光傳送網技術交流-3056721

光傳送網技術交流

2009-11-13

目錄12光纖通信基本知識3SDH基本原理DWDM基本原理4傳輸新技術及發(fā)展趨勢傳輸網絡概述傳輸網在整個電信網絡中是一個基礎網，發(fā)揮的作用是傳送各個業(yè)務網的信號，使每個業(yè)務網的不同節(jié)點、不同業(yè)務網之間互相連接在一起，形成一個四通八達的網絡，為用戶提供各種業(yè)務。傳輸網提供2M、8M、34M、140M、155M、2.5G、10G等速率的通道，各業(yè)務網通過傳輸網傳送信號時，也必須以相應的接口與傳輸網對接，常用的有2M、155M、2.5G等速率接口，這些接口可以是電口，也可以是光口；隨著傳輸網絡的發(fā)展及IP化，也可以提供10M、100M、GE等電路。傳輸設備把這些相同速率或不同速率的多條通道復用成高速率的信號，通過傳輸媒質傳送到對端局，然后解復用還原給相應的業(yè)務網。根據(jù)傳輸媒質的不同，傳輸可分為微波通信、光通信等等，根據(jù)復用方式的不同，傳輸又可分為模擬（頻分）通信、數(shù)字（時分）通信，其中數(shù)字（時分）通信又分為PDH、SDH兩種；隨著分組化的出現(xiàn)，有了MSTP（基于SDH的多業(yè)務傳送平臺）技術，以及PTN、OTN、PON等新技術。目前我公司傳輸網基本采用DWDM、MSTP、SDH技術，輔助部分PDH、微波等技術組網，下一步正在規(guī)劃建設OTN、PTN、PON網絡。光纖通信概念及其優(yōu)點光纖通信就是以光波作為載波，以光纖作為傳輸介質實現(xiàn)信息傳輸，達到通信目的的一種通信技術。光纖通信有很多優(yōu)點：傳輸頻帶寬、通信容量大；傳輸損耗低、中繼距離長；線徑細、重量輕，原料為石英，節(jié)省金屬材料，有利于資源合理使用；絕緣、抗電磁干擾性能強；還具有抗腐蝕能力強、抗輻射能力強、可繞性好、無電火花、泄露小、保密性強等優(yōu)點。單模光纖分類G.652光纖：常規(guī)單模光纖，又稱色散未位移單模光纖（1310性能最佳，0色散，低損耗）

G.653光纖：色散移位光纖；(1550nm性能最佳，0色散，容易引起非線性。）G.654光纖：截止波長移位的單模光纖；（1550低衰減，1310零色散）主要用于海 底光纜G.655光纖：非零色散移位單模光纖。該種光纖主要應用于1550nm工作波長區(qū)，色

散系數(shù)較小，色散受限距離達數(shù)百公里，并且可以有效減小四波混頻

的影響。

◆受激散射效應

受激布利淵散射（SBS）受激拉曼散射（SRS）

◆非線性折射（克爾效應）

自相位調制（SPM）交叉相位調制（XPM）

四波混頻（FWM）光纖傳輸系統(tǒng)組成光纖傳輸系統(tǒng)主要由：光發(fā)送機、光接收機、光纜傳輸線路、光中繼器和各種無源光器件構成。要實現(xiàn)通信，基帶信號還必須經過電端機對信號進行處理后送到光纖傳輸系統(tǒng)完成通信過程。一、SDH概述——建立SDH概念二、SDH信號幀結構和復用步驟三、開銷和指針四、設備的邏輯構成SDH基本原理五、SDH網絡拓撲結構六、SDH的自愈保護技術SDH的基本概念是一整套可進行同步數(shù)字傳輸、復用和交叉連接的標準化數(shù)字信號的等級結構。SDH產生的社會背景通信網傳輸、交換、處理大量信息，向數(shù)字化、綜合化、智能化、個人化發(fā)展。作為通信網的承載體傳輸網要求：寬帶化——信息高速公路規(guī)范化——世界性統(tǒng)一的標準接口一、SDH......?SDH的工作方式電接口STM-1是SDH的第一個等級，又叫基本同步傳送模塊，比特率為155.520Mb/s。STM-N是SDH第N個等級的同步傳送模塊，比特率是STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，64，256)。光接口僅對電信號擾碼。光口信號碼型是加擾的NRZ碼，采用世界統(tǒng)一的標準擾碼。接口方面SDH的特點復用方式低階SDH→高階SDH，采用字節(jié)間插復用方式。低速PDH→

SDH，同步復用和靈活的映射例如：4xSTM-1→STM-4。SDH的特點B1B2B3C1C2C3A1A2A3C2A2D2B1C1D1B2A3A1D1D2D3D3B3C3

◆OAM功能用于OAM的開銷多OAM功能強——這也是線路編碼不用加冗余碼的原因

◆兼容性老體制設備是否還可發(fā)揮作用對新體制能否接入◆強大的網絡保護能力，網絡具有較高的安全性SDH的特點內容：STM-N的幀結構和幀各部分的作用PDH信號復用進STM-N幀的方式140M復用進STM-N幀34M復用進STM-N幀2M復用進STM-N幀二、幀結構和復用步驟幀結構STM-N幀中放置各種業(yè)務信息的地方。2M/34M/140M等PDH信號、ATM信號、IP信息包等打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信號承載，在SDH網上傳輸。若將STM-N信號幀比做一輛貨車，其凈負荷區(qū)即為該貨車的車廂。在將低速信號打包裝箱時，在每一個信息包中加入通道開銷POH，以完成對每一個“貨物包”在“運輸”中的監(jiān)視。信息凈負荷(9行×261列)低階SDH→高階SDH：同步字節(jié)間插復用方式PDH信號→STM-N：同步復用和靈活的映射140M→STM-N34M→STM-N2M→STM-N復用是依復用路線圖進行的，ITU-T規(guī)定的路線圖有多種，但通常一個國家或地區(qū)僅使用一種。復用步驟(復用方式、復用結構)復用步驟中國的SDH基本復用映射結構STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3×N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指針處理映射定位復用AUG-N×1×3×7×3×1內容：SDH監(jiān)控的實現(xiàn)——開銷段開銷——RSOH、MSOH通道開銷——HPOH、LPOH指針管理單元指針——AU-PTR支路單元指針——TU-PTR三、開銷和指針段開銷——完成對STM-N整體信號流進行監(jiān)控。即對STM-N“車廂”中所有“貨物包”進行整體上的性能監(jiān)控。再生段開銷(RSOH)—完成對STM-N整體信息結構進行監(jiān)控復用段開銷(MSOH)—完成對STM-N中的復用段層信息結構進行監(jiān)控RSOH、MSOH、POH組成SDH層層細化的監(jiān)控體制二者區(qū)別：宏觀（RSOH）和微觀（MSOH）段開銷RSOH、MSOH、HPOH、LPOH完成層層細化的監(jiān)控功能。開銷段開銷通道開銷再生段開銷復用段開銷高階段通道開銷低階段通道開銷開銷的分類段開銷區(qū)別宏觀和微觀包容和被包容分類低階通道開銷——VC-12高階通道開銷——VC-4通道開銷J1B3C2G1F2H4F3K3N1VC-4112619高階通道開銷J1通道蹤跡字節(jié)B3通道BIP-8字節(jié)C2信號標識字節(jié)G1通道狀態(tài)字節(jié)F2、F3通道使用者通路H4復幀位置指示器K3(b1~b4)自動保護倒換(APS)通路N1網絡運營者字節(jié)K3(b5~b8)備用比特高階通道開銷119500usVC-12復幀V5J2N2VC-12VC-12VC-124K4VC-12低階通道開銷分類AU-PTR——定位VC-4在AU-4中的位置TU-PTR——定位VC-12在TU-12中的位置與定幀字節(jié)一起完成從高速信號STM-N中直接下低速信號指針AU-PTRTU-PTR指針定位低速信號在STM-N幀中(凈負荷)的位置，使低速信號在高速信號中的位置可預知。發(fā)端在將信號包裝入STM-N凈負荷時，加入AU-PTR，指示信號包在凈負荷中的位置，即將裝入“車廂”的“貨物包”，賦予一個位置坐標值。收端根據(jù)AU指針值，從STM-N幀凈負荷中直接拆分出所需的低速支路信號；即依據(jù)“貨物包”位置坐標，從“車廂”中直接所需要的那一個“貨包”。由于“車廂”中的“貨物包”是以一定的規(guī)律擺放的——字節(jié)間插復用方式；所以對貨物包的定位僅需定位“車廂”中第一個“貨物包”即可。管理單元指針——AU-PTR管理單元指針——AU-PTR主要由H1、H2、H3H3H3組成指針值H1、H2后10bit指針范圍0~782H3H3H3為調整單位——3個字節(jié)VC-4和AU-4無頻差相差，AU-PTR的值為522.若收H1H2為全“1”，本端產生AU-AIS告警若收指針值超出允許范圍，或連續(xù)收到8幀以上NDF，則本端在相應通道上產生AU-LOP告警，下插全“1”指針調整間隔為3幀管理單元指針—AU-PTR支路單元指針——TU-PTRV1、V2、V3、V44個字節(jié)指針值V1、V2后10bit指針范圍0~139V3為調整單位——1字節(jié)若收V1、V2為全“1”，本端產生TU-AIS告警若收指針值超出允許范圍，或連續(xù)收到8幀以上NDF，則本端在相應通道上產生TU-LOP告警，下插全“1”VC-12和TU-12無頻差,V5字節(jié)的位置是70。支路單元指針—TU-PTR內容:SDH網絡常見網元SDH設備邏輯功能塊基本功能塊輔助功能塊告警流程圖目標:掌握常見網元的功能掌握設備基本功能塊的功能掌握輔助功能塊的功能重點掌握功能塊的告警、性能監(jiān)測機理重點掌握SDH設備的告警流程圖四、SDH設備的邏輯構成終端復用器——TM雙端口器件，用于端點站。群路端口默認為w交叉復用功能作用TU——LUTMWSTM-NSTM-M140Mb/s2Mb/s34Mb/s注M＜N終端復用器—TM分插復用器—ADM三端口器件，用于節(jié)點站。群路端口默認為：左w、右e交叉復用功能作用LU(w)—TU—LU(e)、LU(w)—LU(e)最常用網元，可等效其他網元STM-M注：M＜Nwe2Mb/s34Mb/s140Mb/sADMSTM-NSTM-N分插復用器—ADM再生中繼器——REG（電）雙端口器件，用于節(jié)點站。群路端口默認為：左w、右e不需交叉復用功能功能：O/E、抽樣、判決、再生整形、E/O；使線路噪聲不積累weREGSTM-NSTM-N再生中繼器—REG等效為入線：m出線：n數(shù)字交叉連接設備——DXC多端口器件，用于重要節(jié)點站，提供強大的交叉能力。以m/n表征其特點DXCmn數(shù)字交叉連接設備—DXC產生背景SDH設備統(tǒng)一的接口不同廠家的實現(xiàn)的方式千差萬別ITU-T規(guī)定統(tǒng)一的基本功能塊標準講述方式以整個系統(tǒng)的角度講述重點講述各個功能塊的告警、性能監(jiān)測機理邏輯功能塊STMABCDEFFFGGHHINPG.703G.703140Mb/s2Mb/s34Mb/s注：以2Mb/s為例SPIRSTTTFMSPMSTMSAHPCPPIPPILPALPAHPTHPTLPTLPCHPAOHAOHA接口SEMFMCFQ接口F接口D4—D12D1—D3外同步HOAHOILOIwLJKMSETSSETPITM設備的典型功能塊

.線形網TMADMADMTMREG

.樹形網TMADMADMTMREGADMTMSDH網絡拓撲結構

.環(huán)形網ADMADMADMADMSDH網絡拓撲結構

.樞紐網TMDXCADMTMREGADMTMTMADMTMTMSDH網絡拓撲結構

.網狀網ADMADMADMADMSDH網絡拓撲結構SDH自愈保護的分類鏈形網絡業(yè)務保護方式環(huán)形網絡業(yè)務保護方式環(huán)間業(yè)務保護方式按網絡拓撲劃分按保護段層劃分復用段保護通道保護邏輯子網保護SDH自愈保護技術SDH自愈保護技術1+1通道保護鏈1+1復用段保護鏈1:1復用段保護鏈鏈形網絡業(yè)務保護方式環(huán)形網絡業(yè)務保護方式二纖單（雙）向通道保護環(huán)二纖雙向復用段保護環(huán)四纖雙向復用段保護環(huán)大容量傳輸技術空分復用

SDM(SpaceDivisionMultiplexer)時分復用

TDM(TimeDivisionMultiplexer)頻分復用

FDM(FrameDivisionMultiplexer)波分復用

WDM(WavelengthDivisionMultiplexer)TDM和WDM技術合用DWDM概念在一根光纖上同時利用不同波長的光載波承載不同的信號進行混合傳輸DWDM——DenseWavelengthDivisionMultiplexing密集波分復用CWDM——CoarseWavelengthDivisionMultiplexing粗波分最早的波分復用技術是將1310nm和1550nm的兩波分復用DWDM技術特點高容量：可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使傳輸容量比單波長傳輸增加幾倍至幾十倍低成本：在大容量長途傳輸時可以節(jié)約大量光纖和再生器，大大降低傳輸成本保護投資：在網絡擴充和發(fā)展中，無需對光纜線路進行改造，增加一個附加波長即可引入任意的新業(yè)務

透明性：與信號速率、格式無關,是引入寬帶新業(yè)務（例如CATV)的方便手段系統(tǒng)工作波段C波段波長范圍為1528－1561nmL波段波長范圍為1577－1603nm1530nm1540nm1550nm1560nm1570nm1580nm1590nm1600nmBLUEBAND藍帶REDBAND紅帶INFRA-REDBAND紅外帶196.0199.0195.0194.0193.0192.0191.015051510153015351540154515501555156015651570OSC信道1510

10nmC-Band(nm)L-Band波分系統(tǒng)組成OBA···OMUOTU1l1

lOSCODUl1OPAl2lnEMUlOSCOLAlOSCOLAlOSClOSC···OBAOPAl1l2lnlOSClOSCOTMOLAOTMOMUODUOTU2l2OTUnlnOTU1l1OTU2l2OTUnln······OWUOSCOSCEMUOWUOSCOWUEMUlOSC

OTU1OTU1···OTU1OTU1SDH光發(fā)射機WDM輸出光接收模塊(O/E)監(jiān)測及通訊電路監(jiān)控板發(fā)射模塊(E/O)

采用光—電—光變換的方法實現(xiàn)波長轉換，首先利用光電探測器將從SDH光端機過來的光信號轉換成電信號，經過限幅放大、時鐘提取/數(shù)據(jù)再生后，再將電信號調制到激光器或外調制器上。1、色散容納值大2、穩(wěn)定的標準波長

OTU原理光源技術－OTU系統(tǒng)工作波長CH1(OTU1):192.1THz(1560.61nm)CH2(OTU2):192.2THz(1559.79nm)……CH32(OTU32):195.2THz(1535.82nm)192.1*1560.61=195.2*1535.82=193.1*1552.52=光速對于80/120/160系統(tǒng)，通路頻率間隔為50GHz對40/32/16波系統(tǒng),通路波長間隔為100GHz(約0.8nm)對8波系統(tǒng),通路波長間隔為200GHz(約1.6nm)選用波長應在EDFA光放大器的放大頻段之內OM/OD技術－OM/OD器件合波器（OM）：把具有標稱波長的各復用通路光信號合成為一束光波，送到光纖中進行傳輸，對光波起復用作用。分波器（OD)：把來自光纖的光波分解成具有原標稱波長的光通路信號，分別輸入到相應的光通路接收機中，即對光波起解復用作用。光放大技術－摻鉺光纖放大器EDFA主要是由摻鉺光纖、泵浦源、耦合器和光隔離器組成

耦合器光隔離器光隔離器摻鉺光纖980nm泵浦激光器輸入信號輸出信號

是為了保證泵浦光與EDFA中合波器的反射光不向外洩漏，光隔離器的特點是只允許正方向的光進入。

信號光和與泵浦光同時沿摻鉺光纖傳輸，泵浦光的能量被光纖中的鉺離子吸收而躍遷到更高的能級，并可以通過能級間的受激發(fā)射轉移為信號光的能量。信號光沿摻鉺光纖長度不斷放大，泵浦光沿摻鉺光纖長度不斷衰減把鉺離子從E1能級“泵”到E3能級，使其形成粒子數(shù)反轉分布狀態(tài)，為受激幅射創(chuàng)造條件。

把泵浦光與信號光合并在一起輸入到摻鉺光纖中合波器λ1λ2λn???光功率放大分波器λ1λ2λn???光線路放大光前置放大光線路放大用于對合波后的信號進行功率提升；對于噪聲系數(shù)、增益要求不高，要求有較大的輸出功率用在中繼設備上，用于補償線路的傳輸損耗；要求有較小的噪聲系數(shù)和較大輸出光功率用于提高接收機的靈敏度；要求噪聲系數(shù)較小，對于輸出功率沒有太大的要求光放大技術－EDFA的應用分類

監(jiān)控通道的實現(xiàn)：采用1510nm的波長

信號速率為2.048Mb/s

接收機靈敏度：-48dbm

信號碼型:CMI

信號發(fā)送功率:0---7dbm光監(jiān)控技術－光監(jiān)測信道的實現(xiàn)

IPATMSDHDWDM光纖物理層OpenOpticalInterfaceSDHATMIP其它DWDM在傳輸網中的定位DWDM與SDH的關系

SDH設備DWDM設備客戶層和服務層關系傳輸網絡的承載業(yè)務的演進單一的E1需求多樣化的接入方式，和分組化的業(yè)務：IPRANIPDSLAMWiMAXFTTx/GPON…基于VC12,VC4高低階電路管理越來越多的分組業(yè)務連接性的專線業(yè)務提供高可靠性和可管理性的電信級以太網業(yè)務更多的GbE接口繼續(xù)提供TDM業(yè)務的管理和疏導…經城域網匯聚后的大顆粒TDM業(yè)務(STM-16,STM-64)核心路由器互聯(lián)的2.5GPOS，10GPOS核心路由器間10GPOS，40GPOS城域網收斂更多的大顆粒業(yè)務（STM-64）數(shù)據(jù)業(yè)務的10GbE2G/3GMobileaccessIP-DSLAME1，STM-1

FE，GESTM-16,STM-64

GE,10GE,STM-64/256FTTx不同層面?zhèn)魉途W的技術選擇接入層：GE/2.5G環(huán)，鏈匯聚核心層：10G/10GE環(huán)，網格核心調度層（optional）：10G/40G/OTN環(huán)，網格省網干線層：10G/(40G)DWDM環(huán)，網格無線基站商業(yè)用戶居民用戶接入匯聚L2IP網的邊緣SR，BRAS核心路由器15~40G交叉/交換容量:100G~320G640G3.2T技術選擇：新型電信級以太網分組傳送網粗波分分組傳送網城域密集波分控制平面光傳送網分組傳送網ROADM/DWDM控制平面光傳送網T-ROADM/DWDM分組傳送網控制平面CPE城域傳送網技術選擇技術手段分析70主流技術OTN技術PTN技術MSTP技術PTN技術GPON技術大顆粒業(yè)務的