光网络技术基础优秀课件.ppt

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1、光网络技术基础光网络技术基础第1页，本讲稿共180页 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第2页，本讲稿共180页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

2、.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。第3页，本讲稿共180页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

3、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。第4页，本讲稿共180页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第5页，本讲稿共180页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

4、可以再分为：G.652、G.653、G.655等。第6页，本讲稿共180页光纤与光缆（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。第7页，本讲稿共180页光纤与光缆（六）光纤与光缆（六）G.65

5、3G.652波长nm1310nm 波段1550nm 波段衰耗SCL第8页，本讲稿共180页光纤与光缆（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。第9页，本讲稿共180页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第10页，本讲稿共180页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

6、).温度特性好 5).工作寿命长第11页，本讲稿共180页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电流第12页，本讲稿共180页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

7、 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第13页，本讲稿共180页光源与光发送机（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 光源组件第14页，本讲稿共180页光源与光发送机（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It

8、hP电脉冲流光脉冲流IB第15页，本讲稿共180页光源与光发送机（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第16页，本讲稿共180页光源与光发送机（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-20

9、dB 3).寿命寿命 30万小时以上。第17页，本讲稿共180页光源与光发送机（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第18页，本讲稿共180页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第19页，本讲稿共180页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).

10、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。第20页，本讲稿共180页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第21页，本讲稿共180页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P

11、F。它对PIN的响应时间及光接收机灵敏度都有影响。第22页，本讲稿共180页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。第23页，本讲稿共180页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

12、的光电流。P+N PXE第24页，本讲稿共180页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。第25页，本讲稿共180页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

13、大容量、长距离的光纤通信系统。第26页，本讲稿共180页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 判决再生第27页，本讲稿共180页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）。第28页，本讲稿共180页第一部分第一部分光纤通信基础

14、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第29页，本讲稿共180页光纤通信系统（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连接器连接器第30页，本讲稿共180页光纤通信系统（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

15、连接器与尾纤光连接器与尾纤第31页，本讲稿共180页光纤通信系统（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。第32页，本讲稿共180页光纤通信系统（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

16、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。第33页，本讲稿共180页光纤通信系统（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。第34页，本讲稿共180页 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

17、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第35页，本讲稿共180页概概 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

18、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。第36页，本讲稿共180页概概 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

19、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、易产生重大故障第37页，本讲稿共180页概概 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；第38页，本讲稿共180页概概 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第39页，本

20、讲稿共180页概概 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第40页，本讲稿共180页概概 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第41页，本讲稿共180页概概 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D

21、XC第42页，本讲稿共180页 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第43页，本讲稿共180页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-64155.520622.0809953.2802488.3

22、206325610084032第44页，本讲稿共180页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第45页，本讲稿共180页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第46页，本讲稿共180页第二部分：第二部分：

23、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第47页，本讲稿共180页开开 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

24、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。第48页，本讲稿共180页开开 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第49页，本讲稿共180页开开 销销 (三）三）3).B1-再生段校

25、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）。第50页，本讲稿共180页开开 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

26、负荷进行校验。原理同B1字节。第51页，本讲稿共180页开开 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。第52页，本讲稿共180页开开 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第53页，本讲稿共180页开

27、开 销销 (七）七）VC-4/VC-3 J1B3C2G1F2H4F3K3N1 VC-4/VC-3 POH 的位置的位置第54页，本讲稿共180页开开 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。第55页，本讲稿共180页开开

28、销销 (九）九）2).低阶低阶POHV5VC-12J2VC-12 500s 复帧复帧VC-12N2K4VC-12第56页，本讲稿共180页 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第57页，本讲稿共180页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

29、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第58页，本讲稿共180页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：减少毕特第59页，本讲稿共180页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

30、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。第60页，本讲稿共180页第二部分：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第61页，本讲稿共180页复用与映射复用与映射 (一）一）

31、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。第62页，本讲稿共180页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

32、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。第63页，本讲稿共180页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行第64页，本讲稿共180页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第65页，本讲稿共180页复用与映射

33、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第66页，本讲稿共180页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列第67页，本讲稿共180页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

34、-16STM-644411AU4AU4-4cAU4-16CAU4-64c TUG2VC3C3VC4VC4-4cVC-16c VC4-64c C4-4c C4-16c173VC12TU12C12TU3TUG31映射指针调整复用第68页，本讲稿共180页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第69页，本讲稿共180页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

35、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。第70页，本讲稿共180页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。第71页，本讲稿共180页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

36、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。第72页，本讲稿共180页 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第73页，本讲稿共180页同步复用设备同步复用设备(一）一）一、同步复用设备简述

37、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、自愈功能第74页，本讲稿共180页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

38、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。第75页，本讲稿共180页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 跟踪方式跟踪方式第76页，本讲稿共180页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第77页，本讲稿共180页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

39、-N 东侧STM-N 提取时钟发送时钟支路信号第78页，本讲稿共180页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。第79页，本讲稿共180页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V

40、C4-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。第80页，本讲稿共180页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

41、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第81页，本讲稿共180页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第82页，本讲稿共180页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

42、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。第83页，本讲稿共180页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。第84页，本讲稿共180页同步

43、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。第85页，本讲稿共180页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V

44、C-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。第86页，本讲稿共180页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).

45、偏振模色散受限偏振模色散受限第87页，本讲稿共180页 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第88页，本讲稿共180页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

46、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。第89页，本讲稿共180页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。第90页，本讲稿共180页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

47、子网子网3DXC 4/1DXC用于电路调度用于电路调度第91页，本讲稿共180页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。第92页，本讲稿共180页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

48、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。第93页，本讲稿共180页 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

49、传送传送网网 12 .网络管理系统网络管理系统第94页，本讲稿共180页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。第95页，本讲稿共180页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155

50、0 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。第96页，本讲稿共180页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