有 线 传 输 技 术 通信工程师职业资格认证统一考试培训 2017/3/18 有 线 传 输 技 术 通信工程师职业资格认证统一考试培训

课 程 内 容 第一章 同步数字体系（SDH）技术 课 程 内 容 第一章 同步数字体系（SDH）技术 第二章 密集波分复用（DWDM）传输原理 第三章 SDH传输网维护测试项目及方法

第一章 同步数字体系（SDH）技术 第一节 SDH概述 第二节 SDH网络接口、比特率等级及帧结构 第三节 SDH复用映射结构 第四节 开销和指针 第五节 SDH传送网络结构 第六节 SDH网络管理 第七节 SDH新技术应用

第一节 SDH概述 一、SDH的产生 1、SDH提出背景 （1） PDH两种速率不兼容 （2）PDH无统一的光接口标准 （3）PDH采用异步的按比特复接，上、下电路复杂 （4）开销比特数量少，网管功能不丰富 （5）网络结构缺乏灵活性（提供点到点网络结构） （6）网管通信通道明显不足，网络的调度和自愈性功能差

PDH数字系列

2、SDH提出 1985年 美国提出光同步网（SONET）--实现标准光接口 1988年 CCITT在SONET基础上确定了SDH SDH---光同步数字体系 实现光接口的 ---标准化 能在多媒质上应用 达到光电的一致性

二、SDH基本概念及网络单元 1、什么是SDH？ SDH是由一些基本网络单元（NE）组成，在光纤上可以进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络。

2、确定了4种标准网元 TM STM-N 终端复用设备 ADM STM-N 分插复用设备 REG STM-N 再生中继设备 SDXC STM-N 交叉连接设备 支路口可以是PDH、SDH、MSTP信号

3、SDH传输网络结构 TM REG ADM ADM REG DXC

三、SDH特点 1、优点 融合PDH了两种速率 有了标准的光接口规范 灵活的分插功能 ，使上下电路简单 强大的自愈能力，网络生存能力强 安排大量的开销，网络管理功能强 具有前、后项兼容性 2、SDH缺点 采用指针技术使信号产生抖动 大量采用软件技术，一旦出问题有可能造成全网瘫痪 频带利用率低

第二节 SDH网络接口、比特率等级及帧结构 一、网络节点接口---NNI SDH规范了网络之间接口的速率等级和帧结构，使网络节点之间实现同步复接、同步交换、同步传输。 终端 接入 设备 交换 传输 NNI UNI

SDH的速率等级 STM-1 155.52Mbit/s （简称155M） STM-4 622.08Mbit/s （简称622M） 二、同步传送模块及速率等级 同步传送模块----STM-N N=1、4、16、64 SDH的速率等级 STM-1 155.52Mbit/s （简称155M） STM-4 622.08Mbit/s （简称622M） STM-16 2488.32Mbit/s （简称2.5G） STM-64 9953.28Mbit/s （简称10G）

三、SDH帧结构 STM-N净负荷 （含POH） 1-3 5-9 4 9×N 261×N 270×N 再生段开销 （RSOH） 管理单元指针 （AU-PTR） 复用段开销 （MSOH） 4 9×N 261×N 270×N

STM-N帧结构特点 1、采用块状结构 2、帧周期为125µS（相当帧频8000Hz） 3、以字节为单位，每个字节编8个比特， 一个字节速率为64Kbit/s 4、采用字节间插同步复用 5、分三个区域（开销区、指针区、净负荷区） 6、传输方向是：先左后右、先上后下

第三节 SDH复用映射结构 1、SDH复用映射结构 x N x1 x3 x7 CCITT确定的SDH结构 复 用 映射 定位 指针处理 STM-N AUG AU-4 TUG-3 TU-3 TUG-2 TU-12 VC-12 C-12 VC-11 C-11 C-4 C-3 VC-3 VC-4 140M 45M 34M 2M 1.5M 指针处理 复 用 映射 定位 x N x1 x3 x7 TU-2 VC-2 AU-3 CCITT确定的SDH结构

x N x1 x3 x7 我国规定的SDH复用映射结构 AUG AU-4 TUG-3 TU-3 TUG-2 TU-12 VC-4 140M STM-N AUG AU-4 TUG-3 TU-3 TUG-2 TU-12 VC-12 C-12 C-4 C-3 VC-3 VC-4 140M 34M 2M 指针处理 复 用 定位校准 映 射 x N x1 x3 x7 X3 我国规定的SDH复用映射结构

STM-1容量 含有： 一个140Mbit/s信号 （相当64个2Mbit/s信号） 三个34Mbit/s信号

任何信号进入STM-N帧需要经过的三个步骤 (1)映射：实现速率适配功能（在信号进入VC时进行速率调整） (2)定位：指示信息的第一个字节在相应信息单元结构中的位置（指示VC在TU或 AU中的位置） (3)复用：实现低速支路信号合成高速信号 (将多个低速单元组合成一个高速单元组)

各容器功能说明 C-n：容器---用于容纳各种不同速率信号的信息结构 有:C-12 C-3 C-4 三种 VC-n：虚容器---用于支持SDH通道层连接的信息结构 是实现各种信号与SDH通道单元的适配，是SDH复 用、传输和交叉连接的标准信息单元 有:VC-12 VC-3 VC-4 三种 TU-n：支路单元---用于VC单元的定位，是低阶通道与高阶 通道的适配信息结构单元 TUG：支路单元组---用于将若干个低速支路合成为一个高 速支路(由若干个TU组成) AU：管理单元---用于VC-4的定位，是高阶通道与段层的适 配信息结构单元 AUG：管理单元组---用于STM-N信息的复用 (由若干个AU组成)

VC：称为通道 高阶通道VC-4 低阶通道VC-12和VC-3 各信息单元之间关系 C-n+POH=VC-n VC-n+PTR=TU-n（AU） TU-n×K=TUG VC：称为通道 高阶通道VC-4 低阶通道VC-12和VC-3

第四节 开销和指针 1、SDH开销 SDH开销分为: 段开销(SOH)----- 再生段开销（RSOH） 复用段开销（MSOH） 通道开销(POH)----高阶通道开销（H-POH） 低阶通道开销（L-POH） 再生段开销：放置再生段运行、维护、管理字节 用于对再生段的管理 复用段开销：放置复用段运行、维护、管理字节 用于对复用段的管理 通道开销：放置通道运行、维护、管理字节 用于对通道的管理

STM-1开销字节安排 A1 A2 J0 B1 E1 F1 D1 D2 D3 B2 K1 K2 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10

SDH 的 SOH 功能 A1、A2：STM-N同步字节,STM-N第一个字节 J0：再生段踪迹字节 B1：再生段误码监测字节 D1-D3：再生段数据通道字节 E1：再生段公务字节 F1：使用者字节 B2：复用段误码监测字节 D4-D12：复用段数据通道字节 S1：同步状态字节 M1：复用段远端差错字节 E2：复用段公务字节 K1-K2（b1-b5)：复用段保护倒换字节 K2（ b6-b8)：复用段远端缺陷指示（AIS、RDI）

低阶通道开销 高阶通道开销 SDH 通道开销(POH) J1:通道踪迹字节 B3:通道BIP-8误码监测字节 V5 :通道状态和信号标记字节 C2:信号标记字节 G1: 通道状态字节 F2:使用者通路字节 H4: TU位置指示字节 F3:使用者通路字节 K3 :自动保护倒换字节 N1:网络运营者字节 低阶通道开销 高阶通道开销 V5 :通道状态和信号标记字节 J2 :VC-12通道踪迹字节 N2:网络运营者字节 K4 :备用字节 2 3 4 5 6 7 8 BIP-2 REI RFI 信号标记 RDI 2 3 4 5 6 7 8 REI RDI 保留 V5字节功能 G1字节功能

SDH指针分类 SDH指针有3类:AU-4 TU-3 TU-12 AU-4 PTR管理单元指针：放置管理单元指针 （1）指示VC-4信息第一个字节在AU-4中的 位置 （2）用于速率的调节 TU-3 PTR单元指针：放置TU-3 PTR指针 （1）指示VC-3信息第一个字节在TU-3中的 位置 TU-12 PTR单元指针：放置TU-12 PTR单元指针 （1）指示VC-12信息第一个字节在TU-12中的 位置

2 指针技术 指针的作用 (1)指示VC-n在TU或AU帧中第一个字节的位置. 即:放置指针值 (2)进行速率和相位适配 同步时—相位校准 2 指针技术 指针的作用 (1)指示VC-n在TU或AU帧中第一个字节的位置. 即:放置指针值 (2)进行速率和相位适配 同步时—相位校准 失配时—频率和相位校准(一般发生在网络边缘处) 容纳频率抖动和相位漂移

AU-4指针值 (1) AU-4指针值位置 H1 Y Y H2 1* 1* H3 H3 H3 其中:Y=1001SS11(S未定) 1*=11111111 H1 H2 作成指针值 N N N N S S I D I D I D I D I D H1 H2 指针值 NDI新数据标识 AU/TU类型

指针值: VC-4编号方法---每3个字节编一个号码 共计有(9×261)/3=783个 编为0~782# 共计有(9×261)/3=783个 编为0~782# AU-4指针有10个比特:210=1024 其中0~782#为有效值 783~1023#为无效值 (3)速率调整字节: H3(3个)---负调整机会字节(VC-4速率高时) 0(3个)---正调整机会字节(VC-4速率低时) H1YYH21*1*H3H3H3 0 0 0 1 1 1 2 2 2………………………………........ 86 86 86 87 87 87 782 782 782 521 521 521 522 522 522

AU-4指针调整 (1)VC-4与AU-4速率适配时: H3为填充字节 0#为信息字节 ②本帧---I比特反转 ③下一帧---指针值+1 (后移) (3)VC-4﹥AU-4时采用负调整:① H3为信息字节 ②本帧---D比特反转 ③下一帧---指针值-1 (前移)

例题: 帧序 指针值 (十六进制) H1 H2 NNNN SS I D I D I D I D I D 前一帧 73 0110 10 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 当前帧 负调整 0110 10 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 下一帧 72 0110 10 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0

H1 H2 的另一个用途 当传送的信息量大于C-4净负荷时,可采用多个C-4级联在一起组成C-4的X倍-----即:VC-4-XC 级联指示方法:第一个AU-4为正常指针值 其后级联的AU-4指针为级联指示 1001SS1111111111

新数据标识 (1)当NNNN=0110时----表示指针可以正常进行操作, 允许指针调整 (新数据或级联) 如果是新数据----指针值将是全新的编号 如果是级联----指针值将是全”1”码 (3)变化后NNNN恢复正常:NNNN=0110

TU-3指针 1.TU-3指针的作用: (1)指示VC-3第一个字节在TU-3中的起点位置 (2)调整VC-3与TU-3在频率或相位上的容差 H1 H2 H3 0# 85 86 TU-3 2.指针位置:在TU-3第一列的前3个字节 H1 H2 H3 其中:H1 H2 作用与AU-4中的H1 H2作用相同 H3(一个字节)为负调整字节, 0#(一个字节)为正调整字节 3.VC-3的编号:一个字节编一个号码共计有 0~764#(85×9=765)个号码

TU-12指针 1.TU-12指针的作用: (1)指示VC-12第一个字节在TU-12中的起点位置 2.指针位置:在TU-12第一列的前3个字节 V1 V2 V2 其中:V1 V2 作用与AU-4中的H1 H2作用相同 V3(一个字节)为负调整字节, 35#(一个字节)为正调整字节 3.VC-12的编号:一个字节编一个 号码共计有 0~139#(35×4=140)个号码 1# 34# 0# 35# V1 V2 V3 V4 C-12 34字节 VC-12 35字节 TU-12 36字节

指针调整归纳小结 指针类型 指针字节 负调整字节 正调整字节 编 号 AU-4 H1 H2 H3 H3(3个) 0#(3个) 编 号 AU-4 H1 H2 H3 H3(3个) 0#(3个) 0~782#(3个字节一个号码) TU-3 H3 0# 0~764# TU-12 V1 V2 V3 V3 35# 0~139# 说明:(1)同步时:正调整字节=I比特 负调整字节=R比特 (2)失配时:正调整---正负调整字节=R比特 I比特反转 指针值+1(前移) 负调整---正负调整字节=I比特 D比特反转 指针值-1(后移) (3)NDF---新数据标识 (4)在SDH中存在两种抖动:由指针调整引起的指针抖动 由映射调整引起的映射抖动

第五节 SDH传送网络结构 1、传送网的基本概念 电信网络有两大功能： 一是传送功能群：将任何电信信息从一点传送到另一些点； 二是控制功能群：实现各种辅助服务与操作和维护功能。 传送网：是将用户信息双向或单向地从一点传送到另一些点， 也可以传送各种类型的网络控制信号。

2、分层和分割 网络分层的好处： 第一 ，单独设计和运行每一层网络要比将整个网络作为单 个实体设计简单的多； 第二，有助于规定TMN内的管理目标； 第三，每一层有各自独立的OAM&P，减少彼此影响； 第四，使网络规范与具体实现方法无关，使规范保持较长时 间的稳定，不会随技术换代而轻易更改。

网络的垂直分层： 电路层：直接面向业务 通道层：支持一个或多个电路层网络，为其提供传送通道 在SDH 网络中分高阶通道和低阶通道 传输媒质层：支持一个或多个通道层网络，它又分为段层和 物理层 段层：复用段和再生段 物理层：光纤、微波、电缆

SDH组织结构—纵向分层 电路层 通道层 段层 （话音、数据、图像） 低阶通道（LPT/VC-12） 高阶通道（HPT/VC-4） 复用段（MST） 再生段（RST） 物理层（光纤） 通道层 段层 （话音、数据、图像） 电路层

SDH传送网完整的分层模型 电 路 层 网 络 VC-11 VC-12 VC-2 VC-3 VC-4 再生段层网络 复用段层网络 物理层网络 电 路 层 网 络 VC-11 VC-12 VC-2 VC-3 VC-4 再生段层网络 复用段层网络 物理层网络 电路层 通道层 传输媒质层 电段层 光段层 SDH 传 输 层 低阶通道层 高阶通道层

SDH的组织结构 TM ADM REG RST：实现放大、再生功能 MST：实现通道信号上下的复用和解复用 PT（VC） RST：实现放大、再生功能 MST：实现通道信号上下的复用和解复用 PT（通道）：又分为HPT（高阶通道）和LPT（低阶通道） 实现信号的传输

3、SDH网络结构 有线形、星形、树形、环形、网孔形 TM ADM REG REG ADM DXC TM REG ADM DXC

SDH环形网络的最大优点就是具有自愈功能 自愈功能：是指在网络出现故障时无须人为干预， 网络就能在极短的时间内自动恢复业务的功能。 自愈环保护的目的：提高网络的安全性、可靠性和网络的 生存能力。

根据保护层次分：通道保护和复用段保护 通道保护：以通道为基础的保护 复用段保护：以复用段为基础的保护 SDH保护方式 根据保护层次分：通道保护和复用段保护 通道保护：以通道为基础的保护 复用段保护：以复用段为基础的保护 根据使用光纤的数量分：二纤保护和四纤保护 二纤保护：系统采用二纤组网 四纤保护：系统采用四纤组网 根据信号传输方向分：单向保护和双向保护 单向保护：系统信号沿着一个方向传输 双向保护：系统信号沿着两个方向传输

自愈环保护类型： 二纤单向通道保护倒换环 二纤单向复用段保护倒换环 二纤双向复用段保护倒换环 四纤双向复用段保护倒换环

二纤单向通道保护倒换环 A C D B S1 P1 C-A A-C A C D B C-A S1 P1 A-C 正常时：信号在外纤传

二纤单向复用段保护倒换环 A C D B S1 P1 C-A A-C A C D B S1 P1 C-A A-C 故障时：B、C桥接将P1纤与S1纤连接形成一个新的光纤环 正常时：信号在S1纤传

二纤双向复用段保护倒换环 A C D B S1/P2 S2/P1 C-A A-C A C D B S1/P2 S2/P1 C-A A-C 正常时：信号都走A-B-C路由，S1与S2互为备用，每个纤上前半个时隙为主用业务，后半个时隙作为备用 故障时：B、C桥接，将S1-P1与S2-P2连接，形成一个新的光纤环

四纤双向复用段保护倒换环 1 3 2 4 1-2 2-1

第六节 SDH网络管理 1 SDH网络管理--SMN SMN定义： SMN是SDH的管理网，负责对SDH传送网的管理。 SMN属于TMN的子集，又可以分为一系列管理子网SMS。 SMN TMN SMS

SDH的网络管理分为五层 高 事务管理层 BML 业务管理层 SML 网络管理层 NML 网元管理层 EML 网元层 NEL 低 网元层 NEL 网元管理层 EML 业务管理层 SML 事务管理层 BML 网络管理层 NML 各层功能见书P307

SDH管理网络的分层结构 SDH管理网络分为三层管理结构: （1）网络管理层:对本地区所有网络的管理 （2）网元管理层:对一个网络中的所有网元的管理 （3）网元层:网元自己本身的管理

2、SDH管理功能（P307） 故障管理功能 性能管理功能 配置管理功能 安全管理功能

第七节 SDH新技术应用 1、目前最流行的IP传送技术有 IP over ATM IP over SDH IP over WDM

(1)IP over ATM 优点:速度快、容量大、支持实时业务，保证业务的QOS。 缺点:网络体系结构复杂、开销大、传输效率低。 (2) IP over SDH 优点:减少了ATM开销,提高了传输效率，易实现网络互联，可以利用 SDH的自动保护功能提高网络的可靠性。 缺点:SDH开销大、无业务优先级、流量与拥塞控制能力差。 （3）IP over WDM 优点：减少了开销、简化了层次和设备、减轻了网管复杂性、 传输效率高。

IP 映射入STM-N的方法 映射步骤:(1)将IP数据报进行PPP帧封装 (2)将PPP帧进行高级数据链路(HDLC)组装 (3)将HDLC组帧装入C-4与C-4的边界定位,允许跨边界 IP数据报 PPP协议 PPP帧 FCS 地址 控制 标志 HDLC帧 1字节 1-2字节 POH HDLC SOH

2、光互联网络的概念 光互联网络：是数据网络，它的底层使用光传送网络作 为物理传输网络。 数据网络中---主要由ATM交换机、路由器等组成。 光传送网络中---主要是WDM终端、光放大器、光纤。 在光互联网络中，数据业务不必再使用固定的TDM复用结构，可以对数据分组或信元进行统计复用，并可以把其它SDH功能转移到数据设备中。网络不再受TDM复用结构对容量和速率的限制，改进了传输效率。

光互联网络的重叠模型 ATM IP SDH WDM光网络 物理光网络

网同步：是指网络之间的信号在频率或相位上保持某种特定关系 即：频率保持相等、相位差保持不变 3、同步网概述 网同步：是指网络之间的信号在频率或相位上保持某种特定关系 即：频率保持相等、相位差保持不变 网络信号不同步的危害是： PDH网会产生信号的滑码，滑码严重时产生误码 SDH网会引起指针的频繁调整，使信号产生抖动 SDH网实现同步的目的：就是减少指针调整的次数

SDH设备时钟 选择A 选择C 选择B SETG SEST（SDH设备时钟）结构 T1：STM-N线路信号时钟 T2 ：PDH支路信号时钟 T3：外基准同步信号 T0：为内部设备和STM-N信号提供定时 T4：为外部设备提供定时参考

SDH时钟性能指标 时钟质量等级标识---SSM 输出频率准确度 最小同步和失步范围 输出噪声 噪声容限 噪声传递 短时期相位瞬变响应 长期相位瞬变响应 时钟质量等级标识---SSM SDH-N 信号通过S1 (b5~b8)传递时钟质量 PDH信号通过奇数帧T0 时隙(b5~b8)传递时钟质量

第二章 密集波分复用（DWDM）传输原理 第一节 DWDM的工作原理 第二节 DWDM系统的组成网元

DWDM系统的关键技术 1. 低啁啾、高波长稳定性的激光源 2. 低噪声系数、增益平坦的掺铒光纤放大器 3. 稳定可靠的各种光无源器件（复用器、解复用器、光纤光栅、隔离器等） 4. 光纤非线性的问题

第一节 DWDM的工作原理 光波分复用：将一系列载有信息的光载波，在光频域内以1至几百纳米的波长间隔合在一起沿着单根光纤传输；在接收端再用一定的方法，将各个不同的光载波分开的通信方式----简称WDM。 WDM分为两种：DWDM—密集波分复用，两信道之间的 光波长间隔1~10nm； CWDM---粗波分复用，两信道之间的 光波长间隔10~100nm；

什么是波分复用？ 高速路 加油站 巡逻车

一、工作原理 1、WDM 技术原理 λ1----λn WDM的实质是FDM 光波与频率的关系：C=λ×f 光源λ1 光源λ2 光源λn 检测器λ1 检测器λ2 检测器λn 合波器 分波器 λ1----λn 信道1 信道2 信道n WDM的实质是FDM 光波与频率的关系：C=λ×f

各种传输技术的实现方式： 明线技术----FDM模拟技术，每路电话4KHz； 小同轴电缆60路---- FDM模拟技术，每路电话4KHz； 中同轴电缆1800路---- FDM模拟技术，每路电话4KHz； 光纤通信PDH系统----TDM数字技术，每路电话64Kbit/s； 光纤通信SDH系统----TDM数字技术，每路电话64Kbit/s； 光纤通信WDM系统----TDM数字技术+光频域FDM模拟技术， 每路电话64Kbit/s。

光纤WDM 与同轴电缆FDM的区别 （1）传输媒质不同 WDM是光纤通信系统上的光信号的频率分割； 同轴电缆系统是电信号上的频率分割。 （2）每个通道信号不同 同轴电缆系统传输的是模拟信号4KHz语音复用； WDM系统每个波道速率是2.5Gbit/s的SDH或更高速率的 数字信号系统。

WDM 与 DWDM 的区别 WDM：是任意波长的复用。 DWDM：是在1550nm区域，波长间隔只有几纳米的 多波长的复用。 选用1550nm区域作为DWDM的工作区域主要理由是： 目前采用的放大器EDFA的工作波长区域在1530nm~1565nm。

二、工作方式 1、双纤单向传输 λ1----λn λ1----λn 光源λ1 光源λ2 光源λn 检测器λ1 检测器λ2 检测器λn 合波器 分波器 λ1----λn 信道1 信道2 信道n 光源λ1 光源λ2 光源λn 检测器λ1 检测器λ2 检测器λn 合波器 分波器 λ1----λn 信道1 信道2 信道n

2、单纤双向传输 λ1----λn λn+1----λ2n 优点：两个方向信号不会四波混频（FWM） 缺点：采取特殊措施对付光反射 光源λ1 光源λn 检测器λ1 检测器λn 合波器 分波器 λ1----λn 信道1 信道n 检测器λn+1 检测器λ2n 光源λn+1 光源λ2n λn+1----λ2n 信道n+1 信道2n 优点：两个方向信号不会四波混频（FWM） 缺点：采取特殊措施对付光反射 光纤线路中需采用双向放大器

光纤的传输特性:损耗特性和色散特性 三、DWDM的光纤选型 光纤的传输损耗特性：指光信号在传输的过程中光信号减弱的现象。光纤的损耗随着传输距离的增长而增大。光纤的传输损耗与工作波长有关。 850 1310 1550 λ （nm） α（dB/km) 2 0.2 0.5 红外线吸收 紫外线吸收 氢氧根离子吸收

光纤的色散特性：指光信号随着传输距离的增长光脉冲展宽的现象。传输距离越长光色散越大，光纤的色散越大光纤的传输带宽越窄，传输容量越小。 2017/3/18 光纤的色散特性：指光信号随着传输距离的增长光脉冲展宽的现象。传输距离越长光色散越大，光纤的色散越大光纤的传输带宽越窄，传输容量越小。 光纤的色散类型有：模式色散、材料色散和波导色散 总色散 D（ps/km.nm) λ (nm) 1310 波导色散 材料色散 Z

G.655光纤：非零色散位移单模光纤 工作点在1550nm 附近 2017/3/18 常用的光纤类型 G.652光纤：常规的单模光纤 工作点在1310nm 或1550nm 处 G.655光纤：非零色散位移单模光纤 工作点在1550nm 附近 DCF：色散补偿光纤 G.652+DCF：工作点在1550nm附近 SDH 2.5G系统常用G.652光纤（工作在1310nm波长点） SDH 10G系统常用G.655光纤或G.652+DCF（工作在1550nm波长点） WDM系统常用G.655光纤或G.652+DCF（工作在1550nm波长点） G.652 DCF G.653 G.655 D（ps/km.nm) λ (nm) 1310 1550 1565 1530 大有效面积光纤 Z

四、光纤的非线性效应及解决 在光场较弱的情况下：可以认为光纤的各种特征参数不随光场强弱改变，这时认为光纤是线性媒质； 2017/3/18 四、光纤的非线性效应及解决 在光场较弱的情况下：可以认为光纤的各种特征参数不随光场强弱改变，这时认为光纤是线性媒质； 在光场很强的情况下：光纤的各种特征参数随光场强弱改变，这时光纤呈现非线性效应，这种非线性效应限制DWDM系统性能和传输距离、容量。 Z

1、受激散射 （1）受激拉曼散射（SRS） 强度强 强度弱 当强光入射到光纤时，会引起光纤材料分子振动，产生新的频率。 斯托克斯光 反斯托克斯光 频率 斯托克斯频率 强度强 强度弱 当强光入射到光纤时，会引起光纤材料分子振动，产生新的频率。 当有两个频率间隔恰好位于斯托克斯频率的光波时，低频波将获得增益， 而高频波将受到衰减。 即：高频波的能量转移到低频波上（短波长光产生衰减）。

（2）受激布里渊散射（SBS） SBS类似SRS 区别： (1) 峰值SBS增益比SRS大2个数量级 (2) SBS属于声子振动---频移小（10GHz）， SRS属于分子振动---频移大(100GHz); (3) SBS只出现在后向散射方向，其影响要大于SRS (4)SBS增益带宽窄---只影响单通路，SRS增益带宽宽---影响大。

2、克尔效应---折射率效应 克尔效应：是光纤的折射率n随着光强的变化而变化的非线性现象。 表达式： n=n0+n2P/Aeff (P-333) （1）自相位调制（SPM）：光波的相位随着折射率和传输距离而变，而折射率又是光强的函数，因而光波的相位也随着光强而变化。 （2）交叉相位调制（XPM）：在多波长系统中，克尔效应会导致信号的相位受其它通路功率的调制，这种现象称为交叉相位调制。（只发生在多波道） （3）四波混频（FWM）：当多个具有一定强度的光波在光纤中混合时，光纤的非线性效应会导致产生其它新的波长，即四波混频效应。 四波混频的效率取决于通路间隔和光纤色散。通路间隔越窄、光纤色散越小，不同光波间相位匹配越好，导致四波混频效应越强。

一是比较大的色散容纳值；二是标准而稳定的波长。 第二节 DWDM系统的组成网元 一、光源 光源的作用：产生激光或荧光 目前常用的光源有：LD和LED LED：发出荧光；谱线宽度较宽；调制效率低；与光纤耦合效率低。 输出特性曲线线性好；寿命长；成本低；适用于短距离、小容量系统。 LD：发出激光；谱线较窄；调制频带宽；适合于长距离、大容量系统。 DWDM 系统对光源的要求： 一是比较大的色散容纳值；二是标准而稳定的波长。

1、激光器的调制方式 （1）直接调制 光源 电信号 光信号 （2）间接调制 光源 调制器 电信号 光信号 优点：实现简单、损耗小、成本低 缺点：光源不稳定、产生啁啾噪声 （2）间接调制 光源 调制器 电信号 光信号 优点：光源工作稳定 克服啁啾噪声 缺点：实现复杂 光源：相当是一个恒定光源 常用的外调制器有：声光调制器、电光调制器、波导调制器 外调制器功能：相当一个开关

2、激光器的波长稳定与控制 常用的光源：集成电吸收调制激光器和分布反馈式激光器 稳定和控制方法：控制和调整温度 控制和调整偏置电流

DWDM系统的基本结构 ┇ 输入 信道1 信道N 输出 网络管理系统 光发射机 光中继放大 光接收机 光转发器1 λ1 λn 光转发器n 光合波器 BA LA PA 光分波器 光波转发器1 光波转发器n λs 光监控信道 接收/发送 发送器 接收器 输出 网络管理系统 光发射机 光中继放大 光接收机

DWDM系统的两种应用形式 集中式DWDM系统 开放式DWDM系统 G.692 G.957 G.692 复 用 器 SDH R2 S1 S2 2017/3/18 DWDM系统的两种应用形式 复 用 器 SDH R2 S1 S2 SN R1 RN EDFA 解 复 用 器 G.692 集中式DWDM系统 SDH R2 S1 S2 SN R1 RN EDFA 解 复 用 器 G.692 复 用 器 OTU G.957 Z 开放式DWDM系统

二、光波长转换器（OTU） DWDM 系统在开放式系统中需要依靠波长转换器实现波长转换技术，达到灵活调整波长。 OTU 除了可以将非规范的波长转换成标准波长外，还可以根据需要增加定时再生的功能。

三、光放大器 ＥＤＦＡ工作原理 光放大器：是一中不需要经过光/电/光的变换而直接对光信号进行放大的 有源器件。 在泵浦光源作用下，激活EDF中的铒粒子使掺铒光纤中出现粒子数反转分布。 在信号光的作用下， 铒离子产生受激辐射， 发出与信号光一模一样的光子注入进信号光中，从而使光信号得到放大。

EDFA的基本组成 光隔离器：抑制光反射，以确保光放大器工作稳定。 光耦合器：将信号光和泵浦光合在一起。 光滤波器：滤除放大器的噪声。 掺铒光纤 光滤波器 光耦合器 弱信号光输入 强信号光输出 泵浦光输入（980或1480nm） 光隔离器：抑制光反射，以确保光放大器工作稳定。 光耦合器：将信号光和泵浦光合在一起。 光滤波器：滤除放大器的噪声。 EDFA特点：只能放大光信号，不能使光信号再生。

EDFA的三种泵浦方式          

DWDM系统对EDFA的要求 增益带宽要宽：将DWDM系统的所有信道包含在这一带宽中。 增益要平坦：保证对系统中所有信道的增益相同。 噪声指数低、输出功率大：以实现长距离传输。 具有增益锁定功能和增益调节功能：实现不同波数的传输。

EDFA在光纤通信系统中的应用形式 作发射机的功率放大器使用：提高发射机的输出功率， 作光中继器使用：替代传统的光/电/光中继器，对线路中的 以增大入纤光功率，延长通信距离。 作光中继器使用：替代传统的光/电/光中继器，对线路中的 光信号直接进行放大，实现全光通信，延长通信距离。 作接收机的前置放大器使用：利用EDFA的低噪声特性， 放大接受光信号，以提高接收机的灵敏度。 用在局域网：作分配补偿放大器，以便增加光接点的数目。

四、光复用器和光解复用器（合波/分波器） 光栅型波分复用器属于角色散型器件，是利用角色散元件来分离和合并不同波长的光信号。 λ1λ2λ3λ4 λ1 λ2 λ3 λ4

五、光波长的定义 （1）为什么要制定标称中心频率？ f 为了保证不同的DWDM系统之间的横向兼容性，必须对各个通路的中心频率进行规范。 （2）什么是标称中心频率和波长？ 所谓标称中心频率：指的是光波分复用系统中每个通路对应的中心波长。国际上ITU-T规定的通路频率是基于参考频率为193.1THz（波长1552.52nm）、通道最小间隔为100GHz（波长间隔0.8nm）。 100GHz 193.1THz 193.2THz 193.3THz 193.4THz 193.0THz 192.9THz 192.8THz f 其它波长规定见P--353

第三章 SDH传输网维护测试项目及方法 第一节 概述 第二节 光接口测试 第三节 电接口测试 第四节 抖动测试 第五节 误码测试 第六节 定时和同步的测试 第七节 保护倒换和环回功能测试

第一节 概述 一、SDH测试项目（P—355） SDH光缆线路系统包括： 复用器---TM、ADM 光缆线路 再生中继器---REG

二、SDH测试信号结构 SDH设备接口有：PDH接口和SDH 接口 PDH接口PRBS测试信号 比特率（kbit/s) 测试用PRBS 2048 215-1 34368 223-1 139264 对于SDH接口：不管速率是多少，发送的测试信号均是 具有SDH帧结构的测试信号。 在ITU-TO.150建议中规定了6种SDH测试信号结构： TSS1、TSS3、TSS4、TSS5、TSS7、TSS8

1、 TSS1---适用于C-4高阶容器的所有字节的测试信号结构 4、TSS5---适用于映射入C-4高阶容器的所有PDH支路比特的 测试信号结构 5、 TSS7---适用于映射入C-3低阶容器的所有PDH支路比特的 6、 TSS8---适用于映射入C-12容器的所有PDH支路比特的

说明： （1）对于误码测试和需要观察误码测试，当信号输入口为PDH 时，发送 信号见规定的PRBS序列； （2）当信号输入口为SDH口时，如果为通道的误码测试，根据所测试通 道级别选择测试信号结构； 测试VC-4 通道，则选择TSS1 信号结构 测试140M通道，则选择TSS5信号结构 （3）如果是需要在SDH支路观察误码，一般采用TSS1信号结构； （4）如果仪表不支持TSS1 信号结构，可采用TSS5 信号结构； （5）当需要在支路观察误码，且设备具有一种以上速率接口时，通常选 择最高速率接口进行测试； （6）如果设备具有同种速率接口，可将所有支路串接起来观察误码。

光端机 第二节 光接口测试 一、平均发送功率 S 信 号 光功率计 发生器 ODF架 DDF架 在线路光发送口测量时，可能有几个支路输入口相对应，有时需要有一个输入口送信号。如果输入口既有PDH又有SDH接口，一般在一个SDH输入口送信号。 S 信 号 发生器 光端机 DDF架 光功率计 ODF架 注：对于SDH设备输入口一般不需要送信号。 光功率计的波长、单位的设置要合适 测试步骤 P--363

二、发送信号波形（眼图） 图案 发生器 被测 设备 光衰减器 光接收机 示波器 S 测试步骤 P---364 发送信号波形以及发送眼图模框的形式规定了发送机的光脉冲形状特性，它包括上升、下降时间、脉冲过冲及振荡。 图案 发生器 被测 设备 光衰减器 光接收机 示波器 外时钟同步或相互同步 S 测试步骤 P---364

三、接收机灵敏度 S R 光功率计 测试步骤：P--364 接收机灵敏度：是指在R参考点上达到规定的误码比特率（BER）时所能接收到的最低平均光功率。 信 号发生器 误 码分析器 可变光衰减器 光功率计 DDF ODF 光接 收侧 光发 送侧 测试步骤：P--364 S R

四、接收机过载功率 五、光通道衰减 接收机过载功率：是在R参考点上，达到规定的BER所能接收到的最高 平均光功率。 测试方法与测试接收机灵敏度方法向同 五、光通道衰减 光通道衰减：是指再生段S、R点之间的衰减。 测量方法有：剪断法、后向反射法、介入损耗法

第三节 电接口测试 SDH设备具有三种类型的电接口： 第一类：SDH电接口155.52Mbit/s 第二类：PDH电接口2.048Mbit/s、34.368Mbit/s、139.264Mbit/s 第三类：数字同步网接口2048Kbit/s、2048KHz

一、输出口信号（包括AIS）比特率 S R 测试步骤：P--366 SDH设备的STM-1电接口和PDH支路输出口的输出信号比特率及容差要求见表 比特率（kbit/s) 容差 测试用PRBS 2048（VC-12） 50×10-6（102bit/s) 215-1 34368（VC-3） 30×10-6（688bit/s) 223-1 139264（VC-4） 20×10-6（2089bit/s) 155520（VC-4） 15×10-6（3111bit/s) 图 案发生器 误 码检测器 可变光衰减器 DDF ODF 光接 收侧 光发 送侧 S R 数字 频率计 测试步骤：P--366

二、输入口允许频偏 S R 测试步骤：P--367 各等级速率电输入口允许频偏要求与输出口相应比特率容差要求相同。 指标含义是当输入口接收到频偏在规定范围内的信号时，输入应能正常工作。 图 案发生器 误 码检测器 可变光衰减器 DDF ODF 光接 收侧 光发 送侧 S R 数字 频率计 外时钟 测试步骤：P--367

第四节 抖动测试 SDH抖动指标测试有： 最大允许输入抖动容限、无输入抖动时的输出抖动、抖动转移特性 一、STM-N输出口输出抖动：有在线测试和终端测试两种方法 SDH上游设备 SDH下游设备 SDH网络接口 光衰减器 抖动测试仪 终端测试 SDH上游设备 SDH下游设备 SDH网络接口 光耦合器 抖动测试仪 在线测试 测试步骤:P--368

二、终端设备STM-N输入口抖动容限 1、支路STM-N输入口抖动测试 ODF 光发 抖 动发生器 光衰减器 送侧 光接 误 码检测器 收侧 抖 动发生器 误 码检测器 ODF 光接 收侧 光发 送侧 S R 光衰减器 2、线路STM-N输入口抖动测试 抖 动发生器 误 码检测器 光接 收侧 光发 送侧 光衰减器 测试步骤:P--369

三、SDH设备的映射抖动 设备的映射抖动：是设备分用侧接收没有指针活动的无抖动的STM-1 信号时，在PDH支路输出口所产生的抖动。 SDH分析仪 SDH设备 抖 动 测试仪 PDH 是无指针活动的STM-N信号 测试步骤:P--370

STM-N信号是指针值按标准指针调整序列规律变化的信号 四、SDH设备的结合抖动 设备的结合抖动：是支路映射和指针调整结合作用，在设备解复用侧的PDH之路输出口产生的抖动。 SDH分析仪 SDH设备 抖 动 测试仪 PDH STM-N信号是指针值按标准指针调整序列规律变化的信号 测试步骤:P--371

抖动测试中需要注意的几个问题 1、在输出抖动测试时应注意仪表的抖动测量范围，通常仪表有两种范围可选，如20UI和2UI或10UI和1UI。在测量时只要估计被测信号抖动不会超过范围，选择小范围测试能得到较准确结果。 2、在输入抖动容限测量时，有些仪表加抖能力有限（如最大5UI），这时可能无法测到设备的实际抖动容限水平。 3、在测量SDH设备的映射抖动和结合抖动时，需要对发送STM-N信号的PDH支路PRBS净荷加频偏，这时要注意搞清仪表加频偏功能是对PDH支路信号加频偏还是对发出的STM-N线路信号加偏。

第五节 误码测试 一、系统误码的停业务测试 方法1 方法2 S D 图案 H 误码 发生器 设 检测仪 备 S D 图案 H 发生器 设 备 测试步骤:P--373

二、系统误码的在线监测 误码在线监测是在开放业务条件下，通过监视与误码有关的开销字节B1、B2、B3、V5 （b1、b2)来评估误码性能参数。 光路监测 SDH网元 光耦 合器 SDH 分析仪 SDH网元 SDH 分析仪 监测接口 监视接口 测试步骤:P--374

三、SDH设备误码特性测试 SDH设备误码特性规定在正常的工作条件下运行的设备应无误码。 检测时间暂定为24小时。 图 案发 生 器 光发 光接 收侧 光发 送侧 光衰减器 图 案发 生 器 误 码检 测 器 测试步骤:P--375

第六节 定时和同步的测试 一、定时基准倒换 二、定时输入丢失告警 通常SDH设备配置有一个以上的外部定时基准输入，当所选定的基准失效时，SDH设备应能自动地倒换到另一个定时基准输入。 所谓定时基准失效：对于外定时源---是指同步时钟输入接口信号丢失；对于从STM-N线路信号恢复定时---是指承载定时信号的STM-N信号丢失或出现AIS。 功能要求：应在信号丢失或出现AIS 10秒内启动倒换，在倒换过程中设备不应出现误码。 二、定时输入丢失告警 当SDH设备的所有定时基准信号都丢失的情况下，应立即告警。

第七节 保护倒换和环回功能测试 一、保护倒换时间测试 与复用段保护倒换有关的时间有三个： 一是保护倒换检测时间； 二是完成倒换时间要求为不超过50ms; 三是返回模式下的等待恢复时间要求在5至12分钟范围。

二、SDH环形网保护倒换 ITU-T G.841 建议对复用段倒换环的倒换时间作出这样的规定：环上如无额外业务，无预先的桥接请求，且光纤长度少于1200km，则倒换时间应少于50ms。

SDH设备环回功能有两种：STM-1内部环回和通道内部环回。 三、环回功能测试 SDH设备环回功能有两种：STM-1内部环回和通道内部环回。 S D H 设 备 图案 发生器 误码 检测仪2 检测仪1 测试方法：（1）正常接入---误码检测仪1应能收到信号、无误码和告警。 （2） 网管发出内部环回命令； 误码检测仪2应能收到信号、无误码、告警； 误码检测仪1显示AIS告警。 （3）注意发送与接收信号的通道应一致。

谢 谢 各 位 ！ 祝各位心想事成！