第6讲,1l411020光传输系统

1L411020光传输系统1L411021光纤通信系统的构成1L411022SDH设备的构成及功能1L411023DWDM设备的构成及功能1L411024PTN特点及应用1L411021光纤通信系统的构成知识点一、光纤通信系统1.光纤通信系统由光发射机、光纤线路（包括光缆和光中继器）和光接收机组成。2.光纤通信系统通常采用数字编码、强度调制、直接检波等技术。知识点二、光传输媒质（重点考点）1.光纤由单根玻璃纤芯、紧靠纤芯的包层、一次涂覆层以及套塑保护层组成。纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成，内部的介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率高，因此会发生光全反射现象。2.光在光纤中传播，会产生信号的衰减和畸变，原因是光纤中存在损耗和色散(2009、2012真题考点)。损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性，它们直接影响光传输的性能。(1)光纤传输损耗：光纤自身的损耗主要有吸收损耗和散射损耗(2011真题考点)。散射损耗是因为材料的折射率不均匀或有缺陷、光纤表面畸变或粗糙造成的，主要包含瑞利散射损耗、非线性散射损耗和波导效应散射损耗。在光纤通信系统中还存在非自身原因的一些损耗，包括连接损耗、弯曲损耗和微弯损耗等。【2012年真题】光信号在光纤中传输产生（）会导致信号畸变。A.损耗B.色散C.折射D.反射答案：B(2)光纤传输色散：色散是波形畸变，使得通信质量下降，从而限制了通信容量和传输距离。降低光纤的色散，对增加光纤通信容量，延长通信距离，发展高速40GB/S光纤通信和其他新型光纤通信技术都是至关重要的。知识点三、光传输设备光发送机、光接收机、光中继器。1.光发送机：光源是光发送机的关键器件，它产生光纤通信系统所需要的载波；输入接口在电/光之间解决阻抗、功率及电位的匹配问题；线路编码包括码型转换和编码；调制电路将电信号转变为调制电流，以便实现对光源输出功率的调节。2.光接收机：光接收机的作用是把经过光纤传输后，脉冲幅度被衰减、宽度被展宽的弱光信号转变为电信号，并放大、再生恢复出原来的信号。3.光中继器：光信号恢复再生，以便继续传输。再生光中继器有两种类型：一种是光-电-光中继器；另一种是光-光中继器。知识点四、光通信系统传输网技术体制(一）准同步数字体系（PDH)的弱点1.只有地区性的数字信号速率和帧结构标准，没有世界性标准。北美、日本、欧洲三个标准互不兼容，造成国际互通的困难。2.没有世界性的标准光接口规范，各厂家自行开发的光接口无法在光路上互通，限制了联网应用的灵活性。3.复用结构复杂，缺乏灵活性，上下业务费用高，数字交叉连接功能的实现十分复杂。4.网络运行、管理和维护（OAM)主要靠人工的数字信号交叉连接和停业务测试，复用信号帧结构中辅助比特严重缺乏，阻碍网络OAM能力的进一步改进。5.由于复用结构缺乏灵活性，使得数字通道设备的利用率很低，非最短的通道路由占了业务流量的大部分，无法提供最佳的路由选择。(二）同步数字体系（SDH)的特点1.使三个地区性标准在STM-1等级以上获得统一，实现了数字传输体制上的世界性标准。2.采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构，使网络结构得以简化，上下业务十分容易，也使数字交叉连接的实现大大简化。3.SDH帧结构中安排了丰富的开销比特（开销比特就装在段开销SOH中），使网络的OAM能力大大加强。[操作（Operation）、管理（Administration）、维护（Maintenance），简称OAM）]4.有标准光接口信号和通信协议，光接口成为开放型接口满足多厂家产品环境要求，降低了联网成本。5.与现有网络能完全兼容，还能容纳各种新的业务信号，即具有完全的后向兼容性和前向兼容性。6.频带利用率较PDH有所降低。(可以理解为有大量的开销比特SOH)7.宜选用可靠性较高的网络拓扑结构，降低网络层上的人为错误、软件故障乃至计算机病毒给网络带来的风险。知识点五、光波分复用（WDM)2.采用WDM技术可以充分利用单模光纤的巨大带宽资源（低损耗波段），在大容量长途传输时可以节约大量光纤。波分复用通道对数据格式是透明的，即与信号速率及电调制方式无关，是理想的扩容手段，也是引入宽带新业务的方便手段。1L411022SDH设备的构成及功能SDH传输网是由基本的SDH网络单元（NE)和网络节点接口（NNI)组成，通过光纤线路或微波设备等连接，进行同步信息接收/传送、复用、分插和交叉连接的网络。它具有全世界统一的网络节点接口，从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接和交换的过程；有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N(N=L，4，16，64...),具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特用于网络的OAM。知识点一、SDH的基本网络单元（重点考点）构成SDH系统的基本网元主要有同步光缆线路系统、终端复用器（TM)、分插复用器（ADM)、再生中继器（REG)和同步数字交叉连接设备（SDXC)。1.终端复用器（TM):TM是SDH基本网络单元中最重要的网络单元之一，它的主要功能是将若干个PDH低速率支路信号复用成STM-1帧结构电（或光）信号输出，或将若干个STM-N信号复用成STM-N(NN)光信号输出，并完成解复用的过程。(2006、2013真题考点)【2013年真题】SDH的基本单元中属于分插复用器的是（）。答案：B2.分插复用器（ADM):ADM是SDH传输系统中最具特色、应用最广泛的基本网络单元。ADM将同步复用和数字交叉连接功能集于一体，能够灵活地分插任意群路、支路和系统各时隙的信号，使得网络设计有很大的灵活性。ADM除了有信号复用和解复用功能外，它的时隙保护功能，可以使得电路的安全可靠性大为提高。3.再生中继器（REG):较大衰减和色散畸变的光脉冲信号，转换成电信号后，进行放大、整形、再定时、再生成为规范的电脉冲信号，经过调制光源变换成光脉冲信号，送入光纤继续传输，以延长通信距离。4.同步数字交叉连接设备（SDXC):SDXC是SDH网的重要网元，是进行传送网有效管理、实现可靠的网络保护/恢复，以及自动化配线和监控的重要手段。其主要功能是实现SDH设备内支路间、群路间、支路与群路间、群路与群路间的交叉连接，还兼有复用、解复用、配线、光电互转、保护恢复、监控和电路资料管理等多种功能。其核心部分是具有强大交叉能力的交叉矩阵。知识点三、基本网络单元的连接（重点考点）(一）网络拓扑结构：线形、星形、环形、树形、网孔形。(二）网络组网实例及网络分层：(2006、2007、2011真题考点)1.再生段：再生中继器（REG).与终端复用器（TM)之间、再生中继器与分插复用器（ADM)或再生中继器与再生中继器之间，这部分段落称再生段。再生段两端的REG、TM和ADM称为再生段终端。2.复用段：终端复用器与分插复用器之间以及分插复用器与分插复用器之间称为复用段。复用段两端的TM及ADM称为复用段终端。3.数字段：两个相邻数字配线架（或其等效设备）之间用于传送一种规定速率的数字信号的全部装置构成一个数字段。【2007年真题】在数字通信网中，网元N1与N4之间的段落属于（）。A．再生段B．复用段C．数字段D．中继段答案：C1L411023DWDM设备的构成及功能知识点一、DWDM工作方式(一）按传输方向的不同可分为双纤单向传输系统、单纤双向传输系统(二）从系统的兼容性方面考虑可分为集成式系统、开放式系统知识点二、DWDM系统主要网元及其功能（重点考点）DWDM系统主要网络单元有：光合波器（OMU)、光分波器（ODU)、光波长转换器（OTU)、光纤放大器（OA)、光分插复用器（OADM)、光交叉连接器（OXC)。1.光合波器（OMU):光合波器功能是将不同波长的光信号耦合在一起，传送到一根光纤里进行传输。要求合波器插入损耗及其偏差要小，信道间串扰小，偏振相关性低。2.光分波器（ODU):光分波器在系统中所处的位置与光合波器相互对立，光分波器在系统的接收端，所起的作用是将耦合在一起的光载波信号按波长，将各波道的信号相互独立地分开，并分别发送到相应的低端设备。对其要求和其主要类型与光合波器类同。3.光波长转换器（OTU)（2012、2013真题考点):光波长转换器根据其所在DWDM系统中的位置，可分为发送端OTU、中继器使用OTU和接收端OTU。发送端OTU主要作用是将终端通道设备送过来的宽谱光信号，转换为满足WDM要求的窄谱光信号，因此其不同波道OTU的型号不同。中继器使用OTU主要作为再生中继器用，除执行光/电/光转换、实现3R功能外，还有对某些再生段开销字节进行监视的功能。接收端OTU主要作用是将光分波器送过来的光信号转换为宽谱的通用光信号，以便实现与其他设备互联互通。一般情况下接收端不同波道OTU是可以互换的（收发合一型的不可互换）。【2012年真题】80波的波分复用系统中，用到的数量最多的单元是（）。A.OMUB.ODUC.OTUD.OADM答案：C4.光纤放大器（0A):光纤放大器是一种不需要经过光/电/光变换而直接对光信号进行放大的有源器件。它能高效补偿光功率在光纤传输中的损耗，延长通信系统的传输距离。5.光分插复用器（OADM):其功能类似于SDH系统中的ADM设备，将需要上下业务的波道采用分插复用技术终端至附属的OTU设备，直通的波道不需要过多的附属OTU设备。6.光交叉连接器（OXC):光交叉连接器是实现全光网络的核心器件，其功能类似于SDH系统中的SDXC，差别在于OXC是在光域上实现信号的交叉连接功能，它可以把输入端任一光纤（或其各波长信号）可控地连接到输出端的任一光纤（或其各波长信号）中去。通过使用光交叉连接器，可以有效地解决有的DXC的电子瓶颈问题知识点三、DWDM设备在传送网中的位置（了解）1L411024PTN特点及应用【新增】PTN(分组传送网)，只要是基于分组交换技术，并能够满足传送网对于运行维护管理(OAM)、保护和网管等方面的要求，就可以称为PTN。(一）分组传送网（PTN)的技术特点：PTN是最重要的两个特性是分组和传送。PTN以IP为内核，通过以太网为外部表现形式的业务层和WDM等光传输媒质设置一个层面。主要特点：1.可扩展性；2.高性能OAM机制；3.可靠性；4.灵活的网络管理；5.统计复用；6.完善的QOS机制；7.多业务承载；8.高精度的同步定时。(二）分组传送网（PTN)的分层结构：通道层、通路层和传输媒介层三层结构(三）PTN的功能平面：传送平面、管理平面和控制平面三层。(四）PTN的关键技术：1.通用分组交叉技术；2.可扩展型技术；3.运营管理和维护技术；4.多种业务承载和接入；5.网络级生存性技术；6.QOS保证技术；7.频率和时间同步技术。