光传送网概念及设计基础优秀课件

一.光传送网的基本概念
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1.1光传送网在通信网中的位置
• 通信—信息的传递过程
• 通信系统—实现点-点间通信的全部设施
• 光传送网—以光纤通信为基本传输手段的 通信网络
• 光传送网是整个通信网络的重要组成部分
光纤通信—现代通信中传输系统的主要方式
信息 用 户
终端
用 户环 路
交 换设 备
复 接设 备
第二次飞跃
20世纪70年代末。 1979年发现了光 纤在1310nm和 1550nm的低损耗 窗口，紧接着单 模光纤问世，光 纤的衰减系数一 下子降到了 0.5dB/km以下， 达到了可以实用 化的程度。
第三次飞跃
20世纪90年代初。 1989年掺饵光纤 放大器（EDFA） 的研制成功是光 纤通信新一轮突 破的开始。使得 光纤通信的传输 速率迅速提高， 并促成了波分复 用技术的实用化。
ADM
REG
1.5目前光传送网的主要应用技
术（2）
（二）WDM技术
波分复用（WDM）可以实现在单根光纤上同时传送多个波长。 WDM系统具有巨大的优势：
(1) 可以充分利用光纤的巨大带宽资源； (2) 大大节省了光纤资源； (3) 显著降低通信系统单位通信容量的建设成本； (4) 促进了STM-64甚至STM-256传输系统的实用化； (5) 具有对不同速率、不同业务类型、不同系列的信号透明性； (6) 适应未来全光网的需要。WDM通过衰耗补偿、色散补偿和光分
6亿
1.2光纤通信的传输特点
• 传输距离长。可以实现超长距离的传输。 • 抗电磁干扰能力强。 • 光纤成缆后机械性能好。 • 建设成本低。
1.3光纤通信技术的发展
第一次飞跃
20世纪60年代。 半导体激光器诞 生和半导体光检 测器的研究成功。 用玻璃制成衰减 为20dB/km的通 信光导纤维， 1970年美国康宁 公司首先制出了 衰减为20dB/km 的光纤。
量可达到40,000Gbit/s。 通信方式
载波
载频（Hz）
可利用带宽 （Hz）
潜在通信容量 （bit/s）
可传送话 路数
电缆通信
射频电波 1×109（1GHz）
100M
200M
3000
微波通信
微波
1×1011（3mm）
10G
20G
30万
光纤通信
光波
1×1014（1.5µm）
20,000G
40,000G
发送 机
信息 用 户
终端
信息 用 户
终端
用 户环 路
交 换设 备
分 接设 备
接收 机
卫星通信
微波通信 光纤通信 移动通信
用户
信息 终 端
传输系统
现代通信方式示意图
1.2光纤通信的传输特点
• 传输损耗小。目前实用单模光纤在 1550nm波长下的衰减系数已降到 0.2dB/km以下。
• 传输带宽非常三宽种信。号光载波载比较波的潜在通信容
光传送网概念及设计基础
提纲
• 光传送网的基本概 念
光传送网在通信网中的位置 光纤通信的传输特点 光纤通信技术的发展 光纤传输系统模型 光传送网主要应用技术 光传送网的结构分层 典型传输网组网结构
光传送网工程设计基础
传输网工程过程及我们的任务 现状调查和确定业务需求 传输网络规模容量的确定 常用传输设备的分类及应用场合 设备平面布局的一般要求 专业间的接口关系 光纤的种类及应用 网络保护 网管、时钟及公务
终端国
PEP
IG
中间国 （最多四个）
IG
国间部分 （如海缆）
终端国
IG
PEP
国内部分
国际部分 假设参考通道 27 500 km
国内部分
全程端到端27 500 km HRP组成
1.4传输系统模型（2）
• 我国国内标准最长HRP为 6900 km • 其中核心网（包括长途网和中继网）最长HRP为6800km
（N为同步复用信号等级）。 具有丰富的辅助（开销）通路可供网 络管理使用。 采用同步的组网方式。 强大的网络管理能力。 自愈功能。
SDH网元类型
分插复用器：ADM 终端复用器：TM 再生中继器：REG 交叉连接器：DXC
ADM
TM ADM
SDH环A
ADM
ADM
DXC
ADM
ADM
SDH环B
TM
ADM
• 工作波长区：1310nm和1550nm波长区。
SDH的帧结 构
9xN 列(字节)
1
270xN 列(字节) 261xN 列(字节)
再生段开销 （RSOH）
3
4 5
管理单元指针 （AU PTR）
STM-N 净负荷 （Payload）
9行
复用段开销 （MSOH）
9
STM-N 帧结构
SDH传送网分层模型
VC-11
电路层网络
VC-12
VC-2
VC-3
VC-3
复用段层网络 再生段层网络 物理层网络
VC-4
电路层
低阶 通道层
高阶 通道层
通道层
SDH 传送层
段层
传输 媒质层
SDH的主要特点
具有一套全球通用的光接口标准。 不同厂家设备之间具有高度兼容性。 各级信号速率精确地符合 N155.520Mbit/s关系
插复用技术，实现长距离的无电中继传输，为今后的全光网络创 造了必要条件。
WDM系统类型
• 单向WDM与双向WDM
单向WDM系统采用两根光纤，每根光纤中所有波长的信号都 在同 一方向上传播。
双向WDM系统采用一根光纤，多个波长的信号可以在两个方向上同 时传播。
1.3光纤通信技术的发展
• 下一次飞跃会在哪里？
❖光时分复用
未来达到光纤通信容量极限的多路通信模式可能是：
❖ 电时分复用 + 光波分复用 + 光时分复用 （20/40Gbit/s） (160波) （8-16时段）
1.4传输系统模型（1）
• 假设参考通道（HRP）
两个用户（通道端点）间的国际最长HRP为27500km。
STM-M
STM-M
复用段 数字段
（M < N）
SDH数字段和复用段
TM STM-M
1.5目前光传送网的主要应用技 术（1）
（一）SDH技术
• 定义：同步数字体系（SDH— Synchrounous Digital Hierarchy）是一整 套可以进行同步数字传输、复用和交叉连 接的标准化数字传送结构体系，用来通过 物理传输网络传送经适配的业务信息。
用户
本地节点 长途节点
长途节点 本地节点
用户
50 km 接入网
150 km 中继网
6500 km 长途网 6900 km
150 km 中继网
我国国内标准最长HRP
50 km 接入网
1.4传输系统模型（3）
• 数字段和复用段
数字段
TM STM-M
REG
REG
STM-N
ADM
REG
REG
STM-N
复用段 数字段