一种宽带复接器的设计与实现.
工作单1 组建点到点的光传输网-答案
工作单1 组建点到点的光传输网一、资讯1. 模拟信号数字化的方法是__PCM___，即脉冲编码调制，三个步骤是__抽样__、__量化__、_编码 。
2. PCM 用__8__bit 表示一路话音，采样频率是_8000次/s__，一路话音的速率是_64kbps_。
3. PCM30/32一帧有__32__个时隙，其中_30__个时隙用于传输话音，帧频率是_8000帧/s__，帧周期是__125us _，每个时隙的时间是_3.9us__，帧速率是_2.048Mbit/s__。
4. 什么是数字复接？什么是PDH ？PDH 是如何实现数字复接的？数字通信网中，为了扩大传输容量、提高传输效率，往往需要把若干个低速数字信号合并成一路高速信号，然后通过高速信道进行传输。
数字复接就是实现这种目的的专门技术。
PDH: 准同步数字体系，待复接的各支路信号时钟由各自主机提供（异源信号），需要进行码速调整，使各支路的信号同步。
光传输网络组建和管理维护5.PDH有何缺点？（1）接口方面----与设备互联有关电接口方面：PDH具有多种电接口规范，有欧洲系列、北美系列和日本系列标准，我国采用的是欧洲系列标准。
由于不存在世界性标准，因此无法实现多厂家互连互通。
光接口方面：和电接口一样，PDH在光接口方面也没有世界性标准的光接口规范。
各厂家在进行线路编码时，为完成不同的线路监控功能，在信息码后加上不同的冗余码，导致不同厂家同一速率等级的光接口码型和速率也不一样，无法实现多厂家互连互通。
这样在同一传输路线两端必须采用同一厂家的设备，给组网、管理及网络互联带来困难。
（2）复用方式PDH采用异步复用方式通过码速调整（塞入bit）匹配和容纳信号时钟的偏差低速信号在高速信号中的位置无规律性从高速信号插/分低速信号要一级一级进行复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输（3）运行维护方面(OAM)——决定设备维护成本PDH信号的帧结构中用于运行维护工作OAM的开销字节不多，要通过增加冗余码来完成线路性能监控功能。
宽带接入-MMDS
Thank you
谢谢
四、MMDS与LMDS的对比
(3) 接入性能不同。LMDS的工作频率在10～40 GHz之间，可用频 带宽度至少是1 GHz以上，而MMDS因为工作于2～5 GHz频段， 相对而言，这个频率段的资源比较紧张，各国能够分配给MMDS 使用的频率要比LMDS少得多，一般一个国家所分配的可用 MMDS频带最多200 MHz，这也决定了MMDS的传输性能要远小 于LMDS。LMDS所支持的用户数也要远多于MMDS。与LMDS相 比，MMDS适于用户相对分散、容量小的地区。
• MMDS与LMDS是目前主流的两种固定宽带无线接入方式，但各自侧重的应用领域不同，技术性能也不一样。 高频段（26GHz）的LMDS技术和低频段（2.5GHz，3.5GHz）的MMDS技术比较如下 (1) 工作频段不一样。MMDS的频率是2.5～2.7 GHz，相对于LMDS 10 GHz以上的频率来说，频率低很多， 所以雨衰也比LMDS小许多。它的不足是带宽有限， 仅200 MHz。许多通信公司看中LMDS技术来作为数据、 语音和视频的双向无线高速接入网。 (2) 主要应用不同。LMDS主要应用于数据通信，为本地区域用户提供宽带接入；而MMDS则主要用于电视 节目的无线传输。尽管LMDS可以应用于无线电视节目的传输，而MMDS也可应用于宽带网络传输。
(4) 成本不同。因为MMDS设备可以非常小型化，生产和安装成 本都要远低于LMDS，技术也比LMDS更成熟，因而许多通信公司 愿意从MMDS入手，通过数字MMDS开展无线双向高速数据业务
五、总结与思考
• 通过这次的学习，我们了解了MMDS的系统结构及应用场合。重 点需要掌握的是MMDS技术的所用频段，覆盖范围，接入速率等 参数。
通信概论复习题
第一章习题一、填空题。
1、模拟信号在幅度上是随时间连续的的。
2、数字信号在时间上是离散的，在幅度上是离散的。
3、信号是信息的物理载体。
4、世界电信日是每年的 5月17。
5、产生信息的人或机器叫信源。
6、接收信息的人或机器叫信宿。
7、三网融合包括计算机网、电信网和有线电视网。
8、通信按收信者是否运动分为移动通信和固定通信。
9、通信按传输媒质分为有线通信和无线通信。
10、电信业务分为基础电信业务和增值电信业务。
二、选择题1.世界电信日是每年的（C ）A、5月20日B、5月30日C、5月17日D、6月17日2.电话通信技术是在哪一年产生的（C）A、1906B、1896C、1876D、18373.ITU的中文含义是（B）A、国际电报联盟B、国际电信联盟C、国际数据联盟D、国际电话联盟4.发明电话的人是（A ）A、贝尔B、莫尔斯C、奈奎斯特D、高锟5.莫尔斯电报是在哪一年产生的（D）A、1906B、1896C、1876D、18376.IP电话属于（A ）A、第一类基础电信业务B、第二类基础电信业务C、第一类增值电信业务D、第二类增值电信业务7.8比特可表示的信息数为（D）A、8B、32C、64D、2568.在电话网中传输的话音信号的频率范围是（C）A、100~3400HzB、100~4000HzC、300~3400HzD、300~4000Hz9.时间上离散的，幅值上连续的信号是（B）A、数字信号B、模拟信号C、数据信号D、声音信号10.一路模拟电话占用的带宽是（D ）A、0.3kHzB、3.1kHzC、3.4kHzD、4kHz三、多项选择题1.模拟通信系统的特点（ABDE）A、存在噪声积累B、近距离传输C、对信号加密，安全性强D、抗干扰能力弱E、占用带宽少2.按照功能划分，通信网可以分为（ABCD ）A、业务网B、信令网C、管理网D、同步网E、电话网3.简单的通信系统组成包括（ABCDE ）A、信源B、接收设备C、发送设备D、信宿E、信道4.电信支撑网包括（BCD ）A、业务网B、信令网C、管理网D、同步网E、电话网5.数字通信系统的特点（BCDE ）A、存在噪声积累B、远距离传输C、对信号加密，安全性强D、统一编码E、低成本，集成化6.按照业务划分，通信网可以分为（ACE ）A、广播电视网B、信令网C、数据通信网D、同步网E、电话网7.三网融合包括（ABC ）A、电信网B、有线电视网C、计算机网D、数据网E、电话网8.信息的表现形式有（ABCE ）A、数据B、文本C、图像D、数字E、声音四、判断题。
宽带无线技术HSDPA
Communication Research Center
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HSDPA是WCDMA规范R 5版本中包含的关键性的新特征。通 过使用Node B（收发信基站BTS）控制的快速物理层（L1）重 传传输合并技术以及快速链路自适应技术，HSDPA的概念在 设计时是要提高下行链路分组数据的吞吐量。
HSDPA的关键技术：
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WCDMA/HSPA用户的增长情况
在缓慢的起步阶段后，从2006年开始，增长速度加快，到 2009年底，用户总数达到4.5亿。
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HSDPA（R5）为无线网络带来的变化
典型的HSPA终端支持2~3 个衍生频段，两个在高端 （2100MHz和1900MHz）， 一个在低端（900MHz或 850MHz）。 一些高端终端甚至支持5个 频段。
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WCDMA/HSPA衍生频段
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HSPA的演进
3GPP在Release 5和6版本中对移动宽带接入定义了基准眼球，而在R 7、 8和9版本中HSPA的演进内容进一步提升了HSPA的能力，并且于2010年 在R 10版本中持续有所发展。 3G网络的能力从R 99到R 9已经有了极大地改进。简单的原因就是天线 方面已经从WCDMA的电路续接工作方式完全改变为HSPA的全分组。
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5.2.3 对无线接入网络体系结构的影响
SDH技术基础
通信基础网结构
通信基础网
传输媒介 传输系统
电缆、地面微波接力通信、
卫星通信、光纤
传输设备：将携带信息的 基带信号转换为 适合在传输媒介上进行传输的信号，如光 、电等信号。收发信机、光端机等
传输复用设备：将多路信息进行复用和解 复用，以便在媒介中传输多路信息
传送网 节点设备
配线架：主配线架、数字配线架和光配线 架（MDF/DDF/ODF）
具有自愈功能。
具有高度的灵活性，具体反映在网络结构、 上/下电路 （业务）、带宽管理与现有PDH的兼容性及对未来发展适应能 力等方面。
SDH与PDH的比较
在网络的带宽、网络的灵活性、网络的可靠性、网络带 宽与资源的可管理性等方面，SDH网比传统的PDH网有了很 大的提高。
SDH在服务质量、传送容量、经济效益、建设速度等方 面及时满足并促进了通信业务的不断增长。
1986年原CCITT表示对SONET感兴趣
SDH的发展背景
1987年和1988年的CCITT会议产生了使北美标准SONET和 CCITT国际标准SDH相协调的规范。
1988年4月全球统一的SDH/SONET标准建立，即以9行帧为 基础的国际标准，SONET成为SDH的一个子集。
1988年2月原CCITT决定选用9行*270列的帧结构，并在同 年7月通过的原CCITTG.707 、G.708 、G.709建议中正式确立。 从此，以9行*270列帧结构、速率为155.520 Mbit/s的STM-1 信号为基础的SDH体系就正式形成。
数字交叉连接设备（DXC）
实现基础网传输电路的电路调度、故障切换和分离业务。
通信基础网结构
传输媒介
传送网 节点设备
传输媒介
华为宽带产品及组网介绍
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路由转发模块(RFM)介绍
RFM模块的特性： RFM模块的特性： 模块的特性
• 实现IP域与ATM域互联互通 实现IP域与ATM域互联互通 IP域与ATM • RFC1483B、IPOA协议转换 RFC1483B、IPOA协议转换 • 根据流分类进行优先级调度 • ASIC技术实现硬件查表和数据转发 ASIC技术实现硬件查表和数据转发 • 可通过增加RFM模块提高整机的性能 可通过增加RFM模块提高整机的性能 RFM • 具有二层汇聚功能，增强网络的扩展能力 具有二层汇聚功能，
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Radium 8750系统组成 系统组成包括： 系统组成包括：
主控板（MPU） 主控板（MPU） 交换网络板（NET） 交换网络板（NET） 时钟单元（CLK） 时钟单元（CLK） 通用线路处理板（LPU） 通用线路处理板（LPU） 路由转发模块(RFM) 路由转发模块(RFM) 各种I/O接口模块: 各种I/O接口模块: I/O接口模块 高速背板 电源和风扇 STM- /STM- /STMPOS STM-1/STM-4/STM-16 Ethernet FE/GE /STM- /STM- /STMATM E3/STM-1/STM-4/STM-16
华为宽带产品及组网介绍 华为宽带产品及组网介绍
华为宽带网络产品系列简介 8750多业务交换路由器 8750多业务交换路由器 MA5100多业务接入设备 MA5100多业务接入设备 MA5200多业务IP接入设备 多业务IP MA5200多业务IP接入设备
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华为宽带网络整体解决方案
宽带核心网
省ATM骨干 ATM骨干 ATM/FR
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Radium 8750插框示意图 8750插框示意图
LPU插槽 LPU插槽 主控槽位
宽带接入
4、APON(ATM无源光网络接入技术)主传输介质PON采用无源双星拓扑。分路比为1:32。双向传输方式有两种，其一单向双纤的空分复用方式，即使用两根光纤，一根传上行，一根传下行。工作波长为1310nm，其二单纤粗波分复用方式，即采用单根光纤异波分双工，上下行波长分别工作在1310nm区和1550nm区，可采用对称帧（上下行分别是155.20Mbit\s）或不对称帧结构（下行622.080Mbit\s上行155.20Mbit\s）
15.FSO（自由空间光通信）：位于300GHZ以上的红外光波段，这一广阔更适用于宽带高速数据传输而且无需频道占用费其使用的主要限制只是辐射功率不能超过国际电信委员会颁布的标准限度。
组成：光网络单元ONU；光分配网ODN；光线路终端OLT。
功能：ONU提供用户到接入网的接口（光电转换、物理接口），提供用户业务适配功能（速率适配、信令转换）；ODN为OLT和ONU之间提供光传输技术，完成光信号功率的分配及光信号的分、复接功能；OLT提供与中心局设备的接口（光电转换、物理接口），提供与ODN的光接口，分离不同的业务。
（3）用户端POTS分离器：ADSL在用户端需要POTS分离器，其安装复杂，一般由运营商安装。而ADSL.Lite无需安装。
7、光接入网由哪几个部分组成？试简述每个部分的功能？
答：光纤接入网（OAN）是以光纤为传输介质，并利用光波作为光载波传送信号的接入网，泛指本地交换机或远端交换模块与用户之间采用光纤通信的系统。
宽带IP网
10.2.3 SONET与SDH的比较
• 美国贝尔公司首先提出了同步光网络(SONET)， 美国国家标准协会(ANSI)于20世纪80年代制 定 了有关SONET的国家标准。当时的CCITT采纳了 SONET的概念，进行了一些修改和扩充，重新命 名为同步数字体系(SDH)，并制定了一系列的国 际标准。 • SDH和SONET的基本原理完全相同，标准也兼容， 但还是略有差别(表10-2)。
PDH的缺点
• (1)标准不统一：目前世界上有三种异步复接 体制，三者互不兼容，国际互联时必须进行转 换。另外，目前只有统一的电接口标准 (G.703)，而没有统一的光接口标准，即使在 同一种异步复接体制中，也不能保证光接口的 互通。同为欧州体制的4次群系统，光接口就 可能有几种。光信号的码型、码率都 不同时， 很难互通，只有通过光电变换将光接口转换为 电接口后才能保证互通。这增加了网络成本， 影响了光纤系统的互联，与目前光纤通信飞速 发展的形势不符。
10.1.1什么是IP宽带网
• 所谓宽带IP网就是一个运行实时业务时能保证服 务质量(QoS)的IP网。其交换机、中继通信线路、 用户终端都是宽带化的，通常中继线带宽为几至 几十Gbps，接入带宽为1～100Mbps。各种宽带多 媒体业务可以直接在宽带IP网上运行，这种宽带 IP网是一个真正的综合业务网，它可以提供数据、 语音、视频综合传输业务，可以为企事业单位宽 带接入因特网。
10.2.4 SDH的特点
• SONET的电信号称同步传递信号STS(Synchronous Transport Signal)，光信号载体OC(Optical Carrier Level)的基本比特率是51.840Mbps； SDH的基本速率为155.520Mbps，其速率分级名称 为同步传递模块STM(Synchronous Transport Module)。我 国采用SDH标准，因此下面的叙述 都按SDH分级方式。
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一种宽带复接器的设计与实现
摘要：DVB-C数据广播系统的基本结构，详细分析了 TS复接器在整个 系
统中的重要性与功能，提出一种 DSP与FPGA相结合的实现方案，及其设计方 法和系
统结构。
信息时代的到来使人们需要共享越来越多的信息。随着信息及其需求的爆 炸性
增长，信息的选择及传输速率成为一个重要问题。有线电视网络有其固有 的高带宽
特性，适合大容量的数据传输和实时性要求，使宽带数字接入成为可 能。在我国由
于有线电视网是一个已经存在的接入网络，成本低、可维护性 强、频率资源丰富、
覆盖面广、用户量大，因而通过有线电视网进行数据广播 是目前国内应用领域的一
大热点。 DVB-C是 ETSI （European Telecommunications Standards Institute ）提
供的基于 Cable 上数据广播的 一整套标准［1,2,3］,本文首先介绍DVB-C数据广播
系统的基本结构，接着详细 分析TS复接器在整个系统中的重要性与功能，然后详细
说明利用 DSP（数字信
号处理器）与FPGA（现场可编程门阵列）相结合的一个实现方案，阐明了其中 的设
计方法和系统结构。
1 DVB-C
数字广播系统简介
一个实用的DVB-C广播系统的结构如图1所示［3-6］，整个系统可以大致分为三 个
部分：（ 1）信息前端，包括视频服务器、播控服务器、通信控制服务器、用
户
>'http://lu nwen .freekaoya n.com/gua nlilu nwen/' target='_bla nk'
class='infotextkey'>
管理工作站、节目采集工作站、节目 编排工作站等；
（2）传输网络，利用现有的HFC网络巨大的频带资源实现数据传输；（3）用 户终
端，用户利用机顶盒或者Cable-Modem接收和浏览信息。
从图1可以看到，在DVB-C数字广播系统中，一个通道上传输的数据可能包含 多路
节目或来自多个节目源，因此需要对多路多节目 TS流（MPTS进行复合转
接，生成一个符合DVB-C标准的MPTS再经调制后在一个通道上传输。由
TS
复接器来完成这个功能。TS复接器在前端系统中相当于一个交换机，它负责对 多个
MPTS4行转换和复合，生成一个 MPTS
在复合过程中，要完成服务信息
（PSI/SI ）、多路MPTS勺交织等工作［4,5］。从中可以看出复接器在整个系统
中的重要性，TS复接器工作是否稳定可靠，直接影响整个系统的正常运作。
2 TS
复接器勺设计方法
在该系统中需要对6路数字卫星电视节目进行复接。各路有效速率为 0〜
15Mbps的异步串行接口（ ASI）输入，6路总速率不超过36Mbps
输出为恒定 速率
38.1Mbps的ASI输出，输出的MPTS为符合DVB-C标准的传送流；复接器 度同PID
，
包括将输入MPT卿的PSI/SI等不需要的信息过滤掉以及对有效 TS 包重新分配PID。
新的PSI/SI信息作为复接器的输入按一定速率插入到 MPIS 中，插入的PSI/SI信息
包括节目关联表（PAT、节目映射表（PMT、网络信 息表（NIT）、服务描述表（
SDT
等［4,5］，复接器还能接受来自播控系统的数 据信息，作为复接器输出流的一部
分。系统的功能模块结构如图 2 所示。
由图 2 可以看到，由于需要处理的数据速率快、数据量大、要求实时性，一般 的处
理芯片无法完成。为了达到上述目的，采用高速 DSP和FPGA一起来完成。
整个系统基于DSP和FPGA配以CPLD高速SRAM异步FIFO等。DSP具有运 算速度快、
计算能力哟、可用资源比较丰富的特点，尤其适合于实现各种数字 信号的处理功
能，在各种领域具有广泛的应用。但由于所要处理的数量太大， 仅靠DSP片内
RAM
是远远不够的，所以还必须要有大容量、访问速度快的缓冲 区对接收到的数据进行
缓冲，以便于 DSP进行处理。基本思想是FPGA完成TS 包过滤和PID置换、
PSI/SI
提取等工作，系统的控制工作、TS包交织算法则由 DSP完成，整个控制逻辑则由
CPLD
完成。
3 TS
复接器的一种实现方案
针对上述分析，采用DSP与 FPGA相结合的方法成功实现了 TS复接器，该实现 方案
如图3所示。图3中的DSP采用TI公司的TMS320VC5410-100它具有 100MIPS的快速
处理能力，以及片内64K的RAM和多个串口等资源，其片外寻 址空间可以多达
8M
Word FPGA则采用了 Xilinx 公司的XCV300
笔者为DSP扩展了 2M Word的高速SRAM作缓冲，分为两个1M Word的双缓冲， 处理
时以帧为单位，DSP和FPGAR能访问其中一个1M Word的SRAM 一般情况 下，FPGA从
输入接口把一帧数据存入其中一个缓冲区， DSP对另外一个缓冲区
进行操作，根据交织表把数据送到 FIFO,再输出到输出接口，两者的总线切换 由
FPGA
负责完成。
图 3 可以分为以下几个模块：
a. 输入模块：使用ASI接口将270M串行编码数据转换成27M
并行数据，并提供 接收
时钟、数据有效等控制信号。
b. FPGA模块：接收ASI接口输出的并行数据，实现同步、PID置换、PSI/SI
提 取
等，并将数据写入SRAM中，跟踪记录每路的TS包数；产生帧切换脉冲，控 制双缓
冲区的切换。
c. DSP主控模块：DSP
完成整个系统的控制功能，计算交织表，负责与播控系统 的通
信等。
d. CPLD模块：根据DSP
提供的 地址和数据进行译码，对总线上 的各设备进行互斥
片选；产生中 断申请信号；对发送FIFO的全 空信号进行采样，控制从发送
FIF 0
读数据并将数据送给输出
ASI
接口。
e. 输出模块：由CPLD提供控制 信号，将数据从发送FIFO
读出 来，同时写入发送
ASI
接口。
f.
命令通信接口：复接器通过串 口与播控服务器通信，从服务器 接收系统复位、
状态查询、PID 置换、PSI/SI插入和提取等命 令，并向服务器反馈必要的信 息。
为保证数据信号接收端解码器能 正确解码，缓冲区不会上溢或下 溢，解码输出信号
平稳，要求复 接器输入的各路TS包均匀分布在输出数据流中，所以必须在发送之前
对输入的 各路TS包做交织。采用实时交织的方法，FPGA能够在每次帧切换的时候记
录 各路TS包的数据目，然后计算交织表。交织表依照如下方式计算： 设数据流共
有K路MPTS流，数据流的一个数据帧有 M个TS包，每路
MPTSt m(i)(i=0,1,...k-1)
个TS包，假设各路TS包由大到小排序，m(0)最大，否则 首先排序。根据M K、
m(i)
对输入的TS流进行交织，对第i路有：用p(i,n) 指示第i路是否将一个TS包输出
到MPTS^的第n个TS包，q(i)表示第i路中 已输出到MPTS^的TS包数，初值为0；
i=0,n=0; while( n
if (P(i, n)-q(i)>=1)
{ 将第i路的第q(i)个TS包输出到MPTS^的第n个TS包； q(i)++;
n++; }
i++;
if(i=K) i=0;
}
最后在 Xilinx 的 Xilinx Foundation Series 先对所设计的逻辑进行仿真，利 用
DSP的simulation
进行程序的仿真，仿真结束后在单板上进行调试。由于选 用的
FPGA的容量限制，门数有限，能够进行 PID
置换的个数受到限制，但是可 以根据估
算出的各种TS包数对每一路能够置换的PID数目进行动态调整；由于 采用了交织算
法，能够对突发数据进行很好的平滑作用，利用后级进行处理。 把复接器接到图
1
所示的系统中去，通过复接器处理的节目流在 STB(机顶
盒)上能够接收到稳定清晰的节目，并且系统稳定工作，说明本文所设计的复 接器达
到了预期目的。
本文详细分析了 DVB-C数据广播系统中的关键部件--复接器的一种实现方法， 该方
法基于DSP+FPG的结构，便于以后的升级与扩展。同时，所设计的复接器 除了应用
在DVB-C数据广播系统外，凡是输入符合 DVB-C的TS流标准均可以使 用。