光通信網(wǎng)絡(luò)整體介紹

1、光通信網(wǎng)絡(luò)整體介紹目錄n 光通信發(fā)展概況n 光纖通信系統(tǒng)n 光傳送網(wǎng)光纖光源光纖通信光纖通信是以光作為信息載體，以光纖作為傳輸介質(zhì)的光信息傳輸技術(shù)。？光纖通信的探索光纖通信技術(shù)的發(fā)展光纖通信的發(fā)展可以粗略地分為三個階段： 第一階段(19661976年)，這是從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用的開發(fā)時期。 第二階段(19761986年)，這是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標(biāo)和大力推廣應(yīng)用的大發(fā)展時期。 第三階段(1986 )，這是以超大容量、超長距離為目標(biāo)、全面深入開展新技術(shù)研究的時期。目錄n 光通信發(fā)展概況n 光纖通信系統(tǒng)n 光傳送網(wǎng)通信通信方式簡介用戶環(huán)路交換設(shè)備電復(fù)接設(shè)備衛(wèi)星通信微波通信光纖通信移

2、動通信發(fā)送機接收機傳輸系統(tǒng)用戶終端用戶終端用戶用戶用戶終端用戶終端用戶環(huán)路交換設(shè)備電復(fù)接設(shè)備用戶用戶光纖通信系統(tǒng)光源光源放大器放大器光電二光電二極管極管判決器判決器目錄n 光通信發(fā)展概況n 光纖通信系統(tǒng)n 光傳送網(wǎng)電信網(wǎng) 傳送網(wǎng)傳送網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)應(yīng)用層應(yīng)用層. .E-mail遠程教學(xué)遠程教學(xué)家庭購物家庭購物會議電視會議電視文件傳送文件傳送.通道層通道層物理層物理層PSTNCATVISDNB-ISDNPSDN計算機網(wǎng)計算機網(wǎng)傳送網(wǎng)省際干線網(wǎng)省際干線網(wǎng)省內(nèi)干線網(wǎng)省內(nèi)干線網(wǎng)本地中繼網(wǎng)本地中繼網(wǎng)末端接入網(wǎng)末端接入網(wǎng)傳送網(wǎng)發(fā)展模擬（模擬（FDM）數(shù)字（數(shù)字（TDM）電通信電通信光通信光通信有線有線/無線

3、結(jié)合無線結(jié)合有線有線(光纖光纖)為主為主PDHSDHDWDMOTN-PTN-PONAON PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy SDH：Synchronous Digital Hierarchy DWDM:Dense Wavelength Division Multiplexing OTN：Optical Transport Network PTN：Packet Transport Network PON：Passive Optical Network AON：All Optical Network光傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展PDH：準(zhǔn)同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)； SDH：同步數(shù)

4、字傳輸系統(tǒng)； MSTP：多業(yè)務(wù)傳送平臺DWDM：密集波分復(fù)用系統(tǒng)； ASON：自動交換光網(wǎng)絡(luò)（智能光網(wǎng)絡(luò)）市場需求的發(fā)展凸顯了各項技術(shù)的優(yōu)勢，同時也發(fā)現(xiàn)了各項技術(shù)的瓶頸。市場需求的發(fā)展凸顯了各項技術(shù)的優(yōu)勢，同時也發(fā)現(xiàn)了各項技術(shù)的瓶頸。 容量增加容量增加/ /業(yè)務(wù)多樣化業(yè)務(wù)多樣化196619668080年代年代9494年年9999年年9090年代初年代初9898年年19761976DWDM 開始建設(shè)SDH標(biāo)準(zhǔn)完善PDH仍為主力實用化產(chǎn)品出現(xiàn)SDH逐步成為傳輸主力設(shè)備PDH產(chǎn)品開始規(guī)模使用高錕提出光傳輸理論DWDM規(guī)模建設(shè)，全光網(wǎng)試驗MSTP/ASON0202年年傳送技術(shù)應(yīng)對全IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)展路線用戶

5、接入層面匯聚接入層面骨干傳送層面PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)）基于語音通信點對點傳輸準(zhǔn)同步系統(tǒng)PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)）接口：電接口只有地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)；無光接口規(guī)范；復(fù)用：異步復(fù)用；運行維護功能弱，安全性差；無統(tǒng)一網(wǎng)管接口，無法統(tǒng)一管理；565Mb/s139Mb/s34Mb/s8Mb/s2Mb/s1.6Gb/s400Mb/s100Mb/s32Mb/s6.3Mb/s1.5Mb/s274Mb/s45Mb/s6.3Mb/s44444444673歐洲系列日本系列北美系列5缺點PDH體制不適應(yīng)大容量傳輸網(wǎng)的組建，SDH體制應(yīng)運而生。PDH-分插支路信號140/34Mbit/s34/140Mbit/s光光/電

6、電光信號光信號解解復(fù)復(fù)用用解解復(fù)復(fù)用用解解復(fù)復(fù)用用復(fù)復(fù)用用復(fù)復(fù)用用復(fù)復(fù)用用電電/光光34/8Mbit/s8/34Mbit/s8/2Mbit/s2/8Mbit/s2Mbit/s光信號光信號數(shù)數(shù)字字配配線線架架SDH（同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)） SDHSDH傳輸網(wǎng)非常容易地擴展，并且非常適于新的電信業(yè)務(wù)的開發(fā)。傳輸網(wǎng)非常容易地擴展，并且非常適于新的電信業(yè)務(wù)的開發(fā)。SDHSDH標(biāo)準(zhǔn)使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備之間進行互通成為可能，這正是標(biāo)準(zhǔn)使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備之間進行互通成為可能，這正是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者長期以來一直期望的。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者長期以來一直期望的。 對于用戶和通信運營商來說，對于用戶和通信運營商來說，SDHSDH標(biāo)準(zhǔn)

7、可以保證未來的信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以保證未來的信息技術(shù)的發(fā)展將會是有條不紊的，完全不必要擔(dān)心出現(xiàn)不兼容性或網(wǎng)絡(luò)的過時的發(fā)展將會是有條不紊的，完全不必要擔(dān)心出現(xiàn)不兼容性或網(wǎng)絡(luò)的過時問題。問題。SDH（同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)）統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接口；新復(fù)用映射方式；統(tǒng)一的網(wǎng)管接口；運行維護功能強；組網(wǎng)自愈能力強；幀結(jié)構(gòu)41359以字節(jié)為單位(8bit)的塊狀幀幀頻8000幀/s，幀周期125us先行后列先行后列9 270 N字節(jié)RSOHAUPTRMSOHSTM-N凈負(fù)荷(含POH)261 N9 N我國SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu)STM-NAUGAU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12T

8、UG-3N139264kbit/s34268kbit/s2048kbit/s指針處理映射定位復(fù)用C-12C-12VC-12 POHVC-12VC-12VC-12TU-12PTRTU-12PTRTU-12PTRTUG-2TUG-2TUG-3TUG-3VC-4 POHVC-4AU-4PTRAUGAUGSOHAU-4PTRVC-4容器：C-12低階虛容器：VC-12支路單元：TU-12同步傳輸模塊STM-N支路單元組：TUG-2支路單元組：TUG-3高階虛容器：VC-4管理單元：AU-4管理單元組：AUG.典型示例SDH分層模型VC-12VC-3VC-2-ncVC-2VC-3VC-4VC-4-Xc再

9、生段再生段非非 SDH 客戶客戶 ( 電路層電路層 )VC-11 復(fù)用段復(fù)用段通道層通道層段層段層低階低階高階高階 傳輸傳輸媒質(zhì)層媒質(zhì)層物理層物理層SDH網(wǎng)絡(luò)單元終端復(fù)用器分插復(fù)用器再生中繼器SDH網(wǎng)絡(luò)的缺陷頻帶利用率比較低抖動性能劣化IP業(yè)務(wù)的影響不滿足下一代傳送網(wǎng)軟件錯誤波分復(fù)用背景波分復(fù)用WDM（波分復(fù)用系統(tǒng)）SDHIPLeased lineATM.WDMMUX12345增加光纖傳輸容量多種業(yè)務(wù)混合傳輸單光纖的雙線傳輸應(yīng)用場景廣泛組網(wǎng)靈活可靠WDM（波分復(fù)用系統(tǒng)）光 合 波 器光轉(zhuǎn)發(fā)器11光轉(zhuǎn)發(fā)器2nBA光監(jiān)控信道發(fā)送器光發(fā)送機1n光纖光接收機s光 分 波 器光接收1lnPA光接收21n

10、光纖光監(jiān)控信道接收器sLA 光監(jiān)控信道接收/ 發(fā)送器ss光中繼放大網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)MSTPMSTPNGN綜合接入綜合接入L2/L3IP/ATMDSLAMBTSNode BPSTN接入設(shè)備接入設(shè)備業(yè)務(wù)接入業(yè)務(wù)接入PSTNGSMATMGSRNGN軟交換軟交換3G核心交換核心交換業(yè)務(wù)傳送業(yè)務(wù)傳送ASON通過SDH設(shè)備硬件升級實現(xiàn)多業(yè)務(wù)接入和智能保護功能MSTP網(wǎng)絡(luò)定位用戶層城域核心層城域核心層城域匯聚層城域匯聚層 SDH/MSTP城域接入層城域接入層BSC/RNCMSC/GSNSDH/MSTPSDH+WDMSDH/MSTPSDH/MSTP集團、專線集團、專線OTN概念 OTN通過ROADM 技術(shù)、OTH

11、 技術(shù)、G.709封裝和控制平面的引入，將解決傳統(tǒng)WDM 網(wǎng)絡(luò)無波長/子波長業(yè)務(wù)調(diào)度能力、組網(wǎng)能力弱、保護能力弱等問題。OTN（光傳送網(wǎng)，Optical Transport Network），是以波分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)、在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)，是下一代的骨干傳送網(wǎng)。OTNSDH：VC12/VC4交叉，不適合大顆粒業(yè)務(wù)WDM：點對點，管理功能弱，組網(wǎng)能力弱OTN=SDH+WDM+ROADM(自動波長調(diào)度)OTN分層結(jié)構(gòu)與SDH分層結(jié)構(gòu)對比OTN子層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)OPU用以映射客戶信號及相應(yīng)的開銷，ODU用于凈荷單元的通道層連接，OUT用于斷層連接的性能監(jiān)測和傳輸?shù)恼`碼糾錯。OTN各層之間的關(guān)系OCh層為來

12、自電層的各類業(yè)務(wù)信號提供以波長為單位的端到端的連接；OMS層實現(xiàn)多個OCh層信號的復(fù)用、解復(fù)用； OTS層解決光信號在特定光介質(zhì)上的物理傳輸問題，各層之間形成Client/Server形式的服務(wù)關(guān)系。 一個OCh層由多個OMS層組成，一個OMS層又由多個OTS層組成。底層出現(xiàn)故障，相應(yīng)的上層必然會受到影響。OTN幀數(shù)字封包技數(shù)字封包技術(shù)：開銷、術(shù)：開銷、FECFEC、凈負(fù)、凈負(fù)荷荷OTN信號映射(1) 客戶信號加上OPU-OH形成OPU(Optical Channel Payload Unit)。(2) OPU加上ODU-OH后形成ODU(Optical Channel Data Unit)。

13、(3) FAS(Frame Alignment Signal)、OTU-OH、FEC加入ODU形成OTU。最后再加上OCh層非隨路的開銷(通過OSC傳送)，完成OTU到OCh層的映射，并將其調(diào)制到一個光信道載波上傳輸。OTN復(fù)用與SDH復(fù)用的不同 復(fù)用結(jié)構(gòu)簡單 復(fù)用顆粒度大，沒有類似于VC4的統(tǒng)一復(fù)用顆粒 非逐級映射：ODU1ODTUG3 異步映射實現(xiàn)載荷和時鐘透傳OTN關(guān)鍵技術(shù)-OTHOTH 設(shè)備主要指具備波長級電交叉能力的OTN 設(shè)備，其主要完成電層的波長交叉和調(diào)度。OTH交叉實現(xiàn) 支持比SDH更加強大的維護管理能力 支持大顆粒業(yè)務(wù)的交叉和傳送（ODU1ODU3） 組網(wǎng)不受傳送距離限制，支

14、持靈活組網(wǎng)、調(diào)度和保護恢復(fù)能力 綜合了SDH和WDM的優(yōu)勢OTH主要優(yōu)勢強大的OTN開銷支持能力(PMOH/SMOH)ODU1/ODU2/ODU3交叉，支持大顆粒業(yè)務(wù)支持靈活的組網(wǎng)能力和可靠保護能力，組網(wǎng)不受傳輸距離的限制可支持智能控制平面OTN關(guān)鍵技術(shù)-ROADMROADM 是相對于DWDM 中的固定配置OADM 而言，其采用可配置的光器件，從而可以方便的實現(xiàn)OTN 節(jié)點中任意波長、波長組的上下、阻斷和直通配置。ROADM主要優(yōu)勢純光域組網(wǎng)，業(yè)務(wù)透明性好適合大顆粒業(yè)務(wù)支持組網(wǎng)靈活、業(yè)務(wù)調(diào)度和保護能力無OEO變換，降低網(wǎng)絡(luò)成本OTN應(yīng)用OTNOTNOTN核心層解決方案骨干傳輸層解決方案 PTN

15、PTN：Packet Transport Network 包傳送網(wǎng)絡(luò)電路交換到分組交換；窄帶帶寬到寬帶帶寬；運營商全業(yè)務(wù)的運行；靈活多樣新業(yè)務(wù)出現(xiàn)；網(wǎng)絡(luò)融合到業(yè)務(wù)融合；PTN、MSTP、SDHT-MPLS=MPLS+OAM-IP，面向連接，增加OAM和保護功能SDHMSTPPTN 解決IP業(yè)務(wù)在傳網(wǎng)的承載問題，是SDH的升級改進版本，采用剛性管道承載分組業(yè)務(wù)，匯聚比受限，統(tǒng)計復(fù)用效率不高。PBB/PBT：基于mac-in-mac技術(shù)，面向連接的二層隧道技術(shù)PTN與其它網(wǎng)絡(luò)的融合傳送網(wǎng)的挑戰(zhàn)傳送網(wǎng)未來技術(shù)發(fā)展無源光網(wǎng)絡(luò) 什么是PON? PON（Passive Optical Network 無源

16、光網(wǎng)絡(luò)）是指ODN（Optical Distribution Network 光配線網(wǎng)）中不含有任何電子器件及電子電源，ODN全部由光分路器（Splitter）等無源器件組成，不需要貴重的有源電子設(shè)備。 PON是一種點到多點（P2MP）結(jié)構(gòu)的無源光網(wǎng)絡(luò)； Passive Optical NetworkOLTONTOptical Line Terminal Optical Network Terminal Passive Optical Splitter PSTNInternetIPTVONTONTPassive Optical Splitter EPON-GPONEPONGPON國際標(biāo)準(zhǔn)IEE

17、E 802.3ah，已批準(zhǔn)ITU G.984國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)制訂工作已完成標(biāo)準(zhǔn)制訂工作剛開展傳輸速度上下行雙向?qū)ΨQ，均為1G上行1.25G，下行2.5G業(yè)務(wù)支持能力以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、電路仿真業(yè)務(wù)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、電路仿真業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)封裝方式以太網(wǎng)封裝方式，數(shù)據(jù)包長度與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包長度一樣幀長固定為125us，定義了專用的數(shù)據(jù)封裝幀系統(tǒng)成熟度基于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)，目前基于該技術(shù)的芯片已經(jīng)大批量供貨并且在日本、韓國已得到規(guī)模應(yīng)用芯片尚未商用化，產(chǎn)品處于初期發(fā)展階段成本較低較高(約為EPON的4倍左右)xPON技術(shù)原理 xPON原理-數(shù)據(jù)復(fù)用 xPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實現(xiàn)單纖雙向傳輸（強制）。為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，采用以下兩種復(fù)用技術(shù)：下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)；上行數(shù)據(jù)流采用上行數(shù)據(jù)流采用TDMATDMA技術(shù)；技術(shù)；1490nm1310nm xPON原理-下行數(shù)據(jù) 廣播方式廣播方式 OLTOLT連續(xù)廣播發(fā)送，連續(xù)廣