第6章數(shù)字信號(hào)的傳輸本章介紹數(shù)字傳輸?shù)幕纠碚摗⒒鶐鬏數(shù)木€路碼型、再生中繼系統(tǒng)的有關(guān)問(wèn)題以及中繼傳輸?shù)牡男阅芊治觥?6.1數(shù)字信號(hào)基帶傳輸?shù)幕纠碚?.1.1數(shù)字信號(hào)傳輸方式1.基帶傳輸2.頻帶傳輸

6.1.2數(shù)字信號(hào)波形與功率譜2（a）單極性全占空碼（b）單極性半占空碼111111101000003（c）雙極性全占空碼（d）雙極性半占空碼0046.1.3基帶傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)字信號(hào)基帶傳輸系統(tǒng)的基本構(gòu)成模型如圖6.4＋發(fā)送濾波器抽樣判決器信道接收濾波器噪聲5為分析方便，通常用單位沖擊脈沖序列近似表示原始的數(shù)字信號(hào)序列。其中：是二進(jìn)制碼元（0或1），是碼元間隔。6形成濾波器識(shí)別點(diǎn)抽樣判決基帶傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型7用單位沖擊脈沖序列代替原始數(shù)字信號(hào)序列的理由：基帶傳輸系統(tǒng)的有效傳輸頻帶單位沖擊脈沖序列及對(duì)應(yīng)頻譜00186.1.4數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)幕緶?zhǔn)則（無(wú)碼間干擾的條件）

P(185)91、無(wú)碼間干擾的時(shí)域條件（本碼判決點(diǎn)）（非本碼判決點(diǎn)）此式表示：當(dāng)?shù)闹党ū敬a判決點(diǎn)）時(shí)不為零，在其它所有非本碼判決點(diǎn)上均為零時(shí)，不會(huì)影響其它碼元的判決。10結(jié)論：對(duì)于等效成截止頻率為的理想低通網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，若數(shù)字信號(hào)以的符號(hào)速率傳輸，則在各碼元的間隔處（即的整數(shù)倍處）進(jìn)行抽樣判決，不產(chǎn)生碼間干擾，可正確識(shí)別出每一個(gè)碼元。這一信號(hào)傳輸速率與理想低通截止頻率的關(guān)心就是數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)囊粋€(gè)基本準(zhǔn)則-----奈奎斯特第一準(zhǔn)則。11

6.2傳輸碼型不同的碼型具有不同的功率譜結(jié)構(gòu)，碼型的功率譜結(jié)構(gòu)應(yīng)適合于給定信道的傳輸特性和對(duì)定時(shí)時(shí)鐘提取的要求。126.2.1對(duì)基帶傳輸碼型的要求1、傳輸碼型的功率譜中應(yīng)不含有直流分量，同時(shí)低頻分量要盡量少；2、傳輸碼型的功率譜中高頻分量應(yīng)盡量少；3、便于定時(shí)時(shí)鐘的提??；4、傳輸碼型應(yīng)具有一定的檢測(cè)誤碼能力；5、對(duì)信源統(tǒng)計(jì)依賴性要??；6、要求碼型變換設(shè)備簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。136.2.2常見(jiàn)的傳輸碼型1、單極性不歸零碼（NRZ)2、單極性歸零碼3、傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼（AMI)4、三階高密度雙極性碼（HDB3)5、傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼（CMI碼）編碼規(guī)則：14單極不歸零碼（NRZ碼）碼型及其功率譜（P194）缺點(diǎn)：1、有直流成分，且信號(hào)能量大部分集中在低頻。2、提取時(shí)鐘困難。3、無(wú)檢測(cè)誤碼能力，因傳輸碼型無(wú)規(guī)律。不適合在電纜信道中傳輸。15單極性歸零碼（RZ）碼型及功率譜（p195）不適合在電纜信道中傳輸，但設(shè)備內(nèi)部傳輸可以用。16傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼（AMI）碼型及功率譜（P195）特點(diǎn)：1、無(wú)直流成分2、高頻成分少3、碼型功率譜中雖無(wú)時(shí)鐘頻率成分，但經(jīng)全波整流就可以得到時(shí)鐘信號(hào)。4、具有一定的檢測(cè)誤碼能力17AMI碼的缺點(diǎn)：長(zhǎng)連“0”過(guò)多不利于定時(shí)時(shí)鐘信息的提取。改進(jìn)后引入HDB3碼。18三階高密度雙極性碼（HDB3）編碼規(guī)則：1、對(duì)4連0用取代節(jié)000V和B00V代替2、取代節(jié)的安排順序：先用000V，不適用時(shí)再用B00V。取代節(jié)的安排要滿足以下要求：

a.取代節(jié)之間V碼交替

b.V碼要與前一個(gè)傳號(hào)碼極性相同3、傳號(hào)碼除V外要滿足極性交替原則。19例：二進(jìn)碼序列：10000101000001110000000001HDB3碼序列：V+-1000V-+10-1B+00V+0-1+1-1000V-B+00V+00-1206.2.3傳輸碼型的誤碼增殖6.2.4傳輸碼型特性的分析比較216.3數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸6.3.1基帶傳輸信道特性6.3.2再生中繼系統(tǒng)的構(gòu)成1、再生中繼系統(tǒng)的構(gòu)成2、再生中繼系統(tǒng)的特點(diǎn)3、再生中繼器22再生中繼器1、均衡放大：2、定時(shí)鐘提??；3、抽樣判決與碼形成----判決再生4、再生中繼器方框圖236.3.3再生中繼系統(tǒng)的誤碼性能誤碼率及誤碼率的累積（1）誤碼率（2）誤碼率的累積2.誤碼信噪比246.4數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸6.4.1頻帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)6.4.2數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)幅（ASK）（1）ASK信號(hào)的波形及功率譜（2）數(shù)字調(diào)幅分類（3）正交雙邊帶調(diào)制252.數(shù)字調(diào)相（1）二相數(shù)字調(diào)相（2）四相數(shù)字調(diào)相3.數(shù)字調(diào)頻（1）2FSK信號(hào)波形（2）2FSK信號(hào)功率譜密度（3）2FSK信號(hào)的產(chǎn)生266.4.3光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)1.光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)的組成（1）電端機(jī)（2）光端機(jī)2.光纖通信的波分復(fù)用（1）波分復(fù)用（WDM）的概念（2）（DWDM）的概念（3）DWDM的系統(tǒng)構(gòu)成（4）DWDM技術(shù)特點(diǎn)（5）DWDM工作方式276.4.4數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)1.SDH終端復(fù)用器2.調(diào)制解調(diào)器3.微波收發(fā)信設(shè)備4.微波通道286.4.5數(shù)字衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)6.5SDH傳輸網(wǎng)6.5.1SDH傳輸網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)29SDH的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有5種：（１）線型（２）星型（３）樹(shù)型（４）環(huán)型（５）網(wǎng)孔型30316.5.2SDH自愈網(wǎng)自愈網(wǎng)就是無(wú)需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)就能在極短時(shí)間內(nèi)從失效的故障中自動(dòng)恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)，使用戶感覺(jué)不到網(wǎng)絡(luò)已出了故障。實(shí)現(xiàn)自愈網(wǎng)的手段多種多樣，主要采用的是線路保護(hù)倒換、環(huán)形網(wǎng)保護(hù)、DXC保護(hù)及混合保護(hù)。32１、線路保護(hù)倒換當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，由工作通道倒換到保護(hù)通道上，用戶業(yè)務(wù)得以繼續(xù)傳送。（１）線路保護(hù)倒換方式①1+1方式②1:n方式（２）線路保護(hù)倒換的特點(diǎn)①業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間很快，小于50毫秒。②若工作段和保護(hù)段屬于同纜復(fù)用，則會(huì)失去保護(hù)作用。33２、環(huán)形網(wǎng)保護(hù)當(dāng)把網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連成一個(gè)環(huán)形時(shí)，可以進(jìn)一步改善網(wǎng)絡(luò)的生存性和降低成本，這是SDH網(wǎng)絡(luò)的一種典型應(yīng)用。環(huán)形網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)一般采用ADM（或DXC），而利用ADM的分插能力和智能構(gòu)成的自愈環(huán)是SDH的特色之一。自愈環(huán)的種類較多，也可以有不同的分類。按環(huán)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)插入支路信號(hào)在環(huán)中流動(dòng)的方向，分為單向環(huán)和雙向環(huán)；按保護(hù)倒換的層次來(lái)分，可分為通道倒換和復(fù)用段倒換環(huán)；按環(huán)中每一對(duì)節(jié)點(diǎn)間所采用光纖的最小數(shù)量來(lái)分，可分為二纖環(huán)和四纖環(huán)。34下面是幾種常用的自愈環(huán)：（１）二纖單向通道倒換環(huán)（２）二纖雙向通道倒換環(huán)（３）二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)（４）四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)（５）二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)35ABCDP1S1P1S1CAACACCA圖5-10二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)（a)36ABCDP1S1P1S1CAACACCA圖5-10二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)（b)倒換37S1S2P1P2P2S2P1S1

ABCDACCAACCA圖5-11四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)(a)38S1S2P1P2P2S2P1S1

ABCDACCAACCA圖5-11四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)(b)倒換39ABCDCAACACCA圖5-12二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)（a）S1/P2S2/P1S2/P1S1/P240ABCDCAACACCA圖5-12二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)（b）S1/P2S2/P1S2/P1S1/P2倒換41S1P1P1S1ACCA

ACCA圖5-13二纖單向通道倒換環(huán)(a)42S1P1P1S1ACCA

ACCA圖5-13二纖單向通道倒換環(huán)(b)ABCD43S1S2ACCA

ACCA圖5-14二纖雙向通道倒換環(huán)(a)ABCDP2P144S1S2ACCA

ACCA圖5-14二纖雙向通道倒換環(huán)(b)ABCDP2P1453、DXC保護(hù)主要指利用DXC設(shè)備在網(wǎng)孔形網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行保護(hù)的方式。12單位業(yè)務(wù)量DXCDXCDXCDXCDXCDXCABECFD6單位2單位

4單位圖5.59采用DXC為節(jié)點(diǎn)的保護(hù)464、混合保護(hù)是采用環(huán)形網(wǎng)保護(hù)和DXC保護(hù)相結(jié)合，這樣可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，大大增加網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)能力。DXC4/4ADMADMADMADMADMADMDXC4/1長(zhǎng)途網(wǎng)局間中繼網(wǎng)圖5.60混合保護(hù)結(jié)構(gòu)47（6）各種自愈網(wǎng)的比較線路保護(hù)倒換配置簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)管理簡(jiǎn)單，恢復(fù)時(shí)間很短，缺點(diǎn)是成本較高。環(huán)形網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有很高的生存性，故障恢復(fù)時(shí)間短，具有良好的業(yè)務(wù)輸導(dǎo)能力。

DXC保護(hù)具有很高的生存性?；旌捅Ｗo(hù)網(wǎng)的可靠性和生存性較高。486.5.4SDH傳輸網(wǎng)的網(wǎng)同步1、網(wǎng)同步的基本概念（1）網(wǎng)同步的概念所謂網(wǎng)同步是使網(wǎng)中所有的交換節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘和相位保持一致，以便使網(wǎng)內(nèi)各交換節(jié)點(diǎn)的全部數(shù)字流實(shí)現(xiàn)正確有效的交換。49（3）網(wǎng)同步的方式主從同步方式：在網(wǎng)內(nèi)某一主交換局設(shè)置高精度高穩(wěn)定度的時(shí)鐘源（基準(zhǔn)主時(shí)鐘），并以其為基準(zhǔn)時(shí)鐘通過(guò)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘分配網(wǎng)傳送到網(wǎng)內(nèi)其他各交換局，各交換局采用鎖相技術(shù)將本局時(shí)鐘頻率和相位鎖定在基準(zhǔn)主時(shí)鐘上，使全網(wǎng)各交換節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘都與基準(zhǔn)主時(shí)鐘同步。50前ITU-T將時(shí)鐘劃分為四級(jí)：一級(jí)時(shí)鐘：基準(zhǔn)主時(shí)鐘，G.811來(lái)規(guī)范。二級(jí)時(shí)鐘：轉(zhuǎn)接局從時(shí)鐘，G.812來(lái)規(guī)范。三級(jí)時(shí)鐘：端局從時(shí)鐘，G.812來(lái)規(guī)范。四級(jí)時(shí)鐘：數(shù)字小交換機(jī)、遠(yuǎn)端模塊或SDH

網(wǎng)絡(luò)單元從時(shí)鐘。G.813來(lái)規(guī)范。51主時(shí)鐘從時(shí)鐘從時(shí)鐘從時(shí)鐘從時(shí)鐘從時(shí)鐘從時(shí)鐘從時(shí)鐘從時(shí)鐘從時(shí)鐘從時(shí)鐘圖6-3主從同步方式52（4）從時(shí)鐘工作模式①正常工作模式②保持模式③自由運(yùn)行模式532、SDH網(wǎng)同步（1）SDH網(wǎng)同步結(jié)構(gòu)①局間應(yīng)用：局間同步時(shí)鐘分配采用樹(shù)型結(jié)構(gòu)；使SDH網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)都能同步。②局內(nèi)同步分配一般采用邏輯上的星型結(jié)構(gòu)。所有網(wǎng)元都直接從本局內(nèi)最高質(zhì)量的時(shí)鐘（BITS）獲取。

54（2）SDH網(wǎng)同步的工作方式①同步方式：網(wǎng)中的所有時(shí)鐘都能最終跟蹤到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)主時(shí)鐘。②偽同步方式：在網(wǎng)中有幾個(gè)都遵守G.811建議要求的基準(zhǔn)主時(shí)鐘，他們有相同的標(biāo)稱頻率，但實(shí)際頻率略有差別。55③準(zhǔn)同步方式：同步網(wǎng)中有各個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘的同步路徑或替代路徑出現(xiàn)故障時(shí)，失去所有外同步鏈路的節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘，進(jìn)入保持模式或自由運(yùn)行模式工作；④異步方式：網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)很大的頻率偏差，當(dāng)時(shí)鐘精度達(dá)不到ITU-TG.81s所規(guī)定的數(shù)值時(shí)，SDH將不再維持業(yè)務(wù)而將發(fā)送AIS告警信號(hào)。56根據(jù)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB12048－89《數(shù)字網(wǎng)內(nèi)時(shí)鐘和同步設(shè)備的進(jìn)網(wǎng)要求》，數(shù)字同步網(wǎng)

采用主從同步方式，按照時(shí)鐘的性能，我國(guó)的同步網(wǎng)劃分為以下四級(jí)：

第一級(jí)：數(shù)字網(wǎng)中最高質(zhì)量的時(shí)鐘，它是網(wǎng)內(nèi)時(shí)鐘的唯一基準(zhǔn)，采用銫原子時(shí)鐘組。