光传送网基础知识概要
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
80年代 94年
98年
2003年以后 99年
容 量 增 加
高锟提出 光传输理论
PDH产品开始 规模使用
SDH逐步成为 传输主力设备
DWDM规模建 设，全光网试验
2018/10/23
PDH标准
ETSI标准 2M ⇒ 8M ⇒ 34M ⇒ 140M ⇒ 565M 30ch 120ch 480ch 1920ch 北美标准
1.5M ⇒ 6.3M ⇒ 45M ⇒ N*45M
24ch 日本标准 1.5M ⇒ 6.3M ⇒ 32M ⇒ 100M ⇒ 400M
2018/10/23
PDH复用解复用过程
140/34Mb/s 140Mb/s 光信号
光 / 电
解 复 用
34/140Mb/s
复
34/8Mb/s
解 复 用
8/34Mb/s
VC-4
C-4
加入 塞入比特
加入 TU-3指针
139.264Mbit/s
直接置入
TUG-3
X1
TU-3
VC-3
加入POH
C-3
34.368Mbit/s
指针处理 复用 定位 映射
X7
单字节 间插复用 单字节 间插复用
TUG-2
X3
加入 TU-1指针
TU-12
VC-12
加入POH
C-12
2.048Mbit/s
2018/10/23
G.652光纤应用范围
G.652A G.652B
STM-64 STM-64
STM-256 STM-16 STM-256 10 Gbit/s up to 40 km (Ethernet) STM-256
G.652C
G.652D
G.691 G.692
G.693 G.957 G.959.1 其他
STM-1 SOH字节安排
9字节
A1 B1 D1 A1 ⊿ ⊿ A1 ⊿ ⊿ A2 A2 A2 J0 *× Z0 *× × E1 ⊿ D2 ⊿ F1 × D3
RSOH
AU PTR
9行 B2 B2 B2 K1
D4 D7
D10
K2 D6 D9
D12
D5 D8
D11
MSOH
S1
M1
E2 ×
A B E K S1 ZO
2018/10/23
MSTP使用前景
第二代的MSTP：在第一代MSTP的基础上提供了强大的交换能力，该 交换能力并不仅仅指SDH的交叉连接能力，更重要的是提供了以太 网的L2交换能力和ATM的交换功能。通过划分VLAN，有效而安全地 完成用户隔离。同时，还可组建ATM的VP-Ring和利用以太网的STP 保护。 第三代的MSTP：这一时期的MSTP最大的特点就是引进了GFP封装机 制、LCAS链路容量调整方案和虚级联技术，使得MSTP对数据业务的 支持能力进一步加强。同时，一些厂商将RPR内置在MSTP内部，使 得部分VC可在二层成环，提高环路利用率。
×
帧定位字节，用来识别帧的起始位置 误码检测 D 数据通信通道 公务字节 F1 使用者通路 自动保护倒换通路 同步状态字节 M1 复用段远端差错指示 备用字节 J0 再生段踪迹字节
× ⊿ *
国内使用字节 传输媒质指标字节 不扰码
2018/10/23
SDH的一般映射结构
XN STM-N
AUG
X1
AU-4
2018/10/23
光纤
光纤作为光信息的传输媒质是构成光通信系统的重要组 成部分。由于单模光纤具有衰减小、带宽宽、成本低等 优点，国内外都得到广泛应用。 G.652光纤(Characteristics of a single-mode optical fibre and cable ) ：目前广泛使用的单模光纤，称为1310nm波长性 能最佳光纤，在1310nm波长区域内色散系数低达 3.5ps/nm.km以下，衰减系数为0.3-0.4dB/km。
2018/10/23
STM-16
与G.652A类 与G.652B类 似,但允许使 似,但允许使 用1360nm～ 用1360nm～ 1530nm扩展 1530nm扩展 波段 波段
单模光纤主要类型
2018/10/23
固定电话本地传输网平面/分层结构
各本地网经过多期工程的建设，一般均有不少于2个厂家的SDH设备， 加上还在使用的PDH设备，自然形成了多个传输平面；
OAM
西侧线路信号
东侧线路信号
ADM
STM-N STM-N
PDH支路信号 SDH支路信号
2018/10/23
SDH设备类型－REG
再生器 REG 应用在网络的中间站点，目的是延长传输距离，但不能 上、下电路。
OAM 西侧线路信号
东侧线路信号
REG
STM-N STM-N
2018/10/23
SDH设备类型－DXC
城域传送网的概念
城域传送网是指在一个本地电话网范围内、为各种业务 提供传输通道的传送网络。构成范围包括各种有线的、 无线的传输设施。 城域传送网的有线设施主要包括：各种传输设备（ PDH 、 SDH 、 WDM 、 xDSL 、 PLC 、 Cablemodem 等）、各种缆线 （光缆、用户电缆、楼宇布线）、管道、杆路等； 一般意义上的城域传送网特指一个本地电话网范围内 SDH 光传送网（包括 SDH 光传输系统、光缆、管道 / 杆路 等），有时包括少量的PDH系统和微波系统。
2018/10/23
光纤
G.654光纤(Characteristics of cut-off shifted single-mode optical fibre and cable) ：称为1550nm波长衰减最小光纤， 在 1550nm波长区域，衰减系数低达 0.15-0.19dB/km, 主 要应用于需要中继距离很长的海底光纤通信。 G.655光纤 (Characteristics of a non-zero dispersion-shifted single-mode optical fibre and cable )：非零色散移位单模 光纤，适用于密集波分复用(DWDM)系统的应用。
VC-4
X3 X1 TUG-3
TU-3
C-4
139.264Mbit/s
X3 AU-3
VC-3
44.736Mbit/s
VC-3
X7
X7 X1 TUG-2 X3 X4
TU-11
C-3
34.368Mbit/s TU-2 TU-12
VC-2 VC-12 VC-11
C-2
6.312Mbit/s
C-12
2.048Mbit/s
复
8/2Mb/s 2/8Mb/s
用
电 / 光
140Mb/s 光信号
解 复 用
复
用
用
2Mb/s
PDH硬件复用/解复用
2018/10/23
PDH特点简介
PDH主要是为话音业务设计，而现代通信的趋势是宽带 化、智能化和个人化。 PDH传输线路主要是基于点对点连接，缺乏网络拓扑的 灵活性。 存在着相互独立的三种地区性标准，造成国际互通难 以实现。 PDH技术体系中只有基群信号采用同步复用，其高速等 级信号均采用异步复用，因而上下话路困难。 没有统一的标准光接口规范，无法实现横向兼容。 PDH技术体系中没有安排很多的用于网络运行、管理、 维护和指配（OAM&P）的比特，维护管理比较困难。
传输方向
AU-PTR SOH
STM-N净负荷 （含POH）
9
9XN
261XN
270XN •段开销（SOH：Section Overhead）区域：RSOH （1-3行与 1-9XN列；MSOH （5-9行与1-9XN列） •STM-N净负荷（Payload）区域 •管理单元指针（AU PTR）区域
2018/10/23
2018/10/23
固定电话本地传输网分平面/分层拓扑结构图
接入层 汇聚层 核心层 A平面
BTS/NodeB
MS LS
MS/TS
C平面
RSU/ONU
边缘层 交换机
汇聚层 交换机
核心层 路由器
B平面
2018/10/23
MSTP使用前景
基于SDH的多业务传送平台MSTP，在国内的发展已三年有余，历经 了三个技术发展阶段。
第一代的MSTP：在原有SDH传输平台的基础上，提供了ATM和 Ethernet接口，业务最小颗粒度受限于VCl2，达到能够透明传送数 据业务的目的。这一时期的MSTP主要提供的技术细节为：级联、 ML-PPP封装、LAPS封装。部分厂家还提供基于SAN的 FICON/ESCON/Fibre Channel透明接口。
2018/10/23
城域传送网承载的业务
话音业务/低速数据业务 IP城域数据网
SDH/MSTP光传送系统
DWDM、CWDM
光
缆
管道、杆路
2018/10/23
光纤传输发展路标
实用化 产品出现
SDH标准完善， PDH仍为主力
DWDM 开始建设
ASON/OADM 将会逐渐使用
1976
1966
90年代初
由于业务网一般采用了双归的网络结构，网络本身已经具备了良好 的安全性，根据各传输平面的特点承载尽可能多的业务或者是同一 种业务分散到不同传输平面承载，对进一步提供网络的安全可靠性 有着较好的作用，但主要还是锦上添花、并非雪中送炭。
接入层网络一般根据业务发展的需要逐步建设，同时满足不同的业 务需求，一般一个业务节点只有一套接入传输系统，宽带IP的接入 网单独建设较多、但不适宜承载其他业务，因此接入层很难实现分 层面地传输。
622Mb/s 2.5Gb/s
10Gb/s 40Gb/s
4*63*2M 16*63*2M
64*63*2M 256*63*2M
STS-12 STS-48
STS-192 STS-768
622Mb/s 2.5Gb/s
10Gb/s 40Gb/s
2018/10/23
SDH帧结构
9X270XN字节
1
SOH
3 4 5
2018/10/23
光纤
G.653光纤( Characteristics of a dispersion-shifted single-mode optical fibre cable ) ：称为 1550nm 波长性能最佳光纤，又 称色散移位光纤。1550nm色散系数低达3.5ps/nm.km以 下，衰减系数 0.19-0.25dB/km 。在 1550nm 波长很适合 单波长、高速率信息的传输。但用它传输WDM系统，出 现四波混频效应（FWM）。非线性产物限制了它在DWDM 系统中的应用。 由于历史原因， G.653 光纤没有在我国如 G.652 光纤那 样得到广泛应用，这种状况很有利于DWDM技术在我国的 迅速推广。（日本国则由于已敷设了大量G.653光纤， DWDM建设则需另敷设非G.653光纤）
数字交叉连接设备 DXC 兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复与保 护等多项功能的SDH设备。
SDH支路信号
STM-N
DXC
STM-N
PDH支路信号 DXC三种基本类型：DXC4/4，DXC4/1，DXC4/4/1
0—表示64kbit/s电路速率，1、2、3、4分别表示PDH体制中1-4次群 速率，其中4也代表SDH体制中的STM-1等级，5和6分别代表SDH体 制中的STM-4和STM-16等级。
容器（C） 支路单元（TU） 管理单元（AU）
虚容器（VC）
支路单元组（TUG） 管理单元组（AUG）
C-11
1.544MbBiblioteka Baidut/s
同步传送模块（STM-N） 2018/10/23
中国采用的复用映射结构
单字节 间插复用 加入 AU-4指针
加入POH
XN STM-N AUG
X1 AU-4 X3
单字节 间插复用
2018/10/23
SDH特点简介
统一光接口标准和幀结构--世界两大数字速率体系（三 个地区标准）在 STM-1 等级上统一；不同厂家的产品可 以在光路上互通。 一步复用特性 -- 可直接从 STM-N 幀结构中分插低速支路 信号，上下话路简单，降低成本，提高可靠性和稳定性。 强大的 OAM能力 --5%左右的信息作为开销，用来对设备 和网络进行操作、管理、维护和配置。 增强网络的生存性和安全性--能组成各种自愈网；另设 备的智能化使得实现全网的故障定位。 前向/后向兼容--兼容PDH各种速率信号，并能兼容新业 务信号。
2018/10/23
SDH设备类型－TM
终端复用器 TM 应用在线型网的端站，把PDH / SDH 支路信号复用 成SDH线路信号，或反之。
OAM 线路信号
TM
STM-N
PDH支路信号 SDH支路信号
2018/10/23
SDH设备类型－ADM
分插复用器ADM 应用在线型网的中间节点或环型网上的节点，完成直接 上、下电路功能，并组成SDH环路。
2018/10/23
SDH 复用解复用过程
SDH软件复用/解复用
2018/10/23
SDH & SONET标准
SDH标准 等级 速率 容量
SONET标准 等级
STS-1
速率
52Mb/s 155Mb/s
STM-1
155Mb/s
63*2M
STS-3
STM-4 STM-16
STM-64 STM-256
98年
2003年以后 99年
容 量 增 加
高锟提出 光传输理论
PDH产品开始 规模使用
SDH逐步成为 传输主力设备
DWDM规模建 设，全光网试验
2018/10/23
PDH标准
ETSI标准 2M ⇒ 8M ⇒ 34M ⇒ 140M ⇒ 565M 30ch 120ch 480ch 1920ch 北美标准
1.5M ⇒ 6.3M ⇒ 45M ⇒ N*45M
24ch 日本标准 1.5M ⇒ 6.3M ⇒ 32M ⇒ 100M ⇒ 400M
2018/10/23
PDH复用解复用过程
140/34Mb/s 140Mb/s 光信号
光 / 电
解 复 用
34/140Mb/s
复
34/8Mb/s
解 复 用
8/34Mb/s
VC-4
C-4
加入 塞入比特
加入 TU-3指针
139.264Mbit/s
直接置入
TUG-3
X1
TU-3
VC-3
加入POH
C-3
34.368Mbit/s
指针处理 复用 定位 映射
X7
单字节 间插复用 单字节 间插复用
TUG-2
X3
加入 TU-1指针
TU-12
VC-12
加入POH
C-12
2.048Mbit/s
2018/10/23
G.652光纤应用范围
G.652A G.652B
STM-64 STM-64
STM-256 STM-16 STM-256 10 Gbit/s up to 40 km (Ethernet) STM-256
G.652C
G.652D
G.691 G.692
G.693 G.957 G.959.1 其他
STM-1 SOH字节安排
9字节
A1 B1 D1 A1 ⊿ ⊿ A1 ⊿ ⊿ A2 A2 A2 J0 *× Z0 *× × E1 ⊿ D2 ⊿ F1 × D3
RSOH
AU PTR
9行 B2 B2 B2 K1
D4 D7
D10
K2 D6 D9
D12
D5 D8
D11
MSOH
S1
M1
E2 ×
A B E K S1 ZO
2018/10/23
MSTP使用前景
第二代的MSTP：在第一代MSTP的基础上提供了强大的交换能力，该 交换能力并不仅仅指SDH的交叉连接能力，更重要的是提供了以太 网的L2交换能力和ATM的交换功能。通过划分VLAN，有效而安全地 完成用户隔离。同时，还可组建ATM的VP-Ring和利用以太网的STP 保护。 第三代的MSTP：这一时期的MSTP最大的特点就是引进了GFP封装机 制、LCAS链路容量调整方案和虚级联技术，使得MSTP对数据业务的 支持能力进一步加强。同时，一些厂商将RPR内置在MSTP内部，使 得部分VC可在二层成环，提高环路利用率。
×
帧定位字节，用来识别帧的起始位置 误码检测 D 数据通信通道 公务字节 F1 使用者通路 自动保护倒换通路 同步状态字节 M1 复用段远端差错指示 备用字节 J0 再生段踪迹字节
× ⊿ *
国内使用字节 传输媒质指标字节 不扰码
2018/10/23
SDH的一般映射结构
XN STM-N
AUG
X1
AU-4
2018/10/23
光纤
光纤作为光信息的传输媒质是构成光通信系统的重要组 成部分。由于单模光纤具有衰减小、带宽宽、成本低等 优点，国内外都得到广泛应用。 G.652光纤(Characteristics of a single-mode optical fibre and cable ) ：目前广泛使用的单模光纤，称为1310nm波长性 能最佳光纤，在1310nm波长区域内色散系数低达 3.5ps/nm.km以下，衰减系数为0.3-0.4dB/km。
2018/10/23
STM-16
与G.652A类 与G.652B类 似,但允许使 似,但允许使 用1360nm～ 用1360nm～ 1530nm扩展 1530nm扩展 波段 波段
单模光纤主要类型
2018/10/23
固定电话本地传输网平面/分层结构
各本地网经过多期工程的建设，一般均有不少于2个厂家的SDH设备， 加上还在使用的PDH设备，自然形成了多个传输平面；
OAM
西侧线路信号
东侧线路信号
ADM
STM-N STM-N
PDH支路信号 SDH支路信号
2018/10/23
SDH设备类型－REG
再生器 REG 应用在网络的中间站点，目的是延长传输距离，但不能 上、下电路。
OAM 西侧线路信号
东侧线路信号
REG
STM-N STM-N
2018/10/23
SDH设备类型－DXC
城域传送网的概念
城域传送网是指在一个本地电话网范围内、为各种业务 提供传输通道的传送网络。构成范围包括各种有线的、 无线的传输设施。 城域传送网的有线设施主要包括：各种传输设备（ PDH 、 SDH 、 WDM 、 xDSL 、 PLC 、 Cablemodem 等）、各种缆线 （光缆、用户电缆、楼宇布线）、管道、杆路等； 一般意义上的城域传送网特指一个本地电话网范围内 SDH 光传送网（包括 SDH 光传输系统、光缆、管道 / 杆路 等），有时包括少量的PDH系统和微波系统。
2018/10/23
光纤
G.654光纤(Characteristics of cut-off shifted single-mode optical fibre and cable) ：称为1550nm波长衰减最小光纤， 在 1550nm波长区域，衰减系数低达 0.15-0.19dB/km, 主 要应用于需要中继距离很长的海底光纤通信。 G.655光纤 (Characteristics of a non-zero dispersion-shifted single-mode optical fibre and cable )：非零色散移位单模 光纤，适用于密集波分复用(DWDM)系统的应用。
VC-4
X3 X1 TUG-3
TU-3
C-4
139.264Mbit/s
X3 AU-3
VC-3
44.736Mbit/s
VC-3
X7
X7 X1 TUG-2 X3 X4
TU-11
C-3
34.368Mbit/s TU-2 TU-12
VC-2 VC-12 VC-11
C-2
6.312Mbit/s
C-12
2.048Mbit/s
复
8/2Mb/s 2/8Mb/s
用
电 / 光
140Mb/s 光信号
解 复 用
复
用
用
2Mb/s
PDH硬件复用/解复用
2018/10/23
PDH特点简介
PDH主要是为话音业务设计，而现代通信的趋势是宽带 化、智能化和个人化。 PDH传输线路主要是基于点对点连接，缺乏网络拓扑的 灵活性。 存在着相互独立的三种地区性标准，造成国际互通难 以实现。 PDH技术体系中只有基群信号采用同步复用，其高速等 级信号均采用异步复用，因而上下话路困难。 没有统一的标准光接口规范，无法实现横向兼容。 PDH技术体系中没有安排很多的用于网络运行、管理、 维护和指配（OAM&P）的比特，维护管理比较困难。
传输方向
AU-PTR SOH
STM-N净负荷 （含POH）
9
9XN
261XN
270XN •段开销（SOH：Section Overhead）区域：RSOH （1-3行与 1-9XN列；MSOH （5-9行与1-9XN列） •STM-N净负荷（Payload）区域 •管理单元指针（AU PTR）区域
2018/10/23
2018/10/23
固定电话本地传输网分平面/分层拓扑结构图
接入层 汇聚层 核心层 A平面
BTS/NodeB
MS LS
MS/TS
C平面
RSU/ONU
边缘层 交换机
汇聚层 交换机
核心层 路由器
B平面
2018/10/23
MSTP使用前景
基于SDH的多业务传送平台MSTP，在国内的发展已三年有余，历经 了三个技术发展阶段。
第一代的MSTP：在原有SDH传输平台的基础上，提供了ATM和 Ethernet接口，业务最小颗粒度受限于VCl2，达到能够透明传送数 据业务的目的。这一时期的MSTP主要提供的技术细节为：级联、 ML-PPP封装、LAPS封装。部分厂家还提供基于SAN的 FICON/ESCON/Fibre Channel透明接口。
2018/10/23
城域传送网承载的业务
话音业务/低速数据业务 IP城域数据网
SDH/MSTP光传送系统
DWDM、CWDM
光
缆
管道、杆路
2018/10/23
光纤传输发展路标
实用化 产品出现
SDH标准完善， PDH仍为主力
DWDM 开始建设
ASON/OADM 将会逐渐使用
1976
1966
90年代初
由于业务网一般采用了双归的网络结构，网络本身已经具备了良好 的安全性，根据各传输平面的特点承载尽可能多的业务或者是同一 种业务分散到不同传输平面承载，对进一步提供网络的安全可靠性 有着较好的作用，但主要还是锦上添花、并非雪中送炭。
接入层网络一般根据业务发展的需要逐步建设，同时满足不同的业 务需求，一般一个业务节点只有一套接入传输系统，宽带IP的接入 网单独建设较多、但不适宜承载其他业务，因此接入层很难实现分 层面地传输。
622Mb/s 2.5Gb/s
10Gb/s 40Gb/s
4*63*2M 16*63*2M
64*63*2M 256*63*2M
STS-12 STS-48
STS-192 STS-768
622Mb/s 2.5Gb/s
10Gb/s 40Gb/s
2018/10/23
SDH帧结构
9X270XN字节
1
SOH
3 4 5
2018/10/23
光纤
G.653光纤( Characteristics of a dispersion-shifted single-mode optical fibre cable ) ：称为 1550nm 波长性能最佳光纤，又 称色散移位光纤。1550nm色散系数低达3.5ps/nm.km以 下，衰减系数 0.19-0.25dB/km 。在 1550nm 波长很适合 单波长、高速率信息的传输。但用它传输WDM系统，出 现四波混频效应（FWM）。非线性产物限制了它在DWDM 系统中的应用。 由于历史原因， G.653 光纤没有在我国如 G.652 光纤那 样得到广泛应用，这种状况很有利于DWDM技术在我国的 迅速推广。（日本国则由于已敷设了大量G.653光纤， DWDM建设则需另敷设非G.653光纤）
数字交叉连接设备 DXC 兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复与保 护等多项功能的SDH设备。
SDH支路信号
STM-N
DXC
STM-N
PDH支路信号 DXC三种基本类型：DXC4/4，DXC4/1，DXC4/4/1
0—表示64kbit/s电路速率，1、2、3、4分别表示PDH体制中1-4次群 速率，其中4也代表SDH体制中的STM-1等级，5和6分别代表SDH体 制中的STM-4和STM-16等级。
容器（C） 支路单元（TU） 管理单元（AU）
虚容器（VC）
支路单元组（TUG） 管理单元组（AUG）
C-11
1.544MbBiblioteka Baidut/s
同步传送模块（STM-N） 2018/10/23
中国采用的复用映射结构
单字节 间插复用 加入 AU-4指针
加入POH
XN STM-N AUG
X1 AU-4 X3
单字节 间插复用
2018/10/23
SDH特点简介
统一光接口标准和幀结构--世界两大数字速率体系（三 个地区标准）在 STM-1 等级上统一；不同厂家的产品可 以在光路上互通。 一步复用特性 -- 可直接从 STM-N 幀结构中分插低速支路 信号，上下话路简单，降低成本，提高可靠性和稳定性。 强大的 OAM能力 --5%左右的信息作为开销，用来对设备 和网络进行操作、管理、维护和配置。 增强网络的生存性和安全性--能组成各种自愈网；另设 备的智能化使得实现全网的故障定位。 前向/后向兼容--兼容PDH各种速率信号，并能兼容新业 务信号。
2018/10/23
SDH设备类型－TM
终端复用器 TM 应用在线型网的端站，把PDH / SDH 支路信号复用 成SDH线路信号，或反之。
OAM 线路信号
TM
STM-N
PDH支路信号 SDH支路信号
2018/10/23
SDH设备类型－ADM
分插复用器ADM 应用在线型网的中间节点或环型网上的节点，完成直接 上、下电路功能，并组成SDH环路。
2018/10/23
SDH 复用解复用过程
SDH软件复用/解复用
2018/10/23
SDH & SONET标准
SDH标准 等级 速率 容量
SONET标准 等级
STS-1
速率
52Mb/s 155Mb/s
STM-1
155Mb/s
63*2M
STS-3
STM-4 STM-16
STM-64 STM-256