数字光纤通信系统介绍

1、IM-DD数字光纤通信系统的组成

　　目前最常用、最主要的方式是强度调制-直接检测(IM-DD)数字系统。

　

　　2、PCM端机

　　通信中传送的许多信号(如话音、图像信号等)都是模拟信号。PCM端机的任务，就是把模拟信号转换为数字信号(A/D变换)，完成PCM编码，并且按照时分复用的方式把多路信号复接、合群，从而输出高比特率的数字信号。PCM编码包括取样、量化、编码三个步骤

　　3、数字光纤通信系统的数字系列

　　为了提高信道利用率，可使多路信号沿同一信道传输而又互不干扰，这就是多路复用。

　　多路复用的方法主要有频分复用、时分复用、码分复用等，数字通信中广泛采用时分复用方式。

　　按CCITT对话音PCM数字信号复用的建议，有两种基群系列，即PCM30/32路系统(我国及西欧采用)及PCM24路系统(日美采用)。在PCM30/32路系统中，帧长125μs，共有32个时隙(TS0～TS31)，其中30个话路时隙(TS1～TS15及TS17～TS31)，TS0时隙用作帧同步，TS16时隙用作信令及复帧同步。由于每个时隙包含8个比特，故一帧共有8×32=256比特，相应的码速为2.048Mb/s。为了实现更多路信号的复用，可采用数字复接的方法将几个低次群复接成一个高次群，如将4个32路的基群复接成一个二次群，四个二次群复接成一个三次群等等。

　　目前，有一些的数字通信设备采用准同步数字系列PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)，其复接结构采用异步方式，即各支路的数字信号流标称速率值相同，它们的主时钟是彼此独立的，但通过加进一些额外的比特使各支路信号与复接设备同步，并复用成高速信号。

　　PDH系列可很好地适应传统电信网的点对点通信，但难以适应动态联网要求，也难以支持新业务的开发及现代的网络管理。

　　PDH系列的缺点有：

　　(1) PDH有两种系列，即以2.048Mb/s为基群及以1.544Mb/s为基群的体系，相互间难以互通和兼容。

　　(2) 由于没有统一规范的光接，不同厂家的设备在光路上不能互通，必须转换成标准电接口才能互通，限制了联网应用。

　　(3) PDH高次群信号中的低次群信号位置没有指示，因此要从中取出/插入一个低次群信号(俗称上/下电路)很不方便，必须逐级分接、复接才能实现，需要设备多，上下业务费用高。

　　(4) PDH各等级的帧结构中预留的插入比特(开销)很少，使网络无法适应不断演变的管理要求，更难以支持新一代的网络。

　　为此，CCITT根据世界各国间通信联网的需要，制定了同步数字系列SDH(Synchronous Digital Hierarchy)的建议。在用光纤来构成基于SDH的传输网时，也称为同步光网SONET(Synchronous Optical Network)，是一种新一代的理想传输体制。

　　4、监视控制系统

　　监控系统为监视、监测和控制系统的简称。它与其他通信系统一样，在一个实用的光纤通信系统中，为保证通信的可靠，监控系统是必不可少的。

　　(1) 监控的内容

　　监视内容

　　a在数字光纤通信系统中误码率是否满足指标要求;b?各个光中继器是否有故障;?

　　c接收光功率是否满足指标要求;

　　d光源的寿命;

　　e电源是否有故障;

　　f环境的温度、湿度是否在要求的范围内。

　　除上述内容外，还可根据需要设置其他监测内容。

　　控制内容当光纤通信系统中主用系统出现故障时，监控系统即由主控站发出倒换指令，遥控装置将备用系统接入，将主用系统退出工作。当主用系统恢复正常后，监控系统应再发出指令，将系统从备用倒换到主用中。

　　另外，当市电中断后，监控系统还要发出启动电机的指令，又如中继站温度过高，则应发出启动风扇或空调的指令。同样，还可根据需要设置其他控制内容。

　　(2) 监控信号的传输

　　在光纤通信监控系统中，监控信号是怎样在主控站和被控站之间传输呢?目前有两类方式：

　　一类是在光缆中加金属导线对来传输监控信号，已经逐渐被淘汰;

　　另一类是由光纤来传输监控信号。

　　光纤来传输监控信号又可分为如下两种方式：?

　　a频分复用传输方式。

　　采用频分方式可有不同的方法，其中一种方法是脉冲调顶方法。?

　　这种方法在使用5B6B码型的机器上，用来传输监控信号，此外还可传输公务区间通信等信号。

　　b时分复用方式。

　　这种方式就是在电的主信号码流中插入冗余(多余)的比特，用这个冗余的比特来传输监控等信号。

　　5、脉冲插入与脉冲分离

　　在一个实用的中，除了要传输从电端机送来的多路信号之外，为了使整个系统完善地工作，还需传送监控信号、公务联络信号、区间通信信号以及其他信号。?

　　脉冲复接是将监控信号、公务联络信号、区间通信信号等汇接后在读脉冲的作用下，将上述

　　信号插入信码流经编码后多余的时隙中，然后在光纤中传输。?

　　在光纤通信系统的接收端设有脉冲分离电路。它的作用与脉冲插入电路相反，将插入的监控信号、公务联络信号、区间通信信号分离出来，送至相应的单元中。

　　6、保护倒换系统

　　传输故障主要来源于光缆线路，且多为人为故障，因而需要设置另外一套光端机、光中继器以及光缆线路，供一个或多个主用系统共同备用，当某一个主用系统出现故障，则可以通过倒换装置，启用该备用系统，以保证信息的正常传输。