通信传输系统课件

传输系统的目标是建成一个大容量、高生存能力、高灵活性、高传输质量、有

智能功能、可集中管理的网络，它相对独

立于各种业务网，是能满足各种业务和信

号传输的统一平台。能够有效地支持现有

各种业务网、支撑网和未来的综合信息网。未来的传输系统仍然是以光纤通信为基本

传输网，其他介质的传输网络也会有较大

的发展。2023/10/21现代通信网技术第一节传输系统概述从时间上讲：1个复帧为2ms；1帧占125μs；而一个时隙占3.9μs。每时隙8位比特码，即每比特位占488ns。从码率上讲：由此抽样重复频率为8000Hz，也就是每秒种传送8000帧，每帧有32x8=256bit，因此总码率为256比特/帧*8000帧/秒=2048kbit/s。对于每个话路来说，每秒种8000个时隙，每时隙8bit，所以可得8x8000=64kbit/s。2023/10/22现代通信网技术2023/10/23现代通信网技术在时分多路复用系统中，高次群是由若干个低次群通过数字复用设备汇总而成的。对于32路PCM系统来说，其基群的速率为2.048kbit/s。其二次群则由4个基群汇总而成。速率为8448kbit/s，话路数为

4x30=120话路。对于速率更高、路数更多的三次群以上的系统，目前在国际上尚无统一的建议标准。2023/10/24现代通信网技术2023/10/25现代通信网技术传输系统所使用的传输介质和传输速率有关,如：基群PCM的传输介质一般采用市话对称电缆、市郊长途电缆及光纤等；二次群速率较高，需采

用对称平衡电缆，低电容电缆或微型同轴电缆及

光纤等；三次群以上的传输需采用同轴电缆或毫

米波导及光纤等。目前传输媒介向毫米波导发展，其频率可高达30～300GHz。例如地下波导线路传输，速率可达几十吉比特/秒（Gbit/s），可开通30万路

PCM话路。采用光缆、卫星通信则可以得到更高的群。2023/10/26现代通信网技术2023/10/27现代通信网技术第二节 光纤通信2023/10/28现代通信网技术光纤通信是以光波为载频、光导纤维（简称光纤）为传输媒介的一种通信方式。光纤通信系统通常采用的是数字编码、强度调制、直接检波方式。2023/10/29现代通信网技术光发送端机：是将电端机输入的电信号转换为光信号，并将光信号最大限度地注入偶合到光纤或光缆中传输，是完成电/光转换的光端机，它主要由光源、驱动器和调制器组成。光接收端机：是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后再将电信号经放大到足够的电平，送入接收电端机，是完成光/电转换的光端机。它主要由光检测器、解调器和放大电路组成。光纤或光缆：是传送光信号的光纤传输线。光中继器：是起补偿光衰减和矫正波形失真的作用。2023/10/210现代通信网技术第三节

SDH2023/10/211现代通信网技术SDH是由一些光同步数字传输网的网络单元（NE）组成的，在光纤或通过其他媒介上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。SDH与PDH的比较PDH:逐级复用；开销比特少；系列兼容差;支路信号也需调整。SDH:帧结构中包含了足够的开销比特，并对网管系统进行了必要的规范，因而SDH系统具有强大的网管功能，并有可能形成统一的网管系统。2023/10/212现代通信网技术2023/10/213现代通信网技术2023/10/214现代通信网技术N=1、4、16、64时的线路码速和通路容量:第一级为STM-1，

线路码速为

155.520Mbit/s第二级为STM-4，

线路码速为

622.080Mbit/s第三级为STM-16 线路码速为2488.320Mbit/s第四级为STM-64 线路码速为9953.280Mbit/s如N=1时，为STM-1，则帧长=270*9=2430B，一帧的比特数=2430*8=19440bit，一帧时间的长度为125µsgu,即速率为155.520Mbit/s。2023/10/215现代通信网技术STM--N净负荷（Pay

Load）区域2023/10/216现代通信网技术是存放待传送信息码地地方，并包含

POH。POH是用于通道性能监视、管理和控制的通道开销字节。段开销（SOH

）区域SDH帧结构中安排了丰富的开销比特。这些开

销比特包括了段开销（SOH）和通道开销（PDH），因而网络的运行、维护和管理（OAM）能力大大加

强。SOH主要提供网络运行、管理和维护使用的字

节段，SOH分为再生段开销(RSOH)和复用段开销（MSOH）两部分，其中RSOH在帧中位于1～9*N列、1～3行；MSOH在帧中的1～9*N列、5～9行。2023/10/217现代通信网技术2023/10/218现代通信网技术STM-1

SOH字节安排，其中：A1、A2是帧定

位字节，收端通过定位每个STM-1的起点，来区别

不同的STM-1帧；J0为再生踪迹字节，用来重复地

发送段接入标识符，以便使接收端确认发送端是否

处于持续接入状态；D0～D12表示数据通路（DCC）,提供所有SDH网元的通用数据通路，构成SDH管理网的传输链路，以完成业务的实时调配、告警故障定位、查询等功能；2023/10/219现代通信网技术E1、E2为公务联络字节，提供公务联络语音通

路；F1为使用者（一般指网络提供者）通路字节，

为使用者专用；B1为比特间插偶校验8位码（BIT-8）字节；B2为比特间插奇校验24位码（BIT-24）字节；

K1、K2为自动保护倒换（APS）通路，如在光纤主用/备用倒换时，传输有关ASP信令，另K2还有一部分比特位用于复用段远端失效指示（MS-AIS）；S1为同步状态字节，表示时钟质量的级别；M1为复用远端误码指示（MS-REI）字节，是收端传给发端的告警信息。2023/10/220现代通信网技术管理单元指针区域管理单元指针（AU-PTR）在帧结构中位于1～9*N列、4行，用来指示信息净负荷的第一字节在帧内的准确位置，由于低速的

支路信号在高速SDH帧中的位置是有规律的，接收端可根据指针的指示找到信息净负荷第

一字节的位置并将其正确地分离出来。2023/10/221现代通信网技术低阶的SDH信号复用成高阶的SDH信号，是通过字节间插入同步复用方式来完成的，

在复用的过程中，保持帧频不变（8000帧/秒）。这就意味着高一级的STM-N信号是低一级的STM-N信号速率的4倍。SDH网要求

SDH的复用方式即能满足异步复用，（如将

PDH信号复用进STM-N）。又能满足同步复用（如STM-1同步复用STM-4）。2023/10/222现代通信网技术2023/10/223现代通信网技术容器（C）容器是一种信息结构，主要完成速率适配功能，容器是用来装载PDH信号的标准信息结构，容器的主要作用是进行速率调整。让那些最常用的PDH信号能够装载进有限数目的标准容器。原CCITT建议

G.709根据PDH速率系列规定了C-11.C-12.C-2.C-3.

C-4五种标准容器。2023/10/224现代通信网技术虚容器（VC）虚容器是支持SDH通道层连接的信息结构。VC由信息净负荷（C的输出）和通道开销（POH）组成。VC的输出为TU或AU的信息净负荷。VC是SDH中重要的一种信息结构。VC的包封速率与

SDH网络同步，因而不同VC的包封相互同步，而包封内部却允许装载各种不同容量的准同步支路信号。2023/10/225现代通信网技术支路单元、支路单元组（TU、TUG）支路单元提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的信息结构。支路单元由一个相应的VC和一个相应的支路单元指针（TU、PTR）组成。一个或多个在高阶VC净负荷中占有固定位置的TU组成支路单元组（TUG）2023/10/226现代通信网技术管理单元、管理单元组（AU、AUG）AU是为高阶通道层和复用段层提供适配功能的信息结构。AU由一个相应的高阶VC和一个相应的管理单元指针（AU

、PTR）组成。一个或多个在STM帧中占有固定位置的AU组成管理单元组(AUG)。指针的作用就是定位，定位是将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程。2023/10/227现代通信网技术通过PCM四次群组成STM-1进行说明:映射是使各支路信号与相应的虚容器（VC）容量同步，以便使VC成为可以独立进行传送、复用和交叉连接的实体。图5.9所示的是139.264Mbit/s支路信号异步映射结构。从图中可以看出，PDH的139.264Mbit/s信号采用正码速调整异步装入C-4，再在C-4的九行之前加上VC-4的通道开销VC-4POH，就构成了VC-4,完成了四次群向VC-4的映射，这就是一个映射过程。2023/10/228现代通信网技术映射和同步复用原理139.264Mbit/s支路信号异步映射结构2023/10/229现代通信网技术VC-4由（1列×9行）的POH和（260列×9行）的净负荷组成。其中每1行分为20个字节块。每1字节块由13字节组成。而字节块的第一个字节都是由

W、Y、X、Z字节组成，如图5.10所示。W字节表示8个信息比特码(I)；Y字节表示8个固定塞入比特（R）；X字节内含有1个调整控制比特（C码），每一行有5个X字节，即每一行共有5个C码；Z字节内含有1个调整机会比特（S码），每一行只有1个Z字节，即每一行有1个S码。2023/10/230现代通信网技术VC-4的行结构2023/10/231现代通信网技术C码用来控制S码，确定S码是信息比特I还是调整比特R′，接收端对R′不予理睬。在发送端，

CCCCC=00000时，S=I；CCCCC=11111时，S=R′。在接收端，根据多数判决的原则，当全部或多数C为0时，判定S=I；当全部或多数C为1时，判定S=R′。一行中所含的信息比特数为：信息比特（I）=（96×20）+8+6=1934比特。2023/10/232现代通信网技术当S全为I和全为R′时，就可算出C-4容器纳的信息速率IC的上、下限，即：IC=(1934+1)×9×8000=139320

(kbit/s)IC=(1934+0)×9×8000=139248

(kbit/s)四次群支路信号的速率范围是139246+15ppm=(139261～139266)(kbit/s),处于C-4能容纳的负荷速率范围之内，故可以装入C-4。2023/10/233现代通信网技术AU-4指针偏移编号2023/10/234现代通信网技术AU-4PTR定位是一个将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程。当发生帧相位偏差，指针值随VC-4帧第一个字节位的置浮动而调整，以保证指针值准确指示VC-4帧起点的位置，使接收端能正确地从STM-N中拆分出相应的VC,进而通过拆VC、C的包封分离出PDH低速信号。2023/10/235现代通信网技术AU-4每3个字节为1个正调整单位，需配一个地址，则地址数为（261列×9行）÷3字节=783，如图5.11所示。从紧邻H3的字节算起，依次给予从0～782的偏移号。H1、H2、H3字节表示AU-4PTR。其中，H1、H2构成一个16

bit码字，如图

5.12所示，在这16bit码字中1～4bit（NNNN）为新数据标志（NDF），5、6bit(SS)表明AU、TU类别，（如，对于AU-4和TU-3,SS=10），7～16bit携带具体指针值。2023/10/236现代通信网技术AU-4PTR编码2023/10/237现代通信网技术SDH系统2023/10/238现代通信网技术SDH的基本网络单元有同步光缆线路系统、

同步复用器（SM）、终端复用器（TM）、数字

交叉连接设备（DXC）、光中继器（REG）、分插复用器（ADM）和同步数字交差连接设备（SDXC）等等。虽然其功能各异，但都有统一的

标准光接口，能够在基本光缆端上实现横向兼容，即允许不同厂家设备在光路上互通。2023/10/239现代通信网技术系统单元示意图2023/10/240现代通信网技术DXC等效结构2023/10/241现代通信网技术2023/10/242现代通信网技术2023/10/243现代通信网技术1+1保护示意图2023/10/244现代通信网技术一行中所含的信息比特数为：信息比特（I）=96*20+8（W）+6（z）=1934bitS全为I和全为R’时，C-4可容纳的信息速率为：IC=（1934+1）*9*8000=139320kbit/sIC=（1934+0）*9*8000=139248kbit/s则：四次群的速率范围：139264+15ppm=139261~139266kb/s可装入C-42023/10/245现代通信网技术系统单元示意图2023/10/246现代通信网技术2023/10/247现代通信网技术第四节

WDM系统2023/10/248现代通信网技术在WDM平台上组网克服了再生段、复用段等距离因素的限制，并且组网灵活、接口丰富、应用方便。2023/10/249现代通信网技术2023/10/250现代通信网技术2023/10/251现代通信网技术2023/10/252现代通信网技术第五节 微波通信2023/10/253现代通信网技术微波通信是用微波作载波传