多路復(fù)用傳輸技術(shù)課件

第4章多路復(fù)用傳輸技術(shù)多路復(fù)用器多路分解器一條鏈路n個輸入n個輸出n個信道目的：在介質(zhì)上盡可能傳輸更多信號。第4章多路復(fù)用傳輸技術(shù)多多一條鏈路n個輸入n個輸出n個信1多路復(fù)用傳輸技術(shù)(續(xù))頻分多路復(fù)用FDM(FrequencyDivisionMultiplexing)時分多路復(fù)用TDM(TimeDivisionMultiplexing)波分多路復(fù)用WDM(WavelenghDivisionMultiplexing)多路復(fù)用傳輸技術(shù)(續(xù))頻分多路復(fù)用FDM(Frequen2頻分多路復(fù)用FDMFDM是將各路輸入信號調(diào)制到不同的載波頻率。每個調(diào)制的信號占用以載波頻率為中心的一定頻帶。只要載波頻率足夠分離，調(diào)制的信號頻帶就不覆蓋。FDM傳輸模擬信號，輸入信號可以是模擬或數(shù)字，數(shù)字信號要轉(zhuǎn)換為模擬信號。無線電廣播和廣播電視信號都采用FDM，每路電視信號6MHz，幾十路電視信號可頻分多路復(fù)用在400MHz帶寬同軸電纜上。頻分多路復(fù)用FDMFDM是將各路輸入信號調(diào)制到不同的載波頻3時分多路復(fù)用TDMTDM指n路輸入按時間交替插入到復(fù)用的介質(zhì)，即n路數(shù)據(jù)源的輸入復(fù)合成一個數(shù)據(jù)流在此鏈路上傳輸。傳輸?shù)膹?fù)合數(shù)據(jù)流被組織成TDM幀，每個幀的傳輸周期被分成幾個時間糟，指定給一路數(shù)據(jù)源的一個或多個時間糟稱為一個信道(channel)。同步TDM是指給每個數(shù)據(jù)源的時間糟是事先指定，固定不變的。各數(shù)據(jù)源將信號插入到指定給它的信道，若它沒有數(shù)據(jù)則發(fā)空信號。關(guān)鍵是時鐘信號的同步。時分多路復(fù)用TDMTDM指n路輸入按時間交替插入到復(fù)用4時分多路復(fù)用TDM(續(xù))數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH(準(zhǔn)同步數(shù)字等級PlesiochronousDigitalHierarchy)—T1/E1數(shù)字載波系統(tǒng)。SONET/SDH(同步光纖網(wǎng)SynchronousOpticalNETwork/同步數(shù)字等級SynchronousDigitalHierarchy)。時分多路復(fù)用TDM(續(xù))數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH(準(zhǔn)同步5數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH20世紀(jì)60年代中，AT&T發(fā)明了數(shù)字載波系統(tǒng)。首先利用脈碼調(diào)制PCM技術(shù)把話音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后把24路信號復(fù)合在一起形成數(shù)字信號DS-1(DigitalSignal-1)，再進行傳輸。這樣的載波系統(tǒng)稱為T1。它是PCM-TDM系統(tǒng)。數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH20世紀(jì)60年代中，AT&T發(fā)明了數(shù)字6數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH(續(xù))話音信號在300～3400Hz，選8000次/秒采樣率。1/8000=125微秒/次。每次對24路話音輪流采樣一遍，用一個codec數(shù)字化。每路的采樣用8位編碼，24路共192位，再加一個定幀位(framingbit)，構(gòu)成DS-1信號的193位傳輸幀。定幀位用于幀同步，指示從哪里開始計數(shù)信道。DS-1定幀位的模式是0、1交替。數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH(續(xù))話音信號在300～3400Hz，7數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH

—DS-1傳輸幀12345678信道1信道2信道24193位125微秒framingbit數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH

—DS-1傳輸幀123458數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH

—DS-1傳輸幀(續(xù))8000次/秒采樣，每次采樣編碼成193位傳輸，DS-1的速率為8000次/秒×193位/次=1.544Mb/s=1.544Mbps。DS-1用于數(shù)字數(shù)據(jù)時，23個信道用作數(shù)據(jù)信道，第24信道用作同步字節(jié)，每個數(shù)據(jù)信道的7位用于數(shù)據(jù)，第8位用作信令，所以每個信道的速率是7×8000=56kbps。數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH

—DS-1傳輸幀(續(xù))8000次/9數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH

E1數(shù)字載波系統(tǒng)1968年歐洲開發(fā)了E1數(shù)字載波系統(tǒng)。E1標(biāo)準(zhǔn)中，每幀包含32個信道的信號，其中1個信道用于傳輸信令，1個用于幀同步。總速率為：8000×32×8＝2.048Mbps。每個信道的速率為：8000×8＝64kbps。郵電部的DDN是利用電信網(wǎng)的PCM數(shù)字通道為用戶提供數(shù)字傳輸業(yè)務(wù)。(T1/E1)數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH

E1數(shù)字載波系統(tǒng)1968年歐洲開發(fā)10數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH

—PDH的數(shù)字信號等級數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH

—PDH的數(shù)字信號等級11數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH

—PDH的操作幾個DS-1或E1信號的復(fù)合：從每個支流輪流取一位交替形成高等級流。4個E1做成E2，4個E2做成E3，…等。但4個DS-1做成DS-2，7個DS-2做成DS-3，不太規(guī)范。多路復(fù)用器中，每個支流有一輸入緩沖，暫存到來的數(shù)據(jù)。但支流的時鐘略有不同，多路復(fù)用器以最高的支流時鐘速率為基準(zhǔn)，從緩沖區(qū)讀取。若時鐘速率慢的支流數(shù)據(jù)未到達，多路復(fù)用器要加填充位，多路分解器要丟填充位。這就是所謂準(zhǔn)同步。數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH

—PDH的操作幾個DS-1或E1信號12數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH

—PDH的主要問題每次向/從高等級流(例如E3)插入/取出一個支流(例如E1)，必須完成組建E3的兩個多路復(fù)用器的全部操作。即每次上、下信號時都要將整個通信碼流拆開，插入或抽取支流，再重組，代價昂貴、效率低下。對采用這種多路復(fù)用技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)作監(jiān)測、管理十分困難?；谏鲜鲈?，DS-3以上的等級很少使用。數(shù)字載波系統(tǒng)和PDH

—PDH的主要問題每次向/從高等級流13SONET/SDHSONET是一種光纖傳輸標(biāo)準(zhǔn)，80年代中期由BellCore提出，由美國國家標(biāo)準(zhǔn)局ANSI標(biāo)準(zhǔn)化，1988年發(fā)表，用于操作電話公司的光纖網(wǎng)。ITU-T在1989年建立了SDH標(biāo)準(zhǔn)。SONET/SDH的開發(fā)是為了充分利用光纖的高速傳輸能力，需要在DS-3等級以上建立一個新的時分多路復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)。SONET/SDHSONET是一種光纖傳輸標(biāo)準(zhǔn)，80年代中期14SONET/SDH—標(biāo)準(zhǔn)信號幀SONET的基本電信號塊是一級同步傳輸信號STS-1(SynchronousTransportSignal-level1)。多個STS-1信號塊可以組合形成高速率的N級同步傳輸信號STS-N，速率是51.84Mbps的N倍，N最常用的值是1，3，12，48等。SONET的光信號稱N級光載波OC-N(OpticalCarrieratlevelN)，光信號由電信號轉(zhuǎn)換得到。SONET/SDH—標(biāo)準(zhǔn)信號幀SONET的基本電信號塊是一級15SONET/SDH—標(biāo)準(zhǔn)信號幀(續(xù))SDH的標(biāo)準(zhǔn)信號塊稱為N級同步傳輸模塊STM-N(SynchronousTransferModule-levelN)，速率是155.52Mbps的N倍,N最常用的值是1,4,16等。SONET/SDH—標(biāo)準(zhǔn)信號幀(續(xù))SDH的標(biāo)準(zhǔn)信號塊稱為N16SONET/SDH—信號等級SONET/SDH—信號等級17SONET/SDH—幀格式SONET/SDH幀在邏輯上可看作9行的矩陣。STS-1幀是9行×90列(字節(jié))，STS-N幀是9行×90N列，STM-N幀是9行×270N列。每125微秒發(fā)送一個SONET/SDH幀，即8000幀/秒。STS-1的速率為810×8×8000＝51.84Mbps。幀的傳輸是按字節(jié)，一行接一行，從左到右，從上到下。SONET/SDH—幀格式SONET/SDH幀在邏輯上可看18SONET/SDH—STS-1的幀格式A1A2H1H23字節(jié)87字節(jié)SONET/SDH—STS-1的幀格式A1A2H1H23字節(jié)19SONET/SDH—STS-1的幀格式頭3列是開銷字節(jié)，A1、A2是同步字節(jié)，表示每個STS-1幀的開始；后87列放用戶數(shù)據(jù)，稱為同步載荷信封SPE(SynchronousPayloadEnvelop)，其中第1列是路徑開銷；SPE可以在幀中任一位置開始，載荷指針H1~H2指示SPE第1字節(jié)的位置。STS-1可傳輸28個DS-1，或1個DS-3，或21個E1信號。SONET/SDH—STS-1的幀格式頭3列是開銷字節(jié)，A120SONET/SDH

—高等級信號塊和載荷指針高等級信號塊是由低等級信號塊(稱支流)字節(jié)交替得到，如STM-4由4個STM-1的信號字節(jié)交替組成，STM-16由4個STM-4字節(jié)交替組成；高等級信號幀中每一支流都有載荷指針指示該支流的開始。用這指針為各支流載荷定位，上/下(ADD/DROP)信號方便。載荷指針是SONET/SDH中多路復(fù)用同步新技術(shù)，是其成功的秘密。SONET/SDH

—高等級信號塊和載荷指針高等級信號塊是由21SONET信號塊的組合T1T3STS-1STS-1STS-1STS-3STS-3STS-3STS-3STS-12OC-12E/O...SONET信號塊的組合T1T3STS-1STS-1STS-122SONET/SDH

—連鎖的信號塊STS-Nc連鎖的信號塊STS-Nc(concatenatedSTS-N)是為了傳輸寬帶載荷。3個STS-1鎖定在一起，作為一個信號塊，稱為STS-3c。STS-1最高可以連鎖為STS-3c。高等級的連鎖信號塊用多個STS-3c連鎖而成。更高等級用多個STS-12c連鎖。SONET/SDH

—連鎖的信號塊STS-Nc連鎖的信號塊S23波分多路復(fù)用WDM通過光纖的光信號可以包含許多頻率(即波長)，每個頻率對應(yīng)不同的顏色。光纖的發(fā)送器和接收器一般只發(fā)送和接收特定的顏色。所謂波分多路復(fù)用WDM(WavelengthDivisionMultiplexing)是指不同源的信息以不同的波長在一根光纖上傳播，互不干擾。光纖上傳輸?shù)牟煌盘柌ㄩL對應(yīng)不同的信道，稱為信道波長。同一波段中信道間隔小于1.6nm的波分多路復(fù)用稱為密集波分多路復(fù)用DWDM(DenceWavelengthDivisionMultiplexing)。波分多路復(fù)用WDM通過光纖的光信號可以包含許多頻率(即波長24波分多路復(fù)用WDM(續(xù))WDM和FDM的原理類似，是將光波調(diào)制到不同的波長，即不同的頻率。WDM和FDM還是不一樣，最明顯的區(qū)別是光的頻率(THz)比無線電頻率(MHz和GHz)高得多。FDM運行在相對低的無線電頻率，無線電信號可通過任何傳輸介質(zhì)傳播，甚至大氣中。而WDM只能在光纜中。波分多路復(fù)用WDM(續(xù))WDM和FDM的原理類似，25波分多路復(fù)用WDM(續(xù))