光纤通信课件第七章

7.2.3 数字环路载波（DLC）
3．DLC系统的功能
（1）DLC系统不解释信令，提供PSTN用户口信令信息的双向传 输功能，提供ISDN D通道信息的双向传输功能。
（2）DLC系统提供透明传送ISDN B通道或PCM64kbit/s信道的 双向传送功能。
（3）DLC系统提供各部分的性能监测、告警信号。提供每个用 户口的状态信息。通过标准化的Q接口与TMN相连。
（2）光放大器（OLA） 每个传输方向的OLA先取出光监控信道（OSC）并进行处理，
再将主信道进行放大，然后将主信道与OSC合路并送入光纤。如 图7-7所示。
图7-7 OLA信号流向图
7.1.2 DWDM系统结构
（3）光分插复用器（OADM） OADM设备接收线路的光信号后，先提取监控信道，再用WPA
7.1.2 DWDM系统结构
（4）两个OTM背靠背组成的光分插复用器 用两个OTM背靠背的方式组成一个可上/下波长的OADM，如
图7-9所示。
图7-9 两个OTM背靠背组成的OADM信号流向图
7.1.2 DWDM系统结构
（5）电中继器（REG） 以STM-16信号的中继为例，其的信号流向如图7-10所示。
传统的传输网络扩容方法采用空分多路复用（SDM）和时 分多路复用（TDM）两种方式。
（1）SDM靠增加光纤数量的方式线性增加传输系统的容量， 传输设备也线性增加。空分多路复用的扩容方式十分受限。
（2）TDM是比较常用的扩容方式，从PDH的一次群至四次群 的复用，到SDH的STM-1、STM-4、STM-16至STM-64的复用。 但达到一定的速率等级时，会受到器件和线路等特性的限制。
掌握DWDM技术及系统结构。 了解光接入的原理，掌握光接入网的相关技术。 了解相干光通信及光弧子通信的基本概念。 了解全光网的概念。
7.1 DWDM技术
介绍：DWDM的原理 DWDM关键技术和实现方式 传输媒质（也就是光纤）的种类和特性 DWDM系统组网
7.1.1 DWDM概述
1．DWDM技术产生背景
组网： PON的组网有 总线结构、树形结构、星 形结构和混合结构。如图 7-17所示，图中SP是光分 支器，一个OLT一般能带 500个用户，一个ONU可 带4、16、32、64个用户。
图7-17 无源光网络的组网
7.2.2 无源光网络（PON）
2．PON的业务支持能力
PON可支持2.048Mbit/s以下速率的窄带业务，基本业务有下 面7种：普通电话业务（POTS）、租用线、分组数据、ISDN基本
图7-4 光信号的分出和插入传输
7.1.1 DWDM概述
4．DWDM的应用形式
有开放式DWDM和集成式DWDM。 开放式DWDM系统采用波长转换技术，将复用终端的光信号 转换成符合ITU-T建议的波长，然后进行合波。 集成式DWDM系统没有采用波长转换技术，它要求复用终端 的光信号符合ITU-T建议的波长，然后进行合波。
图7-19 DLC系统参考配置
7.2.3 数字环路载波（DLC）
2．DLC系统的特点
（1）COT和SN之间通过标准的2Mbit/s和n×2Mbit/s数字接口
相接。 （2）COT和RT之间使用光传输设备传送信息，光传输设备既传
送用户信息也用于传送监测信号、公务及其他数据信号的辅助信 道。
（3）RT与用户终端设备之间采用标准化的用户接口。
7.2.3 数字环路载波（DLC）
图7-20 4︰1集线的FDLC
图7-21 另一种FDLC用法
7.2.4 混合光纤同轴网（HFC）
1．HFC的基本概念
双向HFC网络能进行交互式通信，它是在现有CATV的单向 HFC网络基础上改造而成的，如图7-22所示。
2．HFC的特点
（1）HFC的优点 ① 频带宽 ② 传输速率高 ③ 灵活性 ④ 经济性
合波器复用成DWDM主信道，然后对其进行光放大，并附加上波
长为λs的光监控信道。
在接收方向，OTM先把光监控信道取出，然后对DWDM主信道 进行光放大，经分波器解复用成16（或32）个波长的STM-16信 号。OTM的信号流向如图7-6所示。
7.1.2 DWDM系统结构
图7-6 OTM信号流向图
7.1.2 DWDM系统结构
7.2.2 无源光网络（PON）
1．无源光网络（PON）的应用类型与组网
应用类型：按ONU所处的位置不同，可将PON分为3种基本的 应用类型，光纤到路边（FTTC），光纤到大楼（FTTB），光纤 到家（FTTH）和/或光纤到办公室（FTTO）。如图7-16所示。
图7-16 PON基本应用类型
7.2.2 无源光网络（PON）
（4）DLC系统的COT到RT之间可以采用各种标准化的SDH和 PDH传输系统实现接入网传输功能。
（5）DLC系统提供“公务”等辅助功能。利用内嵌操作信道完 成管理信息的传送。
7.2.3 数字环路载波（DLC）
4．灵活数字环路系统（FDLC）
为提高信道资源的利用率，可采用动态分配时隙的方法，这种 DLC系统称为灵活数字环路系统（FDLC）。
7.1.2 DWDM系统结构
图7-12 DWDM的链形组网示意图 图7-13 DWDM的环形组网示意图
7.1.2 DWDM系统结构
4．DWDM网络的保护
点到点线路保护主要有两种保护方式
一种是基于单个波长、在SDH层实施的1+1或1︰N的保护；
另一种是基于光复用段上的保护，在光路上同时对合路信号进 行保护，这种保护也称光复用段保护（OMSP）。
功能：OAN可为企事业单位和居民住宅用户服务；OAN工作 于多厂家、多类型交换机环境；OAN能提供所有原来铜缆网所提 供的业务（主要是2Mbit/s以下速率的业务），并能升级提供图像 和数据等宽带业务。
7.2.1 光接入网的基本概念
3．OAN的参考配置
图7-15所示的是OAN的参考配置。可见，光接入网又可定义 为：共享同一网络侧接口且由光接入传输系统支持的一系列接入 链路，由光线路终端（OLT）、光分配网（ODN）、光网络单元 （ONU）及适配功能（AF）组成，可能包括若干与同一OLT相连 的ODN。
光接入网（OAN）是指本地交换机或远端交换模块与用户设 备之间采用光传输或部分采用光传输的系统。
图7-14 接入网在电信网中的位置
7.2.1 光接入网的基本概念
2．OAN的优点与功能
（1）减少网路的维护运行费用，降低故障率。 （2）利于开发新业务，特别是宽带多媒体业务，加强竞争力， 提高业务收入。 （3）大大延长传输距离，扩大交换机的覆盖范围。 （4）引入OAN后，连接到用户设备的双绞线或同轴电缆段的长 度很短，可实现宽带传输，充分利用现有的巨大的网络投资。
速率接入（BRA）、ISDN基群速率接入（PRA）、n×64kbit/s和
2.048Mbit/s（成帧和不成帧）。 可支持宽带业务，诸如单向广播式业务（如CATV业务）、双
向交互式业务（如VOD或数据通信业务）和模拟广播业务等。 图7-18所示是采用TDM+FDM+WDM方式传送宽带图像业务的
PON系统。
7.1.1 DWDM概述
5．DWDM的优越性
（1）超大容量 （2）对数据“透明” （3）系统升级时能最大限度地保护已有投资 （4）高度的组网灵活性、经济性和可靠性 （5）可兼容全光交换
7.1.2 DWDM系统结构
1．DWDM器件
DWDM器件分为合波器和分波器两种，如图7-5所示。 合波器的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输。 分波器的主要作用是将在一根光纤中传输的多个波长信号分离。
OLT的作用是为OAN提供网络侧与本地交换机之间的接口，完 成电/光转换，并经一个或多个ODN与用户侧的ONU通信。
ODN的功能是完成光信号功率的分配。 ONU的作用是提供远端用户侧接口，完成光/电转换。 AF为ONU和用户设备提供适配功能。
7.2.1 光接入网的基本概念
图7-15 OAN的参考配置
7.2.2 无源光网络（PON）
图7-18 TDM+FDM+WDM的PONห้องสมุดไป่ตู้统
7.2.3 数字环路载波（DLC）
1．数字环路载波系统构成
DLC是业务节点（SN）和用户终端设备之间的接入网设备， 在SN与用户所在地之间采用点对点的有源光网络传输系统。
DLC系统由局端机（COT）、远端机（RT）和光线路终端 （OLT）三部分组成，如图7-19所示。
图7-10 电中继器（REG）的信号流向图
7.1.2 DWDM系统结构
3．DWDM网络的一般组成
（1）点到点组网 DWDM的点到点组网示意图如图7-11所示。 （2）链形组网 DWDM的链形组网示意图如图7-12所示。 （3）环形组网 DWDM环形组网示意图如图7-13所示。
图7-11 DWDM的点到点组网示意图
DWDM技术不仅大幅度地增加了网络的容量，而且还充分 利用了光纤的宽带资源，减少了网络资源的浪费。
7.1.1 DWDM概述
2．DWDM原理概述
DWDM技术是利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性，采用 多个波长作为载波，允许各载波信道在一条光纤内同时传输。
通常把光信道间隔较大（甚至在光纤的不同窗口上）的复 用称为光波分复用（WDM），而把在同一窗口中信道间隔较小 的WDM称为密集波分复用（DWDM）。
7.1.1 DWDM概述
（2）单纤双向传输 单纤双向传输指在一根光纤中实现两个方向光信号的同时
传输，两个方向的光信号应安排在不同波长上。
图7-3 单纤双向传输的DWDM系统
7.1.1 DWDM概述
（3）光信号的分出和插入 通过光分插复用器（OADM）可以实现各波长的光信号在中
间站的分出与插入，即完成上/下光路，利用这种方式可以完成 DWDM系统的环形组网。
DWDM系统的构成及光谱示意如图7-1所示。
7.1.1 DWDM概述
图7-1 DWDM系统的构成及频谱示意图
7.1.1 DWDM概述
3．DWDM工作方式
（1）双纤单向传输 双纤单向传输指一根光纤只完成一个方向光信号的传输，反向
光信号的传输由另一根光纤来完成。如图7-2所示，
图7-2 双纤单向传输的DWDM系统
第7章 光纤通信新技术
第6章 SDH技术
本章内容、重点和难点
本章内容 DWDM技术的概念及系统结构。 光接入网的概念及相关的接入技术。 相干光通信技术。 光弧子通信技术。 全光通信网。 本章重点和难点 DWDM技术。 光接入技术。 全光通信网。
第6章 SDH技术
学习本章目的和要求
另外还有基于环网的保护。
7.2 光接入技术
以前的接入网主要是铜缆网，携带的业务主要是电话业务。 铜缆网的故障率很高，维护运行成本也很高，为了减少铜缆 网的维护运行费用和故障率，光接入网技术应运而生。
7.2.1 光接入网的基本概念
1．光接入网基本概念及位置
所谓接入网就是指端局到用户环路之间的所有机线设备，通 常又称为用户网，如图7-14所示。
在DLC设备内加入集线/压缩功能，在相同的传输速率下可容纳 更多的用户，如采用4∶1的集线比，可在2Mbit/s的传输速率下传 送120路电话（如图7-20所示）。
图7-21所示的是另一种灵活分配时隙的例子，在2Mbit/s信道 的30个时隙中，12个时隙留作租用线业务，将108路电话以6∶1 的集线比在余下的18个时隙中传输，在COT处恢复为4个2Mbit/s 进入交换机。
（2）需要解决的问题 ① 频谱相互间的干扰问题。 ② 噪声干扰的“漏斗效应”问题。 ③ 共享带宽，要解决好信道争用的问题。 ④ 进行交互式数据通信时要注意安全性和可靠性。
图7-5 DWDM器件
7.1.2 DWDM系统结构
2．DWDM的几种网络单元类型
DWDM设备可分为光终端复用器（OTM）、光线路放大器 （OLA）、光分插复用器（OADM）和电中继器（REG）几种类型。 以华为公司的波分320G设备为例讲述各种网单元的作用。
（1）光终端复用器（OTM）
在发送方向，OTM把波长为λ1～λ16（或λ32）的STM-16信号经
将主光通道预放大，通过MR2单元把含有16或32路STM-16的光 信号按波长取下一定数量后送出设备，要插入的波长经MR2单元 直接插入主信道，再经功率放大后插入本地光监控信道，向远端 传输。以MR2为例，其信号流向如图7-8所示。
7.1.2 DWDM系统结构
图7-8 静态OADM（32/2）信号流向图