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正文內(nèi)容

經(jīng)典培訓(xùn)資料光纖通信-資料下載頁

2025-07-13 18:37本頁面

【導(dǎo)讀】本章簡(jiǎn)要介紹光纖通信的基本概念、發(fā)展簡(jiǎn)史及其突出的優(yōu)點(diǎn)。所謂光纖通信,就是利用光纖來傳輸攜帶信息的光波以達(dá)到通信之目的。端把信息從光波中檢測(cè)出來(解調(diào))。依目前技術(shù)水平,大部分采用強(qiáng)。度調(diào)制與直接檢測(cè)方式。典型的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)方框圖如圖1-1所示。在發(fā)射端,電端機(jī)把模擬信息(如話音)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換,用轉(zhuǎn)。則光源器件就會(huì)發(fā)出攜帶信息的光波。如當(dāng)數(shù)字信號(hào)為“1”時(shí),光源器。換,恢復(fù)成原來的模擬信息。通信用光纖主要是由纖芯和包層構(gòu)成,包層外是涂覆層,整根光纖呈圓柱形。按照光在光纖中傳輸模式的不同,分為單模光纖和多模光纖。折射率n1大于包層折射率n2,這也是光信號(hào)在光纖中傳輸?shù)谋匾獥l件。同,在傳播過程中互相散開,從而引起信號(hào)失真的物理現(xiàn)象。此外,由于基模LP01場(chǎng)強(qiáng)的分布不只局限于纖芯之內(nèi),因而。m范圍,偏差小于10%。ITU-T在、、和建議中分別定義了四種單模光纖,在此一并

  

【正文】 (信號(hào)有無幀結(jié)構(gòu)均可),也無需與網(wǎng)絡(luò)同步(例如 PDH 信號(hào)與 SDH 網(wǎng)不完全同步)。利用碼速調(diào)整將信號(hào)適配進(jìn) VC 的映射方法。在映射時(shí)通過比特塞入將其打包成與 SDH 網(wǎng)絡(luò)同步的 VC 信息包,在解映射時(shí),去除這些塞入比特,恢復(fù)出原信號(hào)的速率,也就是恢復(fù)出原信號(hào)的定時(shí)。因此說低速信號(hào)在 SDH 網(wǎng)中傳輸有定時(shí)透明性,即在 SDH 網(wǎng)邊界處收發(fā)兩端的此信號(hào)速率相一致(定時(shí)信號(hào)相一致)。 此種映射方法可從高速信號(hào)中( STMN)中直接分 /插出一定速率級(jí)別的低速信號(hào)(例如2Mbit/s、 34Mbit/s、 140Mbit/s)。因?yàn)橛成?的最基本的不可分割單位是這些低速信號(hào),所以分 /插出來的低速信號(hào)的最低級(jí)別也就是相應(yīng)的這些數(shù)率級(jí)別的低速信號(hào)。 2. 比特同步映射 此種映射是對(duì)支路信號(hào)的結(jié)構(gòu)無任何限制,但要求低速支路信號(hào)與網(wǎng)同步(例如 E1 信號(hào)保證 8000 幀 /秒),無需通過碼速調(diào)整即可將低速支路信號(hào)打包成相應(yīng)的 VC 的映射方法,注意: VC 時(shí)刻都是與網(wǎng)同步的。原則上講此種映射方法可從高速信號(hào)中直接分 /插出任意速率的低速信號(hào),因?yàn)樵?STMN 信號(hào)中可精確定位到 VC,由于此種映射是以比特為單位的同步映射,那么在 VC 中可以精確的定位到你所要分 /插的低速 信號(hào)具體的那一個(gè)比特的位置上,這樣理論上就可以分 /插出所需的那些比特,由此根據(jù)所需分 /插的比特不同,可上 /下不同速率的低速支路信號(hào)。異步映射能將低速支路信號(hào)定位到 VC 一級(jí)就不能再深入細(xì)化的定位了,所以拆包后只能分出 VC 相應(yīng)速率級(jí)別的低速支路信號(hào)。比特同步映射類似于將以比特為單位的低速信號(hào)(與網(wǎng)同步)進(jìn)行比特間插復(fù)用進(jìn) VC 中,在 VC 中每個(gè)比特的位置是可預(yù)見的。 3. 字節(jié)同步映射 字節(jié)同步映射是一種要求映射信號(hào)具有字節(jié)為單位的塊狀幀結(jié)構(gòu),并與網(wǎng)同步,無需任何速率調(diào)整即可將信息字節(jié)裝入 VC 內(nèi)規(guī)定位置的映射方式。 在這種情況下,信號(hào)的每一個(gè)字節(jié)在 VC 中的位置是可預(yù)見的(有規(guī)律性),也就相當(dāng)于將信號(hào)按字節(jié)間插方式復(fù)用進(jìn) VC 中,那么從 STMN 中可直接下 VC,而在 VC 中由于各字節(jié)位置的可預(yù)見性,于是可直接提取指定的字節(jié)出來。所以,此種映射方式就可以直接從 STMN 信號(hào)中上 /下 64kbit/s 或N64kbit/s 的低速支路信號(hào)。為什么呢?因?yàn)?VC 的幀頻是 8000幀 /秒,而一個(gè)字節(jié)為 8bit,若從每個(gè) VC 中固定的提取 N 個(gè)字節(jié)的低速支路信號(hào),那么該信號(hào)速率就是 N64kbit/s。 4. 浮動(dòng) VC 模式 浮動(dòng) VC 模式指 VC 凈負(fù) 荷在 TU內(nèi)的位置不固定,由 TUPTR指示 VC 起點(diǎn)的一種工作方式。它采用了 TUPTR 和 AUPTR 兩層指針來容納 VC 凈負(fù)荷與 STMN幀的頻差和相差,引入的信號(hào)時(shí)延最小(約 10μ s)。采用浮動(dòng)模式時(shí), VC 幀內(nèi)可安排 VCPOH,可進(jìn)行通道級(jí)別的端對(duì)端性能監(jiān)控。三種映射方法都能以浮動(dòng)模式工作。前面講的映射方法: 2Mbit/s、34Mbit/s、 140Mbit/s 映射進(jìn)相應(yīng)的 VC,就是異步映射浮動(dòng)模式。 5. 鎖定 TU模式 鎖定 TU模式是一種信息凈負(fù)荷與網(wǎng)同步并處于 TU幀內(nèi)的固定位置,因而無需 TUPTR 來定 位的工作模式。 PDH 基群只有比特同步和字節(jié)同步兩種映射方法才能采用鎖定模式。 鎖定模式省去了 TUPTR,且在 TU 和 TUG內(nèi)無 VCPOH,采用 125μ s的滑動(dòng)緩存器使 VC凈負(fù)荷與 STMN 信號(hào)同步。這樣引入信號(hào)時(shí)延大,且不能進(jìn)行端對(duì)端的通道級(jí)別的性能監(jiān)測(cè)。綜上所述,三種映射方法和兩類工作模式共可組合成五種映射方式,我們著重講一講當(dāng)前最通用的異步映射浮動(dòng)模式的特點(diǎn)。異步映射浮動(dòng)模式最適用于異步 /準(zhǔn)同步信號(hào)映射,包括將 PDH 通道映射進(jìn) SDH 通道的應(yīng)用,能直接上 /下低速 PDH 信號(hào),但是不能直接上 /下 PDH 信號(hào)中 的 64kbit/s 信號(hào)。異步映射接口簡(jiǎn)單,引入映射時(shí)延少,可適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)和 特性的數(shù)字信號(hào),是一種最通用的映射方式,也是 PDH 向 SDH過渡期內(nèi)必不可少的一種映射方式。當(dāng)前各廠家的設(shè)備絕大多數(shù)采用的是異步映射浮動(dòng)模式。 浮動(dòng)字節(jié)同步映射接口復(fù)雜但能直接上 /下 64kbit/s 和 N 64kbit/s 信號(hào),主要用于不需要一次群接口的數(shù)字交換機(jī)互連和兩個(gè)需直接處理 64kbit/s 和 N 64k/s業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)間的 SDH 連接。 SDH的映射 四次群的映射 怎樣進(jìn)行 E4 信號(hào)的速率調(diào)整呢? 可將 C4 的基幀( 9 行 260 列)劃分為 9 個(gè)子幀,每個(gè)子幀占一行。每個(gè)子幀又可以 13個(gè)字節(jié)為一個(gè)單位,分成 20個(gè)單位( 20 個(gè) 13 字節(jié)塊)。每個(gè)子幀的 20 個(gè) 13 字節(jié)塊的第 1個(gè)字節(jié)依次為: W、 X、 Y、 Y、 Y、 X、 Y、 Y、 Y、 X、 Y、 Y、 Y、 X、 Y、 Y、 Y、 X、 Y、Z,共 20 個(gè)字節(jié),每個(gè) 13字節(jié)塊的第 2 到第 13字節(jié)放的是 140Mbit/s的信息比特。見圖 316: 圖 316 C4的子幀結(jié)構(gòu) E4 信號(hào)的速率適配就是通過 9個(gè)子幀的共 180 個(gè) 13字節(jié)塊的首字節(jié)來實(shí)現(xiàn)。那么怎么實(shí)現(xiàn)的呢?一個(gè)子幀中每個(gè) 13 字節(jié)塊的后 12 個(gè)字節(jié)均為 W 字節(jié)再加上第一個(gè) 13 字節(jié)的第一個(gè)字節(jié)也是 W 字節(jié)共 241 個(gè) W 字節(jié)、 5 個(gè) X 字節(jié)、 13 個(gè) Y 字節(jié)、 1 個(gè) Z 字節(jié)。各字節(jié)的比特內(nèi)容見圖 316。那么 一個(gè)子幀的組成是: C4 子幀= 241W+ 13Y+ 5X+ 1Z= 260 個(gè)字節(jié)=( 1934I+ S)+ 5C+ 130R+ 10O= 2080bit 一個(gè) C4 子幀總計(jì)有 8260= 2080bit,其分配是:信息比特 I: 1934;固定塞入比特 R: 130;開銷比特 O: 10;調(diào)整控制比特 C: 5;調(diào)整機(jī)會(huì)比特 S: 1。 C 比特主要用來控制相應(yīng)的調(diào)整機(jī)會(huì)比特 S,當(dāng) CCCCC= 00000 時(shí), S= I;當(dāng) CCCCC= 11111 時(shí), S= R。分別令 S 為 I 或 S 為 R,可算出 C4容器能容納的信息速率的上限和下限。當(dāng) S= I 時(shí), C4能容納的信息速率最大 , C4max=( 1934+ 1) 98000 = ;當(dāng) S= R 時(shí), C4 能容納的信息速率最小, C4min=( 1934+ 0) 98000= 。也就是說 C4 容器能容納的 E4 信號(hào)的速率范圍是 -。而符合 規(guī)范的 E4信號(hào)速率范圍是 - ,這樣,C4 容器就可以裝載速率在一定范圍內(nèi)的 E4信號(hào),也就是可以對(duì)符合 規(guī)范的 E4信號(hào)進(jìn)行速率適配,適配后為標(biāo)準(zhǔn) C4 速率-- 。為了能夠?qū)?C4 進(jìn)行監(jiān)控,在其前加上一列通道開銷字節(jié)(高階通道開銷 VC4POH),此時(shí)信號(hào)成為 VC4 信息結(jié)構(gòu)。 三次群的映射 信號(hào)先經(jīng)過碼速調(diào)整將其適配到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器 C3 中,然后加上相應(yīng)的通道開銷打包成VC3, 一次群的映射 將 2Mbit/s 的 PDH 信號(hào)經(jīng)過速率適配裝載到對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器 C12 中。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), ATM over SDH 1. ATM信元的映射原理 ATM 信元的映射是通過將每個(gè)信元的字節(jié)結(jié)構(gòu)與所用虛容器字節(jié)結(jié)構(gòu)(包括級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu) VCX或 VCXmc, X≥ 1)進(jìn)行定位對(duì)準(zhǔn)的方法來完成的。由于 CX 或 CXmc 容量不一定是 ATM信元長(zhǎng)度( 53 字節(jié))的整數(shù)倍,因此允許信元跨過 CX 或 CXmc 的邊界。為防止偽信元定界和信元信息字段重復(fù) STMN 幀定位碼,在將 ATM 信元信息字段映射進(jìn) VCX 或VCXmc 前,應(yīng)先進(jìn)行擾碼處理。在過程中,當(dāng) VCX 或 VCXmc 信 號(hào)終結(jié)后,應(yīng)先對(duì)ATM 信元信息字段進(jìn)行解擾處理后再傳送給 ATM 層。信元映射進(jìn)虛容器后即可隨其在網(wǎng)絡(luò)中傳輸,當(dāng)虛容器終結(jié)時(shí),信元也得到恢復(fù)。信頭中含有信頭誤碼控制字段( HEC)字段,占 8 個(gè)比特,它是信頭中除 HEC字段以外的其他部分乘以 8 再模二除,生成多項(xiàng)式 g( x)=x8+ x2+x+ 1 所得的余數(shù)。 HEC 為信元提供了較好的誤碼保護(hù)功能,使信元的錯(cuò)誤傳輸概率減至最低。這種 HEC 方法利用受保護(hù)的信元比特( 32 比特)與 HEC 控制比特之間的相關(guān)性來達(dá)到信元定界的目的。為了改善信元定界性能,所得余數(shù)在加上一固定字節(jié)“ 01010101”。這種方法類似于傳統(tǒng)的幀定位恢復(fù),定位碼不固定,隨信元不同而異。 2. ATM信元映射進(jìn) VC4Xc 將 ATM 信元映射進(jìn) C4Xc 只需將 ATM 信元字節(jié)的邊界與 C4Xc 字節(jié)邊界對(duì)準(zhǔn),然后再將 C4Xc 與 VC4Xc POH 和( x1)列固定塞入字節(jié)一起映射進(jìn) VC4Xc 即可,如圖 317所示。這樣, ATM 信元邊界就與 VC4Xc 字節(jié)邊界對(duì)準(zhǔn)了。由于 C4Xc 容量( 2340 字節(jié)乘以 X 倍)不是信元長(zhǎng)度的整數(shù)倍,因此允許信元跨越 C4Xc 邊界。 圖 317 ATM信元映射進(jìn) VC4Xc Ether/IP over SDH IP over SDH 的基本思路: IP 數(shù)據(jù)報(bào)(包括 IPv IPX等)通過點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議( PPP)直接映射到 SDH 幀。具體過程為:先將 IP 數(shù)據(jù)報(bào)封裝進(jìn) PPP 分組,然后再利用高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程 HDLC 按照 RFC1662 的規(guī)定組幀,最后將字節(jié)同步映射進(jìn) SDH 包封裝中,加上相應(yīng)的 SDH 開銷置入 STMN 幀中。 PPP 層的功能包括 IP 多協(xié)議封裝、差錯(cuò)檢驗(yàn)和鏈路初始化控制,而 HDLC利用“塞入 /不塞入”方法為 PPP 封裝的 IP 數(shù)據(jù)報(bào)提供定界,每一 HDLC的始末都用標(biāo)志“ 01111110”表示。 第 4 章 SDH 開銷和指針 所謂開銷,是指?jìng)鬏敶a流中除了信息凈負(fù)荷之外的剩余部分,所以又 稱開銷字節(jié)。 SDH 在每幀的碼流中安排了占總碼流量約 5%的開銷字節(jié),兩類不同用途的開銷,即段開銷SOH( Section Overhead)與通道開銷 POH( Path Overhead),分別用于段層與通道層的運(yùn)行、管理維護(hù)與指配( OAMamp。P)。段開銷還可以分為再生段開銷與復(fù)用段開銷,它們分別用于再生段和復(fù)用段的運(yùn)行、管理、維護(hù)。通道開銷也可以分為兩種,即高階通道開銷 VC4 POH/VC3 POH 與低階通道開銷如 VC12 POH。指針處理是在 SDH的復(fù)用映射過程中的一種適配速率和相位的重要技術(shù)。 SDH 中 的凈負(fù)荷指針可以分為二種,即管理單元指針和支路單元指針,管理單元指針分為 AU4 PTR與 AU3 PTR,而支路單元指針則又可以分為 TU3 PTR 與 TU12 PTR。此外,還有指示 TU12子幀位置的字節(jié) H4(包含在 VC4/VC3 POH中)。 段開銷 STM1的段開銷字節(jié)安排如圖 41所示, STM1 的段開銷共有 9行 9列 =81 個(gè)字節(jié),其中第( 1~ 3)行 9列 =27個(gè)字節(jié)為再生段開銷字節(jié)( RSOH);第 4行為管理單元指針( AU PTR);第( 5~ 9)行 9列 =45字節(jié)為復(fù)用段開銷字 節(jié)( MSOH)。此外,為了考慮以后的發(fā)展和兼顧各國(guó)的不同情況,還留出了一些保留字節(jié),如國(guó)際保留字節(jié)(空格),國(guó)內(nèi)保留字節(jié)(),以及與傳輸媒體有關(guān)的字節(jié)(△)。 圖 41 STM1段開銷 STM4 的段開銷字節(jié)安排如圖 42 所示。 圖 42 STM4段開銷 STM4 的段開銷并非是 4 個(gè) STM1 段開銷的簡(jiǎn)單組合,而是作了一些調(diào)整,如 B EE K K S M D1~ D12 等皆保持單字節(jié)的數(shù)量,只有 A A B2 字節(jié)的數(shù)目擴(kuò)大了 4 倍即從原來的 3 個(gè)增加到 12 個(gè)。 STM16 的段開銷字節(jié)安排如圖 43 所示。 圖 43 STM16段開銷 同樣, STM16的段開銷并非是 4 個(gè) STM4 段開銷的簡(jiǎn)單組合,而是作了一些調(diào)整,如 BE E K K S M D1~ D12 等皆保持單字節(jié)的數(shù)量,只有 A A B2 字節(jié)的數(shù)目擴(kuò)大了 4 倍即從原來的 12 個(gè)增加到 48 個(gè)。 STM64 的段開銷字節(jié)安排如圖 44 所示。 圖 44 STM64段開銷 同樣, STM64的段開銷并非是 4 個(gè) STM16 段開銷的簡(jiǎn)單組合,而是作了一些調(diào)整,如 BE E K K S M D1~ D12 皆保持單字節(jié),只有 A A B2 字節(jié)的數(shù)目擴(kuò)大了 4 倍即從原來的 48 個(gè)增加到 192 個(gè)。 再生段開銷 RSOH 1. A A2— 幀定位字節(jié) A A2 字節(jié)的用途是識(shí)別每一幀的起
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