第四章SDH光传输系统及其性能分析(SDH技术 知识(第2版)课件).ppt

第四章 SDH光传输系统及其性能分析 ;第一节 SDH光传输系统 ;图4-1 SDH系统;二、 环路系统 1.环路系统组成 如图4-1（b）所示，在环路系统中，可选用分插复用器(ADM)，也可以选用交叉连接设备来作为节点设备，它们的区别在于后者具有交叉连接功能，它是一种集复用、自动配线、保护/恢复、监控和网管等功能为一体的传输设备，可以在外接操作系统或电信管理网络（TMN）设备的控制下，对多个电路组成的电路群进行交叉连接，因此其成本很高 。;2.环路系统间的互连 （1） 单节点互连 单节点互连是一种最简单的互连方式，它是通过一个节点来实现两个环形子网间的互连。在图4-2中给出了三种实现单节点互连的方法。 ① 环间公网DXC互连 ② 环间通过独立DXC互连 ③ 环间通过ADM 支路互连;图4- 3 双节点自愈环间的互连;第二节 SDH线路性能分析;光纤的传输损耗是光纤通信系统中一个非常重要的问题，低损耗是实现远距离光纤通信的前提。形成光纤损耗的原因很复杂，归结起来主要包括两大类：吸收损耗和散射损耗。 吸收损耗是光波通过光纤材料时，有一部分光能变成热能，从而造成光功率的损失。 散射损耗则是由光纤的材料、形状、折射指数分布等的缺陷或不均匀而引起光纤中的传导光发生散射，从而引入的损耗。;2.色散对中继距离的影响 （1） 光纤的色散特性 信号在光纤中是由不同频率成分和不同模式成分携带的，这些不同的频率成分和模式成分有不同的传播速度，这样在接收端接收时，就会出现前后错开，这就是色散现象，使波形在时间上发生了展宽。 ;光纤色散包括材料色散、波导色散和模式色散。前两种色散是由于信号不是由单一频率而引起的，后一种色散是由于信号不是单一模式而引起的。 色散的程度用时延差表示：不同速率的信号，传输同样的距离，所需的时间不同，即各信号的时延不同，这种时延上的差别就称为时延差。时延差越大，色散就越严重，信号传输距离越短。时延差的单位是ps/(km·nm) 。;（2） 色散受限系统 光纤自身存在色散，即材料色散、波导色散和模式色散。对于单模光纤，因为仅存在一个传输模，故单模光纤只包括材料色散和波导色散。 比较重要的有三类，即码间干扰、模分配噪声和啁啾声。在此，重点讨论由这三种因素造成的对系统中继距离的限制。;① 码间干扰对中继距离的影响 由于激光器所发出的光波是由许多根线谱构成的，而每根线谱所产生的相同波形在光纤中传输时，其传输速率不同，使得所经历的色散不同，而前后错开，使合成的波形不同于单根线谱的波形，导致所传输的光脉冲的宽度展宽，出现“拖尾”，因而造成相邻两光脉冲之间的相互干扰，这种现象就是码间干扰。; 分析显示，传输距离与码速、光纤的色散系数以及光源的谱宽成反比，即系统的传输速率越高，光纤的色散系数越大，光源谱宽越宽，为了保证一定传输质量，系统信号所能传输的中继距离也就越短。 ② 模分配噪声对中继距离的影响 a.激光器的谱线特性 从图4-5中可以看出，各谱线功率的总和是一定的，但每根谱线的功率是随机的，即各谱线的能量随机分配。;图4-5 高速调制时多纵模的随机起伏;b.模分配噪声的产生及影响：因为单模光纤具有色散，所以激光器的各谱线(各频率分量)经过长光纤传输之后，产生不同的时延，在接收端造成了脉冲展宽。又因为各谱线的功率呈随机分布，因此当它们经过上述光纤传输后，在接收端取样点得到的取样信号就会有强度起伏，引入了附加噪声，这种噪声就称为模分配噪声。由此还看出，模分配噪声是在发送端的光源和传输介质光纤中形成的噪声，而不是接收端产生的噪声，故在接收端是无法消除或减弱的。;③ 啁啾声对中继距离的影响 模分配噪声的产生是由于激光器的多纵模性造成的，因而人们提出使用新型的单纵模激光器，以克服模分配噪声的影响，但随之又出现了新的问题。;对于处于直接强度调制状态下的单纵模激光器，其载流子密度的变化是随注入电流的变化而变化。这样使有源区的折射率指数发生变化，从而导致激光器谐振腔的光通路长度相应变化，结果致使振荡波长随时间偏移，这就是所谓的频率啁啾现象。因为这种时间偏移是随机的，因而当受上述影响的光脉冲经过光纤后，在光纤色散的作用下，可以使光脉冲波形发生展宽，因此接收取样点所接收的信号中就会存在随机成分，这就是一种噪声——啁啾声。;3.最大中继距离的计算 中继距离是光纤通信系统设计的一项主要任务，在中继距离的设计中应考虑衰减和色散这两个限制因素。 （1） 衰减受限系统 （2） 色散受限系统 ① 多纵模激光器（MLM）和发光二极管（LED） ② 单纵模激光器（SLM）;第三节 SDH网络性能指标;ITU-T规定在全球范围内任意两个用户间的最长假设数字通道的长度为27500km，其中包括国内部分，最长假设参考