通信系統(tǒng)(光通信部分)介紹

1、楊建榮楊建榮20092009年年1111月月 目目 錄錄1 11 11 11 11 1SDHSDH設(shè)備日常維護(hù)常見(jiàn)故障處理設(shè)備日常維護(hù)常見(jiàn)故障處理通信系統(tǒng)概況課程目的通信系統(tǒng)概況課程目的公共交換電話網(wǎng)簡(jiǎn)介公共交換電話網(wǎng)簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介傳輸網(wǎng)（光通信部分）傳輸網(wǎng)（光通信部分）3一、通信系統(tǒng)概況一、通信系統(tǒng)概況 培訓(xùn)目的：培訓(xùn)目的： 本課程的題目即不是“通信原理”、也不是“通信技術(shù)概述”，而是“通信系統(tǒng)概述”，是結(jié)合我公司通信業(yè)務(wù)范圍，根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)置的課程。培訓(xùn)的對(duì)象是面向通信運(yùn)行維護(hù)人員，使通信維護(hù)人員對(duì)通信網(wǎng)有全面的了解和掌握，從而對(duì)自己維護(hù)的設(shè)備和線路深入理解，對(duì)故障進(jìn)行

2、全面判斷分析，提高運(yùn)行維護(hù)水平。 4通信系統(tǒng)概況通信系統(tǒng)概況 通信網(wǎng)按傳統(tǒng)分類方法分為三網(wǎng)：傳統(tǒng)電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)。 隨著通信行業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)通信的要求已不僅限于單一的語(yǔ)音信息交流，隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣燃涌?，語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合信息服務(wù)給人們自然、生動(dòng)、真切和有效的交流方式。加上IP承載技術(shù)的快速發(fā)展和電信法制的不斷健全，三網(wǎng)合一業(yè)務(wù)浪潮正在信息運(yùn)營(yíng)界蔓延?！叭W(wǎng)合一”能夠使運(yùn)營(yíng)商在信息溝通的經(jīng)營(yíng)中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享，避免低水平的重復(fù)建設(shè)，形成對(duì)客戶業(yè)務(wù)需求響應(yīng)快、業(yè)務(wù)適應(yīng)性廣、運(yùn)營(yíng)效率高、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用低的高速帶寬的多媒體基礎(chǔ)平臺(tái)。5通信系統(tǒng)概況通信系統(tǒng)概況 有線電視網(wǎng)沒(méi)在

3、我們經(jīng)營(yíng)范圍之內(nèi)，只介紹傳統(tǒng)電信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)。在我們的經(jīng)營(yíng)范圍內(nèi)，這兩張網(wǎng)已得到融合和滲透。在我們的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)三網(wǎng)合一的具體應(yīng)用就是我們的軟交換平臺(tái)和ADSL寬帶業(yè)務(wù)。所以我們現(xiàn)在在學(xué)習(xí)通信系統(tǒng)時(shí)，對(duì)于專業(yè)的劃分沒(méi)法太絕對(duì)。而是全面地了解，重點(diǎn)掌握。6公共交換電話網(wǎng)公共交換電話網(wǎng)7公共交換電話網(wǎng)公共交換電話網(wǎng)8計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是利用通信線路把多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通信設(shè)備相連，在系統(tǒng)軟件及協(xié)議的支持下而形成的一種復(fù)雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng) 從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能的角度看，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)組成的9計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)10計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) “資源子網(wǎng)”主要負(fù)責(zé)全網(wǎng)的信

4、息處理，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和資源共享功能等。它主要包括網(wǎng)絡(luò)中所有的主計(jì)算機(jī)、I/O設(shè)備和終端，各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)等。 “通信子網(wǎng)”主要負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)接、加工和轉(zhuǎn)換等通信處理工作。它主要包括通信線路（即傳輸介質(zhì)）、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備（如網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備、通信控制處理機(jī)、網(wǎng)橋、路由器、交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)、調(diào)制解調(diào)器和衛(wèi)星地面接收站等）、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和通信控制軟件等。11傳輸網(wǎng) 微波傳輸 衛(wèi)星傳輸 電纜傳輸 光傳輸12光通信 一一光纖通信概論光纖通信概論 二二光纖與光纜光纖與光纜 三三光端機(jī)維護(hù)介紹光端機(jī)維護(hù)介紹13光纖通信 光纖通信概念光纖通信以光作為信息載體，利用

5、光纖傳輸攜帶信息的光波，以達(dá)到通信之目的。 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的基本組成：光發(fā)送機(jī)光接收機(jī)光纖14光纖通信 典型的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)方框圖典型的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)方框圖電端機(jī)（模電端機(jī)（模/數(shù)）數(shù)）光發(fā)送機(jī)光發(fā)送機(jī)光纖光纖中繼器中繼器光接收機(jī)光接收機(jī)電端機(jī)（模電端機(jī)（模/數(shù)）數(shù)）模擬信號(hào)模擬信號(hào)光纖光纖模擬信號(hào)模擬信號(hào)15光纖通信 發(fā)送端的電端機(jī)把信息（如話音）進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，用轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)去調(diào)制發(fā)送機(jī)中的光源器件LD，輸出發(fā)出攜帶信息的光波。光波經(jīng)光纖傳輸后到達(dá)接收端，光接收機(jī)把數(shù)字信號(hào)從光波中檢測(cè)出來(lái)送給電端機(jī)，而電端機(jī)再進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，恢復(fù)成原來(lái)的信息16光纖通信 攜帶信息的光波：攜帶信息

6、的光波：數(shù)字信號(hào)為數(shù)字信號(hào)為1時(shí)，光源器件發(fā)送一個(gè)時(shí)，光源器件發(fā)送一個(gè)傳號(hào)傳號(hào)光脈沖；光脈沖；當(dāng)數(shù)字信號(hào)為當(dāng)數(shù)字信號(hào)為0時(shí)，光源器件發(fā)送一個(gè)時(shí)，光源器件發(fā)送一個(gè)空空號(hào)號(hào)（不發(fā)光）（不發(fā)光）17光纖通信優(yōu)點(diǎn)通信容量大通信容量大一根光纖同時(shí)傳輸一根光纖同時(shí)傳輸2424萬(wàn)個(gè)話路，比傳統(tǒng)的明線、同軸電纜、微波等要萬(wàn)個(gè)話路，比傳統(tǒng)的明線、同軸電纜、微波等要高出幾十乃至上千倍。高出幾十乃至上千倍。波分復(fù)用技術(shù)的采用，把一根光纖當(dāng)作幾根、幾十根光纖使用，通信波分復(fù)用技術(shù)的采用，把一根光纖當(dāng)作幾根、幾十根光纖使用，通信容量近乎無(wú)限。容量近乎無(wú)限。中繼距離長(zhǎng)中繼距離長(zhǎng)光纖具有極低的衰耗系數(shù)。目前商用化石英光纖已

7、達(dá)光纖具有極低的衰耗系數(shù)。目前商用化石英光纖已達(dá)0.19dB/km0.19dB/km以下，以下，配以適當(dāng)?shù)墓獍l(fā)送與光接收設(shè)備，中繼距離達(dá)數(shù)百公里以上，特別適用于長(zhǎng)途配以適當(dāng)?shù)墓獍l(fā)送與光接收設(shè)備，中繼距離達(dá)數(shù)百公里以上，特別適用于長(zhǎng)途一、二級(jí)干線通信。一、二級(jí)干線通信。18光纖通信優(yōu)點(diǎn) 保密性能好，抗干擾能力強(qiáng)保密性能好，抗干擾能力強(qiáng)由于光的頻率極高，遠(yuǎn)高于一般的電磁波的頻率由于光的頻率極高，遠(yuǎn)高于一般的電磁波的頻率，而且光波在光纖中傳輸時(shí)只在其芯區(qū)進(jìn)行，不，而且光波在光纖中傳輸時(shí)只在其芯區(qū)進(jìn)行，不存在傳統(tǒng)的電磁波輻射，因此其保密性能極好，存在傳統(tǒng)的電磁波輻射，因此其保密性能極好，同時(shí)也不怕外界

8、強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾，抗干擾能力強(qiáng)同時(shí)也不怕外界強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾，抗干擾能力強(qiáng)。 便于施工和維護(hù)便于施工和維護(hù)體積小、重量輕。光纜的敷設(shè)方式方便靈活。既體積小、重量輕。光纜的敷設(shè)方式方便靈活。既可以直埋、架空，又可能通過(guò)管道和水底敷設(shè)可以直埋、架空，又可能通過(guò)管道和水底敷設(shè)19光纖通信 光纖的構(gòu)造光纖的構(gòu)造光纖呈圓柱形，由纖芯、包層與涂層三大光纖呈圓柱形，由纖芯、包層與涂層三大部分組成，如下圖：部分組成，如下圖：20光纖通信 光纖的構(gòu)造光纖的構(gòu)造纖芯主要采用高純度的SiO2二氧化硅，并摻有少量的摻雜劑，提高纖芯的光折射率n1；包層也是高純度的二氧化硅，也摻雜一些摻雜劑，主要是降低包層的光折射率n2；涂

9、層采用丙烯酸酯、硅橡膠、尼龍，增加機(jī)械強(qiáng)度和可彎曲性。光纜是多根光纖放在放在一個(gè)松套管內(nèi)，內(nèi)沖石油膏和鋼絲形成的。海底光纜內(nèi)還有電源線，主要為中繼站的放大器等提供電源。21光纖與光纜 光纖的導(dǎo)光原理光纖的導(dǎo)光原理光是一種頻率很高的電磁波，而光纖本身光是一種頻率很高的電磁波，而光纖本身是一種介質(zhì)波導(dǎo)。是一種介質(zhì)波導(dǎo)。 我們從幾何光學(xué)的角度來(lái)簡(jiǎn)單討論光纖的我們從幾何光學(xué)的角度來(lái)簡(jiǎn)單討論光纖的導(dǎo)光原理。導(dǎo)光原理。22光纖與光纜 全反射原理全反射原理光線在均勻介質(zhì)中是以直線傳播的，但在光線在均勻介質(zhì)中是以直線傳播的，但在兩種不同介質(zhì)的分界面會(huì)產(chǎn)生反射和折射兩種不同介質(zhì)的分界面會(huì)產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象，如圖

10、所示：現(xiàn)象，如圖所示：包層包層纖芯纖芯反射光反射光入射光入射光n2n112323光纖與光纜 全反射原理全反射原理當(dāng)當(dāng)n2/n1的比值增大到一定程度，則會(huì)使折射角的比值增大到一定程度，則會(huì)使折射角90度，此時(shí)的折射光線不再進(jìn)入包層，而會(huì)在度，此時(shí)的折射光線不再進(jìn)入包層，而會(huì)在纖芯與包層的分界面上掠過(guò)，或者重返回到纖芯纖芯與包層的分界面上掠過(guò)，或者重返回到纖芯中進(jìn)行傳播，這種現(xiàn)象叫做光的全反射現(xiàn)象。中進(jìn)行傳播，這種現(xiàn)象叫做光的全反射現(xiàn)象。不難理解，當(dāng)光在光纖中發(fā)生全反射現(xiàn)象時(shí)，由不難理解，當(dāng)光在光纖中發(fā)生全反射現(xiàn)象時(shí)，由于光線基本上全部在纖芯區(qū)進(jìn)行傳播，沒(méi)有光跑于光線基本上全部在纖芯區(qū)進(jìn)行傳播，沒(méi)

11、有光跑到包層中去，所以可以大大降低光纖的衰耗。到包層中去，所以可以大大降低光纖的衰耗。24光纖與光纜 全反射現(xiàn)象全反射現(xiàn)象光的全反射現(xiàn)象光的全反射現(xiàn)象n2n1折射光折射光13入射光入射光25光纖與光纜 光在光纖中的傳播光在光纖中的傳播光在光纖中以光在光纖中以“Z”形軌跡傳播及沿纖芯與形軌跡傳播及沿纖芯與包層的分界面掠過(guò)包層的分界面掠過(guò)n2n126光纖與光纜 光纖的工作波長(zhǎng)（工作窗口）光纖的工作波長(zhǎng)（工作窗口）光線路信號(hào)在光纖上傳送的波長(zhǎng)：光線路信號(hào)在光纖上傳送的波長(zhǎng)：850nm、1310nm、1550nm。 850nm窗口只用于多模傳輸窗口只用于多模傳輸 1310nm和和1550nm窗口窗口

12、用于單模傳輸。用于單模傳輸。27光纖與光纜 光通道參數(shù)：衰減、色散光通道參數(shù)：衰減、色散光信號(hào)在光纖中傳輸?shù)木嚯x要受到色散和衰減的光信號(hào)在光纖中傳輸?shù)木嚯x要受到色散和衰減的雙重影響。雙重影響。 衰減衰減 在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)隨著傳輸距離的增加而在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)隨著傳輸距離的增加而功率下降。功率下降。1310nm窗口每公里衰減：窗口每公里衰減：0.4dB/km1550nm窗口每公里衰減：窗口每公里衰減：0.25dB/km 色散會(huì)使在光纖中傳輸?shù)臄?shù)字脈沖展寬，引起碼色散會(huì)使在光纖中傳輸?shù)臄?shù)字脈沖展寬，引起碼間干擾，降低信號(hào)質(zhì)量。間干擾，降低信號(hào)質(zhì)量。28光纖與光纜 光纖的類型光纖的類型 G.6

13、52光纖：在光纖：在1310nm波長(zhǎng)窗口色散性能波長(zhǎng)窗口色散性能最佳，是目前應(yīng)用最廣泛的光纖。最佳，是目前應(yīng)用最廣泛的光纖。在在1310nm處，色散小，衰耗大；處，色散小，衰耗大；在在1550nm處，色散大，衰耗??；處，色散大，衰耗小； G.653光纖：在光纖：在1550nm波長(zhǎng)，衰耗和色散波長(zhǎng)，衰耗和色散皆為最小值，可實(shí)現(xiàn)大容量長(zhǎng)距離傳輸。皆為最小值，可實(shí)現(xiàn)大容量長(zhǎng)距離傳輸。因出現(xiàn)四波混頻效應(yīng)因出現(xiàn)四波混頻效應(yīng)(FWM),限制了它在限制了它在WDM（波分復(fù)用）方面的應(yīng)用。（波分復(fù)用）方面的應(yīng)用。29光纖與光纜 光纖的類型光纖的類型 G.654光纖：光纖：1550nm損耗最小光纖，主要損耗最小

14、光纖，主要用于長(zhǎng)再生中繼距離的海底光纜。用于長(zhǎng)再生中繼距離的海底光纜。 G.655光纖：克服了光纖：克服了G.652光纖在光纖在1550nm處色散受限和處色散受限和G.653光纖在光纖在1550nm處出現(xiàn)處出現(xiàn)四波混頻效應(yīng)的缺陷，適用于四波混頻效應(yīng)的缺陷，適用于WDM系統(tǒng)。系統(tǒng)。30光纖與光纜 常見(jiàn)光纖連接器種類：常見(jiàn)光纖連接器種類：FC/PC：FC，圓頭尾纖連接器，圓頭尾纖連接器，PC，陶瓷，陶瓷截面為平面；截面為平面；SC/PC：SC，方頭尾纖連接器，方頭尾纖連接器，PC，同上，同上；FC/APC：FC，同上，同上，APC，以截面中心，以截面中心為圓心，向外傾斜為圓心，向外傾斜80度。度。

15、 LC31接口 光傳輸設(shè)備與電話交換機(jī)的常用接口光傳輸設(shè)備與電話交換機(jī)的常用接口數(shù)字配線架DDF（Digital Distribution Frame）：數(shù)字配線架是數(shù)字復(fù)用設(shè)備之間、數(shù)字復(fù)用設(shè)備與程控交換設(shè)備或非話業(yè)務(wù)設(shè)備之間的配線連接設(shè)備。 數(shù)字配線架又稱高頻配線架，在數(shù)字通信中越來(lái)越有優(yōu)越性，它能使數(shù)字通信設(shè)備的數(shù)字碼流的連接成為一個(gè)整體，從速率2 Mb/s155 Mb/s信號(hào)的輸入、輸出都可終接在DDF架上，這為配線、調(diào)線、轉(zhuǎn)接、擴(kuò)容都帶來(lái)很大的靈活性和方便性。目前：我們傳輸設(shè)備與電話交換機(jī)常用接口G703 75歐2M 接口： E1及CE1 120歐 2M 接口32接口 POS就是Pa

16、cket over Sonet/SDH，CPOS就是Channelized POS，其實(shí)區(qū)別很明顯，相信大家都用過(guò)E1和CE1,POS/CPOS的區(qū)別與E1/CE1的區(qū)別是一樣的。中國(guó)大陸使用的CPOS一般都是用來(lái)匯聚E1的，所以映射路徑是CPOS-AU4-3 TUG3-7 TUG2-3 TU12(VC12,E1)這樣下來(lái)3x7x363，一個(gè)CPOS就可以Channelized 成63個(gè)2M了。當(dāng)然，你也可以將幾個(gè)vc12捆綁起來(lái)使用，最多12個(gè)捆綁成24M的鏈路，另外，vc12也可以進(jìn)一步劃分，最小可到64K，下端接一個(gè)基帶貓，提供64K專線。 33接口 POS接口在物理層是標(biāo)準(zhǔn)的SDH S

17、TM1（155M）或STM4（622M）這樣的傳輸接口，可以直接與標(biāo)準(zhǔn)的SDH接口連接，上層提供PPP幀到標(biāo)準(zhǔn)SDH幀的映射，再上層則是具有路由功能三層接口。E1接口實(shí)際上是PDH接口，可以通過(guò)ADM設(shè)備將該接口信號(hào)通過(guò)虛容器映射到標(biāo)準(zhǔn)的SDH幀中，進(jìn)行透明傳輸。本質(zhì)上都是屬于電路復(fù)用方式。34接口 傳輸通道與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常用接口： FE接口（Fast Ethernet），就是快速以太網(wǎng)接口GE接口（Gigabit Ethernet）,就是千M以太網(wǎng)接口POS（Packet Over SONET/SDH)，用于更高速度的接口，通常用于廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)中。 CPOS，Channelized POS（即通道化POS，他可以支持將155M的電路拆分為63個(gè)2M電路，2M電路可以在細(xì)拆為32個(gè)64k電路，目前華為的CPOS卡只支持拆分到2M）35光端機(jī)組成和主要參數(shù) 光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、電端機(jī) 發(fā)光功率， 收光功率： 接收靈敏度 過(guò)載點(diǎn)