光纖通信課件

第5章光纖通信

本章學(xué)習(xí)要點1、光纖通信系統(tǒng)的概念及組成2、光纖、光纜、光發(fā)送機與光接收機3、同步數(shù)字系列SDH的概念及原理4、光波分復(fù)用（WDM）的概念及原理5、MSTP的概念、原理及應(yīng)用6、ASON的概念、原理及應(yīng)用5.1光纖通信概述5.2光纖通信系統(tǒng)

5.3同步數(shù)字系列（SDH）5.4光波分復(fù)用（WDM）

5.5多業(yè)務(wù)傳送平臺（MSTP）

5.6自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）

5.7光纖孤子通信技術(shù)

5.8光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢5.1光纖通信發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀探索時期的光通信

?在這個時期，美國麻省理工學(xué)院利用He-Ne激光器和CO2激光器進行了大氣激光通信試驗。由于沒有找到穩(wěn)定可靠和低損耗的傳輸介質(zhì)，對光通信的研究曾一度走入了低潮。?1960年，美國人梅曼(Maiman)發(fā)明了第一臺紅寶石激光器，給光通信帶來了新的希望。激光器的發(fā)明和應(yīng)用，使沉睡了80年的光通信進入一個嶄新的階段。?1880年，美國人貝爾(Bell)發(fā)明了用光波作載波傳送話音的“光電話”。貝爾光電話是現(xiàn)代光通信的雛型。?原始形式的光通信:中國古代用“烽火臺”報警，歐洲人用旗語傳送信息。

諾貝爾獎得主－高錕(1933年11月4日－)，英國華裔科學(xué)家，生于中國上海金山區(qū)。光纖通訊、電機工程專家。光纖之父，前香港中文大學(xué)校長。美國國家工程院院士、英國皇家工程科學(xué)院院士、英國皇家藝術(shù)學(xué)會會員和瑞典皇家工程科學(xué)院外籍院士，臺灣中央研究院院士。1996年當(dāng)選中國科學(xué)院外籍院士。

用石英基玻璃纖維進行長距離信息傳遞，將帶來一場通訊事業(yè)的革命，并提出當(dāng)玻璃纖維損耗率下降到20分貝/公里時，光纖通訊即可成功。1970年，光纖研制取得了重大突破

?1970年，美國康寧(Corning)公司研制成功損耗20dB/km的石英光纖。把光纖通信的研究開發(fā)推向一個新階段。

?1972年，康寧公司高純石英多模光纖損耗降低到4dB/km。

?1973年，美國貝爾(Bell)實驗室的光纖損耗降低到2.5dB/km。1974年降低到1.1dB/km。

?1976年，日本電報電話(NTT)公司將光纖損耗降低到0.47dB/km(波長1.2μm)。

?在以后的10年中，波長為1.55μm的光纖損耗：1979年是0.20dB/km，1984年是0.157dB/km，1986年是0.154dB/km，接近了光纖最低損耗的理論極限。光纖通信的發(fā)展可以粗略地分為三個階段：

?第一階段(1966~1976年)，這是從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用的開發(fā)時期。?第二階段(1976~1986年)，這是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標(biāo)和大力推廣應(yīng)用的大發(fā)展時期。

?第三階段(1986~1996年)，這是以超大容量超長距離為目標(biāo)、全面深入開展新技術(shù)研究的時期。圖各種傳輸線路的損耗特性

5.1.2光纖通信的特點

?容許頻帶很寬，傳輸容量很大

?損耗很小，中繼距離很長且誤碼率很小

?重量輕、體積小

?抗電磁干擾性能好

?泄漏小，保密性能好

?節(jié)約金屬材料，有利于資源合理使用光纖通信的應(yīng)用

光纖可以傳輸數(shù)字信號，也可以傳輸模擬信號。光纖在通信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)與計算機網(wǎng)，以及在其它數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，都得到了廣泛應(yīng)用。光纖寬帶干線傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)發(fā)展迅速，是當(dāng)前研究開發(fā)應(yīng)用的主要目標(biāo)。光纖通信的各種應(yīng)用可概括如下：

①通信網(wǎng)②構(gòu)成因特網(wǎng)的計算機局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)③有線電視網(wǎng)的干線和分配網(wǎng)④綜合業(yè)務(wù)光纖接入網(wǎng)

5.1.3光纖通信的工作窗口

光纖的損耗系數(shù)隨著波長而變化，為獲得低損耗特性，光纖通信選用的波長范圍在0.8～1.8μm，并稱0.8～1.0μm為短波長波段，1.0～1.8μm為長波長波段。目前光纖通信實用的波長即短波長段的0.85μm、長波長波段的1.31μm和1.55μm，通常稱其為是目前光纖通信的三個實用窗口。0.70.80.91.01.11.21.31.41.5衰減（dB/km）第一窗口第二窗口波長——λ（μm）普通單模光纖的衰減隨波長變化示意圖6543210。40。2第三窗口

C波段1525~1565nm1.571.62L波段5.2光纖通信系統(tǒng)

5.2.1光纖與光纜

(1)光纖分類與結(jié)構(gòu)(2)光纖中光波傳輸原理(3)光纖的損耗特性(4)光纖的色散特性(5)光纜結(jié)構(gòu)與分類

一、光纖的結(jié)構(gòu)

目前通信用的光纖大多采用石英玻璃(SiO２)制成的橫截面很小的雙層同心圓柱體，未經(jīng)涂覆和套塑時稱為裸光纖，如圖所示。光纖與光纜

1.光纖的結(jié)構(gòu)石英玻璃、塑料或晶體纖芯(折射率大)和包層全反射光纖的分類

按工作波長：短波長(850nm)和長波長(1310nm、1550nm)按傳輸模式(根據(jù)光纖中傳輸模式數(shù)量的不同)：多模光纖和單模光纖按折射率分布：階躍(突變)型(SI)、漸變(梯度)型(GI)和W型按材料：石英光纖、塑料光纖等

圖三種基本類型的光纖(a)突變型多模光纖；(b)漸變型多模光纖；（c）單模光纖

2.按照傳輸?shù)目偰?shù)來分所謂模式，實質(zhì)上是電磁場的一種分布形式。模式不同，其分布不同，根據(jù)光纖中傳輸模式數(shù)量來分，可分為單模光纖和多模光纖。(1)單模光纖(SM-Singlemodefiber)(2)多模光纖(MM-Multimodefiber)

多模光纖62.5/125μm的光纖典型距離達5英里用于：CCTV門禁控制系統(tǒng)內(nèi)部通訊多模MMF

光傳播的基本知識n1n2n1>n2n1n2臨界角900臨界角n1n2全反射入射角=反射角θ1θ2產(chǎn)生全反射的條件：n1>n290o>θ>臨界角

圖突變型多模光纖的光線傳播原理1.突變型多模光纖設(shè)纖芯和包層折射率分別為n1和n2，空氣的折射率n0=1，纖芯中心軸線與z軸一致，如下圖。光線在光纖端面以小角度θ從空氣入射到纖芯(n0<n1)，折射角為θ1，折射后的光線在纖芯直線傳播，并在纖芯與包層交界面以角度ψ1入射到包層(n1>n2)。

光纖色散(Dispersion)由于光纖中色散的存在，會使得輸入脈沖在傳輸過程中展寬，產(chǎn)生碼間干擾，增加誤碼率。它是限制傳輸速率的主要因素。散射由于光線的基本結(jié)構(gòu)不完美，引起的光能量損失，此時光的傳輸不再具有很好的方向性。簡單地說，光纖的色散就是由于光纖中光信號中的不同頻率成分或不同的模式，在光纖中傳輸時，由于速度的不同而使得傳播時間不同，因此造成光信號中的不同頻率成分或不同模式到達光纖終端有先有后，從而產(chǎn)生波形畸變的一種現(xiàn)象。

光線缺陷3.非線性效應(yīng) 光纖通信中，激光器輸出的高功率導(dǎo)致光纖的非線性極為顯著。非線性效應(yīng)：在輸出端可以產(chǎn)生輸入端所沒有的新的頻率分量。光纖的傳輸性能1.衰減(Loss)(1)衰減(dB)

衰減是光纖的一個重要傳輸參數(shù)。它表明了光纖對光能量的傳輸損耗，對光纖質(zhì)量的評定和對光纖通信系統(tǒng)的中繼距離的確定都起著十分重要的作用，其評定量綱為dB。

(2)衰減系數(shù)(dB/km)衰減系數(shù)定義為單位長度光纖引起的光功率衰減，其評定量綱為dB/Km。光纜按芯數(shù)分為單芯、雙芯、多芯按敷設(shè)場合分為架空、直埋、管道、移動、室內(nèi)、水下、海底等按用途分為通信用光纜和非通信用光纜加強元件加強元件加強元件加強元件加強元件光纖5.2.2光纖通信系統(tǒng)的組成電信號電端機發(fā)光端機光中繼器收光端機電端機電信號光纜光纜

(1)光發(fā)送機

(2)光接收機

(3)光中繼器

(4)光放大器

光發(fā)射機和接收機光源

在光纖通信系統(tǒng)中光源的作用是將被傳輸?shù)碾娦盘栟D(zhuǎn)換為光信號送入光纖，即完成電/光轉(zhuǎn)換任務(wù)。1.LD的特性 半導(dǎo)體激光器在注入電流達到一定數(shù)值（I>It）時，才發(fā)出激光；而I<It時發(fā)出的是熒光，即LD具有閾值性。2.LED的特性 LED與LD的差別是它沒有光學(xué)諧振腔，不能產(chǎn)生激光，靠自發(fā)輻射發(fā)光，產(chǎn)生的是熒光。光發(fā)射機

?數(shù)字光發(fā)射機的功能:?電端機輸出的數(shù)字基帶電信號轉(zhuǎn)換為光信號?用耦合技術(shù)注入光纖線路

?用數(shù)字電信號對光源進行調(diào)制

?調(diào)制分為直接調(diào)制和外調(diào)制兩種方式

受調(diào)制的光源特性參數(shù)有：功率、幅度、頻率和相位

光發(fā)射機的組成

直接強度調(diào)制的數(shù)字光發(fā)射機，其作用是將PCM設(shè)備送來的電信號進行電/光變換，并處理成為滿足一定要求的光信號后送入光纖傳輸。光發(fā)送機光發(fā)送機的組成原理方框圖：碼型變換光源驅(qū)動發(fā)送光源溫控電路光檢測器自動增益控制

1.光源:光源是光發(fā)射機的關(guān)鍵器件，它產(chǎn)生光纖通信系統(tǒng)所需要的載波。

對通信用光源的要求如下

(1)發(fā)射的光波長應(yīng)和光纖低損耗“窗口”一致，即中心波長應(yīng)在0.85μm、1.31μm和1.55μm附近。

光譜單色性要好，即譜線寬度要窄，以減小光纖色散對帶寬的限制。

(2)電/光轉(zhuǎn)換效率要高，即要求在足夠低的驅(qū)動電流下，有足夠大而穩(wěn)定的輸出光功率，且線性良好。發(fā)射光束的方向性要好，即遠場的輻射角要小，以利于提高光源與光纖之間的耦合效率。摻鉺光纖放大器(EDFA)光纖放大器包括稀土摻雜光纖放大器和利用非線性效應(yīng)的常規(guī)光纖放大器。損耗是限制無中繼傳輸距離的主要原因。摻鉺光纖放大器如圖4-6-1所示，20世紀80年代末期，波長為1.55μm的摻鉺(Er)光纖放大器(EDFA：ErbiumDopedFiber

Amplifier)研制成功并投入實用，把光纖通信技術(shù)水平推向一個新高度，成為光纖通信發(fā)展史上一個重要的里程碑。圖摻鉺光纖放大器示意圖

當(dāng)泵浦(Pump)光的光子能量等于能級3和能級1的能量差時，鉺離子吸收泵浦光從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)(1→3)。這種放大是由于泵浦光的能量轉(zhuǎn)換為信號光的結(jié)果。

5.2.3光線路的碼型

光纖數(shù)字傳輸系中并不是直接傳輸由電端機傳送過來的數(shù)字信號，而是要經(jīng)過編碼處理變換成碼速率略高一點的適合在光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)中傳的線路碼。⑴CMI碼(編碼信號反轉(zhuǎn)碼，偽雙極性碼)和DMI碼⑵mBnB碼數(shù)字光纖通信的線路碼型電端機輸出的數(shù)字信號是適合電纜傳輸?shù)碾p極性碼，而光源不能發(fā)射負脈沖，要變換為適合于光纖傳輸?shù)膯螛O性碼;線路碼型的要求：能夠提供定時信息，誤碼性能檢測，功率譜中低高頻分量少；適用于光纖通信系統(tǒng)的線路碼型主要有mBnB碼、插入比特碼和加擾碼。1.mBnB碼(n>m)

mBnB碼又叫分組碼，是把輸入的信息碼流以m比特（mB）分為一組，再按一定規(guī)則（變換表）變換成n比特（nB）一組的碼組輸出。常用碼型：5B6B碼

01111111111

01101110110

01011101101

01001100100

00111011011

00101010010

00011001001

000010000004B3B3B和4B的碼字

2.插入比特碼

這種碼型是把輸入的信息碼流按m比特分為一組，再在每組的m位之后插入一個比特（根據(jù)每組中奇偶校驗結(jié)果，插入奇偶校正位），組成線路碼。3.加擾碼

擾碼是把已知的二進制序列按一定方法加入到信息碼流中，在接收端，用同樣方法再恢復(fù)出原來的信息碼流。在系統(tǒng)光發(fā)射機的調(diào)制器前，需要附加一個擾碼器，將原始的二進制碼序列加以變換，使其接近于隨機序列。5.3同步數(shù)字系列（SDH）

5.3.1SDH的產(chǎn)生

PDH技術(shù)的主要缺點

一種有機地結(jié)合了高速大容量光纖傳輸技術(shù)和智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新體制——光同步傳送網(wǎng)應(yīng)運而生。最初，這一概念是由美國貝爾通信研究所提出來的，并稱之為同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）。SDH概念

PDH流行于上世紀80年代，由于當(dāng)時的通信業(yè)務(wù)量小，種類也少，所以對傳輸?shù)男枨罅恳蚕鄬^小。到了上世紀90年代，通信業(yè)務(wù)急劇上升，種類也開始繁多，慢慢的，原有的PDH已經(jīng)無法滿足日益增大的通信網(wǎng);因此誕生了SONET，SONET是由美國朗訊科技貝爾實驗室制定的同步數(shù)字體系的原型，后來ITU-T（原來的CCITT）在SONET的基礎(chǔ)上對同步傳輸?shù)母髦匪俾蔬M行了更進一步的規(guī)范，就形成了今天的SDH。PDH(PlesiochronousDigitalHierarchy)PDH:準同步數(shù)字序列。所謂準同步，就是被復(fù)接的支路信號的時鐘來自不同的時鐘源（即各自都有自己的時鐘）各支路信號的數(shù)碼率都可以在標(biāo)稱值上有偏差，各支路信號的時鐘和本機的定時信號是異步的，所以準同步復(fù)接又稱為異步復(fù)接。PDH有三個系列，分別是日本系列、北美系列、歐洲系列，各系列定義的速率等級以及速率層次各不相同。通常我們經(jīng)常用一次群（基群）、二次群、三次群、四次群以及高次群來描述PDH的速率。

二次群速率偏差范圍為

8.448Mbit/s±30ppm三次群速率偏差范圍為：

34.368Mbit/s±20ppm四次群速率偏差范圍為：

139.264Mbit/s±15ppm

?對于以2.048Mb/s為基礎(chǔ)速率的制式，各次群的話路數(shù)按4倍遞增，速率的關(guān)系略大于4倍。

?對于以1.544Mb/s為基礎(chǔ)速率的制式，在3次群以上，日本和北美各國又不相同，看起來很雜亂。

?PDH各次群比特率相對于其標(biāo)準值有一個規(guī)定的容差，而且是異源的，通常采用正碼速調(diào)整方法實現(xiàn)準同步復(fù)用。

?1次群至4次群接口比特率早在1976年就實現(xiàn)了標(biāo)準化，并得到各國廣泛采用。

?PDH主要適用于中、低速率點對點的傳輸。PDH的固有缺陷：

作為傳統(tǒng)的數(shù)字傳輸體制，PDH具有以下固有的缺陷：1、接口方面電接口——只有地區(qū)性的電接口規(guī)范，無世界標(biāo)準。造成國際間互通困難。

PDH有3種速率等級：歐洲和中國（2Mb/s）、日本、北美（1.5Mb/s）。光接口——無光接口規(guī)范，各廠家獨自開發(fā)。在同一數(shù)字等級上光接口的信號速率不一樣。

設(shè)備間互連困難從高速信號插/分低速信號要一級一級進行，層層的復(fù)用/解復(fù)用增加了信號的損傷，不利于大容量傳輸。

2、復(fù)用方式：

復(fù)用/解復(fù)用的方式，決定高速信號上/下低速信號的方便性。

PDH采用異步復(fù)用方式：低速信號在高速信號中的位置無規(guī)律性，即無預(yù)知性，即不能從高速信號中直接分離低速信號。東西放在哪兒了？3、運行維護功能（OAM）：

OAM決定設(shè)備維護成本，與信號幀中開銷（冗余）字節(jié)的數(shù)量有關(guān)；

PDH信號幀中用于OAM的開銷少，OAM功能弱，系統(tǒng)安全性差4、無統(tǒng)一的網(wǎng)管接口，無法形成統(tǒng)一的TMN因此，PDH體制不適應(yīng)大容量傳輸網(wǎng)的組建，SDH體制應(yīng)運而升。1.5Mbit/s2Mbit/s日本系列北美系列歐洲系列1.6Gbit/s400Mbit/s100Mb/s32Mbit/s6.3Mbit/s*4*4*3*5*4*46.3Mbit/s*745Mbit/s274Mbit/s*6*48Mbit/s*434Mbit/s*4130Mbit/s*4565Mbit/s準同步數(shù)字系列（PDH)同步數(shù)字體系（SDH）SDH(SynchronousDigitalHierarchy)

所謂SDH是一套可進行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的標(biāo)準化數(shù)字信號的結(jié)構(gòu)等級。北美的同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）1988年CCITT（現(xiàn)ITU-T）重新命名為SDH，使之成為不僅適用于光纖，也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)募夹g(shù)體制。SDH的特點具有世界范圍內(nèi)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口。有一套標(biāo)準化的信息結(jié)構(gòu)等級，稱為同步傳輸模塊STM-1，STM-4，STM-16，STM-64，速率分別是155.520Mbit/s,622.080Mbit/s,2448.320Mbit/s,9953.280Mbit/s頁面式的幀結(jié)構(gòu).采用了同步復(fù)用和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu),使低階信號和高階信號的復(fù)用/解復(fù)用一次到位,簡化了傳輸處理設(shè)備的品種和數(shù)量.既能兼容現(xiàn)存的各種PDH系列,又充分考慮了未來新業(yè)務(wù)的發(fā)展.采用了指針調(diào)整技術(shù).引入了“虛容器”的概念.采用了分插復(fù)用器(ADM)和數(shù)字交叉連接(DXC)等設(shè)備.

5.3.2SDH的特點

歸納起來，SDH最為核心的有三大特點：(1)同步復(fù)用

(2)強大的網(wǎng)絡(luò)管理能力(3)統(tǒng)一的光接口及復(fù)用標(biāo)準

5.3.3SDH幀結(jié)構(gòu)

AUPTRSOH9*270*N字節(jié)SOHSTM-N(Payload)9*N261*N270*N列STM-N幀結(jié)構(gòu)(含POH)SOH：段開銷AUPTR：管理單元指針POH：通道開銷

5.3.4SDH復(fù)用原理

SDH的一般復(fù)用結(jié)構(gòu)是由一些基本復(fù)用映射單元組成的，有若干個中間復(fù)用步驟的復(fù)用結(jié)構(gòu)，具有一定頻差的各種支路的業(yè)務(wù)信號要想復(fù)用進STM-N幀都要經(jīng)歷映射、定位校準和復(fù)用三個步驟。幀結(jié)構(gòu)的組成（1）信息凈負荷區(qū)域（payload） 存放待傳送的各種信息碼(待傳的低速信號)的地方，其中包含少量用于通道性能監(jiān)視、管理和控制的通道開銷字節(jié)（POH）。信息凈負荷區(qū)相當(dāng)于STM-N這輛運貨車的車箱，車箱內(nèi)裝載的貨物就是經(jīng)過打包的低速信號——待運輸?shù)呢浳铩榱藢崟r監(jiān)測貨物（打包的低速信號）在傳輸過程中是否有損壞，在將低速信號打包的過程中加入了監(jiān)控開銷字節(jié)——通道開銷（POH）字節(jié)。何謂通道,段？舉例:STM-1信號可復(fù)用進63×2Mbit/s的信號，那么換一種說法可將STM-1信號看成一條傳輸大道，那么在這條大路上又分成了63條小路，每條小路通過相應(yīng)速率的低速信號，那么每一條小路就相當(dāng)于一個低速信號通道，通道開銷的作用就可以看成監(jiān)控這些小路的傳送狀況了。這63個2M通道復(fù)合成了STM-1信號這條大路——此處可稱為“段”了。段開銷(SOH:SectionOverhead)所謂段開銷是指為保證信息正常、靈活、有效地傳送所必須附加的字節(jié)，它主要用于網(wǎng)絡(luò)的運行、管理、維護及指配（OAM&P）?！踉偕伍_銷(RSOH)□復(fù)用段開銷(MSOH)通道開銷（POH）□低階通道開銷（LPOH）□高階通道開銷（HPOH）段開銷（SOH）

STM-1段開銷的字節(jié)安排如下圖所示，段字節(jié)豐富， SOH的字節(jié)描述如下：（1）幀定位字節(jié):A1、A2（2）再生段蹤跡字節(jié)：J0:跟蹤通道連接情況（3）數(shù)據(jù)通信通路（DCC）:D1~D12：為網(wǎng)管提供專用通路；（4）公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié):E1（再生段開銷）、E2（復(fù)用段開銷）（5）使用者通路字節(jié):F1（6）比特間插奇偶校驗8位碼（BIP-8）:B1（用在再生段誤碼檢測）圖2-8-6STM-1SOH字節(jié)安排POHVSSOH段開銷可進行對STM-N這輛運貨車中的所有貨物在運輸中是否有損壞進行監(jiān)控，POH的作用是當(dāng)車上有貨物損壞時，通過它來判定具體是哪一件貨物出現(xiàn)損壞。SOH完成對貨物整體的監(jiān)控，POH是完成對某一件特定的貨物進行監(jiān)控。當(dāng)然，SOH和POH還有一些管理功能。

(3)管理單元指針(AUPTR)。管理單元指針是一種指示符，主要用于指示Payload第一個字節(jié)在幀內(nèi)的準確位置(相對于指針位置的偏移量)。采用指針技術(shù)是SDH的創(chuàng)新，結(jié)合虛容器(VC)的概念，解決了低速信號復(fù)接成高速信號時，由于小的頻率誤差所造成的載荷相對位置漂移的問題。基本復(fù)用映射單元容器（C）虛容器（VC）支路單元（TU）支路單元組（TUG）管理單元（AU）管理單元組（AUG）同步傳送模塊（STM-N）

VC-12VC-3POHC-3(34/45Mb/s)85列POHC-12

(2Mb/s)4列9行復(fù)用與映射第25頁VC12VC2VC：是SDH中最重要的一種信息結(jié)構(gòu)。可在通道中任一點取出或插入，進行同步復(fù)用或交叉連接處理，方便靈活。SOHVC3

SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu)

5.3.5SDH網(wǎng)絡(luò)

SDH不僅適合于點對點傳輸，而且適合于多點之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸。下圖所示：SDH傳輸網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)。

SDH傳輸網(wǎng)由SDH終接設(shè)備（TM)、分插復(fù)用設(shè)備ADM、數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC等網(wǎng)絡(luò)單元以及連接它們的(光纖)物理鏈路構(gòu)成。圖SDH拓撲結(jié)構(gòu)圖2-8-2SDH網(wǎng)絡(luò)單元示意圖圖SDH傳輸網(wǎng)的典型拓撲結(jié)構(gòu)TMADMDXCADMTMTMTMADMSTM-nSTM-nDXCADMTMSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-nSTM-n低速信號低速信號……低速信號低速信號(n<N)

5.3.5SDH網(wǎng)絡(luò)二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)

5.4光波分復(fù)用（WDM）

5.4.1WDM的產(chǎn)生

5.4.2WDM的概念5.4.3WDM的特點5.4.4WDM系統(tǒng)的基本應(yīng)用形式

WDM的概念光波分復(fù)用(WDM：WavelengthDivisionMultiplexing)技術(shù)是在一根光纖中同時傳輸多個不同波長光信號的一項技術(shù)。

光波分復(fù)用（WDM）的基本原理是：在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來(復(fù)用)，并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端又將組合波長的光信號分開(解復(fù)用)，并作進一步處理，恢復(fù)出原信號后送入不同的終端，因此將此項技術(shù)稱為光波分復(fù)用技術(shù)。高速路加油站巡邏車什么是波分復(fù)用？WavelengthDivisionmultiplexingEachwavelengthislikeaseparatechannel(fiber)把不同波長的光信號復(fù)用到一根光纖中進行傳送的方式統(tǒng)稱為波分復(fù)用。每個波段作為一個獨立的通道來傳輸某一特定波長的光信號。光波分復(fù)用的實質(zhì)是在光纖上進行光頻分復(fù)用，只是因為光波通常采用波長來描述、監(jiān)測和控制。

WDM概念WavelengthDivisionMultiplexingPassive/activedevicesareneededtocombine,distribute,isolateandamplifyopticalpoweratdifferentwavelengths由于系統(tǒng)設(shè)計的不同，每個波長之間的間隔寬度也會有差別，按照通道間隔的差異，ＷＤＭ可以細分:Ｗ－ＷＤＭ（Ｗｉｄｅ－ＷＤＭ，通道間隔≥25ｎｍ）Ｍ－ＷＤＭ（Ｍｉｄ－ＷＤＭ，3.2ｎｍ≤通道間隔≤25ｎｍ）Ｄ－ＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ－ＷＤＭ，通道間隔≤3.2ｎｍ）。

波分復(fù)用系統(tǒng)的基本形式WDM系統(tǒng)主要有如下的兩種形式：1.雙纖單向傳輸 單向WDM是指所有光波長同時在一根光纖上沿同一方向傳送（如圖所示）；在發(fā)送端將載有各種信息的、具有不同波長的已調(diào)光信號λ1，λ2，λ3，λ4，…，λn通過光復(fù)用器組合在一起，并在一根光纖中單向傳輸。由于各信號是通過不同光波長攜帶的，因而彼此之間不會混淆。在接收端通過光解復(fù)用器將不同波長的信號分開，完成多路光信號傳輸?shù)娜蝿?wù)。圖雙纖單向傳輸?shù)腤DM系統(tǒng)2.單纖雙向傳輸

單纖雙向傳輸如圖所示。雙向：不同光波長在一根光纖上同時向兩個不同的方向傳輸，但是兩個方向所用的波長相互分開，以實現(xiàn)兩個方向的全雙工通信。單向WDM系統(tǒng)在開發(fā)和應(yīng)用方面都比較廣泛。雙向WDM系統(tǒng)的優(yōu)點是只使用一根光纖和較少的光纖放大器，但同時對系統(tǒng)的要求也高（缺點）。圖單纖雙向傳輸?shù)腤DM系統(tǒng)5.5多業(yè)務(wù)傳送平臺（MSTP）

5.5.1MSTP的產(chǎn)生5.5.2MSTP的基本概念（1）廣義MSTP技術(shù)（2）狹義MSTP技術(shù)

MSTP（Multi-ServiceTransferPlatform）（基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺）是指基于SDH平臺同時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(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。MSTP工作原理

MSTP可以將傳統(tǒng)的SDH復(fù)用器、數(shù)字交叉鏈接器（DXC）、WDM終端、網(wǎng)絡(luò)二層交換機和IP邊緣路由器等多個獨立的設(shè)備集成為一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，即基于SDH技術(shù)的多業(yè)務(wù)傳送平臺（MSTP），進行統(tǒng)一控制和管理。

5.5.3MSTP的系統(tǒng)原理及特點

(1)提供集成的數(shù)字交叉連接功能。(2)具有動態(tài)帶寬分配和鏈路高效建立能力。(3)支持多種以太網(wǎng)業(yè)務(wù)類型。(4)支持WDM擴展。(5)提供綜合的網(wǎng)絡(luò)管理能力。

5.5.4MSTP的關(guān)鍵技術(shù)

(1)GFP

(2)VCat

(3)LCAS

(4)RPR

(5)MPLS