 REG：两对线路光口，无支路口 网元的结构网络构成 点到点 线形 环形 星形 网孔形点到点线形（链形）环形星形/网孔形备用系统 由于通信系统的可靠性要求很高，光器件的可靠性比电子器件差，为了保证通信系统的畅通，光路（包括光端机、光纤和光中继器）应设置备用系统。当主要系统出现故障时，可人工或自动到转到备用系统上工作。可以几个主用系统共用一个备用系统 备用系统有两种形式： 1+1， m：n 当只有一个主用

25、系统时，可采用1+1的备用方式1+1保护 1+1保护方式是指系统中同时存在一个主用信道和一个备用信道，而且信息是同时在主用和备用信道中传输，正常情况下，接收端是提取主用信道信号作为接收信号，只有主用信道出现故障时，才启动倒换设备，这样接收端便从备用信道中提取接收信号。由于是采用了主备信道同时传输有效信息的双重保险方式，因此其可靠程度要高于1：1保护方式，但其使用效率却略低一些 实际系统中，主要采用m：n的主备比方式，个别场合采用1+1的保护方式 m：n的主备用方式中，以1：1为最大备用比方式，所采用的设备利用率低，投资过大，但从可靠性的角度来观察，该方式可高程度相当高，为了进一步地提高设备的利

26、用率，往往采用多主一备，即N：1的保护方式辅助系统 辅助系统包括 监控管理系统 公务通信系统 自动倒换系统 告警处理系统 电源供给系统等监控管理系统 光纤通信的监测、控制、管理系统是保证系统正常运行，实现通信网络的智能化所不可缺少的重要组成部分 它以嵌入式计算机技术为主体，与光纤通信技术本身密切结合，实现智能化、多功能的监测、遥控和网络管理，提高了操作、维护、管理人员的工作效率，保证了通信系统的正常运行 光纤通信系统的监控管理系统应是整个电信管理网（TMN）的一部分，将来应能纳入TMN中去。根据TMN的管理功能要求，应能对光纤通信设备（网元）进行： 故障管理 性能管理 配置管理 安全管理 故障

27、管理的主要内容 故障管理层次的规定（权限设定）。包括： 哪些网元被配置成管理者，哪些被置配成被管理者 队事件进行分类（分成硬件和软件，硬件事件又分为可告警的、属性改变等不同类型） 告警级别的划分（分为紧急告警、主要告警、次要告警和提示告警）故障管理 告警监视。包括 对发生在网络中的有关事件和条件的检测和报告 对现行告警显示、列表和处理 对历史告警进行记录等 故障定位。应能提供线路环回（分段）和误码注入功能以便故障的定位性能管理 完成系统各项性能数据的收集、传送、报告、存储和不同时标的历史记载 门限值的设置和越限报告、显示、分析等，以便预测故障和对终端用户服务质量列化程度进行测定配置管理 进行系

28、统配置 对网络进行物理配置，例如对网络拓扑的配置，实施网络单元的控制、识别和数据交换。 业务的配置。对终端机（TM）、分插复用（ADM）设备的接入业务进行必要的配置。例如输入、输出端口的配置，交叉连接方式的配置等。 保护配置。例如当实现倒换时，有关节点及其状态指配、倒换机制配置等安全管理 安全管理 注册 日志管理 口令 安全等级 防止未经许可而接入到特定内容，保障网络的安全运行监控管理系统 监控管理系统是光纤系统重要的、不可缺少的组成部分，随着人类向信息社会的迈进和计算机的介入，使整个监控管理系统日趋网络化、智能化，大大提高了整个通信系统的可靠性、控制的灵活性、数据处理的科学性和维护的方便性

29、对监控管理系统的要求： 监测数据准确 分析、分类、统计、存档功能齐全 监控容量足够大，不留死角 操作方便 有良好的横向与竖向的兼容性，横向兼容是指各种数字传输手段的监控系统、不同厂家的产品之间应能互相兼容，竖向兼容性是指随着我国电信管理网（TMN）的建设与发展，监控系统应能为与它的兼容和结合打下基础 监控管理系统的工作方式 目前监控管理系统的工作方式主要是“集中监控”。例如，在一个数字段内，将一个终端站设为主控站，另一终端站设为副控站，利用各占之间的管理信息通道，借助于装在各中继站内的监控设备（SV）和系统的监控信号，可以在主控站对沿途各个中继站进行集中监控。此外，还可以进行多方向（多系统）的

30、集中监控以及跨越数字段的监控系统公务通信系统 公务通信在这里指公务电话，是专为值班维护人员联络使用的 公务通信可分别按两路来设置传输信道： 一路是数字段间的公务通信，供段间终端站、转接站之间的公务联络 一路是数字段内的公务通信，供段内终端站、转接站和中继站之间的公务联络 随着通信网建设速度的加快，公务电话的功能也越来越强。很多公务电话可以实现点对点的选择呼叫、会议电话方式的同线呼叫、在一个维护段内的分组呼叫以及插入呼叫，即在业务需要时，第三方可以强行加入甲、乙两方正在进行的通话自动到换系统 自动到换系统负责在主用系统发生故障时，自动到换到备用系统上工作，倒换命令发出的条件是： 主用系统无光、或

31、收失步、或超过10-3误码，而备用系统正常 主用系统收AIS，而备用系统收非AIS，这时到换系统发出倒换控制指令，启用备用系统替代主用系统告警处理系统 当监测系统发现某些设备有故障时，除发出控制指令外，还应有告警指示，以便使维护人员有效地识别有故障的设备，组织力量进行检修，恢复业务 告警信号除了在计算机上显示与存储外，还通过可见的（如指示灯）、可闻的（如铃声、蜂鸣器、喇叭声等）的方式显示 告警内容一般分为两大类： 一类为即时维护告警，即紧急告警。当发出即时维护告警时，维护人员必须立即开始维护工作 一类是延时维护告警指示，这是非紧急告警，并不要求维护人员立即动作，但提醒维护人员，设备的性能已有劣

32、化，须考虑采取相应措施，以防性能进一步劣化以至严重影响业务 对于不同性质的告警，可用不同的显示方法主要的监测内容和告警指示 故障监视 1、机内电源异常 2、发无光 3、收无光 4、PCM输入信号中断 5、帧失步 6、公务通信故障 7、上游发AIS信号15为即时告警，67为延时告警 性能监测： 1、误码性能：长期平均误码率（BER），误码秒（ES），严重误码秒（SES） 2、LD偏置电流I0 3、接收机AGC电压 4、供电电源电压 当BER10-3，即时告警 当BER10-6或I0高于初始值的1.5倍时，延时告警电源供给系统 光端机各部分电路都需要相应的直流电源，通信机房的供电电源一般为-24V

33、或-48V或-60V 电源供给系统一般是指机房中的直流-直流电源变换器及它们的自动保护电路 对供电系统的主要要求有： 允许输入电源电压的变化范围宽。允许输入电压在标称值的10% 15%的范围内变化 输出电压稳定，主要电源稳定度不劣于1% 变换效率高，纹波干扰小 具有自动保护功能，如输入欠压、过亚保护，输出短路、过流保护等 电源供给系统的内容还包括无人值守的中继站的远供电系统，或者这些站利用太阳能、风力发电等本地能源的供电系统系统性能及其测试 目前，ITUT-T已经对光纤通信的各个速率、各个光接口和电接口的各种性能给出具体的建议，系统的性能参数也有很多，这里介绍系统最主要的两大性能参数： 误码性

34、能 抖动性能误码性能 系统的误码性能是衡量系统优劣的一个非常重要的指标，它反映数字信息在传输过程中受到损伤的程度，通常用长期平均误码率、误码的时间百分数和误码秒百分数来表示 长期平均误码率简称误码率（BER：Bit Error Rate），它表示传送的码元被错误判决的概率，在实际测量中，常以长时间测量中误码数目与传送的总码元数之比来表示BER BER对话音的干扰 对于一路64kbit/s的数字电话： 若BER10-6，则话音十分清晰，感觉不到噪声和干扰 若BER达到10-5，则在低声讲话时就会感觉到干扰存在，个别的喀喀生存在； 若BER达到10-3，则不仅感到严重的干扰，而且可懂度也会受到影响

35、 严重误码秒百分数（SES） BER表示系统长期统计平均的结果，他不能反映系统是否有突发性、成群的误码存在，为了有效地反映系统实际的误码特性，还需引入误码的时间百分数和误码秒百分数 在较长时间内观察误码，设T（1分钟或1秒钟）为一个抽样观察时间，设定BER的某一门限值为M。记录下每一个T内的BER，其中BER超过门限M的T次数与总观察时间内的可用时间的比，称为误码的时间百分比，常用的有劣化百分数（DM）和严重误码秒百分数（SES） DM，SES，ES的定义及64kbit/s业务在全程全网上需满足的指标抖动性能 数字信号（包括时钟信号）的各个有效瞬间对于标准时间位置的偏差，称为抖动（或漂动）。这

36、种信号边缘相位的向前向后变化给时钟恢复电路和先进先出（FIFO）缓存器的工作带来一系列的问题，是使信号判决偏离最佳判决时间、影响系统性能的重要因素。在光纤通信中，在10Hz以下的长期相位变化称为漂移，而10Hz以上的则称为抖动 抖动在本质上相当于低频振荡的相位调制加载到传输的数字信号上 产生抖动的主要原因是： 随机噪声 时钟提取回路中调谐电路的谐振频率偏移 接收机的码间干扰 振幅相位换算等 抖动的特性 在多中继长途光纤通信中，抖动具有积累性 抖动在数字传输系统中最终表现为数字端机解调后的噪声，使信噪比劣化、灵敏度降低 抖动的单位是UI，它表示单位时隙 当传输信号为NRZ码时，1UIj就是1比特

37、信息所占用的时间，它在数值上等于传输速率的倒数 抖动的性能参数 输入抖动容限 输出抖动 抖动转移特性 输入抖动容限 光纤通信系统的各次群的输入接口必须容许输入信号含有一定的抖动，系统容许的输入信号的最大抖动范围称为输入抖动容限 按照ITU-T建议和国标规定，PDH各次群输入接口的输入抖动容限必须在图示曲线上 输出抖动 当系统无输入抖动时，系统输出口的信号抖动特性，称为输出抖动 抖动转移 抖动转移也称为抖动传递，定义为系统输出信号的抖动与输入信号中具有对应频率的抖动之比。 对于SDH光纤通信系统，抖动性能参数还有输出口的映射抖动和组合抖动。这两个性能参数分别限制映射复用过程中由于比特塞入调整引起

38、的或者是指针调整过程中引起的数字信号的抖动系统性能指标的测试测试仪表和测试方法测试仪表和测试方法 常用仪表 光功率计 可变光衰减器 专用仪表 误码测试仪 误码分析仪 数字传输分析仪 SDH分析仪等 误码测试仪简要原理 发码发生器可以产生测试所需要的各种速率和各种码型，根据国标规定，误码率等性能的测试采用223-1伪随机序列（对三次群和三次群以上系统）来进行测试 误码检测器包括本地码发生器，同步电路及误码检测器，本地码发生器的构成与发码发生器相同，可以产生与发码完全相同的码序列，并通过同步设备与接收到的码序列同步。误码检测电路将本地码与接收码进行比较，检出误码信息，送给指示器，从而显示误码的测量

39、结果 误码分析仪 误码分析仪的基本结构同误码测试仪，不同之点是误码分析仪内都有CPU，对测试结果进行误码分析，不仅给出BER。而且给出ES，SE5和DM等参数 数字传输分析仪 数字传输分析仪除了具有误码分析仪的全部功能外，还包括抖动发生器，能产生测试所需要的各种幅度可调的低频信号，并将其调制到发码上，产生带有抖动的数字序列；数字传输分析仪的接收部分，除具有误码检测设备外，还能测试抖动量，因此，该设备能测试全部误码性能和抖动性能 SDH分析仪 SDH分析仪不仅能测试SDH设备的误码性能和抖动性能，而且能分析和检测SDH设备的帧结构和映射复用结构 SDH分析仪也能对PDH支路口的性能进行测试误码率

40、和灵敏度的测试 光接收机灵敏度的定义是在保证一定的误码率下所需要接收的最低平均光功率，因此，误码率和灵敏度是联系在一起的，它们的测试方法也是相同的。 误码率测试方法 1、按图接好测试系统，误码仪的发送部分按规定送出2231或2151伪随机码，用来调制光发射机 2、增大光衰减器的衰减量，同时监测误码，直到误码仪指示的误码率为某一要求值（如10-10） 3、断开光纤连接器，用光功率计测量此时的接收光功率，即为要求误码率下的接收灵敏度（如BER= 10-10时的灵敏度值）。灵敏度的表示方法一般采用dBm表示，即： Pr=10lg（Pmin/1mW）(dBm)动态范围的测试 先测量光接收机的灵敏度，即

41、测Pmin 逐渐减小光衰减器的衰减量，直至误码仪指示的误码率为某一要求值，此时接收的光功率为最大输入功率Pmax，动态范围可表示为 D=10lg（Pmax/Pmin）(dB)抖动性能的测试 输入抖动容限测试系统 输入抖动容限的测试步骤 1、如图所示接好测试系统，但先不将低频信号发生器连接到发送器上，开关K1置1，K2置2，由误码仪发送2231或2151伪随机码。监视光端机的误码率，调整可变光衰减器的衰减量，使光接收机接收的光功率恰好在无误码的基础上增加1dB 2、将低频信号发生器发出的测试低频信号加于误码仪的发送端，调制伪随机码，造成光端机输入信号的抖动，逐渐加大低频信号幅度，直至发生误码为止

42、 3、将开关K1置3，测出此时的抖动值，即为此频率下的输入抖动容限 4、改变低频测试信号的频率，重复上述过程，逐频点测量，最后画出输入抖动与频率的对应关系 目前，很多数字传输分析仪和SDH分析仪将ITU-T建议的输入抖动容限的有关曲线输入机内CPU，只要启动自动测量功能，便能方便的测出系统的输入抖动容限值 输出抖动和抖动转移特性测量 输出抖动测量 将图中低频信号发生器的输出幅度设为零，使光端机输入端无抖动输入，断开K2，将2端和3端相连，抖动检测仪选择适当的滤波器带宽，此时抖动检测仪读出的数值即为输出抖动 抖动转移特性测量 在某频率下将输入抖动调整在适当的数值，接收端测出输出抖动数值，输出抖动与输入抖动之比，即为抖动转移特性光通信系统设计概要1、了解和分析用户的需求2、根据设计规范 ，用户需求总结，对各厂家各种设备进行了解，吸收以前的设计经验3、提出总体方案4、给出详细设计说明，技术指标计算和设备选型5、总结方案的特点和达到的功能和指标6、施工方案和测试验收方案 设计要点 三个步骤： 1、选择系统工作波长 2、选择系统元件 3、进行系统功率估算和带宽估算 长距离、大容量系统一般选择较长的工作波长（1310、1550nm） 根据要求的系统容量和传输性能选择系统元件： 短距离、小容量系统LED-多模光纤-PIN组合 长距离、大容量（数百公里传输距离，码率大于1G