光傳輸技術(shù)SDH-04光傳輸系統(tǒng)的性能分析

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1、第四章SDH光傳輸系統(tǒng)及其性能分析第一節(jié)SDH光傳輸系統(tǒng)第二節(jié)SDH線路性能分析第三節(jié)SDH網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)第四節(jié)SDH光接口、電接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第一節(jié)SDH光傳輸系統(tǒng)一、點(diǎn)到點(diǎn)鏈狀線路系統(tǒng)在圖4-1（a）中給出了一個(gè)典型點(diǎn)到點(diǎn)鏈狀線路系統(tǒng)。從圖中可以看出，在點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)中，它是由具有復(fù)用和光接口功能的線路終端、中繼器和光纜傳輸線構(gòu)成，其中中繼器可以采用目前常見的光—電—光再生器，也可以使用摻餌光纖放大器(EDFA)，在光路上完成放大的功能。另外在此系統(tǒng)中，既可以構(gòu)成單向系統(tǒng)，也可以構(gòu)成雙向系統(tǒng)。圖4-1SDH系統(tǒng)二、環(huán)路系統(tǒng)1.環(huán)路系統(tǒng)組成如圖4-1

2、（b）所示，在環(huán)路系統(tǒng)中，可選用分插復(fù)用器(ADM)，也可以選用交叉連接設(shè)備來作為節(jié)點(diǎn)設(shè)備，它們的區(qū)別在于后者具有交叉連接功能，它是一種集復(fù)用、自動(dòng)配線、保護(hù)/恢復(fù)、監(jiān)控和網(wǎng)管等功能為一體的傳輸設(shè)備，可以在外接操作系統(tǒng)或電信管理網(wǎng)絡(luò)（TMN）設(shè)備的控制下，對(duì)多個(gè)電路組成的電路群進(jìn)行交叉連接，因此其成本很高。2.環(huán)路系統(tǒng)間的互連（1）單節(jié)點(diǎn)互連單節(jié)點(diǎn)互連是一種最簡(jiǎn)單的互連方式，它是通過一個(gè)節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)環(huán)形子網(wǎng)間的互連。在圖4-2中給出了三種實(shí)現(xiàn)單節(jié)點(diǎn)互連的方法。①環(huán)間公網(wǎng)DXC互連②環(huán)間通過獨(dú)立DXC互連③環(huán)間通過ADM支路互連圖4-2單

3、節(jié)點(diǎn)環(huán)形網(wǎng)的互連(2)多節(jié)點(diǎn)互連所謂多節(jié)點(diǎn)互連方式是指通過一個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)來完成兩個(gè)環(huán)網(wǎng)之間的互連，如圖4-3所示。圖中給出兩種最簡(jiǎn)單的雙節(jié)點(diǎn)互連方式。這樣兩個(gè)環(huán)間的業(yè)務(wù)互連就存在一個(gè)以上的路徑，因而即使某一互連路徑上的設(shè)備出現(xiàn)故障，也可以利用迂回路由完成互通，從而保證了業(yè)務(wù)的安全性。但與單節(jié)點(diǎn)互連方式相比一次性投資成本較高。圖4-3雙節(jié)點(diǎn)自愈環(huán)間的互連第二節(jié)SDH線路性能分析一、衰減與色散對(duì)中繼距離的影響1.衰減對(duì)中繼距離的影響一個(gè)中繼段上的傳輸衰減包括兩部分的內(nèi)容，其一是光纖本身的固有衰減，再者就是光纖的連接損耗和微彎帶來的附加損耗。光纖的傳輸

4、損耗是光纖通信系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的問題，低損耗是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離光纖通信的前提。形成光纖損耗的原因很復(fù)雜，歸結(jié)起來主要包括兩大類：吸收損耗和散射損耗。吸收損耗是光波通過光纖材料時(shí)，有一部分光能變成熱能，從而造成光功率的損失。散射損耗則是由光纖的材料、形狀、折射指數(shù)分布等的缺陷或不均勻而引起光纖中的傳導(dǎo)光發(fā)生散射，從而引入的損耗。2.色散對(duì)中繼距離的影響（1）光纖的色散特性信號(hào)在光纖中是由不同頻率成分和不同模式成分?jǐn)y帶的，這些不同的頻率成分和模式成分有不同的傳播速度，這樣在接收端接收時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)前后錯(cuò)開，這就是色散現(xiàn)象，使波形在時(shí)間上發(fā)生了展寬。光纖色散包

5、括材料色散、波導(dǎo)色散和模式色散。前兩種色散是由于信號(hào)不是由單一頻率而引起的，后一種色散是由于信號(hào)不是單一模式而引起的。色散的程度用時(shí)延差表示：不同速率的信號(hào)，傳輸同樣的距離，所需的時(shí)間不同，即各信號(hào)的時(shí)延不同，這種時(shí)延上的差別就稱為時(shí)延差。時(shí)延差越大，色散就越嚴(yán)重，信號(hào)傳輸距離越短。時(shí)延差的單位是ps/(km·nm)。（2）色散受限系統(tǒng)光纖自身存在色散，即材料色散、波導(dǎo)色散和模式色散。對(duì)于單模光纖，因?yàn)閮H存在一個(gè)傳輸模，故單模光纖只包括材料色散和波導(dǎo)色散。比較重要的有三類，即碼間干擾、模分配噪聲和啁啾聲。在此，重點(diǎn)討論由這三種因素造成的對(duì)系統(tǒng)中繼距

6、離的限制。①碼間干擾對(duì)中繼距離的影響由于激光器所發(fā)出的光波是由許多根線譜構(gòu)成的，而每根線譜所產(chǎn)生的相同波形在光纖中傳輸時(shí)，其傳輸速率不同，使得所經(jīng)歷的色散不同，而前后錯(cuò)開，使合成的波形不同于單根線譜的波形，導(dǎo)致所傳輸?shù)墓饷}沖的寬度展寬，出現(xiàn)“拖尾”，因而造成相鄰兩光脈沖之間的相互干擾，這種現(xiàn)象就是碼間干擾。分析顯示，傳輸距離與碼速、光纖的色散系數(shù)以及光源的譜寬成反比，即系統(tǒng)的傳輸速率越高，光纖的色散系數(shù)越大，光源譜寬越寬，為了保證一定傳輸質(zhì)量，系統(tǒng)信號(hào)所能傳輸?shù)闹欣^距離也就越短。②模分配噪聲對(duì)中繼距離的影響a.激光器的譜線特性從圖4-5中可以看出，

7、各譜線功率的總和是一定的，但每根譜線的功率是隨機(jī)的，即各譜線的能量隨機(jī)分配。圖4-5高速調(diào)制時(shí)多縱模的隨機(jī)起伏b.模分配噪聲的產(chǎn)生及影響：因?yàn)閱文９饫w具有色散，所以激光器的各譜線(各頻率分量)經(jīng)過長(zhǎng)光纖傳輸之后，產(chǎn)生不同的時(shí)延，在接收端造成了脈沖展寬。又因?yàn)楦髯V線的功率呈隨機(jī)分布，因此當(dāng)它們經(jīng)過上述光纖傳輸后，在接收端取樣點(diǎn)得到的取樣信號(hào)就會(huì)有強(qiáng)度起伏，引入了附加噪聲，這種噪聲就稱為模分配噪聲。由此還看出，模分配噪聲是在發(fā)送端的光源和傳輸介質(zhì)光纖中形成的噪聲，而不是接收端產(chǎn)生的噪聲，故在接收端是無法消除或減弱的。③啁啾聲對(duì)中繼距離的影響?yīng)ツ７峙湓肼?/p>

8、的產(chǎn)生是由于激光器的多縱模性造成的，因而人們提出使用新型的單縱模激光器，以克服模分配噪聲的影響，但隨之又出現(xiàn)了新的問題。