第四章+光发射机与光接收机课件

第4章光发射机与光接收机 1第4章光发射机与光接收机 1本章内容和重点本章内容光线路码型光发送机光接收机光中继器无源光器件本章重点光通信常用线路码型。光发送机和光接收机的功能、电路组成和性能。第4章光发射机与光接收机

2本章内容和重点本章内容第4章光发射机与光接收机 24.1光线路编码PCM通信系统中的接口速率和码型，如表所示。 PDH接口码速率与接口码型基

群二

次

群三

次

群四

次

群接口码速率(Mbit/s)2.0488.44834.368139.264接口码型HDB3HDB3HDB3CMIPCM系统中的这些码型并不都适合在数字光纤通信系统中传输。为此，在光端机中必须进行码型变换。在PDH系统中，常用的线路编码有分组码mBnB，1B2B码（CMI、DMI和双相码等）和插入码，SDH光纤通信系统中广泛使用的是加扰的NRZ码。

线路编码的目的是：误码检测，传输辅助信息34.1光线路编码PCM通信系统中的接口速率和码4.1光线路编码码

型码型变换规则传输速率误码监测适用系统1B2B码CMI“1”：11,00交替“0”：012fi按编码规则检查PDH双相码“1”：10“0”：012fi同上DMI“1”：11,00交替“0”：01（前二个码为01，11时）10（前二个码为10，00时）2fi同上分组码mBnB正负模式交替nfi/m（1）查禁用码字（2）利用DRS插入码mB1P（1）P码满足奇校验规则（2）P码满足偶校验规则(m+1)fi/m奇偶校验mB1CC=Bm(m+1)fi/m模2和=0mB1H混合码加扰NRZ给输入NRZ序列加扰fi无SDH常用的线路编码44.1光线路编码码型码型变换规则传输速率误码监测1．分组码分组码常用mBnB表示，每进入mbit，出nbit，n＞m，形成一种一一对应关系。般选取n=m+1。常用的mBnB码有1B2B、3B4B、5B6B、8B9B和17B18B等。

遵循让“0”，“1”均衡分布的原则，mBnB码的缺点是传输辅助信号比较困难。4.1光线路编码51．分组码遵循让“0”，“1”均衡分布的原则，mB

1．分组码——1B2B码（1）CMI码CMI码又称传号反转码，它是一种1B2B码。其变换规则是原码的“0”码用“01”码代替，原码的“1”码用“00”或“11”交替代替。ITU-T建议CMI码作为PDH四次群和SDH的STM-1的接口码型。请总结CMI码的优点。4.1光线路编码61．分组码——1B2B码ITU-T建议CMI码作为PmB码100110001101…2．插入码每进入mbit，插入一个码组成m+1bit输出。

（1）mB1C码mBlC码1001110100101010…优点：能传递丰富的辅助信息及中途方便的上下话路。根据插入码的用途不同，可以分为mB1C码、mB1H码和mB1P码等4.1光线路编码7mB码100110001101…2．插入码（（2）mB1H码mBlH码，B为信息比特，H码为一个混合码。所插入的H码可以根据不同用途分为三类：C码，它是第m位码的补码，用于在线误码率监测G码，用于区间通信、帧同步、公务、数据、监测等信息的传输。主要优点：由以上插入码来总结缺点：频谱特性不如mBnB码4.1光线路编码8（2）mB1H码4.1光线路编码8CGF1S1S2S3F2S4S5S6F3S7S8S9F4S10S11S12BBBBH

（2）mB1H码举例（4B1H）注释：F帧同步（1001）；S5检测码（监控通道）；S11公务码；S2S8为数据码；S1S3S4S6S7S9S10S12区间通信以上就是此种码型在34M系统中应用的帧结构，请问4B1H编码后的码速是多少？其帧长为多少？34*5/4=43Mbps帧长：32*5=160H为C与G的交替混合码。G：F1S1S2S3

F2S4S5S6

F3S7S8S9

F4S10S11S124.1光线路编码9CGF1S1S2S3F2S4S5S6F3S7S8S9F4S14．扰码

SDH光纤通信系统中广泛使用的是加扰的NRZ码，去除码流中长连“0”或长连“1”的情况，从而有利于接收端提取时钟信号。信号序列扰乱方法有：

用一个随机序列与输入信号序列进行逻辑加，这样就能把任何输入信号序列变换为随机序列，但完全随机的序列不能再现。用伪随机序列来代替完全随机序列进行扰码与解扰的作用。图4-20所示为一个五级扰码器和解扰器的构成。4.1光线路编码104．扰码用一个随机序列与输入信号序列进行图4-20扰乱器与的构成移位寄存器请写出Y=?Y=X()D3YD5Y设寄存器的初始值为“00000”输入序列为10101010100000000000请问Y=?，是否去除了长的连“0”XD1YD2YD3YD4YD5YY=X()D3YD5Y4.1光线路编码11图4-20扰乱器与的构成移位寄存器请写出Y=?Y=X(Y=X()D3YD5Yaa=0，a=0或1解扰器的结构构成原理D3YD5Y()D3YD5Y()X=Y()D3YD5YY=X()D3YD5Y4.1光线路编码12Y=X()4.2光发射机光发送机与光接收机统称为光端机。光端机位于电端机和光纤传输线路之间，如图所示。光纤通信系统组成光纤通信系统主要包括光纤（光缆）和光端机。每一部光端机又包含光发送机和光接收机两部分，通信距离长时还要加光中继器。光发送机完成E/O转换，光接收机完成O/E转换，光纤实现光信号的传输，光中继器延长通信距离。134.2光发射机光发送机与光接收机统称为光端机。光

作用：是把从电端机送来的电信号转变成光信号，并送入光纤线路进行传输。性能：（1）有合适的输出光功率（dBm）光发送机的输出光功率，是指耦合进光纤的功率，亦称入纤功率。光源应有合适的光功率输出，一般为0.01mW～5mW。

（2）有较好的消光比消光比的定义为全“1”码平均发送光功率与全“0”码平均发送光功率之比。可用下式表示

式中，P11为全“1”码时的平均光功率；P00为全“0”码时的平均光功率。一般要求EXT≥10dB。4.2光发射机14作用：是把从电端机送来的电信号转变成光信号，并（3）调制特性要好所谓调制特性好，是指光源的P−I曲线在使用范围内线性特性好，否则在调制后将产生非线性失真。除此之外，还要求电路尽量简单、成本低、稳定性好、光源寿命长等。4.2光发射机15（3）调制特性要好4.2光发射机154.2光发送机的基本组成数字光发送机的基本组成包括均衡放大、码型变换、复用、扰码、时钟提取、光源、光源的调制电路、光源的控制电路（ATC和APC）及光源的监测和保护电路等。如图4-2。图4-2数字光发送机原理方框图线路编码

164.2光发送机的基本组成数字光发送机的基本组4.2光发送机的基本组成（1）均衡放大：补偿由电缆传输所产生的衰减和畸变。（2）码型变换：将HDB3码或CMI码变化为NRZ码。（3）复用：用一个大传输信道同时传送多个低速信号的过程。（4）扰码：使信号达到“0”、“1”等概率出现，利于时钟提取。（5）时钟提取：提取PCM中的时钟信号，供给其它电路使用。（6）调制（驱动）电路：完成电/光变换任务。（7）光源：产生作为光载波的光信号。（8）温度控制和功率控制：稳定工作温度和输出的平均光功率。（9）其他保护、监测电路：如光源过流保护电路、无光告警电路、LD偏流（3～4倍，寿命完结）告警等。174.2光发送机的基本组成（1）均衡放大：补偿由电缆反馈稳定LD驱动电路4.2光发送机的基本组成——APC18反馈稳定LD驱动电路4.2光发送机的基本组成——APC1温度对激光器输出光功率的影响主要通过阈值电流Ith和外微分量子效率ηd产生，如下图（a）和（b）所示。

当温度升高，阈值电流增加，外微分量子效率减小，输出光脉冲幅度下降。

4.2光发送机的基本组成——ATC温度引起的光功率输出的变化19温度对激光器输出光功率的影响主要通过阈值电流I光源的自动温度控制（ATC）（1）温度控制装置的组成温度控制装置由致冷器、热敏电阻和控制电路组成，图4-13示出了温度控制装置的方框图。图4-13自动温度控制原理方框图4.2光发送机的基本组成——ATC20光源的自动温度控制（ATC）图4-13自动温度光源的自动温度控制（ATC）（2）自动温度控制（ATC）原理ATC电路原理注意：Rt是负温度系数4.2光发送机的基本组成——ATC21光源的自动温度控制（ATC）ATC电路原理注意

注：温度控制只能控制温度变化引起的输出光功率的变化，不能控制由于器件老化而产生的输出功率的变化。对于短波长激光器，一般只需加自动功率控制电路即可。对于长波长激光器，由于其阀值电流随温度的漂移较大，因此，除自动功率控制外，一般还需加自动温度控制电路，以使输出光功率达到稳定。4.2光发送机的基本组成——ATC22注：温度控制只能控制温度变化引起的输出光功率的变化，光发送机小结光发送机的三部分可概括为？均放→码变换→E/O概括为两部分如何？均放→码变换电信号处理E/O23光发送机小结光发送机的三部分可概括为？均放→码变换E/O234.3数字光接收机光接收机作用：将光纤传输后的幅度被衰减、波形产生畸变的、微弱的光信号变换为电信号；并对电信号进行放大、整形、再生后，形成与发送端相同的电信号，输入到电接收端机；并且用自动增益控制电路（AGC）保证稳定的输出。光接收机中的关键器件是半导体光检测器，它和接收机中的前置放大器合称光接收机前端。前端性能是决定光接收机性能的主要因素。244.3数字光接收机光接收机作用：强度调制—直接检波（IM-DD）的光接收机方框图如图所示数字光接收机方框图主要包括光电检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、时钟恢复电路、取样判决器以及自动增益控制（AGC）电路等。4.3.1数字光接收机的基本组成25强度调制—直接检波（IM-DD）的光接收机方框图如图所示

1．放大器光接收机的放大器包括前置放大器和主放大器两部分。因为光接收机的噪声主要取决于前端的噪声性能，所以对前置放大器要求是较低的噪声、较宽的带宽和较高的增益。主放大器一般是多级放大器，它的功能主要是提供足够高的增益，把来自前置放大器的输出信号放大到判决电路所需的信号电平。使输出电信号应保持恒定输出。主放大器和AGC决定着光接收机的动态范围。4.3.1数字光接收机的基本组成261．放大器因为光接收机的噪声主要取决于前

2．均衡器均衡器的作用是对已畸变(失真)和有码间干扰的电信号进行均衡补偿，减小误码率。3．再生电路再生电路的任务是把放大器输出的升余弦波形恢复成数字信号，由判决器和时钟恢复电路组成。

4．自动增益控制（AGC）AGC就是用反馈环路来控制主放大器的增益。作用是增加了光接收机的动态范围，使光接收机的输出保持恒定。4.3.1数字光接收机的基本组成272．均衡器3．再生电路4．自动增益控制（A4.3.3光接收机的主要指标数字光接收机主要指标有光接收机的灵敏度和动态范围。

（1）光接收机的灵敏度光接收机的灵敏度是指在系统满足给定误码率指标的条件下，光接收机所需的最小平均接收光功率Pmin（mW）。工程中常用毫瓦分贝（dBm）来表示，即（2）光接收机的动态范围光接收机的动态范围是指在保证系统误码率指标的条件下，接收机的最低输入光功率（dBm）和最大允许输入光功率（dBm）之差（dB）。即284.3.3光接收机的主要指标数字光接收机主要指标（3）自动增益控制（AGC）AGC就是利用反馈环路来控制主放大器的增益。AGC的作用是增加了光接收机的动态范围。自动增益控制（AGC）电路原理框图如图所示。自动增益控制电路原理框图4.3.3光接收机的主要指标29（3）自动增益控制（AGC）自动增益控制电路原理框图44.4光中继器光信号在传输过程会出现两个问题：①损耗使光信号的幅度衰减，限制了光信号的传输距离；②色散特性会造成码间干扰，使误码率增加。以上两点限制了光信号的传输距离与光纤的传输容量。为增加光纤的通信距离和通信容量，必须设置光中继器以补偿衰减并进行整形。光中继器主要有两种：一种是传统的光中继器（即光电中继器），另一种是全光中继器。304.4光中继器光信号在传输过程会出现两个问题：4.4.1光电中继器

1．光电中继器的构成传统的光中继器采用光—电—光（O-E-O）转换形式的中继器。如图所示。典型的数字光中继器原理方框图2．光电中继器的结构形式有的设在机房中，有的是箱式或罐式，有的是直埋在地下或架空光缆在电杆上。314.4.1光电中继器1．光电中继器的构成典型的数4.4.2全光中继器目前全光放大器主要是掺铒光纤放大器。掺铒光纤放大器是一个直接对光波实现放大的有源器件，其工作原理如图4-19所示。

图4-19掺铒光纤放大器用作光中继器的原理框图用掺铒光纤放大器作中继器的优点：设备简单，没有光—电—光的转换过程；工作频带宽。缺点是，光放大器作中继器时，对波形的整形不起作用。324.4.2全光中继器目前全光放大器主要是掺铒光33334.5光端机介绍光猫（光MODEM）：有E1光猫，以太网光猫，V35光端机，实现E/O和协议转换。光电转换器（光纤收发器）：传输信号多为100M以太网或1000M以太网信号光端机，就是将多个E1信号变成光信号并传输的设备。一般最小的光端机可以传输4个E1信号，目前最大的光端机可以传输4032个E1信号。光端机分PDH光端机和SDH光端机，PDH光端机一般是指34M（16E1）以下的光端机，而SDH光端机一般是指155M（STM-1）以上的光端机。344.5光端机介绍光猫（光MODEM）：有E1光猫，以太网光4.5光端机介绍格林威8M光端机OTS-A1201、参数理解光发送功率优于-14dBm什么意思？功率大于0.01mW接收灵敏度优于-30dBm什么意思？灵敏度小于1μW354.5光端机介绍格林威8M光端机OTS-A120354.5光端机介绍格林威8M光端机OTS-A1202、其他供电：DC-48V/AC220V？直流-48V或交流220V供电注意：保险丝不是越粗越好告警指示收无光告警、失步告警、误码告警（10-3、10-6）支路信号丢失、线路状态指示、总告警本/对端告警选择开关，E1支路告警屏蔽开关，告警音屏蔽开关。电源开关364.5光端机介绍格林威8M光端机OTS-A12036PDH（准同步数字系列）弱点：1、北美、欧洲和日本三种数字体系彼此互不兼容，造成国际互通的困难。SDH的产生

2、没有世界性的标准光接口规范。37PDH（准同步数字系列）弱点：SDH的产生

2、没有世界PDH弱点：3、上下业务复杂，费用高。例如从140Mbit/s的信号中分/插出2Mbit/s低速信号要经过如图所示的过程。

4、开销比特的数量很少，不能提供足够的操作、维护和管理（OAM）功能。5、由于建立在点对点的传输基础上的复用结构复杂，没有统一的网管接口。SDH的产生

38PDH弱点：SDH的产生

381984年美国贝尔提出一种新的传输体制——光同步传送网（SYNTRAN）。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体系（SDH），使之成为不仅适于光纤，也适于微波和卫星传输。表6-2是SONET和SDH的速率对照。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崭新的一页。SDH的产生

39SDH的产生

39SDH的主要特点优点：1.第一次真正实现了数字传输体制上的世界性标准，具有统一的电接口与光接口。2.采用同步复用方式和灵活的复用映射结构。3.能与现有的PDH网实现完全兼容。4.具有丰富的开销比特，便于维护。SDH的产生

40SDH的主要特点SDH的产生

40SDH的主要特点不足之处。1.频带利用率低。以2.048Mbit/s为例，PDH的139.264Mbit/s系统可容纳64个2.048Mbit/s，SDH的155.520Mbit/s系统只能容纳63个2.048Mbit/s。可以说，SDH的高可靠性和灵活性，是以牺牲频带利用率为代价的。2.指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动。3.软件的大量应用，使系统易受误操作、软件故障或计算机病毒的危害。SDH的产生

41SDH的主要特点SDH的产生

411、等级与速率等级STM-1STM-4STM-16STM-64速率（Mb/s）155.520622.0802488.3209953.2806325210084032含2M数量SDH基本概念STM-N：称之为同步传送模块，其中N为正整数。高等级STM-N通过低等级STM-1字节间插复用的方式得来，因此速率严格提升N倍。421、等级与速率等级STM-1STM-4STM-16STM2、基本网络单元：SDH的基本网络单元有终端复用设备（TM）、分/插复用设备（ADM）、再生中继设备（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC）等等。3、再生段、复用段和通道定义SDH基本概念432、基本网络单元：SDH的基本网络单元有终端复用设备（TM）SOH：段开销AUPTR：管理单元指针POH：通道开销9×270×N字节13459RSOHSTM-N净负荷(含POH)传输方向9×N261×N270×N列MSOHAUPTRT=125μs4、帧结构与段开销SDH基本概念帧频是多少？STM-1速率是多少？STM-N帧结构44SOH：段开销9×270×N字节13459RSOHSTM-NSOH：段开销是指STM帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须的附加字节，主要是供网络运行、管理和维护使用的字节。SOH可进一步划分为再生段开销RSOH和复用段开销MSOH。AUPTR：管理单元指针是一种指示符，主要用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置，以便在接收端正确的分解。Payload：信息净负荷就是帧结构中用户所需要的真正的信息。其中还包括少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销字节（POH）。4、帧结构与段开销45SOH：段开销是指STM帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传4、我国规范的SDH复用与映射结构C-n容器、VC-n虚容器TU-n支路单元、TUG-n支路单元组AU-n管理单元、AUG-n管理单元组STM-N同步传送模块VC−n=C−n+VC−nPOHTU-n=VC-n+TU-nPTRAU-n=VC-n+AU-nPTR（34M/45M）定位校准AUGTUG-2VC-3C-3TU-12VC-12C-12（140M）（2M）指针处理映射复用×N×7×3×3TUG3STM-NAU-4VC-4TU-3×1×1C-4基群3次群4次群464、我国规范的SDH复用与映射结构C-n容器、VC-n复用容器就像一个坛子，使用来装相应的PDH信号的，其帧频都为8000帧/sC-3(34/45Mb/s)84列C-12

(2Mb/s)4列9行9行C-4(139Mb/s)260列9行容器47复用容器就像一个坛子，使用来装相应的PDH信号的，其帧频都为一、4次群信号复用到STM-1的过程①装入（速率调整）装完后的速率为：9x260x8x8000=149.760Mbps而原来的139.264Mbit/s如何变成149.760Mbps？原来的PDH3次群信号的速率范围是（139.264Mbit/s~139.266Mbit/s

Mbit/s）C-4(139Mb/s)260列9行1、映射：定位校准AUG指针处理映射复用×1STM-1AU-4VC-4×1C-448一、4次群信号复用到STM-1的过程①装入（速率调整）C-一、4次群信号复用到STM-1的过程1、映射：260+1=261列9行②加通道高阶通道开销POHVC-4=C-4+POHVC-4J1B3C2G1F2H4F3K3N1定位校准AUG指针处理映射复用×1STM-1AU-4VC-4×1C-449一、4次群信号复用到STM-1的过程1、映射：260+1=2一、4次群信号复用到STM-1的过程2、定位（加指针）定位校准AUG指针处理映射复用×1STM-1AU-4VC-4×1C-4AU-PTRVC-49行261列1行9列13459SOHSTM-N净负荷(含POH)9×N261×N270×N列SOHAUPTR50一、4次群信号复用到STM-1的过程2、定位（加指针）定位校一、4次群信号复用到STM-1的过程3、复用（AU-n

按字节间插复用的方式复用成AUG）定位校准AUG指针处理映射复用×1STM-1AU-4VC-4×1C-44、加入段开销形成STM-113459SOHVC-49×N261×N270×N列SOHAUPTRAU-PTRVC-49行261列1行9列51一、4次群信号复用到STM-1的过程3、复用（AU-n按二、3次群信号复用到STM-1的过程1、映射：AUGVC-3C-3×1×3TUG3STM-1AU-4VC-4TU-3×1×1C-3(34.368Mb/s)84列9行映射后的速率为：9x84x8x8000=48.384Mbps①装入52二、3次群信号复用到STM-1的过程1、映射：AUGVC-二、3次群信号复用到STM-1的过程1、映射：②加通道高阶通道开销POHVC-3=C-3+POHAUGVC-3C-3×1×3TUG3STM-1AU-4VC-4TU-3×1×1VC-3J1B3C2G1F2H4F3K3N185列9行53二、3次群信号复用到STM-1的过程1、映射：②加通道高阶2、定位（加指针）TU-3=VC-3+TU-3PTR二、3次群信号复用到STM-1的过程AUGVC-3C-3×1×3TUG3STM-1AU-4VC-4TU-3×1×1VC-3H1H2H3填充比特85+1=86列9行542、定位（加指针）TU-3=VC-3+TU-3PTR二、3、复用①TUG3=TU-3x1②VC-4=TUG3x3，按字节间插复用的方式二、3次群信号复用到STM-1的过程AUGVC-3C-3×1×3TUG3STM-1AU-4VC-4TU-3×1×1注：R：固定填充字节VC-4POHR1R2由TUG3字节间插复用成VC-4111TUG-aTUGbTUGc868686128612861286参照前面自己完成553、复用二、3次群信号复用到STM-1的过程AUGVC-3复用过程总结映射装入（速率调整）映射：VC-n=C-n+POH定位校准TU-n=VC-n+TU-nPTRAU-n=VC-n+AU-nPTR复用TUG=TU-nXnAUG=VC-nXn形成STM-1:STM-1=AUG+SOH56复用过程总结映射564、我国规范的SDH复用与映射结构C-n容器、VC-n虚容器TU-n支路单元、TUG-n支路单元组AU-n管理单元、AUG-n管理单元组STM-N同步传送模块VC−n=C−n+VC−nPOHTU-n=VC-n+TU-nPTRAU-n=VC-n+AU-nPTR（34M/45M）定位校准AUGTUG-2VC-3C-3TU-12VC-12C-12（140M）（2M）指针处理映射复用×N×7×3×3TUG3STM-NAU-4VC-4TU-3×1×1C-4基群3次群4次群574、我国规范的SDH复用与映射结构C-n容器、VC-n三、基群信号复用到STM-1的过程1、映射：①装入，将2.048装入到4个C-12组成的复帧中映射后的速率为：（9x4-2）x4x8x2000=2.176MbpsAUGTUG-2TU-12VC-12C-12×1×7×3×3TUG3STM-1AU-4VC-4×14列9行C-12

(a

)4列4列4列C-12

(b

)C-12

(c

)C-12

(d

)子帧帧频为8000帧/s，所以复帧的帧频为2000/s。C-12的复帧结构58三、基群信号复用到STM-1的过程1、映射：①装入，将2.

YWWGWWGWWMNWWWWWWWWWWWWWWWWWW第一个C-12基帧结构9×4-2=32W+2YWW第二个C-12基帧结构9×4-2=32W+1Y+1GWW第三个C-12基帧结构9×4-2=32W+1Y+1GWW第四个C-12基帧结构9×4-2=31W+1Y+1M+1NWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWYWWYWWYWWY三、基群信号复用到STM-1的过程C-12的复帧结构与字节安排59

YWWGWWGWWMNWWWWWWWWWWWWWWWWWW三、基群信号复用到STM-1的过程1、映射：②加通道低阶通道开销POHVC12=C-12+POHAUGTUG-2TU-12VC-12C-12×1×7×3×3TUG3STM-1AU-4VC-4×1POHC-124列9行60三、基群信号复用到STM-1的过程1、映射：②加通道低阶通三、基群信号复用到STM-1的过程1、定位：TU-12=VC-12+TU-12PTRAUGTUG-2TU-12VC-12C-12×1×7×3×3TUG3STM-1AU-4VC-4×1POHC-124列9行VV：指针61三、基群信号复用到STM-1的过程1、定位：TU-12=三、基群信号复用到STM-1的过程1、复用：TUG-2=TU-12x3,字节间插复用AUGTUG-2TU-12VC-12C-12×1×7×3×3TUG3STM-1AU-4VC-4×1211231312311444TU-12aTU-12bTU-12cTUG-2444TUG-2：9行12列62三、基群信号复用到STM-1的过程1、复用：TUG-2=三、基群信号复用到STM-1的过程AUGTUG-2TU-12VC-12C-12×1×7×3×3TUG3STM-1AU-4VC-4×11、复用：TUG-3=TUG-2x7,字节间插复用TUG-32+12x7=86列TUG-2x7NIPC2R9行NIPNIPRRRRRRRRRRRRRRNIP：无效指示，用来与由TU-3复用来的TUG-3相区别R：填充字节63三、基群信号复用到STM-1的过程AUGTUG-2TU-12三、基群信号复用到STM-1的过程AUGTUG-2TU-12VC-12C-12×1×7×3×3TUG3STM-1AU-4VC-4×11、复用：VC-4=TUG-3x3,字节间插复用VC-43+86x3=261列TUG-3x39行VC4POHR1R2VC4POH：高阶通道开销R1、R2：填充字节64三、基群信号复用到STM-1的过程AUGTUG-2TU-12四、由STM-1到STM-4的复用原则：字节间插复用但开销比特有特殊：A1、A2、B2和指针按字节间插复用，其他字节终结处理A1、A2帧同步；B2复用段误码检测65四、由STM-1到STM-4的复用原则：字节间插复用但开销比四、由STM-1到STM-4的复用STM-1aSTM-1bSTM-1cSTM-1d66四、由STM-1到STM-4的复用STM-1STM-1STM一、净负荷指针概念1、作用

—指示净负荷的位置：净负荷的第一个字节相对于指针最后一个字节的偏移量；

—进行速率调整：容纳净负荷速率偏差。2、种类

管理单元指针AUPTR；支路单元指针TU-3PTR、TU-12PTR。净负荷指针67一、净负荷指针概念净负荷指针67二、管理单元指针AUPTR1、位置与结构

9行261列AU-PTR9列H1YYH21*1*H3H3H3Y=1001SS11（S未规定）1*=11111111VC-4净负荷指针68二、管理单元指针AUPTR9行261列AU-PTR9列H2、H1、H2、H3字节安排NDF：新数据标识，正常时：NDF=0110；当净负荷有突变，即有新数据时：NDF=1001，若接收端连续8帧收到NDF反转，则此时设备出现AU-LOP（指针丢失告警）SS：AU类别，SS=11：AU-4I：增加比特标志D：减少比特标志二、管理单元指针AUPTR以3个字节为单位进行调节NSIDIDIDIDIDH1H2H3H3H3NDF10比特指针负调整字节AU类别NNNS692、H1、H2、H3字节安排NDF：新数据标识，二、管理单以三个字节为单位进行调整，从指针后第一个字节开始编号因此其编号范围为（0-782）（9x261/3=783）二、管理单元指针AUPTR70以三个字节为单位进行调整，从指针后第一个字节开始编号（9x3、H1、H2、H3字节功能.净负荷位置指示

10比特指针指示净负荷的第一个字节相对于第三个H3字节的偏移量。当期数值超过782时，为无效值。.对净负荷VC-4进行速率调整当VC-4速率较慢时，需要进行字节的填充，即需正比特调整。

正调整:

5个I比特反转；在净负荷前面加3个填充字节；之后指针值加1；且连续3帧内不做指针值增减操作。接收方以3个或3个以上反转就认为进行了正码速调整。二、管理单元指针AUPTR713、H1、H2、H3字节功能二、管理单元指针AUPTR举例：设前一帧VC-4的第一个字节（J1）在编号为3的位置，若当前AUG速率>VC-4帧速率（数据不足），写出至少三帧的指针值。

NNNNSSIDIDIDIDID第0帧第1帧第2帧第3帧第4帧第5帧

01101000000001000110100000000100可以进行下一次调整

0110100000000011

0110101010101001

0110100000000100

01101000000001000110100000000100二、管理单元指针AUPTR72举例：设前一帧VC-4的第一个字节（J1）在编号为3的位置，

负调整:5个D比特反转；在净负荷前面3个字节移到3个H3字节中；指针值减1。二、管理单元指针AUPTR举例：设前一帧VC-4的第一个字节（J1）在编号为4的位置，若当前AUG速率<VC-4帧速率，写出至少三帧的指针值。01101000000001000110100101010001011010000000001101101000000000110110100000000011可进行下次调整

NNNNSSIDIDIDIDID第0帧第1帧第2帧第3帧第4帧第5帧73负调整:5个D比特反转；在净负荷前面3个字节移到3个H3三、支路单元指针TU-3PTR相同点：其调整规则同AUPTR。H1、H2控制调整比特，H3是负调整比特不同点：每次调整的单位是“一个字节”。VC-3H1H2H3填充比特86列9行VC-3J1B3C2G1F2H4F3K3N1TU-3PTRVC-3H1H2H3填充比特86列VC-3085184H1H2H368076474三、支路单元指针TU-3PTR相同点：其调整规则同AU三、支路单元指针TU-12PTR4列9行C-12

(a

)4列4列4列C-12

(b

)C-12

(c

)C-12

(d

)V5J2N2K4V1V2V3V4TU-12PTR由V1、V2、V3和V4四个字节组成。TU-12结构指针值在V1、V2字节的后10个比特，V1、V2字节的16个bit的功能与AU-PTR的H1H2字节的16个比特功能相同。V3字节为负调整单位位置，其后的那个字节为正调整字节，V4为保留字节。

75三、支路单元指针TU-12PTR4列9行C-124列4列三、支路单元指针TU-12PTR707172731051061071080123353637387475767710911011111245673940414278第一个C-12基帧结构9×4-232W+2Y81113第二个C-12基帧结构9×4-232W+1Y+1G1168第三个C-12基帧结构9×4-232W+1Y+1G1143第四个C-12基帧结构9×4-131W+1Y+1M+1N468285117120121547508689121124161951549093125128202355589497129132242759629810113313628316366102103104V1137138139V2323334V3676869V4在TU-12净负荷中，从紧邻V2的字节起，以1个字节为一个调整单位，依次按其相对于最后一个V2的偏移量给予偏移编号，例如“0”、“1”等。总共有0～139个偏移编号。

VC-12帧的首字节V5字节位于某一偏移编号位置，该编号对应的二进制值即为TU-12指针值。76三、支路单元指针TU-12PTR707172731051

一、STM-1SOH字节安排

9列

A1

A1

A1

A2

A2

A2

J0

B1

E1

F1

D1

D2

D3

AU-PTR(管理单元指针)

B2

B2

B2

K1

K2

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10

D11

D12

S1

M1

E2

RSOHMSOH9行

传输方向T=125μs

国内使用字节

传输媒质指示字节空格：国际使用字节段开销此行不扰码77一、STM-1SOH字节安排9列A1A1

1.A1、A2：

帧定位字节（F6、28H）；

当连续5帧以上（625μs）收不到正确的A1、A2字节，即连续5帧以上无法判别帧头，收端进入帧失步状态，产生帧失步告警——OOF；若OOF持续了3ms则进入帧丢失状态——设备产生帧丢失告警LOF，下插AIS信号，整个业务中断。在LOF状态下若收端连续1ms以上又处于定帧状态，那么设备回到正常状态。

一、STM-1SOH字节安排781.A1、A2：帧定位字节（F6、28H）；一2.

J0：

再生段接入标识符，重复发送，使接收方确认其与发送方的是否处于持续的连接状态；

3.B1：再生段误码监测；对前一帧扰码后的所有比特8比特一组进行偶校验，因此称其为比特间插奇偶校验字节(BIP-8)B1字节被校验字节被校验字节被校验字节b1b2b3b4b5b6b7b8××××××××110010011101001010011010

一、STM-1SOH字节安排792.J0：再生段接入标识符，重复发送，使接

4.

D1~D3：再生段运行、管理和维护的数据（OAM）的通信；

5.

D4~D12：复用段运行、管理和维护数据（OAM）的通信；

6.

E1、E2：公务联络字节；

7.

F1：使用者通道字节，用于维护的数据/音频通道

8.

B2：复用段比特间插奇偶校验字节(BIP-N×24)；工作原理与B1相同，对前一帧扰码后除RSOH外24比特一组进行偶校验

一、STM-1SOH字节安排804.D1~D3：再生段运行、管理和维护的数据（OAM

9.

K1、K2：自动保护倒换字节，执行APS协议；

K1的b1~b4为请求原因，b5~b8为请求保护倒换的局站编号，K2的b1~b5为倒换到保护通路上的局站编号，当b6~b8解扰后为“110”，表示收到复用段远端缺陷指示字节。10.S1:同步状态字节11.M1：复用段远端缺陷指示（MS-REI）字节，用来传送BIP-Nx24所检测出的误块数。

一、STM-1SOH字节安排819.K1、K2：自动保护倒换字节，执行APS协议；一一、高阶通道开销VC-4/VC-3POH1、位置与结构

VC-4/VC-3

J1B3C2G1F2H4F3K3N1通道开销有些字节可以参照段开销来理解如：J1、B3、F2、F3、K382一、高阶通道开销VC-4/VC-3POHVC-42、开销字节功能

J1：

通道跟踪字节，使收、发正确对接；

B3：通道奇偶校验字节(BIP-8)，校验范围是上一帧中VC-4/VC-3

所有字节；

C2：

信号标记字节,指示VC-4的结构；VC-4可能包含1×140M、3×34/45M、63×2M；

G1：通道状态字节，回馈给源设备，告知其通道状况b1-b4:远端差错指示REI（误码计数）;b5-b7:远端缺陷指示FDI；b8备用一、高阶通道开销VC-4/VC-3POH832、开销字节功能一、高阶通道开销VC-4/VC-3P2、开销字节功能F2、F3：使用者通道；

H4：位置指示字节：指示TU12子帧在复帧中的位置；

K3：b1-b4通道自动保护倒换字节(APS),b5-b8备用；

N1：网络操作者字节。一、高阶通道开销VC-4/VC-3POH842、开销字节功能一、高阶通道开销VC-4/VC-3P二、低阶通道开销VC-12POH1、位置与结构

V5VC-12J2VC-12VC-12复帧VC-12N2K4VC-12通道开销开销字节实现的功能应与高阶通道开销差不多，试着来理解：J2、N2、K4V5？85二、低阶通道开销VC-12POHV5VC-12J2VC-2、开销字节功能

V5：

校验、通道状态与信号标记，

b1b2：上一帧VC-12中2比特一组进行偶校验BIP-2；

b3：指示误码检测结果，反馈给源设备；

b4：远端失效指示；

b5b6b7：信号标记，映射方式；

b8：远端接收失效指示。

J2：

通道跟踪字节：使收、发正确对接；

N2：网络操作者字节；

K4：通道自动保护倒换字节。二、低阶通道开销VC-12POH862、开销字节功能二、低阶通道开销VC-12POH865.4SDH设备逻辑组成875.4SDH设备逻辑组成87英文缩写 说明 英文缩写 说明 英文缩写 说明 SPI SDH物理接口 RST 再生段终端 MST 复用段终端 MSP 复用段保护 MSA 复用段适配 PPI PDH物理接口 LPA 低阶通道适配 LPT 低阶通道终端 LPC 低阶通道连接 HPA 高阶通道适配 HPT 高阶通道终端 HPC 高阶通道连接 HOI 高阶接口 HOA 高阶适配 TTF 传送终端功能 LOI 低阶接口 OHA 开销接入功能 SEMF 同步设备管理功能MCF 消息通信功能 SETS 同步设备定时源 SETPI 同步设备定时物理接口 5.4SDH设备逻辑组成88英文缩写 说明 英文缩写 说明 英文缩写 说明 5.4SD5.4SDH设备逻辑组成SPI SDH物理接口RST 再生段终端MST 复用段终端 MSP 复用段保护 MSA 复用段适配SETS 同步设备定时源OHA 开销接入功能SEMF 同步设备管理功能O/E，定时提取处理RSOH处理MSOH 主备用倒换处理AU-PTR

以接收信号为例讲解各逻辑模块功能R-LOS（信号丢失）R-OOF(帧失步，5帧),R-LOF（帧丢失，3ms）MS-EXC（误码越限）,MS-RDI(复用段远端失效)A-LOF（指针丢失，8帧），AU-AIS（连续3帧H1H2H3全“1”）可能产生的告警逻辑块名称功能SETS同步信息OHAF1、E1SEMFD1-D3D4-D12K1K2M1S1E2MS-RDI VC-4TTF:传送终端功能,光电转换，STM-N与VC-4信号转换会产生什么样的告警，应根据开销字节的功能来理解p120895.4SDH设备逻辑组成SPI SDH物理接口O/E，定时5.4SDH设备逻辑组成以接收信号为例讲解各逻辑模块功能SETS同步信息OHAF1、E1SEMFD1-D3D4-D12K1K2M1S1E2MS-RDI VC-4R-LOS（信号丢失）产生的原因大概会有哪些？光纤断对端发送光信号没有本端光收模块坏接收到光信号与光模块速率等级不同905.4SDH设备逻辑组成以接收信号为例讲解各逻辑模块功能S5.4SDH设备逻辑组成以接收信号为例讲解各逻辑模块功能SETS同步信息OHAF1、E1SEMFD1-D3D4-D12K1K2M1S1E2MS-RDI VC-4连续5帧（625us）没有收到帧头信息R-OOF(帧失步）产生的原因？R-LOF(帧丢步）产生的原因？OOF持续了3ms915.4SDH设备逻辑组成以接收信号为例讲解各逻辑模块功能S5.4SDH设备逻辑组成以接收信号为例讲解各逻辑模块功能VC-4HPC 高阶通道连接HPT 高阶通道终端

LPA 低阶通道适配 PPI PDH物理接口 HOI 高阶接口OHA 开销接入功能逻辑块名称功能VC-4交叉连接处理高阶通道开销 PDH信号到C-n的适配 码型变换 140Mbps与VC-4的映射G1HP-TIM（高阶通道踪迹字节失踪）HP-RDI(回传高阶通道远端失效指示)，,HP-SLM（高阶通道信号标识失配）HP-UNQE（高阶通道未装载，C2连续5帧全0）可能产生的告警OHAH4C-4PDH信号会产生什么样的告警，应根据开销字节的功能来理解J1、B3、C2、G1、F2、H4、F3、K3、N1具体释义见资料，书P143925.4SDH设备逻辑组成以接收信号为例讲解各逻辑模块功能VHPC5.4SDH设备逻辑组成以接收信号为例讲解各逻辑模块功能HPC 高阶通道连接 HPT 高阶通道终端

HPA 高阶通道适配

LPC 低阶通道连接LPT 低阶通道终端 LPA 低阶通道适配 PPI PDH物理接口 LOI 低阶接口HOA高阶组装器逻辑块名称功能VC-4交叉连接处理高阶通道开销 VC-12与VC-4转换

VC-12/VC-3交叉连接处理低阶POH2Mbps与C-12适配码型变换HP-RDI(回传高阶通道远端失效指示)，HP-TIM（高阶通道踪迹字节失踪）,HP-SLM（高阶通道信号标识适配），HP-UNQE（高阶通道未装载，C2连续5帧全0）

TU-AIS(V1V2V3连续3帧全1)，TU-LOP,TU-LOM（H4不符，支路复帧丢失）LP-TIM（踪迹字节失踪）,LP-SLM（信号标识失配）LP-UNQE（通道未装载）可能产生的告警（P142）VC-4VC-4C-4VC-12VC-12C-122Mbpsb3、LP-RDI93HPC5.4SDH设备逻辑组成以接收信号为例讲解各逻辑模块由以上得出，不同的逻辑设备处理不同的开销，也会产生相应的告警事件；实际的通信设备就是由不同的逻辑功能组成，可通过配置组成TM、REG、ADM和DXC。5.4SDH设备逻辑组成94由以上得出，不同的逻辑设备处理不同的开销，也会产生相应的告警TM——终端复用器5.4SDH设备逻辑组成TM:STM-N信号的终端，但具有高低阶VC交叉连接功能95TM——终端复用器5.4SDH设备逻辑组成TM:STM-NADM-分插复用器5.4SDH设备逻辑组成ADM:东西向STM-N信号的交叉连接，及高低阶VC交叉连接功能96ADM-分插复用器5.4SDH设备逻辑组成ADM:东西向SREG-再生中继器5.4SDH设备逻辑组成REG:不具有交叉连接功能97REG-再生中继器5.4SDH设备逻辑组成REG:不具有交DXC——数字交叉连接设备5.4SDH设备逻辑组成DXC:交叉连接功能比ADM更强大98DXC——数字交叉连接设备5.4SDH设备逻辑组成DXCSDH网同步一、同步的重要性

同步是SDH网的神经系统。若同一个网络中的各网元相互不同步，则会导致时隙不对准、收与发不能正确连接。若网络之间彼此不同步，则网络之间无法正常通信，业务不能互通。99SDH网同步一、同步的重要性99SDH网同步二、数字同步网的一般结构与同步方式同步网是为各种业务网提供同步信号的支撑网。它一般采用等级主从同步方式：网络中设一最高级主时钟和一系列分级从时钟，每一级从时钟皆上一级时钟同步，从而使网中所有时钟都和最高级时钟