分路器工作原理简介 光分路器作为 FTTx 网络的核心部件，其在无源光网络 (Passive Optical Network, PON) 的 一个典型应用表现在以下两个方面： 1. 作为下行光信号 (1490nm 和 1550nm) 的功率分配器 (Power splitter) 使用 2. 作为上行光信号 (1310nm) 的合束器 (Combiner) 使用 详细的组网形式不是这里的讨论重点， 读者可以借鉴相关专著 (如 Gerd Keiser 的 《FTTX Concepts and Applications 》)。这里主要讨论的是分路器的工作原理和性能。 目前市场上主流的分路器主要基于两种技术形式：熔融拉锥型 (Fused Biconical Taper, FBT) 和平面光波导 (PLC) 型。同样的，两种技术形式孰优孰劣，这里不作评论。无论基于何 种技术形式的分路器， 都是基于 1 x 2 基本结构的级联而成。 FBT 的 1 x 2 结构是一耦合器， 而 PLC 的是一 Y 分支结构。这个看似简单的 Y 分支构件，实际上并不简单，因为分路器的性 能优劣很大程度上就是由它决定的。如何设计一个性能优异的 Y 分支结构属于技术机密 (Classified technology) ，这里不便讨论。这里仅就基于平面光波导技术的一个 Y 分支结构 的分路器，即 1 x 2 分路器的工作原理作一简介。其实就等于从物理本质上粗略地解释为什 么 1 x 2 分路器无论是上行，还是下行信号，其插入损耗都是 3 dB 。 1 x 2 分路器的功能结构可以用图 1(a) 的框图来表示：一个单模输入波导，两个单模输出 波导。中间用来分束的结构有很多种，这里只给出了 3 种结构：图 1(b) 的定向耦合器型 (Directional Coupler, DC) ，图 1(c) 的无间距定向耦合器型 (Zero-Gap Directional Coupler, ZGDC) ，以及图 1(d) 的模斑转换器型 (Spot Size Converter, SSC) 。定向耦合器型和零间距 定向耦合器型输入端都只用其中一个端口，并且无间距定向耦合器型其实是多模干涉型 (Multi-Mode Interference, MMI) 。现行市场上热卖的 PLC 分路器都是 SSC 型的，之所以给 出另外两种，是为了作对比分析。 首先来看图 1(b) 的 DC ，入射光在入射单模波导内只存在一个模式：基模 (0 阶模 )。当该 0 阶模到达耦合区 -两相互靠近的波导 (间距为波长量级 )时，根据超模理论 (Supermode theory) ，将会在耦合区激励出如图中所示的两超模 ( 由各独立波导中的 0 阶模叠加而成 )：偶 模(even mode) 和奇模 (odd mode) ，并且这两个超模具有几乎相等 (近于简并 ) 的传播常数。 在偶模中，位于 2 个波导内的电场波峰是同相位；而奇模中两波峰是反相位。根据这样的 相位关系，两超模叠加的场分布光功率，可以在相邻两波导中周期性的，成二次正 (余 )弦函 数的，不断的交替变换。图中示意图为刚好等分 (half = 3 dB) 入射光强时的模式 (FBT1 x 2 分路器原理与此类同 )。 再来考察图 1(c) 中的 ZGDC ，同样的入射光在入射单模波导内只存在一个模式：基模 (0 阶模 )。虽然该结构也叫 DC ，但其工作模式与真正的 DC 完全不同。 当入射 0 阶模到达两入 射波导交叉点时，该处波导宽度突然增大一倍，其场宽也必然增大，变成另一 0 阶模。由 于这两个 0 阶模不满足场的连续性条件，因此必然同时伴随着另一模式 -1 阶模的激发，而 且 1 阶模的强度与 0 阶模相同。 如是在中间宽度 2w 多模波导中便传输着两个模式， 并且最 多只有这两个模式： 0 阶模和 1 阶模 (该 2w 波导为双模波导 )。这样，在该区域内，光场分 布就是这两个模式 (0 阶模， 1 阶模 ) 的相互干涉场分布 (前面提到的 MMI) 。图中示意图为刚 好在两输出单模波导中等分 (half = 3 dB) 输入光强时的模式。 图 1(d) 就是现行市场上的 PLC1 x 2 分路器 -Y 分支。其工作原理如下：当入射单模波导 内的 0 阶模刚到达锥形区域 -SSC 时，这里波导结构并无发生任何变化，因此仍就保持该 0 阶模的形态。当该 0 阶模继续在 SSC 中传播时，虽然波导宽度不断变宽到 2w ，此时该波 导内可以存在两个模式 (前已述 )。然而，由于 SSC 区域变宽的很缓慢，在每一点，都可认 为满足场的连续性条件， 所以并不会激发起高阶模 (这里是 1 阶模 ) ，而仅是 0 阶模的宽度随 着波导的变宽而不断变宽，最后被输出单模波导等分 (half = 3 dB) 输入光强。 这三种类型的 1 x 2 分路器， 两输出端都可以等分输入光强。 其中前两种类型， 由于在光 传播方向上的结构是对称的， 反过来用即光从任一原输出端输入时， 从原输入波导中输出 3 dB(= half) 的光这很好理解 (1. 另 3 dB 的光从另外一波导输出； 2. 光路可逆 -在光传播方向 上结构对称 )。然而，第三种结构表像看来，也出现相同的结果，即光从任一原输出端输入 时，从原输入波导中输出 3 dB(= half) 的光。关键是这样的一种情况下输出波导只有一根，那另外 3 dB 的光去哪儿了呢？答案是另外 3 dB 的光辐射损耗掉了。 (这里顺便提一下，在前面的 解释过程中其实还涉及到 传播常数最接近原则“ ”，读者有兴趣能自己去了解一下 ) 解释上面提到的这个现象，我们只需要对比图 1(e) 和(f) 就知道了。当从一输入单模波导 进来的 0 阶模到达两单模波导的交叉点时， 将会同时等强度的激发起另一 0 阶模和 1 阶模 (前 已述 )。在图 1(e) 中，这两个模式的光能保持原状继续往前传播。而在图 1(f) 中，当两个 模式的光继续往前传播时， SSC 区域不断变窄到 w( 仅能存在一个基模 ) ，0 阶模在这样的一个过程 中能继续往前传播，并不发生截止，而只是模场的宽度逐渐变小；但 1 阶模 (属于高阶模 ) ， 在到达单模输出波导之前，已发生截止 (该 1 阶模不能成为单模波导的导波模，只能成为 辐射模 )，从而被辐射出去。由于 0 阶模和 1 阶模的强度相同，所以输出单模波导输出输入 光强的一半 -3 dB 。 在图 1(g) 和 (h) 中，给出了两个实例，可以形象的了解 SSC 区域 0 阶模的模场宽度压缩 和 1 阶模的截止辐射。当频率相同的相干光从两输入波导同相入射时 (图 1(g)) ，将产生偶模 激振。当两波导的间距逐渐变成零时，偶模中间的波谷逐渐变小，直至形成波峰，变换成 0 阶模。 该 0 阶模可以从输出单模波导中输出， 其静态场分布图如图 2(c) 所示。 而当频率相同 的相干光从两输入波导反相入射时 (图 1(h)) ，将产生奇模激振。当两波导的间距逐渐变成零 时，奇模将会变换成 1 阶模。该 1 阶模随着 SSC 不断变窄而发生截止而辐射损耗掉，其静 态场分布图如图 2(d) 所示。图 2(a) 和 (b) 分别为 Y 分支波导正向入射和反向入射情况下的静 态场分布图。 从这两个图很形象地给出了无论何种入射方式都得到 3 dB 输出的图像。 end 需要 PLC 和 FA 能联系我 和技术研讨 平面光波导分路器工作原理简介 The operating principle of Planar Lightwave Circuit (PLC) splitter 分路器作为 FTTx 网络的核心部件，其在无源光网络 (Passive Optical Network, PON) 的一个典型应 用表现在以下两个方面： 1. 作为下行光信号 (1490nm 和 1550nm) 的功率分配器 (Power splitter) 使用 2. 作为上行光信号 (1310nm) 的合束器 (Combiner) 使用 详细的组网形式不是这里的讨论重点，读者可以借鉴相关专著 ( 如 Gerd Keiser 的《 FTTX Concepts and Applications 》) 。这里主要讨论的是分路器的工作原理和性能。 目前市场上主流的分路器主要基于两种技术形式：熔融拉锥型 (Fused Biconical Taper, FBT) 和平面 光波导 (PLC) 型。同样的，两种技术形式孰优孰劣，这里不作评论。无论基于何种技术形式的分路器，都 是基于 1 x 2 基本结构的级联而成。 FBT 的 1 x 2 结构是一耦合器，而 PLC 的是一 Y 分支结构。这个看 似简单的 Y 分支构件，实际上并不简单，因为分路器的性能优劣很大程度上就是由它决定的。如何设计一个 性能优异的 Y 分支结构属于技术机密 (Classified technology) ，这里不便讨论。 这里仅就基于平面光波导 技术的一个 Y 分支结构的分路器，即 1 x 2 分路器的工作原理作一简介。其实就等于从物理本质上粗略地 解释为什么 1 x 2 分路器无论是上行，还是下行信号，其插入损耗都是 3 dB 。 1 x 2 分路器的功能结构可以用图 1(a) 的框图来表示：一个单模输入波导，两个单模输出波导。中间 用来分束的结构有很多种， 这里只给出了 3 种结构： 图 1(b) 的定向耦合器型 (Directional Coupler, DC) ， 图 1(c) 的无间距定向耦合器型 (Zero-Gap Directional Coupler, ZGDC) ，以及图 1(d) 的模斑转换器型 (Spot Size Converter, SSC) 。定向耦合器型和零间距定向耦合器型输入端都只用其中一个端口，并且 无间距定向耦合器型其实是多模干涉型 (Multi-Mode Interference, MMI) 。现行市场上热卖的 PLC 分路 器都是 SSC 型的，之所以给出另外两种，是为了作对比分析。 首先来看图 1(b) 的 DC ，入射光在入射单模波导内只存在一个模式： 基模 (0 阶模 ) 。当该 0 阶模到达耦 合区 - 两相互靠近的波导 ( 间距为波长量级 ) 时，根据超模理论 (Supermode theory) ，将会在耦合区激励出 如图中所示的两超模 ( 由各独立波导中的 0 阶模叠加而成 ) ：偶模 (even mode) 和奇模 (odd mode) ，并且 这两个超模具有几乎相等 ( 近于简并 ) 的传播常数。在偶模中，位于 2 个波导内的电场波峰是同相位；而奇 模中两波峰是反相位。 根据这样的相位关系，两超模叠加的场分布光功率， 可以在相邻两波导中周期性的， 成二次正 ( 余) 弦函数的，不断的交替变换。图中示意图为刚好等分 (half = 3 dB) 入射光强时的模式 (FBT1 x 2 分路器原理与此类同 ) 。 再来考察图 1(c) 中的 ZGDC ，同样的入射光在入射单模波导内只存在一个模式：基模 (0 阶模 ) 。虽然 该结构也叫 DC ，但其工作模式与真正的 DC 完全不同。当入射 0 阶模到达两入射波导交叉点时，该处波 导宽度突然增大一倍，其场宽也必然增大，变成另一 0 阶模。由于这两个 0 阶模不满足场的连续性条件， 因此必然同时伴随着另一模式 -1 阶模的激发， 而且 1 阶模的强度与 0 阶模相同。 如是在中间宽度 2w 多模 波导中便传输着两个模式，并且最多只有这两个模式： 0 阶模和 1 阶模 ( 该 2w 波导为双模波导 ) 。这样， 在该区域内，光场分布就是这两个模式 (0 阶模， 1 阶模 ) 的相互干涉场分布 ( 前面提到的 MMI) 。图中示意 图为刚好在两输出单模波导中等分 (half = 3 dB) 输入光强时的模式。 图 1(d) 就是现行市场上的 PLC1 x 2 分路器 -Y 分支。其工作原理如下：当入射单模波导内的 0 阶模刚 到达锥形区域 -SSC 时，这里波导结构并无发生任何变化，因此仍就保持该 0 阶模的形态。当该 0 阶模继 续在 SSC 中传播时，虽然波导宽度不断变宽到 2w ，此时该波导内可以存在两个模式 ( 前已述 ) 。然而，由 于 SSC 区域变宽的很缓慢，在每一点，都可认为满足场的连续性条件，所以并不会激发起高阶模 ( 这里是 1 阶模 ) ，而仅是 0 阶模的宽度随着波导的变宽而不断变宽，最后被输出单模波导等分 (half = 3 dB) 输入 光强。 这三种类型的 1 x 2 分路器，两输出端都可以等分输入光强。其中前两种类型，由于在光传播方向上的 结构是对称的，反过来用即光从任一原输出端输入时，从原输入波导中输出 3 dB(= half) 的光这很好理解 (1. 另 3 dB 的光从另外一波导输出； 2. 光路可逆 - 在光传播方向上结构对称 ) 。然而，第三种结构表像看 来，也出现相同的结果，即光从任一原输出端输入时，从原输入波导中输出 3 dB(= half) 的光。关键是这 种情况下输出波导只有一根，那另外 3 dB 的光去哪儿了呢？答案是另外 3 dB 的光辐射损耗掉了。 ( 这里 顺便提一下， 在前面的解释过程中其实还涉及到 “传播常数最接近原则 ”，读者有兴趣能自己去了解一下 ) 解释上面提到的这个现象，我们只需要对比图 1(e) 和(f) 就知道了。当从一输入单模波导进来的 0 阶模 到达两单模波导的交叉点时， 将会同时等强度的激发起另一 0 阶模和 1 阶模 ( 前已述 ) 。在图 1(e) 中，这两 个模式的光能保持原状继续往前传播。而在图 1(f) 中，当两个模式的光继续往前传播时， SSC 区域不断 变窄到 w( 仅能存在一个基模 ) ，0 阶模在这样的一个过程中能继续往前传播，并不发生截止，而只是模场的宽度 逐渐变小； 但 1 阶模 ( 属于高阶模 ) ，在到达单模输出波导之前， 已发生截止 ( 该 1 阶模不能成为单模波导 的导波模，只能成为辐射模 ) ，从而被辐射出去。由于 0 阶模和 1 阶模的强度相同，所以输出单模波导输 出输入光强的一半 -3 dB 。 在图 1(g) 和 (h) 中，给出了两个实例，可以形象的了解 SSC 区域 0 阶模的模场宽度压缩和 1 阶模的截 止辐射。当频率相同的相干光从两输入波导同相入射时 ( 图 1(g)) ，将产生偶模激振。当两波导的间距逐渐 变成零时，偶模中间的波谷逐渐变小，直至形成波峰，变换成 0 阶模。该 0 阶模可以从输出单模波导中输 出，其静态场分布图如图 2(c) 所示。而当频率相同的相干光从两输入波导反相入射时 ( 图 1(h)) ，将产生 奇模激振。当两波导的间距逐渐变成零时，奇模将会变换成 1 阶模。该 1 阶模随着 SSC 不断变窄而发生 截止而辐射损耗掉， 其静态场分布图如图 2(d) 所示。 图 2(a) 和 (b) 分别为 Y 分支波导正向入射和反向入射 情况下的静态场分布图。从这两个图很形象地给出了无论何种入射方式都得到 3 dB 输出的图像。 end PDH 在本地传输网 SDH 节点的汇聚及网管一体化 摘要： PDH 由于价格低，目前在运营商大客户接入、移动通信的基站传输等方面得到普遍使用。 但在实际运行中 PDH 存在着难以网管、 无法与本地网中心机房公务通信、 布线多不方便电路调度、 占用大 量机架空间等诸多问题。本文结合 SDH 的技术特点，提出了实现 PDH 在本地传输网 SDH 节点汇聚及网 管一体化改造的建议。 关键词： PDH 、SDH ；互联与网管；一体化 一、概述 运营商大客户的业务接入由于 PDH 价格低，为最低端 155MSDH 价格的 1/5 至 1/6，越来越 广泛地得到使用。例如，运营商大客户接入、 IP 电话超市等主要是采用的是传统的 PDH 传输设备点对点的 星状接入；在移动通信中，一个本地网要建几百甚至上千个基站，其传输也大都采用 PDH 。这些应用基本 上是在本地网 SDH 分插复用（ ADM ）节点上，通过 DDF 架用 2M 同轴电缆跳线将 PDH 与 SDH 的 2M 信 号进行端口的硬互联，再由 SDH 本地网上传到本地网中心机房。 传统的独立式单端、 220V 交流供电的 PDH 接入设备，由于其不能网管，无法发现光路、 2M 电路的误码、中断等故障，用电（使用交流 220V ）不稳定、断电无告警，独立式单端 PDH 安装浪费机房 空间， 2M 布线多、无时隙交叉功能不利于提高 2M 的时隙利用率、不方便电路调度，个别即使有公务的 PDH 也无法通过 SDH 公务系统上联到本地网有人中心机房。由于这样一些问题，故障往往是用户中断通信发 现故障申告后，运营服务商的运维人员才知道，然后开始做故障查找，根本没办法满足用户 SLA 的服务承 若。因此，独立式单端 PDH 作为接入传输使用必须加以改进，建议在不改变原有 SDH 结构的情况下，采 用子框的方式，使用直流－ 48V 双电源模块供电，设计集成度高的 2 、4 、6 口 PDH 光接口板节省了制造 成本，一个子框（占 1/4 的机架）可插 10 块以上的 PDH 光接口业务板，其容量相当于 5 个机架所安装的 传统独立式单端 PDH 的光接口容量，机房空间得到高效利用。插板式 PDH 电信号连同其公务及网管信息 复接为 STM-1 电信号，与本地网该节点 SDH 的 STM-1 电口互联，再由 SDH 本地网上传到本地网中心机 房，在本地网 SDH 的 ADM 节点大量减少 2M 支路板，由此所降低的成本可抵消了因增加 STM-1 电接口 板所带来的成本，甚至更低。 PDH 子框与 SDH 子框互联只用一对 155M 同轴电缆，代替了 63 对 2M 同轴 电缆，不但节省了电缆成本，更重要的是设备故障及维护工作量。因此机架型插板式集中网管 PDH 子架， 实现了 PDH 在本地传输网 SDH 节点的汇聚及网管一体化，同时还降低了制造成本。 二、实现方式的建议 1.PDH 汇聚子框的基本功能及硬件结构 PDH 子框功能 时隙交叉连接单元（ DXC ）实现 PDH 信号的时隙交叉功能； 网元控制处理单元实现网元控制和 ECC 处理；开销处理单元实现公务电话的交换及上传； PDH 光接口板实现光电 / 电光转换； STM-1 电接口单元实现接口匹配、复接与解复接、映射与解映射、 2M 支路 再定时、 HW 总线合成与分离、 DCC 提取与插入等；电源 /时钟板提供系统时钟以及一次和二次电源。 PDH 子框的硬件结构 说明： U1 、U2 为电源 / 时钟板、 U3 为本地网管板、 U4 为 STM-1 支路接口板 U5 －U16 为 PDH 光接口板 图 1 ：PDH 子框的硬件结构图 如图 1 所示， PDH 子框的基本单板有：直流－ 48V 电源板（可双模块热备份或负荷均担） 、本 地网管及公务通道板（提供以太网 RJ45 、串行 RS －232 网管接口以及公务联络） 、STM-1 电口板（复接 各 PDH 公务、 PDH 网管信息及各路 PDH 电信号为 STM-1 电信号）、PDH 光接口板（可提供 2、4 、6 口 光收发通道） 。 2.SDH 的帧结构为 PDH 网管的集中及公务实现提供了通道 SDH 帧结构简述 在 SDH 中，基本数据单元的帧长是 125 μS ，其帧结构与 PDH 的一维线性结构不同的是， 它是 二维的块状结构，图 4 为 STM-1 信号的帧结构。 图 2 ：STM － 1SOH 中各字节的安排 一个 STM-1 帧分组共计 9 行， 270 列，每列中一个字节（ 8bit ），帧周期，即帧频为 8000 帧/ 秒。STM-1 的传输速率为： 270x8x9x8000=155.520Mbit/s 。帧结构中设置了两种开销， 分别是段开销 （SOH ） 和通道开销（ POH ）。段开销（ SOH ）在 STM-1 包含 72Byte ，占到一帧数据量的 3% ，最大的作用是提 供帧同步和网络运行管理等，含有再生段开销（ RSOH ）和复用段开销（ MSOH ）；通道开销中含有低阶通 道开销（ LPOH ）和高阶通道开销（ HPOH ）。在图 3 中为开销类型和定义。 图 3 ：开销类型和定义 PDH 集中网管实现的通道 SOH 的 DCC 信道是为网管提供的专门通路， PDH 的网管信息当然可以在其中传输。 D1~D12 为数据通信通路 (DCC) ，总速率达 768kbit/s 。其中：D1~D3 为 192kbps 的数据通道， 用于再生段； D4~D12 为 576kbps 的数据通道，用于复接段， PDH 的网管信息（如：收无光、电源障碍、 PDH 对端自环等）可 以在其中定义，也能够正常的使用其他预留字节。 PDH 公务联络的实现 SOH 提供了通道公务联络字节 E1/E2 ，用于进行语音公务联络。 E1 属于再生段开销 （RSOH ）， 提供 64kbit/s 的语音通道， 用于再生段再生器之间的公务联络； E2 属于复用段开销 （MSOH ），提供 64kbit/s 的语音通道，用于复用段终端之间的公务联络，也可以同时用于 PDH 公务连接，具体可在 PDH 子框中的 本地网管及公务通道板上设置空分交换矩阵，将各 PDH 的公务通道进行交叉连接，对 PDH 各光口方向的 公务手机号进行编排， 以实现本地网网管中心到任何一个 PDH 光方向终端设备的公务联络， 方便电路测 试、调度以及障碍处理。 PDH 的公务通道也能够正常的使用 SOH 的预留比特承载。 3. 多个 PDH 信号转换为 STM-1 信号的交叉复接与映射 交叉复接： 如图 4 所示， 2Mbps 、34Mbps 、及 140Mbps 的 PDH 电信号分别被装入标准的容器 C12 ，C3 及 C4 中，在各容器的包封上附上称为通道开销（ POH ）的一些码字， POH 的内容有指示容器内信号在 端对端传送过程中的状态、性能及装载情况，带有 POH 标签的容器则称为虚容器 VC 。在虚容器的基础上 再加上指针 （PTR ）就构成支路单元 TU （TributaryUnit ）或管理单元 AU 。PTR 的作用是为了指明各自 VC 在对应的复用 TU 帧中的起始电位置并用来进行频率调整。若干个 TU 经复接，如图中的 ×1， ×3， ×7 等就 构成支路单元组 TUG 。根据帧结构中的 PTR 指示的位置，灵活地转移 VC ，或直接取下 /插入某一支路信 息。 图 4 ：SDH 的一级复用结构 映射： 在 PDH 的 2Mbps 以上通道等级互通时，用异步映射方式将 PDH 通道层信号适配进 STM-1 通 道层，利用净负荷指针来表示在 STM －N 帧内浮动的净负荷的准确位置。当出现净负荷在一些范围内的频 率变化时， 可增减指针数值做调整， 即：各种速率等级的数据流进入相应的容器 （C ），完成适配功能 （主 要是速率调整） ，然后进入虚容器（ VC ），加入通道开销（ POH ）。VC 在 SDH 网中传输时可作为一个独立 的实体在通道中任意位置取出或插入，以便进行同步复用和交叉连接。由 VC 输出的数据流再按图 6 中规 定的路线进入管理单元（ AU ）或支路单元（ TU ）。在 AU 和 TU 中进行速率调整，使得低一级数字流在高 一级数字流中的起始点是浮动的。为了准确地确定起始点的位置， AU 和 TU 设置了指针，在相应的帧内进 行灵活地和动态地定位。在 AUG 的基础上，再附加段开销 SOH ，便形成了 STM － 1 的帧结构。图中的定 位校准即是利用指针调整技术来取代传统的 125μs缓存器，实现支路频差的校准和相位的对准。 PDH 信号进入 SDH 的过程 PDH 信号进入 SDH 的帧结构经过三个步骤，即映射、定位和复用。映射就是将各种进来的速 率不等的信号先经过码速调整， 再装入相应的标准容器 C 中， 同时加入通道开销 POH 形成虚容器 VC 。定 位就是将帧相位发生偏差的 (称帧偏移 ) 的信息收进支路单元或管理单元，它通过支路单元指针或管理单元 指针的功能来实现。复用就是将多个低阶通道层信号通过码速调整进入高阶通道或将多个高阶通道层信号 通过码速调整进入复用层的过程。具体为：多个 2.048MbpsPDH 信号复接为 139.264Mbps 信号， 139.264Mbps 信号进入标准容器，速率调整后输出 149.76Mbps 数字信号，再进入虚拟容器，加入通道开 销 576kbps 后输出 150.336Mbps 的信号，在管理单元内加入管理单元指针 576kbps ，输出 150.336Mbps 的信号，由一个单元组加人段开销 4.608Mbps 后，输出 155.520Mbps 的 STM-1 电信号。 PDH 子框输出 的 STM-1 电信号与 SDH 子框的 STM-1 接口互联， 只需一对 155M 同轴电缆跳线， 节省了传统 PDH 与 SDH 进行 2M 互联时所需的 63 对 2M 同轴电缆，更好的方便了电路调度，大幅度减少了故障环节和维护工作量， PDH 在本地传输网 SDH 的 ADM 节点汇聚后，由 SDH 本地网网管中心实现集中网管。 一、 SDH 产生 在综合业务数字网中 ，我们应该把不同传输速率 （例如64kb/s 的电线Mb/s 的会议电视 ，4~34Mb/s 的电视节目）的各种信息都复接在一起，放在一根线路上传输，原来的准同步数字系列 PDH （Pseudo —synchronous Digital Hierarchy ），是把由 30 路电话复接而成的基群信号 H12 （传输速率为 2.048Mb/s ）逐步复接成二次群 H22 （传输速率为 8.448Mb/s ）、三次群 H31 （传输速率为 34.368Mb/s ）、 四次群 H4 （传输速率为 139.264Mb/s ）等。 这是什么含义呢！？举个例子，想在天津把北京传到上海的四次群中分出一个特定的基群信号 1 ，则 应先把四次群分接成三次群、然后三次群再分接成二次群、二次群再分成基群。取出基群信号 1 后，再有 天津加上一个基群信号 1’，接着进行相反复接（基群到二次群，然后二次群到三次群。。。。。。），这 样才能继续往上海传送。可见，为了一个基群信号，需要在天津设置很多分接和复接设备，这样不但增加 了成本，还使信号受到损伤。另外 PDH 在整个世界没有统一的标准和规范，不便于国家之间的互通。针对 PDH 的缺点，美国贝尔通信研究所提出了同步光纤网络 SONET （Synchronous Optical NETwork ）的传 输技术体制，并逐步成为美国国家标准， 1988 年，国际电报电话咨询委员会（ CCITT 与美国国家标准化 协会达成协议，将 SONET 修改为国际通用的技术体制，重新命名为同步数字体系（ Synchronous Digital Hierarchy ），可应用于光纤，微波和卫星传输网络。 二、 SDH 特点 SDH 是一种同步的数字传输网络。所谓同步，是指其复接的方式选用同步复接，其各支路的低信号是互相 同步的。它的传输速率分级称为同步传输模块 STM （Synchronous Transport Module ），其中 STM-1 的 传输速率为 155.520Mb/s ，STM-4 的传输速率为 622.080Mb/s ，STM-16 的传输速率为 2488.320Mb/s ， STM-64 的传输速率为 9953.280Mb/s 。同 PSH 相比， SDH 有很多突出的优点。 1、 在 SDH 中，不同传输速率的数字信号的复接和分接变的格外的简单，只需利用软件即可从高速信号中 一次分接出低速信号，既简化了操作步骤，又便于通信系统的扩容和升级，尤其适合于高速大容量的光纤 传输系统。 2 、 SDH 的基本传输模块可以包容目前世界上几种主要的传输系列，便于各个国家的互通，也可兼容现有 的 PDH 。 3 、 SDH 对网络接口接点进行了统一的规范，可以在同一网络上使用不相同厂家的设备，具有很好的横向兼 容性。 4、 SDH 设备是智能化的设备，又在帧结构中安排了丰富的、用于管理的开销比特 （大约占信号的 5% ）， 使网络的运行、管理和维护（ OAM ）能力大大加强，加大了组网的灵活性，提高了网络的效率和可靠性。 5、 虽然 SDH 的设备成本比 PDH 大约高 5% 左右，但其营运费仅为 PDH 的 1/6 。考虑， SDH 的费用 不到 PDH 的 70% ，具备比较好的经济效益。 6 、 SDH 支持异步传输（ ATM ），便于向宽带综合信息网过度。 当然， SDH 也有一些缺点，例如，频带利用率较低。在 PDH 中，一个 139.264Mb/s 的四次群 可以包容 64 个基群信号（ 2.048Mb/s ），频带利用率为（ 64X2.048 ）/139.264=94% 。在 SD H 中一个 155.520Mb/s 的 STM-1 只能包容 63 个基群信号，频带利用率为（ 63X2.048 ）/155.5 20=83% 。同样， PDH 中一个 139.264Mb/s 四次群可以包容 4 个三次群信号，在 SDH 中，一个 1 55.520Mb/s 的 STM-1 只能包容 3 个三次群信号。此外，还有技术很复杂，以及由于大规 模采用软件控制容易造成人的因素、计算机病毒等引起的网络故障等。 三、 SDH 基本概念 A 、SDH 的主要设备 1、 终端复用器（ TM ） 终端复用器是把多路低速信号复用成一路高速信号，或者反过来把一路高速信号分接成多路低速信号的设 备。 2 、 分插复用器（ ADM ） 分插复用器是在高速信号中分接（或插入）部分低速信号的设备。 3 、 数字交叉连接设备（ DXC ） 数字交叉连接设备是具有一个或多个信号端口，可以对任意端口之间的信号进行可控连接（包括再生）的 设备，它具有复用、配线、保护 /恢复、监控和网络管理等多项功能。 4 、 再生器（ RG ） 再生器位于网络传输链路中途，是能够接收 STM-N 信号，并经过适当的处理，使信号按规定的幅度、波 形和定时特性继续向前传输的设备。 B 、通道复用段和再生段 在一个 SDH 网络中，终端与终端之间的链路称为通道；复用器与复用器 （不管是终端复用器还是分插复用 器）之间的链路称为复用段；再生器和其他网元之间的网络称为再生段。 C 、SDH 分层模型 类似于普通计算机网络， SDH 也采用分层模型，便于设计和管理。 SDH 网络可以分成电路 层、通道层和传输媒介层，其中通道层又分为低阶通道层和高阶通道层，传输媒介层又 分为物理媒介层和段层，段层由复用段层和再生段层组成。 1、 电路层：网络直接为用户更好的提供通信服务，面向电路交换业务、分组交换业务、宽带 综合业务数字网等。其主要设备是交换机或交叉连接设备，在呼叫的基础上，电路的建 立和释放所需要的时间很短 2 、 通道层：网络支持一个或几个电路层网络，由很多类型的电路层网络共享，为电路 层提供传送服务。对于电路层网络节点，通道层的通道是透明的。通道层可分为提供虚 容器 VC-1/2/3 的低阶通道层和提供虚容器 VC-3/4 的高阶通道层。 3 、 传输媒介层：网络支持一个或几个通道层网络，它与具体的传输媒质是光纤还是无 线电信号有关。其中物理媒介层网络主要是以光电脉冲形式进行比特的传送；复用段层 网络为通道层提供同步、复用功能，进行复用段开销的处理和传递；再生段网络完成再 生器之间或再生器与复用段终端之间的定帧、扰码、再生段误码监测和再生段开销的处 理和传递等。 如何在 CATV 中应用 SDH 技术 sdh 2008-06-04 08:59:40 阅读 30 评论 0 字号：大中小 何淑贞 ［摘要］ 本文重点介绍 SDH 在广播电视传输网中的应用： SDH 技术如何传输广播电视信号，在 HFC 接入网中 IP 是如何传送的，以及 SDH 技术在我国广播电视传输网中的应用概况。 一 传输体制 SDH 简介 1 SDH 同步数字系列产生的时代背景 SDH 传送网的概念最初于 1985 年由美国贝尔通信研究所提出，称之为同步光网络 (Synchronous Optical NETwork .SONET) 。它是由一整套分等级的标准传送结构组成的，适用于各种经适配处理的净负 荷( 即网络节点接口比特流中可用于电信业务的部分 ) 在物理媒质，如光纤、微波、卫星等上进行传送。该 标准于 1986 年成为美国数字体系的新标准。国际电信联盟标准部 (ITU-T) 的前身国际电报电话咨询委员会 (CCITT) 于 1988 年接受 SONET 概念并与美国标准化协会 (ANSI) 的 TI 委员会达成协议 ，将 SONET 修订后 重新命名为同步数字系列 (Synchronous Digital Hierarchy ，SDH) ，使之成为同时适用于光纤、微波、卫星 传送的通用技术体制。 2 SDH 数字传输网的传输原理 1) SDH 传输网的基本构成 SDH 传输网是由一些 SDH 网络单元组成的，在光纤、微波或卫星上进行同步信息传送，融复接、 传输、交换功能于一体，由统一的网络管理操作的综合信息网。可实现网络有效管理、动态网络维护、对 业务性能监视等功能，能有效的提高网络资源的利用率，能满足广播电视干线传输网的信息传输和交换的 要求 ，对提高广播电视传输质量有了质的飞跃 ，因而 SDH 技术正成为广播电视领域传输技术方面的发展和 应用热点。 SDH 有全世界统一的网络节点 (NNI) ，从而简化了信号的互通以及信号的传送、复用、交叉连接 和交换过程，它有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块 (Synchronous Transport Module) ， STM-N 。当 n=1 、4 、16 时，其最基本的模块为 STM-1 、STM-4 和 STM-16 ，并具有一种块状帧结构，允 许安排丰富的开销比特 (即在网络节点接口比特流中扣除净负荷后的剩余部分 )用于网络的运行、管理和维 护(OAM) 。它的基本网络单元有同步光纤线路系统或 SDH 微波传送系统、同步复用器 (SM) 、分插复用器 (ADM) 和同步数字交叉连接设备 (SDXC) 等等，其功能各异，但都有统一的标准光接口或电接口，能够在基 本的传送线路上实现横向兼容性，即允许不同厂家的设备在传送线路上互通。它有一套特殊的复用结构， 允许现存的 PDH 体系、 SDH 体系和 B-ISDN 信号都能进入其帧结构，因而具有广泛的适应性。 SDH 还大 量采用软件进行网络配置和控制，使得新功能和新特性的增加较为方便，适于将来持续不断的发展。 SDH 传送网最重要的两个网络单元是终端复用器和分插复用器。以 STM-1 为例，终端复用器的 主要任务是将低速支路信号和 155Mb/s 电信号纳入 STM-1 帧结构 ，再经 CMI( 符号反转码 ) 变换后进入微波 传送系统，其逆程正好相反。分插复用器，将同步复用与数字交叉连接功能综合于一体，具有灵活的分插 任意支路信号的能力，在网络设计上有很大的灵活性。由这两种基本网络单元组成的典型网络应用有多种 形式，有点到点应用、线型应用、构成枢纽网、构成环形网、构成双环形网和网孔形应用，在实际应用中 还可出现其他以外的形式。 2) SDH 技术的传输原理 SDH 用来承载信息的是一种块状帧结构，块状帧由纵向 9 行和横向 270 ×N 列字节组成，每个字 节含 8b(bit) 。整个帧结构由段开销区、净负荷区和管理单元指针区三部分所组成。其中段开销区大多数都用在网 络的运行、管理、维护及指配，以保证信息能战场灵活地传送，管理单元指针用来指示净负荷区域内的 信息首字节在 STM-N 帧内的准确位置，以便接收时能正确分离净负荷。净负荷区域用来存放用于信息业 务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节。 SDH 的帧传输时 ，按由左向右 ，由小到大的顺序排成串型码流依次进行 。每帧传输时间为 125 μS， 每秒传输 1/125 ×106 =8000 帧。对 STM-1 而言，每帧能传输的比特数为 8×(270 ×9×1)=19940b ，则 STM-1 的传输速率为 19440×8000=155.52Mb/s ，而 STM-4 为 622.080Mb/s 、STM-16 为 2488.320Mb/s 。 各种业务信号进入 SDH 的帧结构都要经过三个步骤，即映射、定位和复用。映射就是将各种进来 的速率不等的信号先经过码速调整 ，再装入相应的标准容器 C 中，同时加入通道开销 POH 形成虚容器 VC。 定位就是将帧相位发生偏差的 (称帧偏移 ) 的信息收进支路单元或管理单元，它通过支路单元指针或管理单 元指针的功能来实现。复用就是将多个低阶通道层信号通过码速调整进入高阶通道或将多个高阶通道层信 号通过码速调整进入复用层的过程。以 139.264Mb/s 信号到 STM-1 的形成为例来说明这三个步骤。 139.264Mb/s 信号首先进入标准容器，速率调整后输出 149.76Mb/s 数字信号，进入虚拟容器，加入通道 开销 576kb/s 后输出 150.336Mb/s 的信号，在管理单元内加入管理单元指针 576kb/s ，输出 150.336Mb/s 的信号，因 N=1 ，故由一个单元组加人段开销 4.608Mb/s 后，输出 155.520Mb/s 的 STM-1 信号。 3 SDH 的特点 1) SDH 统一了北美、日本和欧洲三个地区性标准，各种数字传送信号在 STM-1 等级以上获得统 一，使国际电信互通成为可能。 2) 由于 SDH 电信传送采用了同步复用方式和灵活的映射结构，可通过软件实现高阶信号与低 阶支路信号之间所谓的一步复用，上下业务十分容易，大大简化了交叉连接设备。 3) 由于 SDH 帧结构中安排了大约占总信号 5% 的丰富的开销比特，极大的加强了网络的运行、 管理和维护能力。 4) SDH 传送网具有信息传送透明性。 5) 统一了网络接口标淮，使不同厂家的产品能直接互通，各种传送媒质如光纤、数字微波等可 以直接连接，组网十分方便。 6) 网络兼容能力强，它能与现有的 PDH 完全兼容，并容纳各种新的业务信号。 二 如何应用 SDH 技术传输广播电视信号 广播电视领域的 SDH 网起着公共物理传输平台的作用，在此平台上 ，一部分带宽用来传输广播电 视节目，另一部分用来直接传输用户数据或从 ATM 、IP 交换机汇聚来的数据流等。下面将介绍目前广播电 视信号将如何由 SDH 技术传输。 1 将模拟电视信号变换为数字信号 SDH 是同步数字系列，所传输的信号是数字信号，而我国目前的广播电视节目是模拟信号，用 SDH 技术传输广播电视信号必须先对信号进行数字化处理，其步骤为抽样、量化、编码等步骤。 1) 抽样：抽样是以一定的频率抽取电视输入信号的一个瞬时幅度值，称为抽样值，抽样后得到一 系列脉冲式的抽样值 ，称为抽样系列 。我国的彩色电视采用的是 PAL 制，亮度信号 (Y) 抽样频率是 13.5MHz 、 色差信号 (R-Y 、 B-Y) 的抽样频率为 6.75MHz 。 2) 量化：模拟信号进行抽样以后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的。当这些连续变化的抽样 值通过噪声信道时，接收端不能准确地估值所发送的抽样。如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽 样值，且电平的间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能准确地估值所发送的抽样。因此，有可能消除随机 噪声的影响。 利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程称为量化。抽样是把一个时间连续信号变换 成时间离散的信号，而量化则是将取值连续的抽样变成取值离散的抽样。 3) 压缩编码：编码就是用二进制代码表示量化值，在信号的接收端将量值转换为信号的过程称为 解码。由于编码后数据量大，因而须进行压缩，称压缩编码。我们前面介绍的彩色 PAL 制对亮度信号 Y 、 色差信号 R-Y、B-Y，每个抽样信号被 8b 量化，总的传输码率为 216Mb/s ，对传输速率为 2.5Gb/s 的 STM-16 来说，也只能传输 8 路彩色电视信号，因而首先要对其进行压缩码处理。当前电视编解码的标准是差值脉 冲编码调制 (DPCM) 和 MPEG-2 压缩技术，使用 MPEG-2 技术，可将信号压缩到 1.5-15Mb/s ，这样一个 STM-16 的容量就可传输由没有压缩时的 8 套电视节目提高到 300 多套数字电视信号。 2 数字电视信号如何由 SDH 传输网传输 SDH 的传输速率中 34.368Mb/s 和 139.264Mb/s 最适合电视图像传输。广播电视模拟信号，经过 处理变换成数字电视信号后，压缩形成 139.264Mb/s 码率进入 C-4 容器，或者形成 34.368Mb/s 进入 C-3 容器并最终形成 STM-1 。广播电视节目的视频和音频信号存放在 SDH 帧结构中的净负荷区域中， SDH 设 备的 34.368Mb/s 和 139,264Mb/s 接口用于与图像编码器相连 ，2Mb/s 接口用于数据和话音输入设备相连 。 经这样转换成 SDH 形式的 STM-1 广播电视信号通过光纤或者微波发射进行传输，信号传到业务站点后经 解码器将图像数据信号还原成模拟信号，通过调制器将其变换到相应的频道，经有线电视 HFC 网传到用户 家中。 三 在 CATV 网中采用 SDH 传输 IP 在有线电视网中用何种技术传输 IP，取决于 CATV 网所采用的传输技术。现在我国的 CATV 网络 在省内和省外均采用了 SDH 传输体制，所以，在 CATV 网中的 IP 传输技术有 IP over ATM 、IP over SDH 和 IP over DWDM 三种形式。下面粗略地介绍这三种方式并作比较。 1 IP Over ATM ATM 作为多业务平台，具有很强的多业务支持能力， ATM 的优势主要是它的可扩展性和灵活性。 在广播电视 SDH 环网中，可以容易地实现有线电视台间节目交换，应用 ATM 的流控制能轻松实现视频传输 的分级服务， ATM 还能轻松实现电视节目实时的非对称传输，部分省内和地市以下的传输网仍采用 ATM 技 术。 优点：可利用 ATM 的 QoS 特性，保证网络的服务的品质；网络具有很好的可扩展性和灵活性；支 持多种业务、数据、语音、视频汇集到一个网络上，并为不同业务类型提供不同的服务质量 QoS ；有很好 的网络流量管理和控制性能，表现在 ATM 流量控制方面非常精细，这一点对带宽是非常宝贵的、线路费用 非常高的广域网来说就显得十分重要，这是目前 ATM 能在广域网中被广泛采用的原因之一。 缺点：由于 IP 数据包须映射成 ATM 信元，由此形成的传输开销称为 信元税“ ”，故传输效率低； 网络管理很复杂；不太适用于超大型 IP 骨干网。 2 IP Over SDH ATM 能支持多种业务曾经是它独一无二的特点，但随着 IP 技术的发展和网络硬件的逐渐完备， 今天的 IP 已成为各种业务的核心，数据、语音和视频业务都可由 IP 承载， ATM 的优点已由 IP 技术取代， 特别是当数据的业务量超过语音和视频时，更显得 ATM 没有存在的必要，况且去掉 ATM 还能大大的提升传输 效率。因此， IP Over SDH 应运而生，这一技术也极大的动摇了 ATM 在广域网中的地位。 IP Over SDH 是 IP 数据包通过采用点到点协议 PPP ，映射到 SDH 帧上 , 采用的是高速路由器逐 包转发方式，按各次群相应的线速进行连续传输。 优点：省去了 ATM 层 , 简化了网络结构，提高了传输效率百分之二十到三十；可以充分的发挥 SDH 技术的各种优点， 如 SDH 使国际电信互通成为可能， SDH 帧结构中安排了丰富的开销比特，可以加强网 络的运行、管理和维护能力，网络有很好的兼容性等；将 IP 网络技术建立在 SDH 传输平台上，可以很容 易的跨越地区和国界，兼容不同技术和标准，实现全球联网。在广电网络的平台上 IP over SDH 适用于省 际网络和省内网络上的 IP 传输。 缺点： IP Over SDH 目前尚不支持虚拟专用网 VPN 和电路仿真；在所有包交换技术中， ATM 的 QoS 是最好的，它能做到电路仿真，而 IP Over SDH 技术只能进行业务分级，不能提供较好的 QoS ； 对大规模的网络须处理庞大、复杂的路由表，而且查找困难，路由信息占用较大的带宽。 3 IP Over WDM 随着传输技术的发展，以 IP 业务为主对网络的逐步优化设计将是 IP over DWDM 。 波分复用技术 (WDM) 是在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号的一种技术。其原理是：在发 送端将不同波长的光信号组合，在接收端又将组合的光信号分开并送入不同的终端，这就从另一方面代表着，原来只 能采用一个波长作为载波的单一光信道，变为数个不同波长的光信道同时在光纤中传输，从而使光通信的 容量成倍的提高。 WDM 技术的实现，主要由波分复用器来完成。波分复用器是一个无源光学器件，器件 结构相对比较简单，体积小，可靠性高，易于和光纤耦合。 WDM 系统有三种基本结构，即光多路复用单向单纤传 输，光多路复用双向单纤传输和光分路插入传输。组网灵活，对开发带宽新业务，充分挖掘和利用光纤带 宽的能力，实现超高速通信具有十分重要的意义。 IP Over WDM 通俗的说法就是让 IP 数据包直接在光路 上跑，减少网络层之间的冗余部分。由于省去了中间的 ATM 和 SDH 层，其传输效率最高，节省了网络运 营商的成本，同时也降低了用户的费用，是一种最直接、最经济的 IP 网络结构体系，非常适用于特大型 IP 骨干网。 主要特征：充分的利用光纤的低损耗波段，增加光纤的传输容量，效率最高，成本最低；可同时在 一根光纤中实现双向多媒体通信传输；可在不改变光缆设施的条件下，改变通信系统的组态，在网络设计 中有很大的灵活性，自由度大，扩容更方便；对器件性能要求不高，使用的主要器件波分复用器可靠性高， 故障率较低，便于维护。 4 三种方案比较及发展的新趋势 从 图 1 上的表中可见，在相当长一段时间里，三种技术方案还将视不一样的情况并存，而较理想的 IP Over WDM 在国际上正处在开发研制和加强完善之中，距离商业应用还有一段距离。到 IP over WDM 商 用时，广电网络已十分接近光纤入户的理想接入方案，广大的用户被 HFC 宽带接入信息高速公路的骨干网 上，而成为持续不断的发展的网络站点平台。 四 SDH 技术在我国 CATV 网中的应用概况 原广播电影电视部在 1995 年研究制定全国有线电视联网规划时已明确规定，国家部级和省级干 线全部采用 SDH 传输技术，数据流的传输码率为 2.5Gb/s ，即 STM-16 。为方便读者，现列表介绍如 图 2 上的表 2 。 五 结束语 SDH 传输技术，大范围的应用于传输领域，它的一系列优点非常适合于广播信号的传输。但由于 SDH 技术原主要是为传输话音和数据业务而制定的， 对视频而言它还有许多需完善的地方 ，如使用 SDH 技术传 输广播电视信号时，要求有较好的时钟同步性能和抖动性能。网络的同步性能差会引起指针调整，而指针 调整会使彩色电视信号瞬时变色，网络的抖动性能不好，会引起解码器输出端产生抖动，引起信号色彩变 化。这样一些问题有待在应用、发展中逐渐完备。 光放大器 光缆 2007-04-19 10:51:55 阅读 622 评论 3 字号：大中小 光放大器的工作不需要转换光信号到电信号，然后再转回光信号。这个特性导致光放大器比再生器 有两大优势。第一，光放大器支持任何比特率和信号格式，因为光放大器简单地放大所收到的信号。这种 属性通常被描述为光放大器对任何比特率以及信号格式是透明的；第二，光放大器不仅支持单个信号波长 放大－像再生器，而且支持一定波长范围的光信号放大。例如，我们下面将要讨论的掺铒光纤放大器 （EDFA ），它能够放大大约从 1530nm 到 1610nm 的所有波长 。而且，只有光放大器能够支持多种比特率、 各种调制格式和不同波长的时分复用和波分复用网络。实际上，只有光放大器特别是 EDFA 的出现， 波分 复用 技术才得到迅速发展，并且使波分复用成为大容量光通信系统的主力。 EDFA 是现在应用最广泛的光 放大器，它的出现极大地推动了波分复用技术的发展。 1.1 光放大器的分类 现在主要有两种类型的光放大器：半导体光放大器（ SOA ）和光纤放大器（ OFA ）。半导体光放大器 利用半导体材料固有的受激辐射放大机制，实现光放大，其原理和结构和半导体激光器相似。光纤放大器 与半导体放大器不同，光纤放大器的活性介质（或称增益介质）是一段特殊的光纤或传输光纤，并且和泵 浦激光器相连；当信号光通过这一段光纤时，信号光被放大。光纤放大器又可大致分为掺稀土离子光纤放大 器（ Rare Earth Ion Doped Fiber Amplifier ）和非线性光纤放大器。像半导体放大器一样，掺稀土离子光纤 放大器的工作原理也是受激辐射；而非线性光纤放大器是利用光纤的非线性效应放大光信号。实用化的光 纤放大器有掺铒光纤放大器（ EDFA ）和拉曼光纤放大器（ Raman Fiber Amplifier ）。 光放大器是一个模拟器件，所以它的性能参数都是模拟参数。 增益（ Gain ）增益是输出光功率与输入光功率之比，也就是： 增益＝ POUT/PIN 其中 POUT 和 PIN 分别是输出光功率和输入光功率，功率的单位为瓦特；通常我们用分贝（ dB ）为单 位来表示增益，也就是：增益（ dB ）＝ 10lg （POUT/PIN ） 噪声指数（ NF ）光放大器的噪声指数（ NF ，Noise Figure ）的定义式为光放大器输入输出端口的信 噪比（ SNR ，Signal to Noise Ratio ）的比值： 增益带宽 所谓增益带宽是指光放大器有效的频率（或波长）范围，通常指增益从最大值下降 3dB 时，对应的波长 范围，如 1.3.3 中 λa、 λb之间。增益带宽的单位是纳米（ nm ）。对于 WDM 系统，所有光波长通道都要得 到放大，因此，光放大器一定要有足够宽的增益带宽。 饱和输出功率 光放大器的输入光功率范围有一定的要求，当输入光功率大于某一阈值时，就会出现增益饱和；增 益饱和是指输出功率不再随输入功率增加而增加或增加很小 。根据 ITU-T 的建议，当增益比一般的情况低 3dB 时的输出光功率称为饱和输出功率，其单位通常用 dBm 表示。 FDDI 网简介 光纤分布数据接口 （FDDI ）是目前成熟的 LAN 技术中传输速率最高的一种 。这种传输 速率高达 100Mb/s 的网络技术所依据的标准是 ANSIX3T9.5 。该网络具有定时令牌协议的特 性，支持多种拓扑结构，传输媒 体为光纤。使用光纤作为传输媒体具有多种优点： １、较长的传输距离，相邻站间的最大长度可达 2KM ，最大站间距离为 200KM 。 ２、具有较大的带宽， FDDI 的设计带宽为 100Mb/s 。 ３、具有对电磁和射频干扰抑制能力，在传输过程中不受电磁和射频噪声的影响 ,也不影响其设备。 ４、光纤可防止传输过程中被分接偷听，也杜绝了辐射波的窃听 ,因而是最安全的传输媒体。 由光纤构成的 FDDI ，其基本结构为逆向双环。一个环为主环，另一个环为备用环。当主环上的设备失效 或光缆出现故障时 ,通过从主环向备用环的切换可继续维持 FDDI 的正常工作。这种故障容错能力是其它网 络所没有的。本期将就 FDDI 的基础构件，拓扑结构和操作原理等进行介绍。 FDDI 适配器虽然按所用机器总线不同各有差异，但与光纤接口部分原理是相同的。 为了解这种适配器 的结构，先要了解 FDDI 技术所遵循的标准。 １、FDDI 网络体系结构 FDDI 是在 OSI 参考模型出现后发展起来的一种高速网络技术。它所遵循的标准完全处于 OSI 框架下， FDDI 将 OSI 模型的物理层和数据链路层分别分成了两个子层。物理层分割成的两个子层是：物理层协议 层（ PHY ）。物理媒体相关层（ PMD ）。 PHY 子层规定了传输编码和译码、时钟要求及符号集合； PMD 规定了光纤媒体应具备的条件以及连接器等。 数据链路层分割成的两个子层为媒体访问控制（ MAC ）和逻辑链路控制（ LLC ）。这两个子层的功能与 ISO 8802.3 （Ethernet ）,IEEE 802.5 （Token Ring ）相似。 MAC 子层规定了 FDDI 定时令牌协议所需要的 帧格式、寻址和令牌处理。 LLC 子层为 LLC 用户更好的提供了交换数据的手段。 FDDI 的站管理（ SMT ）标准定义如何对物理媒体相关层、物理层协议层和媒体访问控制部分来控制 和管理。 按照 FDDI 网络体系结构层次构成的连接模型 ,如图 7 所示 .由图 7 可以更清楚地看到 ,每个子层所处的地 位和应承担的功能。 光纤设计基本数据 光缆 2007-04-06 09:38:54 阅读 31 评论 0 字号：大中小 1、单模光纤损耗： 1310nm ≦ 0.35dB/km （熔接头损耗计入后为 0.4dB/km ） 1550nm ≦ 0.22dB/km （熔接头损耗计入后为 0.25dB/km ） 2 、光连接器损耗： 0.25dB/ 个 （连接器型号为 SC/APC 或 FC/APC ） 3 、光分路器插入损耗： L=10lg λ% （λ— 分光比） 4 、光分路器附加损耗 N 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16 附加损耗 0.2 0.3 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 5 、C/N 与调制度 m 的关系 2 C/N=K 1 * nm （当光发射功率、光接收功率一定时， K 为定值常数， m—单个频道调制度） 当频道数为 n 时，总调制度为 *m ，一般总调制度为 20% —30% 。频道数 n 愈大，必须降低每个频道的调 制度 m，但调制度过低又使系统 C/N 变坏，通常 n=40 时， m ≈5% ；n=60 时， m≈3% 6 、在 C/N 一定情况下，光发射机输入电平与传输频道数 n 的关系： 光接收机的输出电平 V 同光发射机的输入电平 V 0 成正比 ×V （K —比例常数） V= K 2 0 2 V2A = V 1A+10lg （n 1/n 2 ） —实际输入电平， n —实际频道数， V —额定输入电平， n —额定频道数 V 2A 2 1A 1 7 、光调制度 m 与光发射机输入电平 V 0 的关系 m= K ×V 0 K—比例常数 8 、光接收机输出电平与光输入功率和光发射机输入电平的关系 光接收机输入光功率变化 1dBm ，光接收机输出电平变化 2dB 。 光发射机输入电平变化 1dB ，光接收机输出电平约变化 1dB 。 9 、光接收机输入光功率与光链路 C/N 关系 当光发射机功率及光发射机 RF 输入电平一定时，光链路 C/N 正比于光接收机输入光功率。 当光链路中

  2、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。

  3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。

  4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将按照每个用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档

  使用FoxmailServer配置Foxmail邮件服务器整理.pdf

  使用Mapinfo中Voronoi算法自动生成LAC或BSC等边界图归纳.pdf

  原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者