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1、1,第4 章 光发射机与光接收机,2,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,3,4.1 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,PCM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,4
2、,4.1 光线路编码,常用的线路编码,5,1分组码 分组码常用mBnB表示，每进入mbit，出nbit，nm，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,6,1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
3、 光线路编码,7,2插入码 每进入mbit，插入一个码组成m+1bit输出。,（1）mB1C码,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,8,（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,9,（2）mB1H码举例（4B1H）,注释：F 帧同步（1001）；S5 检测码（监
4、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=160,H为C与G的交替混合码。,G：F1S1S2S3 F2S4S5S6 F3S7S8S9 F4S10S11S12,4.1 光线路编码,10,4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
5、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,11,图4-20 扰乱器与的构成,移位寄存器,请写出Y=?,Y=X,(),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”,4.1 光线路编码,12,解扰器的结构构成原理,4.1 光线路编码,13,4.2 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
6、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。,14,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0.01mW5mW。（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EXT10dB。,4.2 光发射机,15,（3）调
7、制特性要好 所谓调制特性好，是指光源的PI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,16,4.2 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,17,4.2 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
8、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（34倍，寿命完结）告警等。,18,反馈稳定LD驱动电路,4.2 光发送机的基本组成 APC,19,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d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
9、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,20,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 ATC,21,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 ATC,22,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
10、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 ATC,23,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？,24,4.3 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。
11、,25,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,26,1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
12、字光接收机的基本组成,27,2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,28,4.3.3 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
13、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,29,（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,30,4.4 光中继器,光信号在传输过程会出现两个问题：损耗使光信号的幅度衰减，限制了光信号的传输距离；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
14、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。,31,4.4.1 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。,32,4.4.2 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
15、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。,33,34,4.5 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。,35,4.
16、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1W,36,4.5 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,37,PDH（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
17、产生,2、没有世界性的标准光接口规范。,38,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,39,1984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
18、，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,40,SDH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,41,SDH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.
19、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,42,1、等级与速率,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。,43,2、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（
20、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,44,SOH：段开销AU PTR：管理单元指针POH：通道开销,T=125s,4、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,45,SOH：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。AU PTR：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
21、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,46,4、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,VCn=Cn+VCn POHTU-n=VC-n+TU-n PTRAU-n=VC-n+AU-n PTR,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8000帧/s,容器,48,一、4次群信号复用到STM-1的过程,装入（速率调整）装完后的速率为：9x260 x8x8000
22、=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）,1、映射：,49,一、4次群信号复用到STM-1的过程,1、映射：,260+1=261列,9行,加通道高阶通道开销POHVC-4=C-4+POH,50,一、4次群信号复用到STM-1的过程,2、定位（加指针）,51,一、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）,4、加入段开销形成STM-1,52,二、3次群信号复用到STM-1的过程,1、映射：,映射后
23、的速率为：9x84x8x8000=48.384Mbps,装入,53,二、3次群信号复用到STM-1的过程,1、映射：,加通道高阶通道开销POHVC-3=C-3+POH,54,2、定位（加指针）TU-3=VC-3+TU-3 PTR,二、3次群信号复用到STM-1的过程,55,3、复用 TUG3=TU-3 x 1 VC-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,注：R：固定填充字节,由TUG3字节间插复用成VC-4,参照前面自己完成,56,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-n PTRAU-n=VC-
24、n+AU-n PTR复用TUG=TU-n X nAUG=VC-n X n形成STM-1:STM-1=AUG+SOH,57,4、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,VCn=Cn+VCn POHTU-n=VC-n+TU-n PTRAU-n=VC-n+AU-n PTR,58,三、基群信号复用到STM-1的过程,1、映射：,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=2.176Mbps,子帧帧频为8000帧/s，所
25、以复帧的帧频为2000/s。,C-12的复帧结构,59,三、基群信号复用到STM-1的过程,C-12的复帧结构与字节安排,60,三、基群信号复用到STM-1的过程,1、映射：,加通道低阶通道开销POHVC12=C-12+POH,61,三、基群信号复用到STM-1的过程,1、定位：TU-12=VC-12+TU-12 PTR,V：指针,62,三、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,TUG-2：9行12列,63,三、基群信号复用到STM-1的过程,1、复用：TUG-3=TUG-2x7,字节间插复用,NIP：无效指示，用来与由TU-3复用来的TUG-3相
26、区别R：填充字节,64,三、基群信号复用到STM-1的过程,1、复用：VC-4=TUG-3x3,字节间插复用,VC4POH：高阶通道开销R1、R2：填充字节,65,四、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,66,四、由STM-1到STM-4的复用,STM-1a,STM-1b,STM-1c,STM-1d,67,一、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 AU PT
27、R；支路单元指针 TU-3 PTR、TU-12 PTR。,净负荷指针,68,二、管理单元指针 AU PTR1、位置与结构,净负荷指针,69,2、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 AU PTR,以3个字节为单位进行调节,70,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）,（9 x 261/3=783）,二、管理单
28、元指针 AU PTR,71,3、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 AU PTR,72,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。,二、管理单元指针 A
29、U PTR,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字节中；指针值减1。,二、管理单元指针 AU PTR,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。,74,三、支路单元指针 TU-3 PTR,相同点：其调整规则同AU PTR。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”。,75,三、支路单元指针 TU-12 PTR,TU-12 PTR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
30、-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。,76,三、支路单元指针 TU-12 PTR,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0139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。,77,一、STM-1 SOH 字节安排,9 列,段开销,此行不扰码,78,1.A1、A2：帧定位字节（F6、28H）；当连续5帧以上（625s）收不到正确的A1、A2字节，即连续5帧
31、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-1 SOH 字节安排,79,2.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),一、STM-1 SOH 字节安排,80,4.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
32、、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-N24)；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-1 SOH 字节安排,81,9.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-N
33、x24所检测出的误块数。,一、STM-1 SOH 字节安排,82,一、高阶通道开销 VC-4/VC-3 POH1、位置与结构,通道开销,有些字节可以参照段开销来理解,如：J1、B3、F2、F3、K3,83,2、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1140M、334/45M、632M；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
34、-4/VC-3 POH,84,2、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-3 POH,85,二、低阶通道开销 VC-12 POH1、位置与结构,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、K4,V5？,86,2、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
35、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-12 POH,87,5.4 SDH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SPISDH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PPIPDH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
36、同步设备定时源SETPI同步设备定时物理接口,5.4 SDH设备逻辑组成,89,5.4 SDH设备逻辑组成,SPISDH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
37、功能,SETS,同步信息,OHA,F1、E1,SEMF,D1-D3,D4-D12,K1 K2,M1,S1,E2,MS-RDI,VC-4,TTF: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p120,90,5.4 SDH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,OHA,F1、E1,SEMF,D1-D3,D4-D12,K1 K2,M1,S1,E2,MS-RDI,VC-4,R-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,91,5.4 SDH设备逻辑
38、组成,以接收信号为例讲解各逻辑模块功能,SETS,同步信息,OHA,F1、E1,SEMF,D1-D3,D4-D12,K1 K2,M1,S1,E2,MS-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3ms,92,5.4 SDH设备逻辑组成,以接收信号为例讲解各逻辑模块功能,VC-4,HPC高阶通道连接HPT高阶通道终端LPA低阶通道适配 PPIPDH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
39、射,G1,HP-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,OHA,H4,C-4,PDH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P143,93,HPC,5.4 SDH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PPIPDH物理接口LOI低阶接口HOA高阶组装器,逻辑块
40、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-4,VC-4,C-4,VC-12,VC-12,C-12,2Mbps,
41、b3、LP-RDI,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。,5.4 SDH设备逻辑组成,95,TM终端复用器,5.4 SDH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,96,ADM-分插复用器,5.4 SDH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,97,REG-再生中继器,5.4 SDH设备逻辑组成,REG:不具有交叉连接功能,98,DXC数字交叉连接设备,5.4 SDH设备逻辑组成,DXC:交叉连接功能比AD
42、M更强大,99,SDH 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。,100,SDH 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 基准主时钟（PRC）同步。,101,PRC：基准主时钟LPR：区域基准钟BITS:大楼综合定时 供给系统,我国的数字同步网结构：“多基准钟，分区等级
43、主从同步”方式,SDH 网同步,铯原子钟,铯原子钟,铷原子钟,铷原子钟,102,（1）在北京、武汉各建了一个以铯（CS）钟为主的、包括了GPS接收机的高精度基准钟，称为PRC。（2）在其他29个省中心以上城市（北京、武汉除外）各建立了一个以GPS接收机为主加铷（Rb）钟构成的高精度区域基准钟，称为LPR。（3）LPR以GPS信号为主用，当GPS信号发生故障或降质时，该LPR转为经地面数字电路跟踪于北京或武汉的PRC。（4）各省以本省中心的LPR为基准钟组建数字同步网。（5）地面传输同步信号一般采用PDH 2Mbit/s（2Mbit/s专线或局间中继），在缺乏PDH链路而SDH已具备传输定时的条
44、件下，可采用STM-N线路码流传输定时信号。,SDH 网同步,103,三、BITS大楼综合定时供给系统,SDH 网同步,104,四、从时钟的工作模式 在主从同步方式中，节点从时钟通常有3种工作（运行）模式。正常工作模式 在实际业务条件下的工作模式，此时从时钟同步于输入的基准时钟信号。保持模式 当所有定时基准丢失后，从时钟进入所谓的保持模式。转接局时钟、端局时钟和一些重要的网元时钟都具备此功能（如TM、ADM和DXC），简单的小网元时钟可不具备此功能（如REG）。自由运行模式 当时钟丢失所有外部定时基准，且失去了定时基准记忆或者根本没有保持模式时，从时钟内部振荡器工作于自由振荡方式。,SDH 网
45、同步,105,1网元定时方式 SDH网元从取得定时信号的来源可以分成3种定时方式，如表所示。,五、SDH设备的定时工作方式,106,（1）外同步定时源SDH网元时钟的定时基准由外部定时源供给，目前常用的是PDH网同步中的2MHz和2Mbit/s同步定时源。随着SDH网的发展，STM-N定时源将逐渐增多。ADM和DXC优先采用此种方式。,五、SDH设备的定时工作方式,107,（2）从接收的STM-N信号中提取定时,从接收的STM-N信号中提取定时，此方式是广泛应用的同步定时方式。1）线路定时 SDH网元所有输出的STM-N的发送时钟都将同步于从某一特定的STM-N信号中提取的定时信号。ADM和D
46、XC可采用此种定时方式。线路：某一特定的STM-N信号,五、SDH设备的定时工作方式,108,（2）从接收的STM-N信号中提取定时,从接收的STM-N信号中提取定时，此方式是广泛应用的同步定时方式。2）通过定时STM-N发送时钟，从其同方向终结的STM-N接收信号中提取定时。ADM和REG可采用此种定时方式。,五、SDH设备的定时工作方式,109,（2）从接收的STM-N信号中提取定时,从接收的STM-N信号中提取定时，此方式是广泛应用的同步定时方式。3）环路定时STM-N发送时钟，从其同侧的STM-N接收信号中提取定时信号。主要用于线路终端设备TM。,五、SDH设备的定时工作方式,110,（2）从接收的STM-N信号中提取定时,（3）内部定时源 当所有外同步定时源都丢失时，可使用内部定时方式。当内部定时源具有保持能力时，首先工作于保持模式。失去保持后，还可工作于自由振荡模式。当内部定时源无保持能力时，只能工作于自由振荡模式。,五、SDH设备的定时工作方式,111,用于在同步定时传递链路中反映同步定时信号的等级。据此判断所收到同步定时信号的质量等级，以控制本节点时钟的运行状态，比如：继续跟踪该信号，或倒换输入基准信号，或转入保持状态等。,同步状态信息（SSM）：,六、同步状态信息（SSM）,
