通信系统(光通信部分)介绍答案PPT课件

杨建荣2009年11月,通信系统介绍（光通信部分）,目录,1,SDH设备日常维护常见故障处理,通信系统概况课程目的,公共交换电话网简介,计算机网络简介,传输网（光通信部分）,一、通信系统概况,培训目的：本课程的题目即不是“通信原理”、也不是“通信技术概述”，而是“通信系统概述”，是结合我公司通信业务范围，根据实际需要而设置的课程。培训的对象是面向通信运行维护人员，使通信维护人员对通信网有全面的了解和掌握，从而对自己维护的设备和线路深入理解，对故障进行全面判断分析，提高运行维护水平。,通信系统概况,通信网按传统分类方法分为三网：传统电信网、计算机互联网和有线电视网。随着通信行业的快速发展，人们对通信的要求已不仅限于单一的语音信息交流，随着网络传输的速度加快，语音、数据、图像的综合信息服务给人们自然、生动、真切和有效的交流方式。加上IP承载技术的快速发展和电信法制的不断健全，三网合一业务浪潮正在信息运营界蔓延。“三网合一”能够使运营商在信息沟通的经营中实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成对客户业务需求响应快、业务适应性广、运营效率高、网络维护费用低的高速带宽的多媒体基础平台。,通信系统概况,有线电视网没在我们经营范围之内，只介绍传统电信网和计算机互联网。在我们的经营范围内，这两张网已得到融合和渗透。在我们的网络内三网合一的具体应用就是我们的软交换平台和ADSL宽带业务。所以我们现在在学习通信系统时，对于专业的划分没法太绝对。而是全面地了解，重点掌握。,公共交换电话网,公共交换电话网,计算机网络,计算机网络是利用通信线路把多个计算机系统和通信设备相连，在系统软件及协议的支持下而形成的一种复杂的计算机系统。资源子网和通信子网从网络系统功能的角度看，计算机网络是由资源子网和通信子网组成的,计算机网络,计算机网络,“资源子网”主要负责全网的信息处理，为网络用户提供网络服务和资源共享功能等。它主要包括网络中所有的主计算机、I/O设备和终端，各种网络协议、网络软件和数据库等。“通信子网”主要负责全网的数据通信，为网络用户提供数据传输、转接、加工和转换等通信处理工作。它主要包括通信线路（即传输介质）、网络连接设备（如网络接口设备、通信控制处理机、网桥、路由器、交换机、网关、调制解调器和卫星地面接收站等）、网络通信协议和通信控制软件等。,传输网,微波传输卫星传输电缆传输光传输,光通信,一光纤通信概论二光纤与光缆三光端机维护介绍,光纤通信,光纤通信概念光纤通信以光作为信息载体，利用光纤传输携带信息的光波，以达到通信之目的。数字光纤通信系统的基本组成：光发送机光接收机光纤,光纤通信,典型的数字光纤通信系统方框图,电端机（模/数）,光发送机,光纤,中继器,光接收机,电端机（模/数）,模拟信号,光纤,模拟信号,光纤通信,发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件LD，输出发出携带信息的光波。光波经光纤传输后到达接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息,光纤通信,携带信息的光波：数字信号为1时，光源器件发送一个传号光脉冲；当数字信号为0时，光源器件发送一个空号（不发光）,光纤通信优点,通信容量大一根光纤同时传输24万个话路，比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍。波分复用技术的采用，把一根光纤当作几根、几十根光纤使用，通信容量近乎无限。中继距离长光纤具有极低的衰耗系数。目前商用化石英光纤已达0.19dB/km以下，配以适当的光发送与光接收设备，中继距离达数百公里以上，特别适用于长途一、二级干线通信。,光纤通信优点,保密性能好，抗干扰能力强由于光的频率极高，远高于一般的电磁波的频率，而且光波在光纤中传输时只在其芯区进行，不存在传统的电磁波辐射，因此其保密性能极好，同时也不怕外界强电磁场的干扰，抗干扰能力强。便于施工和维护体积小、重量轻。光缆的敷设方式方便灵活。既可以直埋、架空，又可能通过管道和水底敷设,光纤通信,光纤的构造光纤呈圆柱形，由纤芯、包层与涂层三大部分组成，如下图：,光纤通信,光纤的构造纤芯主要采用高纯度的SiO2二氧化硅，并掺有少量的掺杂剂，提高纤芯的光折射率n1；包层也是高纯度的二氧化硅，也掺杂一些掺杂剂，主要是降低包层的光折射率n2；涂层采用丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙，增加机械强度和可弯曲性。光缆是多根光纤放在放在一个松套管内，内冲石油膏和钢丝形成的。海底光缆内还有电源线，主要为中继站的放大器等提供电源。,光纤与光缆,光纤的导光原理光是一种频率很高的电磁波，而光纤本身是一种介质波导。我们从几何光学的角度来简单讨论光纤的导光原理。,光纤与光缆,全反射原理光线在均匀介质中是以直线传播的，但在两种不同介质的分界面会产生反射和折射现象，如图所示：,包层,纤芯,反射光,入射光,n2,n1,1,2,3,光纤与光缆,全反射原理当n2/n1的比值增大到一定程度，则会使折射角90度，此时的折射光线不再进入包层，而会在纤芯与包层的分界面上掠过，或者重返回到纤芯中进行传播，这种现象叫做光的全反射现象。不难理解，当光在光纤中发生全反射现象时，由于光线基本上全部在纤芯区进行传播，没有光跑到包层中去，所以可以大大降低光纤的衰耗。,光纤与光缆,全反射现象,光的全反射现象,n2,n1,折射光,1,3,入射光,光纤与光缆,光在光纤中的传播光在光纤中以“Z”形轨迹传播及沿纤芯与包层的分界面掠过,n2,n1,光纤与光缆,光纤的工作波长（工作窗口）光线路信号在光纤上传送的波长：850nm、1310nm、1550nm。850nm窗口只用于多模传输1310nm和1550nm窗口用于单模传输。,光纤与光缆,光通道参数：衰减、色散光信号在光纤中传输的距离要受到色散和衰减的双重影响。衰减在光纤中传输的光信号随着传输距离的增加而功率下降。1310nm窗口每公里衰减：0.4dB/km1550nm窗口每公里衰减：0.25dB/km色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽，引起码间干扰，降低信号质量。,光纤与光缆,光纤的类型G.652光纤：在1310nm波长窗口色散性能最佳，是目前应用最广泛的光纤。在1310nm处，色散小，衰耗大；在1550nm处，色散大，衰耗小；G.653光纤：在1550nm波长，衰耗和色散皆为最小值，可实现大容量长距离传输。因出现四波混频效应(FWM),限制了它在WDM（波分复用）方面的应用。,光纤与光缆,光纤的类型G.654光纤：1550nm损耗最小光纤，主要用于长再生中继距离的海底光缆。G.655光纤：克服了G.652光纤在1550nm处色散受限和G.653光纤在1550nm处出现四波混频效应的缺陷，适用于WDM系统。,光纤与光缆,常见光纤连接器种类：FC/PC：FC，圆头尾纤连接器，PC，陶瓷截面为平面；SC/PC：SC，方头尾纤连接器，PC，同上；FC/APC：FC，同上，APC，以截面中心为圆心，向外倾斜80度。LC,接口,光传输设备与电话交换机的常用接口数字配线架DDF（DigitalDistributionFrame）：数字配线架是数字复用设备之间、数字复用设备与程控交换设备或非话业务设备之间的配线连接设备。数字配线架又称高频配线架，在数字通信中越来越有优越性，它能使数字通信设备的数字码流的连接成为一个整体，从速率2Mb/s155Mb/s信号的输入、输出都可终接在DDF架上，这为配线、调线、转接、扩容都带来很大的灵活性和方便性。目前：我们传输设备与电话交换机常用接口G70375欧2M接口：E1及CE1120欧2M接口,接口,POS就是PacketoverSonet/SDH，CPOS就是ChannelizedPOS，其实区别很明显，相信大家都用过E1和CE1,POS/CPOS的区别与E1/CE1的区别是一样的。中国大陆使用的CPOS一般都是用来汇聚E1的，所以映射路径是CPOS-AU4-3TUG3-7TUG2-3TU12(VC12,E1)这样下来3x7x363，一个CPOS就可以Channelized成63个2M了。当然，你也可以将几个vc12捆绑起来使用，最多12个捆绑成24M的链路，另外，vc12也可以进一步划分，最小可到64K，下端接一个基带猫，提供64K专线。,接口,POS接口在物理层是标准的SDHSTM1（155M）或STM4（622M）这样的传输接口，可以直接与标准的SDH接口连接，上层提供PPP帧到标准SDH帧的映射，再上层则是具有路由功能三层接口。E1接口实际上是PDH接口，可以通过ADM设备将该接口信号通过虚容器映射到标准的SDH帧中，进行透明传输。本质上都是属于电路复用方式。,接口,传输通道与计算机网络常用接口：FE接口（FastEthernet），就是快速以太网接口GE接口（GigabitEthernet）,就是千M以太网接口POS（PacketOverSONET/SDH)，用于更高速度的接口，通常用于广域网、城域网中。CPOS，ChannelizedPOS（即通道化POS，他可以支持将155M的电路拆分为63个2M电路，2M电路可以在细拆为32个64k电路，目前华为的CPOS卡只支持拆分到2M）,光端机组成和主要参数,光发射机、光接收机、电端机发光功率，收光功率：接收灵敏度过载点接收机接收功率=对端发射功率-光缆等衰耗接收灵敏度接收功率BER10-6时，被