述 （三）
38
概
2、SDH的设备种类 1). 终端复用器 TM
述 （四）
设在线形网的端站，把PDH / SDH 支路信号复用成 SDH线路信号，或反之。
OAM
线路信号
TM
STM-N
PDH支路信号 SDH支路信号
39
概
2). 分插复用器 ADM
述 （五）
设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。
一、SDH的等级与速率
等级 速率（Mb/s） 含2M数量
SM-1 SM-4 SM-16 SM-64
155.520
622.080 2488.320
63 256 1008 4032
9953.280
44
速率与帧结构(二）
二、STM-N的帧结构
9行270N 列 的块状结构。
9×270×N字节
SOH AU PTR SOH
1. 概述 2. 速率与帧结构 3. 开销 4. 净负荷指针 5.复用与映射 6.同步复用设备 7.数字交叉连接设备 8.同步光缆系统 9. SDH网同步 10.网络性能 11. SDH传送网 12 .网络管理系统
35
概
一、SDH的产生
1、PDH的缺点 1). 无国际统一的速率标准 2). 无国际统一的光接口规范 3). 上下电路成本高、结构复杂 4). 无国际统一的光接口规范 5). 网络OAM能力差
4
光纤与光缆 （三）
二、光纤简介
1、光纤的构造 由纤芯、包层与外涂敷层构成。
涂 层 包 层 n 2 纤 芯 n 1 包 层 n 2 涂 层 d 2 d 1
n1>n2
5
光纤与光缆 （四）
2、光纤的分类 1). 传播模式的概念 用麦氏方程解决光在光纤中的传输问题，当纤芯尺寸大 于光波长时，存在多种模式 - 基模与高次模。 2). 多模光纤 其芯径50 m；多种模式的存在，产生模式色散，使传 输容量减小。
述 （一）
2、SDH的产生
86年：SONET； 88年：ITU-T接受，并重新命名为SDH； 88-90年：陆续通过9个建议。
36
概
二、SDH的特点
1、SDH的优点
述 （二）
1). 速率统一：155Mb/s、622Mb/s、2.5Gb/s、10Gb/s 2). 光接口统一：帧结构一致
3). 一步复用特性：可用软件一次性提取/接入低速信号
一、对光接收器件的要求
1).量子效率高 2).噪声低 3).体积小、寿命长
二、PIN光二极管
1、工作机理
在由硅、锗或Ⅲ-Ⅴ族化合物组成的PN结之间插 入一层 I 型材料而构成。
负偏置时电子与空穴复合发光。
20
光接收器件与光接收机（二）
P E
I
N
X
PIN光二极管的构造与电场分布
21
光接收器件与光接收机（三）
33
光纤通信系统（五）
2、定时性能 1). 抖动
数字脉冲信号的特定时刻相对于其理想位置的偏离。
抖动会劣化系统性能。 抖动原因：噪声、码间干扰、时钟的不稳定、映射 / 去映射、指针调整等。 2). 漂移
数字脉冲信号的特定时刻相对于其理想位置的长时 间偏离（10Hz）。
漂移主要与温度有关。
34
第二部分：SDH
3). 单模光纤
其芯径8 ~ 10 m；只允许一种传播模式，不存在模式 色散，传输容量大。
单模光纤还可以再分为：G.652、 G.653、 G.655等。
6
光纤与光缆（五）
三、光纤的特性参数
1、损耗系数 f 每公里光纤对光功率信号的衰减值（dB/km）。 2、色度色散系数 D（）
1). 色度色散的概念
23
光接收器件与光接收机（五）
三、APD光二极管
1、工作机理
在高反偏压下内部形成高电场区，光生载流子（空穴电 子对）作高速运动提高碰撞电离效应产生出几十倍的新空穴 电子对，形成较大的光电流。
P+ P E

N
X
24
光接收器件与光接收机（六）
2、APD的特性参数 1). 增益G
经APD放大后的光电流与首次光电流之比。
2、PIN的特性参数
1). 响应度（量子效率）R
单位光功率信号入射时产生的光电流 （A/W）。
Is(t) = RP(t)
2). 结电容Cd 一般仅几个PF。 它对PIN的响应时间及光接收机灵敏度都有影响。
22
光接收器件与光接收机（四）
3、PIN的特点与应用 1). 优点
— 附加噪声低；
— 使用方便，工作电压低； — 寿命长、价格便宜。 2). 缺点 — 响应度低（因无放大作用）；所制接收机的灵 敏度不高。 3). PIN的应用 适用于短距离的光纤通信系统。
电脉冲流 +5V
LD
16
光源与光发送机（七）
4、光发送机主要技术指标 1). 发送光功率 Ps 在规定伪随机码序列的调制下，光发送机在参考 点S的平均发光功率，如 -2 ～ +3 dBm。
2). 谱宽
即所用光源器件的谱宽，谱宽越窄越好。 根均方谱宽 rms；-20dB谱宽 -20dB 3). 寿命 30万小时以上。
是传输光信号的媒质。
要求：损耗系数小；色散系数低。 3、光接收机 作用：是把光脉冲码流转换成电信号码流。 要求：高灵敏度。
4、光连接器与尾纤
31
光纤通信系统（三）
二、系统性能
1、误码性能 误码：经光接收机的接收与判决再生后，码流中的某 些比特出现了差错。— 适用于PDH系统。 误块：适用于SDH系统（检验矩阵）。 1). 平均误码率BER 规定时间内，发生差错的比特数与传输比特总数之比。
波长 nm
8
光纤与光缆（七）
2). 色度色散系数 每公里长度的光纤传输单位光源谱宽时所产生的脉冲展 宽值（ps/ nm.km）。 仅对单模光纤有效。
9
第一部分
光纤通信基础
1. 光纤与光缆 2. 光源与光发送机
3. 光接收器件与光接收机
4. 光纤通信系统
10
光源与光发送机 （一）
一、对光源的要求
理论上一根光纤：100亿个话路。现在实验室已实现50万 个话路。
2). 中继距离长 现已实现100公里无中继；若使用光放大器可实现640公 里无中继传输。 3). 保密性能好 光在纤芯中传输，无泄露。 4). 适用能力强 不怕外界电磁干扰、耐腐蚀、可弯曲性好。 5). 体积小、重量轻、便于施工与维护 直埋、架空、水下。
光网络技术基础
华为公司光网络产品部
第一部分
光纤通信基础
1. 光纤与光缆 2. 光源与光发送机
3. 光接收器件与光接收机
4. 光纤通信系统
2
光纤与光缆 （一）
一、概述
利用光纤来传输携带通信信息的光波，以实现通信的目的。
1、发展简史
1). 里程碑 — 1966年高锟著名文章（PIEE）； 2). 导火线 — 1970年康宁公司的第一根低耗光纤； 3). 爆炸性发展 A）.光纤衰减：70年 ：20dB/km；72年 ：4dB/km；
SDH支路信号
STM-N
DXC
STM-N
PDH支路信号
42
第二部分：SDH
1. 概述 2. 速率与帧结构 3. 开销 4. 净负荷指针 5.复用与映射 6.同步复用设备 7.数字交叉连接设备 8.同步光缆系统 9. SDH网同步 10.网络性能 11. SDH传送网 12 .网络管理系统
43
速率与帧结构(一）
3、LD应用 大容量、长距离
13
光源与光发送机（四）
四、光发送机
1、框图
输入
接口
预
处理
调制
电路
光源
组件
14
光源与光发送机（五）
2、调制方式 1). 直接调制： 用电信号直接改变光源的工作电流。
光脉冲流
P
IB
电脉冲流
Ith
电流
15
光源与光发送机（六）
2). 外调制： 为克服在高速率时采用直接调制出现的啁啾现象 — 光 源的发射波长发生偏移。 让激光器连续发光，用电信号间接控制光源的工作电 流。 3、直接调制电路
4). 强大的OAM能力：容量的 5% 用于OAM 5). 组网灵活、具有自愈功能：复用段、通道保护等 2、SDH的缺点 1). 带宽利用率稍低：155Mb/s包括63个2Mb/s
2). 大量的软件控制、易产生重大故障
37
概
三、SDH基本概况
1、SDH的等级 STM-1：155 Mb/s； STM-4：622 Mb/s； STM-16：2.5 Gb/s； STM-64：10 Gb/s；
A）.模式色散 不同的模式具有不同的传播速度。 仅对多模光纤有效。 B）.材料色散 C）.波导色散 不同波长的光在光纤中具有不同的传播速度。 光在不同结构的光纤中具有不同的传播速度。
7
单模光纤无模式色散，仅有材料色散与波导色散。
光纤与光缆（六）
衰耗
S
C
L
G.653 G.652
1310nm 波段
1550nm 波段
1).发射波长适中 2).发光功率大 3).谱线窄 4).温度特性好
5).工作寿命长
11
光源与光发送机 （二）
二、发光二极管 LED
是由砷化钾类的P、N型材料构成的二极管（正偏置）。 1、LED的优点 1). 线性度好
P
2). 温度特性好
3). 使用简单、价格低、寿命长
电流
2、LED缺点 1). 谱线宽： 5~10nm 2). 与光纤的耦合效率低： 1~2%
传输方向
STM-N 净负荷 (含POH)