光纤传输网及接入网简介.ppt

光纤传输网及接入网简介 SZKJ GoodAfternoon 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 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 n2 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 Log10pi po dB Km pi 光纤的输入光功率po 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 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 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 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 DigitalHierarchy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 5 传输距离估算 衰减受限系统 SZKJ 第20页 St 发送光功率Sr 接收灵敏度 c 活接头损耗ME 设备富余度 f 光纤衰减 s 固定接头损耗Lf 光缆盘长MC 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 ME dB f dB Km s Lf dB Km MC dB Km 6 小结 五 SDH光纤传输系统简介 SZKJ 第21页 SDH SynchronizeDigitalHierarchy同步数字系列 1 SDH优点 AUPTR 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 AUPTR 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 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 1 1 139264kb s 34368kb s 2048kb 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 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 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 DXC4 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 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 CAAC 2Mb s CAAC 2Mb s CAAC 2Mb s CAAC 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 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 ISDN2B D ISDN30B 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 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 OF OF OF 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2Mb s 6Mb s8Mb 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