光通信胶片第二部分SDHWDM

1、第二部分 SDH & WDM主要内容：·SDH光同步网·波分复用通信网·光传送网（OTN）·与工程设计有关的几个问题光接口与电接口的界定、最大中继距离的确定、网络性能的评价2.1.光同步网 主要内容：·SDH基本概念·SDH的网络节点接口、速率和帧结构·SDH中的基本复用、映射结构·SDH网元·SDH光传输系统1、SDH的基本概念概念：SDH网是由一些SDH的网络单元（NE）组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络2、SDH的网络节点接口、速率和帧结构（1）网络节点接口传输网的

2、组成：主要是由传输设备和网络节点构成。概念：网络节点接口（NNI）是表示网络节点之间的接口。在实际中也可以看成是传输设备和网络节点之间的接口。在网络中的位置：图5-1 NNI 在网络中的位置（2）同步数字体系的速率 同步传输模块：SDH所使用的信息结构等级被称为STM-N同步传输模块。说明：STM-1是最基础传输模块。其速率是155.520 Mbit/s。 STM-N与STM-1之间的关系：高等级的STM-N信号是将N个STM-1按字节间插同步复用后所获得的。其中N是正整数，目前国际标准化N的取值为：N=1、4、16、64、256。STM-N等级的速率：STM-1 155.520Mb/sSTM

3、-4 622.080Mb/sSTM-16 2488.320Mb/s STM-64 9953.280Mb/s STM-256 39813.12 Mb/s（3）帧结构SDH的帧结构：共有9行，270×N列 图5-2 STM-N的帧结构结论：SDH的帧结构为一种块状帧结构，传输方式帧周期为125s。例题一：画出STM-1的帧结构，并计算其速率。信息结构（块状）：9行270列一帧的字节数：9×270=2430一帧的比特数：2430×8=19440速率：帧结构的区域划分：三个区域：段开销（SOH）区信息净负荷区管理单元指针。·段开销（SOH）的内容：为了保证信息正

4、常传送而供网络运行、管理和维护所使用的附加字节。结构：图5-3 STM-1段开销（SOH）的字节安排位置：第19×N列中的第13行和第59行。·信息净负荷区的内容：有效传输信息组成：有效传输信息+ 通道开销（POH）。·管理单元指针的作用：用来指示净负荷中信息起始字节的位置。指针位置：第4行的19×N列。3、SDH网的特点4、SDH中的基本复用、映射结构（1）SDH复用结构SDH的复用结构是由一些基本复用单元组成的有若干中间复用步骤的复用结构与过程。基本复用单元复用单元实际上是一种信息结构。常用的复用单元有容器（C）、虚容器（VC）、管理单元（AU）、管

5、理单元组（AUG）、支路单元（TU）、支路单元组（TUG）等。·容器C概念：它是一种装载各种速率业务信号的信息结构.容器种类：5种标准容器。C-11 1.544Mb/sC-12 2.048Mb/s C-2 6.312Mb/sC-3 34.368(或44.736)Mb/s C-4 139.264Mb/s 我国SDH复用结构结论：支持三种支路接口2Mb/s、34Mb/s和140Mb/s。说明：虚容器的分类：高阶、低阶之分。高阶虚容器：VC-4和AU-3中的VC-3低阶虚容器：VC-12，VC-11，VC-2及TU-3中的VC-3。·在我国所采用的复用结构中使用的是低阶VC-3。

6、VC的封装速率与SDH网络保持同步关于通道、复用段、再生段的说明REGREGTMTM图5-5 SDH传输系统中通道、复用段、再生段间的关系（2）复用、映射过程举例为了便于理解SDH的复用结构，下面以139.264Mbit/s PDH四次群支路信号的复用映射过程为例来说明，如图所示。86×3+2填充=260列5、SDH网元 SDH网络的基本网络单元：同步光缆线路系统、复用器和数字交叉连接设备 （1）复用器 TM和ADMTM终端复用器输入、输出信号：电信号 特点：·相对于PDH系统而言，节省了大量分立复用器，去掉了配线架和相应缆线。·提高通道管理能力（通道开销POH）

7、。 Rec.G.703 M>N STM-M STM-N图5-7 终端复用器（TM）示意图ADM分插复用器·作用：在不需要对信号进行解复用和完全终结情况下经G.703接口接入或取出各种准同步信号的能力。·在STM-M中插入、取出信号：PDH或低阶SDH信号·输入、输出信号：STM-M信号 STM-M M>N STM-M Rec.G.703 STM-N 图5-8ADM终端复用器的示意图（2）DXC数字交叉连接器概念：一种相当于“自动配线架”的提供快速连接和再连接功能的设备。具体地说，DXC设备实质上是兼有复用、配线、保护恢复、监测和网络管理等多种功能的一种

8、传输设备DXC的基本功能电路调度功能路由选择。当网络出现故障时，DXC能够迅速提供网络的重新配置 业务的汇集和疏导功能 说明： DXC除上述功能外，还有开放宽带业务、网络恢复、不完整通道段监视、测试接入等功能STM-M M>N STM-M Rec.G.703 STM-N图5-9 DXC终端复用器的示意图DXC设备配置类型DXC X/YX表示接口数据流的最高等级，Y表示参与交叉连接的最低级别。数字14分别表示PDH体系中的14次群速率，其中4也代表SDH体系中STM-1。例如DXC4/1：接入端口的最高速率为140Mbit/s或155Mbit/s，交叉连接的最低级别为VC-12（2Mbit

9、/s）。(3)再生中继器REG（电再生中继器） 功能：放大、整形6、SDH光传输系统（1） 系统结构最基本结构点到点链状系统结构 组成：环路系统分插复用器ADM上、下话路功能或数字交叉连接器DXC上下话路、交叉连接、复用、保护、监控、管理功能2.2波分复用主要内容：·光波分复用的概念及特点·波分复用系统1、光波分复用的概念及特点 （1）基本概念WDM光波分复用是指将两种或多种各自携带有大量信息的不同波长的光载波信号，在发射端经复用器汇合，并将其耦合到同一根光纤中进行传输，在接收端通过解复用器对各种波长的光载波信号进行分离，然后由光接收机做进一步的处理，使原信号复原。DWDM

10、(密集波分复用)的概念同一根光纤中传输的光载波路数更多、波长间隔更小(通常0.82nm)时，该系统称为密集波分复用系统CWDM(粗波分复用)的概念CWDM系统是在15301560nm的频谱范围内每隔20nm分配一个波长。（2）光波长区的分配ITU-T基于光纤的衰减谱，规定了光纤的使用波段，如下表所示：波段波长（nm）使用光纤应用场合最低传输窗口850多模光纤单通道O12601360标准单模光纤单通道、WDM E13601460波长扩展光纤WDMSCLU14601530153015651565162516251675非零色散位移光纤宽带传输非零色散位移光纤DWDM、CWDM表2-1光波长区的分配

11、结论：通道间隔越小，光纤的通信容量就越大，系统的利用率也越高。表5-1 16通路和8通路WDM系统的中心频率序号中心频率（THz）波长（nm）序号中心频率（THz）波长（nm）1192.1*1560.619192.9*1554.132192.21559.7910193.01553.333192.3*1558.9811193.1*1552.524192.41558.1712193.21551.725192.5*1557.3613193.3*1550.926192.61556.5514193.41550.127192.7*1555.7515193.5*1549.328192.81554.94161

12、93.61548.51（3）WDM的特点2、波分复用系统（1）WDM系统要求WDM与光纤·G.652单模光纤普通单模光纤特点：色散最小点处于1310nm处，而在1550nm处的色散较大，严重影响中继距离。·G.653色散位移单模光纤色散位移单模光纤特点：在1550nm处衰减、色散最小，但不适用于WDM，易产生四波混频非线性效应。·G.655非零色散位移单模光纤非零色散单模光纤特点：工作于15401565nm范围内，色散较小，约为14ps/kn·nm。衰减也较小。WDM对光源和光电检测器的要求对光源的要求对光检测器的要求（2）波分复用系统结构·组

13、成：是由光发射机、光接收机、光中继器和光监控与管理系统构成。图5-14 WDM系统总体结果示意图·信息流的工作过程：·监控数据流的工作过程：监控波长窗口1510nm。速率2Mb/s.·各部分功能光合波器/分接器波分复用器光波长转换器（OTU）EDFA发送端：作为光功率放大器OBA接收端：前置放大OPA光中继器：起放大作用，但无整形和定时的作用。OLA（3）WDM系统的基本应用形式单向结构 概念：单向结构是指如下图所示的不同波长的光信号都在单独一根光纤中沿同一方向进行传输的系统结构方式特点：单向WDM传输系统的扩容效率高，具有升级效应。双向结构概念：双向传输结构是指

14、如下图所示，在单根光纤中，光信号可以在两个相反方向传输，即某波长沿一个方向传输，而另一波长沿相反方向传输，从而实现将不同方向的信息混合在一根光纤上，达到单纤双向传输的目的特点：简化传输网络。(4) WDM网络的关键设备OTM光终端复用器功能：上下波长OADMOADM的功能·波长上、下话路的功能，这是指要求给定波长的光信号从对应端口输出或插入。并且每次操作不应造成直通波长质量的劣化，而且要求给直通波长接入的衰减要低。 ·具有波长转换功能，·具有光中继放大和功率平衡功能，·提供复用段和通道保护倒换功能，支持各种自愈环。·具有多业务接入功能，例如SD

15、H信号的接入和吉比特以太网信号的接入等。OXC功能：·在光纤和波长两个层面上为网络提供带宽管理·实现网络保护与恢复功能与DXC的区别：2.3 光传送网（OTN） 主要内容：1、光传送网的基本概念 2、网络的分层与分割3、基于SDH的光传送网4、基于WDM的光传送网5、应用实例 1、光传送网的基本概念 概念：网络是指能够提供通信服务的所有实体及其逻辑配置。 从信息传递的角度来分析：传送网是完成信息传送功能的手段，它是网络逻辑功能的集合。传输网是以信息通过具体物理媒质传输的物理过程来描述。它是由具体设备组成的网络。2、光传送网的分层结构（1）光传送网与通信网之间关系各层之间的关

16、系：是下层为上层提供支持手段，上层为下层提供服务内容。（2） 光传送网的分层与分割分层与分割方法VC-3/4VC-12层网络的划分：从垂直方向分解为若干独立的层网络。相邻层网络之间的关系：客户/服务者之间的关系。分割的概念：在每一层网络中可在水平方向按照该层的内部结构或管理需要分割成若干彼此不同，且独立的部分。结论：分层与分割成正交的关系 3、基于SDH的光传送网分层的概念图 5-25 传送网的分层模型分割的概念 分割的概念：每一层网络可以在水平方向上按照其内部结构分割为若干部分，因而分层与分割的关系相互正交的。每一部分有具体特定功能。4、基于WDM的光传送网 （1）WDM光传送网分层结构图

17、5-27 WDM光传送网的功能分层模型图光通道层所接收的信号来自电通道层光复用段层主要负责为两个相邻波长复用器之间的多波长信号提供连接功能。光传输段层为各种不同类型的光传输媒质（如G.652、G.653、G.655光纤）上所携带的光信号提供传输。说明： 光层：光通道层、光复用段层和光传输段层构成。（2）光通道网络 光通道网络是基于波长路由的网络.它是根据光波长来识别每一个光通道，并可以在光域上完成基于波长路由的光信号处理。光通道层的逻辑功能模型 图 5-28 WDM 光传送网的逻辑功能块图几个功能：光通道层网络应完成光通道适配（OPA）、光通道终端（OPT）、光通道交叉连接和对光连接的监控功能。 ·光通道适配功能块负责将电通道层送来的各种格式（SDH传送网、ATM网等）的信号适配成光通道层的信号格式。其中将根据光通道开销（OPOH）进行各种信息处理， ·光通道终端功能块是完成光通道的开始和终结功能，即它是光通道开销（OPOH）的源和宿。 ·光通道交叉连接（OPC）功能负责将输入光通道和输出光通道连接起来。·光连接监控（OCS）功能将根据光通道开销（OPOH）来进行光通道监视（OPOM）。 光复用段层的逻辑功能块模型 光复用段层网络负责为多波长光信号提供网络连