光纤传输网简介课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,光纤传输网简介,*,光纤传输网及接入网简介,科技处,一九九八年六月,SZKJ,Good Afternoon,光纤传输网简介,SZKJ,光纤传输网及接入网简介,第一部分 传输网、接入网在电信网中的位置,第二部分 光纤传输网介绍,第三部分 接入网介绍,第,1,页,光纤传输网简介,SZKJ,第一部分 传输网和接入网在电信网中的位置,构成电信网的基本要素,用户终端设备、传输链路、转接交换设备,电信网一般是按其所能提供的业务种类来分：,电话网、分组交换网、用户电报网等,第 2 页,用户A,交换机,交换机,用户B,传输链路,传输链路,传输链路,光纤传输网简介,SZKJ,传输网、接入网在电信网中的位置,第 3 页,用户所在地,网络,接入网,交换网,传输网,接入网,交换网,用户所在地,网络,CPN,CPN, 传输网位于交换设备之间，为各种专业网提供透明,传输通道。, 接入网位于交换设备与用户之间，为交换设备和,用户提供连接通道。,光纤传输网简介,SZKJ,第二部分 数字光纤传输网介绍,一、概述,为各专业网的数字信号（如：电话网的2Mb/s,中继信号）提供 透明传输通道。,高速数字信号传输。,传输媒介，如 铜缆、光纤、微波。,光纤传输优点：,宽带宽,保密性好,传输距离长、容量大,节省有色金属,第 4 页,光纤传输网简介,SZKJ,二、数字光纤传输系统组成,复用/解复用单元 光发送/接收单元 光纤光缆,第 5 页,低速,电信号,高速,电信号,复用,光发送,单元,解复用,光接收,单元,光信号,光信号,高速,电信号,低速,电信号,高速,电信号,复用,光接收,单元,解复用,光发送,单元,光信号,光信号,高速,电信号,低速,电信号,低速,电信号,光纤传输网简介,(n2),入射,出射,纤芯,包层,(n1),n1n2,SZKJ,第 6 页,三、光纤、光缆简介,1. 光纤导光原理,光纤由纤芯和包层组成,纤芯折射率n1包层折射率n2,光纤利用全反射原理导光,光纤传输网简介,SZKJ,2. 单模光纤和多模光纤,模：电磁场的一种场型,多模光纤：光纤中可传输多种场型,单模光纤：光纤只能传输一种场型,单模光纤和多模光纤特点比较,第 7 页,光纤传输网简介,多模光纤,单模光纤,n1,n1,SZKJ,第 8 页,多模光纤和单模光纤的结构,n2,n2,光纤传输网简介,SZKJ,第 9 页,3. 单模光纤的主要参数,衰减：, =（10 / L）Log,10,p,i,/,p,o,(dB/Km),p,i,-,光纤的输入光功率,p,o,-,光纤的输出光功率,L - 光纤长度,衰减是光纤的重要指标,它表明光纤对光能的传输损耗,对光纤通信系统的传输距离有决定性影响,单模光纤有两个低衰减窗口：1.31m , 1.55 m,光纤传输网简介, (dB/km),1.31,m,1.55,m,第 10 页,SZKJ,光纤衰减-波长特性,光纤传输网简介,第 11 页,SZKJ, 色散, 集中的光能（如光脉冲），经过光纤传输后,在末端发生的能量分散。, 色散会使传输的光脉冲畸变展宽，影响光纤,的带宽，限制了光纤的传输容量。, 单模光纤也存在色散但无模色散。,光纤传输网简介,SZKJ,第 12 页,4. 光缆,结构：骨架式、层绞式、中心束管式,类型：非带状光缆、带状光缆,光缆芯数即为光缆中光纤的数量,塑料护套,加强芯,铝皮,光纤,塑料绑带,光纤传输网简介,SZKJ,第 13 页,5. 小结,光纤分为单模光纤和多模光纤,单模光纤主要参数：衰减和色散,单模光纤有两个低衰减窗口：,1,.31,m , 1.55 m,光缆是对光纤进行保护后在工程上的应用,光纤的芯数就是光缆中光纤的数量,光纤传输网简介,SZKJ,第 14 页,高速,电信号,复用,光接收,单元,解复用,光发送,单元,光信号,光信号,高速,电信号,低速,电信号,低速,电信号,低速,电信号,高速,电信号,复用,光发送,单元,解复用,光接收,单元,光信号,光信号,高速,电信号,低速,电信号,光纤传输网简介,SZKJ,第 15 页,四、光发送、光接收,1. 光发送单元,将高速电信号进行线路编码,光线路码型无统一标准,将编码后电信号转换成光信号,利用光源（激光器）将光信号耦合进光纤,2. 光接收单元,将接收到的光信号转换成电信号,放大、整形再生,将电信号进行线路解码后恢复成高速电信号,光纤传输网简介,SZKJ,第 16 页,五、PDH光纤传输系统简介,PDH - Plesiochronize / Digital Hierarchy,准同步数字系列,1. 概述, 复用/解复用是数字信号传输的重要部分, 复用：将低速信号按照一定的规则变成高速信号, 解复用：将收到的高速信号恢复成原来的低速信号,复用/解复用有两种方式：PDH、SDH, PDH基群信号为 2Mb/s,信号,光纤传输网简介,SZKJ,第 17 页,2. PDH,复用原理,异步复用,按比特复用,采用正码速调整,4路低速信号复用成,1,路高速信号,1,3,2,4,(1),(2),(3),(1),(2),(1),(2),(1),(2),1(1),2(1),3(1),4(1),1(2),2(2),3(2),4(2),1(3),光纤传输网简介,SZKJ,第 18 页,基群信号可依次复用成二次群信号、三次群信号、,四次群信号, 各次群信号均有国际统一标准,PDH各次群信号速率、接口及容量,光纤传输网简介,4. PDH光纤传输系统的主要指标,平均发送光功率,误码率 Pe,接收灵敏度 保证特定误码率时，光接收机所需的,最小平均光功率,SZKJ,第 19 页,10,-3,S,r,= 10 log (dB,m,),p,r,10,-3,S,t,= 10 log (dB,m,),p,t,光纤传输网简介,5. 传输距离估算 ( 衰减受限系统 ),SZKJ,第 20 页,S,t,： 发送光功率S,r,：接收灵敏度,c：活接头损耗,M,E：设备富余度,f：光纤衰减,s：固定接头损耗,L,f： 光缆盘长,M,C,：光纤线路每公里富余度,S,R,之间的距离 L(Km) =,St(dBm) - Sr(dBm) - 2,c,(dBm) - M,E,(dB),f,(dB/Km) +,s,/ L,f,(dB/Km) + M,C,(dB/Km),6. 小结,c,c,S,t,S,R,S,r,尾纤,s,Lf,光纤传输网简介,五、SDH光纤传输系统简介,SZKJ,第 21 页,SDH： Synchronize Digital Hierarchy 同步数字系列,1. SDH,优点,光纤传输网简介,AU PTR,1,3,4,SOH,SOH,STM-1净负荷,9,270,9,261,传输方向,SZKJ,2. STM-1帧结构, 270 (列), 9 (行) 个字节的块状结构,段开销（SOH）区域,72个字节 576个比特 4.608MB/S,管理单元指针（AU PTR）,区域，指示信息净负荷的第1个字节在STM-1中的位置,频率调整;,信息净负荷区域, 净负荷在STM-1内是浮动的;,STM-1 速率为155.520Mb/s,第 22 页,125,s,光纤传输网简介,SZKJ,STM-N,AUG,VC-4,C-4,C-3,C-12,TUG-2,TUG-3,VC-3,VC-2,VC-12,AU-4,+POH,+POH,+PTR,+PTR,+PTR,+POH,TU-2,TU-12,3,7,3. 基本复用原理和复用单元,注：,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,POH：通道开销 PTR：指针,3,TU-3,1,1,139264 kb/s,34368 kb/s,2048 kb/s,第 23 页,+PTR,1,N,光纤传输网简介,SZKJ,第 24 页, 映射：指将支路信号适配器装入 VC的过程, 定位校准：通过指针完成, 同步复用：同步字节间插,N,1,3,2,4,(1),(2),(3),(1),(2),(3),(1),(2),(3),(1),(2),(3),1(1),2(1),3(1),4(1),1(2),2(2),3(2),4(2),1(3),光纤传输网简介,SZKJ,第 25 页,VC12,VC2,VC：是SDH中最重要的一种信息结构。可在通道中任一点,取出或插入，进行同步复用或交叉连接处理，方便灵活。,SOH,VC3,光纤传输网简介,SZKJ,第,26,页,4. 同步数字系列的速率,采用WDM（波分复用）技术实现更高速率的信号传输。,（如10Gb/s系统，也称STM-64）,目前国际上采用WDM技术已研制出400Gb/s系统。,光纤传输网简介,SZKJ,第 27 页,5. SDH设备介绍,同步复用设备（TM）,低速支路信号,TM,STM-N,同步复用/解复用,发送接收单元,低速支路信号,STM-N高速光信号,STM-N,高速信号,用符号表示：,光纤传输网简介,SZKJ,第 28 页,ADM,STM-N,STM-N,2Mb/s,2Mb/s,2Mb/s,发送/接收,单元,光发送/接,收单元,STM-N高速,光信号,STM-N,高速信号,STM-N,高速信号,分插复用设备（ADM）,用符号表示：,光纤传输网简介,SZKJ,第 29 页,数字交叉连接设备（DXC）,STM-1,STM-1,STM-1,STM-1,2Mb/s,用符号表示：,VC12（1）,VC12（63）,VC12（1）,VC12（63）,VC12（1）,VC12（63）,VC12（1）,VC12（63）,STM-1,STM-1,2Mb/s,2Mb/s,2Mb/s,2Mb/s,DXC 4/1设备,交叉连接,相当于自动数字配线架,半永久连接，集中网管,具有复用/解复用功能,作为,PDH,与,SDH,的网关使用,分离本地业务和非本地业务,光纤传输网简介,SZKJ,第,30,页,6. SDH网物理拓扑和自愈网,物理拓扑（5种）,线型,树型,星型,环型,网孔型,光纤传输网简介,SZKJ,第 31 页,Tx,Rx,Tx,Tx,Rx,Tx,Rx,Rx,自愈网的类型和原理,自愈网就是无需人为干预，网络就能在极短时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。,S1,P1,S1,P1,倒换,复用,复用,解复用,解复用,- 线路保护倒换,光纤传输网简介,SZKJ,第 32 页,CA AC,（2Mb/s）,CA AC (2Mb/s）,CA AC（2Mb/s）,CA AC （2Mb/s）,倒换,S1,A,P1,B,C,D,A,B,C,D,S1,P1,P1,S1,P1,S1,(a),(b),二纤单向通道倒换环,- 环形网保护 （设备为ADM）,光纤传输网简介,SZKJ,7. 小结：,SDH,采用块状帧结构，开销比特丰富，网管能 力强，,可实现集中网管,引入,VC,这一重要的信息结构，,VC,与系统同步，上 下,电路方便,采用指针调整技术,采用字节间插同步复用,可组成自愈环，网络安全,交叉连接设备，调度电路快捷、灵活,第33 页,光纤传输网简介,SZKJ,六、深圳市光纤传输网简介,1、深圳市传输网结构,第 34 页,特区,龙岗区,宝安区,龙华,新安,龙中,宝岭,科技园,黄木岗,罗湖,骨干层,端局接入层,南头,福田,光纤传输网简介,SZKJ,两层结构 骨干层和端局接入层,骨干层节点即为七个汇接局和两个长途局所在位置，也称传输转接点,端局接入层节点即为各端局所在位置,骨干层各传输转接点间以大容量传输设备连接,端局接入层各节点以传输设备接到本区域内的两个,传输转接点上,2个并行网：,PDH,传输网与,SDH,传输网,第 35 页,光纤传输网简介,SZKJ,2、深圳市PDH传输网简介,传输转接点间以多套140,Mb/s,点对点系统相连,每个端局接入节点（即每个端局）以2套140,Mb/s,分别接至本区内的2个传输转接中心点上，提高网络,可靠性,由于大量电路要在传输转接中心转接，因此需大量,配线架，人工调度，不灵活，反应速度慢,第 36 页,光纤传输网简介,SZKJ,第 37 页,松岗,龙华,新安,科技园,南山,红宝,罗湖,黄木岗,宝岭,龙中,横岗,宝安,龙岗,特区,光纤传输网简介,SZKJ,3. 深圳市SDH传输网简介,网络结构,骨干网中设置七个,DXC4/1，,容量为64,X64,骨干网各节点之间以14套2.5,Gb,/s（1+1）,系统通过,DXC4/1,组成逻辑上的网状网,端局接入层各节点以622,Mb/s,二纤单向通道倒换环,接到本区的2个传输转接点的,DXC4/1,全网由一个网管中心管理,优点,网络层次清晰，业务转接次数少，骨干网利用率高,电路调度灵活,扩容方便,网络安全可靠,第38 页,光纤传输网简介,SZKJ,第 39 页,深圳SDH网络结构图,光纤传输网简介,SZKJ,深圳市SDH网络结构简化示意图,第 40 页,龙岗区,特区,宝安区,龙华,新安,龙中,宝岭,科技园,黄木岗,罗湖,南头,福田,光纤传输网简介,SZKJ,第三部分 接入网介绍,第 41 页,一、接入网的基本概念,用户所在地,网络,接入网,交换网,传输网,交换网,用户所在地,网络,CPN,CPN,交换局,交接箱,馈线,配线,分线盒,引入线,用户,传统铜缆用户环路,接入网,光纤传输网简介,SZKJ,第42页,TMN,接入网,AN,业务节点,SN,Q3,Q3,SNI,UNI,接入网定义,在用户入网接口（,UNI）,与,业务节点接口（,SNI）,之间,传送电信业务,运载功能的各种实体,可由管理接口（,Q3）,配置和,管理,接入网的范畴是广义的,传统的铜线是最原始、最简单的接入网系统,HDSL、,光纤用户环路是低层次的接入网系统,无源光网络（,PON）、ADSL,和,V5,接口技术是相对先进的接入技术,接入网的建设目标是新一代的接入网技术,光纤传输网简介,SZKJ,二、接入网建设的必要性和重要性,1. 业务发展的必然要求,用户对宽带新业务的需求,干线网上的,SDH,和,ATM,技术的推广应用,要求接入网路提供宽带传输通道,铜缆用户网路容量 小，频带窄，不易扩容和数字化，,已成为实现电信 网的瓶颈,电信业务的发展方向是通信网的数字化、综合化、,宽带化、智能化和个人化,业务需求的宽带化、数字化和综合化与目前落后的,接入手段之间的矛盾已成为电信网络建设中的主要,矛盾之一。,第43页,光纤传输网简介,SZKJ,2. 降低企业经营成本、提高经济效益的重要环节,交换机程控化、中继传输光缆化,电话局到用户（接入网）仍为模拟传输,接入网是整个电信网的窗口，也是电信网的“最后一公,里”，投资比重占电信网总投资的50%左右,模拟传输质量不好，承载业务有限，消耗大量有色金,属-铜,电缆价格逐步提高，比1983年上涨了二倍多,光纤传输系统价格呈下降趋势，仅为1983年的40%,V5,接口的提供和实用化，接入系统造价将进一步降低,维护费用比采用铜缆节省很多,大力、全面发展接入网也是经营成本核算的必然要求。,第44页,光纤传输网简介,SZKJ,3. 优化网路结构、深化电信网络运行维护体制改革,建设新一代接入网，将光纤敷设到离用户最近的地方,（小区、大厦）,拆点并网，建大局，优化网路结构,集中维护人员，集中监控和维护。,4. 电信市场竞争的需要,网络贴近用户，快速提供多种业务，拥有市场主动性,邮电独家垄断的局面已经被打破,两个优势：一是人才优势，二是网络优势,扩大和保持网络优势，大力发展接入网是电信网络建设,发展的战略举措。,第45 页,光纤传输网简介,SZKJ,第46页,用户网络接口（,UNI）：,支持各种业务的接入，如模拟电,话、,N-ISDN、B-ISDN，,对不同,的业务，对应不同的接口类型,业务节点接口（,SNI）：,将各种用户业务与交换机连接,三、接入网支持的业务,话音类业务：程控电话新业务、磁卡电话业务等,数据类业务：,DDN,业务、分组交换业务等,图像通信类业务：会议电视业务、可视电话业务等,多媒体业务：居家办公、购物、,VOD、,远程医疗等,四、接入网的接口技术,光纤传输网简介,SZKJ,第47页,由ITU-T标准化的SNI和相应接入类型,光纤传输网简介,SZKJ,为适应接入网中多种传输媒介，多种接入配置和业务，,ITU-T,规范了,V5,接口系列,V5.1,和,V5.2,已有建议,V5.3,和,V5.B,未完善,V5.2,接口是本地数字交换机的数字用户侧的发展方向。,第48 页,交换机,光纤传输设备,远端光设备,接入网设备,V5.2,POTS,ISDN 2B+D,ISDN 30B+D,光纤传输网简介,SZKJ,第 49 页,五、接入网的传输技术,有线接入网技术, 铜线接入网技术,高速率数字用户线HDSL：两对双绞线上传2Mb/s信号,不对称数字用户线ADSL：一对电话线上传电话业务的同时，,向用户单向提供1.5-6Mb/s速率的业,务，并带有反向低速数字控制信道, 光纤接入网技术（OAN,）, 混合光纤/同轴电缆（HFC）接入网技术：,在局端将电话业务与视像业务综合，送至用户。,光纤传输网简介,SZKJ,第 50 页,无线接入网技术,只要在交换节点到用户终端部分地或全部地采用了无线传输方式，就称为无线接入。, 固定无线接入：, 移动无线接入：,固定用户以无线的方式接入到固定电话网的交换机，又称为无线本地环路WLL,移动的用户以无线的方式接入到固定电话网的交换机,交换机,BS,交换机,RBS,ONU,V5.2,光纤传输网简介,六、光纤接入网技术,1. 概念,光纤接入网采用光纤做为主要的传输媒体来取代传统的双绞线。,2. 应用形式,FTTH 光纤到户,FTTC 光纤到路边,FTTB光纤到大楼,SZKJ,第 51 页,交换局,ONU,用户设备,双绞线,光纤,光网络单元,交,换,机,OF,OF,OF,O,L,T,ONU,ONU,FTTH,FTTB,FTTC,ONU,双绞线,光纤传输网简介,3. 无源光网络（PON）和有源光网络（AON）,SZKJ,第 52 页,业务节点,ONU,SNI,ONU,OLT,UNI,.,.,.,ODN,业务节点,ONU,SNI,ONU,OLT,UNI,.,.,.,ODT,无源光网络图,有源光网络图,OLT：光线路终端,ODN：光分配网络,ONU：光网络单元,ODT：光远程终端,光纤传输网简介,SZKJ,-OLT功能, 业务端口功能, 数字交叉连接功能, 传输复用功能, 光纤线路接口功能,-ODN功能,光分支器,第 53 页,OLT,SNI,1：N,光纤传输网简介,SZKJ,-ONU功能, 用户接口功能, 用户和业务复用,功能, 传输复用功能, 光纤线路接口功能,-ODT功能, 数字交叉连接功能, 传输复用功能, 光纤线路接口功能, ODT可以是一个复用设备，,也可以是一个SDH环,第 54 页,ONU,UNI,电视机,光纤传输网简介,无源光网络,OLT与ONU间没有,任何有源电子设备,对各种业务呈透明,状态,易于升级扩容,便于维护,不足之处是OLT和,ONU之间的距离和,容量增长受一定限,制,SZKJ,第 55 页,有源光网络,每个ONU有特定的传,输容量,OLT和ONU之间的距离和容量增长不受限制,易于扩展带宽,不足之处是ODT需,机房、供电和维护等,光纤传输网简介,SZKJ,第 56 页,4.光缆线路环网,每个,ONU,均具有光纤双路由， 利用无源光网络（,PON）,便可以把,OAN,组 织为光缆线路环网。,物理上是个环形网，逻辑上是每个节点均具有双路由的星型网 ，具有很好的安全性。,具有平稳的升级演变过程，先配置成无递减星型网，然后发展演变为无递减树型网，最后形成环网,。,OLT,ONU,ONU,ONU,中心局,ODF,ODF,ODF,ODF,光纤传输网简介,SZKJ,第 57 页,5. SDH技术在接入网中的应用,SDH技术应用到接入网实际上就是,有源光网络技术。,可从根本上缩短骨干网和接入网在技术层次上存在的巨大,差别，为未来宽带、综合业务的发展奠定基础。,接入网组网灵活，可靠性高。,增强传输带宽，提高网管能力，简化维护工作。,V5接口的应用，使组网得到简化,可有多种应用形式：,星型、环型、环,星型（见图）,STM-1子速率即SubSTM-1,的连接，可以提供2Mb/s、 6Mb/s,8Mb/s、 34Mb/s、 45Mb/s、 51Mb/s等多种子速率应用。目,前ITU-T正在研究它们的标准。,中心局,ADM,ADM,ADM,ONU,ONU,光纤传输网简介,SZKJ,第 58 页,6. 混合形态的接入网示意图,.,.,.,OF,OF,OF,OF,SDH环,交换机,ATM,DDN,ONU,ONU,ADM,ADM,ADM,ONU,RBS,RBS,OLT,V5.2,2Mb/s,OF,OF,ONU,ONU,ONU,ADSL,OF,STM-1,POTS,DDN,（ISDN）,ISDN,光纤传输网简介,SZKJ,第 59 页,七、小结, 接入网定义的范畴是广义的。, 接入网可支持所有的业务种类。, V5接口是SNI的发展方向。, 根据ONU位置不同，光纤接入网可分为FTTB、FTTC、FTTZ。, 光纤接入网技术中分为有源光网络和无源光网络。, 利用无源光网络PON可把光纤接入网组织为光缆线路环网。, SDH技术应用到接入网实际上是有源光网络技术。,光纤传输网简介,SZKJ,第 60 页,八、深圳市光纤接入网规划及建设情况介绍,1、统一规划,重点是光纤到大厦、光纤到小区,光纤接入网分层结构,光节点位置的确定,引入线长度,800米、用户数,2000B,光交接点位置的确定,2、分步实施,光缆敷设,商业网,数据网,宽带网,光纤传输网简介,SZKJ,第 61 页,深圳市光纤接入网结构,目标交换局,主干层,分配层,引入层,光纤,金属线,无线,骨干层节点,分配层节点,用户,光纤传输网简介,深圳市光纤用户网结构,ONU,ONU,目标交换局,交换网,光纤传输网简介,谢 谢！,深圳市邮电局科技处,总体设计：,韩燕玫,版面制作：,林永毅、谢彬、陈依红,光纤传输网简介,98年科技活动月技术讲座计划,深圳市邮电局科技处,光纤传输网简介,