《光纤通信技术》PPT课件.ppt

1、如何解决电信号处理信息率的限制问题，如何降低目前传输网节点的复杂性，使问题越来越突出？ 集成的支持网络架构(对转发功能的要求)和高效的带宽分布式能力(对交换功能的要求)代表了未来信息网络的主要特征。 现在，能够承担这样重任的只有光传输网(光网络)方案。 为什么是3.7.3光传输网的分层结构、3.7.4光传输网的节点技术、3.7.1光传输网的导入、3.7光传输网技术、3.7.2光传输网的特征、光纤现在具有约30THz的基于电时分复用的单通道光同步数字传输到达s秒，接近电子处理界限，不能满足通信带宽需求的1990年代后半期，WDM商用系统的传输容量已达到1.6Tb/s，测试系统超过10Tb/s。

2、传统的WDM网络能够有效地解决超高速传输的问题，但是节点之间的信息交换仍然随着网络容量的几何增加，节点的规模越来越大并且复杂。 因此，提出了光传输网的概念。 3.7.1导入光传输网(1)，1.WDM的技术优点超大容量传输。 可以利用光纤的低损耗频带，增加光纤的传输容量，降低成本同时传输多种不同种类的信号，实现多媒体信号的混合传输的1根光纤的双向传输。 平稳扩展、升级和透明传输每个通道。 满足未来全光网建设的要求。 3.7.1光传输网的引进(2)，2 .光通信网络的发展和演进(1)电气网络电气网络使用电缆将网络节点相互连接，网络节点使用电子交换节点，是1980年代以前广泛使用的网络。 (2)光电

3、混合网光电混合网将以往的电缆在网络节点间置换为光纤，实现了节点间的全光化。 这是目前广泛采用的通信网络。 光电混合网络、光电交换节点、光纤、线缆、指定信号以光的形式通过整个网络，直接在光区域内进行信号的传输、再现、光交叉连接(OXC )所有光网络对检测器、调制器等光电设备的响应对比特率和调制方案透明，并且可以大大提高网络整体的传输容量和交换节点的吞吐量。 强调网络的全光特性，严格来说不应该在该网络内进行光电转换，而是在光区域内进行所有信号的处理。 (3)所有光网络AON(ALL Optical Network )、(4)光传输网络(OTN )光信号固有的模拟特性和光装置的电平当前难以在光区域内

4、完成3R中继功能。 全光网由ITU-T定义为光传输网。 光传输网将光层放入现有传输网，提供光交叉连接和分插复用功能，提供客户层信号的传输、复用、选择、管理、监视和生存功能。 全光通信网在光区域进行交叉连接和分接复用，因此网络整体的传输容量和节点的吞吐容量大幅度提高。 光传输网成为1990年代中期以后光网络的研究热点。 (1) ipoverwdm (internetprotocoloverwavelengthdivisionmultiplexing ) 1998年，全球范围内的数据业务量超过了传统的语音业务量。 随着IP流量的迅猛发展和传输方式的成功，IP将成为未来传输网络服务的主要载体方式。

5、WDM具有惊人的传输能力，已成为构建下一代传输网络最有潜力的技术之一。 因此，光网络与数据网络的融合成为必然的发展趋势。鉴于WDM技术能够提供巨大的带宽，已经无可争议地成为基干网络中最主要的传输技术，如何在WDM上高效地运行IP业务成为最受关注的重点研究课题。 3、光通信的另一大变革：光网络与数据网络融合和向光网络智能化发展。 (2)在WDM上的ip适配技术IP over ATM1990年代中期，一些互联网服务提供商在他们的核心网络中引出ipoveratm的模型，以应对网络服务的爆炸性增长。 IP over ATM的基本原理是将IP分组在ATM层封装成ATM单元，并将数据作为ATM单元通过信道

6、传输。 网络中的交换机收到IP数据包时，首先根据IP数据包的IP地址进行处理，然后按路径进行转发。 然后，使用修正后的路由在ATM网络上创建VC。 未来的分组在该VC上以直通方式转发，不经过路由器的地址解析处理，因此能够有效地解决IP路由器的“瓶颈”问题，提高IP分组的交换速度。 IP和ATM的结合是面向连接的ATM和无连接IP的统一，也是选择和交换的最佳组合，但网络结构复杂，功能重复，开销损失达到20%以上，网络的扩展性也差。 IP over SDH/SONET SDH/SONET是目前网络上使用最广泛的传输技术，它提供了多路复用率和业务集成功能，并具有强大的故障恢复和保护功能。 IP和SD

7、H/SONET的结合通过PPP/LAPS/SDL/GFP等的协议将IP数据报直接映射到SDH/SONET帧并去除中间的ATM层，由此维护因特网的无连接特征，并且将网络架构映射到SDH/SONET帧IP和SDH/SONET的结合是容易互换不同的技术体系和网络间的相互连接，更现实更高效的IP传输方式，现在在实际应用中取得了很大的成功。 点对点协议，GFP :通用帧协议laps :链路接入程序- SDH SDL :简单数据链路PPP 1995年IEEE正式以太网技术具有共享性、开放性，由于设置纠正技术的一些优点(例如结构简单、算法简洁、良好的兼容性和流畅的升级)和传输速度的大幅度提高，自20世纪90

8、年代以来，以太网得到了前所未有的大规模应用。 使用新的以太网标准，可以将大容量的LAN扩展到MAN，也可以扩展到WAN。 路由器的千兆位线卡提供相当于SDH的容量，费用只有其六分之一左右。 局域网：局域网； man : metropolitanareanetworkwan 3360 wideareanetwork路由器的千兆位线卡提供相当于SDH的容量，成本仅为其六分之一左右。 在这种情况下，还需要SDH吗？ 特别是10G路由器已经出现，100G路由器的时间表也有所调整，SDH的搭载容量无法满足高速路由器出口速度的要求。 显然，路由器可以具有更上的波长，而进入WDM网络，而不是进入SDH网络。

9、 这成了OTN的网络形式。 IP over WDM IP over ATM和IP over SDH提供基于广泛使用的技术的IP服务转发，但第一个设置修订目标不是IP服务。 ATM的目标是托管多服务，提高网络吞吐量和QOS保证。 SDH的目标主要是对电路交换式服务提供大容量的传输，这些都不是有效的从IP到WDM的适应方式。 如何很好地组合IP和WDM的廉价带宽是我们所关心的。 当前，认为简化从IP到WDM的适配过程是未来网络架构的发展趋势，并且在IP层和WDM光层之间只需要一个适当的适配层。 (3) IP over OTN是未来网络的主要形式，随着宽带数据服务的驱动和OTN技术的日益成熟，使用O

10、TN技术构建更高效可靠的传输网络是OTN技术的必然发展结果。现在的城市区域核心层和干线的SDH网络适合传输的主要是TDM业务，但是现在急剧增加的是具有统一修正特性的数据业务，所以这些网络层之后的网络建设不能大规模地新建SDH网络，但是WDM网络对于现有WDM系统的新的或扩展的传输网络，在省略了SDH网络级别之后，至少应当支持基于G.709开销的维护管理功能和基于光层的保护转换功能。 也就是说，OTN网络与SDH网络相对应的功能WDM网络必须迁移到OTN网络，基于OTN技术的网络必须占据传输网络的主导地位。 4、光传输网的概念、光传输网是以波分复用和光信道技术为核心的新型通信网络传输系统，由光分

11、支复用、光交叉连接、光放大等网络要素设备构成，具有实现对超大传输容量、载波信号的语义透明性以及光级别的保护和路由的功能另外，光传输网(OTN )是继PDH、SDH之后的下一代数字光传输技术体制，能够解决现有的WDM网络的波长/子波长业务调度能力、网络能力弱、保护能力弱等问题。 OTN以多波长传输、大粒子调度为基础，综合SDH的优势和WDM的优势，在光层和电层实现波长和子波长服务的交叉调度，实现服务访问、封装、映射、复用、级联、保护/恢复、管理和梅以大粒子宽带服务传输为特征的OTN是一种新的通信网络传输系统，除了采用标准的WDM传输系统外，还支持诸如光分插复用、光交叉连接等网络功能，从而管理多波

12、长、多光纤网络带宽资源现在，光传输网正在从电网络向光网络发展。 3.7.2光传输网的特征，OTN是用于为客户端层的信号提供光域处理的传输网络，主要功能包括传输、复用、选择、监控和生存性等。 OTN处理最基本的对象是光波长，客户层的业务以光波长形式在光网络上复用、传输、放大，在光区分复用和交叉连接，为客户信号提供有效且可靠的传输。 (1)多种客户机信号封装和透明传输ITU-T G.709的OTN帧结构可以支持多种客户机信号的映射和透明传输，例如，SDH、GE、10GE等。 目前，SDH和ATM可以进行标准打包和透明传输，但是以太网支持因速率而异。 (2)除了作为光信道数据单元(ODUk，k=1，

13、2，3 )或ODU1(2.5Gb/s )和ODU2(10Gb/s )的OTN大容量交叉之外，当前在大型粒子的带宽复用、交叉和部署中定义的OTN电层带宽粒子还具有ASON实体性(3)强开销和维护管理能力OTN提供了与SDH相似的开销管理能力，而OTN轻信道(OCh )层的OTN帧结构显着地提高了该层的数字监控能力。 OTN还提供六层嵌套串联监控(TCM )功能，允许端到端和多个段在OTN群网络中同时执行性能监控。 OTUk层的分段监视字节(SM )可以进行电气再生分段的性能和故障监视ODUk层的通道监视字节(PM )可以进行端到端的波长通道的性能和故障监视。 (4)增强群网络和保护能力，通过引入

14、OTN帧结构、ODUk交叉点和多维可重构光分插复用器(ROADM )，显着增强光传输网络的群网络能力，SDH VC-12/VC-4调度带宽此外，虽然OTN提供了更灵活的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODUk层的光子网络连接保护(SNCP )和共享环形网络保护以及基于光层的光信道或多段保护，但是共享环形网络技术当前已经标准化3.7.3光传输网的分层结构，WDM光传输网是以光波长为最基本的交换手段的交换技术，对传统的交换节点中以时隙为交换单位的时隙交换技术进行替换，客户机信号以波长为基本单位完成传输、复用、路由和管理。 随着WDM技术的发展，WDM光传输网络基于SDH网络而发展并且引入光节点

15、将光层引入到传统的分层结构中。 两者的区别如图所示。WDM光传输网络在常规SDH网络中引入光层，光层传输其自身适合于物理介质层的信息。 这可以从上向下被细分为三个子层，即光信道层(OCh )网络光复用段层(OMS )网络光传输段层(OTS )网络。 相邻层级中的网络形成客户机/服务人员关系，各层级中的网络在向相邻层级中的网络提供分发服务的同时，还使用相邻层级中的网络所提供的分发服务。 (1)光信道层(OCh )、光信道层为数字客户端层的信号提供端到端的透明光传输。 根据G.709方案，OCh层还可分为右信道的有效载荷单元(OPUk )右信道数据单元(ODUk )右信道发射单元(OTUk )三个

16、子层。 这种子层分割方案必须是多协议服务适合光网络传输并且也是网络管理和维护的需求。 在光信道层上实现的功能：可封装客户端层信号、建立光信道、处理光信道开销并为数字客户端层信号提供端到端的透明光传输。 保证预期的光通道的制作，监视制作的光通道的动作状态和传输特性。 在网络故障发生的情况下，对网络服务的保护恢复可以通过重新选择路径或直接在工作服务之间切换预定的保护路径来实现。 (2)光复用段层(OMSn )、光复用段层向多波长信号提供网络连接能力，以确保多波长光信号的完整传输。 该层网络的功能包括用于多段层的开销处理，并确保多波分复用段适合信息的完整性。 实施光复用段监测功能，解决多段生存性问题。 实现光复用分段层