光传送网技术交流

光传送网技术交流第一页，共七十三页，2022年，8月28日目录12光纤通信基本知识3SDH基本原理DWDM基本原理4传输新技术及发展趋势第二页，共七十三页，2022年，8月28日传输网络概述传输网在整个电信网络中是一个基础网，发挥的作用是传送各个业务网的信号，使每个业务网的不同节点、不同业务网之间互相连接在一起，形成一个四通八达的网络，为用户提供各种业务。传输网提供2M、8M、34M、140M、155M、2.5G、10G等速率的通道，各业务网通过传输网传送信号时，也必须以相应的接口与传输网对接，常用的有2M、155M、2.5G等速率接口，这些接口可以是电口，也可以是光口；随着传输网络的发展及IP化，也可以提供10M、100M、GE等电路。传输设备把这些相同速率或不同速率的多条通道复用成高速率的信号，通过传输媒质传送到对端局，然后解复用还原给相应的业务网。根据传输媒质的不同，传输可分为微波通信、光通信等等，根据复用方式的不同，传输又可分为模拟（频分）通信、数字（时分）通信，其中数字（时分）通信又分为PDH、SDH两种；随着分组化的出现，有了MSTP（基于SDH的多业务传送平台）技术，以及PTN、OTN、PON等新技术。目前我公司传输网基本采用DWDM、MSTP、SDH技术，辅助部分PDH、微波等技术组网，下一步正在规划建设OTN、PTN、PON网络。第三页，共七十三页，2022年，8月28日光纤通信概念及其优点光纤通信就是以光波作为载波，以光纤作为传输介质实现信息传输，达到通信目的的一种通信技术。光纤通信有很多优点：传输频带宽、通信容量大；传输损耗低、中继距离长；线径细、重量轻，原料为石英，节省金属材料，有利于资源合理使用；绝缘、抗电磁干扰性能强；还具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点。第四页，共七十三页，2022年，8月28日第五页，共七十三页，2022年，8月28日第六页，共七十三页，2022年，8月28日第七页，共七十三页，2022年，8月28日单模光纤分类G.652光纤：常规单模光纤，又称色散未位移单模光纤（1310性能最佳，0色散，低损耗）G.653光纤：色散移位光纤；(1550nm性能最佳，0色散，容易引起非线性。）G.654光纤：截止波长移位的单模光纤；（1550低衰减，1310零色散）主要用于海 底光缆G.655光纤：非零色散移位单模光纤。该种光纤主要应用于1550nm工作波长区，色 散系数较小，色散受限距离达数百公里，并且可以有效减小四波混频 的影响。第八页，共七十三页，2022年，8月28日第九页，共七十三页，2022年，8月28日第十页，共七十三页，2022年，8月28日第十一页，共七十三页，2022年，8月28日第十二页，共七十三页，2022年，8月28日第十三页，共七十三页，2022年，8月28日第十四页，共七十三页，2022年，8月28日第十五页，共七十三页，2022年，8月28日第十六页，共七十三页，2022年，8月28日

◆受激散射效应

受激布利渊散射（SBS）受激拉曼散射（SRS）

◆非线性折射（克尔效应）

自相位调制（SPM）交叉相位调制（XPM）四波混频（FWM）第十七页，共七十三页，2022年，8月28日第十八页，共七十三页，2022年，8月28日光纤传输系统组成光纤传输系统主要由：光发送机、光接收机、光缆传输线路、光中继器和各种无源光器件构成。要实现通信，基带信号还必须经过电端机对信号进行处理后送到光纤传输系统完成通信过程。第十九页，共七十三页，2022年，8月28日一、SDH概述——建立SDH概念二、SDH信号帧结构和复用步骤三、开销和指针四、设备的逻辑构成SDH基本原理五、SDH网络拓扑结构六、SDH的自愈保护技术第二十页，共七十三页，2022年，8月28日SDH的基本概念是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。SDH产生的社会背景通信网传输、交换、处理大量信息，向数字化、综合化、智能化、个人化发展。作为通信网的承载体传输网要求：宽带化——信息高速公路规范化——世界性统一的标准接口一、SDH......?第二十一页，共七十三页，2022年，8月28日SDH的工作方式第二十二页，共七十三页，2022年，8月28日电接口STM-1是SDH的第一个等级，又叫基本同步传送模块，比特率为155.520Mb/s。STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块，比特率是STM-1的N倍(N=4n=1，4，16，64，256)。光接口仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZ码，采用世界统一的标准扰码。接口方面SDH的特点第二十三页，共七十三页，2022年，8月28日复用方式低阶SDH→高阶SDH，采用字节间插复用方式。低速PDH→

SDH，同步复用和灵活的映射例如：4xSTM-1→STM-4。SDH的特点B1B2B3C1C2C3A1A2A3C2A2D2B1C1D1B2A3A1D1D2D3D3B3C3第二十四页，共七十三页，2022年，8月28日

◆OAM功能用于OAM的开销多OAM功能强——这也是线路编码不用加冗余码的原因

◆兼容性老体制设备是否还可发挥作用对新体制能否接入◆强大的网络保护能力，网络具有较高的安全性SDH的特点第二十五页，共七十三页，2022年，8月28日内容：STM-N的帧结构和帧各部分的作用PDH信号复用进STM-N帧的方式140M复用进STM-N帧34M复用进STM-N帧2M复用进STM-N帧二、帧结构和复用步骤第二十六页，共七十三页，2022年，8月28日帧结构第二十七页，共七十三页，2022年，8月28日STM-N帧中放置各种业务信息的地方。2M/34M/140M等PDH信号、ATM信号、IP信息包等打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信号承载，在SDH网上传输。若将STM-N信号帧比做一辆货车，其净负荷区即为该货车的车厢。在将低速信号打包装箱时，在每一个信息包中加入通道开销POH，以完成对每一个“货物包”在“运输”中的监视。信息净负荷(9行×261列)第二十八页，共七十三页，2022年，8月28日低阶SDH→高阶SDH：同步字节间插复用方式PDH信号→STM-N：同步复用和灵活的映射140M→STM-N34M→STM-N2M→STM-N复用是依复用路线图进行的，ITU-T规定的路线图有多种，但通常一个国家或地区仅使用一种。复用步骤(复用方式、复用结构)复用步骤第二十九页，共七十三页，2022年，8月28日中国的SDH基本复用映射结构STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3×N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指针处理映射定位复用AUG-N×1×3×7×3×1第三十页，共七十三页，2022年，8月28日内容：SDH监控的实现——开销段开销——RSOH、MSOH通道开销——HPOH、LPOH指针管理单元指针——AU-PTR支路单元指针——TU-PTR三、开销和指针第三十一页，共七十三页，2022年，8月28日段开销——完成对STM-N整体信号流进行监控。即对STM-N“车厢”中所有“货物包”进行整体上的性能监控。再生段开销(RSOH)—完成对STM-N整体信息结构进行监控复用段开销(MSOH)—完成对STM-N中的复用段层信息结构进行监控RSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化的监控体制二者区别：宏观（RSOH）和微观（MSOH）段开销第三十二页，共七十三页，2022年，8月28日RSOH、MSOH、HPOH、LPOH完成层层细化的监控功能。开销段开销通道开销再生段开销复用段开销高阶段通道开销低阶段通道开销开销的分类第三十三页，共七十三页，2022年，8月28日段开销第三十四页，共七十三页，2022年，8月28日区别宏观和微观包容和被包容分类低阶通道开销——VC-12高阶通道开销——VC-4通道开销第三十五页，共七十三页，2022年，8月28日J1B3C2G1F2H4F3K3N1VC-4112619高阶通道开销J1通道踪迹字节B3通道BIP-8字节C2信号标识字节G1通道状态字节F2、F3通道使用者通路H4复帧位置指示器K3(b1~b4)自动保护倒换(APS)通路N1网络运营者字节K3(b5~b8)备用比特高阶通道开销第三十六页，共七十三页，2022年，8月28日119500usVC-12复帧V5J2N2VC-12VC-12VC-124K4VC-12低阶通道开销第三十七页，共七十三页，2022年，8月28日分类AU-PTR——定位VC-4在AU-4中的位置TU-PTR——定位VC-12在TU-12中的位置与定帧字节一起完成从高速信号STM-N中直接下低速信号指针AU-PTRTU-PTR指针第三十八页，共七十三页，2022年，8月28日定位低速信号在STM-N帧中(净负荷)的位置，使低速信号在高速信号中的位置可预知。发端在将信号包装入STM-N净负荷时，加入AU-PTR，指示信号包在净负荷中的位置，即将装入“车厢”的“货物包”，赋予一个位置坐标值。收端根据AU指针值，从STM-N帧净负荷中直接拆分出所需的低速支路信号；即依据“货物包”位置坐标，从“车厢”中直接所需要的那一个“货包”。由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律摆放的——字节间插复用方式；所以对货物包的定位仅需定位“车厢”中第一个“货物包”即可。管理单元指针——AU-PTR第三十九页，共七十三页，2022年，8月28日管理单元指针——AU-PTR主要由H1、H2、H3H3H3组成指针值H1、H2后10bit指针范围0~782H3H3H3为调整单位——3个字节VC-4和AU-4无频差相差，AU-PTR的值为522.若收H1H2为全“1”，本端产生AU-AIS告警若收指针值超出允许范围，或连续收到8帧以上NDF，则本端在相应通道上产生AU-LOP告警，下插全“1”指针调整间隔为3帧管理单元指针—AU-PTR第四十页，共七十三页，2022年，8月28日支路单元指针——TU-PTRV1、V2、V3、V44个字节指针值V1、V2后10bit指针范围0~139V3为调整单位——1字节若收V1、V2为全“1”，本端产生TU-AIS告警若收指针值超出允许范围，或连续收到8帧以上NDF，则本端在相应通道上产生TU-LOP告警，下插全“1”VC-12和TU-12无频差,V5字节的位置是70。支路单元指针—TU-PTR第四十一页，共七十三页，2022年，8月28日内容:SDH网络常见网元SDH设备逻辑功能块基本功能块辅助功能块告警流程图目标:掌握常见网元的功能掌握设备基本功能块的功能掌握辅助功能块的功能重点掌握功能块的告警、性能监测机理重点掌握SDH设备的告警流程图四、SDH设备的逻辑构成第四十二页，共七十三页，2022年，8月28日终端复用器——TM双端口器件，用于端点站。群路端口默认为w交叉复用功能作用TU——LUTMWSTM-NSTM-M140Mb/s2Mb/s34Mb/s注M＜N终端复用器—TM第四十三页，共七十三页，2022年，8月28日分插复用器—ADM三端口器件，用于节点站。群路端口默认为：左w、右e交叉复用功能作用LU(w)—TU—LU(e)、LU(w)—LU(e)最常用网元，可等效其他网元STM-M注：M＜Nwe2Mb/s34Mb/s140Mb/sADMSTM-NSTM-N分插复用器—ADM第四十四页，共七十三页，2022年，8月28日再生中继器——REG（电）双端口器件，用于节点站。群路端口默认为：左w、右e不需交叉复用功能功能：O/E、抽样、判决、再生整形、E/O；使线路噪声不积累weREGSTM-NSTM-N再生中继器—REG第四十五页，共七十三页，2022年，8月28日等效为入线：m出线：n数字交叉连接设备——DXC多端口器件，用于重要节点站，提供强大的交叉能力。以m/n表征其特点DXCmn数字交叉连接设备—DXC第四十六页，共七十三页，2022年，8月28日产生背景SDH设备统一的接口不同厂家的实现的方式千差万别ITU-T规定统一的基本功能块标准讲述方式以整个系统的角度讲述重点讲述各个功能块的告警、性能监测机理逻辑功能块第四十七页，共七十三页，2022年，8月28日STMABCDEFFFGGHHINPG.703G.703140Mb/s2Mb/s34Mb/s注：以2Mb/s为例SPIRSTTTFMSPMSTMSAHPCPPIPPILPALPAHPTHPTLPTLPCHPAOHAOHA接口SEMFMCFQ接口F接口D4—D12D1—D3外同步HOAHOILOIwLJKMSETSSETPITM设备的典型功能块第四十八页，共七十三页，2022年，8月28日.线形网TMADMADMTMREG

.树形网TMADMADMTMREGADMTMSDH网络拓扑结构第四十九页，共七十三页，2022年，8月28日

.环形网ADMADMADMADMSDH网络拓扑结构第五十页，共七十三页，2022年，8月28日.枢纽网TMDXCADMTMREGADMTMTMADMTMTMSDH网络拓扑结构第五十一页，共七十三页，2022年，8月28日.网状网ADMADMADMADMSDH网络拓扑结构第五十二页，共七十三页，2022年，8月28日SDH自愈保护的分类链形网络业务保护方式环形网络业务保护方式环间业务保护方式按网络拓扑划分按保护段层划分复用段保护通道保护逻辑子网保护SDH自愈保护技术第五十三页，共七十三页，2022年，8月28日SDH自愈保护技术1+1通道保护链1+1复用段保护链1:1复用段保护链链形网络业务保护方式环形网络业务保护方式二纤单（双）向通道保护环二纤双向复用段保护环四纤双向复用段保护环第五十四页，共七十三页，2022年，8月28日大容量传输技术空分复用

SDM(SpaceDivisionMultiplexer)时分复用

TDM(TimeDivisionMultiplexer)频分复用FDM(FrameDivisionMultiplexer)波分复用

WDM(WavelengthDivisionMultiplexer)TDM和WDM技术合用第五十五页，共七十三页，2022年，8月28日DWDM概念在一根光纤上同时利用不同波长的光载波承载不同的信号进行混合传输DWDM——DenseWavelengthDivisionMultiplexing密集波分复用CWDM——CoarseWavelengthDivisionMultiplexing粗波分最早的波分复用技术是将1310nm和1550nm的两波分复用第五十六页，共七十三页，2022年，8月28日DWDM技术特点高容量：可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍低成本：在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器，大大降低传输成本保护投资：在网络扩充和发展中，无需对光缆线路进行改造，增加一个附加波长即可引入任意的新业务

透明性：与信号速率、格式无关,是引入宽带新业务（例如CATV)的方便手段第五十七页，共七十三页，2022年，8月28日系统工作波段C波段波长范围为1528－1561nmL波段波长范围为1577－1603nm1530nm1540nm1550nm1560nm1570nm1580nm1590nm1600nmBLUEBAND蓝带REDBAND红带INFRA-REDBAND红外带196.0199.0195.0194.0193.0192.0191.015051510153015351540154515501555156015651570OSC信道151010nmC-Band(nm)L-Band第五十八页，共七十三页，2022年，8月28日波分系统组成OBA···OMUOTU1l1

lOSCODUl1OPAl2lnEMUlOSCOLAlOSCOLAlOSClOSC···OBAOPAl1l2lnlOSClOSCOTMOLAOTMOMUODUOTU2l2OTUnlnOTU1l1OTU2l2OTUnln······OWUOSCOSCEMUOWUOSCOWUEMUlOSC

OTU1OTU1···OTU1OTU1第五十九页，共七十三页，2022年，8月28日SDH光发射机WDM输出光接收模块(O/E)监测及通讯电路监控板发射模块(E/O)

采用光—电—光变换的方法实现波长转换，首先利用光电探测器将从SDH光端机过来的光信号转换成电信号，经过限幅放大、时钟提取/数据再生后，再将电信号调制到激光器或外调制器上。1、色散容纳值大2、稳定的标准波长OTU原理光源技术－OTU第六十页，共七十三页，2022年，8月28日系统工作波长CH1(OTU1):192.1THz(1560.61nm)CH2(OTU2):192.2THz(1559.79nm)……CH32(OTU32):195.2THz(1535.82nm)192.1*1560.61=195.2*1535.82=193.1*1552.52=光速对于80/120/160系统，通路频率间隔为50GHz对40/32/16波系统,通路波长间隔为100GHz(约0.8nm)对8波系统,通路波长间隔为200GHz(约1.6nm)选用波长应在EDFA光放大器的放大频段之内第六十一页，共七十三页，2022年，8月28日OM/OD技术－OM/OD器件合波器（OM）：把具有标称波长的各复用通路光信号合成为一束光波，送到光纤中进行传输，对光波起复用作用。分波器（OD)：把来自光纤的光波分解成具有原标称波长的光通路信号，分别输入到相应的光通路接收机中，即对光波起解复用作用。第六十二页，共七十三页，2022年，8月28日光放大技术－掺铒光纤放大器EDFA主要是由掺铒光纤、泵浦源、耦合器和光隔离器组成

耦合器光隔离器光隔离器掺铒光纤980nm泵浦激光器输入信号输出信号

是为了保证泵浦光与EDFA中合波器的反射光不向外洩漏，光隔离器的特点是只允许正方向的光进入。

信号光和与泵浦光同时沿掺铒光纤传输，泵浦光的能量被光纤中的铒离子吸收而跃迁到更高的能级，并可以通过能级间的受激发射转移为信号光的能量。信号光沿掺铒光纤长度不断放大，泵浦光沿掺铒光纤长度不断衰减把铒离子从E1能级“泵”到E3能级，使其形成粒子数反转分布状态，为受激幅射创造条件。

把泵浦光与信号光合并在一起输入到掺铒光纤中第六十三页，共七十三页，2022年，8月28日合波器λ1λ2λn•••光功率放大分波器λ1λ2λn•••光线路放大光前置放大光线路放大用于对合波后的信号进行功率提升；对于噪声系数、增益要求不高，要求有较大的输出功率用在中继设备上，用于补偿线路的传输损耗；要求有较小的噪声系数和较大输出光功率用于提高接收机的灵敏度；要求噪声系数较小，对于输出功率没有太大的要求光放大技术－EDFA的应用分类

第六十四页，共七十三页，2022年，8月28日监控通道的实现：采用1510nm的波长信号速率为2.048Mb/s接收机灵敏度：-48dbm信号码型:CMI信号发送功率:0---7dbm光监控技术－光监测信道的实现第六十五页，共七十三页，2022年，8月28日IPATMSDHDWDM光纤物理层OpenOpticalInterfaceSDHATMIP其它DWDM在传输网中的定位第六十六页，共七十三页，2022年，8月28日DWDM与SDH的关系

SDH设备DWDM设备客户层和服务层关系第六十七页，共七十三页，2022年，8月28日传输网络的承载业务的演进单一的E1需求多样化的接入方式，和分组化的业务：IPRANIPDSLAMWiMAXFTTx/GPON…基于VC12,VC4高低阶电路管理越来越多的分组业务连接性的专线业务提供高可靠性和可管理性的电信级以太网业务更多的GbE接口继续提供TDM业务的管理和疏导…经城域网汇聚后的大颗粒TDM业务(STM-16,STM-64)核心路由器互联的2.5GPOS，10GPOS核心路由器间10GPOS，40GPOS城域网收敛更多的大颗粒业务（STM-64）数据业务的10GbE2G/3GMobileaccessIP-DSLAME1，STM-1FE，GESTM-16,STM-64GE,10GE,STM-64/256FTTx第六十八页，共七十三页，2022年，8月28日不同层面传送网的技术选择接入层：GE/2.5G环，链汇聚核心层：10G/10GE环，网格核心调度层（optional）：10G/40G/OTN环，网格省网干线层：10G/(40G)DWDM环，网格无线基站商业用户居民用户接入汇聚L2IP网的边缘SR，BRAS核心路由器15~40G交叉/交换容量:100G~320G640G3.2T技术选择：新型电信级以太网分组传送网粗波分分组传送网城域密集波分控制平面光传送网分组传送网ROADM/DWDM控制平面光传送网T-ROADM/DWDM分组传送网控制平面CPE第六十九页，共七十三页，2022年，8月28日城域传送网技术选择技术手段