深圳某公司SDH基础理论

SDH理论基础深圳市华为技术有限公司1、SDH基本概念

7、同步光缆2、帧结构与段开销8、SDH网同步3、复用与映射9、网络性能4、指针与通道开销10、SDH传送网5、同步复用设备11、网络管理系统6、数字交叉连接设备内容提要一、PDH缺点—没有国际统一的速率标准（1.5M与2M系列）—没有国际统一的光接口规范—上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高—网络的OAM能力差SDH基本概念(一)SDH基本概念(二)

二、SDH特点

优点：—速率统一：155M、622M、2.5G、10G—光接口与帧结构统一(STM-N)—一步复用特性：从高速信号中直接提取/接入低速信号—强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化—组网灵活、网络的生存性强—前后向兼容

缺点：

—带宽利用率稍低SDH基本概念(三)三、SDH基本概况1.等级与速率等级STM-1STM-4STM-16STM-64速率（Mb/s）155.520622.0802488.3209953.280含2M数量6325210084032SDH基本概念(四)2.

SDH设备.终端复用器TM

在线形网的端站，把PDH/SDH支路信号复用成SDH线路信号，或反之。PDH支路信号SDH支路信号OAM线路信号STM-NTMSDH基本概念(五).分插复用器ADM

设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。PDH支路信号SDH支路信号OAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NADMSDH基本概念(六).再生器REG设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。OAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NREGSDH基本概念(七).数字交叉连接设备DXC

兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复与保护等多项功能的SDH设备。PDH支路信号STM-NSTM-NSDH支路信号DXCSDH基本概念(八)3.

SDH网络拓扑.线形网TMADMADMTMREG

.树形网TMADMADMTMREGADMTMSDH基本概念念(九).环形网ADMADMADMADMSDH基本概念念(十).枢纽网TMDXCADMTMREGADMTMTMADMTMTMSDH基本概念念(十一).网状网ADMADMADMADM帧结构与与段开销销(一)9×270×N字节13459SOHSTM-N净净负荷(含POH)传输方向向9×N261××N270××N列SOHSOH：：段开销AUPTR：：管理单元元指针POH：通道开开销AUPTRT=125s帧结构与与段开销销(二)一、STM-1SOH字节安排排A1A1A1A2A2A2J0B1E1F1D1D2D3AU-PTR(管理理单元指指针)B2B2B2K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E2RSOHMSOH9行传输方向向T=125s国内使用用字节传输媒质质指示字字节空空格：：国际使使用字节节9列帧结构与与段开销销(三)二、SOH开销字节功能能A1、A2：帧定位字字节（F628H）J0：再生段跟跟踪：收收、发是是否正确确对接B1：再生段比比特间插插奇偶校校验字节节(BIP-8)D1~D3：再生段数数据通信信通道：：可传送送网管数数据D4~D12：复用段数数据通信信通道：：可传送送网管数数据E1、E2：公务联络络F1：使用者通通道：为为维护目目的提供供数据/音频通通道B2：复用段比比特间插插奇偶校校验字节节(BIP-N×24)K1、K2：自动保护护倒换字字节APSS1：同步状态态字节：：指示同同步状态态、时钟钟级别等等M1：复用段远远端差错错指示：：误码检检测结果果复用与映映射(一)一、SDH复用特点点—字节间插插复用：：各支路信信号按字字节顺序序进行间间插排列列以形成成更高速速率的信号号；各支路信信号的位位置固定定，可直直接提取取/接入入。—净负荷指指针技术术：用软件指指针来指指示净负负荷在帧帧中的位位置；允许支路路信号速速率有差差异（可可进行速速率调整整）；不使用125s缓存器，，避免滑滑动损伤伤。复用与映映射(二)二、参与与复用与与映射的的单元1.信信息容器器C用于装载载各种速速率业务务信号的的信息结结构。我国使用用其中的的三种（（共5种种）：种类C-12C-3C-4装载信号号种类2Mb/s34/45Mb/s140Mb/s结构构9行4列––29行84列列9行260列速率（Mb/s）2.17648.384149.760复用与映映射(三)2.虚容器VC是用来支支持SDH通道层连连接的信信息结构构。VC是是由信息息容器C加上通通道开销销POH构成。。种类VC-12VC-3VC-4装载信号号种类2Mb/s34/45Mb/s2/34/45/140Mb/s结构构9行4列––19行85列列9行261列速率（Mb/s）2.24048.960150.336复用与映映射(四)POHC-3(34/45Mb/s)C-4(140Mb/s)POHVC-12VC-385列261列列9行POHC-12(2Mb/s)4列3×TUG-3(2/34/45M)POH261列列9行VC-4(a)VC-4(b)R2R19行复用与映映射(五)3.支路单元元TU是在高阶阶VC与与低阶VC之间间进行适适配的信信息结构构。TU是由由低阶VC加上上支路单单元指针针TUPTR构成。。种类TU-12TU-3构成VC12+TUPTRVC3+TUPTR结构构9行4列9行85列列+3速率（Mb/s）2.30449.152H1H2H3复用与映映射(六)TUPTRVC-12VC-39行TU-12TU-34列85列9行复用与映映射(七)4.支支路单元元组TUG由几个TU或TUG进进行字节节间插复复用组成成。种类TUG-3构成3TU-127TUG-2结构构9行12列列9行86列列速率（Mb/s）6.91249.536TUG-2复用与映映射(八)3×TU-127×TUG-29行TUG-2TUG-3R为填充字字节12列86列9行RR复用与映映射(九)5.管理单元元AU-4是在高阶阶VC与与复用段段之间进进行适配配的信息息结构。。AU是由由高阶VC加上上管理单单元指针针AUPTR构成。。VC-49行261列列AU-PTR9列复用与映映射(十)AUGTUG-2VC-3C-3C4TU-12VC-12C-12140M34M/45M2M指针处理理映射复用校准×N×7×3×3TUG3STM-NAU-4VC-4TU-3×1三、我国国规范的的SDH复用与映映射结构构×12b复用与映映射(十一)四、字节节间插复复用各支路信信号按字字节顺序序进行间间插排列列，形成成更高速速率信号号。12313123cacbaTU-12aTU-12bTU-12cTUG-2444复用与映映射(十二)五、映射射1.何何谓映射射映射就是是在SDH网网络边界界把各种种业务信信号适配配进相应的虚容容器。如：把2Mb/s信号适配配进VC-12；把34（（或45）Mb/s信信号适配配进VC-3；；把140Mb/s信号号适配进进VC-4。复用与映映射(十三)2.SDH映射种类类.异异步映射射用码速率率调整的的方法把把与网络络同步或或不同步步的支路信号映映射进相相应的虚虚容器。。优点：—对映射信信号无任任何限制制性要求求：如信信号速率的的高低、、是否具具有帧结结构等；；—接口口简单、、应用灵灵活。缺点：不能直接接提取/接入支支路信号号。.字字节同步步映射无需进行行速率调调整，直直接把支支路信号号适配进进虚容器器。对映射信信号要求求：速率率必须与与网络同同步（仅仅含N×64kb/s）,必必须具有有块状帧帧结构。。优点：可直接提提取/接接入低速速支路信信号。缺点：对映射信信号有限限制性要要求；硬件接口口较复杂杂。.毕毕特同步步映射要求映射射信号速速率必须须与网络络同步，，但可不不具有一一定的帧结构构。与PDH相相比，无无明显优优势；尚尚无人采采用。复用与映映射(十四)复用与映映射(十五)3.2Mb/s信号号异步映射进VC-12W=DDDDDDDDD：数数据比比特R：填填充比比特O：开开销比比特C：调调整控控制比特特S：调调整机机会比特特VC-12（子子帧）的速率为为2.240Mb/s；映射信号号的速率率为2.048Mb/s；进行速率率调整后后（加入入填充毕毕特R），，适配进进虚容器器VC-12。。POHRRRRRRRR32WRRRRRRRRPOHC1C2OOOORR32WRRRRRRRRPOHC1C2OOOORR32WRRRRRRRRPOHC1C2RRRRRS1S2DDDDDDD31WRRRRRRRR1子帧2子帧3子帧4子帧T=500μs净负荷指指针(一)一、净负负荷指针针概念1.作作用—指示净净负荷的位位置：净负负荷的第一一个字节相相对于指针最后后一个字节节的偏移量量—进行速率调调整：容纳纳净负荷速速率偏差2.种类类管理单元指指针AUPTR支路单元指指针TU-3PTR、TU-12PTR净负荷指针针(二)二、管理单单元指针AUPTR1.位置置与结构VC-49行261列AU-PTR9列H1YYH21*1*H3H3H3Y=1001SS11（S未规定））1*=11111111净负荷指针针(三)2.H1、H2、H3字节安排NNNNSSIDIDIDIDIDH1H2H3H3H3NDF10毕特指指针负调整字节节AU类别NDF：新数据标识识SS：AU类别，SS=11：AU-4I：增加加毕特D：减少毕毕特净负荷指针针(四)3.H1、H2、H3字节功能.净负负荷位置指指示10毕特指指针指示净净负荷的第第一个字节节相对于第第三个H3字节的偏移移量。.对净净负荷VC-4进行速率调调整正调整:5个I毕特反转；；在净负荷荷前面加3个填充字字节；指针针值加1。。负调整:5个D毕特反转；；在净负荷荷前面3个个字节移到到3个H3字节中；指针值减1。.新数数据标识NDF指示净负荷荷中的新数数据变化。。正常时：：NDF=0110有新数据时时：NDF=1001净负荷指针针(五)三、支路单单元指针TU-3PTR1.位置置与结构H1H2H3VC-39行85列TU-3净负荷指针针(六六)2.H1、、H2、、H3字节节安安排排NNNNSSIDIDIDIDIDH1H2H3NDF10毕毕特特指指针针负调调整整字字节节AU类别别NDF：：新数数据据标标识识SS：：TU类类别别，，SS=10：：TU-3I：：增增加加毕毕特特D：：减减少少毕毕特特净负负荷荷指指针针(七七)3.H1、、H2、、H3字节节功功能能.净净负负荷荷位位置置指指示示10毕毕特特指指针针指指示示净净负负荷荷的的第第一一个个字字节节相相对对于于H3字节节的的偏偏移移量量。。.对对净净负负荷荷VC-3进行行速速率率调调整整正调调整整:5个个I毕特特反反转转；；在在净净负负荷荷前前面面加加1个个填填充充字字节节；；指指针针值值加加1。。负调调整整:5个个D毕特特反反转转；；在在净净负负荷荷前前面面1个个字字节节移移到到H3字节节中中；；指针针值值减减1。。.新新数数据据标标识识NDF指示示净净负负荷荷中中的的新新数数据据变变化化。。正正常常时时：：NDF=0110有新新数数据据时时：：NDF=1001净负负荷荷指指针针(八八)四、、支支路路单单元元指指针针TU-12PTR1.位位置置与与结结构构V1VC-12V2VC-12V3VC-12V4VC-12500μμs复复帧帧净负负荷荷指指针针(九九)2.V1、、V2、、V3字节节安安排排NNNNSSIDIDIDIDIDV1V2V3NDF10毕毕特特指指针针负调调整整字字节节AU类别别NDF：：新数数据据标标识识SS：：TU类类别别，，SS=10：：TU-12I：：增增加加毕毕特特D：：减减少少毕毕特特净负负荷荷指指针针(十十)3.V1、、V2、、V3字节节功功能能.净净负负荷荷位位置置指指示示10毕毕特特指指针针指指示示净净负负荷荷的的第第一一个个字字节节相相对对于于V2字节节的的偏偏移移量量。。.对对净净负负荷荷VC-3进行行速速率率调调整整正调调整整:5个个I毕特特反反转转；；在在V3字节节后后面加加1个个填填充充字字节节；；指指针针值值加加1。。负调调整整:5个个D毕特特反反转转；；在在净净负负荷荷前前面面1个个字字节节移移到到V3字节节中中；；指针针值值减减1。。.新新数数据据标标识识NDF指示示净净负负荷荷中中的的数数据据变变化化。。正正常常时时：：NDF=0110有新数据时：：NDF=1001通道开销(一)一、高阶通道道开销VC-4/VC-3POH1.位置与与结构VC-4/VC-3J1B3C2G1F2H4K3N1通道开销(二)2.开销字节功能能J1：通道跟踪字节节：收、发是是否正确对接接B3：通道奇偶校验验字节(BIP-8)C2：信号标记字节节：VC-4可能能包含1×140M；3×34/45M；63×2M；；G1：通道状态字节节：远端差错错指示REI（误码计数））远端缺陷指示示FDIF2：使用者通道H4：位置指示字节节：指示TU子帧在复帧中中的位置K3：通道自动保护护倒换字节(APS)N1：网络操作者字字节通道开销(三)二、低阶通道道开销VC-12POH1.位置与与结构V5VC-12J2VC-12N2VC-12K4VC-12500μs复复帧通道开销(四)2.开销字节功能能V5：通道状态与信信号标记。b1b2：奇偶校验BIP-2b3：误码检检测结果b4：远端失失效指示b5b6b7：信号标记记，映射方式式b8：远端接收失效效指示J2：通道跟踪字节节：收、发是是否正确对接N2：网络操作者字字节。K4：通道自动保护护倒换字节。。同步复用设备备(一)一、特点1.一步复复用特性采用字节间插插复用与净负负荷指针技术术；可直接提取/接入低速支支路信号（如从2.5G提取2M）。2.一定的的交叉连接能能力对线路信号中中的支路信号号进行交叉连连接。3.强大的的OAM能力利用丰富的开开销字节，具具有对网络、、设备的运行行、管理与维护能能力。同步复用设备备(二)二、设备性能能要求1.误码性性能在设计所考虑虑的工作条件件范围内,应应无误码运行行。2.同步性性能（同步方方式）.外同步步定时设备的工作时时钟严格跟踪踪(锁定)从外部输入的的定时基准信号。同步复用设备备(四)定时发生器外定时基准东侧STM-N西侧STM-N外同步定时方方式同步复用设备备(五).提取定时设备从含有定定时基准信息息的外来信号号中提取定时时信号。A).线路路定时：所有的发送时时钟，皆从某某一特定的STM-N接接收信号中提提取定时信号。定时发生器西侧STM-N东侧STM-N同步复用设备备(六)B).通过定时：STM-N发发送时钟，从从其同方向终终结的STM-N接收信信号中提取定定时信号。定时发生器西侧STM-N东侧STM-N同步复用设备备(七)C).环路路定时：STM-N发发送时钟，从从其同侧的STM-N接接收信号中提提取定时信号。。定时发生器西侧STM-N东侧STM-N同步复用设备备(七).内部定时当外同步定时时与提取定时时不能正常工工作时，设备备转入内部定时工作作方式。A).保持持模式设备模拟它在在24小时以以前存储的同同步记忆信息息来维持设备的同步状状态；其精度度要求为：0.37ppm。B).自由由运行模式超过24小时时以后，设备备内部存储的的同步记忆信信息已经用完，此此时利用其内内部的振荡器器产生的信号号作为同步信号号；其精度要要求为：4.6ppm。。同步复用设备备(八)2.定时性性能—抖抖动与漂移.抖动与与漂移含义抖动：数字信号的特特定时刻（如如最佳抽样时时刻）与理想时刻位置的的短时间偏差差。噪声、码间干干扰、时钟的的不稳定；映映射、指针调整等是产生生抖动的主要要原因。漂移：数字信号的特特定时刻（如如最佳抽样时时刻）与理想时刻刻位置置的长长时间间（10Hz以以下））偏差差。温度的的变化化是产产生漂漂移的的主要要原因因。0.2UI同步复复用设设备(九).输输入入抖动动与漂漂移容容限A）.STM-N光接口口输入入抖动动与漂漂移容容限在STM-N输输入信信号上上使光光设备备产生生1dB光光功率率代价的的最大大正弦弦抖动动(漂移移)峰-峰峰值。。B）.STM-N电接口输输入抖抖动与与漂移移容限限在STM-N输输入信信号上上使设设备刚刚刚不不产生生误码码的最大正正弦抖抖动(漂移移)峰-峰峰值。。C）.PDH接口输输入抖抖动与与漂移移容限限在PDH支支路输输入信信号上上使设设备刚刚刚不不产生生误码码的最大大正弦弦抖动动(漂移移)峰-峰峰值。。同步复复用设设备(十).抖抖动动与漂漂移的的产生生在无输输入抖抖动的的条件件下，，设备备在其其输出出端所所产生生的最大大正弦弦抖动动（漂漂移））峰-峰值值。A）.STM-N光接口口抖动动与漂漂移的的产生生在无输输入抖抖动的的条件件下，，用12KHz高通滤滤波器器在设备的的光接接口输输出端端测得得的抖抖动根根均方方值（（RMS）。B）.STM-N电接口抖抖动与与漂移移的产产生在无输输入抖抖动的的条件件下，，用规规定滤滤波器器在设设备的的光接口口输出出端测测得的的抖动动根均均方值值。C）.映射抖抖动与与漂移移又称因因支路路信号号映射射产生生的抖抖动与与漂移移。是指在在无指指针调调整的的条件件下，，因进进行映映射、、去映映射处理所所产生生的输输出抖抖动与与漂移移值。。D）.指针调调整抖抖动与与漂移移因进行行指针针调整整而产产生的的抖动动与漂漂移值值。E）.结合抖抖动是考虑虑支路路映射射与指指针调调整同同时发发生时时所产产生的抖抖动值值。同步复复用设设备(十一一)同步复复用设设备(十二二).抖抖动动与漂漂移传传递函函数输出STM-N信号号的抖抖动值值与加加在输输入STM-N信号上的的抖动动值之之比，，随频频率而而变化化的关关系。。目前，，该参参数仅仅适用用于再再生器器。同步复复用设设备(十三三)三、同同步复复用设设备的的种类类1.终终端端复用用设备备TM从PDH/SDH支支路路信号号到SDH线路路信号号的复复用；；或反之之。TMPDH支路路信号号SDH支支路信信号OAM线路信信号STM-N同步复复用设设备(十四四)2.分分插复复用设设备ADM在不分分接和和终结结线路路信号号的条条件下下，可可将任任何支支路信号接接入或或解出出。ADMPDH支路路信号号SDH支支路信信号OAM东侧线线路信信号西侧线线路信信号STM-NSTM-N同步复复用设设备(十五五)3.再再生设设备REG在无须须上下下电路路的局局站，，对因因长距距离传传输而而衰减减的SDH线线路信信号进进行整整形、、定时时、数数据再再生。。REGOAM东侧线线路信信号西侧线线路信信号STM-NSTM-N同步复复用设设备(十五五)四、同同步复复用设设备的的系统统结构构定时时通信与与控制制公务务PDH&SDH支支路接接口线路接接口线路接接口交叉矩矩阵数字交交叉连连接设设备(一)一、DXC概念念1.定义拥有一一个或或多个个准同同步或或同步步数字字端口口，并并可以以对其任任意端端口的的速率率信号号（和和/或或子速速率信信号））和其其它端口的的速率率信号号（和和/或或子速速率信信号））进行行可控控透明明的连接与与再连连接。。数字交交叉连连接设设备(二)2.规范化化表示示：DXCx/yx、y为1~6的的数字字。x：DXC端端口的的速率率最高高等级级；y：可进行行交叉叉连接接的最最低速速率等等级；；1：VC-12、2M信信号；；2：VC-3、、34/45M信号号；4：VC-4、、140M、155M信信号；；5：STM-4（622M））信号号；6：STM-16（（2.5G）信信号。。数字交交叉连连接设设备(三)二、DXC的基基本技技术特特点1.与常规规数字字交换换机SPC区别.交换对对象不不同DXC交换换对象象是宽宽带信信号；；SPC的的交换换对象象是窄带信信号即即64kb/s话音音信号号。.状态持持续时时间不不同DXC的状状态持持续时时间是是半永永久性性的，，其持持续时时间最少少为几几十天天；SPC的接接续状状态是是动态态的，，其持持续时时间间一一般般仅仅为为几几分分钟钟。。数字字交交叉叉连连接接设设备备(四四).阻塞塞性性设设计计不不同同DXC设设计计是是无无阻阻塞塞的的；；SPC设设计计是是允允许许有有阻阻塞塞的的。。.透明明度度不不同同DXC的的交交叉叉连连接接是是透透明明的的；；SPC的的交交换换接接续续是是不不透明明的的。。.控制制交交叉叉（（交交换换））的的主主体体不不同同DXC的的交交叉叉连连接接是是由由操操作作系系统统控控制制；；SPC的的交交换接接续续是是由由用用户户控控制制，，即即按按信信令令进进行行。。数字字交交叉叉连连接接设设备备(五五)2.交交叉叉连连接接方方式式.单向向连连接接被交交叉叉连连接接的的端端口口只只能能作作为为输输出出。。.双向向交交叉叉连连接接交叉叉连连接接的的端端口口既既可可接接入入输输出出信信号号，，也也可可以以接接入入输输入入信号号。。.广播播方方式式输入入的的VC信信号号可可以以和和一一个个以以上上的的VC信信号号（（可可属于于不不同同端端口口））相相连连接接。。数字字交交叉叉连连接接设设备备(六六).环环回回方方式式输出出信信号号和和本本端端口口的的输输入入信信号号相相连连接接。。.分分离离接接入入方方式式把端端口口的的输输入入信信号号就就地地终终结结,把把某某些些辅辅助助信信号号插插入入进去去,然然后后再再利利用用单单向向连连接接功功能能把把它它们们交交叉叉连连接接到到其其它它端口口。。三、、DXC的的规规范范方方法法与同同步步复复用用设设备备相相同同。。数字字交交叉叉连连接接设设备备(七七)四、、DXC的的系系统统结结构构定时时通信信与与控控制制公务务接口口板板交叉叉矩矩阵阵接口口板板接口口板板接口口板板接口口板板接口口板板数字字交交叉叉连连接接设设备备(八八)五、、DXC的的应应用用1.多多种种网网络络的的网网关关可作作SDH网与与PDH网的的网网关关,长长途途网网与与中中继继网网的的网网关关,中中继继网网与与用用户户网网的的网网关关等等。。2.电电路路调调度度在多多个个网网络络的的汇汇接接点点，，用用DXC实实现现网网络络之之间间的的业业务流流动动或或电电路路调调度度。。数字字交交叉叉连连接接设设备备(九九)3.网网络络的的保保护护与与恢恢复复.集集中中控控制制法法网络络的的保保护护与与恢恢复复由由中中心心系系统统控控制制。。庞大大的的数数据据库库中中存存有有网网络络各各节节点点的的全全部部信信息息（（节节点的的业业务务流流量量、、交交叉叉状状态态、、空空闲闲路路由由等等））；；一一旦旦网网络络的某某链链路路发发生生故故障障，，中中心心系系统统会会根根据据数数据据库库中中各各节节点点存放放的的信信息息，，计计算算和和模模拟拟出出多多个个替替代代路路由由；；最最后后选选择择一条条最最佳佳替替代代路路由由，，并并据据此此发发布布执执行行命命令令让让各各节节点点进进行相相应应的的操操作作，，建建立立起起新新的的替替代代路路由由。。数字字交交叉叉连连接接设设备备(十十).分分布布控控制制法法网络络的的保保护护与与恢恢复复由由各各个个节节点点分分散散控控制制。。当网络络中中的的某某链链路路发发生生故故障障时时，，故故障障的的源源节节点点会会向网网络络中中的的所所有有节节点点发发出出要要求求提提供供空空闲闲信信道道的的信信息息，，直至至故故障障链链路路的的另另一一端端（（终终节节点点））。。各各节节点点都都会会提提供供与其其相相邻邻节节点点的的空空闲闲信信道道，，直直到到搜搜寻寻出出一一条条从从源源节节点点到终终节节点点（（故故障障链链路路））的的最最佳佳替替代代路路由由。。最最后后，，各各节节点执执行行相相应应的的操操作作，，建建立立起起新新的的替替代代路路由由。。同步步光光缆缆系系统统(一)一、光纤纤1.主主要特性性参数.衰衰减系数数f—每公里光光纤对光光信号的的衰减值值（dB/km）G.653G.652波长nm1310nm波段段1550nm波段段衰耗SCL同步光缆缆系统(二).色色度色散散系数D（）单位光源源谱宽经经1公里里光纤传传输后所所产生的的脉冲展展宽值（（ps/nm·km）。G.653G.652波长nmC波段色色散量G.65217～～20ps/nm*kmG.6530～～3.5ps/nm*kmSCL同步光缆缆系统(三).零色散波波长0在某波长长0处，光纤纤的材料料色散与与波导色色散相互互抵消，，使光纤纤的总色色度色散散为零。。.零零色散斜斜率S0在零色散散波长处处，光纤纤的色度度色散系系数随波波长变化化曲线的的斜率。。其值越越小，说说明光纤纤的色散散系数随随波长的的变化越越缓慢。。.模场场直径d是度量光光在单模模光纤中中传输时时，基模模的场强强在空间分分布的集集中程度度（m）。同步光缆缆系统(四)2.种种类.G.652光纤1310nm性性能最佳佳光纤（（色散未未移位光光纤）。。它有二个个波长工工作区：：1310nm与1550nm。在1310nm波长：：色散最最小（未未移位）），小于于3.5ps/nm·km；但但损耗较较大，为为0.3~0.4dB/km。。在1550nm波长：：色散较较大，为为20ps/nm··km；；但损耗很小小，为0.15~0.25dB/km。。同步光缆缆系统(五).G.653光纤1550nm性性能最佳佳光纤（（色散移移位光纤纤）。它主要用用于1550nm波波长工作作区。在1550nm波长，，色散较较小（色色散移位位），为为3.5ps/nm·km；损损耗也很很小，为为0.15~0.25dB/km。但它不能能用于WDM方方式，因因会出现现四波混混频效应（FWM）。。同步光缆缆系统(六).G.654光纤1550nm损损耗最小小光纤。。它主要要用于1550nm波长工工作区，，其损耗耗为0.15~0.19dB/km；；主要用于于海缆通通信。.G.655光纤它是为克克服G.653光纤的的FWM效应而而设计的的新型光光纤。其其性能与与G.653光光纤类似似，但既既能用于于WDM，又能能传输输TDM方式的的10G。理想情况况：A）、低低色散：：2～～10ps/nm.km；；B）、色色散斜率率小于0.05ps/nm2*km，，便于色色散补偿偿；C）、大大的有效效面积，，减少非非线性效效应的影影响；同步光缆缆系统(七)波长nm衰耗:色散:理想G.655G光纤纤特性SCL同步光缆缆系统(八)3.各各类光纤纤应用状状况.G.652光纤在我国占占95%以上。。虽称1310nm性能能最佳光光纤，但但绝大部分分却用于于1550nm，其其原因是是在1310nm无实用化光光放大器器。它可传输输2.5G或以以2.5G为为基群的的WDM系统；；但传输TDM的10G，面面临色散散受限的的难题（（色度色色散与PMD）。.G.653光纤因FWM效应而被被冷落。。.G.655光纤因既可传传输TDM的10G，，又可传传以2.5G或或10G为基群群的WDM系统统；所以以近年倍倍受欢迎迎，但理想的G.655光纤纤无法实实现，因因在光纤纤的有效效横截面面积与色色散斜率率方面难难以统一一。目前G.655光纤尚尚无国际统统一规范范。—大的有效效横截面积，，会有效地降降低非线性效效应，但将导导致色散斜率率的增加。—小的色散散斜率将会便便于色散的补补偿；但其有有效横截面积积却减小。同步光缆系统统(九)同步光缆系统统(十)二、光接口标标准与参数1.光接口口类型与代码码.第一类类光接口不含光放大器器以及线路速速率低于10G/s的的接口。.第二类类光接口含光放大器以以及线路速率率达到10G/s的的接口。同步光缆系统统(十一).光接接口代码：W—y.zW：I-代表局内通信信；S-代表短距离通通信；L-代长距离通信信；V-代表甚长距离离通信；U-代表超长距离离通信。y：代表STM等等级，Y=1、4、16、64。同步光缆系统统(十二)Z：代表使用光纤纤类型；1-G.652光光纤，工作波波长为1310nm；2-G.652光光纤，工作波波长为1550nm；3-G.653光光纤，工作波波长为1550nm；5-G.655光光纤，工作波波长为1550nm。例：L-16.2：工作在G.652光纤纤的1550nm波长区区，传输速率为2.5G的长长距离光接口口。S-16.1：工作在G.652光纤的的1310nm波长区，，传输速率为2.5G的短短距离光接口口。同步光缆系统统(十三)2.第一类类光接口参数数发送机接收机SR连接器连接器第一类系统的的光接口位置置同步光缆系统统(十四).光发送送机A）：发送光功率Ps在规定伪随机机码序列的调调制下，光发发送机在参考考点S的平均发发光功率（dBm）。B）：光谱特特性a)：根均方方谱宽rms光源的峰值光光功率跌落到到其最大值的的0.607倍时所对应的谱线线宽度。该参数适用于于多纵模激光光器MLM。同步光缆系统统(十五)b)：-20dB谱宽-20dB光源的峰值光光功率跌落20dB时所对应的谱线线全宽度。该参数适用于于单纵模激光光器SLM。C)：消光比EX在最坏反射条条件下，全调调制时的“1”码光脉脉冲的平均光光功率与“0”码光脉冲的平平均光功率之之比。1.00.01-20dB同步光缆系统统(十六).光接收收机A）：接收灵灵敏度Pr在规定误码率率要求的条件件下（1×10-10），光接收机在参考考点R所需要要的最小光功功率值（dBm）。B）：过载光光功率在规定误码率率要求的条件件下（1×10-10），光接收机在参考考点R所能承承受的最大光光功率值（dBm）。C）：老化余余度在寿命开始时时的灵敏度与与在寿命结束束时的灵敏度之差。。一般规定为为3dB。同步光缆系统统(十七)3.第二类类光接口参数数光发送机光接收机第二类系统的的光接口位置置光放大器光放大器MPI-SMPI-R同步光缆系统统(十八).光发送送机除了与第一类类光接口相同同的参数之外外，还有几项项特殊的参数。。A）：光源的的啁啾声系数数采用直接调制制方式时，高高速率变化的的电脉冲流使使SLM的工作作电流也高速速变化，导致致SLM的谐谐振腔光通路发生变化，，最后使振荡荡波长动态偏偏移—啁啁啾。SLM的啁啾啾现象使光传传输距离大大大减小（色散散受限）。克服服啁啾的方法法是采用外调调制方式。同步光缆系统统(十九)B）：最大光光功率谱密度度在被调制信号号谱内，每10MHz间隔的最大平平均光功率电平。规范此参数的的目的，是为为了防止光在在光纤中传输输时出现非线形形效应，如布布里渊散射等等。其具体规范值值尚待研究。。同步光缆系统统(二十).光通道道偏振模色散PMD是指因光纤的的随机性双折折射现象，所所引起的对不不同相位的光光呈现不同的的群速度特性性。机理：由于制造工艺艺的原因，光光纤的芯径、、包层之几何何尺寸会存在在着差异；施施工时，光缆缆中的光纤会会受侧压力、、扭曲力、弯弯曲力等外部部应力的作用用。最后导致致光纤产生随机性双折射射。对于10G系系统，PMD影响较大。。目前对PMD尚无精确计计算方法，需需现场测量。。同步光缆系统统(二十一).光接收收机光信噪比OSNR在主通道接收收端MPI-R的光信号号功率与光噪噪声功率之比比。一般规定：>20dB或或22dB（（对于10G系统：>26dB））。OSNR=Pout–L+58–NF–10㏒N其中：Pout：在发送端的入入纤光功率（dBm）；；L：二个光放大器器间的损耗（（dB）；NF：光放大器的噪噪声系数（dB）；N：收、发间的光光放大器个数数。同步光缆系统统(二十二)三、光传输设设计1.损耗受受限—最坏值设设计法所谓最坏值设计法法，就是在设设计光传输距距离时，所有有的相关参数都都采用寿命期期中允许的最最坏值。如发发送光功率、接收灵灵敏度。优点：为设计者、、厂家提供简简单的元器件件指标，且不不存在先期失效效的问题。缺点：系统余度过过大、成本较较高。同步光缆系统统(二十三)L=（PS–Pr––2Ac––PP–MC）/（f+S）其中：PS：光发送机在S参考点的发发送光功率（dBm）；；Pr：光接收机在R参考点的接接收灵敏度（dBm）；；Ac：每个连接器的的损耗，一般般取0.5dB；PP：光通道代价，，一般取1dB，但对L16.2取取2dB；MC：光缆富余度，，取3dB；f：光纤衰减系数数（dB/km）；S：光纤每公里接接续损耗，一一般取0.025dB/km。同步光缆系统统(二十四)例1：某2.5G系统的相关参参数为:S点发送光功率率PS=-2～+3dBm，R点点接收灵敏度度Pr=-31～-28dBm，光纤纤衰减系数f=0.22dB/km，求其最大传传输距离。其它参数取值值为：因是L16.2接接口，故光通通道代价为PP=2dB，光缆富余度Mc=3dB，每个连连接器损耗为为Ac=0.5dB，每公里光纤平平均接续损耗耗为s=0.05/2=0.025dB/km。把以上数据代代入公式：L=（PS–Pr––2Ac––PP–MC）/（f+S）=[-2–（（-28））–2××0.5––2––3]/（0.22+0.025）=20/0.245=82km同步光缆系系统(二十五)2.色散散受限.一般般公式对于2.5G以下的的系统，有有以下公式式：L=（×10-6）/（•B•D）其中：：光脉冲相对对展宽值；；对于MLM，取0.115；对于LED与与SLM，，取0.306；对对于L16.2，取取0.491；：光源的根均均方谱宽（（nm），，且：=-20dB/6.07；B：系统的传输输速率（Mb/s））；D：光纤的色散散系数(ps/nm•km)。同步光缆系系统(二十六).色散散容限值DL对于2.5G以上的的超高速系系统，色散散限制主要要表现在光光源的啁啾声声现象上，，不能再使使用上述的的一般公式式。从光谱分析析仪上看，，啁啾声使使光源的谱谱宽从“静静态值”变变为“动态””变化，因因此原参数数-谱宽已已无多大实实用价值。。为克服啁啾啾声对再生生距离的制制约，应采采用低啁啾啾的光源器件，或或者采用外外调制方式式（详见WDM部分分）。此时衡量光光源光谱特特性的参数数是色散容容限DL（（ps/nm）：L=色色散容限/色散散系数例2：与例1相同同的2.5G系统，其它它相关参数数为:SLM的谱谱宽-20dB1nm，光光纤的色散散系数D18ps/nm•km，，求其最大大传输距离离。因是L16.2接口口，且使用用SLM，，故取相对对脉冲展宽宽值为=0.491，此外外还要把SLM的-20dB谱宽换换算成根均均方谱宽，，即=-20dB/6.07。把以上数据据代入公式式：L=（×10-6）/（•B•D）=（0.491×10-6）/[（（1/6.07）×2488.32×18]=67km通过以上计计算可知,该系统的的最大传输输距离为67km。同步光缆系系统(二十七)SDH网同步(一)一、数字同同步网1.结构构与同步方方式数字同步网网是为各种种业务网提提供同步信信号的支撑网。它一般采用用等级主从同同步方式：网络络中设一最最高级主时时钟和一系系列分级从从时钟，每每一级从时时钟皆与上上一级时钟钟同步，从从而使网中中所有时钟钟都和最高高级时钟——基准主时钟钟（PRC）同步。SDH网同步(二)2.我国国的数字同同步网我国的数字字同步网采采用等级主主从同步与与伪同步相相结合的方方式，又称称分布定时方式。一者，用设设在北京的的符合G.811的PRC分级下控控，直到最最低一级的的从时钟，，符合等级主从同同步方式。。二者，把全全国划分为为几个同步步区，每个个区设一个个区域基准准时钟（LPR）-铷原原子钟；LPR既可可以接收PRC信号号，又可以以接收GPS（全球定位位系统）信信号。因各各同步区的的LPR有有微小差异异，但误差差极小而接接近于同步步，故又称称伪同步方方式。如图所示。。其中武汉汉为副时钟钟，主时钟钟（北京））发生故障障时，它取取而代之。。SDH网同步(三)主时钟（北北京）从时钟（武武汉）区域基准时时钟区域基准时时钟省会局省会局市局市局县局县局GPSGPS同步区1同步区2SDH网同步(四)二、SDH网的的同步1.同步步方式SDH网的的同步方式大大致有四种种：全同步步、伪同步、准同步步、异步。。、全同步方式式：全网皆同同步于唯一一的基准主主时钟（PRC），同步精精度高，但实施困难难。一般考考虑分级控控制的方案；；即可用等等级主从同同步方式代替替。SDH网同步(五)、伪同步方式式：全网划分分为几个分分网，各分分网的主时时钟符合G.811规定；分分网中的从从时钟分别同步于于分网的主主时钟；因因此各分网时钟相相互独立，，但误差极极小而接近于同步步。、准同步方式式：当外定时时基准丢失失后，节点点时钟进入保持模式式；网络同同步质量不不高。、异步方式：各节点时时钟出现较较大偏差，，不能维持持正常业务，将将发送告警警信号。目前，SDH网广泛采用用等级主从同同步方式。SDH网同步(六)2.SDH同步网结构构-同同步参考链链G.811G.812G.812G.812第一个转接接局第二个转接接局第K个转接局}N个G.813SDH设备时钟}N个G.813SDH设备备时钟}N个G.813SDH设备备时钟注:K=10;N=10;网元时钟总总数<60SDH网同步(七)三、同步方方案设计1.一般般原则.尽量减少定定时基准传传输的长度度；.受控控时钟尽量量从高等级级时钟获取取定时；.一个个同步参考考链上的节节点时钟总总数不超过过60个；；.尽量量配置一个个以上的外外定时基准准；.防止止出现定时时环路-充充分利用S1字节；.定时时信息传送送：-从从STM-N信号中提取取定时；SDH网同步(八)2.关于于定时环路路外定时源SETGSETGSETGSETGA站B站C站D站S1=0010S1=0010S1=0010*S1=0010*正常状态态SDH网同步(九)外定时源SETGSETGSETGSETGA站B站C站D站S1=0010S1=0010S1=0010*S1=0010*故障状态态SDH网同步(十)3.仅一一个外定时时源的方案案设计外定时源SETGSETGSETGSETGA站B站C站D站S1=0010S1=0010S1=0010*S1=1111*S1=1111S1=0010S1=0010S1=0010*正常状态态SDH网同步(十一)外定时源SETGSETGSETGSETGA站B站C站D站S1=0010S1=0010*S1=1111S1=1111S1=1111S1=0010S1=0010S1=0010*故障状态态SDH网同步(十二)4.二个个外定时源源的方案设设计外定时源1SETGSETGSETGSETGA站B站C站D站S1=0010S1=0010S1=0010S1=1111S1=1111S1=0010S1=0010S1=0010*正常状态态外定时源2SDH网同步(十三)外定时源1SETGSETGSETGSETGA站B站C站D站站S1=010011110100S1=1111S1=0100S1=11110100S1=0100S1=0100S1=1111S1=0100*故故障障状状态态外定定时时源源2网络络性性能能(一一)一、、误误码码性性能能1.误误码码性性能能事事件件.误误块块（（EB）-出现现一一个个或或多多个个毕毕特特差差错错的的数数据据块块。。.误块块秒秒（（ES）-含有有一一个个以以上上误误块块的的秒秒。。.严重重误误块块秒秒（（SES）-含有有30%以以上上误误块块的的秒秒。。.背景景误误块块（（BBE））-在严严重重误误块块秒秒之之外外发发生生的的误误块块。。注：SDH系系统统的的误误块块与与PDH系系统统误误码码不不同同；；发发生生一一个个误误块块可可能能出现现几几个个或或几几十十个个毕毕特特错错误误（（由由B1、、B2、、B3检检测测））。。网络络性性能能(二二)2.误误码码性性能能参参数数.误误块块秒秒比比（（ESR）在一一个个确确定定的的测测试试时时间间内内（（如如24小小时时）），，可可用用时时间间内内的的误误块块秒秒ES与总总秒秒数数之之比比。。.严重重误误块块秒秒比比（（SESR）在一一个个确确定定的的测测试试时时间间内内（（如如24小小时时）），，可可用用时时间间内内的的严严重重误误块块秒秒SES与总总秒秒数数之之比比。。.背景景误误块块比比（（BBER））在一一个个确确定定的的测测试试时时间间内内（（如如24小小时时）），，可可用用时时间间内内的的背背景景误误块块数数，，与与总总块块数数中中扣扣除除严严重重误误块块秒秒中中的的所所有有块块数数后后剩剩余余块块数数之之比比。。网络络性性能能(三三)3.误误码码性性能能规规范范.假假设设参参考考数数字字段段HRDS在相相邻邻的的一一对对STM-N支支路路接接口口之之间间，，对对规规定定数字字速速率率信信号号的的数数字字信信号号进进行行传传输输的的全全部部手手段。。我国国规规定定有有三三种种：：420km、、280km、、50km.误码码性性能能规规范范要要求求见下下表表。。网络络性性能能(四四)420kmHRDS的的误误码码性性能能指指标标2Mb/s155Mb/s622Mb/sESR2.3110-49.2410-4待定定4.6210-54.6210-54.6210-51.1610-61.1610-61.7310-6SESRBBER速率率注：：实际际工工程程中中，，指指标标按按实实际际长长度度与与420km的比比例例进进行行分分配配网络络性性能能(五五)二、、抖抖动动性性能能规范范网网络络的的抖抖动动性性能能，，是是为为了了保保证证二二个个网网络络互互连连时时不不影影响响传传输输质质量量。。1.SDH网的的抖抖动动性性能能、、网网络络入入口口的的输输入入抖抖动动容容限限与SDH设备的输输入抖动动容限相相同，因因SDH设备位于于网络的的边界。。、网络出口口的最大大允许输输出抖动动因SDH设备互连连后，抖抖动有积积累效应应，所以以其值与与设备的的输出抖抖动不同同，见下下表。网络性能能(六)SDH网网络输出出口的最最大输出出抖动容容限STM等级STM-1STM-4STM-161.51.51.5B1B20.15最大抖动动值UIp-p0.150.1550010005000f1f3f4滤波器特特性(Hz)65k250k1000k1.3M5.0M20M2.SDH/PDH网络边界界的抖动动性能.PDH输输入口的输输入抖动动容限与SDH设备的PDH支路输入入抖动容容限相同，因SDH设备位于于网络的的边界。。.PDH输出口的的最大允允许输出出抖动因SDH设备互连连后，抖抖动有积积累效应应，所以其值值与设备备的输出出抖动不不同，详详见下表。网络性能能