光纤传输网及接入网简介

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,*,光纤传输网及接入网简介,SZKJ,Good Afternoon,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,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,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。,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,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,(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,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,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,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, (dB/km),1.31,m,1.55,m,第,10,页,SZKJ,光纤衰减,-,波长特性,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。,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,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,.31m , 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,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,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,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,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),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,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,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,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,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,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,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),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,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。,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：,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：,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,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,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,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,）,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,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,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,SZKJ,2,、深圳市,PDH,传输网简介,传输转接点间以多套,140Mb/s,点对点系统相连,每个端局接入节点（即每个端局）以,2,套,140Mb/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,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,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,64X64,骨干网各节点之间以,14,套,2.5Gb/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,622Mb/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,SZKJ,第,39,页,深圳,SDH,网络结构图,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,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,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,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,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,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,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,SZKJ,第,47,页,由,ITU-T,标准化的,SNI,和相应接入类型,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,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。,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,V5.2,六、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,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,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,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,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,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,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2,Mb/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,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,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。,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,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,深圳市光纤用户网结构,ONU,ONU,目标交换局,交换网,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,98,年科技活动月技术讲座计划,深圳市邮电局科技处,