【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(shí)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(dǎo)體激光器的研制成功使光纖通信進(jìn)入了實(shí)用化， 1976 年，美國(guó)亞特蘭大的光纖市話局間中繼系統(tǒng)是世界上第一個(gè)實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)。 第三階段（ 1979 年 1989 年），光纖技術(shù)取得進(jìn)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(zhuǎn)移，由短波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)移。數(shù)字通信系統(tǒng)的速率不斷提高，光纖連接技術(shù)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(shè)逐漸進(jìn)入高潮。 第四階段（ 1989 年至今）光纖通信系統(tǒng)由 PDH 向 SDH 過(guò)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(shù)帶來(lái)巨大變革， EDFA的應(yīng)用解決了長(zhǎng)途光纖傳輸信號(hào)的放大問題。隨著各種新技術(shù)、新器件、新工藝的深入研究，光纖通信技術(shù)將進(jìn)入光發(fā)大、光交叉連接和光交換的全光網(wǎng)時(shí)代。 尤其是 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，通信技術(shù)的告訴迅猛發(fā)展，移動(dòng)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(wù)。在國(guó)際電信聯(lián)盟的推動(dòng)下，光纖通信的一系列標(biāo)準(zhǔn)紛紛制定，有 PDH、 SDH、 WDM 等。美國(guó)最先提出建立國(guó)家信息高速公路的想法，即國(guó)家信息基礎(chǔ)建設(shè)，后 續(xù)其他國(guó)家陸續(xù)制定相關(guān)計(jì)劃，并一起推動(dòng)全球的信息技術(shù)建設(shè)計(jì)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(luò)在通信網(wǎng)中的地位和作用 光傳輸?shù)牡匚幌喈?dāng)于“高速公路”。主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： 鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 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(hào)速率，擴(kuò)寬傳輸頻帶，是傳輸技術(shù)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(diǎn)： 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(gè)承載網(wǎng)，承載各通信網(wǎng)元之間的信息流； 第三：它是一個(gè)平臺(tái)，完成各通信網(wǎng)元之間長(zhǎng) /短距離的連接。 鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 第 3 章 SDH 光傳輸 SDH 概述 SDH 概念的核心是從統(tǒng)一的國(guó)家電信網(wǎng)和國(guó)際互通的高度來(lái)組建數(shù)字通信網(wǎng)，是構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ ISDN），特別是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ BISDN）的重要組成部分那么怎樣理解這個(gè)概念呢？因?yàn)榕c傳統(tǒng)的 PDH 體制不同，按 SDH 組建的網(wǎng)是一個(gè)高度統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的、 智能化的網(wǎng)絡(luò)，它采用全球統(tǒng)一的接口以實(shí)現(xiàn)設(shè)備多廠家環(huán)境的兼容，在全程全網(wǎng)范圍實(shí)現(xiàn)高效的協(xié)調(diào)一致的管理和操作，實(shí)現(xiàn)靈活的組網(wǎng)與業(yè)務(wù)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈功能，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，由于維護(hù)功能的加強(qiáng)大大降低了設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。 SDH 幀結(jié)構(gòu)和復(fù)用 幀結(jié)構(gòu) SDH 幀結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字同步時(shí)分復(fù)用、保證網(wǎng)絡(luò)可靠有效運(yùn)行的關(guān)鍵。圖 3 1給出SDH 幀一個(gè) STMN 幀有 9行，每行由 270N 個(gè)字節(jié)組成 。 這樣每幀共有 9270N 個(gè)字節(jié) ，每字節(jié)為 8 bit。 幀周期為 125 μs ， 即每秒傳輸 8000 幀 ， 對(duì)于 STM1而言 ， 傳輸速率為927088000= Mb/s 。 字節(jié)發(fā)送順序?yàn)椋河缮贤轮鹦邪l(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(fù)荷（含少量 PO H ）信息凈負(fù)荷（含少量 ）A U P T R 圖 3 1 幀結(jié)構(gòu)示意圖 SDH 幀大體可分為三個(gè)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(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 字節(jié)含 64 kb/s 的容量 )，主要用于運(yùn)行、 維護(hù)和管理，如幀定位、誤碼檢測(cè)、公務(wù)通信、自動(dòng)保護(hù)倒換以及網(wǎng)管信息傳輸。對(duì)于 STM1而言， SOH共使用 98( 第 4行除外 )=72 Byte相應(yīng)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(xì)分為再生段開銷 (SOH)和復(fù)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(wù)信息的部分。對(duì)于 STM1 而言， Payload 有 9261=2349 Byte, 相應(yīng)于 234988000= Mb/s 的容量。 在 Payload 中包含少量字節(jié)用于通道的運(yùn)行、維護(hù)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(gè)字節(jié)在幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置 (相對(duì)于指針位置的偏移量 )。對(duì)于 STM1 而言， AUPTR 有 9個(gè)字節(jié) (第 4 行 )，相應(yīng)于 988000= Mb/s 。采用指針技術(shù)是 SDH 的創(chuàng)新，結(jié)合虛容器 (VC)的概念，解決了低速信號(hào)復(fù)接成高速信號(hào)時(shí)，由于小的頻率誤差所造成的載荷相對(duì)位置漂移的問題。 復(fù)用步驟 各種信號(hào)復(fù)用映射進(jìn) STMN 幀的過(guò)程都要經(jīng)過(guò)映射、定位和復(fù)用 3 個(gè)步驟。 （ 1）映射 映射是一種在 SDH 網(wǎng)絡(luò)邊界處（例如 SDH/PDH 邊界處），將支路信號(hào)適 配進(jìn)虛容器的過(guò)程。象我們經(jīng)常使用的將各種速率（ 140Mbit/s、 34Mbit/s、 2Mbit/s）信號(hào)先經(jīng)過(guò)碼速調(diào)整，分別裝入到各自相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器中，再加上相應(yīng)的低階或高階的通道開銷，形成各自相對(duì)應(yīng)的虛容器的過(guò)程。 為了適應(yīng)各種不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情況，有異步、比特同步、字節(jié)同步三種映射方法與浮動(dòng) VC 和鎖定 TU兩種模式。 （ 2）定位 定位（ Alignmem）是把 VCn 放進(jìn) TUn 或 AUn 中，同時(shí)將其與幀參考點(diǎn)的偏差也作為信息結(jié)合進(jìn)去的過(guò)程。通俗講，定位就是用指針值指示 VCn 的第一個(gè)字節(jié)在 TUn 或AUn 幀中的起始位置。 （ 3）復(fù)用 鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 復(fù)用（ Multiplex）是一種將多個(gè)低階通道層的信號(hào)適配進(jìn)高階通道或者把多個(gè)高階通道層信號(hào)適配進(jìn)復(fù)用段層的過(guò)程，即指將多個(gè)低速信號(hào)復(fù)用成一個(gè)高速信號(hào)。 其方法是采用字節(jié)間插的方式將 TU 組織進(jìn)高階 VC 或?qū)?AU 組織進(jìn) STMN。復(fù)用過(guò)程為同步復(fù)用，復(fù)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(fù)用映射結(jié)構(gòu) SDH 基本復(fù)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(lái)裝載各種速率業(yè)務(wù)信號(hào)的信息結(jié)構(gòu)，其基本功能是完成 PDH 信號(hào)與VC 之間的適配（即碼速調(diào)整）。 ITUT 規(guī)定了 5種標(biāo)準(zhǔn)容器， C1 C1 C C3和 C4，每一種容器分別對(duì)應(yīng)于一種標(biāo)稱的輸入速率，即 、 、 。 （ 2）虛容器（ VC） 虛容器是用來(lái)支持 SDH 通道層連接的信息結(jié)構(gòu)，由信息凈負(fù)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(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 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(jié)構(gòu)，是傳送低階VC 的實(shí)體，可表示為 TUn（ n=11， 12， 2， 3）。 TUn 由低階 VCn和相應(yīng)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(gè)或多個(gè)在高階 VC凈負(fù)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(fù)用段層之間適配功能的信息結(jié)構(gòu)，是傳送高階VC 的實(shí)體，可表示為 AUn（ n=3， 4）。它是由一個(gè)高階 VCn和一個(gè)相應(yīng)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(gè)或多個(gè)在 STMN 凈負(fù)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(gè) AUG信號(hào)按字節(jié)間插同步復(fù)用后再加上 SOH就構(gòu)成了 STMN信號(hào)（ N=4， 16， 64，?），即 N AUG+SOH=STMN。 一個(gè) E1(2M)信號(hào)在 PDH 復(fù)用成 SDH 信號(hào)舉例： 當(dāng)前運(yùn)用的最多的復(fù)用方式是 2Mbit/s 信號(hào)復(fù)用進(jìn) STMN信號(hào)，它也是 PDH 信號(hào)復(fù)用進(jìn) SDH 信號(hào)最復(fù)雜的一種復(fù)用方式。 圖 3 3 映射復(fù)用過(guò)程 鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 (1)首先，將 2Mbit/s 的 PDH 信號(hào)經(jīng)過(guò)速率適配裝載到對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器 C12 中，為了便于速率的適配采用了復(fù)幀的概念，即將 4 個(gè) C12 基幀組成一個(gè)復(fù)幀。 C12的基幀 幀頻是 8000 幀 /秒，那么 C12 復(fù)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)任一個(gè) 2Mbit/s 通道信號(hào)的性能，需將 C12 再打包 —— 加入相應(yīng)的通道開銷（低階通道開銷），使其成為 VC12的信息結(jié)構(gòu)，如圖 3 所示。此處 LPPOH（低階通道開銷）是加在每個(gè)基幀左上角的缺口上的，一個(gè)復(fù)幀有一組低階通道開銷，共 4個(gè)字節(jié)： V J N K4。因?yàn)?VC 可看成一個(gè)獨(dú)立的實(shí)體，因此我們以后對(duì) 2Mbit/s 的業(yè)務(wù)的調(diào)配是以 VC12為單位的。 一組通道開銷監(jiān)測(cè)的是整 個(gè)復(fù)幀在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臓顟B(tài)，一個(gè) C12 復(fù)幀裝載的是 4 幀PCM30/32 的信號(hào)，因此，一組 LPPOH 監(jiān)控的是 4幀 PCM30/32 信號(hào)的傳輸狀態(tài)。 圖 3 4 低階通道開銷結(jié)構(gòu)圖 (3)從 VC12 到 TU12 為了使收端能正確定位 VC12 的幀，在 VC12 復(fù)幀的 4 個(gè)缺口上再加上 4 個(gè)字節(jié)的TUPTR 這時(shí)信號(hào)的信息結(jié)構(gòu)就變成了 TU12。 TUPTR 指示復(fù)幀中第一個(gè) VC12 的起點(diǎn)在TU12 復(fù)幀中的具體位置。 (4)從 TU12 到 TUG2 3 個(gè) TU12 基幀經(jīng)過(guò)字間插復(fù)用合成 1個(gè) TUG2。 注意： 3 個(gè) TU12 是指 3 路 2M 信號(hào)合成的 3 個(gè) VC12 復(fù)幀相同基幀合成的 3 個(gè) TU12。如第 1路 2M 的第 1基幀會(huì)合成第 1 個(gè) TU12 基幀，同樣，第 3 路 2M的第 1基幀會(huì)合成第 3個(gè) TU12 基幀，這 3個(gè) TU12 基幀經(jīng)字節(jié)間插復(fù)用合成第 1 個(gè) TUG2。依此類推。 TUG2是 9行 12 列。 （ 5）從 TUG2 到 TUG3 鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 7 個(gè) TUG2 經(jīng)過(guò)字節(jié)間插復(fù)用合成 TUG3 的信息結(jié)構(gòu)。請(qǐng)注意 7 個(gè) TUG2 合成的信息結(jié)構(gòu)是 9行 84 列，為滿足 TUG3 的信息結(jié)構(gòu) 9行 86 列，則需在 7 個(gè) TUG2 合成的信息結(jié)構(gòu)前加入兩列固定塞入比特。 注意：第 1組 3 個(gè) 2M 信號(hào)會(huì)合成第 1個(gè) TUG2，同樣，第 2— 7 組的每組 3 個(gè) 2M 會(huì)合成第 27 個(gè) TUG2，這 7 個(gè) TUG2 經(jīng)字節(jié)間插復(fù)用合成 1 個(gè) TUG3。也就是說(shuō) 21 個(gè) 2M 的PDH 會(huì)合成 1 個(gè) TUG3。 （ 6）從 TUG3 到 VC4 3 個(gè) TUG3 通過(guò)字節(jié)間插復(fù)用方式，將要復(fù)合成 C4信號(hào)結(jié)構(gòu)。因?yàn)?TUG3 是 9行 86列的信息結(jié)構(gòu)，所以 3 個(gè) TUG3 通過(guò)字節(jié)間插復(fù)用方式復(fù)合后的信息結(jié)構(gòu)是 9 行 258 列的塊狀幀結(jié)構(gòu)。 而 C4 是 9 行 260 列的塊狀幀結(jié)構(gòu)。于是在 3 TUG3 的合成結(jié)構(gòu)前面加兩列塞入比特，使其成為 C4 的信息結(jié)構(gòu)。 為了能夠?qū)?140Mbit/s的通道信號(hào)進(jìn)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(hào)即成為 VC4 結(jié)構(gòu)。 VC4 是與 140Mbit/s 的 PDH 信號(hào)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)的虛容器。 （ 7）從 VC4 定位到 AU4 在 VC4 的前面加一個(gè)管理單元指針（ AUPTR）， VC4 就成了管理單元 AU4。 （ 8）從 AU4 復(fù)用到 AUG 一個(gè)或多個(gè)在 STM幀中占用固定位置的 AU組成 AUG管理單元組。對(duì)于 的信號(hào)來(lái)說(shuō)， AUG