光纤传输网及接入网简介ppt课件

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1、光纤传输网及接入网简介科技处一九九八年六月SZKJGood AfternoonSZKJ光纤传输网及接入网简介第一部分第一部分 传输网、接入网在电信网中的位置传输网、接入网在电信网中的位置第二部分第二部分 光纤传输网介绍光纤传输网介绍第三部分第三部分 接入网介绍接入网介绍第 1 页SZKJ第一部分第一部分 传输网和接入网在电信网中的位置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

2、用户所在地网络接入网接入网交换网传输网传输网接入网接入网交换网用户所在地网络CPNCPN 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第二部分第二部分 数字光纤传输网介绍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

3、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)n1n2SZKJ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SZKJ2.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 页单模光纤多模光纤纤芯直径较小可与光波相比拟（5-10m）大于光波长折射率分布阶跃分布抛物线分布模色散无有带宽宽窄传输距离远较近应用广泛少 多模光纤单模光纤n1n1S

4、ZKJ第 8 页多模光纤和单模光纤的结构n2n2SZKJ第 9 页3.单模光纤的主要参数衰减：=（10/L）Log10 pi/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：1.31m,1.55 m (dB/km)1.31m1.55m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

5、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

6、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

7、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1324(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 页速率码型所含2Mb/s 数含话路数基群2.048Mb/sHDB3130 路二次群8.448Mb/sHDB34120 路三次群34.368Mb/sHDB316480 路四次群139.264Mb/sCMI641920 路 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光纤传输系统的主

8、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10-3Sr=10 log (dBm)pr10-3St=10 log (dBm)pt5.传输距离估算传输距离估算(衰减受限系统衰减受限系统)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.小结小结 ccStSRSr尾纤sLf

9、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PDHSDH上下电路不方便，不能直接从高速信号中分出低速支路信号方便，可从高速信号中一次直接分插插出低速支路信号信息结构全世界不统一。欧洲、中国：2Mb/s美国：1.5Mb/s全世界统一，有标准化的信息结构等级，称同步传送模块 STM-1光接口信号各厂家不同，不能横向兼容具有国际标准光接口信号和通信协议，可实现横向兼容网管功能开销比特少，网管能力不强开销比特丰富，网管能力强网络结构简单，点对点传输具有高可靠性的自愈环形网结构SDH 具有后向兼容性和前向兼

10、容性，可兼容 PDH 各种速率，又可容纳各种新的业务信号，如 ATM 信元AU PTR134SOHSOHSTM-1净负荷92709261传输方向SZKJ2.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125sSZKJSTM-NAUGVC-4C-4C-3C-12TUG-2TUG-3VC-3VC-2VC-12AU-4+POH+POH+PT

11、R+PTR+PTR+POHTU-2TU-12 3 73.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 3TU-3 1 1139264 kb/s34368 kb/s2048 kb/s第 23 页+PTR 1 NSZKJ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 N1324(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V

12、C12VC2VC：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。SOHVC3SZKJ第 26 页4.同步数字系列的速率速 率含 2M 数含 STM-1 数STM-1155.520Mb/s631STM-4622.080Mb/s4634STM-162488.320Mb/s166316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TMSTM-N同步复用/解复用发送接收单元低速支路信

13、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-NSTM-N2Mb/s2Mb/s2Mb/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-1STM-1STM-1STM-12Mb/s用符号表示：VC12（1）VC12（63）VC12（1）VC12（63）VC12（1）VC12（63）VC12（1）VC12（63）STM-1STM-12Mb/s2Mb/s2Mb/s2Mb/sDXC 4/1设备交叉连接相当于自动数字配线架半永久连接

14、，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TxRxTxTxRxTxRxRx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。S1P1S1P1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S1AP1BCDABCDS1P1P1S1P1S1(a)(b)二纤单向通道倒换

15、环-环形网保护 （设备为ADM）SZKJ7.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

16、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SZKJ2、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宝安龙岗龙岗特区特区SZKJ3.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

17、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第三部分第三部分 接入网介绍接入网介绍第 41 页一、接入网的基本概念用户所在地网络接入网接入网交换网传输网交换网用户所在地网络CPNCPN交换局交接箱馈线配线分线盒

18、引入线用户传统铜缆用户环路接入网接入网SZKJ第42页TMN接入网接入网AN业务节点SNQ3Q3SNIUNI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

19、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SZKJ2.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4

20、0%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SZKJ3.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

21、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页接口类型 特 点 用 途 特 性 Z 模拟、音频 POTS和模拟租线300Hz3400Hz V1 ISDN基本速率接口 （BRI、2B+D）提供2B+D速率连接对应UNI的2B+D接入 V2 2MB/S 及 8MB/S 数字段接口 连接远端与本

22、端的数字网络设备对应于UNI的2MB/S和8MB/S速率，符合G.704标准 V3 ISDN的基群速率接口 （PRI：30B+D）提供30B+D速率连接，可连接PABX或LAN对应于UNI的30B+D接入 V4 ISDN的多路复用接入提供 m*(2B+D)，可连接远端复用设备提供多个2B+D复用功能 V5.1 2Mb/s 数字链路，固定 支持 PSTN、ISDN 的BRI、数字和模拟租线接口符合G.964标准 V5.2 PX2Mb/s链路 （P=116）动态、集线 上述全部外,加 ISDN的PRI接口符合G.965标准 V5.3 STM-1（155Mb/s）链 路 SDH网络尚待开发 V5.B

23、 B-ISDN链路 支持宽带业务接入不完善由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V5.2POTSISDN 2B+DISDN 30B+DSZKJ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

24、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RBSONUV5.2六、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

25、 51 页交换局ONU用户设备双绞线光纤光网络单元交换机OFOFOFOLTONUONUFTTHFTTBFTTCONU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ONUSNIONUOLTUNI.ODN业务节点ONUSNIONUOLTUNI.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OLTSNI1：NSZKJ-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

26、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ONUUNI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，

27、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。OLTONUONUONU中心局ODFODFODFODFSZKJ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

28、/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ADMADMADMONUONUSZKJ第 58 页6.混合形态的接入网示意图.OFOFOFOFSDH环交换机ATMDDNONUONUADMADMADMONURBSRBSOLTV5.22Mb/sOFOFONUONUONUADSLOFSTM-1POTSDDN（ISDN）ISDNSZKJ第 59 页七、小结七、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

29、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交换网交换网谢 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 日日 期期主主 题题主主 讲讲上午 宽带多媒体网及宽带接入网技术刘维明6 月 16 日星期二下午 深圳移动通信网简介 李欣泽上午 深圳“九七工程”赵桂如6 月 23 日星期二下午 深圳邮政综合网与金融网简介王小沛深圳市邮电局科技处