传输网技术培训

网管与客响中心传输专业培训薛峰2007年10月16日一、传输技术概述二、传输介质内容介绍1、传输基本知识2、几种传输技术的介绍传输技术概述传输网又称为传送网。传送是从信息传递的功能过程来描述的；传输是从信息信号通过具体物理媒介传输的物理过程来描述。传送网指逻辑功能网络，是完成传送功能的手段；传输网具体指定实际设备组成的网络。实际上，传输网络就是由传输系统设备和具有全部或部分信道终结、复用、交叉连接和交换等功能的节点组成。传输基本知识模拟信号与数字信号信号波形的特征可用时间、幅度两个物理量来表示。在幅度上连续的信号是模拟信号，在幅度上不连续的信号为数字信号。模拟信号数字化的三个步骤：抽样、量化、编码。奈奎斯抽样定理：f1≧2B传输基本知识数字通信系统模型传输基本知识信源解码编码调制解调信道信宿噪声源发送信息发送信号接收信息接收信号传输系统分类：传输介质：有线（电缆、光缆）、无线（微波、卫星）信号的波形：模拟、数字信道的传输特性：基带、频带复用形式：频分、时分传输基本知识数字传输的指标（有效性指标）信道传输速率信道的传输速率通常以每秒所传输的信息量多少来衡量。单位为比特/秒（bit/s）。符号传输速率指没秒传输的码元数目，单位为波特。由于码元可以是多进制的。R=Nlog2MN为符号传输速率，R为信道传输速率，M为进制数。传输基本知识误码由于传输过程中难免有噪声和干扰，所以在收端恢复的时候，对接受的信号误判（收端将1误判成0）。这样的误判就称为误码。误码率误码率=误码数/总码数传输基本知识传送网三层网络：电路层网络通道层网络传输媒质层网络传输基本知识网络的物理拓扑网络节点和传输线路的集合排列，也就是将维护和实际连接抽象为物理上连接性。基本物理拓扑类型线型、星型、树型、环型、网孔型。传输基本知识现在主要的传输技术一、PDH二、SDH三、WDM几种传输技术的介绍PDH介绍PDH:PlesiochronousDigitalHierarchy准同步数字系列在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列。这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步”。采用准同步数字系列（PDH）的系统，是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。为了保证通信的质量，要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。因此，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”。PDH介绍PDH:PlesiochronousDigitalHierarchy准同步数字系列PDH介绍1、接口方面★只有地区性的电接口规范，不存在世界性标准。★没有世界性标准的光接口规范。2、复用方式★从高速信号中分/插出低速信事情要一级一级的进行。★由于低速信号分/插到高速信号要通过层层的复用和解复用过程，这样就会使信号在复用/解复用过程中产生的损伤加大，使传输性能劣化，这也就是为什么PDH体制传输信号的速率没有更进一步提高的原因。PDH介绍2Mbit/s解解解复复复用用用复复复用用用140Mbit/s34Mbit/s8Mbit/s8Mbit/s34Mbit/s140Mbit/sPDH系列复用解复用过程图PDH介绍3、运行维护方面★PDH信号的帧结构里用于运行维护工作（OAM）的开销字节不多，这对完成传输网的分层管理、性能监控、业务的实时调度、传输带宽的控制、告警的分析定位是很不利的。4、没有统一的网管接口★不利于统一维护。SDH介绍SDH:SynchronousDigitalHierarchy同步数字体系1、接口方面★SDH体制有一套标准的信息结构等级，即有一套标准的速率等级。基本的信号传输结构等级是同步传输模块——STM-1，相应的速率是155Mbit/s。高等级的数字信号系列例如：622Mbit/s（STM-4）、2.5Gbit/s（STM-16）等，可通过将低速率等级的信息模块（例如STM-1）通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，例如：STM-4＝4×STM-1，STM-16＝4×STM-4。SDH介绍2、复用方式★由于低速SDH信号是以字节间插方式复用进高速SDH信号的帧结构中的，这样就使低速SDH信号在高速SDH信号的帧中的位置是固定的、有规律性的，也就是说是可预见的。这样就能从高速SDH信号例如2.5Gbit/s（STM-16）中直接分/插出低速SDH信号例如155Mbit/s（STM-1），这样就简化了信号的复接和分接，使SDH体制特别适合于高速大容量的光纤通信系统。SDH介绍3.运行维护方面★SDH信号的帧结构中安排了丰富的用于运行维护（OAM&P）功能的开销字节（码流量的5%），使网络的监控管理功能智能化大大加强，也就是说维护的自动化程度大大加强。4.兼容性★组网灵活、网络的生存性强：可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级；★SDH有很强的兼容性，这也就意味着当组建SDH传输网时，原有的PDH传输网不会作废，两种传输网可以共同存在。SDH介绍等级与速率：等级STM-1STM-4STM-16STM-64速率（Mb/s）155.520622.0802488.3209953.280含2M数量6325210084032SDH介绍STM-N的帧结构由3部分组成：段开销，包括再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）；管理单元指针（AU-PTR）；信息净负荷（payload）。9×270×N个字节RSOHAU-PTRMSOH9×N1349payload261×N5SDH介绍1、信息净负荷---payloadSTM-N帧中放置各种负荷的地方。各种有效信息，如2M、34M、140M打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信号承载，在SDH网上传输。2、段开销----SOH完成对STM-N整体信号流的监控。即对STM-N“车厢”中所有“货物包”进行整体上的性能监控。再生段开销（RSOH）：对STM-N整体信号进行监控。复用段开销（MSOH）：对STM-N中的某个STM-1信号进行监控。3、管理单元指针---AU-PTR定位低速信号在STM-N帧中（净负荷）的位置，使低速信号在高速信号中的位置可欲知，方便低速信号的上下。SDH介绍STM-NAUGAU-4VC-4AU-3VC-3TUG-3TUG-2TU-3TU-2TU-12TU-11VC-3VC-2VC-12VC-11C-4C-3C-2C-12C-11×N×1×1×1×3×3×3×4×7×7139264kbit/s44736kbit/s34368kbit/s6312kbit/s2048kbit/s1544kbit/s指针处理复用定位校准映射G.709复用映射结构SDH介绍STM-NAUGAU-4VC-4TUG-3TUG-2TU-3TU-12VC-3VC-12C-4C-3C-12×N×1×1×3×3×7139264kbit/s34368kbit/s2048kbit/s指针处理复用定位校准映射我国的SDH基本复用映射结构SDH介绍SDH设备的逻辑组成TM——终端复用器ADM——分/插复用器REG——再生中继器DXC——数字交叉连接设备SDH介绍TM——终端复用器它的作用是将支路端口的低速信号复用到线路端口的高速信号STM-N中，或从STM-N的信号中分出低速支路信号。TMWSTM-NSTM-M140Mbit/s2Mbit/s34Mbit/s注：M＜NSDH介绍ADM——分/插复用器ADM的作用是将低速支路信号交叉复用进东或西向线路上去，或从东或西侧线路端口收的线路信号中拆分出低速支路信号。另外，还可将东/西向线路侧的STM-N信号进行交叉连接。STM-NSTM-NSTM-M注：M＜Nwe34Mbit/s140Mbit/sADM2Mbit/sSDH介绍REG——再生中继器光传输网的再生中继器有两种，一种是纯光的再生中继器，主要进行光功率放大以延长光传输距离；另一种是用于脉冲再生整形的电再生中继器，主要通过光/电变换、电信号抽样、判决、再生整形、电/光变换，以达到不积累线路噪声，保证线路上传送信号波形的完好性。STM-NSTM-NweREGSDH介绍DXC——数字交叉连接设备DXC可将输入的m路STM-N信号交叉连接到输出的n路STM-N信号上，上图表示有m条入光纤和n条出光纤。DXC的核心是交叉连接，功能强的DXC能完成高速（例STM-16）信号在交叉矩阵内的低级别交叉（例如VC12级别的交叉）。DXCmn等效为入线：m出线：nSDH介绍SDH网络拓扑线形网TMADMADMTMREG树形网TMADMADMTMREGADMTMSDH介绍环形网ADMADMADMADMSDH介绍枢纽网TMDXCADMTMREGADMTMTMADMTMTMSDH介绍网状网ADMADMADMADMSDH介绍SDH时钟SDH网元时钟源的种类外部时钟源——由外部提供时钟输入。线路时钟源——从STM-N线路信号中提取时钟输入。支路时钟源——从PDH支路信号中提取，不过该时钟一般不用，因为SDH/PDH网边界处的指针调整会影响时钟质量。设备内置时钟源——由设备内部提供时钟。SDH介绍误码性能误码是指经接收、判决、再生后，数字码流中的某些比特发生了差错，使传输的信息质量产生损伤。抖动漂移性能抖动和漂移与系统的定时特性有关。定时抖动（抖动）是指数字信号的特定时刻（例如最佳抽样时刻）相对其理想时间位置的短时间偏离。所谓短时间偏离是指变化频率高于10Hz的相位变化。而漂移指数字信号的特定时刻相对其理想时间位置的长时间的偏离，所谓长时间是指变化频率低于10Hz的相位变化。WDM介绍把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送(如每个波承载一种TDM电信号）的方式统称为波分复用。12┋12n┉WDM介绍光通信是目前发展最快的领域。商用DWDM系统最大容量为320Gb/s、1.6Tb/s。实验室进行了大容量DWDM的试验。光交叉连接与波长路由器已经问世；数据与光的结合，未来的网络可能将是把IP/ATM交换机直接接至光传送网上；向光组网的转变是宽带革命的核心。城域DWDM已经开始应用；DWDM系统已从4×2.5Gb/s向32×10Gb/s、1.6Tb/s系统过渡。运营商：中国电信、中国移动、联通、网通、铁通等。DWDM技术发展背景WDM介绍采用SDM，铺设多芯新光缆(需考虑时间与成本)使用更高比特率TDM。STM-1--STM-64波分复用（WDM）技术已经成熟，成为很好的扩容方式WDM介绍什么是波分复用？高速路加油站巡逻车WDM介绍DWDM产品的演变32×10Gb/s32×2.5Gb/s16×2.5Gb/s4×2.5Gb/s160×10Gb/sWDM介绍DWDM的优点光纤的容量是极其巨大的，而传统的光纤通信系统都是在一根光纤中传输一路光信号，这样的方法实际上只使用了光纤丰富带宽的很少一部分。为了充分利用光纤的巨大带宽资源，增加光纤的传输容量，以密集WDM（DWDM）技术为核心的新一代的光纤通信技术已经产生。WDM介绍1、超大容量目前使用的普通光纤可传输的带宽是很宽的，但其利用率还很低。使用DWDM技术可以使一根光纤的传输容量比单波长传输容量增加几倍、几十倍乃至几百倍。最近日本NEC公司已经在实验室实现了132×20Gbit/s的DWDM系统，传输距离120km。该系统总带宽为35nm（从1529nm~1564nm)，信道间隔33GHz，可以传4000万路电话。WDM介绍2.对数据率“透明”由于DWDM系统按光波长的不同进行复用和解复用，而与信号的速率和电调制方式无关，即对数据是“透明”的。因此可以传输特性完全不同的信号，完成各种电信号的综合和分离，包括数字信号和模拟信号，以及PDH信号和SDH信号的综合和分离。WDM介绍3.系统升级时能最大限度地保护已有投资在网络扩充和发展中，无需对光缆线路进行改造，只需更换光发射机和光接收机即可实现，是理想的扩容手段，也是引入宽带业务（例如CAT