通信系统(光通信部分)介绍

1、1,杨建荣 2009年11月,通信系统介绍 （光通信部分）,2,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）,3,一、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。,4,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

2、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。,5,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

3、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。,6,公共交换电话网,7,公共交换电话网,8,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,9,计算机网络,10,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

4、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。,11,传输网,微波传输 卫星传输 电缆传输 光传输,12,光通信,一光纤通信概论 二光纤与光缆 三光端机维护介绍,13,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,14,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

5、）,模拟信号,光纤,模拟信号,15,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,16,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）,17,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

6、。 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。,18,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,19,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：,20,光纤通信,光纤的构

7、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。,21,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。,22,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

8、芯,反射光,入射光,n2,n1,1,2,3,23,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。,24,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,25,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,n1,26,光纤与光缆,光纤的工作波长（工作窗口

9、） 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。,27,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/km 1550nm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。,28,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

10、，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。,29,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。,30,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/A

11、PC：FC，同上，APC，以截面中心为圆心，向外倾斜80度。 LC,31,接口,光传输设备与电话交换机的常用接口 数字配线架DDF（Digital Distribution Frame）： 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2 Mb/s155 Mb/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 G703 75欧2M 接口： E1及CE1 12

12、0欧 2M 接口,32,接口,POS就是Packet over Sonet/SDH，CPOS就是Channelized POS，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-AU4-3 TUG3-7 TUG2-3 TU12(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。,3

13、3,接口,POS接口在物理层是标准的SDH STM1（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。,34,接口,传输通道与计算机网络常用接口： FE接口（Fast Ethernet），就是快速以太网接口GE接口（Gigabit Ethernet）,就是千M以太网接口POS（Packet Over SONET/SDH)，用于更高速度的接口，通常用于广域网、城域

14、网中。 CPOS，Channelized POS（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）,35,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 接收功率过载点,36,现在主要的传输技术,现在主要的传输技术 PDH SDH WDM,37,SDH设备日常维护常见故障处理,要点： 设备运行环境要求 服务器运行环境要求 SDH设备日常维护要求,38,设备运行环境要求,确保设备良好接地 设备采用联合接地，接

15、地电阻应良好（要求小于1欧姆，否则会遭雷击打坏设备工作地、保护地之间的电压小于0.5V） 保证设备正常工作的直流电压 (- 48 15%) 保证稳定的环境温度 基本必需工作温度： 5 40 期望工作温度： 最好保持在20 左右,39,服务器的运行环境要求,配置UPS电源以免意外断电造成操作系统损坏、网管数据丢失。 计算机机壳和UPS系统、HUB都应接保护地。,40,服务器的运行环境要求,网管系统要求专机专用，严禁向网管计算机装入其它软件，严禁用网管计算机玩游戏。 不要把网管计算机接入Internet，以免加大网卡上的数据流量，影响正常的网管数据传输和引起其他意外。 要关闭网管计算机，必须先将操

16、作系统正常退出，再切断电源,41,SDH设备日常维护要求,设备的维护主要依赖于网管；不得轻易修改计算机业务数据和对设备进行复位。 传输网管口令应该严格管理、定期更改，并只向维护责任人发放，系统级口令应该只有维护负责人掌握,42,SDH设备日常维护要求,严禁向网管计算机装入其它软件，严禁用网管计算机玩游戏，网管计算机应该定期杀毒。 遇有不明原因告警应该根据相关重大故障处理流程的内容进行处理，应第一时间与主管技术人员联系。,43,SDH设备日常维护要求,设备故障处理的主要手段是更换有故障机盘，每个工程应配备一定数量、一定种类的备份机盘。 SDH设备属于精细密集类型，不宜粗重操作，暴力插拔。光纤不允

17、许小角度弯折，光连接器不能污染。对设备硬件进行操作时应带防静电手腕,44,日常维护中需要注意事项,单盘插入 张开拔盘器，以机盘的元件面朝右对准子架内导轨后，轻轻顺子架内导轨慢慢滑入，直至单盘上的后插头与子架背板上的插座吻合后，稍微用力推拔盘器到位。 若感觉到单盘插入有阻碍时不要强插单盘，应调整单盘位置后再试。,45,日常维护中需要注意事项,任何时候接触单盘都要戴防静电手镯，以免人体的静电损坏机盘。,46,更换机盘注意事项,确认换上的单盘和换下的单盘是同一种型号，包括单盘的板号机单盘内芯片的软件版本。,47,SDH设备故障定位常用方法,故障定位及定位原则 故障分析方法 处理故障的方法 SDH相关

18、告警描述 SDH相关性能描述,48,故障定位,在网络中，一个网络节点的故障可能会在其他多个节点上表现出来。当出现严重故障，如节点失效或光缆被切断时，相关的多个设备或逻辑组件会同时发出大量的告警信息。对系统出现大量告警信息进行分析，判断告警的原因、性质和发生地点，通过逐站、逐个设备的告警检查，以及凭借已有的经验，找出系统中的原发根告警，并逐个采取必要的措施进行修复,49,故障定位原则,故障定位主要依赖于网管 先外部，后设备 在定位故障时，应先排除外部的可能因素，如光纤断、电缆或电源问题。 先单站，后单盘 在定位故障时，要尽可能准确地将故障定位到单站。,50,故障定位原则（续）,先线路，后支路 光

19、群路盘的故障常常会引起支路盘的异常告警。 先高级，后低级 在分析告警时，应首先分析告警级别高的告警，如紧急告警，然后在分析非紧急告警。,51,相关性告警的分析举例1,RS_LOS、RS_LOF、SPI_LOS MS_RDI、MS_AIS 相关性的分析,52,相关性告警的分析举例2,RS_SD、RS_FERF（EXC）RS_EXBER 误码越限,53,相关性告警的分析举例3,PPI-LOS和PPI-AIS相关性分析,54,处理故障的方法1,处理方法：一分析；二环回；三换盘 网管告警信息分析法 通过网管获取告警或性能信息，进行故障定位 环回法 环回法是SDH传输系统中定位故障最常用，最行之有效的方法。 替换法 用于排除单站内机盘的问题,55,处理故障的方法2,更改配置法 更改的配置内容包括时隙配置、盘位配置等。适应于没有备盘的情况下，暂时排除故障，恢复业务 仪表测试法 一般用于排除传输设备外部设备问题以及与其它设备对接问题 经验处理法 在一些特殊的情况下通过复位单盘、单站掉电重启、重新下发配置等手段可有效及时恢复业务。这种方法建议少用，因为该方法不利于故障原因的彻底查清。,56,处理故障的方法3,57,SDH相关告警描述,再生段信号丢失 RS-LOS 再