光通信技术发展概述课件

,光通信专家,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,*,光通信专家,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,THANK,YOU,光通信专家,光通信专家,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,*,*,光通信技术发展概述最新课件,*,*,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,72,光通信专家,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,宽带产品部,地址：武汉市关东科技园东信路,5,号,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,*,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,*,THANK YOU,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,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,68,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,Page,*,69,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,光通信技术发展概述（下）,wchxiong,2010-12-07,光传输技术原理及发展概述,城域网光传输技术,骨干网光传输技术,提纲,光传输技术原理,信源,信宿,用户,用户,交换设备,发信终端,收信终端,传输信道,传输信道,噪声,点到点的通信情况,光传输部分为传输信道的组成部分之一，其主要技术包含物理层、数据链路层、网络层和传输层。,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,Segment,Packet,Bits,Frame,PDU,PTN,Access,SDH,Aggregation,MSC Server,MGW,SGSN,GGSN,3G CN,RNC,SR,BAS,Core,固定网络用户,商业网络用户,移动网络用户,STM-N,、,FE,、,GE,、,10GE,、,OTN,、,E1,、,PON,STM-N,、,E1,、,FE,、,GE,、,PON,、,DSL,、,POTS,IP CORE,NGN,SR,OTU/ODU,WDM/OTN,光通信网络层次结构,OTU/ODU,OTU/ODU,OTU/ODU,智能小区,三层交换机,2M/155M,BTS,BSC,TMSC,2M/155M,2M,汇聚,POP,点,骨干,POP,点,汇聚,POP,点,核心路由器,省内,/,省,级干线,省干传输,10M,专线,100M,2M,N*155M,BTS,LANS,100M,上网,100M,上网,N*100M,GSR,企业分部,10M,专线,企业总部,BSC,MSC,GE,100M,100M,LANS,智能小区,100M,上网,汇聚层,汇聚层,汇聚层,城域骨干传输层（,10G),MSC,2M/155M,2M/155M,本地话音,异地话音,2M/155M,互联网业务,本地专线,光传输网络提供的服务,SDH,：同步数字传输系统；,MSTP,：多业务传送平台,DWDM,：密集波分复用系统；,ASON,：自动交换光网络（智能光网络）；,PTN,：分组传送网；,OTN,：光传送网,光传送网络的发展,SDH,的主要优势：,接口规范，同步复用 ，运行维护管理（,OAM,）功能强大，互联互通兼容性好,DWDM,主要优势：,超大容量，对数据率“透明”按光波长复用和解复用，平滑扩容，兼容光交换,容量增加,/,业务多样化,98,年,99,年,94,年,DWDM,成为骨干网主要技术，全光网试验,MSTP/ASON,02,年,09,年,PTN,逐步商用,09,年,OTN,逐步开始应用,SDH,逐步成为,传输主要技术,DWDM,开始应用,光传输网演进路线,ETH,MPLS,ATM,RPR,PDH,SDH,Fiber,WDM,OTH,MSTP,MPLS-TP,跟业务相关的承载技术,面向连接的传送技术,光层,1990,1995,2000,2005,2010,PBT,ROADM,PXC,ULH WDM,WDM,EOMPLS,光传输技术原理及发展概述,城域网光传输技术,骨干网光传输技术,提纲,PTN,Access,SDH,Aggregation,MSC Server,MGW,SGSN,GGSN,3G CN,RNC,SR,BAS,Core,固定网络用户,商业网络用户,移动网络用户,STM-N,、,FE,、,GE,、,10GE,、,OTN,、,E1,、,PON,STM-N,、,E1,、,FE,、,GE,、,PON,、,DSL,、,POTS,IP CORE,NGN,SR,OTU/ODU,WDM/OTN,光通信网络层次结构,OTU/ODU,OTU/ODU,OTU/ODU,PDH,准同步数字系统,只有地区性的电接口规范，而不存在国际性标准。,没有世界性的标准光接口规范,从低次群到高次群的复接是异步的，需通过码速调整来,达到,频率的匹配和容纳时钟频率的偏差。,上下电路需大量硬件进行逐级复用与解复用、结构复杂、成本高,网络的,OAM,能力差：无足够的开销字节,产生背景,SDH,（同步数字传输系统）,SDH,（同步数字传输系统）,SDH,是,Synchronous Digital Hierachy,的缩写，即同步数字传输系统。,SDH,是一个通过物理（主要是光）的传输网络传送适配的净荷 （,Payload,）的标准化数字传送结构的一个系列集。,SDH,是大容量光通信网络的国际标准。,技术优点：最主要的是同步复用、标准光接口和强大的网管能力,速率统一：,155M,、,622M,、,2.5G,、,10G,、,40G,；,光接口与帧结构统一：,STM-N,（,N=1,、,4,、,16,、,64,、,256,）；,一步复用特性：可从高速信号中直接提取,/,接入低速信号,强大的,OAM&P,能力实现了网络管理的智能化：,丰富的开销（码流量的,5%,）、强大的软件技术；,组网灵活、网络的生存性强：,可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级；,前、后向兼容。,SDH,中信号传送方式,兼容性,信息包,STM-N,STM-N,信息包,PDH/ATM/IP,信号,PDH/ATM/IP,信号,打包,拆包,SDH,网络,复用,解复用,传输,传输,SDH,（同步数字传输系统）,STM-N,AUG-1,AU-4,VC-4,TU-3,VC-3,C-3,C-4,TUG-2,TU-12,VC-12,C-12,TUG-3,N,139264kbit/s,34268kbit/s,44736kbit/s,2048kbit/s,指针处理,映射,定位,复用,AUG-N,1,3,7,3,1,ITU,T,建议复用路线图,SDH,（同步数字传输系统）,固定的帧结构,丰富的开销和指针，便于维护管理,RSOH,、,MSOH,、,HPOH,、,LPOH,完成层层细化的监控功能。,RSOH,、,MSOH,、,HPOH,、,LPOH,完成层层细化的监控功能。,开销,段开销,通道开销,再生段开销,复用段开销,高阶段通道开销,低阶段通道开销,SDH,开销,指针的作用及分类,指针的作用就是定位,指示净负荷的位置（净负荷的第一个字节相对于指针最后一个字节的偏移量），使得可以从高阶的,STM-N,信号中直接分离出低阶的业务信号。,当网络处于,同步状态,时，指针用来进行同步信号间的相位校准。,当网络处于,网络失步,时，指针用作频率和相位校准；网络失去同步或异步工作时，指针用作频率跟踪校准。,指针还可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移。,指针,TU-PTR,低阶指针,给,VC-4,定位,给,VC-3,、,VC-12,定位,AU-PTR,高阶指针,光传送网络特点完善的保护机制,网络级保护,设备级保护,线性,1,1,、,1,：,N,保护,环形保护,单板级,1+1,、,1,：,N,保护,MESH,网保护,P1/W2,W1/P2,A,B,C,D,a ),正常情况,b ),故障情况下,P1/W2,W1/P2,A,B,C,D,倒换,倒换,二纤双向通道保护环示意图,a),正常情况,b),故障情况下的倒换,W2/P1,W1/P2,A,B,C,D,A,B,C,D,倒换,W2/P1,W1/P2,二纤双向复用段共享保护环示意图,Ethernet Over SDH,技术,SDH,的虚容器,VC,是定长的，严格同步；,以太网信号具有突发性、不定长的特点，无同步要求；,IP,等数据业务装配入定长虚容器,VC,时，需要合适的封装规则，完成业务从不定长到定长、不同步到同步网络的转换；,目前主要封装协议有,PPP,、,ML-PPP,、,LAPS,、,GFP,等协议；其中,GFP,的标准化程度最高，是,MSTP,互连互通的保证。,大众市场,运营商级别的市场,异步 同步,动态带宽,固定带宽,无连接,面向连接,尽力而为的服务,高质量的服务,（但不保证质量）,Ethernet,SDH,MSTP,的发展历程,02,年,MSTP,模型,04,年,MSTP,模型增加部分,05,年,MSTP,模型增加部分,MSTP,的发展是电信级传送技术分组化的开始,MSTP,设备功能结构,PDH,接口,ATM,接口,以太网接口,STM-N,接口,（支持级联）,ATM,层处理,PPP/,LAPS / GFP,二层交换,再生段开销处理,复用段开销处理,VC,映射,交叉连接,(VC-N),复用段开销处理,再生段开销处理,STM-N,接口,STM-N,接口,业务处理,二层交换,环路控制,封装,映射,SDH,交叉,连接,Eth,端口,MSTP,向,PTN,的转型,MSTP,向分组化继续演进的必要性：,业务,IP,化，网络设备以太网接口越来越普及,EoS,的代价总是存在,PTN：Packet Transport Network,PTN,可以理解为分组化,MSTP,内核分组化，继承,MSTP,的全部优点：,灵活的组网调度,链形、星型、环型、,Mesh,无阻交叉,以分组为主的多业务传送,分组：,FE,、,GE,、,10GE,TDM,：,E1,、,STM-N,电信级安全,网络保护倒换：小于,50ms,；,Mesh,恢复：,ms,级,关键部件：,1,1,冗余,对不同优先级业务设置不同保护方式,电信级的,OAM,基于通路,(Channel),、通道,(Path),、段,(Section),的子层监视功能（,TCM,）,TMF,的四大管理功能：配置、故障、性能、安全,软性指标,业务感知、快速开通，降低,OPEX,端到端业务开通与管理,传送单位比特成本低,MPLS-TP,是,MPLS,的一个子集，数据基于,MPLS,标签进行转发，,是面向连接的,MPLS,；,MPLS-TP,采用,MPLS/PW,伪线技术：“任何业务,over MPLS/,伪线,over,传送”进行多业务传送；,相对于,PW,，吸收了多业务承载，,TDM,业务仿真等技术，并增加了,ITU-T,面向连接的,OAM,和保护恢复功能；,基于,MPLS-TP,技术的,PTN,网络具有数据网络灵活性的特点，同时，具有传送网络的多业务、高可靠性、可扩展性、可管理性、,QoS,机制等优点；,MPLS-TP,传送平面也秉承了传送网络的分层架构，实现逻辑分层和嵌套。,Tunnel,可以是,VC,ODU,或波长等任意传送技术。,QOS:,通过伪线技术在,tunnel,中承载不同类型的二层业务流,PTN网络架构及关键技术MPLS-TP,PTN,产品技术架构,传输媒介层,ETH,、,SDH,、,OTN,传送通道层,PW,层、,LSP,层,PtP,、,PtMP,传送,传送业务层,mptmp,ptp,ptmp,e.g. E-Line,e.g. E-Tree,e.g. E-LAN, L3 VPN,客户层,电路业务、,L2/L3,业务,设备架构视图,传送模型视图,层次化的,OAM,，实现精细化的故障和性能监控,快速监测每个层次的网络故障和性能,硬件,OAM,引擎，实现,3.3ms OAM,协议报文插入，实现电信级保护倒换,支持业务的端到端管理，支持根据业务情况按需配置,OAM,MEP,MIP,OAM,原子功能,Client Service,Client Service OAM(UNI to UNI),PW OAM,Tunnel OAM,Segment OAM,Access Link OAM,Access Link OAM,PTN,802.3ah,MEF/ITU-T Y.1731,ITU-T G.8114 / Y.1730 / Y.1731 / 802.1ag,ITU-T G.8114,ITU-T G.8114,PW OAM,Tunnel OAM,Segment OAM,PTN,PTN,层次化,OAM,TDM,E1,Abis,PWE3,TDM,Abis,E1,TDM,Abis,IMA,E1,ATM,AAL2/5,Iub,PWE3,ATM,AAL2/5,Iub,STM1,ATM,AAL2/5,Iub,ETH,802.1Q,IP,Iub,ETH,PWE3,802.1Q,IP,Iub,ETH,802.1Q,IP,Iub,TDM E1,IMA E1,Ethernet,ATM STM-1,TDM E1,Ethernet,Eth PWE3,TDM PWE3,ATM PWE3,Bi-directional Tunnel,TDM PWE3,ATM PWE3,Eth PWE3,Tunnel,Tunnel,Tunnel,PHY,PHY,PHY,支持,E1/STM-n/FE/GE/10GE,等多种接口,PWE3,实现,TDM,、,ATM,、,Ethernet,业务的统一承载,通过,PWE3,实现,TDM/ATM/IMA/MLPPP,灵活的协议处理、业务感知和按需配置,TDM:,支持非结构化和结构化仿真，支持结构化的时隙压缩,ATM/IMA:,支持,VPI/VCI,交换和空闲信元去除,统一的分组传送平台，节省,CapEx,和,OpEx.,PWE3技术实现端到端的业务仿真,PTN,BSC/RNC,BTS/NodeB,SR/BRAS,e-NB,AGW,PTN,PTN,端到端,QoS,流量工程,PTN,PTN,NodeB,RNC,1,识别用户业务，流量监管。,2,将业务优先级映射,PHB,表，按照,PHB,表进行报文队列调度。,3.,根据,PHB,表修改隧道优先级。,隧道优先级映射到,PHB,，,根据,PHB,表进行报文队列调度。,建立网络拓扑和资源数据库，实现,PW,和,LSP,的接纳许可控制,Pipe,模型,PTN构建IP化3G传送网,PTN,构建,IP,化,3G,的基站传送网，综合总体成本较低,MSTP,作为,GSM,的传送网,PTN,作为,IP,化,3G,的传送网,STM-16/64,STM-1/4,STM-1/4,BSC/MSC,RNC,GE,GE,10GE,GE,BTS,E1,接口,NodeB,FE,接口,FE/GE,接口,155M/2M,接口,城域网现状（CMCC）,城域数据网：,部分省已建全省范围的城域数据网,从全国范围来看城域数据网规模较小，是,CMNET,省网延伸，与省网共自治域,核心层一般采用,L3 IP/MPLS,组网,汇聚,/,接入层主要采用普通,L2/L3,交换机组网；采用星型、树型拓扑,城域传送网：,核心层：一般采用,WDM,和,10G/2.5G,的,SDH,设备组建环网（个别网状网）,汇聚层：以,2.5G,的,SDH,和,MSTP,设备为主，辅以少量,622M/155M,设备组建环网节点数目一般为,3,6,个采用复用段保护,接入层：主要采用,622M/155M,的,SDH,和,MSTP,设备，辅以,PDH,、微波、,3.5G,或其他无线接入技术,主要组环网，根据接入光缆路由也可采用星型、树型或链型结构,城域网愿景（CMCC）,光传输技术原理及发展概述,城域网光传输技术,骨干网光传输技术,提纲,PTN,Access,SDH,Aggregation,MSC Server,MGW,SGSN,GGSN,3G CN,RNC,SR,BAS,Core,固定网络用户,商业网络用户,移动网络用户,STM-N,、,FE,、,GE,、,10GE,、,OTN,、,E1,、,PON,STM-N,、,E1,、,FE,、,GE,、,PON,、,DSL,、,POTS,IP CORE,NGN,SR,OTU/ODU,WDM/OTN,光通信网络层次结构,OTU/ODU,OTU/ODU,OTU/ODU,什么是WDM,光的频域上信号频率差别比较大，人们更喜欢采用波长来定义频率上的差别，因而这样的复用方法称为波分复用。,WDM,本质上是光域上的频分复用,FDM,技术,CWDMcoarse WDM,信道间隔是,20nm,的,WDM,。省成本，高传输带宽，主要用于中短距离的光城域网中。,NWDMnarrow WDM,信道间隔是,10nm,的,WDM,DWDMdense WDM,工作于,1550nm,窗口，信道间隔,1.6nm,、,0.8nm,、,0.4nm,、,0.2nm,可以广泛用于长途传输，组建全光网络。,WWDMwide WDM,1310nm+1550nm,，纯无源器件,WDM（波分复用系统）,超大容量传输,节约光纤资源,各通道透明传输、平滑升级扩容,可充分利用成熟的,TDM,技术,可实现超长距离传输,可组成全光网络,SDH,IP,Leased,line,ATM,.,W,D,M,M,U,X,1,2,3,4,5,隔离带隔离带 隔离带,正向车道,反向车道,第一车道,:,1,第二车道,:,2,第三车道,:,3,第,N,车道,:,N,第一车道,:,1,第二车道,:,2,第三车道,:,3,第,N,车道,:,n,DWDM系统好比一条高速公路,DWDM系统相关理解,一个,DWDM,系统好比一条高速公路，分为正反向双车道，就好比通信系统用的两条双纤一样，所有的车辆只允许单向行进，就是所谓的（双纤双向或单纤单向）系统。,一个高速公路设计之初就用规划所使用的车道的数量,81632,、,160,每个高速公路都有规定的最高时速，,120km/h,180km/h,对应起来就好比,DWDM,系统的每个波道的最高速率一样：,2.5G,、,10G,，高速率向下（低速率）兼容。,每个车道上都允许跑不同种类的车：大卡车（,SDH,业务）、小轿车（,GE,、,FE,业务）,规划系统,设计波道数量,设计单波道最高速率,承载业务类型,线路对WDM系统的影响,吸收、散射,光能转换为热能,自相位调制,(SPM),交叉相位调制,(XPM),四波混频,(FWM),SBS,SRS,衰减,非线性效应,模间色散,波导色散,材料色散,偏振模色散,色散,光信躁比,放大器的自发辐射噪声,系统的噪音积累,G.652,：,普通单模光纤，,1550nm,窗口具有低衰耗值，大有效面积和大色散分布，是大多数已经敷设的光纤。,G.653,：,零色散位移光纤，,1550nm,窗口具有低衰耗值，小有效面积和零色散。,G.655,：,常规,G.655,、大有效面积,G.655,（,LEAF,）,非零色散位移光纤，,1550nm,窗口具有低衰耗值，较大有效面积和小色散。,0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7,波长（,mm,）,5,4,3,2,1,0,衰,减,（,db/km,）,1,2,4,3,OH,-,OH,-,OH,-, 190THz,50THz,单模光纤截止波长,5,光纤的衰减,正向车道,第一车道,:,1,第二车道,:,2,第三车道,:,3,DWDM系统需考虑的问题（衰耗）,汔车在公路上行进需要消耗汔油，就好比,DWDM,系统的光信号在光纤中传输一样，光信号会慢减弱，因此必须在高速公路适当距离设置加油站，给汔车补充油量，以便于继续向前传送。,光信号在,DWDM,系统中进行传送，光信号会慢减弱，在经过适当的距离要不断的进行放大，也就是要在适当的距离要合理设置站点，配置,EDFA,进行光信号放大,形象的说所置的,OA,站点就相当于加油站,EDFA,就相当于汔油。,加油站,合理的设置放大器,一个高速公路里的加油站（,OA,站），要根据所跑汔车的类型以及距离合理的调整自己油量系统,.,油料分很多种：汔油,/,柴油、机油、润滑油等。,OBA/OLA,相当于汔油，汔车跑一段时间就要加油。（上高速路之前就要加满汔油，也最是发送端配置,OBA).,OPA,相当于润滑油，一般汔车跑过一段距离就要加，或者和汽油（,OBA,）配合使用。,超长段的时候怎么办？,前面的路很长，我的油箱装不了那多，跑不了这远的距离，怎么办？,空中加油机相当于拉曼放大器，在某两点之间全程的为飞机加油，汽车一边消耗汽油一边由空中加油机为其加油。,正好符合拉曼放大器的原理，分布式放大，信号一边衰减一边放大。,加油站,两点之间太远了,空中加油机,一,.,光纤色散：,模间,色散、色度色散、偏振,模,色散,二,.,色度色散,色散系数,D(,),：,指光源谱宽和单位长度光纤的色度色散，其单位是,ps/(nm.km),。,零色散波长,0,：,当波导色散与材料色散在某各波长互相抵消，使总的色度色散趋近于零时，该波长即为零色散波长。,零色散斜率,S,0,：,在零色散波长,0,处色散系数随波长变化的斜率即为,S,0,DWDM系统需考虑的问题（色散）,DWDM系统需考虑的问题（色散）,为了解光纤色散，需要知道送进光纤中的信号结构。一是光源发出的并不是单色光；二是调制信号有一定的带宽。,图,3.4,光源的谱宽,表 典型光源的线宽,光源类型,线宽,(nm),发光二极管,(LED),20100,激光二极管,(LD),15,分布反馈半导体激光器,(DFB),50(MHz),多量子阱激光器,(MQW),0.010.1,第一车道,:,1,第二车道,:,2,第三车道,:,3,第,N,车道,:,N,DWDM系统需考虑的问题（色散）续,高速公路上的每一辆车相当于一个光信号脉冲一样，色散就好比汽车的前轮和后轮的速度不一致一样，造成汽车的长度增大，从面发生碰车事故。,撞车了,当一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，甚至有了明显的失真，这说明光纤对光脉冲有展宽的作用，即光纤存在色散。这主要是光脉冲的前端和后端在光纤中传输的距离不一致，导致脉冲变宽。,色散斜率的影响,SMF 1533nm 1557nm,17ps/nm.km1545nm 15.92ps/nm/km18.08ps/nm/km,0.09ps/nm,2,.km,色散斜率,(400km) 6368ps/nm 7232ps/nm,DCF,-,总色散,距离,短波长,长波长,DCF,DCF,DCF,DCF,工程设计时，以满足系统设计要求，即保证接收端在,1550nm,的残留色散值在,0,800ps,之间（该条件下，可保证整个波段,1525-1565nm,的所有波长均处于收端的容限之内）。,光信噪比影响,对于,DWDM,系统两个重要的指标：光信噪比,(OSNR),误码率,(BER),OSNR:,信号光功率与噪声光功率之比，每个,EDFA,产生的,ASE,噪声会经过后续的放大器放大以及光纤衰之后积累起来， 使得系统输出端,OSNR,下降。,光信噪比影响,精确计算,WDM,系统中光信道的,OSNR,是很复杂的，一方面,EDFA,光放大器对系统噪声积累的影响的理论模型还有待于完善；另一方面，,WDM,系统中许多主要参数与波长的相关性也增加了计算的复杂性，如光纤段衰减的波长相关、,EDFA,增益的不平坦等。但在现有理论和研究水平的基础上，为保证设计的,WDM,系统性能满足工程基本要求，根据最坏情况的设计原理，在工程中可以粗略地估算,OSNR,。,简单化模型：,对于最坏情况信道的可变跨距衰减,OSNR,K,=58+P,(,最坏情况,),-N,f,-L,angk,-10LogK,OSNR,K,：,K,个跨距后的光信噪比，,dB,M,：波分复用得光信道数量,P,(,最坏情况,),：最坏情况信道的输出光功率，,dBm,N,f,：光放大器,(OA),的噪声指数,L,angk,： 渐增的跨距衰减，,dB,光信噪比影响续,OSNR:,信号光功率与噪声光功率之比，每个,EDFA,产生的,ASE,噪声会经过后续的放大器放大以及光纤衰之后积累起来， 使得系统输出端,OSNR,下降。,必须在信道数、光纤段数以及段损耗之间进行综合选择。,累积噪声随着放大器的级数线性增长,而且还随着放大器级间损耗,(,增益,),指数增长，系统总长度一定时,低增益、多级数比高增益、少级数方案有高得多的,OSNR;,其他条件一定时,信道数,M,和光纤段数,N,有互补作用,;,提高,EDFA,总输出功率的有效方法。,对于,ULH DWDM,系统，光纤非线性效应的影响非常显著。由于我们采用,G.652,光纤传输，系统设计中主要考虑自相位调制（,SPMSelf Phase Modulation,）和相邻信道交叉相位调制（,XPMCross Phase Modulation,）的影响。考虑非线性效应后，需要重新考虑光信噪比，信号的传输受诸多物理因素的限制，一味追求高,OSNR,是不对的。,非线性效应的影响,非线性效应,在常规光纤系统中，光纤一般呈现线性传输特性。然而，当光功率增加到一定值时，光纤开始呈现非线性特性。因为在高强度电磁场中任何电介质对光的响应都会变成非线性，光纤也不另外。过去，这种非线性不太为人们所关注，然而进几年来随着传输速率的提高，传输距离的延长，波分复用通路的增加以及光纤放大器的使用，这种光纤的非线性已成为最终限制系统性能的因素。非线性问题已成为新一代光纤系统设计考虑的重要方面。,光纤中的非线性效应，一方面可引起传输信号的附加损耗、信道之间的串话、信号频率的移动等 。,受激的散射效应,受激拉曼散射,(SRS),受激布里渊散射,(SBS),折射率效应,相位调制,(SPM),交叉相位调制,(XPM),四波混频,(FWM,，,FPM),长途传输受限因素,衰耗与光放,色度色散与色散补偿,PMD与系统容限,非线性效应与系统容限,OSNR与系统规划,1550nm,1310nm,18,0,色散系数,(ps/nm.km,),波长,PMD,L,S,E,O,U,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,波长,(,m),1.0,10,衰耗,(dB/km,),1625-1675, U-band,1565-1625, L-band,1530-1565, C-band,1460-1530, S-band,1360-1460, E-band,1260-1360, O-band,DWDM系统组成,DWDM,系统组成,发送和接收有源部分,合波分波无源部分,光放大部分,光传输线路部分,OSC,和网管部分,WDM和OTN技术,WDM,波分复用,把不同波长的光信号复用到一 根光纤中传送的技术,主要功能（,线路技术、模拟信号,）,多波长复用,高速长距离传输,光层监控和管理,OTN,光传送网络,通过引入电域子层，为客户信号提供在波长,/,子波长上进行传送、复用、交换、监控和保护恢复的技术,特点（,节点技术、数字化、交叉,）,线路上采用,WDM,技术,采用,G.709,封装和开销管理，具有分级管理特性，对于各层网络都有相应的管理监控机制，提高,管理和互通,能力,对波长,/,子波长进行交叉连接提高,组网、保护和调度,能力,WDM,相当于,OTN,的一个子集,OTN的基本特点,OTH,：采用传统的,WDM,平台，引入电交叉技术，实现波长的灵活调度；,ROADM,：采用可配置的光器件，实现,WDM,节点波长业务的灵活调度。,G.709,：网络节点接口（结构、开销、客户信号,SDH,、,Ethernet,映射）,GMPLS,：基于波长或子波长的智能化处理机制。,OTN网络的特点,网络分层方面,SDH,的网络分层,VC12VC3VC4MSRS,根据业务速率，网络可分为多个层次，每个层次独立监控,WDM,的网络分层,业务波长光纤层次简单，只能通过,OTU,实现波长级端到端监控,OTN,的网络分层,OPUODUOTU,电层,OChOMSOTS,光层,OTN关键技术,基于,G.709,接口,基于,ROADM,（可重构的光分插复用器）,ODUk,交叉（,OTH),57,一般定义提供,OTN G.709,接口的设备统称为,OTN,设备，但,OTN,网络核心是,OTN,节点设备（特别是交叉节点）,带来的价值,支线路分离,OTN,交叉,强大的,OAM,能力,多种策略保护,G.709帧结构,光通路净荷单元,OPU,业务适配,光通路数据单元,ODU,串联连接监测,光通路传送单元,OTU,传输性能改善,采用定长帧结构,2.5G,：约,2,万帧,/s,10G:,约,8.2,万帧,/s,40G:,约,33,万帧,/s,58,OTN,开销,重要开销,FEC,SM,段监测,PM,通道检测,TCMi,串联连接监测,APS,GCCi,SM,：段监测，段段终结；,PM,：路径监测，业务端到端监测；,TCMi,：串型连接监测，根据网络情况分配；,具有误码计数,BIP,和踪迹标识,TTI,；,跨域、跨运营商、跨设备商管理；,利于组成大型网络。,NO A,NO B,NO C,USR1,USR2,ODUk,ODUk,Client,Signal,Client,Signal,Path CM PM,客户信号由用户通过,PM,监控,UNI-UNI CM TCM1,运营商,A,通过,TCM1,监控自己的网络,SM,、,PM,、,TCMi,开销,应用,NNI-NNI CM TCM2,用,TCM2,监控子网,B,和子网,C,的传输性能,60,FOADM与ROADM,固定波长上下设计，初期波长规划方案复杂；,工程升级复杂，运维成本高；,开通业务或升级扩容周期长，可靠性低。,FOADM,可远程重新配置波长上下，降低运维成本；,支持快速业务开通，满足波长租赁业务；,可自由升级扩容， 实现任意波长到任意端口上下；,可实现波长到多个方向，实现多维度波长调度；,支持通道功率调整和通道功率均衡。,ROADM,1 80,1 N,OA,OA,1 80,FOADM,1 80,1 any,OA,OA,1 80,ROADM,61,减少,OEO,转换,降低网络成本,ROADM-WB和PLC,WB,：波长阻塞器；基于微机电系统,MEMS,技术，可用于,50GHz,间隔；,PLC,：集成光波导，用于,100GHz,间隔；,由于上下端口与波长相关，趋于淘汰。,基于,WB,的,ROADM,节点,基于,PLC,的,ROADM,节点,ROADM-WSS波长选择开关,WSS,器件原理,正向：实现任意波长到任意端口；,方向：不同端口任意波长到同一端口（避免波长冲突）。,目前主要应用：,二维节点；,业务的快速部署。,基于WSS的PXC系统,含,ROADM,节点的,MESH,网络,64,基于,WSS,的全光交叉节点,PXC:,基于,ROADM,的三维及以上光交叉节点,优点,支持任意波长到任意端口的指配，配合可调谐,OTU,，实现光网络波长自由上下；,基于,WSS,可从升级到,4,维，,6,维和,8,维，支持灵活增加网元节点或增加的新的光方向；,通过,ASON,控制平面完成波长自动路由，实现多层次的保护方式；,相对于光开关整列构成的,OXC,，连纤数量少。,缺点,受波长冲突限制和传输物理损伤限制,F,Z,A,B,C,F,G,H,G,B,C,A,D,H,E,WSS模块Flash Demo,OTH交叉实现,SDH,技术与,WDM,技术相结合,实现方式：将,OTU,切分为客户侧和群路侧,特点,大的业务颗粒：,1-40Gb/s,；,大的交叉颗粒：,GE/ODU1/ODU2/ODU3,；,没有类似与,SDH VC4,的统一交叉颗粒；,具有,SDH,相当的保护调度能力；,业务接口变化时只需改变接口盘；,将,OTU,种类由,MxN,降低为,M+N,减少了单盘种类。,OTH与SDH+WDM体系对比,SDH+WDM,体系,OTH,体系,OTH,体系省掉了,SDH,设备，仅增加了,ODUk,电交叉矩阵；,ODUk,电交叉矩阵采用交叉盘方式实现；,较大幅度的降低了,CAPEX,和,OPEX,。,PXC/OTH比较,PXC,的特性,OTH,的特性,交叉容量,大，可达,10T,比特以上,小，,T,比特左右,交叉粒度,波长和波长带,子波长,业务透明性,全透明,载荷透明,交叉单元备份,ROADM,盘故障解决困难,交叉盘可以保护,波长变换,尚未商用化,已商用化,波长冲突,存在波长冲突,无波长冲突,WDM,层物理参数限制,存在,不存在,子波长汇聚,不能实现,易于实现,PXC,定位于波长级交叉，用于环相交节点,OTH,定位于子波长级交叉,OTN,可结合光电两层交叉，兼具电层的灵活性和光层的大容量,OTN保护方式,网络保护方面,SDH,网络的保护,复用段保护、通道层保护,WDM,网络的保护,线路保护、波长级保护,OTN,网络的保护,路径保护、子网连接保护和共享保护环 ，对应于,OCh,层、,ODU,层和,OMS,层,OTN的应用方式,优化现有的,WDM,系统,提供客户层信号的透明传送能力,FEC,技术延升传送距离,TCM,提供跨厂商，跨管理域的性能监控，增强了故障定位能力,已应用于,LH,，,ULH,的,DWDM,系统中,配合,ROADM,技术优化光层组网,实现光波长级交换,ROADM,提供光层的保护和恢复技术,引入控制平面,具备,ODU,交换能力的,OTH,节点,交叉容量足够大,期望实现子波长级,(GE/10GE),的复用能力（但尚缺乏相关标准）,光传输主要设备,接入层,MSTP/PTN,155M/622M/2.5G,城域汇聚层,MSTP/PTN,2.5G/10G/40G,骨干层,DWDM/OTN,10G/40G/100,OTN与PTN是下一代光传送网的主体,OTN,网元形态：集成,ROADM,OTH,功能的设备。,主要用于干线,支持,Mesh,组网和端到端的大颗粒调度,OAM,和电信级保护,支持多厂家互连（,IrDI,接口）,PTN,网元形态：分组化,MSTP,设备，与现有,MSTP,网络全面兼容。,主要用于城域内：随着,IP,化进展，,GE,类似今天,155M,普遍，核心层以,10G,为主,城域内大量存在的,FE,，需要疏导，汇聚至,GE,、,10GE,IP,化的,Backhaul,，企业专线及大客户接入,以,GE,调度颗粒为主的网络,谢 谢！,