光纖數字通信系統是以光纖為傳輸介質傳送數字信息的通信系統。
基本介紹
- 中文名：光纖數字通信系統
- 外文名：optical fiber digital communi-cationsystem
- 套用學科：光纖通信技術
簡介,碼率,容量,光纖數字通信系統的特點,兩種傳輸機制,系統的性能指標,
簡介
光纖數字通信系統由常規的電數字終端設備、光端機、光中繼器及光纖傳輸線路所組成，見圖1。在傳送端由光傳送機把來自數字終端傳送的電數位訊號調製其中的光源，產生光數位訊號，經光纖線路傳輸到遠端的光接收機。再由光接收機中的光檢測器把光數位訊號還原成電數位訊號，並經數字終端接收端給出傳輸的原有信息。為了增長傳輸距離，必要時需在光纖線路中安置光中繼器。一個完善的實用化的光纖數字通信設備還要包括維護所需的輔助設備等。
圖1 光纖數字通信系統原理圖例如N6000系列140M裝置、光纖數字通信傳輸設備、GD34-13型34Mbit/s光終端機和一、二、三、四次群光電通信系統設備，都廣泛使用於通信系統中。
碼率
光纖數字通信系統的碼率（表示二進制信息傳輸速率的量，即每秒鐘的比特數）實際上是電數字終端設備輸入、輸出的接口碼率，即CCITT建議系列的接口碼率，如下表。我國和歐洲採用2 048kbit/S系列，北美、日本採用1 544kbit/s系列。為了維護需要，在信息碼中要加入若干比特作為傳輸監控公務信息，
圖2 CCITT建議系列的接口碼率它在光纖中傳輸的碼率大於系列的接口碼率。光纖中傳輸信號的碼率。稱為線路碼碼率。商用的設備型號不同其線路碼率也不同，無統一規定。
容量
通常指能傳輸的話路數。例如碼率為139 264kbit/s的光纖通信系統的容量為1 920路，即同時可以傳送1 920路雙向電話。
制式 從碼率角度看，光纖數字通信系統有兩種制式，即表中列出的1 544kbit/s的北美、日本制式和2048kbit/s的歐洲、中國制式。從數字復接方式看，可分為偽隨機數字復接系列（PDH），即異步或準同步系列與同步數字復接系列（SDH）兩種制式。從傳輸波形角度看，可分為兩電平制與多電平制。兩電平制即傳輸的光脈衝為0或1電平。多電平制為幾種不同電平的光脈衝，它很少採用。
光纖數字通信系統的特點
數字通信系統的優點:
(1) 抗干擾能力強，傳輸質量好。
(2) 可以用再生中繼，傳輸距離長。
(3) 適用各種業務的傳輸，靈活性大。
(4) 容易實現高強度的保密通信。
(5) 數字通信系統大量採用數字電路，易於集成，從而實現小型化、微量化，增強設備可靠性，降低成本。
數字通信系統的缺點：
(1) 占用頻帶比較寬，系統的頻帶利用率不高。
(2) 對非線性失真不敏感
(3) 在通信全程中，即使有多次中繼、失真(包括線性失真和非線性失真)和噪音也不會累積
(4) 對光源的線性要求和接收信噪比的要求都不高
(5) 適合長距離、大容量和高質量的信息傳輸
兩種傳輸機制
光纖大容量數字傳輸目前都採用同步時分復用(TDM)技術。準同步數字系列PDH早在1976年就實現了標準化，目前多適用於中、低速率點對點的微波通信中。隨著光纖通信技術和網路的發展，PDH遇到了許多困難。美國提出了同步光纖網(SONET)。1988年，ITU-T(原CCITT)提出了被稱為同步數字系列(SDH)的規範建議。SDH解決了PDH存在的問題，是一種比較完善的傳輸體制，現已得到大量套用。這種傳輸體制不僅適用於光纖信道，也適用於微波和衛星幹線傳輸。
準同步數字系列PDH有兩種基礎速率：以1.544Mb/s為第一級(一次群，或稱基群)基礎速率，採用的國家有北美各國和日本；即PCM24路系列；以2.045Mb/s為第一級(一次群)基礎速率，採用的國家有西歐各國和中國，即PCM30/32路系列。
擴大數字通信容量，形成二次群以上的高次群的方法通常有兩種：PCM復用和數字復接。PCM復用就是直接將多路信號編碼復用。數字復接是將幾個低次群在時間的空隙上迭加合成高次群。在各低次群復接之前，必須使各低次群數碼率互相同步，就必須採用正碼速調整方法來實現準同步。
現有PDH的缺點主要有：
(1) 北美、西歐和亞洲所採用的三種數字系列互不兼容。
(2) 各種復用系列都有其相應的幀結構，沒有足夠的開銷比特，使網路設計缺乏靈活性。
(3) 復接/分接設備結構複雜，上下話路價格昂貴。
SDH不僅適合於點對點傳輸，而且適合於多點之間的網路傳輸。SDH傳輸由SDH終接設備(或稱SDH終端復用器TM)、分插復用設備ADM、數字交叉連線設備DXC等網路單元以及連線它們的(光纖)物理鏈路構成。SDH終端的主要功能是:復接/分接和提供業務適配。SDH終端的復接/分接功能主要由TM設備完成。
ADM是一種特殊的復用器，利用分接功能將輸入信號所承載的信息分成兩部分：一部分直接轉發，一部分卸下給本地用戶，然後信息又通過復接功能將轉發部分和本地上送的部分合成輸出。
系統的性能指標
可靠性是一個重要指標，它直接影響通信系統的使用、維護和經濟效益。對光纖通信系統而言，可靠性包括光端機、中繼器、光纜線路、輔助設備和備用系統的可靠性。
確定可靠行一般採用故障統計分析法，即根據現場實際調查結果，統計足夠長時間內的故障次數，確定每兩次故障的時間間隔和每次故障的修復時間。
