第六章 城域光网络
城域光网络概述
城域光网络概述07124798 康晨城域光网桥接于长途网和接入网之间，把接入网中企业网的各种业务连接到运营商的骨干网。
考虑城域网的以上要求，建设城域光网必须注意三个方面：1、针对网络中实际的业务模型，采用合适的网络拓扑结构(包括树状型、环网型、双归型、网状网型等)；2、针对业务颗粒大小及其分布，采用合适的网络分层结构(包括二层结构、三层结构等)；3、考虑网络拓扑和分层结构，选用合适的技术及产品。
城域网是数据骨干网和长途电话网在城域范围内的延伸和覆盖，它承担着集团用户、商用大楼、智能小区等业务接入和通路出租等纷繁复杂的任务，需要通过各类网关实现话音、数据、图像、多媒体、IP接入和各种增值业务及智能业务，并与各运营商的长途网和骨干网实现互通。
城域网不仅是传统长途网与接入网的连接桥梁，更是传统电信网与新兴数据网络的交汇点及今后三网融合的基础。
城域业务网可以分为骨干层、汇聚层和接入层3个层次。
与之相对应，根据容量大小，城域光网络的接入层和汇聚层可以采用SDH2.5Gbit/s速率及以下的多业务传送平台(MSTP);骨干层可以灵活选用SDH 10Gbit/s速率左右的MSTP，经济发达地区可以采用城域WDM或OADM系统。
在此阶段，SDH设备采用数量较少的通道对以太网业务实现透明传送，可以为运营商提供远程局域网互联，通常并不对外开展运营，同时，城域WDM仅仅采用背靠背的OTM设备组建环网，整体性能较弱。
此阶段SDH已经演化成为符合国际要求的MSTP，除以太网透传功能外，还能提供L2交换以及ATM业务的接入和汇聚功能，同时，城域WDM已经采用OADM 组建环网，自适应的多业务接入、子速率汇聚、多跨距组合、光层保护等功能。
此阶段，RPR处理功能已经融入MSTP，可以实现以太网带宽的统计复用。
公平的带宽分配、更加严格的CoS和QoS以及愈发安全的用户隔离功能。
同时，城域OADM/OXC可以综合光交叉和电交叉的处理方式，并可基于G.709 OTN制式对所有客户层信号进行迅捷而动态的处理。
浅谈城域光网络的技术及展望
浅谈城域光网络的技术及展望摘要：文章介绍了城域光网络的定位和基本功能和基于SDH的多业务传送平台的几种关键技术，对城域智能光网络的发展进行了展望。
关键词：多业务传送平台波分复用自动交换光网络随着我国通信业的迅猛发展，城域网建设也在飞速发展，从原来只传送一些简单的话音业务，到现在数据业务的大量涌现，原有城域网已越来越不能满足当前各种业务需求。
但如何建设和规划好城域网显得尤为重要，建设城域网的目的是为了实现网络化，消除骨干层网与用户接人网之间“断层”现象。
城域网将分布在城市不同地点（企业、机关、宾馆、学校、智能小区等）的用户业务进行优化处理后，再送往骨干网络，从而使网络层次变得清晰，提高运营效率。
城域光网络石城域业务的承载体，如果光网络只传送业务信号，那么业务层的压力巨大。
因为如果数据设备只依靠光纤直连方式组网，没有1个数据节点，其他节点的配置均要改动，而采用城域网接入和汇聚层直接采用多业务传送设备来分担业务层的压力，在某种程度上，可以减少运营商设备投资和提高网络的性价比。
传统的SDH设备在业务侧提供低速的STM-N接口以及PDH接口，对时分复用（TDM）业务具备最佳的承载能力。
但为了适应数据业务的接入，SDH必须对自身进行改造，演变成为基于SDH的多业务传送平台（MSTP）；此外，波分复用（WDM）设备也要进行改进，演变成为基于WDM的多业务传送平台。
一般来说，城域网可以分为3个层次：骨干层、汇聚层和接入层。
与之相对应，根据容量大小，城域光网络的接入层和汇聚层可以采用基于SDH的MSTP；骨干层可以选用基于SDH的MSTP，也可以采用城域WDM系统。
一、多业务传送平台的关键技术1.ATM 处理2.以太网透传和桥接3.虚级联4.通用成帧规程5.链路容量自动调整策略6.智能光网络二、城域智能光网络展望城域智能光网络对于网管系统的展望，要求不但将光网络层面的网元硬件故障（单板、子架、光纤接口等）上报给网管系统，同时控制层次面的故障（比如信令网故障、呼叫失败、连接失败、超时等）也需要上报给网管系统。
《光纤通信技术》 课程大纲
《光纤通信技术》课程大纲《光纤通信技术》课程大纲课程名称：光纤通信技术课程类别：核心课学分：4学分适用专业：通信工程专业、计算机应用专业先修课程：数字通信原理、数据通信原理一、课程的教学目的《光纤通信技术》是信息与通信工程学科一门重要的专业课程。
课程定位为需要学习通信工程、计算机通信技术等专业，从事信息通信、计算机、网络等相关行业的学员。
光纤通信系统具有低的传输损耗和宽的传输频带的特点，成为高速数据业务的理想传输通道。
课程以光纤的导光原理和激光器的发光原理为基础内容，同时涵盖了各种实用光网络技术。
课程以提高学生基本技能素质与新技术、新手段的应用能力为目标，培养能满足光纤网络工程的规划建设、系统调测、电信核心网络和接入网络的工程等需要的应用型人才。
为了更好地掌握本课程的知识，每章后面均附有大量的习题，并对主要知识点进行了总结。
鉴于本课程是实践性很强的专业课程，其教学内容既包括理论学习内容，又涵盖与之相关的实践实验活动内容，为以后学习光纤通信工程新技术打下基础。
二、相关课程的衔接学习本课程需要先修《数字通信原理》、《数据通信原理》等专业基础课程以及《现代交换技术》、《宽带接入技术》等相关课程；后续课程包括《光网络》、《多媒体通信》等。
三、教学的基本要求要求掌握《光纤通信技术》的基本概念、工作原理，了解相关扩展知识。
熟练进行光纤通信技术的工程分析及工程计算。
熟悉实验原理及内容，能够利用所学基本知识完成简单电路的分析和设计。
四、课程教学方法下载教学内容导学、详解、实时辅导、教案、综合练习题等资料。
为了更好地掌握本课程的知识，每章后面均附有大量的习题，并对主要知识点进行了总结。
本课程含有实验，使本课程更多地与实践接轨，为以后学习光纤通信工程新技术打下基础。
五、课程考核方式本学期将安排4次阶段作业。
每次作业计10分，共计40分。
作业类型为客观题，可重复提交，直至分数满意为止。
考试：本课程的考试采用开卷的形式，由于本课程的计算量较大，建议学生熟练使用计算器。
光纤知识点总结(5-9章)
光纤知识点（5-9章）第五章知识点1.数字传输体制有两种：是不同的传输体制协议。
SDH（同步数字传输体制）PDH（准同步数字传输体制）2. SDH对模型的下列几个方面做了规定：（1）网络节点接口（2）同步数字体系的速率（3）帧结构。
（1）网络节点接口传输设备：光缆传输系统设备；微波传输系统设备；卫星传输系统设备。
网络节点：只有复用功能（简单）；复用、交叉连接多种功能（复杂）。
（2）速率：同步传输模块：STM-N，N＝1、4、16 等。
STM-1 155.520Mbit/s 155Mbit/sSTM-4622.080Mbit/s 622Mbit/sSTM-16 2488.320Mbit/s 2.5Gbit/sSTM-64 9953.280Mbit/s 10Gbit/sSTM-256 39813.12Mbit/s 40Gbit/s（3）帧结构：SDH 帧为块状帧结构，共有9 行，270 列，以字节为单位。
一个STMN 帧有9 行，每行由270×N 个字节组成。
这样每帧共有9×270×N 个字节，每字节为8 bit。
帧周期为125μs，即每秒传输8000 帧。
对于STM1 而言，传输速率为9×270×8×8000=155.520 Mb/s 。
字节发送顺序为：由上往下逐行发送，每行先左后右。
（结构图见书127页，重点）3.STM-N 帧包括三个部分：SOH、AU-PTR、PAYLOAD（结构图见书127页，重点）（1）段开销SOH：RSOH，再生段开销：1～3 行。
MSOH，复用段开销：5～9 行。
区别：监管范围不同。
如：若光纤上传输2.5G 信号，RSOH 监控STM-16 整体的传输性能。
MSOH 监控每一个STM-1 的传输性能。
（2）管理指针AU-PTR：指示净负荷PAYLOAD 中信息的起始字节位置，便于接收端从正确的位置分解出有效传输信息。
光纤通信
★第一章概述问：1. 什么叫光纤通信？它与光通信有何区别？答：光纤通信是指利用光导纤维传输光波信号的通信方式。
光通信只是指以光波的形式携带信号传输的通信方式，并不要求光波信号一定要在光纤中传输。
问：2.光纤通信的低损耗窗口指什么？为什么叫窗口？答：光纤通信的低损耗窗口指0.85μm，1.31μm ，1.55μm。
由于用这三个波长传输信号时损耗很小，因此信号能够从发送端传送到接收端，就好像窗户能够透光一样，因此低损耗的波长可以称为窗口。
问：3. 光折射率的含义是什么？代表什么？答：光折射率可以用n表示，等于自由空间中的光速与光波在某一介质中的传播速度的比值。
n越大，表示光波所在的介质传播速度慢，可以理解成该介质粒子分布密集，n越小，表示光波所在的介质传播速度快，因此可以理解成该介质粒子分布稀疏。
★第二章光导纤维问：4. 色散如何理解？色散对信号有什么影响？答：光纤中传输的光信号是由不同的频率成份和不同的模式成份构成，它们有不同的传播速度，从而使波形在时间上发生展宽，这种现象称为色散。
色散会使光脉冲展宽，因此会造成波形展宽，从而产生码间干扰。
问：5.如何解释光纤中的模式色散、材料色散及波导色散？答：材料色散是由于材料本身的折射率随频率而变化，使得信号各频率成份的群速不同引起的色散。
波导色散是对于光纤某一模式而言，在不同的频率下，相位常数β不同，使得群速不同而引起的色散。
模式色散是指光纤不同模式在同一频率下的相位常数β不同，因此群速不同而引起的色散问：6. 请问多模光纤的多模指的是什么？答：多模指的是多个模式，模式是指能够独立存在、独立传输的电磁场的结构形式。
问：7. 请问多模光纤中有哪几种模式，各种模式有什么区别？答：多模光纤中可以有无穷多模式，主要看光纤尺寸、纤芯折射率、入射光波长等因素。
各模式的区别主要是电磁场的结构形式不同。
问：8. 一根多模光纤中可以存在多少模式？答：一根多模光纤中可以存在无穷多模式，主要看光纤尺寸、纤芯折射率、入射光波长等因素。
《广电城域网络》课件
2
移动通信
广电城域网络支持大规模的移动通信，满足城市居民的手机通讯需求。
3
智慧城市
广电城域网络为智慧城市建设提供技术支撑，推动城市数字化发展。
发展趋势
1 技术应用
2 物联网接入
3 跨地域互联
广电城域网络将与5G技术 深度融合，为城市提供更 快速、稳定的通信服务。
广电城域网络将实现与物 联网设备的接入，打造更 智能的城市生活。
传输线路
使用光纤或无线技术传输数据， 连接各个设备和网络节点。
用户终端
包括电视接收器、手机、电脑 等，用于接收和发送广电城域 网络的数据。
广电传输技术
传输方式 光纤传输 微波传输
优势 高速、大带宽 灵活、适用于无线通信
应用 电视信号传输 移动通信信号传输
应用案例
1
电视传输
广电城域网络在电视传输领域得到广泛应用，为观众提供高清、稳定的电视信号。
广电城域网络的作用和优势
提供高品质的电视传输
广电城域网络能够提供高清、 流畅的电视传输服务，带给 观众更好的观看体验。
支持大规模的移动通信
广电城域网络能够承载大规 模的移动通信流量，支持城 市居民的手机通信需求。
促进城市信息化建设
广电城域网络为城市的信息 化建设提供了强力支撑，促 进数字化发展。
技术原理
1 光纤传输技术
广电城域网络采用先进的光纤传输技术，保证了高速、稳定的数据传输。
2 无线通信技术
广电城域网络结合了无线通信技术，使移动通信更加便捷和可靠。
3 网络架构设计
广电城域网络采用合理的网络架构设计，确保了网络的可扩展性和可靠性。
广电城域网络的组成和架构
中心设备
城域光网建设策略
城域 光网建设 策略 来自文／ 李 海 斌 在的 问题谈城域光 网的建设策略 。
近 年 来，随 着我 国经 济发展 的速 度 越 来越 快 ，我 国的信 息技 术发 展 的速 度 也越 来 越快 。我们
已经 在 不 知 不 觉 中 进 入 了信 息 化
２现阶段城域光网 的建设策略
２ ． １减 少光纤资源的浪 费的 方法
来随着我 国经济 发展的速度越来越快 ，通信行 业 的发展也越来越 快，所 以在现阶段的通信市 场 中，也会有越来越 多的业务同时 出现 ，所 以 要想在现阶段 的通信 市场 中处于有利的地位 ， 就需要构建一个 多种类型的业务 同时存在的传
送平 台。
（ １ ）可 以设置 设备 的级联，也就 是说将 某一位用户 的设备通 过一些制好的接 口与其他 在 通信 方 面得 到 了很好 的应 用 与 的用户连接起 来，这 就使得用户之间形成 了一 发 展 ，通信 方 面应 用 的城 域光 网 种上下级 的关 系，也就是说上级用户的设备控 技 术 ，现如 今也 得 到 了人们 广泛 制着下级用 户的设 备，同时通过上级用户的设 的认 可 ，因此 我们 可 以说 城 域 网 备处理 后，再传输给下级用户 ，这样就可 以减 成 为现代 社会 经 济发展 的一 个主 少接 口的数量 ， 从而达到节省光纤 资源 的 目的。 要 的 网络 体 系。本 文 主要 结合 城 （ ２ ）使 用具有 多种业 务的接 口，这样就 域光 网在 现 阶段 的使 用 中存 在的 问题 ，对城 域 网的建设 提 出几点 可 以把 多种业 务的接 口集合在一个设备上 ，从 建议 。 而也可 以在 一定程 度上节省光纤资源 的使用 。 除此 之外，在实际的网络设备还有一些 别的方 法 可以起到节省光纤资源 的作用 ，比如 交换机 下移、独 立 的弹性 分组环 ＲＰ Ｒ等 。所 以要 想 【 关键词 】城域光 网 建设 问题 策略 在 实际的城域光网的建设 中节省光纤 资源 ，就 可以采 取以上提到的方法 ，在应用这些方法 的 同时还 要重视相关的注意事项 ，这样才可 以既 节省了光纤资源 ，又能为城域光 网络 的建设提 众 所周 知 ，近年 来 ，我 国的信 息化 建设 供帮助。 实现 了突飞猛 进的发展，信息技术 已经被应用 到我们 学习与生活的多各个领域 ，与此 同时， ２ ． ２应 用智能城域核心的传送 网 通信技 术也得到了迅猛的发展 ，其 中城域光 网 的建设 与发展 也会 带动通信行业的发展 。但是 我们 都知 道 ，当前 阶段 宽带 的接 入 ，视 随着城域光 网的使 用越来越广泛 ，也随之 出现 频的点播，这些属于虚拟 的数据 网络 业务正在 急需要解 决的 问题 ，所 以城域光 网络 的建设 进行着飞速 的发展 ，所 以现 阶段 的城 域光网络 需要 进 一 步地 完 善 。 需要具备智能化 的特性 ，这样才 可以高效率地 去实现数据传输等业务 。与此 同时，通过开发 １ 城域光 网络在 现 阶段 的使 用 中存在 的 智能化的网络系统还可 以保证整个 电信网络的 问题 设计， 有助于进 一步地对城 域光网络进行规划， 所 以说 智 能 化 的 城 域 光 网 系统 对 整 个 电 信 网 络 随 着 信 息 技 术 的 发 展 ， 城 域 光 网 络 在 不 业务未来的发展有着很大 的影响 。 断地 进行扩大 ，但是随之在 网络 的建设 中也带 为 了构建 智 能化 的城 域核 心传 送 网，可 来 了一些问题，主要有以下几个方面： 以应用智能光网技术 ，该技术 是现阶段城域光 １ ． １光纤资源的大量损耗 网络的核心技术之一 。该技术 的先进 性主要就 体现在以下两个方面： 随着 近年 来宽 带业 务 的增长 ，大量 的光 （ １ ）这种 技术可 以对光 网络宽带进 行动 纤资源被应用到社会 中去 ，但是在光纤 安装的 态的资源分配； 过程 中 也 会 造 成 一 定 的资 源 损 耗 和 浪 费 ，但 与 （ ２ ）该种 技术还可 以通过 网组织 的思路 此 同时，宽带业务还在不断地增长 中，部分光 对 光 网 进 行 有 效 地 优 化 。 纤 资源 还远 远 不 能 满 足 业 务 发 展 的 需要 ，那 么 在 实 际 的 城 域 光 网 建 设 中 可 以应 用 以 下 究竟 该 如 何 节 约 城 域 光 网 络 中光 纤 资源 的利 用 几 个 方 面 的 方 法 ： 程度 成为一个急需解决的重要问题 。 （ １ ）要 最大化 的利 用现在 已有 的城 域光 网资源，既要保证现有 的资源 进行投资 ，还要 １ ． ２城 域光网络的安全性较 差 不断地引进新兴技术 、新 型的业务，尽可能地 在 实 际 的网络 建设 中， 由于 市场业 务发 做到少投入成本 ，实现多收益 的 目 标； （ ２）不要 一味地忙 于开发 新的业 务，要 展 的速度 非常快，很多本来是用于保护纤 芯的 光纤都被应 用到开发新用户的业务 中去 ，这样 在保证现有网络的安全性 、准确性和 兼容性等 就 导致 很多光纤纤芯不被保护 ，导致整个 网络 的前提下 ，再拓展新业务 。因为现在 已有的网 络安全性、准确性和兼容性是最基本 的； 的安全 性降低，网络容易被摧毁 。除此之 外， 安全性低 的网络系统在 日常 的工作 中容 易出现 （ ３ ）要根 据 自身业 务 的情 况， 以及 实际 各种 问题 ，这 就会给相关的从事 日常维护 的工 的业务未来发展情况 ，再对合适 的新 型业务进 作人员带来许 多不必 要的麻烦 。 行开发和相关拓展 ，以便于促进光 网实现进 一 除此 之外 ，在实 际 的城 域 光 网络 的建设 步 地 智 能 化 。 中，如 何满 足多种业务的 同时 出现 ，怎样提 高 ２ ． ３建立新兴的多业务并存的传送平 台 整个 网络 的智能化 ， 怎么提供一些增值服务等 ， 这些 问题无疑 给运 营商和供应商带来 了很大 的 对 我国现阶段 电信行业的发展来说 ，构建 困扰 。下面就根据这 些现阶段在城域光 网中存 个 高效率的城域光网络是非常重要 的。近 年
PDH和SDH
C-3
34368kbit/s
C-2
6312kbit/s
C-12
2048kbit/s
C-11
1544kbit/s
SDH的一般复用映射结构
C－容器、VC－虚容器、TU－支路单元、TUG－支路单元组、AU－管理单元、AUG－管理单元组 14
SDH的复用结构和步骤
映射
在SDH网络边界处，使支路信号适配进虚容器(VC) 的过程。
运行维护方面
安排了丰富的用于运行、管理和维护（OAM）功能的开销比特，使
网络的监控功能大大加强
7
PDH和SDH分插信号流程的比较
光信号
140/34 Mb/s
34/140 Mb/s
光 /
分接 34/8 Mb/s
PDH
8/34 Mb/s 复接
电 /
电
8/2 Mb/s 分接
2/8 Mb/s 复接
光
分接
传输媒质层网络分为段层网络和 物理媒质层网络，段层网络包括 复用段层网络和再生段层网络， 传输媒质层网络是指光缆或无线 传输媒质
电路层网络
电路层
VC－12
VC－4
VC－3
低阶通道层 通道层 SDH传送层
高阶通道层
复用段层网络 再生段层网络
段层 传输媒质层
物理层网络
SDH传输网的分层模型 23
SDH的传输网结构和自愈能力
STM-1 155.520
63
1890
STM-4 622.080
252
7560
STM-16 2448.320
1008
30240
STM-64 9953.280
4032
120960
城域光网络铺就宽带业务发展通途
城域光网络铺就宽带业务发展通途业务宽带化、IP化的大趋势驱动着全网升级改造的步伐。
伴随着核心网、局域网对于宽带IP化业务的支撑能力的逐步到位，城域网成了全网的带宽和业务提供的“瓶颈”。
为了打破这一“瓶颈”，业界一直在进行着积极的探索，不仅推出了新的技术，而且原先应用于骨干网传输的技术也在寻找城域网层面的适用性并进而移植至城域网……所有这些努力，都在致力于使城域网成为宽带业务发展的通途。
城域光网络不应成为宽带IP化业务发展的“瓶颈”。
城域光网络，是跨距从几十公里到上百公里的光传输网，一般服务于大的、业务量集中的城市地区。
城域光网桥接于长途网和接入网之间，把接入网中的各种业务连接到运营商的骨干网。
近几年来，随着长途传输骨干网的大规模建设和用户接入及驻地网的宽带化技术的普及，全网带宽和业务提供的“瓶颈”逐渐转移到了城域网，哑铃型的网络结构亟待改变。
一方面，在以太网技术的推动下，局域网迅速发展，带宽从十兆提高到百兆，再到千兆、万兆，拥有了巨大的带宽和流量，展现升级快、成本低的特点；另一方面，大的路由器架构和WDM技术的普及，也使核心网容量实现太比特级。
这使得城域网就如同连接两个大头之间的一根细管，严重制约着宽带IP化业务的发展。
城域光网络的发展和演进，是宽带IP化业务提出的迫切要求：城域网必须具备大容量、高带宽、多业务、高可靠性等能力，从而实现全网层面的宽带IP化业务支持能力。
在市场需求的强力推动下，城域光网络领域的技术创新、技术组合以及技术移植变得活跃起来。
业务类型多样化和业务流向、流量的不确定性，是城域网的基本特征，城域光网络的技术选择和建设也必须把握这两个特点。
当前，基于SDH的MSTP技术已经成熟，解决了传统SDH系统不能适应数据业务带宽动态变化的需要，继承了多业务支持能力，并兼容庞大的现有SDH基础设施。
MSTP在采用了GFP、LCAS、RPR和MPLS等新技术新标准后，已经能够灵活有效地支持各种数据业务，增强了业务拓展能力，降低了网络成本和投资风险，有助于实现从电路交换网向分组网的过渡和最终向融合网方向的发展，在中近期将成为主导城域网技术。
城域光网络的关键技术
城域光网络的关键技术作者：李琼李钊娄轶男来源：《数字化用户》2013年第07期【摘要】城域光网络主要是应用在通信方面的技术，已经普遍被人们使用。
但是随着技术的发展和人们的需求，，以期能够传送更多的业务，并以最快的速度将业务传送出去。
本文就是在此基础上，先对现在的城域光网络的发展现状进行分析，并对城域光网络的关键技术进行了解和研究。
【关键词】城域光网络多业务传送平台技术以太网技术由于社会科技的发展，计算机技术的普及和更新，使电信产业得到了飞速的发展，也正是因为电信业的发展，让全世界的数据业务量也呈上升趋势。
而且现在也有越来越多的新型数据业务出现，如因特网接入、多媒体应用、IP电话、电子商务等数据业务。
这些数据业务都是不可预测的，而且是不同地区不同国家之间相互流通的，所以对于城域网而言是一个非常大的难题。
不仅如此，以城域网为骨干的网络在进行规模拓展和接入网进行宽带化时，也遇到了技术性问题。
因此要向让城域网成为电信业的主要的网络系统，就要解决城域网中的关键技术，即为建设宽带城域网提供技术支持[1]。
一、城域光网络概述（一）城域网的涵义城域网是基于一个城市所建设的计算机通信网，而且是介于广域网和局域网之间的中等范围网络，并将这个城市中的多个局域网连接起来。
城域网是一种以光缆为传输媒介的宽带局域网，在传输时，速度比较快，并且不会延时。
（二）城域网的网络特点城域网具有传输速率快、投入低和技术先进等网络特点。
（三）城域网的用途在现代社会中，由于城域网所具有的特点使城域网已经成为企业生产和人们生活所必不可少的工具。
城域网可用于高速上网、VOD视频点播、网络电视、远程医疗教育和监控、家庭证券交易和宽带业务等，为人们的生产生活都带来了便利。
（四）宽带城域网宽带城域网是一种可以支持语音、视频、数据等综合通信业务在内的新一代城域网。
宽带城域网不仅可以向社会提供更多的宽带传输通道；可以向广大客户提供更加灵活的业务服务，让所有的数据业务可以在最短的时间内进行传输；还可以对业务和用户进行更有效的管理。
光城域网技术概述
光城域网技术概述光城域网是一种基于光纤传输技术的局域网，它利用光纤作为传输介质，实现高速、稳定的数据传输。
光城域网具有很多优势，如高带宽、大容量、远距离传输和低延迟等。
本文将对光城域网的技术进行详细概述。
首先，光城域网采用光纤作为传输介质，相比传统的电缆传输，具有更高的带宽和传输速度。
光纤能够支持多种传输协议，如Ethernet、Fiber Channel和SONET等，可以满足不同应用的需求。
此外，光纤还具有较小的尺寸和重量，方便布线和安装。
其次，光城域网具有较大的容量和扩展性。
随着数据量的增加和应用的发展，传统的电缆传输往往无法满足需求，而光纤可以提供更大的容量和扩展性。
光纤的传输带宽可达到几10 Gbps甚至更高，能够同时支持多个高带宽应用。
再次，光城域网能够实现远距离传输。
光纤传输信号的衰减和失真较小，克服了电缆传输的距离限制，能够实现几十甚至几百公里的远距离传输。
这对于跨楼层、跨大厦甚至跨城市的数据传输具有重要意义。
此外，光城域网还具有低延迟的特点。
由于光信号通过光纤的传输速度非常快，传输延迟较小，对于实时应用如在线视频、语音通话等非常重要。
光城域网可以提供低延迟的网络环境，提高数据传输的效率和质量。
光城域网的实施需要几个关键技术。
首先是光纤传输技术。
光纤传输技术主要包括光纤的制备、光纤的布线和光纤的连接等。
其次是光传输设备技术。
光传输设备主要包括光纤交换机、光纤路由器和光纤调制解调器等，用于实现光信号的发送、接收和转发。
再次是光纤通信协议技术。
光纤通信协议技术用于控制和管理光城域网中的数据传输，包括帧格式、路由协议和安全协议等。
最后是光城域网管理技术。
光城域网管理技术用于监控、配置和维护光城域网的运行状态，包括网络管理软件、监控设备和故障诊断等。
在实际应用中，光城域网已经得到了广泛的应用。
例如，金融机构中使用光城域网实现高速、安全的交易数据传输；医疗机构中使用光城域网实现高清视频会诊和医疗影像的传输；企业中使用光城域网构建大规模数据中心，实现云计算和大数据分析等。
第六章 DWDM(WDM)光传输网络
OMT
(a) 点到点WDM系统
OMT
(b) 点到点具有分插/复用的WDM系统 OADM
OADM
OXC
OXC
OADM OADM OXC
OXC
OADM
(c) 环状及网状结构的WDM系统
由点到点传输系统向WDM光网络的演进
1、DWDM的现状和发展 利用TDM技术,已经可以实现40Gbit/s的 SDH商用系统，但受电子器件发展和光纤 偏振模色散（PMD）的限制，要实现更高 比特率的系统非常困难 人们开始研究光机制下的复用技术，即 波分复用技术（WDM），使得一条光纤 芯上可以同时传输多个波长 目前，商用DWDM系统已达 32(40)×2.5Gbit/s、32(40)×10Gbit/s
①交叉增益调制SOA型全光波长 变换器
λs
λc
同向传输
信号光（波长为λs）和连续光（具有变换所需要 的光波长λc）入射到SOA上。 当信号光为“1“码时，其功率使S0A达到饱和， 这时对连续光的增益很小。 而当信号光为“0”码时，SOA不出现饱和，这时 对连续光的增益很大，即SOA的增益随信号光 “1”，“0”码的变化而变化。 通过SOA增益的变化使信号光的信息加载到连续 光的振幅上面。在输出端，用光滤波器滤出λc， 就达到波长变换的目的。
⑤最小边模抑制比 SMSR=10LgP1/P2>30dB ;P1/P2=1000
P1为主纵模的平均功率 P2最显著的边模的平均功率 ⑥最大-20 dB宽度(相当于 LD光谱宽度)最大-20dB 带宽为:λ1-λ2
P2 P1
⑥激光器波长稳定与控制
2.光波长转换单元OTU
OTU（optical transponde unit）是把某一波长的 输入光信号变换为另一个或是同一个波长的输出光 信号的功能单元。
浅谈城域光网络技术的发展过程
在 目前 ＷＤ 光 网 络 中 ， 据 业 务 的 提 供 需 要 经 过 ４层 处 理 ： Ｍ 数
首先将 业务 映射进 Ｉ ， 以 Ａ Ｍ 信 元封装 ， 后将 Ａ Ｍ 信元 Ｐ包 并 Ｔ 然 Ｔ 映射进 Ｓ Ｈ帧 ， Ｄ 最后 转换 为光 信号 在 光 网络上 传送 （ 采用 ＷＤ Ｍ／ Ｄ Ｍ 方式） ＷＤ 。随着 Ｉ 业务 的飞速 发展 ， Ｐ 这种 结构 的缺点 口益 暴 露 。应该将 Ａ Ｍ 层和 Ｓ Ｈ层从 ４层结 构 中剥 离 ｌ去 ， 其 功 能 Ｔ Ｄ 叶 Ｊ 将 融合 到 Ｉ／ Ｌ ＰＭＰ Ｓ层 和 ＷＤ Ｏ Ｎ ｝ Ｍ／ Ｔ 光传 送 网） 中， Ｉ 业 务直接 层 将 Ｐ 在 ＷＤ 光路上传送 （ Ｉ ｖｒ ｐｉ ｌ目前主要 为 Ｉ ｖｒ Ｍ／ Ｍ 即 Ｐ ｏｅ Ｏ ｔａ， ｃ Ｐｏｅ ＷＤ
控 制 平 面 的 协 议 比管 理 平 面 的 协 议 有 更 丰 富 的 原 语 组 ， 町用
可 以承载具有 突发性的 Ｉ Ｐ业务 ， 同时 支持传 统语 音传 送 ， 比较 有
好 的 带 宽 公 平 机 制 和拥 塞 控 制 机 制 。Ｒ Ｒ环 是 在 整 个 环 上 实 现 公 Ｐ
平机制而不 是在单 独链路 上 ， 容易实 行全局 的公平 机制 。服 务供 应商可 以利用 源节 点发送数据包 的速率来控制 上游 节点和下游节
点 的 速 率 。带 宽策 略允 许 在 无 拥 塞 的 情 况 下 ， 环 上 任 意 两 个 节 把
于各种传输技术 。
５城 域 ＷＤ 光 网络 和 自动 光 网 络 的 融 合 、 Ｍ
点之 问所有 的带宽分配给这两个节 点 ， 没有 Ｓ Ｈ那种 固定 电路系 Ｄ
城域网光网络方案
平 台（ Ｐ ）除 了要 兼 顾 物理 的光纤 路 由 、 ＭＳ Ｐ ， 能灵 活组
网外 ， 可靠 性 非 常重 要 。Ｐ ／ ＭＸ既 容 易构 成 环状 ＭＡ Ｐ 网， 可由 Ｐ 又 ＭＸ 提 供 环 带 链 ， 取 跨 双 环 等 实 用 的 采 组 网方 式 ，ＭＸ 还 为将 来 向 网状 网演 进 打下 了坚 实 Ｐ 的基础 。此外 Ｐ Ａ３ 一 Ｌ光 放 大器 还能 延 伸个 别 跨 Ｌ ２Ｃ 段 的传 输距 离 ， 以适 应 目前 城 市 规 模 日益 扩 大 的发 展 趋势 。光层 面 的 自愈 环保 护 是 提供 全 网保 护 的最 佳 选 择 ， ＋ Ｓ Ｃ １ １Ｏ Ｎ Ｐ和 １ ＋１波 长 转 换 单 元 保 护 是
Ｓ Ｍ一 ， Ｔ １ ， 一 ， Ｃ １ ， Ｃ ４ ，Ｐ Ａ Ｍ， Ｔ ４ Ｓ Ｍ一 ＯＣ ３ Ｏ 一 Ｏ 一 ８ Ｉ ， Ｔ 千 ６ ２
兆 以太 网及 其他 ；
・
远端 可 调整 业 务 的类 型 ；
度 和 强 大 的管 理 能 力 显 得 十 分 重 要 。 传 统 的 长 途 Ｄ ＷＤＭ 要 两 端设 备 背 靠背 实 现 波 长 上 下 ， 且 只 能 并 固定 上下 其 中部 分 波长 ，而 Ｐ ／ ＭＸ每端 设 备 可 ＭＡ Ｐ 以灵 活 上 下 １ ６ ～ ４个 通 道 ．而 且 通 过 网管 远 端 可 重 新 配 置 ，这 种 先 进 的 Ｏ Ｄ 设 计 尤 其适 合 城 域 网 。 Ａ Ｍ Ｐ ／ Ｍ 的上 下话路 设计 比骨干 网 中的 Ｄ ＭＡ Ｐ Ｘ ＷＤ Ｍ 有 明显 的优 势 ， 它不 仅 没有 上 下波 长 数量 的限 制 ， 还 可 通过 网管 远端 控制 波 长 上下 。
・
采 用 １＋１ 长转 换 单 元保 护 。 波
光纤通信
第一章 光纤通信概述1、 基本概念光纤通信：利用光导纤维传输光波信号的通信方式工作波长：目前光纤通信的实用工作波长在近红外区，即0.8—1.8um 的波长区。
对于SiO2光纤，有三个低损耗窗口，是目前光纤通信的实用工作波长，即850nm(用于多模),1310nm （单模），1550nm （单模）。
2、系统的基本组成（物理组成及各部分作用）强度调制/直接检波（IM/DD ）的光纤数字通信系统。
主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。
光发射机：将电信号转换成光信号耦合进光纤。
光发射机中的重要器件半导体激光器（LD ）或半导体发光二级管（LED ）是能够完成电-光转换的半导体光源。
光接收机：将光纤送过来的光信号转换成电信号，然后经过对电信号的处理以后，使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机。
光接收机中的重要器件光电二极管（PIN ）和雪崩二极管（APD ）是能够完成光-电转换的光电检测器。
光中继器：保证通信质量。
有两种形式：光-电-光转换形式的中继器和光信号上直接放大的光放大器。
3、优越性（体现在哪里）①传输频带宽，通信容量大②传输损耗小，中继距离长③在某些条件下，抗电磁干扰能力强④光纤线径细，重量轻，制作光纤的资源丰富4、 技术的现状（PDH 、SDH 、WDM 、光电收发器、EPON ）PDH 、SDH 、WDH 用于语音传输，光电收发器、EPON 用于数据传输 PDH ：用于低容量，近距离SDH ：用于中等距离，较大容量WDM ：用于远距离现在涌现出的EPON 已经商用5、 发展的发展方向（GFP 、ASON 和全光网等）第二章 光导纤维1、 光纤的结构和分类结构：石英材料做成的横截面很小的双层同心圆柱体，线芯、包层和涂敷层。
分类：按横截面折射率分布划分：阶跃型光纤和渐变性光纤；按纤芯中传输模式的多少划分：单模光纤（适用于大容量长距离光纤通信）和多模光纤（存在模色散，带宽窄，制造、耦合及连接都比单模光纤容易）2、 用射线理论分析光纤的导光原理（阶跃、渐变），推出几个重要的参数和指标阶跃：相对折射指数差：△=2122212/)(n n n - 数值孔径：∆=-==2sin 12221max n n n NA φ渐变：最佳折射指数分布：可以消除模式色散的n(r)分布。
城域光网络（MON）
城域光网络（MON）
陈云志
【期刊名称】《电联信息》
【年(卷),期】2002(000)004
【总页数】5页(P46-50)
【作者】陈云志
【作者单位】光桥科技（中国）有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.11
【相关文献】
1.基于WDM光城域传送网网络管理的研究(上) [J], 张旺林;万红生;丁铁骑;;
2.基于WDM光城域传送网网络管理的研究(下) [J], 张旺林;万红生;丁铁骑;;
3.光双二进制技术在城域光网络中的应用 [J], 王继新;郑铮;李铮
4.MSTP、DPT和RPR三种光城域传送网络技术简介 [J], 朱年明;岑钰;金连年
5.朗讯科技智能光城域全业务平台合适的投资、贴身的网络、带给您创收无限 [J], 王海帆
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1.EPON的传输原理与帧结构
(1)EPON的基本结构 以太网无源光网络(Ethernet PON,EPON)是指采 用PON的拓扑结构实现以太网接入的网络 它主要由三部分组成:光线路终端(OLT),光分配 网(ODN)和光网络单元/光网络终端(ONU/ONT) 在EPON系统中采用了分层的概念,其协议分层如图 6-12所示
2.汇聚层
汇聚层主要完成信息的汇聚和分布任务,实现用户网 络管理
3.接入层
接入层主要是用来为用户提供具体的接入手段的
6.2 宽带光接入网
6.2.1 光接入网的概念
光接入网(OAN)是指以光Biblioteka 作为传输媒质来取 代传统的双绞线接入网
1.OAN的参考配置
图6-4 OAN的参考配置
6.2.2 无源光网络的传输原理及其应用
在OLT与远端用户之间无需使用有源器件.因而是使接 入网的可靠性大大提高(相对于有源光网络而言) 可实现有QoS质量的多业务的综合传输
可充分利用ATM统计复用的特点,促进实现PON中的动态 带宽分配
图6-9 APON系统结构
(1)APON帧结构
(2)突发信号的收发与同步技术
6.2.4 以太网无源光网络(EPON) 技术及其应用
图6-18 IP over SDH的协议栈结构
(1)协议标准
(2)IP包在PPP帧中的封装
(3) PPP-HDLC帧结构
(4)IP over SDH的特点
图6-19 IP over SDH数据封装过程
2.IP over SDH的特点 .
① IP与SDH技术的结合是将IP分组通过点到点协议直接 映射到SDH帧,其中省掉了中间的ATM层,从而保留 Internet的无连接特性,简化了网络体系结构,提高了传 输效率,降低了成本,易于兼容不同技术体系和实现网间 互连 ② 符合Internet业务的特点 ③ 能利用SDH技术本身的环路自愈功能进行链路保护以 防止链路故障而造成的网络停顿,提高网络的稳定性 ④ 仅对IP业务提供良好的支持,不适于多业务平台,可 扩展性不理想,只有业务分级,而无业务质量分级,尚不 支持VPN(虚拟专用网)和电路仿真 ⑤ 不能像IP over ATM技术那样提供较好的服务质量保 障(QoS)
图6-12 EPON的协议分层
(2)EPON信息流及其帧结构
① 下行信号流
② 上行信号流
2.EPON数据链路层和物理层的关键技术
数据链路层的关键技术主要包括上行信道的多址控制 协议(MPCP),ONU的即插即用问题,OLT测距和延时补偿 兼容性等
3.三波长EPON应用结构
6.3 光互联网
6.3.1 IP over SDH
(1)波长标签交换(MPLmS)的概念
(2)MPLmS技术
4.IP over WDM的应用
�
2.IP over WDM的特点
① 简化了层次,减少了网络设备和功能重叠,从而降低 了网管复杂程度 ② 充分利用光纤的带宽资源,极大的提高了宽带和相对 的传输速率 ③ 对传输码率,数据格式及调制方式透明.可以传送不 同码率的ATM,SDH/SONET和吉比特以太网格式的业务
3.基于波长标签交换技术的IP over WDM
图6-25给出了IP over WDM光网络分层体系结构示意 图
图6-25 IP over WDH分层结构
IP over WDM帧结构有SDH帧格式和吉比特以太网帧格 式
WDM光层包括光通道层,光复用层和光传输层.光通 道层负责为多种形式的用户提供端到端的透明传输.光复 用段层负责提供同时使用多波长传输光信号的能力.光传 输段层负责提供使用多种不同规格光纤来传输信号的能力. 这三层都具有监测的功能,只有各自监管的对象不同.光 传输段层监控传输段层中的光放大器和光中继器,而其他 各层则提供系统性能监测和检错功能
第六章 城域光网络
6.1 城域光网络结构
城域网是指在地域上覆盖城市及其郊区范围,为 城域多业务提供综合传送平台的网络,能实现语音, 数据,图像,多媒体,IP等接入
城域网也才用分层结构,共分三层,即核心层, 汇聚层和接入层,如图6-1
图6-1 带宽IP网络示意图
1.核心层
核心层主要完成城域网内部信息的高速传送与交换, 实现与其他网络的互联互通
3.IP over SDH应用方案
4.基于SDH的吉比特以太网(Gbit Ethernet . over SDH,GEOS)技术
(1)数据封装 ① 协议内容 ② 映射过程
(2)GEOS应用方案 ① 系统结构 ② GEOS的速率适配问题 ③ GEOS系统的优点
6.3.2 IP over WDM
1.IP over WDM
1.PON传输原理
OLT至ONU的信号流为下行信号 各ONU至OLT的上行信号可以采用OTDMA,OWDMA和 OCDMA等多址接入技术 (1)光时分多址(OTDMA) (2)光波分多址(OWDMA) (3)光码分多址(OCDMA)
2.PON技术应用
(1)网络结构 PON的结构有树形,星形,环形和总线形等几种 OAN存在三种基本应用形式:FTTC,FTTB和FTTH (2)OLT,ONU和ODN的功能结构 ① 光线路终端(OLT)的功能结构 ② ONU功能块
(3)光配线网(ODN)
6.2.3 ATM无源光网络(APON)
ATM(异步传输模式)是一种信息传递方式,是 以分组交换传递模式为基础实现B-ISDN的核心技术
APON系统是将ATM和PON技术结合起来,即在 PON网络中实现基于ATM信元的传输,从而使系统 具有如下特点
多个ONU可共享光纤介质,从而大大降低系统成本
IP over SONET/SDH也称为POS,它是通过 SONET/SDH提供的高速传输通道来直接传送IP分组, 因而由此所构成的数据骨干网是由高速光纤传输通 道相连接的大容量高端路由器构成,实际上它是在 传统IP网络概念基础上的一种扩展
1.数据的封装
参照OSI七层网络模型在图6-18中给出了IP over SDH 的协议栈结构