【正文】 段： 第一階段（ 1880 年 1969 年）光話系統(tǒng)的發(fā)明與光通信理論的提出，這時光通信處于探索初創(chuàng) 階段。 第二階段（ 1970 年 1979 年），光纖與半導體激光器的研制成功使光纖通信進入了實用化， 1976 年，美國亞特蘭大的光纖市話局間中繼系統(tǒng)是世界上第一個實用的光纖通信系統(tǒng)。 第三階段（ 1979 年 1989 年），光纖技術取得進一步的突破，光纖衰耗率下降到 dB/km 以下，光纖類型由多模向單模轉移，由短波長向長波長轉移。數(shù)字通信系統(tǒng)的速率不斷提高，光纖連接技術與器件壽命問題都得到解決，光纖傳輸系統(tǒng)與光纜線路建設逐漸進入高潮。 第四階段（ 1989 年至今）光纖通信系統(tǒng)由 PDH 向 SDH 過渡，光纖通信系統(tǒng)的傳 輸速率不斷提高， 1989 年摻鉺光纖放大器（ EDFA）的問世給光纖通信技術帶來巨大變革， EDFA的應用解決了長途光纖傳輸信號的放大問題。隨著各種新技術、新器件、新工藝的深入研究，光纖通信技術將進入光發(fā)大、光交叉連接和光交換的全光網(wǎng)時代。 尤其是 20 世紀 90 年代以來，通信技術的告訴迅猛發(fā)展，移動通信、衛(wèi)星傳輸和光纖通信將通信演變?yōu)楦咚?、大容量、?shù)字化和綜合的多媒體業(yè)務。在國際電信聯(lián)盟的推動下，光纖通信的一系列標準紛紛制定，有 PDH、 SDH、 WDM 等。美國最先提出建立國家信息高速公路的想法，即國家信息基礎建設，后 續(xù)其他國家陸續(xù)制定相關計劃，并一起推動全球的信息技術建設計劃。 目前光纖通信逐步向用戶方向延伸，眾所周知的光纖到路邊（ FTTC）、光纖到公寓（ FTTA）、光纖到大樓（ FTTB），直到光纖到用戶（ FTTH）。 光網(wǎng)絡在通信網(wǎng)中的地位和作用 光傳輸?shù)牡匚幌喈斢凇案咚俟贰薄Ｖ饕w現(xiàn)在以下幾點： 鶴壁職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文（設計） 8 第一： 傳輸系統(tǒng)是通信網(wǎng)的重要組成部分，是各通信網(wǎng)元間連接的紐帶； 第二： 系統(tǒng)性能的好壞直接制約著通信網(wǎng)的發(fā)展； 第三： 提高傳輸線路上的信號速率，擴寬傳輸頻帶，是傳輸技術發(fā)展的不斷追求。 光傳輸?shù)淖饔檬羌~帶和橋梁。主 要體現(xiàn)在以下幾點： 第一：它連接各通信網(wǎng)元，完成各網(wǎng)元間的信息傳遞； 第二：它是一個承載網(wǎng)，承載各通信網(wǎng)元之間的信息流； 第三：它是一個平臺，完成各通信網(wǎng)元之間長 /短距離的連接。 鶴壁職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文（設計） 9 第 3 章 SDH 光傳輸 SDH 概述 SDH 概念的核心是從統(tǒng)一的國家電信網(wǎng)和國際互通的高度來組建數(shù)字通信網(wǎng)，是構成綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ ISDN），特別是寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ BISDN）的重要組成部分那么怎樣理解這個概念呢？因為與傳統(tǒng)的 PDH 體制不同，按 SDH 組建的網(wǎng)是一個高度統(tǒng)一的、標準化的、 智能化的網(wǎng)絡，它采用全球統(tǒng)一的接口以實現(xiàn)設備多廠家環(huán)境的兼容，在全程全網(wǎng)范圍實現(xiàn)高效的協(xié)調(diào)一致的管理和操作，實現(xiàn)靈活的組網(wǎng)與業(yè)務調(diào)度，實現(xiàn)網(wǎng)絡自愈功能，提高網(wǎng)絡資源利用率，由于維護功能的加強大大降低了設備的運行維護費用。 SDH 幀結構和復用 幀結構 SDH 幀結構是實現(xiàn)數(shù)字同步時分復用、保證網(wǎng)絡可靠有效運行的關鍵。圖 3 1給出SDH 幀一個 STMN 幀有 9行，每行由 270N 個字節(jié)組成 。 這樣每幀共有 9270N 個字節(jié) ，每字節(jié)為 8 bit。 幀周期為 125 μs ， 即每秒傳輸 8000 幀 ， 對于 STM1而言 ， 傳輸速率為927088000= Mb/s 。 字節(jié)發(fā)送順序為：由上往下逐行發(fā)送，每行先左后右。 M S O HRS OH 傳輸方向1 幀9 N 字節(jié)134599 N 261 N270 NRS O HM S O HST MN 信息凈負荷（含少量 PO H ）信息凈負荷（含少量 ）A U P T R 圖 3 1 幀結構示意圖 SDH 幀大體可分為三個部分： (1) 段開銷 (SOH)。 段開銷是在 SDH 幀中為保證信息正常傳輸所必需的附加字節(jié) (每鶴壁職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文（設計） 10 字節(jié)含 64 kb/s 的容量 )，主要用于運行、 維護和管理，如幀定位、誤碼檢測、公務通信、自動保護倒換以及網(wǎng)管信息傳輸。對于 STM1而言， SOH共使用 98( 第 4行除外 )=72 Byte相應于 576bit。由于每秒傳輸 8000 幀，所以 SOH 的容量為 5768000=。 根據(jù)傳輸通道連接模型，段開銷又細分為再生段開銷 (SOH)和復接段開銷 (LOH)。前者占前 3行，后者占 5～ 9 行。 (2) 信息載荷 (Payload)。信息載荷域是 SDH 幀內(nèi)用于承載各種業(yè)務信息的部分。對于 STM1 而言， Payload 有 9261=2349 Byte, 相應于 234988000= Mb/s 的容量。 在 Payload 中包含少量字節(jié)用于通道的運行、維護和管理，這些字節(jié)稱為通道開銷(POH)。 (3) 管理單元指針 (AUPTR)。管 理單元指針是一種指示符，主要用于指示 Payload第一個字節(jié)在幀內(nèi)的準確位置 (相對于指針位置的偏移量 )。對于 STM1 而言， AUPTR 有 9個字節(jié) (第 4 行 )，相應于 988000= Mb/s 。采用指針技術是 SDH 的創(chuàng)新，結合虛容器 (VC)的概念，解決了低速信號復接成高速信號時，由于小的頻率誤差所造成的載荷相對位置漂移的問題。 復用步驟 各種信號復用映射進 STMN 幀的過程都要經(jīng)過映射、定位和復用 3 個步驟。 （ 1）映射 映射是一種在 SDH 網(wǎng)絡邊界處（例如 SDH/PDH 邊界處），將支路信號適 配進虛容器的過程。象我們經(jīng)常使用的將各種速率（ 140Mbit/s、 34Mbit/s、 2Mbit/s）信號先經(jīng)過碼速調(diào)整，分別裝入到各自相應的標準容器中，再加上相應的低階或高階的通道開銷，形成各自相對應的虛容器的過程。 為了適應各種不同的網(wǎng)絡應用情況，有異步、比特同步、字節(jié)同步三種映射方法與浮動 VC 和鎖定 TU兩種模式。 （ 2）定位 定位（ Alignmem）是把 VCn 放進 TUn 或 AUn 中，同時將其與幀參考點的偏差也作為信息結合進去的過程。通俗講，定位就是用指針值指示 VCn 的第一個字節(jié)在 TUn 或AUn 幀中的起始位置。 （ 3）復用 鶴壁職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文（設計） 11 復用（ Multiplex）是一種將多個低階通道層的信號適配進高階通道或者把多個高階通道層信號適配進復用段層的過程，即指將多個低速信號復用成一個高速信號。 其方法是采用字節(jié)間插的方式將 TU 組織進高階 VC 或將 AU 組織進 STMN。復用過程為同步復用，復用的路數(shù)參見圖 3 2。如： 1 STM1=1 AUG=1 AU4=1 VC4=3TUG3=21 TUG2=63 TU12=63 VC12 圖 3 2 復用映射結構 SDH 基本復用單元有：容器、虛容器、支路單元 、支路單元組、管理單元、管理單元組、 （ 1）信息容器（ C） 容器是一種用來裝載各種速率業(yè)務信號的信息結構，其基本功能是完成 PDH 信號與VC 之間的適配（即碼速調(diào)整）。 ITUT 規(guī)定了 5種標準容器， C1 C1 C C3和 C4，每一種容器分別對應于一種標稱的輸入速率，即 、 、 。 （ 2）虛容器（ VC） 虛容器是用來支持 SDH 通道層連接的信息結構，由信息凈負荷（容器的輸出）和通道開銷（ POH）組成，即 VC?n=C?n+VC?nPOH （ 3）支路單元（ TU） 鶴壁職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文（設計） 12 支路單元是一種提供低階通道層和高階通道層之間適配功能的信息結構，是傳送低階VC 的實體，可表示為 TUn（ n=11， 12， 2， 3）。 TUn 由低階 VCn和相應的支路單元指針（ TUnPTR）組成，即 TUn=低階 VCn+TUnPTR （ 4）支路單元組（ TUG） 支路單元組是由一個或多個在高階 VC凈負荷中占據(jù)固定的、確定位置的支路單元組成。有 TUG3 和 TUG2兩種支路單元組。 1 TUC2=3 TU12 1 TUG3=7 TUG2=21 TU12 1 VC4=3 TUG3=63 TU12 (5)管理單元（ AU） 管理單元是一種提供高階通道層和復用段層之間適配功能的信息結構，是傳送高階VC 的實體，可表示為 AUn（ n=3， 4）。它是由一個高階 VCn和一個相應的管理單元指針（ AUnPTR）組成， AUn=高階 VCn+AUnPTR。 (6)管理單元組（ AUG） 管理單元組是由一個或多個在 STMN 凈負荷中占據(jù)固定的、確定位置的管理單元組成。例如： 1 AUG=1 AU4。 （ 7）同步傳送模塊（ STMN） N個 AUG信號按字節(jié)間插同步復用后再加上 SOH就構成了 STMN信號（ N=4， 16， 64，?），即 N AUG+SOH=STMN。 一個 E1(2M)信號在 PDH 復用成 SDH 信號舉例： 當前運用的最多的復用方式是 2Mbit/s 信號復用進 STMN信號，它也是 PDH 信號復用進 SDH 信號最復雜的一種復用方式。 圖 3 3 映射復用過程 鶴壁職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文（設計） 13 (1)首先，將 2Mbit/s 的 PDH 信號經(jīng)過速率適配裝載到對應的標準容器 C12 中，為了便于速率的適配采用了復幀的概念，即將 4 個 C12 基幀組成一個復幀。 C12的基幀 幀頻是 8000 幀 /秒，那么 C12 復幀的幀頻就成了 20xx 幀 /秒。 (2)從 C12 映射為 VC12 為了在 SDH 網(wǎng)的傳輸中能實時監(jiān)測任一個 2Mbit/s 通道信號的性能，需將 C12 再打包 —— 加入相應的通道開銷（低階通道開銷），使其成為 VC12的信息結構，如圖 3 所示。此處 LPPOH（低階通道開銷）是加在每個基幀左上角的缺口上的，一個復幀有一組低階通道開銷，共 4個字節(jié)： V J N K4。因為 VC 可看成一個獨立的實體，因此我們以后對 2Mbit/s 的業(yè)務的調(diào)配是以 VC12為單位的。 一組通道開銷監(jiān)測的是整 個復幀在網(wǎng)絡上傳輸?shù)臓顟B(tài)，一個 C12 復幀裝載的是 4 幀PCM30/32 的信號，因此，一組 LPPOH 監(jiān)控的是 4幀 PCM30/32 信號的傳輸狀態(tài)。 圖 3 4 低階通道開銷結構圖 (3)從 VC12 到 TU12 為了使收端能正確定位 VC12 的幀，在 VC12 復幀的 4 個缺口上再加上 4 個字節(jié)的TUPTR 這時信號的信息結構就變成了 TU12。 TUPTR 指示復幀中第一個 VC12 的起點在TU12 復幀中的具體位置。 (4)從 TU12 到 TUG2 3 個 TU12 基幀經(jīng)過字間插復用合成 1個 TUG2。 注意： 3 個 TU12 是指 3 路 2M 信號合成的 3 個 VC12 復幀相同基幀合成的 3 個 TU12。如第 1路 2M 的第 1基幀會合成第 1 個 TU12 基幀，同樣，第 3 路 2M的第 1基幀會合成第 3個 TU12 基幀，這 3個 TU12 基幀經(jīng)字節(jié)間插復用合成第 1 個 TUG2。依此類推。 TUG2是 9行 12 列。 （ 5）從 TUG2 到 TUG3 鶴壁職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文（設計） 14 7 個 TUG2 經(jīng)過字節(jié)間插復用合成 TUG3 的信息結構。請注意 7 個 TUG2 合成的信息結構是 9行 84 列，為滿足 TUG3 的信息結構 9行 86 列，則需在 7 個 TUG2 合成的信息結構前加入兩列固定塞入比特。 注意：第 1組 3 個 2M 信號會合成第 1個 TUG2，同樣，第 2— 7 組的每組 3 個 2M 會合成第 27 個 TUG2，這 7 個 TUG2 經(jīng)字節(jié)間插復用合成 1 個 TUG3。也就是說 21 個 2M 的PDH 會合成 1 個 TUG3。 （ 6）從 TUG3 到 VC4 3 個 TUG3 通過字節(jié)間插復用方式，將要復合成 C4信號結構。因為 TUG3 是 9行 86列的信息結構，所以 3 個 TUG3 通過字節(jié)間插復用方式復合后的信息結構是 9 行 258 列的塊狀幀結構。 而 C4 是 9 行 260 列的塊狀幀結構。于是在 3 TUG3 的合成結構前面加兩列塞入比特，使其成為 C4 的信息結構。 為了能夠對 140Mbit/s的通道信號進行監(jiān)控，要在 C4的塊狀幀前加一列通道開銷字節(jié)（高階通道開銷 VC4POH），信號即成為 VC4 結構。 VC4 是與 140Mbit/s 的 PDH 信號對應的標準的虛容器。 （ 7）從 VC4 定位到 AU4 在 VC4 的前面加一個管理單元指針（ AUPTR）， VC4 就成了管理單元 AU4。 （ 8）從 AU4 復用到 AUG 一個或多個在 STM幀中占用固定位置的 AU組成 AUG管理單元組。對于 的信號來說， AUG