华为光网络技术基础课件

光网络技术基础光网络技术基础华为光网络技术基础课件2 第一部分第一部分 光纤通信基础光纤通信基础 1.光纤与光缆光纤与光缆 2.光源与光发送机光源与光发送机 3.光接收器件与光接收机光接收器件与光接收机 4.光纤通信系统光纤通信系统华为光网络技术基础课件3光纤与光缆光纤与光缆 （一）（一）一、概述一、概述 利用光纤来传输携带通信信息的光波，以实现通信的目的。1、发展简史发展简史 1).里程碑里程碑 1966年高锟著名文章（PIEE）；2).导火线导火线 1970年康宁公司的第一根低耗光纤；3).爆炸性发展爆炸性发展A）.光纤衰减：光纤衰减：70年：20dB/km；72年：4dB/km；76年：0.5dB/km；79年：0.2dB/km；90年：0.14dB/km。B）.系统：系统：76年-45Mb/s；85年-多模系统；90年-单模系统；93年-SDH；98年-WDM（40G）；2000年-320G。华为光网络技术基础课件4光纤与光缆光纤与光缆 （二）（二）2、优点、优点1).容量巨大容量巨大 理论上一根光纤：100亿个话路。现在实验室已实现50万个话路。2).中继距离长中继距离长 现已实现100公里无中继；若使用光放大器可实现640公里无中继传输。3).保密性能好保密性能好 光在纤芯中传输，无泄露。4).适用能力强适用能力强 不怕外界电磁干扰、耐腐蚀、可弯曲性好。5).体积小、重量轻、便于施工与维护体积小、重量轻、便于施工与维护 直埋、架空、水下。华为光网络技术基础课件5光纤与光缆光纤与光缆 （三）（三）二、光纤简介二、光纤简介1、光纤的构造光纤的构造由纤芯、包层与外涂敷层构成。n1n2华为光网络技术基础课件6光纤与光缆光纤与光缆 （四）（四）2、光纤的分类光纤的分类1).传播模式的概念传播模式的概念 用麦氏方程解决光在光纤中的传输问题，当纤芯尺寸大于光波长时，存在多种模式-基模与高次模。2).多模光纤多模光纤 其芯径50 m；多种模式的存在，产生模式色散，使传输容量减小。3).单模光纤单模光纤 其芯径8 10 m；只允许一种传播模式，不存在模式色散，传输容量大。单模光纤还可以再分为：G.652、G.653、G.655等。华为光网络技术基础课件7光纤与光缆（五）光纤与光缆（五）三、光纤的特性参数三、光纤的特性参数1、损耗、损耗系数系数 f f 每公里光纤对光功率信号的衰减值（dB/km）。2、色度色散、色度色散系数系数 D（）1).色度色散的概念色度色散的概念A）.模式色散模式色散 不同的模式具有不同的传播速度。仅对多模光纤有效。B）.材料色散材料色散 不同波长的光在光纤中具有不同的传播速度。C）.波导色散波导色散 光在不同结构的光纤中具有不同的传播速度。单模光纤无模式色散，仅有材料色散与波导色散。华为光网络技术基础课件8光纤与光缆（六）光纤与光缆（六）G.653G.652波长 nm1310nm 波段1550nm 波段衰耗SCL华为光网络技术基础课件9光纤与光缆（七）光纤与光缆（七）2).色度色散系数色度色散系数 每公里长度的光纤传输单位光源谱宽时所产生的脉冲展宽值（ps/nm.km）。仅对单模光纤有效。华为光网络技术基础课件10第一部分第一部分光纤通信基础光纤通信基础 1.光纤与光缆光纤与光缆 2.光源与光发送机光源与光发送机 3.光接收器件与光接收机光接收器件与光接收机 4.光纤通信系统光纤通信系统华为光网络技术基础课件11光源与光发送机光源与光发送机（一）（一）一、对光源的要求一、对光源的要求 1).发射波长适中 2).发光功率大 3).谱线窄 4).温度特性好 5).工作寿命长华为光网络技术基础课件12光源与光发送机光源与光发送机 （二）（二）二、发光二极管二、发光二极管 LED 是由砷化钾类的P、N型材料构成的二极管（正偏置）。1、LED的优点的优点 1).线性度好线性度好 2).温度特性好温度特性好 3).使用简单、价格低、寿命长使用简单、价格低、寿命长2、LED缺点缺点 1).谱线宽：谱线宽：510nm 2).与光纤的耦合效率低：与光纤的耦合效率低：12%3、LED应用应用 小容量、短距离小容量、短距离P电流华为光网络技术基础课件13光源与光发送机光源与光发送机 （三）（三）三、半导体激光器三、半导体激光器 LD 谐振腔产生振荡 受激发光。1、LD的优点的优点 1).谱线窄：谱线窄：12nm 2).与光纤的耦合效率高：与光纤的耦合效率高：20%3).阈值器件：阈值器件：I Ith时，发激光2、LD缺点缺点 1).线性度差线性度差 2).温度特性不如温度特性不如LED3、LD应用应用 大容量、长距离大容量、长距离 Ith电流P华为光网络技术基础课件14光源与光发送机（四）光源与光发送机（四）四、光发送机四、光发送机1、框图、框图 输入 接口 予 处理 调制 电路 光源 组件华为光网络技术基础课件15光源与光发送机（五）光源与光发送机（五）2、调制方式、调制方式 1).直接调制：直接调制：用电信号直接改变光源的工作电流。电流IthP电脉冲流光脉冲流IB华为光网络技术基础课件16光源与光发送机（六）光源与光发送机（六）2).外调制：外调制：为克服在高速率时采用直接调制出现的啁啾现象 光源的发射波长发生偏移。让激光器连续发光，用电信号间接控制光源的工作电流。3、直接调制电路、直接调制电路+5V电脉冲流LD华为光网络技术基础课件17光源与光发送机（七）光源与光发送机（七）4、光发送机主要技术指标光发送机主要技术指标1).发送光功率发送光功率 Ps 在规定伪随机码序列的调制下，光发送机在参考 点S的平均发光功率，如-2 +3 dBm。2).谱宽谱宽 即所用光源器件的谱宽，谱宽越窄越好。根均方谱宽 rms；-20dB谱宽-20dB 3).寿命寿命 30万小时以上。华为光网络技术基础课件18光源与光发送机（八）光源与光发送机（八）-20dB nm光功率P1.00.01a)：根均方谱宽根均方谱宽 b)：-20dB谱宽谱宽 光源器件的二种谱宽光源器件的二种谱宽 1.00.607光功率Prmsnm华为光网络技术基础课件19第一部分第一部分光纤通信基础光纤通信基础 1.光纤与光缆光纤与光缆 2.光源与光发送机光源与光发送机 3.光接收器件与光接收机光接收器件与光接收机 4.光纤通信系统光纤通信系统华为光网络技术基础课件20光接收器件与光接收机（一）光接收器件与光接收机（一）一、对光接收器件的要求一、对光接收器件的要求 1).量子效率高 2).噪声低 3).体积小、寿命长二、二、PIN光二极管光二极管1、工作机理、工作机理 在由硅、锗或-族化合物组成的PN结之间插入一层 I 型材料而构成。负偏置时电子与空穴复合发光。华为光网络技术基础课件21光接收器件与光接收机（二）光接收器件与光接收机（二）P N IXEPIN光二极管的构造与电场分布光二极管的构造与电场分布华为光网络技术基础课件22光接收器件与光接收机（三）光接收器件与光接收机（三）2、PIN的特性参数的特性参数1).响应度（量子效率）响应度（量子效率）R 单位光功率信号入射时产生的光电流（A/W）。Is(t)=)=RP(t)2).结电容结电容Cd 一般仅几个PF。它对PIN的响应时间及光接收机灵敏度都有影响。华为光网络技术基础课件23光接收器件与光接收机（四）光接收器件与光接收机（四）3、PIN的特点与应用的特点与应用 1).优点优点 附加噪声低；使用方便，工作电压低；寿命长、价格便宜。2).缺点缺点 响应度低（因无放大作用）；所制接收机的灵敏度不高。3).PIN的应用的应用 适用于短距离的光纤通信系统。华为光网络技术基础课件24光接收器件与光接收机（五）光接收器件与光接收机（五）三、三、APD光二极管光二极管1、工作机理、工作机理 在高反偏压下内部形成高电场区，光生载流子（空穴电子对）作高速运动提高碰撞电离效应产生出几十倍的新空穴电子对，形成较大的光电流。P+N PXE华为光网络技术基础课件25光接收器件与光接收机（六）光接收器件与光接收机（六）2、APD的特性参数的特性参数 1).增益增益G 经APD放大后的光电流与首次光电流之比。Is(t)=)=G RP(t)2).倍增噪声指数因子倍增噪声指数因子X F（G）=Gx 3).最佳增益最佳增益Gopt 产生的光电流最大，倍增噪声最小。通过调节其偏压实现。华为光网络技术基础课件26光接收器件与光接收机（七）光接收器件与光接收机（七）3、APD的特点与应用的特点与应用 1).优点优点 放大作用。大大提高灵敏度，约10 20dB。2).缺点缺点 产生倍增噪声。3).APD的应用的应用 适用于大容量、长距离的光纤通信系统。华为光网络技术基础课件27光接收器件与光接收机（八）光接收器件与光接收机（八）四、光接收机四、光接收机1、框图、框图 前置 放大 主 放大 均 衡器 判决 再生华为光网络技术基础课件28光接收器件与光接收机（九）光接收器件与光接收机（九）2、光接收机的主要技术指标、光接收机的主要技术指标 1).接收灵敏度接收灵敏度 Pr 在规定误码率要求的条件下（如110-10），光接收机 需要的最小光功率值（dBm）。2).过载光功率过载光功率 在规定误码率要求的条件下（如110-10），光接收机 所能承受的最大光功率值（dBm）。华为光网络技术基础课件29第一部分第一部分光纤通信基础光纤通信基础 1.光纤与光缆光纤与光缆 2.光源与光发送机光源与光发送机 3.光接收器件与光接收机光接收器件与光接收机 4.光纤通信系统光纤通信系统华为光网络技术基础课件30光纤通信系统（一）光纤通信系统（一）一、系统组成一、系统组成发发送送机机接接收收机机SR连接器连接器华为光网络技术基础课件31光纤通信系统（二）光纤通信系统（二）1、光发送机光发送机 作用：是把电信号码流转换成光脉冲码流，并输入到光纤中进行传输。要求：发光功率大；谱线窄或色散容限大。2、光纤光纤 是传输光信号的媒质。要求：损耗系数小；色散系数低。3、光接收机光接收机 作用：是把光脉冲码流转换成电信号码流。要求：高灵敏度。4、光连接器与尾纤光连接器与尾纤华为光网络技术基础课件32光纤通信系统（三）光纤通信系统（三）二、系统性能二、系统性能1、误码性能、误码性能 误码：误码：经光接收机的接收与判决再生后，码流中的某些比特出现了差错。适用于PDH系统。误块：误块：适用于SDH系统（检验矩阵）。1).平均误码率平均误码率BER 规定时间内，发生差错的比特数与传输比特总数之比。SDH：误块率。华为光网络技术基础课件33光纤通信系统（四）光纤通信系统（四）2).误码秒误码秒ES 出现1个误码以上的秒。SDH：误块秒 3).严重误码秒严重误码秒SES 出现30%以上误码的秒。SDH：严重误块秒 4).关于假设参考数字段关于假设参考数字段HRDS 误码性能是针对HRDS的。2个相邻的数字配线架之间的全部装置 数字段。具有一定长度与指标规范的数字段 HRDS。三种：420km、280km、50km。华为光网络技术基础课件34光纤通信系统（五）光纤通信系统（五）2、定时性能、定时性能 1).抖动抖动 数字脉冲信号的特定时刻相对于其理想位置的偏离。抖动会劣化系统性能。抖动原因：噪声、码间干扰、时钟的不稳定、映射/去映射、指针调整等。2).漂移漂移 数字脉冲信号的特定时刻相对于其理想位置的长时间偏离（10Hz）。漂移主要与温度有关。华为光网络技术基础课件35 第二部分：第二部分：SDH 1.概述概述 2.速率与速率与帧结构帧结构 3.开销开销 4.净负净负荷荷指针指针 5.复用与映射复用与映射 6.同同步复用设备步复用设备 7.数字交叉连接设备数字交叉连接设备 8.同同步光缆系统步光缆系统 9.SDH网同步网同步 10.网络性能网络性能 11.SDH传送网传送网 12 .网络管理系统网络管理系统华为光网络技术基础课件36概概 述述 （一）（一）一、一、SDH的产生的产生1、PDH的缺点的缺点1).无国际统一的速率标准无国际统一的速率标准2).无国际统一的光接口规范无国际统一的光接口规范3).上下电路成本高、结构复杂上下电路成本高、结构复杂4).无国际统一的光接口规范无国际统一的光接口规范5).网络网络OAM能力差能力差2、SDH的产生的产生 86年：SONET；88年：ITU-T接受，并重新命名为SDH；88-90年：陆续通过9个建议。华为光网络技术基础课件37概概 述述 （二）（二）二、二、SDH的特点的特点1、SDH的优点的优点 1).速率统一：速率统一：155Mb/s、622Mb/s、2.5Gb/s、10Gb/s 2).光接口统一：光接口统一：帧结构一致 3).一步复用特性：一步复用特性：可用软件一次性提取/接入低速信号 4).强大的强大的OAM能力：能力：容量的 5%用于OAM 5).组组网灵活、具有自愈功能：网灵活、具有自愈功能：复用段、通道保护等2、SDH的缺点的缺点 1).带宽利用率稍低：带宽利用率稍低：155Mb/s包括63个2Mb/s 2).大量的软件控制、易产生重大故障大量的软件控制、易产生重大故障华为光网络技术基础课件38概概 述述 （三）（三）三、三、SDH基本概况基本概况1、SDH的等级的等级 STM-1：155 Mb/s；STM-4：622 Mb/s；STM-16：2.5 Gb/s；STM-64：10 Gb/s；华为光网络技术基础课件39概概 述述 （四）（四）2、SDH的设备种类的设备种类 1).终端复用器终端复用器 TM 设在线形网的端站，把PDH/SDH 支路信号复用成SDH线路信号，或反之。PDH支路信号 SDH支路信号OAM线路信号STM-NTM华为光网络技术基础课件40概概 述述 （五）（五）2).分插复用器分插复用器 ADM 设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。STM-NSTM-N西侧线路信号PDH支路信号 SDH支路信号OAM东侧线路信号ADM华为光网络技术基础课件41概概 述述 （六）（六）3).再生器再生器 REG 设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。OAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NREG华为光网络技术基础课件42概概 述述 （七）（七）4).数字交叉连接设备数字交叉连接设备 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。STM-NSTM-NPDH支路信号 SDH支路信号DXC华为光网络技术基础课件43 第二部分：第二部分：SDH 1.概述概述 2.速率与速率与帧结构帧结构 3.开销开销 4.净负净负荷荷指针指针 5.复用与映射复用与映射 6.同同步复用设备步复用设备 7.数字交叉连接设备数字交叉连接设备 8.同同步光缆系统步光缆系统 9.SDH网同步网同步 10.网络性能网络性能 11.SDH传送网传送网 12 .网络管理系统网络管理系统华为光网络技术基础课件44速率与帧结构速率与帧结构(一）一）一、一、SDH的等级与速率的等级与速率等级速率（Mb/s）含2M数量SM-1 SM-4 SM-16 SM-64155.520622.0809953.2802488.3206325610084032华为光网络技术基础课件45速率与帧结构速率与帧结构(二）二）二、二、STM-N的帧结构的帧结构 9行270N 列 的块状结构。9270N字节SOHSTM-N 净负荷 (含POH)传输方向9N261N270N列SOHAU PTRT=125s华为光网络技术基础课件46速率与帧结构速率与帧结构(三）三）STM-1的帧结构：的帧结构：9行270列。段开销SOH：段层的运行、管理、维护；管理单元指针AU PTR：指示净负荷位置；净负荷：存放信息，以VC形式出现。SOH 净负荷 传输方向9261270 列SOHAU PTRT=125s华为光网络技术基础课件47第二部分：第二部分：SDH 1.概述概述 2.速率与速率与帧结构帧结构 3.开销开销 4.净负净负荷荷指针指针 5.复用与映射复用与映射 6.同同步复用设备步复用设备 7.数字交叉连接设备数字交叉连接设备 8.同步光缆系统同步光缆系统 9.SDH网同步网同步 10.网络性能网络性能 11.SDH传送传送网网 12 .网络管理系统网络管理系统华为光网络技术基础课件48开开 销销 (一）一）一、段开销一、段开销1、作用：作用：提供再生段与复用段的OAM（运行、管理、维护）。2、类型：类型：再生段开销RSOH、复用段开销MSOH3、字节安排、字节安排（见下页）4、字节功能、字节功能1).A1、A2-帧定位帧定位 识别每一帧的起始位置，码型为：F628（H）。2).J0-再生段跟踪字节再生段跟踪字节 内容是再生段接入点识别符号，使收、发正确对接。华为光网络技术基础课件49开开 销销 (二）二）A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0 B1 E1 F1 D1 D2 D3 A U-P T R (管理单元指针)B2 B2 B2 K1 K2 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 S1 M1 E2 RSOHMSOH9行 传输方向T=125s 国内使用字节国内使用字节 传输媒质指示字节传输媒质指示字节 空格：国际使用字节国际使用字节华为光网络技术基础课件50开开 销销 (三）三）3).B1-再生段校验字节再生段校验字节 组成校验矩阵，对再生段信息净负荷进行校验。B1字节被校验字节被校验字节被校验字节b1b2b3b4b5b6b7b8110010011101001010011010B1字节的每一位比特的值（1或0），取决于该列各比特的值（偶校验）。华为光网络技术基础课件51开开 销销 (四）四）4).E1、E2-公务字节公务字节 分别为再生段、复用段提供公务电话。5).D1 D3-再生段数据通信通道再生段数据通信通道 传送再生段管理信息。6).D4 D12-复用段数据通信通道复用段数据通信通道 传送复用段管理信息。7).B2-复用段校验字节复用段校验字节 组成校验矩阵（偶校验）对复用段信息净负荷进行校验。原理同B1字节。华为光网络技术基础课件52开开 销销 (五）五）8).K1、K2-自动保护倒换字节自动保护倒换字节 局站编号（b5b8）、倒换类型、保护方式等。9).S1-同步状态字节同步状态字节 指示时钟级别。10).M1-复用段误码指示复用段误码指示 指示B2的校验结果-误块数。华为光网络技术基础课件53开开 销销 (六）六）二、通道开销二、通道开销POH1、作用：作用：提供通道层的OAM（运行、管理、维护）。2、类型：类型：高阶POH、低阶POH 3、字节安排字节安排（见下页）4、字节功能字节功能 1).高阶高阶POH：VC-4/VC-3 POH华为光网络技术基础课件54开开 销销 (七）七）VC-4/VC-3 J1B3C2G1F2H4F3K3N1 VC-4/VC-3 POH 的位置的位置华为光网络技术基础课件55开开 销销 (八）八）J1：通道跟踪字节。发送高阶通道接入点识别符，使 收、发正确对接；B3：通道奇偶校验字节(BIP-8)。对高阶通道进行检验。C2：信号标记字节。指示VC-4的结构；VC-4可能包含1140M、334/45M、632M；G1：通道状态字节。远端差错指示REI（误块计数）；F2、F3：使用者通道；H4：位置指示字节：指示TU子帧在复帧中的位置；K3：通道自动保护倒换字节(APS)；N1：网络操作者字节。华为光网络技术基础课件56开开 销销 (九）九）2).低阶低阶POHV5VC-12J2VC-12 500s 复帧复帧VC-12N2K4VC-12华为光网络技术基础课件57 第二部分：第二部分：SDH 1.概述概述 2.速率与速率与帧结构帧结构 3.开销开销 4.净负净负荷荷指针指针 5.复用与映射复用与映射 6.同同步复用设备步复用设备 7.数字交叉连接设备数字交叉连接设备 8.同同步光缆系统步光缆系统 9.SDH网同步网同步 10.网络性能网络性能 11.SDH传送网传送网 12 .网络管理系统网络管理系统华为光网络技术基础课件58净负荷指针净负荷指针(一）一）一、净负荷指针一、净负荷指针1、净负荷指针的种类、净负荷指针的种类 AU-4 PTR、TU-3 PTR、TU-12 PTR。2、管理单元指针、管理单元指针 AU-4 PTR9行261列AU-PTR9列H1YYH21*1*H3H3H3Y=1001SS11（S未规定）1*=11111111VC-4华为光网络技术基础课件59净负荷指针净负荷指针(二）二）N N N NSSIDIDIDIDIDH1H2H3H3H3NDF10毕特指针负调整字节AU类别NDF：新数据标识SS：AU类别，SS=11：AU-4I：增加毕特D：减少毕特华为光网络技术基础课件60净负荷指针净负荷指针(三）三）AU-4 PTR 的作用：的作用：1).指示净负荷的位置指示净负荷的位置 净负荷的第一个字节相对于最后一个H3的偏移量。2).速率调整速率调整 对净负荷的速率进行调整：正调整与负调整。3).新数据标识新数据标识 NDF 净负荷内容发生变化时，NDF做出指示。华为光网络技术基础课件61第二部分：第二部分：SDH 1.概述概述 2.速率与速率与帧结构帧结构 3.开销开销 4.净净负荷负荷指针指针 5.复用与映射复用与映射 6.同步复用设备同步复用设备 7.数字交叉连接设数字交叉连接设备备 8.同步光缆系统同步光缆系统 9.SDH网同步网同步 10.网络性能网络性能 11.SDH传送传送网网 12 .网络管理系统网络管理系统华为光网络技术基础课件62复用与映射复用与映射 (一）一）一、复用原理一、复用原理1、何谓复用：、何谓复用：把低速率信号复合成高速率信号。2、传统的复用方法、传统的复用方法1).码速率调整码速率调整 优点：允许信号有较大的速率差异；缺点：不能直接提取或接入低速支路信号。2).固定位置映射法固定位置映射法 优点：能直接提取或接入低速支路信号；缺点：滑动损伤。华为光网络技术基础课件63复用与映射复用与映射 (二）二）3、SDH的复用方法的复用方法1).净负荷指针技术净负荷指针技术 用软件指针指示净负荷在帧中的位置；允许支路信号速率有差异（可进行速率调整）；不使用125 s缓存器，避免滑动损伤。2).字节间插复用字节间插复用 各支路信号按字节顺序进行间插排列以形成更高速率的信号；各支路信号在帧中的位置固定，可直接提取/接入。华为光网络技术基础课件64复用与映射复用与映射 (三）三）二、参加复用与映射的单元二、参加复用与映射的单元1、虚容器、虚容器 VC 可以作为一个整体进行提取/接入、复用、交叉连接。1).VC-12（低阶）（低阶）POH净负荷净负荷 (2Mb/s)4列9行华为光网络技术基础课件65复用与映射复用与映射 (四）四）2).VC-4（高阶）（高阶）净负荷净负荷 1 1 (140 M)POH261列9行 净负荷净负荷 2 2 (632 M)POH261列9行 VC-4 (a)VC-4 (b)R2R1华为光网络技术基础课件66复用与映射复用与映射 (五）五）2、虚容器级联、虚容器级联 VC-Xc 把X个VC-4首尾依次组合在一起（只有一列POH），使组合的容量可以作为单个容量使用，并能保持单个VC-4毕特序列的完整性。VC-4VC-4VC-4 级联级联POHR1华为光网络技术基础课件67复用与映射复用与映射 (六）六）3、管理单元、管理单元 AU-4 VC-4 加一行管理单元指针 AU PTR 组成。AU-PTRVC-49行261列9列华为光网络技术基础课件68复用与映射复用与映射 (七）七）三、复用与映射结构三、复用与映射结构111 C4-64c3AUG-44AUG-11AUG-16AUG-641STM-1STM-4STM-16STM-644411AU4AU4-4cAU4-16CAU4-64c TUG2VC3C3VC4VC4-4cVC-16c VC4-64c C4-4c C4-16c173VC12TU12C12TU3TUG31映射指针调整复用华为光网络技术基础课件69复用与映射复用与映射 (八）八）字节间插复用方式字节间插复用方式AUG1-1#1AUG1-1#4AUG1-1#1AUG-4华为光网络技术基础课件70复用与映射复用与映射 (九）九）四、映射原理四、映射原理1、何谓映射：、何谓映射：把各种业务信号适配进相应虚容器的过程。2、映射种类、映射种类1).异步映射异步映射 用码速率调整的方法把与网络同步或不同步的信号适配进虚容器。优点：优点：对信号无限制性要求（速率、结构）；通用性强；接口简单；信号延时小（10s）。缺点：缺点：不能从高速信号直接提取或接入低速信号。华为光网络技术基础课件71复用与映射复用与映射 (十）十）2).字节同步映射字节同步映射 要求信号必须与网络同步。优点：优点：能从高速信号直接提取或接入低速信号；缺点：缺点：对信号有严格限制性要求（速率、结构）；接口复杂；信号延时大（150s）。3).比特同步映射比特同步映射 无人采用。华为光网络技术基础课件72复用与映射复用与映射 (十一）十一）五、五、SDH的映射的映射1、2Mb/s 信号的映射信号的映射 1).异步映射异步映射 最经常采用的方式。2).字节同步映射字节同步映射 可直接提取或接入64kb/s信号。2、34/140 Mb/s 信号的映射信号的映射 只能采用异步映射。华为光网络技术基础课件73 第二部分：第二部分：SDH 1.概述概述 2.速率与速率与帧结构帧结构 3.开销开销 4.净负净负荷荷指针指针 5.复用与映射复用与映射 6.同同步复用设备步复用设备 7.数字交叉连接设备数字交叉连接设备 8.同同步光缆系统步光缆系统 9.SDH网同步网同步 10.网络性能网络性能 11.SDH传送网传送网 12 .网络管理系统网络管理系统华为光网络技术基础课件74同步复用设备同步复用设备(一）一）一、同步复用设备简述一、同步复用设备简述同步复用设备的特点同步复用设备的特点1).一步复用特性一步复用特性 可直接提取/接入低速支路信号（如从2.5G提取2M）。2).较较强的交叉连接能力强的交叉连接能力 可对VC-4、VC-12进行交叉连接处理。3).强大的强大的OAM能力能力 丰富的开销字节，用于网络的OAM。3).灵活的组网能力、自愈功能灵活的组网能力、自愈功能华为光网络技术基础课件75同步复用设备同步复用设备(二）二）二、同步复用设备性能二、同步复用设备性能1、误码性能、误码性能 无误码。2、同步性能、同步性能1).同步信号种类同步信号种类 模拟：2MHz；数字：2Mb/s（具有SSM功能）。2).同步工作方式同步工作方式A).外同步定时外同步定时 跟踪方式：跟踪方式：内部SETG严格锁定于外时钟。从从STM-N导出的方式：导出的方式：可用于传送时钟。华为光网络技术基础课件76同步复用设备同步复用设备(三）三）东侧STM-N 西侧STM-N定时发生器定时发生器外定时基准支路信号 跟踪方式跟踪方式华为光网络技术基础课件77同步复用设备同步复用设备(四）四）东侧STM-N 西侧STM-N定时发生器定时发生器支路信号 SSU从从STM-N导出的外定时方式导出的外定时方式华为光网络技术基础课件78同步复用设备同步复用设备(五）五）B).提取定时提取定时 线路提取线路提取定时发生器定时发生器 西侧STM-N 东侧STM-N 提取时钟 发送时钟支路信号华为光网络技术基础课件79同步复用设备同步复用设备(六）六）C).内部定时内部定时 保持模式保持模式 模拟前24小时的记忆信息来维持设备的同步。精度要求：0.39 ppm。自由运行模式自由运行模式 利用设备内部的振荡器产生的信号来维持设备的同步。精度要求：4.6 ppm。3).定时基准的倒换与恢复定时基准的倒换与恢复 至少2个外定时输入口；第一定时失效，能自动倒换到第二定时；并能自动恢复。华为光网络技术基础课件80同步复用设备同步复用设备(七）七）3、交叉连接性能、交叉连接性能1).交叉连接种类交叉连接种类 高阶交叉连接：高阶交叉连接：VC-4或VC4-Xc 低阶交叉连接：低阶交叉连接：VC-122).交叉连接容量：交叉连接容量：nn VC-43).交叉连接方向交叉连接方向 线路线路-线路；线路线路；线路-支路；支路支路；支路-支路。支路。4).交叉连接方式交叉连接方式 单向；双向；广播。单向；双向；广播。华为光网络技术基础课件81同步复用设备同步复用设备(八）八）4、定时性能、定时性能-抖动与漂移抖动与漂移1).定义定义 抖动：抖动：数字信号的特定时刻与理想时刻的偏差。漂移：漂移：数字信号的特定时刻与理想时刻的长时间偏差。2).种类种类1).输入抖动容限输入抖动容限 标征设备对外来抖动的容忍程度。PDH、SDH输入口。2).抖动的产生抖动的产生 无输入抖动时，设备的输出抖动值。PDH、SDH输出口。3).抖动传递函数抖动传递函数 输出抖动值/输入抖动值，随抖动频率的变化关系。0.2UI华为光网络技术基础课件82同步复用设备同步复用设备(九）九）三、同步复用设备的系统结构三、同步复用设备的系统结构定 时通信与控制 公 务 PDH&SDH 支路接口线路接口线路接口交叉矩阵交叉矩阵华为光网络技术基础课件83同步复用设备同步复用设备(十）十）1、线路接口、线路接口 完成线路信号STM-N的光-电转换；进行管理单元的指针处理；生成/终结段开销。2、交叉矩阵、交叉矩阵 按需求对线路信号、支路信号中的VC进行交叉连接，实现线路-线路、线路-支路、支路-支路间的交叉连接；满足上、下电路等功能。1).交叉连接种类交叉连接种类 高阶交叉连接：VC-4与VC4-Xc。低阶交叉连接：VC-12。华为光网络技术基础课件84同步复用设备同步复用设备(十一）十一）2).交叉矩阵容量交叉矩阵容量 容量一般与设备的STM-N的级别有关。如：2.5G ADM的高阶交叉容量为：6464 VC-4 （线路：162 VC-4；线路：162 VC-4）。双系统2.5G ADM的高阶交叉容量为：128128 VC-43、支路接口、支路接口 完成上、下业务信号。PDH：2M、34M、45M、140M；SDH：155M、622M。华为光网络技术基础课件85同步复用设备同步复用设备(十二）十二）4、定时单元、定时单元 对内：向设备的各单元提供定时信号；对外：外定时；提取定时；保持/自由运行方式；定时基准倒换。5、通信与控制单元、通信与控制单元 采集设备各单元的数据；通过DCC通道传到网关；接收网管系统的命令并执行。6、公务单元、公务单元 提供公务联络电话。华为光网络技术基础课件86同步复用设备同步复用设备(十三）十三）四、四、10G系统简介系统简介1、系统特点、系统特点1).传输传输容量大：容量大：4个2.5G，4032个2M，12万个话路。2).交叉容量大：交叉容量大：单系统：256256 VC-4；双系统：512512 VC-4。3).可对可对VC-4c、VC-16c进行交叉连接进行交叉连接4).丰富的支路接口丰富的支路接口 光口：2.5G、622M、155M；电口：155M、140M、34M、45M、GE。华为光网络技术基础课件87同步复用设备同步复用设备(十四）十四）2、10G系统的传输问题系统的传输问题1).损耗受限损耗受限：PIN光接收机灵敏度为-14dBm,传输距离30km。2).色度色散受限色度色散受限 采用外调制也仅为 800ps/nm。用G.655光纤（6ps/km.nm），一般无问题；用G.655光纤（20ps/km.nm），只传40km。可采用色散补偿：色散补偿光纤、光栅补偿、予啁啾补偿，但成本高、实施麻烦。3).偏振模色散受限偏振模色散受限华为光网络技术基础课件88 第二部分：第二部分：SDH 1.概述概述 2.速率与速率与帧结构帧结构 3.开销开销 4.净负净负荷荷指针指针 5.复用与映射复用与映射 6.同同步复用设备步复用设备 7.数字交叉连接设备数字交叉连接设备 8.同同步光缆系统步光缆系统 9.SDH网同步网同步 10.网络性能网络性能 11.SDH传送网传送网 12 .网络管理系统网络管理系统华为光网络技术基础课件89数字交叉连接设备数字交叉连接设备(一）一）一、一、DXC 概述概述 DXC 规范化表示：规范化表示：DXC x/y x：DXC 端口的速率最高等级；y：可进行交叉连接的最低速率等级；1：VC-12、2M信号；3：VC-3、34/45M信号；4：VC-4、140M、155M信号；5：STM-4（622M）信号；6：STM-16（2.5G）信号。如：DXC 4/1，其端口最高速率为155M，可进行交叉连接的信号：VC-12、VC-3、VC-4。华为光网络技术基础课件90数字交叉连接设备数字交叉连接设备(二）二）二、二、DXC 应用应用1、多种网络的网关、多种网络的网关 SDH网与PDH网的网关；长途与中继网的网关等。2、电路调度、电路调度 见下页。华为光网络技术基础课件91数字交叉连接设备数字交叉连接设备(三）三）STM-16子网子网1STM-16子网子网2STM-16子网子网3DXC 4/1DXC用于电路调度用于电路调度华为光网络技术基础课件92数字交叉连接设备数字交叉连接设备(四）四）3、网络的保护与恢复、网络的保护与恢复1).集中控制法集中控制法 网络的保护与恢复由中心系统控制。庞大的数据库中存有网络各节点的全部信息（节点的业务流量、交叉状态、空闲路由等）；一旦网络的某链路发生故障，中心系统会根据数据库中各节点存放的信息，计算和模拟出多个替代路由；最后选择一条最佳替代路由，并据此发布执行命令让各节点进行相应的操作，建立起新的替代路由。华为光网络技术基础课件93数字交叉连接设备数字交叉连接设备(五）五）2).分布控制法分布控制法 网络的保护与恢复由各个节点分散控制。当网络中的某链路发生故障时，故障的源节点会向网络中的所有节点发出要求提供空闲信道的信息，直至故障链路的另一端（终节点）。各节点都会提供与其相邻节点的空闲信道，直到搜寻出一条从源节点到终节点（故障链路）的最佳替代路由。最后，各节点执行相应的操作，建立起新的替代路由。华为光网络技术基础课件94 第二部分：第二部分：SDH 1.概述概述 2.速率与速率与帧结构帧结构 3.开销开销 4.净净负荷负荷指针指针 5.复用与映射复用与映射 6.同步复用设备同步复用设备 7.数字交叉连接设备数字交叉连接设备 8.同步光缆系统同步光缆系统 9.SDH网同步网同步 10.网络性能网络性能 11.SDH传送传送网网 12 .网络管理系统网络管理系统华为光网络技术基础课件95同步光缆系统同步光缆系统(一）一）一、光纤一、光纤1、光纤的主要参数、光纤的主要参数 在第一篇已经讨论过最重要的二个参数：损耗系数 f 、色度色散系数 D（）。1).零色散波长零色散波长 0 材料色散与波导色散在某波长处互相抵消，使总色散为零，该波长即为零色散波长 0。2).零色散斜率零色散斜率S0 在零色散波长附近，色度色散随波长而变化的曲线斜率。华为光网络技术基础课件96同步光缆系统同步光缆系统(二）二）2、单模光纤种类、单模光纤种类1).G.652光纤光纤 1310 nm性能最佳光纤。二个窗口：1310 nm与1550 nm。1310nm波长区：色散最小（未移位），小于3.5 ps/nmkm；但损耗稍大，为0.3 0.4dB/km。1550nm波长区：色散较大，为20 ps/nmkm；但 损耗很小，为0.15 0.25dB/km。一般用于1550nm窗口。华为光网络技术基础课件97同步光缆系统同步光缆系统(三）三）2).G.655光纤光纤 为传输10Gb/s与以10Gb/s为基群的WDM系统而设计的新型光纤。只工作在1550nm窗口。在光纤的有效横截面积与色散斜率二方面难以均衡。大面积大面积 大的有效面积，可有效地避免非线性效应，但将导致色散斜率的增加。低斜率低斜率 小的色散斜率将会便于色散的补偿；但其有 效面积却减小。华为光网络技术基础课件98同步光缆系统同步光缆系统(四）四）二、光接口二、光接口1、光接口代码：、光接口代码：W y.z W：I-代表局内通信(2km)；S-代表短距离通信(20km)；L-代长距离通信(80km)；V-代表甚长距离通信(120km)。y：代表STM等级，Y=1、4、16、64。Z：代表使用光纤类型与工作窗口；2 G.652光纤，工作窗口为1550nm；5 G.655光纤，工作窗口为1550nm。例：L-16.2：长距离、2.5G、G.652、1550nm窗口。华为光网络技术基础课件99同步光缆系统同步光缆系统(五）五）2、第一类光接口参数、第一类光接口参数 速率低于2.5G、不含光放大器。1).光发送口的主要参数光发送口的主要参数A）.发送光功率发送光功率 Ps 在规定伪随机码序列的调制下，光发送机在参考点S的平均发光功率。如-2 +3 dBm。B）.光谱特性光谱特性a）.根均方谱宽根均方谱宽 rms 光源的峰值光功率下降到其最大值的0.607倍时所对应的谱线宽度。华为光网络技术基础课件100同步光缆系统同步光缆系统(六）六）nm光功率P1.00.01a)：根均方谱宽根均方谱宽 b)：-20dB谱宽谱宽 光源器件的二种谱宽光源器件的二种谱宽 1.00.607光功率Prmsnm-20dB华为光网络技术基础课件101同步光缆系统同步光缆系统(七）七）b）：）：-20dB谱宽谱宽 -20dB 光源的峰值光功率下降20dB时，所对应的谱线全宽度。该参数适用于单纵模激光器SLM。rms=-20dB/6.07c）：色散容限）：色散容限DL 采用直调方式时，用色散容限标征光谱特性。C）：寿命）：寿命 对于LD而言，当偏流值增加到其初始值的二倍时，就意味着其寿命的终结。LD的寿命最少应在30万小时以上。华为光网络技术基础课件102同步光缆系统同步光缆系统(八）八）2).光通道光通道 S-R 点之间的线路部分。光通道代价一般取Pp=1dB；对于2.5G及10G，取Pp=2dB3).光接收口的主要参数光接收口的主要参数A）.接收灵敏度接收灵敏度 Pr 在规定误码率要求的条件下（如110-10），光接收机在参考点R所需要的最小光功率值（dBm）。B）.过载光功率过载光功率 在规定误码率要求的条件下（如110-10），光接收机在参考点R所能承受的最大光功率值（dBm）。华为光网络技术基础课件103同步光缆系统同步光缆系统(九）九）3、第二类光接口参数、第二类光接口参数 含光放大器、速率高于2.5G。1).光发送口的主要参数光发送口的主要参数 除了发送光功率与色散容限外，还有一个特殊参数。啁啾声系数：啁啾声系数：直接调制时很大；外调制时很小，如小于 1ps/nm。2).光通道光通道 除了光通道代价之外，也还有一个特殊参数。偏振模色散：偏振模色散：由于光纤的椭圆度、几何尺寸的差异、光缆施工时的外部应力作用，导致不同相位的光呈现不同的传播速度。华为光网络技术基础课件104同步光缆系统同步光缆系统(十）十）光纤PMD引起的光信号差分群延时引起的光信号差分群延时YZX华为光网络技术基础课件105同步光缆系统同步光缆系统(十一）十一）3).光接收口的主要参数光接收口的主要参数 除了接收灵敏度与过载光功率外，还有一项特殊参数，即光信噪比OSNR。单波长系统很容易达到，对于WDM系统则要认真考虑，详见WDM部分。华为光网络技术基础课件106同步光缆系统同步光缆系统(十二）十二）三、光传输设计三、光传输设计1、损耗受限损耗受限 最坏值设计法最坏值设计法 L=（PS Pr C PP MC）/（f f+S）其中 PS：光发送机的发送光功率（dBm）；Pr：光接收机的接收灵敏度（dBm）；C：收、发间所有连接器的损耗，每个取0.5dB；PP：光通道代价，一般取1dB，但对高色散系统如 L16.2或10G系统，取2dB；MC：光缆富余度，取3dB；f f：光纤衰减系数（dB/km）；S：光纤每公里接续损耗，一般取0.025 dB/km。华为光网络技术基础课件107同步光缆系统同步光缆系统(十三）十三）2、色散受限色散受限1).一般公式一般公式-2.5G以下系统以下系统 L=（10-6）/（B D）其中：光脉冲相对展宽值；对于MLM，取0.115；对 于LED与SLM，取0.306；对于L16.2，取0.491；：光源的根均方谱宽(nm)，=-20dB/6.07；B：系统的传输速率(Mb/s)；D：光纤的色散系数(ps/nmkm)。华为光网络技术基础课件108同步光缆系统同步光缆系统(十四）十四）2).色散容限值色散容限值-2.5G以上系统以上系统 为克服啁啾声对再生距离的制约，应采用外调制方式（详见WDM部分）。此时衡量光源光谱特性的参数是色散容限（ps/nm）：L=色散容限色散容限/色散系数色散系数华为光网络技术基础课件109 第二部分：第二部分：SDH 1.概述概述 2.速率与速率与帧结构帧结构 3.开销开销 4.净负荷净负荷指针指针 5.复用与映射复用与映射 6.同步复同步复用设备用设备 7.数字交叉连接设备数字交叉连接设备 8.同步光缆同步光缆系统系统 9.SDH网同步网同步 10.网网络性能络性能 11.SDH传送网传送网 12 .网络管理系统网络管理系统华为光网络技术基础课件110SDH网同步（一）网同步（一）一、数字同步网简介一、数字同步网简介1、同步方法同步方法1).主从同步法主从同步法 网络中设一最高级主时钟和一系列分级从时钟，每一级从时钟皆上一级时钟同步，从而使网中所有时钟都和最高级时钟 基准主时钟（PRC）同步。2).互同步法互同步法 网络中的各时钟不分级别与主从，而是形成互联方式。所有时钟通过锁相环路互相加权控制。很少采用。华为光网络技术基础课件111SDH网同步（二）网同步（二）一级节点时钟一级节点时钟 二级节点时钟二级节点时钟 二级节点时钟二级节点时钟 二级节点时钟二级节点时钟 二级节点时钟二级节点时钟 二级节点时钟二级节点时钟 二级节点时钟二级节点时钟主从同步法主从同步法华为光网络技术基础课件112SDH网同步（三）网同步（三）2、数字同步网结构、数字同步网结构主时钟主时钟 PRC1从时钟从时钟 PRC2 LPR 1 LPR n SSU SSU SSU SSUGPSGPS 同步区 1 同步区 n一级时钟二级时钟三级时钟华为光网络技术基础课件113SDH网同步（四）网同步（四）3、用、用SDH网传同步信号网传同步信号 利用大楼综合定时系统BITS与SDH传送网（从STM-N导出的外定时方式）相结合的方法传送同步信号。BITS3 利用利用SDH网传送同步信号网传送同步信号GPSGPSGPSBITS2BI TS1华为光网络技术基础课件114SDH网同步（五）网同步（五）二、二、SDH网同步网同步1、SDH网同步网同步方式方式1).全全同步同步 全网时钟都跟踪唯一基准时钟PRC。2).伪伪同步同步 全网包括多各分网络，各分网络的PRC都符合G.811；因此各分网络之间的误差极小，接近于同步。3).准准同步同步 使用设备时钟（保持与自由运行），出现较多的指针调整。4).异异步步 发AIS信号。华为光网络技术基础课件115SDH网同步（六）网同步（六）G.811G.812G.812G.812第一个转接局第二个转接局第K个转接局 N个G.813 SDH设备时钟 N个G.813 SDH设备时钟 N个G.813 SDH设备时钟 注注:K=10;N=20;网元时钟总数网元时钟总数 602、SDH网的同步链网的同步链华为光网络技术基础课件116 第二部分：第二部分：SDH 1.概述概述 2.速率与速率与帧结构帧结构 3.开销开销 4.净负荷净负荷指针指针 5.复用与映射复用与映射 6.同步复同步复用设备用设备 7.数字交叉连接设备数字交叉连接设备 8.同步光缆同步光缆系统系统 9.SDH网同步网同步 10.网网络性能络性能 11.SDH传送网传送网 12 .网络管理系统网络管理系统 华为光网络技术基础课件117网络性能（一）网络性能（一）一、误码性能一、误码性能1、假设参考数字段、假设参考数字段HRDS 在相邻的一对STM-N支路接口之间，对规定的数字信号进行传输的全部手段。三种规格：420km、280km、50km。2、误码性能参数、误码性能参数 误码：误码：经光接收机的接收、判决再生之后，数字码流的某些比特发生了差错。误块：误块：SDH系统。华为光网络技术基础课件118网络性能（二）网络性能（二）1).误码性能事件误码性能事件A）.误块：误块：出现了一个或多个比特差错的数据块。B）.误块秒误块秒 ES：含有一个或多个误块的秒。C）.严重误块秒严重误块秒 SES：含有30%以上误块的秒。2).误码性能参数误码性能参数A）.误块秒比误块秒比 ESR：在一个确定的时间内，误块妙 数与总秒数之比。B）.严重误块秒比严重误块秒比 SESR 在一个确定的时间内，严重误块妙数与总秒数之比。3、误码性能规范、误码性能规范 （略）（略）华为光网络技术基础课件119网络性能（三）网络性能（三）二、抖动性能二、抖动性能1、SDH网的抖动性能网的抖动性能1).网络输出口的最大允许输出抖动网络输出口的最大允许输出抖动2).网络网络STM-N口的输入抖动容限口的输入抖动容限 即SDH设备STM-N口的输入抖动容限。2、SDH/PDH 网络边界的抖动性能网络边界的抖动性能1).PDH输出口的最大允许输出抖动输出口的最大允许输出抖动2).PDH输入口的输入抖动容限输入口的输入抖动容限 即SDH设备PDH支路的输入抖动容限。华为光网络技术基础课件120 第二部分：第二部分：SDH 1.概述概述 2.速率与速率与帧结构帧结构 3.开销开销 4.净负净负荷荷指针指针 5.复用与映射复用与映射 6.同同步复用设备步复用设备 7.数字交叉连接设备数字交叉连接设备 8.同同步光缆系统步光缆系统 9.SDH网同步网同步 10.网络性能网络性能 11.SDH传送传送网网 12 .网络管理系统网络管理系统华为光网络技术基础课件121SDH传送网（一）传送网（一）一、一、SDH传送网结构传送网结构拓扑结构：拓扑结构：线形：线形：星形：星形：树形网：树形网：华为光网络技术基础课件122SDH传送网（二）传送网（二）环形：环形：网孔形：网孔形：华为光网络技术基础课件123SDH传送网（三）传送网（三）二、二、SDH传送网的保护：传送网的保护：路径保护、子网连接保护路径保护、子网连接保护1、路径保护、路径保护 线路系统保护与环网保护（复用段与通道）。1).线路系统保护（线路系统保护（MSP）1+1：STM-N信号永久性地连接在工作通路与保护通路 上，二个通路皆传送业务信号；收端择优选用。1 N：N个工作通路共用一个保护通路，保护通路可传 额外业务（N 14）。华为光网络技术基础课件124SDH传送网（四）传送网（四）2).环网保护环网保护A）.复用段环保护复用段环保护 是否进行保护根据复用段信号质量的优劣。B）.通道环保护通道环保护 是否进行保护根据通道信号质量的优劣。2、子网连接保护、子网连接保护（SNCP）安排专门路由对某一子网进行保护。华为光网络技术基础课件125SDH传送网（五）传送网（五）三、自愈环三、自愈环1、单向通道环：、单向通道环：双发选收双发选收二根光纤：S光纤，P光纤。正常时：正常时：AC信号：信号：在发端A同时馈入S与P光纤（双发），沿二条路径到达C：ABC，ADC。收端选收，一般选：ABCCA信号：信号：C D A；C B A。收端一般选：C D A。AC发发CA收收AC收收CA发发ACBSPD华为光网络技术基础课件126SDH传送网（六）传送网（六）AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDSP倒换倒换故障时：故障时：如B、C间的光缆被切断。AC信号：信号：在C节点由于信号：ABC丢失，所以接收倒换开关转向