传输技术及设计要点.ppt

1、传输技术及设计要点,江苏省邮电规划设计院 王 健,一、基本概念 二、关键技术 三、设计要点 四、最新建议,主要内容,一、基本概念,1.光纤通信基本理论。 2.传输网在整个通信网络中的地位与作用。 3.传输网与业务网的接口。 4.传输网的层次结构。 5.传输网的技术。,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,一、基本概念,1.传输传送 2.分层分割 3.恢复保护 4.交叉交换 5.衰减衰耗,一、基本概念,传输传送

2、传送：传递信息的功能 逻辑网 传输：信息信号通过具体的物理媒介传 实体网 输的物理过程 泛指：传送网或传输网=逻辑网+实体网,一、基本概念,分层分割 定义： 分层：是指传送网从垂直方向分解为若干独立的传送网 络层，相邻之间具有客户/服务者关系。 分割：是指在分层的基础上从水平方向将每一层网络划 分为若干个分离的部分。 关系：分层与分割是正交关系。 目的：业务与传送分离 管理 ，选路，出租,电路层网络,通道层网络,传输媒质层网络,子网,链路,接入组,层网络,分割视图,分层视图 (客户/服务者联系),(b)分割概念,一、基本概念,(a)分层概念,一、基本概念,保护恢复 区别： 保护：1）适用于线型

3、，环型网络。 2）利用节点之间预先分配的容量。 3） 在网络范围内，备用资源无法共享 恢复：1）适用于网状网。 2）可以利用节点之间的任何容量。 3）链路或节点失效时，运用重新选择路由的算法,一、基本概念,类型 1+1，N：1 二纤单向通道保护环 二/四纤双向复用段保护环 子网连接保护 DNI（双节点互动）,一、基本概念,环型网络保护方式,二纤单向通道倒换环,四纤双向复用段倒换环,一、基本概念, 1+1 STM-N信号永久的被连接在工作段和保护段上，接收端选择更合适 的STM-N信号作为主用，保护通路不能传送额外业务 N:1 N个工作复用段共用一个保护复用段，其中N=114，N条STM-N通路

4、的二端都桥接在保护段上。在接受端通过监视接受信号来决定是否用保护段上的信号。 当N=1时，就为1:1结构 保护段可以传送额外业务 恢复类型：业务恢复和设施恢复两大类 业务恢复主要用于交换机 设施恢复主要用于传输网，与通道有关,交叉交换 交叉连接的速率一般等于或低于接入速率。交叉连接速率与接入速率之间的转换需要由复接和分接功能完成。,交叉 1）VC12、VC4通道 2）无阻塞或低组塞 3）外部控制信号 4）具备定时透明性 5）保持时间数小时或数天,交换 1）64kbit/s 2）有阻塞 3）业务信号（用户控制） 4）不具备定时性 5）保持时间几分钟,一、基本概念,衰减衰耗 衰耗：以衰减的最大值来

5、规范的。 衰减：以衰减的范围来规范的。 衰减范围 下限值：主要由发送机最大发送功率和接收机动态 范围所允许的过载点决定的 上限值：主要由最小发送功率和最小接受灵敏度所 决定的,一、基本概念,一、基本概念,1.光纤通信基本理论。 2.传输网在整个通信网络中的地位与作用。 3.传输网与业务网的接口。 4.传输网的层次结构。 5.传输网的技术。,一、基本概念,1.光纤通信基本理论。 2.传输网在整个通信网络中的地位与作用。 3.传输网与业务网的接口。 4.传输网的层次结构。 5.传输网的技术。,一、基本概念,1.光纤通信基本理论。 2.传输网在整个通信网络中的地位与作用。 3.传输网与业务网的接口。

6、 4.传输网的层次结构。 5.传输网的技术。,一、基本概念,核心骨干节点,业务汇聚层,边缘接入层,汇接层,接入层,POS STM-4/C STM-1 10M/100M 2M/34/45M,Ethernet,2M/10M/100M,行业集团,智能小区,G网、C网传输网,业务类型,业务类型,业务类型,大企业集团,行业集团,大企业集团,2M/10M/100M,STM/16/4/1 GE/POS/10M/100M STM-16/C STM-4/C 2M/34/45M FIBER CHANNAL ESCON FICON,光Modem,HDSL,二层结构（中小本地传输网）,一、基本概念,核心骨干层,业务汇

7、聚层,边缘接入层,骨干层,汇接层,接入层,STM-64/16/4/1 GE/POS/10M/100M STM-16/C STM-4/C FIBER CHANNAL ESCON FICON,POS STM-4/C STM-1 10M/100M 2M/34/45M,Ethernet,2M/10M/100M,行业集团,智能小区,G网、C网传输网,业务类型,业务类型,业务类型,大企业集团,行业集团,大企业集团,2M/10M/100M,STM/16/4/1 GE/POS/10M/100M STM-16/C STM-4/C 2M/34/45M FIBER CHANNAL ESCON FICON,光Mode

8、m,HDSL,三层结构（大型本地传输网）,一、基本概念,1.光纤通信基本理论。 2.传输网在整个通信网络中的地位与作用。 3.传输网与业务网的接口。 4.传输网的层次结构。 5.传输网的技术。,二、关键技术,1、复用原理 2、系统组成 3、系统参考点 4、主要部件作用 5、应用代码 6、传输方式 7、网元构成：DWDMOADMOXC,密集波分复用技术,二、关键技术,波分复用原理 波分复用是一种采用波分复用器（合波器）在发送端将不同规定波长的信号光载波合并起来并送入一根光纤进行传输.在接收段在有另一波分复用器（分波器）将这些不同信号的光载波分开的复用方式.,二、关键技术, 系统组成,开放式DWD

9、M系统,集成式DWDM系统,REG： SDH再生器,OTU： 波长转换器,二、关键技术,光 源,光 源,检测器,波分复用,检测器,单根光纤,波分复用,检测器,检测器,光 源,1,N,N+1,2N,光 源,(a)单纤双向传输,1,N,N+1,2N, 传输方式,二、关键技术,(b)双纤双向传输,光 源,光 源,检测器,波分复用,检测器,波分复用,检测器,检测器,光 源,光 源,波分复用,波分复用,1,N,N+1,2N, 传输方式,二、关键技术, 主要部件作用 1、光合波器（OM）/光分波器（OD） 2、波长转换器（OTU） 3、光纤放大器 功率放大器（BA） 预放大器（PA） 线路放大器（LA）,

10、二、关键技术, 光合波器（OM）和光分波器（OD）的作用 光合波器（OM）的作用：把具有标称波长的各复用通道光信号合成为一束光波，然后输入到光纤中进行传输。即对光波起复用作用。 光分波器（OD）的作用：把来自光纤的光波分解成具有原标称波长的各复用光通道信号，然后分别输入到相应的各光通路接收机中。即对光波起解复用作用。,二、关键技术, 波长转换器（OTU）的作用 波长转换 3R功能,二、关键技术, 光纤放大器的作用 对复用后的光信号进行放大 功率放大器（BA）：用于提高系统光功率 预放大器（PA）： 用于提高系统的灵敏度 线路放大器（LA）：用在光纤线路中间站放大光信号， 可补充光纤损耗，延长中

11、继长度。,二、关键技术, 系统接口参考点定义,二、关键技术, 应用代码,有线路放大器线路系统的应用代码,二、关键技术, 应用代码,nwx-y.z n：最大波长数 w：区段距离 L：长距离（ 80km ） V：甚长距离（ 120km ） U：超长距离（160km） x：最大光纤的区段数 y：最大比特数 z：光纤类型, OADM,OADM,固定波长上下（最低要求）,动态，可重构（必备要求）,作用：在中间局站上，下一个或几个复用通道的光波长信号，其余的光波继续传送（直通），并不需要对信号进行光/电或电/光转换，直接对光信号进行处理，执行光分插功能。,静态 OADM-上，下的光波长信号是固定的 动态

12、OADM-上，下的光波长信号是可控的,二、关键技术,组成：DWDM光交换机 特点：网络管理的控制具有智能性 功能：动态分配带宽，最佳恢复路由 技术：硬件光交叉技术 软件选路算法 接口：UNI、NNI,二、关键技术,智能交换光网络（ASON）,具有多种形式的交换与转发层次 PSC 分组数据交换接口 TDM 时分复用接口 LSC 波交换接口 FSC 光纤交换接口 对MPLS协议的扩展和更新 LSP分级 信令的拓展 链路绑定 约束路由 控制平面的扩展,二、关键技术,通用多协议标鉴交换（GMPLS）,优势： 1、允许运行商和供应商来选择最佳的设备满足持续增长的 网络性能需求。 2、计算通路时，可以充分

13、利用光层的资源。 3、实现快速配置，按需分配带宽。 应用： 适用于网络边缘对多种不同业务的接入,二、关键技术,通用多协议标鉴交换（GMPLS）,具有和SDH相当的可靠性（弹性） 基于分组交换的网络，对面向连接的电路交换业务进行简化 双环结构 支持可变长分组交换的多节点环，不设单节点 双环同时工作，不设置单独的保护环,二、关键技术,弹性分组环 (RPR),二、关键技术,光纤技术,类型 特点 应用 G652单模光纤 3.5PS/Km.nm 主要应用于 0.360.4dB/Km(1310nm) N2.5Gb/s DWDM 0.220.25dB/Km(1550nm) N10Gb/s DWDM色散 受限

14、60Km G653色散位移 0PS/Km.nm 单信道系统中增加色 光纤 0.220.25dB/Km 受限距离 不适宜波分复用 G655非零色散 0.220.25dB/Km 非常适宜N10Gb/s以上 位移光纤 0.1PS/nm.kmD 6.0PS/nm.km DWDM系统,网络特点 长途网：高速率，大容量，长距离 本地网：中继距离短，业务种类多，互联程度高 业务特点： 长途网：业务流向相对固定、 业务颗粒相对规范 本地网：颗粒小，类型多 业务分布：集中形、 均匀形、 混合形,1、网络，业务特点：,三、设计要点,2、网络、业务特点：,三、设计要点,节点结构 并形所有业务均需复用，解复用 串形部

15、分业务需复用，解复用 串并形通过波带滤波器，对一个或多个子波带进行滤 波，然后对子波带的每个波长进行复用分解复用 网络结构 线形环形格形（网状网）,原则： 光纤芯数的配置： 业务需求、系统制式、敷设方式、新技术、新业务 传输系统的配置： 依据业务的预测、原有通信网的利用，网络安全的要求,3、规模容量的确定,三、设计要点,要求： 当配置两个以上较低速率的SDH传输系统时，应论证选用较高速率SDH传输系统或波分系统的可能性 系统制式及系统速率应结合光纤资源和光纤技术条件确认,3、规模容量的确定,三、设计要点,网络组织 业务组织 网络分层 保护方式,4、网络组织,三、设计要点,SDH系统中继长度的计

16、算 衰减受限系统 色散受限 偏振模色散（PMD）,5、站段配置,三、设计要点,SDH衰减受限系统实际可达再生段距离可用下式计算,5、站段配置,三、设计要点,L 衰减受限再生段长度（km）； Ps S（MPI-S）点寿命终了时的光发送功率（dBm）； Pr R（MPI-R）点寿命终了时的光接收灵敏度（dBm），BER10-12 Pp 最大光通道代价（dB）； Ac S（MPI-S）， R（MPI-R）点间活动连接器损耗和（ dB ）； Af 光纤平均衰减系数（dB/km）； As 光纤固定熔接接头平均损耗（dB/km）； Mc 光缆富余度（dB/km）。,SDH色散受限系统实际可达再生段距离可用

17、下式计算,5、站段配置,三、设计要点,L 色散受限再生段长度（km）； Dmax S（MPI-S）， R（MPI-R）点设备允许的最大总色散值（ps/nm）； D 光纤色散系数（ps/nmkm）。,光放段按等增益设计 光放段的长度：,5、站段配置,三、设计要点,G光放大器增益（dB） Ac S（MPI-S）， R（MPI-R）点间活动连接器损耗和（ dB ） af光纤平均衰减系数（dB /Km） as光纤固定熔接接头平均损耗（dB/km） Mc 光缆富余度（dB/km） 光缆衰减小于光放大器的增益较多时，则用光衰减器进行补偿,再生段长度的确定 再生段的长度与容许的光放段数量应满足色散和信噪比的

18、要求 色散：6400ps/nm、12800ps/nm两档 G.652光纤320Km,640Km G.655光纤1066Km,2133Km 段数：,5、站段配置,三、设计要点,Po单波道输出功率（dBm） Nf放大器的噪声系数 G光放段增益（dB） OSNR单波道信噪比（dBm） 58综合系数,三、设计要点,5、站段配置 OSNR信噪比计算,当LG时， EDFA噪声系数NF约为 经过N个光中继传输，由于各个EDFA拥有相同的特性 ASE噪声为线性叠加,三、设计要点,5、站段配置 OSNR信噪比计算,入纤功率为Pout/M。光放大器的衰耗LdB(包括连接和接头损耗) 光信噪比OSNR,四、最新建议

19、, G.707的主要修改点 1. 速率扩展 2. 复用结构改变 3. 开销变化 FEC M0 A1 A2 DCCm 4. 级联,四、最新建议, G.dsn 建议 主要涉及数字光纤线路系统的设计和工程。 最坏值和统计法 G.dcn 建议 传送网的维护、管理等信息的传送建立的数据 通信网络的规范。网管信息模型支持多种协议,四、最新建议, G.VSR 建议 基于2.5Gb/s、 10Gb/s、 40Gb/s局内光接口规范。 G.otnjit 建议 规范OTN的NNI应受限的抖动指标，包括输入抖动容限、抖动转移特性和抖动产生，并从网络的角度，给出了抖动累积的模型和对抖动累积的分析。,THANK YOU

20、!,一、光纤传输网基础知识 二、光纤传输网发展趋势 三、重要设备指标,主要内容,一、光纤传输网基础知识,光纤传输网朝着大容量、光联网方向发展,演进过程 PDH 2Mb/s 8Mb/s 34Mb/s 140Mb/s 565Mb/s 二次群 三次群 四次群 五次群 SDH STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 (155Mb/s) (622Mb/s) (2.5Gb/s) (10Gb/s) DWDM 162.5Gb/s 322.5Gb/s 1610Gb/s 3210Gb/s,三个阶段,一、光纤传输网基础知识,PDH（Plesiochronous digital hierarchy）,准同

21、步数字体系 特点：1.没有统一的标准、光接口 2.结构复杂、上下电路成本高 3.维护、管理复杂 4.安全性差,一、光纤传输网基础知识,SDH（Synchronous digital hierarchy）,同步数字体系 特点：1.速率、光接口统一 2. 上下电路灵活 3.维护、管理能力强 4.组网灵活、安全性高,一、光纤传输网基础知识,SDH帧结构,1.每帧9行、270N列 2.前9N列为再生段开销RSOH、管理单元指针AU PTR、复用段开销MSOH 3.后261N列为信息净负荷及通道开销POH,一、光纤传输网基础知识,SDH设备分类,1.按作用分：分插复用设备ADM（MADM）、终端复用TM

22、、中继设备REG、数字交叉连接设备DXC 2.按速率分：STM1、STM4、STM16、STM64 3.按体积分：标准型、集成型,一、光纤传输网基础知识,SDH设备应用,1.组环型网 2.组链 3.组网格型网,一、光纤传输网基础知识,SDH环网保护,1.二纤单向通道倒换环（S工作、P保护） 2.二纤单向复用段倒换环 3.二纤双向复用段倒换环 4.四纤双向复用段倒换环 5.子网连接保护 6.双节点互动,一、光纤传输网基础知识,环型网络保护方式,二纤单向通道倒换环,四纤双向复用段倒换环,一、光纤传输网基础知识,DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing

23、）,密集波分复用 特点：1.利用率高 2.灵活性差,一、光纤传输网基础知识,基本概念 波分复用是一种采用波分复用器（合波器）在发送端将不同规定波长的信号光载波合并起来并送入一根光纤进行传输，在接收段在有另一波分复用器（分波器）将这些不同信号的光载波分开的复用方式。,一、光纤传输网基础知识,WDM分类,1. WWDM（WideWDM ） ，通道间隔等于或者大于25nm 2. MWDM（MidWDM ） ，通道间隔小于25nm，而大于3.2nm 3. DWDM（DenseWDM ） ，通道间隔小于或者等于3.2nm,一、光纤传输网基础知识, 系统组成,开放式DWDM系统,集成式DWDM系统,REG

24、： SDH再生器,OTU： 波长转换器,一、光纤传输网基础知识, 系统接口参考点定义,一、光纤传输网基础知识, 系统接口参考点定义 1、光合波器（OM）/光分波器（OD） 2、波长转换器（OUT） 3、光纤放大器 功率放大器（BA ） 预放大器（PA ） 线路放大器（LA ）,一、光纤传输网基础知识,DWDM产品,1.162.5Gb/s、322.5Gb/s 、1610Gb/s、3210Gb/s 2.发展方向：OADM,利用点到点DWDM系统组成的环,一、光纤传输网基础知识,利用OADM组成的环,二、光纤传输网发展趋势,网络特征 通信网络时代 计算机为中心的时代 网络为中心的时代 其特征: 通信

25、网络的应用 关键 通道的带宽 链路容量: 3210Gb/s 带宽 网络节点: 60Gb/s 100Gb/s,二、光纤传输网发展趋势,发展趋势 光纤技术的发展 WDM系统继续朝着高速、大容量方向发展 OADM组环成为热点 SDH设备推向边缘网 IP OVER DWDM,二、光纤传输网发展趋势,光纤技术的发展 类型 特点 应用 G652单模光纤 3.5PS/Km.nm 主要应用于 0.360.4dB/Km(1310nm) N2.5Gb/s DWDM 0.220.25dB/Km(1550nm) N10Gb/s色散 受限60Km G653色散位移 0PS/Km.nm 单信道系统中增加色散 光纤 0.220.25dB/Km 受限距离 不适宜波分复用 G655非零色散 0.220.25dB/Km 非常适宜N10Gb/s 位移光纤 0.1PS/nm.kmD 6.0PS/nm.km DWDM系统,二、光纤传输网发展趋势,新型光纤 全波光纤(All Wave Fibre) 消除了1385nm附近OH根离子吸收造成的损耗峰使单模光纤的 13101625nm趋于平坦 四个窗口: 1310nm 、1400nm 、 1550nm、1625nm 每个窗口可以传送数以百计的波长，每个波长可以 承载不同的业务。非常适用于城域网。 性能上与G652光纤完全一致 实现两种光纤的直接熔接,