畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-蘭州移動(dòng)光纖傳輸網(wǎng)組網(wǎng)方案的總體設(shè)計(jì)

1、緒論 未來幾年內(nèi)光纖傳輸將面臨全新的技術(shù)更新，建設(shè)新一代寬帶通信網(wǎng)根底設(shè)施是我們的首要任務(wù)。 一方面隨著IP業(yè)務(wù)的迅猛開展，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)應(yīng)用日趨IP化；同時(shí)隨著信息化進(jìn)程的推進(jìn)，三網(wǎng)合一的格局已經(jīng)形成。因此未來的網(wǎng)絡(luò)是基于IP的，是三網(wǎng)合一的。另一方面：從傳輸鏈路容量看，SDH的速率高達(dá)10G，40G的系統(tǒng)已經(jīng)商用。而光纖的容量僅利用了不到1 %。顯然只有采用DWDM技術(shù)才可能充分這一巨大的光纖帶寬資源。目前實(shí)際傳輸容量已高到1. 6Tb/s。未來不久商用的傳輸容量將會(huì)到達(dá)幾十個(gè)Tb/s。在技術(shù)方面，為了解決業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)電瓶頸問題，在不久的將來引入以光分插復(fù)用器OADM和光交叉器OXC節(jié)點(diǎn)為特征的光傳

2、送網(wǎng)OTN將成為現(xiàn)實(shí)。這種光節(jié)點(diǎn)能直接在光路上對(duì)不同的信號(hào)實(shí)現(xiàn)上下和交叉連接功能。一個(gè)OXC可同時(shí)交叉連接數(shù)百個(gè)上千個(gè)波長的信號(hào)，單個(gè)節(jié)點(diǎn)的吞吐量有可能到達(dá)幾個(gè)Tb/s甚至十幾個(gè)Tb/s。利用光節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)高度透明可靠、節(jié)點(diǎn)和鏈路容量容許不斷增長，并可混合不同體制、信號(hào)格式，可互連現(xiàn)有系統(tǒng)及未來新系統(tǒng)的超寬帶傳輸網(wǎng)，從而大大降低設(shè)置連接的復(fù)雜度，使網(wǎng)絡(luò)功能趨于扁平化。因此未來的網(wǎng)絡(luò)又將會(huì)是全光動(dòng)態(tài)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。1. SDH & MSTP技術(shù)同步數(shù)字系列SDH SDHSynchronous Digital Hierarchy是一種新的數(shù)字傳輸體質(zhì)。它被稱為電信傳輸體制的一次革命。它是高速、大容

3、量光纖傳輸技術(shù)和高度靈活、又便于管理控制的智能網(wǎng)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。最初的目的是在光網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，便于不同廠家的產(chǎn)品能在光路上互通，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的靈活性。經(jīng)國際電報(bào) 委員會(huì)即后來的ITU-T修訂，使他不僅適用于光纖，也適用與微波和衛(wèi)星傳輸?shù)募夹g(shù)體制，并且使其網(wǎng)絡(luò)管理功能大大增強(qiáng)。所謂的光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)是有一些SDH網(wǎng)絡(luò)單元NE組成的，在光纖上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用和交叉連接的網(wǎng)絡(luò)。它有世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)電接口NNI，從而簡化了信號(hào)的互通及信號(hào)的傳輸、交叉連接和交換過程。它有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，稱為同步傳輸模塊STM-1， STM-4, STM-16， STM-64，STM-N，再有它的幀結(jié)

4、構(gòu)中，安排有較多的開銷比特用于操作、管理和維護(hù)OAM ，它的根本網(wǎng)絡(luò)單元有終端復(fù)用器TM、分插復(fù)用器ADM、同步交叉連接設(shè)備DXC等等。雖然其功能各異，但都有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)光接口，即允許不同廠家設(shè)備在光路上互通。它有一套特殊的復(fù)用結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列、同步數(shù)字系列、ATM信號(hào)、IP信號(hào)都能進(jìn)入其幀結(jié)構(gòu)，因而具有廣泛的適用性。出于其強(qiáng)大的網(wǎng)管功能，使增加新功能和新業(yè)務(wù)變得十分方便。 假設(shè)將信息高速公路和目前交通上用的高速公路進(jìn)行做一個(gè)類比：公路將是SDH傳輸系統(tǒng)主要采用光纖作為傳輸媒介，還可采用微波和衛(wèi)星來傳輸SDH,立交橋?qū)⑹谴笮偷腁TM交換機(jī)、SDH系統(tǒng)中的分插復(fù)用器ADM將是一些小的立交橋和

5、叉路口，而在SDH高速公路上跑的車將是各種電信業(yè)務(wù)語音、數(shù)據(jù)、圖像等。1.2 SDH的特點(diǎn) SDH具有以下特點(diǎn)： 1 SDH可對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口NNI進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。其中包括數(shù)字速率等級(jí)、幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用方式、線路接口和監(jiān)控管理等，這使得SDH能橫向兼容。 2 SDH信號(hào)的根本模塊是速率為155. 520Mb/s的同步傳送模塊STM-1，更高的同步數(shù)字系列信號(hào)，如STM-4 622. 080Mb/s 、STM-16 2488. 320Mb/s、STM-64 Mb/s，可通過簡單的將STM-1的信號(hào)進(jìn)行字節(jié)見插入同步信號(hào)復(fù)接而成。大大簡化了復(fù)接和分接，使SDH十分適合與高速大容量光纖通信系統(tǒng)，便于系統(tǒng)的

6、升級(jí)和換代。 3 SDH信號(hào)的根本傳輸模塊可以容納現(xiàn)有的北美、日本和歐洲的準(zhǔn)同步數(shù)字系列。從到140的PDH都能裝進(jìn)“虛容器，然后經(jīng)復(fù)接安排到STM-1幀結(jié)構(gòu)的凈負(fù)荷內(nèi)，使新的SDH能支持現(xiàn)有的PDH，便于從PDH向SDH順利的過渡，表達(dá)了SDH的后向兼容性。4 SDH采用同步復(fù)接方式和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)，使得上下業(yè)務(wù)十分容易。假設(shè)把SDH技術(shù)和PDH技術(shù)的主要區(qū)別用鐵路運(yùn)輸類比一下的話，PDH技術(shù)如同散裝列車。各種貨物對(duì)在車廂內(nèi)，假設(shè)想把某一包特定貨物某一相傳輸業(yè)務(wù)在某一站取下，即需要把車上的全部貨物卸下，找到你所需的貨物然后再把剩余的貨物全部裝到車廂內(nèi)。因此，PDH技術(shù)在需要上下電路的地方

7、都需要大量各次群的復(fù)接設(shè)備。而SDH就像集裝箱列車，各種貨物貼上標(biāo)簽各種開銷：overhead后裝入集裝箱。然后小箱子裝入大箱子，一級(jí)套一級(jí)，這樣通過各級(jí)標(biāo)簽，就可以在高速行駛的列車上準(zhǔn)確的將某一包貨物取下，因此只有在SDH中才可以簡單的上下電路。5 SDH靈活的同步復(fù)用方式也使數(shù)字交叉連接DXC功能的實(shí)現(xiàn)大大簡化，大大提高網(wǎng)絡(luò)的自愈能力和動(dòng)態(tài)組網(wǎng)能力。6 SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特，因而網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、維護(hù)和管理能力大大增強(qiáng)。7 SDH具有較強(qiáng)的智能，可通過遠(yuǎn)程控制靈活的組網(wǎng)和管理。由于對(duì)網(wǎng)管設(shè)備接口進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)，使不同廠家的網(wǎng)管互連成為可能。8 SDH構(gòu)成了世界性的統(tǒng)一的NN工接口根底，

8、因?yàn)镾DH支持除了電路交換的同步傳送模式STM外，還支持基于分組交換的異步轉(zhuǎn)移模式ATM及IP業(yè)務(wù)。這樣SDH適合向ATM和工P的過渡，表達(dá)前向兼容性。作為一種成熟的技術(shù)，光同步數(shù)字傳輸技術(shù)STM的速率從155M， 622M，l0G已經(jīng)開展到40G，l0G系統(tǒng)已經(jīng)在全球得到廣泛應(yīng)用，40G也已經(jīng)開始。MSTP是指基于SDH平臺(tái)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)TDM，ATM、以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)的接入處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。MSTP明顯地優(yōu)于SDH，主要表現(xiàn)在多種類端口，提供靈活效勞，支持WDM的升級(jí)擴(kuò)容，最大效用的光纖帶寬利用，較小粒度的帶寬管理等方面。MSTP技術(shù)和業(yè)務(wù)特點(diǎn)包括： 1.繼承了SDH技術(shù)良

9、好的保護(hù)倒換性能、對(duì)TDM業(yè)務(wù)較好的支持能力； 2.支持多種協(xié)議，通過對(duì)不同業(yè)務(wù)的聚合、交換或路由來提供對(duì)不同類型傳輸流的別離，提供豐富的多業(yè)務(wù)PDH/SDH，ATM，以太網(wǎng)/IP，圖像業(yè)務(wù)等接口，支持的物理接口包括TDM接口T1/E1， T3/E3， SDH接口OC-N/STM-M、以太網(wǎng)接口10/100BaseT， GE， POS接口等； 3.提供集成的數(shù)字交叉連接交換，支持VC-4/VC-3/VC-12各種等級(jí)的交叉連接以及連續(xù)級(jí)聯(lián)或虛級(jí)聯(lián)處理，節(jié)省傳輸帶寬以及省去核心層中昂貴的數(shù)字交叉連接系統(tǒng)端口； 4.支持動(dòng)態(tài)帶寬分配，提供高效的鏈路配置、維護(hù)和管理能力。具有以太網(wǎng)和ATM業(yè)務(wù)的透明

10、傳輸或二層交換能力，其傳輸鏈路帶寬可配置，并支持VLAN，流量控制、業(yè)務(wù)和端口的會(huì)聚或統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能； 5.具備多種完善的保護(hù)機(jī)制SDH，ATM，以太網(wǎng)/IP和靈活的組網(wǎng)特性； 6.可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一、智能的網(wǎng)絡(luò)管理，具有良好的兼容性和互操作性。 并且，MSTP技術(shù)仍在不斷的開展完善之中，局部廠家在MSTP設(shè)備中引入了中間的智能適配層層，包括MPLS，RPR等、采用GFP高速封裝協(xié)議、支持VC虛級(jí)聯(lián)和鏈路容量自動(dòng)調(diào)整LCAS機(jī)制，可支持多點(diǎn)到多點(diǎn)的連接、具有可擴(kuò)展性、支持用戶隔離和帶寬共享、支持QoS，SLA增強(qiáng)、阻塞控制以及公平接入。MSTP可應(yīng)用在城域網(wǎng)各層，IP城域網(wǎng)中繼電路對(duì)MSTP僅是其上承載

11、的一種業(yè)務(wù)方式。對(duì)于各層IP城域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，采用MSTP設(shè)備直接提供以太網(wǎng)口，為IP城域網(wǎng)設(shè)備提供點(diǎn)到點(diǎn)傳輸通道，也可以提供共享帶寬的傳送通道，這樣網(wǎng)絡(luò)邊緣的IP城域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)就可以通過以太網(wǎng)中繼直接和核心節(jié)點(diǎn)相連，由SDH層為以太網(wǎng)中繼提供50ms環(huán)路保護(hù)。波分復(fù)用技術(shù)DWDM技術(shù)指在當(dāng)前1.5511 m波段密集放置更多信道，在發(fā)送端采用光復(fù)用器合波器將不同規(guī)定波長的信號(hào)光載波合并起來送入一根光纖進(jìn)行傳播。在接收端，由一個(gè)光解復(fù)用器分波器將這些不同波長承載不同信號(hào)的光載波分開，從而在一根光纖中可以實(shí)現(xiàn)多路光信號(hào)的復(fù)用傳輸。在建議標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定信道間隔為100GHz的整數(shù)倍。現(xiàn)在，人們已在試驗(yàn)采用和33

12、.3GHz的信道間隔，甚至更窄，力求更充分地利用光纖的可用帶寬。系統(tǒng)主要由光源、光放大器、光復(fù)用器和光解復(fù)用器組成。 WDM系統(tǒng)的性能優(yōu)勢(shì)： 1.傳輸容量大、傳輸速率高 在PDH階段，光纖線路的傳送速率多采用34Mbit/s和140Mbit/s，SDH階段，傳輸速率多采用155Mbit/s, 622Mbit/s, Gbit/s以及l(fā)0Gbit/s。由于在采用TDM方式的SDH傳送10Gb t / s或40Gb t / s速率時(shí)，還需要相關(guān)的調(diào)制技術(shù)和更高級(jí)的激光器，這將使本錢極高，用戶難以接受。而采用WDM方式，每個(gè)波長不僅可以傳輸2.5Gbit/ s的SDH信號(hào)，也可以傳送l0Gbit/s及

13、40Gbit/s以上的光載波信號(hào)，使得在一個(gè)光纖上傳輸?shù)娜萘勘葐文９饫w大幾倍到幾十倍。 2.光纖系統(tǒng)的傳輸距離長、傳輸設(shè)備簡單 WDM系統(tǒng)采用了石英光纖最低損耗的1550nm窗口，其傳輸損耗更小、傳輸距離更長，并且EDFA技術(shù)、外調(diào)制、電吸收等方式使得WDM系統(tǒng)中繼段的允許損耗、色散更大，傳輸距離由幾十公里向幾百公里或更長距離的延長。WDM系統(tǒng)采用了光放大器代替了原來的電再生器，大大減少了SDH中繼器的數(shù)量，節(jié)省了本錢，簡化了設(shè)備。 3.網(wǎng)絡(luò)更加智能化 未來光纖網(wǎng)開展的目標(biāo)之一是實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的傳輸網(wǎng)監(jiān)控并順利地納入TMN。目前的PDH網(wǎng)管幀結(jié)構(gòu)中的管理比特少、網(wǎng)管能力差；SDH雖然在幀結(jié)構(gòu)中增加了

14、豐富的管理、維護(hù)用開銷比特，但由于各廠商的信息模型不同，使得不同廠商的網(wǎng)管系統(tǒng)在接口上不能互通；WDM系統(tǒng)設(shè)置了重要的網(wǎng)管監(jiān)控通路，以傳輸WDM系統(tǒng)的網(wǎng)管信息，其網(wǎng)管更接近TMN模式。 4.適合傳輸多媒體綜合業(yè)務(wù)信息由于同一光纖中傳輸?shù)墓廨d波信號(hào)彼此獨(dú)立，可以傳送不同傳輸特性的不同信號(hào)，并且其通道對(duì)于數(shù)據(jù)格式是完全透明的，與信號(hào)的速率和調(diào)制方式無關(guān)，從而多種格式的業(yè)務(wù)信號(hào)，如語音、數(shù)據(jù)、視頻等多媒體信息都可以在WDM系統(tǒng)中得到高質(zhì)量的傳送，改善了業(yè)務(wù)質(zhì)量。光傳送網(wǎng)絡(luò)OTNOTN光傳送網(wǎng)，Optical Transport Network，是以波分復(fù)用技術(shù)為根底，在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)，是下一代

15、的骨干傳送網(wǎng)。OTN通過G.872， G.709， G.798等一系列ITU-T的建議所標(biāo)準(zhǔn)的新一代“數(shù)字傳送體系和“光傳送體系。OTN將解決傳統(tǒng)WDM網(wǎng)絡(luò)無波長/子波長業(yè)務(wù)調(diào)度能力、組網(wǎng)能力弱、保護(hù)能力弱等問題。 光傳送網(wǎng)面向IP業(yè)務(wù)、適配IP業(yè)務(wù)的傳送需求已經(jīng)成為光通信下一步開展的一個(gè)重要議題。光傳送網(wǎng)從多種角度和多個(gè)方面提供了解決方案，在兼容現(xiàn)有技術(shù)的前提下，由于SDH設(shè)備大量應(yīng)用，為了解決數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的處理和傳送，在SDH技術(shù)的根底上研發(fā)了MSTP設(shè)備，并己經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)中大量應(yīng)用，很好地兼容了現(xiàn)有技術(shù)，同時(shí)也滿足了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳送功能。但是隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)顆粒的增大和對(duì)處理能力更細(xì)化的要求，業(yè)務(wù)對(duì)傳

16、送網(wǎng)提出了兩方面的需求：一方面?zhèn)魉途W(wǎng)要提供大的管道，這時(shí)廣義的OTN技術(shù)在電域?yàn)?TH，在光域?yàn)镽OADM提供了新的解決方案，它解決了SDH基于VC-12/VC-4的交叉顆粒偏小、調(diào)度較復(fù)雜、不適應(yīng)大顆粒業(yè)務(wù)傳送需求的問題，也局部克服了WDM系統(tǒng)故障定位困難，以點(diǎn)到點(diǎn)連接為主的組網(wǎng)方式，組網(wǎng)能力較弱，能夠提供的網(wǎng)絡(luò)生存性手段和能力較弱等缺點(diǎn)；另一方面業(yè)務(wù)對(duì)光傳送網(wǎng)提出了更加細(xì)致的處理要求，業(yè)界也提出了分組傳送網(wǎng)的解決方案，目前涉及的主要技術(shù)包括T-MPLS和PBB-TE等。2 光纖傳輸?shù)脑砑疤匦?.1 光纖傳輸?shù)脑砉饫w傳輸系統(tǒng)是數(shù)字通信的理想通道。與模擬通信相比擬，數(shù)字通信有很多的優(yōu)點(diǎn)，靈

17、敏度高、傳輸質(zhì)量好。因此，大容量長距離的光纖通信系統(tǒng)大多采用數(shù)字傳輸方式。數(shù)字光纖通信的根本原理是將數(shù)字通信中的數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)首先經(jīng)過電-光變換成光脈沖數(shù)字信號(hào)，然后通過光纖光纜傳輸?shù)綌?shù)字通信的對(duì)方，然后再經(jīng)過光-電變換、放大、均衡與定時(shí)再生成數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)。完整的數(shù)字光纖通信設(shè)備包括光發(fā)送端機(jī)、光接收端機(jī)和光中繼器以及光纖光纜傳輸線路。光接收機(jī)完成光-電變換，既由光檢測(cè)器把光信號(hào)變換成電信號(hào)，經(jīng)光接收機(jī)放大、均衡和定時(shí)再生出數(shù)據(jù)信號(hào)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如2.1所示。光中繼器光接收端機(jī)PCM端機(jī)光發(fā)送端機(jī)PCM端機(jī)光纖線路圖2.1 光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 PCM設(shè)備電端機(jī)送來的電信號(hào)是適合PCM傳輸?shù)拇a型，為

18、HDB3三階高密度雙極性碼碼或CMI信號(hào)反轉(zhuǎn)碼碼。信號(hào)進(jìn)入光發(fā)送機(jī)后，首先進(jìn)入輸入接口電路，進(jìn)行信道編碼作用是提高傳輸可靠性，變成由0和1碼組成的不歸零碼NRZ。然后在碼型變換電路中進(jìn)行碼型變換，變換成適合于光線路傳輸mBnB碼便于定時(shí)，在高速光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用的，意思是每m位二元輸入信息被編碼成一個(gè)n位二元輸出編碼或插入碼，再送入光發(fā)送電路，將電信號(hào)變換成光信號(hào)，送入光纖傳輸。 目前，實(shí)用的光纖數(shù)字通信系統(tǒng)都是用二進(jìn)制PCM脈沖編碼調(diào)制信號(hào)對(duì)光源進(jìn)行直接強(qiáng)度調(diào)制的。光發(fā)送機(jī)輸出的經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制的光脈沖信號(hào)通過光纖傳輸?shù)浇邮斩?。由于受發(fā)送光功率、接收機(jī)靈敏度、光纖線路損耗、甚至色散等因素的影

19、響及限制，光端機(jī)之間的最大傳輸距離有限。目前常用的光中繼器有三種功能：再放大(re-amplifying)、再整形re-shaping、再定時(shí)re-timing，這三種功能的光中繼器又稱為“3R中繼器。但這種過程相對(duì)煩瑣，很不利于光纖的高速傳輸。自從摻鉺光纖放大器問世以后光中繼實(shí)現(xiàn)了全光中繼，通常又稱為1Rre-amplifying再生。而光接收機(jī)那么是從光纖傳來的光信號(hào)進(jìn)入光接收電路，將光信號(hào)變成電信號(hào)并放大后，進(jìn)行定時(shí)再生，又恢復(fù)成數(shù)字信號(hào)。由于發(fā)送端有碼型變換，因此，在接收端要進(jìn)行碼型反變換，然后將信號(hào)送入輸出接口電路。2.2 光纖傳輸?shù)奶匦?損耗特性由于損耗的存在，在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)

20、不管是模擬信號(hào)還是脈沖信號(hào)，其幅度都要減小。衰減是光纖的一個(gè)重要的傳輸參數(shù)。它說明了光纖對(duì)光能的傳愉損耗，光纖每單位長度的損耗，直接關(guān)系到光纖通信系統(tǒng)傳翰距離的長短，對(duì)光纖質(zhì)量的評(píng)定和對(duì)光纖通信系統(tǒng)的中繼距離確實(shí)定都起著十分重要的作用。形成光纖損耗的原因很多，既有來自光纖本身的損耗，也有光纖與光源的藕合損耗以及光纖之間的連接損耗。光纖本身損耗的原因主要有吸收損耗和散射損耗兩類。吸收損耗是光波通過光纖的材料時(shí)，有一局部光能變成熱能，從而造成光功率的損失。造成吸收損耗的原因很多，主要有本征吸收和雜質(zhì)吸收。本征吸收是指光纖根本材料(例如：純Site )固有的吸收。本征吸收是不可防止的，所以本征吸收根

21、本上確定了任何特定材料的吸收下限。對(duì)于石英光纖，本征吸收有兩個(gè)吸收帶：一個(gè)是紫外吸收帶，一個(gè)是紅外吸收帶。ppb以下，1ppb表示質(zhì)量的十億分之一，吸收峰損耗也可降低到1dB/km以下。由氫氧根離子產(chǎn)生吸收峰出現(xiàn)在950mm、1240mm和1390mm波和附近。其中以1390mmdB/km以下。目前采用特殊的生產(chǎn)工藝幾乎可以完全消除光纖內(nèi)部的氫氧根離子，從而可以制成一個(gè)無水峰光纖，也稱全波光纖。散射損耗是由于光纖的材料、形狀、折射率分布等的缺陷或不均勻，使光纖中傳導(dǎo)的光發(fā)生散射而產(chǎn)生的損耗。 色散特性及帶寬光纖色散是光纖通信的最重要的傳輸特性之一。在光纖中由于不同成分的光信號(hào)有不同的傳輸速度。

22、因而有不同的時(shí)間延時(shí)而產(chǎn)生的一種物理效應(yīng)。在光纖中，不同速率的信號(hào)傳過同樣的距離需要不同的時(shí)間，從而產(chǎn)生時(shí)延差.時(shí)延差越大，色散越嚴(yán)重，因此可用時(shí)延差表示色散的程度。由干光纖中色散的存在，將直接導(dǎo)致光信號(hào)在光纖傳愉過程中的畸變，會(huì)使輸入脈沖在傳輸過程中展寬，產(chǎn)生碼間干擾.增加誤碼率，從而限制了通信容量和傳愉距離。因此制造優(yōu)質(zhì)的、色散小的光纖，對(duì)于通信系統(tǒng)容量和加大傳輸距離是非常重要的。從光纖色散產(chǎn)生的機(jī)理來看，它包括模式色散、材料色散和波導(dǎo)色散3種。模式色散：在多模光纖中由于各傳輸模式的傳輸路徑不同，各模式到達(dá)出射端的時(shí)間不同，從而引起光脈沖展寬，由此產(chǎn)生的色散稱為模式色散。材料色散：光纖材料

23、石英玻璃的折射率對(duì)不同的傳輸光波長有不同的值，包含有許多波長的太陽光通過棱鏡以后可分成7種不同顏色就是一個(gè)證明。由于上述原因，材料折射率隨光波長而變化從而引起脈沖展寬的現(xiàn)象稱為材料色散。波導(dǎo)色散：由于光纖的纖芯與包層的折射率差異很小，因而在界面產(chǎn)生全反射現(xiàn)象時(shí)，有一局部光進(jìn)入到包層之內(nèi)。由于出現(xiàn)在包層內(nèi)的這局部光，大小與光波長有關(guān)，這就相當(dāng)于光傳輸路徑長度隨光波波長的不同而異。具有一定波譜線寬的光源所發(fā)出的光脈沖射入到光纖后，由于不同波長的光其傳輸路程不完全相同，所以到達(dá)光纖出射端的時(shí)間也不相同，從而使脈沖展寬。具體說入射光的波長越長，進(jìn)入到包層的光強(qiáng)比例就越大，傳輸路徑距離越長。由上述原因所

24、形成的脈沖展寬現(xiàn)象叫做波導(dǎo)色散。材料色散和波導(dǎo)色散都與光波長有關(guān)，所以又統(tǒng)稱為波長色散。模式色散僅在多模光纖中存在，在單模光纖中不產(chǎn)生模式色散，而只有材料色散和波導(dǎo)色散。通常各種色散的大小順序是模式色散材料色散波導(dǎo)色散，因此多模光纖的傳輸帶寬幾乎僅由模式色散所制約。在單模光纖中由于沒有模式色散，所以它具有非常寬的帶寬。色散的單位是指單位光源光譜寬度、單位光纖長度所對(duì)應(yīng)的光脈沖的展寬延時(shí)差。無論是核心網(wǎng)還是接入網(wǎng)，目前主要應(yīng)用的還是G.652單模光纖，不過在核心網(wǎng)新建線路中已開始采用G.655光纖。光纖的選型是波分復(fù)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中很重要的一個(gè)問題，過去由于技術(shù)的限制光纖只有少數(shù)的幾種，同時(shí)我國已埋

25、設(shè)的光纖幾乎都是常規(guī)單模光纖，選型問題顯得不是很重要。現(xiàn)在新型光纖種類越來越多，在設(shè)計(jì)波分復(fù)用系統(tǒng)和進(jìn)行傳輸網(wǎng)建設(shè)時(shí)，光纖的選型就十分重要。通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，如果輸入光信號(hào)的功率大小保持不變，隨著調(diào)制頻率的增加，通過光纖傳輸后，其輸出光功率會(huì)隨發(fā)端調(diào)制頻率的增加而減小，這說明光纖也存在象電纜一樣的帶寬系數(shù)，即對(duì)調(diào)制光信號(hào)的調(diào)制頻率有一定的響應(yīng)特性。象電纜一樣有高頻線、低頻線的區(qū)分，目前高頻、低頻線的衰減也不一樣。帶寬系數(shù)的定義：一公里長的光纖，其輸出光信號(hào)的功率下降到其最大值(直流光輸入時(shí)的輸出光功率)的一半時(shí)，此時(shí)光信號(hào)的調(diào)制頻率就叫做光纖的帶寬系數(shù)，即下降一半時(shí)光信號(hào)的帶寬，也叫3dB帶寬

26、，對(duì)DWDM設(shè)備，還有O.SdB帶寬、1dB帶寬、20dB帶寬的特性測(cè)試。 需要注意的是，光信號(hào)是以光功率來度量的，一般以dBm為單位，也可用瓦特W來表示，W與dBm是可相互轉(zhuǎn)換的，換算公式為dBm = l 0lgW，1mW就是OdBm,5OOuW就是一3 dBm左右。所以3dB帶寬就是光信號(hào)輸出功率減少一半時(shí)的帶寬，相同的對(duì)十電纜來說，一般以6dB帶寬來表示其電能量衰減一半，因?yàn)殡娦盘?hào)是以電壓或電流來度量的，是以201g來計(jì)算的。引起光纖帶寬變窄的原因主要是光纖的色散。對(duì)于多模光纖而言，傳輸?shù)氖嵌嗄９庑盘?hào)，帶寬也叫模式色散帶寬，用帶寬系數(shù)表示多模光纖的傳輸能力。對(duì)于單模光纖，因模式色散為零，

27、也有帶寬系數(shù)的概念，同時(shí)引入色散系數(shù)的概念。由十單模光纖制造技術(shù)的提高，其色散系數(shù)一般為20ps/km.nm。對(duì)于單模發(fā)送激光器，都會(huì)給出一個(gè)色散容限值參數(shù)，如7200ps，那么7200/20-360km，表示此激光器在無電中繼的情況下，可傳輸360km，對(duì)于SDH的傳輸，其無電中繼傳輸時(shí)，一般不會(huì)超過150km，一般不考慮色散容限值這個(gè)參數(shù)，只有在DWDM中，才考慮這個(gè)參數(shù)，在DWDM中，無電中繼最大可傳輸640km，所以要求的色散容限值要在12800ps/km以上。顯然，光纖的帶寬與色散有關(guān)，與長度呈非線性關(guān)系，但光纖的衰耗與長度有，與長度呈線性關(guān)系。帶寬系數(shù)Bc是在頻域范圍內(nèi)描述光纖傳輸

28、特性的重要參數(shù)，實(shí)際上沿用了模擬通信的概念。對(duì)多模光纖來說，測(cè)量時(shí)，一般用均方根譜寬of末表述帶寬系數(shù)特性，對(duì)單模光纖來說，一般測(cè)量3dB和20dB譜寬特性來表述帶寬系數(shù)特性。光纖的均方根譜寬的物理意義：對(duì)應(yīng)于光纖高斯沖擊響應(yīng)最大函數(shù)值的0.61倍時(shí)，自變量時(shí)間t的數(shù)值。一方面在實(shí)際工作中，人們?cè)跁r(shí)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)量臂在頻域內(nèi)測(cè)量更加方便可行，另一方面光纖的均方根of與數(shù)字光纖通信理論有著更密切的關(guān)系，直接和其傳輸?shù)墓饷}沖的均方根脈寬發(fā)生聯(lián)系。均方根譜寬不僅能確切地描述光脈沖的特性，而且與光纖通信系統(tǒng)的傳輸中繼距離密切相關(guān)，所以在光纖通信的理論中經(jīng)常用到。2光纖類型的選用目前主要的單模光纖有G.65

29、2、 G.653、 G.654、 G.655。各類光纖的主要性能與應(yīng)用特點(diǎn)：1G.652光纖1310nm波長性能最正確單模光纖或稱非色散位移光纖，是目前最常用的單模光纖，主要應(yīng)用在1310nmGbit/s及以下系統(tǒng)，在1550nmGbit/s，或NGbit/s波分復(fù)用系統(tǒng)。而有PMD偏振模色散要求的G.652B那么可支持N10Gbit/s系統(tǒng)。2G.653光纖1550nm波長性能最正確單模光纖或稱為色散位移單模光纖是將零色散波長由1310nm移到最低衰耗的1550nm波長區(qū)的單模光纖，在1550nm波長區(qū)，它不僅具有最低衰耗特性，而且又是零色散波長，因此，這種光纖主要用于在1550nm波長區(qū)開

30、通長距離10Gbit/s及其以上系統(tǒng)，但由于工作波長零色散區(qū)的非線性影響，并產(chǎn)生嚴(yán)重的四波混頻效應(yīng)，其不支持波分復(fù)用系統(tǒng),故僅用于單信道高速率系統(tǒng)。3G.654光纖1550nm波長衰減最小單模光纖。一般多用于長距離海底光纜系統(tǒng)，陸地傳輸一般不采用。4G.655光纖非零色散位移單模光纖。其中，G.655A用于帶放大器的單信道系統(tǒng)，而G.655B同時(shí)克服了G.652光纖在1550nm波長色散大和G.653光纖在1550nm波長產(chǎn)生的非線性效應(yīng)不支持波分復(fù)用系統(tǒng)的缺點(diǎn)。這種光纖主要用于在1550nm波長區(qū)開通10Gbit/s及以上速率的波分復(fù)用高速傳輸系統(tǒng)。光纖是傳輸網(wǎng)絡(luò)的根底，在光纖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必

31、須考慮未來1520年壽命期仍能滿足傳輸容量和速率的開展需要。從我國的國情與未來開展需要看，我國東部興旺地區(qū)的新干線建設(shè)多采用以10Gbit/s速率為根底的波分復(fù)用系統(tǒng)。在這種情況下，對(duì)于新敷設(shè)的大容量光纜線路采用G.655B或局部G.655B光纖是適宜的。G.655光纖技術(shù)開展很快，目前有朗訊G.655真波光纖、康寧G.655大有效面積這種光纖是為了適應(yīng)更大容量和更長傳輸距離的WDM系統(tǒng)應(yīng)用，其有效面積為72um2,零色散點(diǎn)位于1510nm處，并可承受較大的光功率，在使用EDFA的波分復(fù)用系統(tǒng)中，可以有效克服非線性效應(yīng)光纖以及我國長飛公司的G.655保時(shí)光纖等。至于具體哪一種G.655光纖更適

32、合中國的網(wǎng)絡(luò)，目前尚無定論，應(yīng)具體分析。但可預(yù)計(jì)的是：第二代G.655光纖的低色散斜率、非零色散位移光纖和大有效面積光纖在性能上足以支撐我國至少15年的容量和速率的開展需要。G.655光纖在1550nm波長上有較小的色散，ITU-T規(guī)定15301565nmps/(nmkm)之間。色散位移的方法和G.653光纖一樣，在G.652光纖的根底上減少纖芯芯徑，加大相對(duì)折射率差，在選擇較好的折射率剖面，就制造出G.655光纖。2.3光纖傳輸指標(biāo)光傳輸再生段距離由光纖衰減和色散等因素決定。不同的系統(tǒng)，由于各種因素的影響程度不同，再生段距離的設(shè)計(jì)方式也不同。在實(shí)際的工程應(yīng)用中，設(shè)計(jì)方式分為二種情況，第一種情

33、況是衰減受限系統(tǒng)，即再生段距離根據(jù)S和R點(diǎn)之間的光通道衰減決定。第二種是色散受限系統(tǒng)，即再生段距離根據(jù)S和R點(diǎn)之間的光通道色散決定。光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)的再生段長度計(jì)算首選最壞值設(shè)計(jì)法計(jì)算，即在設(shè)計(jì)時(shí)，將所有光參數(shù)指標(biāo)都按最壞值進(jìn)行計(jì)算，而不是設(shè)備出廠或系統(tǒng)驗(yàn)收指標(biāo)。優(yōu)點(diǎn)是可以為工程設(shè)計(jì)人員及設(shè)備生產(chǎn)廠家，分別提供簡單的設(shè)計(jì)指導(dǎo)和明確的元部件指標(biāo)，不僅能實(shí)現(xiàn)根本光纜段上設(shè)備的橫向兼容，而且能在系統(tǒng)壽命終了，所有系統(tǒng)和光纜充裕度都用盡，且處于允許的最惡劣的環(huán)境條件下仍能滿足系統(tǒng)指標(biāo)。光纜線路衰減受限系統(tǒng)的再生段距離傳統(tǒng)上一般用下式計(jì)算： La(PsPRMe2Ac)/(AfAsMc) (km) 式)

34、式中：La衰減受限再生段長度(km)。PsS點(diǎn)發(fā)送光功率dBm，已扣除設(shè)備連接器C的衰減和LD耦合反射噪聲功率代價(jià)。PRR點(diǎn)接收光功率dBm，已扣除設(shè)備連接器C的衰減。Me設(shè)備充裕度dB，考慮了收、發(fā)器件的性能劣化，溫度影響等因素引起的光功率代價(jià)。Mc光纜充裕度dB/km，是指光纜線路運(yùn)行中的變動(dòng)維護(hù)時(shí)附加接頭和光纜長度的增加，外界環(huán)境因素引起的光纜性能劣化，S和R點(diǎn)間其他連接器假設(shè)配置時(shí)性能劣化在設(shè)計(jì)中應(yīng)保存必要的充裕量。2AcS和R點(diǎn)間其他連接器衰減之和dB，PC dB/個(gè)。Af光纜光纖平均衰減常數(shù)dB/km8 dB/km取值。As光纜固定接頭平均熔接衰減dB/km dB/km。在高速率S

35、DH傳輸系統(tǒng)中，還需考慮通道功率代價(jià)PL，它是傳輸通道中碼間干擾、光源啁啾、傳輸反射、模分配噪聲等因素引起的信號(hào)波形畸變，造成接收判決困難，為保證規(guī)定的誤碼指標(biāo)而須將接收光功率提高即接收靈敏度降低的代價(jià)。對(duì)于SDH和DWDM光纖傳輸系統(tǒng)，各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)相比照擬標(biāo)準(zhǔn)，可將上式中的Af、As、Mc三項(xiàng)合并在一起考慮，即要求光纜線路在每千米長度上的衰減不大于0.28dB，此外，Me亦可考慮在PR之內(nèi)，故而，上式可簡化為：La(PsPRPL)/0.28 (km) 式) 速率等級(jí)STM-4STM-16STM-64工作波長(nm)131015501310155013101550最大衰減受限距離(km)659

36、856884570光傳輸系統(tǒng)的接收靈敏度與接收檢測(cè)器類型、系統(tǒng)傳輸速率以及規(guī)定的誤碼指標(biāo)有關(guān)。一般系統(tǒng)的接收靈敏度列于表2.2中。表2.2 光接受機(jī)在不同條件下的接收靈敏度速率等級(jí)34Mbit/sSTM-4STM-16STM-64BER10-910-1010-12優(yōu)擾比(Q)6接收機(jī)靈敏度(PR)-42dBm-32dBm-28dBm-22dBm色散受限系統(tǒng)再生段距離用下式計(jì)算：LD106/BDkm 式) 式中，LD色散受限再生段長度；光源系數(shù)：對(duì)于多縱模激光器MLM，；對(duì)于單縱模激光器SLM，=0.306；B線路傳輸速率bit/s；D光纖色散系數(shù)ps/nm.km；光源譜線寬度nm。在標(biāo)準(zhǔn)化的S

37、DH系統(tǒng)和DWDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，傳輸速率，光源性能以及誤碼指標(biāo)等因素，確定了系統(tǒng)的最大色散容限 Dmax ，色散受限再生距離亦可用下式計(jì)算：LD=Dmax/D 式) 式中，DmaxS點(diǎn)與R點(diǎn)之間允許的最大色散值ps/nm；D光纖色散系數(shù)ps/nm.km。SDH光傳輸系統(tǒng)在不同條件下的色散受限距離，見表2.3。表2.3 SDH系統(tǒng)在不同條件下的色散受限距離速率等級(jí)STM-4STM-16STM-64Tb(ps)1600400100Dps(ps/nmkm)131015501310155013101550202020G.652G.653光源類型MLMSLMMLMSLMSLM均方根譜寬(nm)1.0-20

38、dB譜寬3dB(nm)Lm(km)6265373151693847實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)衰減受限式及色散受限式分別計(jì)算，取其兩者較小值確定為最大再生段距離。光纖傳輸?shù)纳⒀a(bǔ)償光纖傳輸中的信號(hào)衰減由于光放大器的應(yīng)用而在很大程度上獲得解決，但傳輸色散引起的脈沖展寬那么嚴(yán)重限制著信號(hào)速率和再生距離，成為傳輸設(shè)計(jì)中的主要矛盾。特別是在系統(tǒng)傳輸速率已達(dá)數(shù)10Gbit/s，再生距離要求更長的今天，這一矛盾那么更加突出。因而，研究光纖的傳輸色散，并采用相應(yīng)措施消除或減少色散的影響，成為傳輸設(shè)計(jì)中的重要問題。目前，光纖傳輸設(shè)計(jì)中采用的色散調(diào)節(jié)技術(shù)主要有如下兩種：(1)采用色散補(bǔ)償光纖；(2)利用自相位調(diào)制效應(yīng)SP

39、M等。前一項(xiàng)措施為無源補(bǔ)償方式，而后一項(xiàng)那么為有源補(bǔ)償方式。在密集波分復(fù)用DWDM系統(tǒng)中，采用1550nm波長對(duì)于G.652與G.655光纖而言，由于存在或大或小的色散的作用。四波混頻的非線性效應(yīng)不易產(chǎn)生，但色散引起的脈沖展寬那么會(huì)限制信道傳輸速率，故高速率DWDM系統(tǒng)的傳輸需考慮色散補(bǔ)償?shù)膯栴}。色散補(bǔ)償光纖DCF的應(yīng)用：光纖的傳輸色散有正負(fù)之分，而正負(fù)色散可互相補(bǔ)償?shù)窒＿@就是DCF的作用機(jī)理。DCF是專門為色散補(bǔ)償制作的具有大的負(fù)色散系數(shù)的單模光纖。如DCF的色散系數(shù)可達(dá)-65ps/nm.km，如使用km即可補(bǔ)償G.652光纖40km的正色散。因而可以將色散受限距離提高40km。DCF通常

40、不成纜，盤在一個(gè)終端盒中作為一個(gè)單獨(dú)的無源器件。當(dāng)然，如果將其成纜作為傳輸光纜的一局部，還可以再增加色散受限距離km。這取決于DCF生產(chǎn)水平的提高和其他色散補(bǔ)償技術(shù)的進(jìn)展。因?yàn)镈CF作為一個(gè)無源器件時(shí)是放在機(jī)房內(nèi)，調(diào)整和更換都很方便。DCF補(bǔ)償方式有兩個(gè)問題：一是它的損耗系數(shù)大，kmdB的衰耗，需要EDFA的增益來補(bǔ)償，從這個(gè)角度看，這種補(bǔ)償方法的本錢代價(jià)也存在疑問。第二個(gè)缺點(diǎn)是它的色散斜率的絕對(duì)值與G.652光纖的色散斜率并不吻合，因此DCF的實(shí)際長度需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。DCF補(bǔ)償方式由于技術(shù)上簡單易行，尤其在WDM系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)其本錢是由多個(gè)波長系統(tǒng)分擔(dān)的，因此是目前最實(shí)用的色散補(bǔ)償方法。色散補(bǔ)償

41、光纖與傳輸光纖的長度及各自的色散系數(shù)可按以下關(guān)系考慮：D1L1D2L20 式) 式中，D1傳輸光纖色散系數(shù)；L1傳輸光纖長度；D2補(bǔ)償光纖色散系數(shù)；L2補(bǔ)償光纖長度。DCF在系統(tǒng)中的配置位置在發(fā)送側(cè)應(yīng)放在EDFA與發(fā)送終端之間，這有三個(gè)好處：一是便于對(duì)DCF調(diào)整和變換；二是DCF先衰耗有利于減輕OA的功率飽和限制；三是防止DCF中出現(xiàn)非線性效應(yīng)。在接收機(jī)側(cè)DCF放在EDFA與接收終端之間。這時(shí)與發(fā)送側(cè)不同，放大后的信號(hào)光也仍然較弱，不會(huì)在DCF中引起明顯的非線性效應(yīng)。自相位調(diào)制SPM技術(shù)：自相位調(diào)制是指輸入光強(qiáng)變化時(shí)，光纖的折射率隨之改變，從而引起光波的相位產(chǎn)生變化，與光纖的色散相結(jié)合后，將導(dǎo)

42、致頻譜展寬，并隨長度的增加而積累，光功率變化越快，導(dǎo)致的光頻率變化也越大，對(duì)系統(tǒng)中的高速窄脈沖影響較大。在光纖傳輸中應(yīng)用光放大器加大光功率，產(chǎn)生自相位調(diào)制SPM的非線性效應(yīng)，此時(shí)在正色散光纖中，光信號(hào)脈沖的前沿會(huì)出現(xiàn)“紅移，即光頻變低；光信號(hào)脈沖的后沿那么會(huì)出現(xiàn)“藍(lán)移，即光頻變高而速度變快。這樣，脈沖的前、后沿向中間靠攏，從而到達(dá)將光纖色散造成的信號(hào)脈沖展寬進(jìn)行壓縮的目的，這也是“光孤子傳輸?shù)母驹怼Ｗ韵辔徽{(diào)制SPM產(chǎn)生于傳輸光纖中，條件是信號(hào)能量到達(dá)其“閾值，一般在靠近光發(fā)送機(jī)或光放大器的部位效果較好。光纖工作波長確實(shí)定工作波長可根據(jù)通信距離和通信容量進(jìn)行選擇。如果是短距離小容量的系統(tǒng)，那

43、么可選擇短波長范圍及800900nm。如果是長距離大容量的系統(tǒng)，那么選用長波長的傳輸窗口，即1310nm和1550nm，因?yàn)檫@兩個(gè)波長均具有較低的損耗和色散。WDM信道的標(biāo)準(zhǔn)波長分等間隔和不等間隔兩種分配方案。由于使用G.655光纖的WDM系統(tǒng)中沒有觀察到四波混頻效應(yīng)的明顯影響，因此ITU-T對(duì)G.655光纖的WDM系統(tǒng)使用標(biāo)準(zhǔn)波長按等間隔配置。對(duì)于WDM系統(tǒng)確定信道間隔和中心波長有兩種方案可供選擇。一種是利用EDFA的20nm固有平坦帶寬，必須采用50GHz信道間隔，另一種是使用EDFA的32nm帶寬，信道間隔可取100GHz，但對(duì)EDFA有增益平坦化修整要求。這兩種方案的選擇取決于設(shè)備廠家

44、的技術(shù)儲(chǔ)藏。如果設(shè)備廠家已經(jīng)掌握了EDFA的增益平坦化技術(shù)，那么就應(yīng)該優(yōu)先選擇后一種方案。2.4 光檢測(cè)器的選擇選擇檢測(cè)器需要看系統(tǒng)在滿足特定誤碼率的情況下所需的最小接收光功率。即接收機(jī)的靈敏度，此外還要考慮檢測(cè)器的可靠性、本錢和復(fù)雜程度。光纖通信系統(tǒng)較多采用PIN-PDp-i-n光電二級(jí)管及雪崩光電二極管APD。為了提高接收機(jī)的靈敏度，常將PIN-PD或APD與場(chǎng)效應(yīng)管FET)組合成為PIN-FET或APD-FET接收機(jī)組件，它們都具有光電轉(zhuǎn)換和放大作用。本設(shè)計(jì)采用PIN檢測(cè)器，PIN比起APD來簡單，溫度特性更加穩(wěn)定，本錢低廉。2.5 光源的選擇光源是將電信號(hào)變成光信號(hào)的器件。作為光源可以

45、采用半導(dǎo)體激光二極管(LD，由半導(dǎo)體激光器)、半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED。選擇LED還是LD，需要考慮一些系統(tǒng)參數(shù)，比方色散、碼速率、傳輸距離和本錢等。LED輸出頻譜的譜寬比起LD來寬得多，這樣引起的色散較大，使得LED的傳輸容量碼速距離積較低，限制在1500Mb/s.km以下1310nm；而LD的譜線較窄，傳輸容量可達(dá)500Gb/s.km(1550nm)。 LED與LD相比，因?yàn)樗l(fā)射的不是激光，所以輸出功率較小。半導(dǎo)體發(fā)光二極管可以作為中短距離、中小容量的光纖通信系統(tǒng)的光源。本設(shè)計(jì)的距離長，通信容量大，所以選擇半導(dǎo)體激光器作為光源。2.6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)問題2.6.1 SDH系統(tǒng)光接口選擇

46、工程設(shè)計(jì)往往是先在局部地區(qū)，甚至是在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)之間進(jìn)行的，它們建成之后是可以在局部地區(qū)或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)之間完成通信任務(wù)。然而這種局部地區(qū)或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)之間的光通信系統(tǒng)必須符合以下進(jìn)網(wǎng)要求，以便保證公用數(shù)字通信全程全網(wǎng)暢通。在我國的實(shí)際情況是，早年建設(shè)的光傳輸系統(tǒng)多半為準(zhǔn)同步數(shù)字系列的PDH系統(tǒng)，特別是在某些本地網(wǎng)或某些二級(jí)干線中。目前，這些系統(tǒng)正逐漸被淘汰。隨著通信技術(shù)的開展、多業(yè)務(wù)傳輸?shù)囊笠约皞鬏斚到y(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，近年建設(shè)的光纖傳輸系統(tǒng)均為622Mbit/s、Gbit/s本地網(wǎng)或二級(jí)干線，10Gbit/s或N(10)Gbit/sWDM系統(tǒng)一級(jí)干線，故而：1通信系統(tǒng)應(yīng)符合ITU-T標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合我國數(shù)字通信系統(tǒng)各級(jí)

47、接口參數(shù)的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以保證全程數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、互通的實(shí)現(xiàn)。2在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、特別是干線系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要遵循國家對(duì)數(shù)字段平均長度的要求，以保證全程數(shù)字段的限制；否那么全程數(shù)字段過多，數(shù)字信號(hào)劣化可能超過容許指標(biāo)。3光通信系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)是為工程竣工驗(yàn)收、維護(hù)和管理提供依據(jù)，在工作設(shè)計(jì)中，必須按國家有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)予以明確。4隨著通信容量需求的快速增長，目前新建的光纖傳輸系統(tǒng)均為以SDH為根底的密集波分復(fù)用系統(tǒng)DWDM。很多原來建設(shè)的光纖傳輸系統(tǒng)亦在陸續(xù)進(jìn)行波分復(fù)用改造，以擴(kuò)大系統(tǒng)的傳輸容量。這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與指標(biāo)確定應(yīng)按照ITU-T相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用代碼執(zhí)行。普通SDH系統(tǒng)與DWDM系統(tǒng)的分類及相關(guān)應(yīng)用代碼

48、列于表2.4、表2.5中。表2.4 SDH系統(tǒng)光接口分類與應(yīng)用代碼應(yīng)用類型局內(nèi)局 間短距離長距離甚長距離光源波長(nm)13101310155013101550光纖類型G.652G.652G.652G.652G.652G.653G.655目標(biāo)距離(km)2154080等級(jí)代碼STM-1STM-4STM-16STM-64I-1I-4I-16I-64SSSSSSSSLLLLLLLLLLLLVV表2.5 DWDM系統(tǒng)光接口分類與應(yīng)用代碼應(yīng)用類型長跨距段(80km)甚長跨距段(120km)超長跨距段(160km)跨距段數(shù)5638波長系統(tǒng)8L5y.z8V6y.z8U3y.z16波長系統(tǒng)16L5y.z16

49、V6y.z8U3y.z32波長系統(tǒng)32L5y.z32V6y.z8U3y.z注：WDM系統(tǒng)的應(yīng)用代碼格式為nWxy.zn：信道波長數(shù)；W：跨距段長度L-80 km、V-120 km、U-160 km；x：跨距段數(shù)；y：信道速率等級(jí)；z：光纖類型2-G.652、5-G.655。工程設(shè)計(jì)中必須選用取得進(jìn)網(wǎng)許可證、已定型且批量生產(chǎn)的設(shè)備，這不僅能保證設(shè)備有良好的技術(shù)性能，在設(shè)備使用壽命期內(nèi)的運(yùn)行、維護(hù)中還可提供備件和機(jī)盤。在設(shè)備選型中，還應(yīng)注意到我國現(xiàn)行的技術(shù)體制，選用符合進(jìn)網(wǎng)要求的設(shè)備。SDH傳輸設(shè)備的制造與選用應(yīng)符合ITU-TG.957建議的標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)的應(yīng)用代碼。帶光放大器的單信道系統(tǒng)應(yīng)符合ITU

50、-TG.691建議，而帶光放大器的多信道系統(tǒng)那么應(yīng)符合ITU-TG.692建議的標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)的應(yīng)用代碼。光傳輸系統(tǒng)速率等級(jí)與對(duì)應(yīng)的話路容量列于表2.6中。表2.6 SDH系統(tǒng)速率系列與話路容量等級(jí)STM-1STM-4STM-16STM-64標(biāo)稱速率(Mbit/s)工程簡稱155M622MG10G話路容量2021ch8064ch32256ch129024ch根據(jù)不同工程規(guī)模和電路等級(jí)，工程設(shè)計(jì)中還必須選用一些輔助設(shè)備。比方，在縣局以上的電路中心，就應(yīng)該配備光配線架，以便于光路和電路的調(diào)度和測(cè)試；承當(dāng)比擬重要的通信業(yè)務(wù)的光通信設(shè)備中，應(yīng)該安排倒換設(shè)備，通常采用1+1、11或1n的方案，并按此配備主、

51、備用系統(tǒng)，當(dāng)主用系統(tǒng)因意外原因發(fā)生故障時(shí)，將自動(dòng)或人工方式倒換到備用系統(tǒng)工作，維護(hù)通信業(yè)務(wù)。2.6.2速率等級(jí)的選擇單通道系統(tǒng)的傳輸速率取決于通信容量的需求和通信本錢的合理化。對(duì)于WDM系統(tǒng)，同樣的通信容量可以用不同的方案來實(shí)現(xiàn)。就目前的是實(shí)用化水平而言，以STM-16和STM-64位根底的WDM系統(tǒng)都進(jìn)入了商品化階段。我們知道對(duì)于國內(nèi)長途干線，STM-16的單通道系統(tǒng)，無需運(yùn)用額外的色散補(bǔ)償技術(shù)，一般也不需要加在線光放大器“在線放大是指將EDFA直接插入到光纖傳輸鏈路中對(duì)信號(hào)進(jìn)行中繼放大的應(yīng)用形式，就可以到達(dá)最大站間距離160km。而STM-64的單通道系統(tǒng)必須采用特別設(shè)計(jì)的色散補(bǔ)償技術(shù)才能

52、到達(dá)120km，超過120 km就要使用光線路放大器。STM-16等級(jí)對(duì)光源和光纖的要求相對(duì)較低，其SDH設(shè)備的本錢也較低。ATM-16等級(jí)還允許運(yùn)用集成化的光轉(zhuǎn)發(fā)器和光接收模塊。對(duì)速率等級(jí)選擇的原那么是：站間距離較長，總?cè)萘吭?0Gb/s如果允許采用48路規(guī)格，總?cè)萘靠杉哟蟮?20Gb/s以下，優(yōu)先選擇STM-16等級(jí)；總?cè)萘吭?0Gb/s(如果允許采用48路規(guī)格，總?cè)萘靠杉哟蟮?20Gb/s)以上，或者多數(shù)站間距離較短，那么選用STM-64等級(jí)。考慮到實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)選用STM-4和STM-1的速率等級(jí)。3 傳輸網(wǎng)傳輸技術(shù)及光纜的選擇傳輸技術(shù)的選擇目前應(yīng)以光纖為主要傳輸媒介，SDH體制與P

53、DH體制相比，具有傳輸容量大，網(wǎng)絡(luò)配置靈活性和生存性高、兼容性高，維護(hù)管理功能強(qiáng)等特點(diǎn)。因此本地傳輸網(wǎng)應(yīng)以SDH為根底。 建議采用SDH及派生的MSTP傳輸技術(shù)，但MSTP技術(shù)不同廠家提供的產(chǎn)品有較大的區(qū)別，在選用時(shí)應(yīng)充分結(jié)合不同地區(qū)本地網(wǎng)的特點(diǎn)和要求。RPR技術(shù)在傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面有很大的優(yōu)勢(shì)，但在提供傳統(tǒng)業(yè)務(wù)方面的能力明顯缺乏，而且標(biāo)準(zhǔn)化工作還沒有完成，組網(wǎng)能力也比擬差，提供仿真電路的本錢高，因此，除非對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)單獨(dú)組網(wǎng)，暫不考慮采用。城域WDM技術(shù)目前主要是用作提高光纖的帶寬利用能力，在組網(wǎng)靈活性和保護(hù)機(jī)制等方面還不是十分成熟和實(shí)用，價(jià)格也比擬貴。智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以說是將來光網(wǎng)絡(luò)開展的方向

54、，有非常多的優(yōu)點(diǎn)，但標(biāo)準(zhǔn)化工作還不太完善，價(jià)格也比擬貴，因此，建議暫不在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。 光纜選擇目前，ITU-T已經(jīng)在G.652、G.653、G.654和G.655中分別定義了4種不同設(shè)計(jì)的單模光纖。其中G.652光纖就是目前廣泛使用的單模光纖，稱為1310nm波長性能最正確的單模光纖,它同時(shí)具有1310nm和1550nm兩個(gè)窗口，零色散點(diǎn)位于1310nm窗口，而最小衰減窗口位于1550nm窗口；G.653光纖稱為1550nm波長性能最正確的單模光纖,主要應(yīng)用于1550nm工作波長區(qū)；G.654光纖稱為截止波長移位單模光纖，主要應(yīng)用于需要很長再生段距離的海底光纖通信；G.655光纖是非零色散移位

55、單模光纖，適于密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)應(yīng)用， G.652光纖和G.655光纖在技術(shù)性能上均可適用于本地傳輸網(wǎng)。從參數(shù)可以看出，兩種光纖的衰減系數(shù)并沒有太大差異，G.652光纖的色散系數(shù)在1550nm波長為15-20ps/nm.km，當(dāng)傳輸10Gb/s的TDM和WDM系統(tǒng)時(shí)，為了增加中繼距離，需要介入具有負(fù)色散系數(shù)的光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償。G.655光纖1530-1560nmps/nm.km，傳輸相同的10Gb/s系統(tǒng)時(shí)，因色散很低，勿需采取色散補(bǔ)償措施。目前G.655光纖的價(jià)格較高，其市場(chǎng)價(jià)格約為G；而且本地傳輸網(wǎng)中繼距離較短，將來采用10Gb/s或基于10Gb/sWDM技術(shù)，一般也不需要色散補(bǔ)

56、償；即使距離很長，也不需要大規(guī)模的色散補(bǔ)償，采用G.652光纖的高速率系統(tǒng)本錢仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 G.655光纖上的系統(tǒng)。因此，建議本地傳輸網(wǎng)采用G.652光纖。 本地傳輸網(wǎng)以SDH為根底，各種業(yè)務(wù)基于SDH系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組織，具有較高的網(wǎng)絡(luò)可靠性和靈活性，通過不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳輸系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種級(jí)別傳輸通道的保護(hù)。 本地傳輸網(wǎng)的建成，將為GSM、CDMA、數(shù)據(jù)及互聯(lián)網(wǎng)等各業(yè)務(wù)網(wǎng)提供一個(gè)高效、可靠的綜合傳輸平臺(tái)，為各項(xiàng)業(yè)務(wù)的順利開展提供了必要的根底條件。 了運(yùn)維本錢。SDH傳輸網(wǎng)包含的設(shè)備種類繁多、數(shù)量巨大，且分布地域非常廣泛，覆蓋了所有需要傳輸資源的地域，網(wǎng)管系統(tǒng)建設(shè)前要充分考慮到在建設(shè)過程中可能

57、會(huì)遇到的各種問題。中國聯(lián)通長途傳輸網(wǎng)綜合網(wǎng)管系統(tǒng)采用了以下幾個(gè)根本建設(shè)思路。 1. 管理對(duì)象要全面，既要包括各種傳輸設(shè)備和連接設(shè)備，還應(yīng)包括管道網(wǎng)資源、光纜網(wǎng)資源、維修支持資源以及其它相關(guān)的資源如客戶資源、工程資料等，將這些資源都納入到綜合網(wǎng)管的管理范圍之內(nèi)，才能充分發(fā)揮綜合網(wǎng)管的優(yōu)勢(shì)，為傳輸網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)提供支持。2. 管理功能要完善，不僅局限于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，還應(yīng)包括網(wǎng)絡(luò)資源管理、網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度、客戶管理、工程管理和綜合分析功能等。利用這些管理功能，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員不僅可以完成網(wǎng)絡(luò)的閉環(huán)維護(hù)工作，還可借助綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的綜合分析功能，完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)的高級(jí)維護(hù)。3. 要采用分階段建設(shè)的思路，將整個(gè)網(wǎng)管建設(shè)的目標(biāo)劃

58、分為假設(shè)干個(gè)階段，并規(guī)定好每個(gè)階段要達(dá)成的目標(biāo)，在實(shí)際工程建設(shè)過程中，按照每個(gè)階段的目標(biāo)，分階段完成綜合網(wǎng)管的建設(shè)。每個(gè)階段完成后，相應(yīng)的系統(tǒng)就可以投入使用，既可防止工程建設(shè)時(shí)間過長，網(wǎng)管系統(tǒng)長期不能投產(chǎn)的情況，又可防止只考慮當(dāng)前目標(biāo)而無視長期利益的情況。4. 使系統(tǒng)支持可持續(xù)性建設(shè)，傳輸網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)不斷開展的網(wǎng)絡(luò)，新技術(shù)、新要求不斷出現(xiàn)，傳輸綜合網(wǎng)管也應(yīng)適應(yīng)這種不斷開展的情況。在綜合網(wǎng)管的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)充分考慮到網(wǎng)管系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，網(wǎng)管系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)根本穩(wěn)定，并具有相當(dāng)強(qiáng)的擴(kuò)展性，這樣，當(dāng)新技術(shù)、新要求出現(xiàn)時(shí)，網(wǎng)管系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)不需要改動(dòng)，只需要進(jìn)行稍微的調(diào)整就能適應(yīng)變化，保證網(wǎng)管系統(tǒng)的可持續(xù)

59、性建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)管理是時(shí)實(shí)或近時(shí)實(shí)地監(jiān)視通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，必要時(shí)采取措施，已到達(dá)在任何情況下，最大限度地使用網(wǎng)絡(luò)中一切可以利用的設(shè)備，使盡可能多的通信得以實(shí)現(xiàn)。 4 甘肅移動(dòng)蘭州IP城域網(wǎng)組網(wǎng)方案中國移動(dòng)城域網(wǎng)的建設(shè)的業(yè)務(wù)定位.1中國移動(dòng)建設(shè)城域網(wǎng)的必要性2001年，中國移動(dòng)集團(tuán)公司正式啟動(dòng)了全國骨干和省際傳輸網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)，局部省移動(dòng)公司也紛紛開始建設(shè)省內(nèi)傳送網(wǎng)。為將骨干網(wǎng)的寬帶優(yōu)勢(shì)盡快延伸到用戶，確立全網(wǎng)的帶寬優(yōu)勢(shì)，中國移動(dòng)城域網(wǎng)的建設(shè)勢(shì)在必行。隨著中國參加WTO和中國電信市場(chǎng)開放的進(jìn)一步深入，中國移動(dòng)建設(shè)城域網(wǎng)將是一個(gè)長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略性決策。作為中國移動(dòng)通信主業(yè)的GSM網(wǎng)絡(luò)正在持續(xù)快速開展，GPRS

60、、3G是現(xiàn)階段和下一階段提供移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主導(dǎo)技術(shù)，其在本地范圍內(nèi)的傳輸對(duì)城域網(wǎng)的建設(shè)提出了新的要求。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅速開展，移動(dòng)商務(wù)等新的應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，在不遠(yuǎn)的將來，城域網(wǎng)承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將不斷增長，運(yùn)營商們對(duì)承載這些業(yè)務(wù)平臺(tái)的要求也越來越高。中國移動(dòng)已于2000年取得ISP牌照，進(jìn)入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域。并且中國移動(dòng)自身有大量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：WAP業(yè)務(wù)、GPRS業(yè)務(wù)、將來的3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及辦公自動(dòng)化等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，已于2000年開始建設(shè)CMNet，現(xiàn)已完成覆蓋全國的IP數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)。全國大多數(shù)省正在建設(shè)或方案建設(shè)省內(nèi)數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)。但是由于沒有寬帶傳送網(wǎng)絡(luò)，很難針對(duì)企業(yè)用戶或者個(gè)人用戶開展業(yè)務(wù)。現(xiàn)在通常使用租用中