傳輸專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)介紹1

1、傳輸基礎(chǔ)知識(shí)介紹一、傳輸網(wǎng)絡(luò)概述二、傳輸現(xiàn)網(wǎng)介紹三、光纖知識(shí)四、波分復(fù)用技術(shù)五、SDH原理介紹六、傳輸新技術(shù)介紹一、傳輸網(wǎng)絡(luò)概述傳輸媒介 信號(hào)類(lèi)型 有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)覆蓋范圍電纜光纖微波衛(wèi)星模擬數(shù)字一干（國(guó)干）二干（省干）城域網(wǎng)（本地網(wǎng)）傳輸網(wǎng)絡(luò)：處于OSI七層模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，為各種業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供空間上的信號(hào)傳送。光纖通信概念:光纖通信以光作為信息載體，利用光纖傳輸攜帶信息的光波，以達(dá)到通信之目的。光纖通信基本組成：光纖；設(shè)備（對(duì)用戶(hù)側(cè)信號(hào)進(jìn)行接入、交叉、復(fù)用，組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，調(diào)度電路資源，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自愈保護(hù) ）。光纖通信技術(shù)體制：PDHSDHMSTP、WDM、OTN、PTN、PON。光

2、纖通信光傳輸網(wǎng)絡(luò)的變革高錕提出光傳輸理論SDH逐步成為傳輸主力設(shè)備PDH產(chǎn)品開(kāi)始規(guī)模使用DWDM規(guī)模建設(shè)全光網(wǎng)試驗(yàn)1966實(shí)用化產(chǎn)品出現(xiàn)SDH標(biāo)準(zhǔn)完善PDH仍為主力DWDM開(kāi)始建設(shè)ASON成為熱點(diǎn)197680年代90年代初1994年1998年1999年2004年靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)光傳輸網(wǎng)絡(luò)主要特點(diǎn)距離長(zhǎng)：光中繼350Km，電中繼5000Km容量大：光纖理論帶寬4T，現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備1600G。質(zhì)量高：誤碼率低；時(shí)延、抖動(dòng)小；抗干擾； 保密性強(qiáng)。智能化：ASON（SDH、ROADM）。IP化：DWDM 、MSTP提供以太接口；PTN，PON傳送處理分組數(shù)據(jù)包。 光纖通信模型華為技術(shù)電端機(jī)（模/數(shù)）光發(fā)送機(jī)

3、光纖中繼器光接收機(jī)電端機(jī)（模/數(shù)）模擬信號(hào)模擬信號(hào) 發(fā)送端的電端機(jī)把信息（如話(huà)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。光纖模擬信號(hào)二、傳輸現(xiàn)網(wǎng)介紹移動(dòng)傳送網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用一干傳輸網(wǎng)二干傳輸網(wǎng)城域網(wǎng)移動(dòng)傳送網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用Page 10一干波分網(wǎng)絡(luò)400GWDM400GWDM一干波分系統(tǒng)河北二干一期華為波分系統(tǒng)河北二干八期北環(huán)華為波分系統(tǒng)河北二干SDH四期南環(huán)6河北二干五期OSN本地傳輸網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) STM-64 二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)核心層

4、STM-16 二纖MSPRing匯聚層接入層市區(qū)及各縣基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站基站擴(kuò)展一玉田遵化遷西裕華道天元擴(kuò)展二擴(kuò)展三擴(kuò)展四擴(kuò)展一擴(kuò)展二擴(kuò)展三擴(kuò)展四擴(kuò)展五擴(kuò)展六擴(kuò)展七擴(kuò)展一擴(kuò)展二擴(kuò)展三擴(kuò)展四擴(kuò)展五擴(kuò)展六STM-16 二纖MSPRing五職高缸窯勝利路信息港遷安灤縣樂(lè)亭灤南唐海豐南天元信息港裕華道信息港天元裕華道STM-16 二纖MSPRingSTM-16 二纖MSPRing擴(kuò)展七擴(kuò)展八裕華道豐潤(rùn)古冶裕華道天元信息港裕華道天元信息港五職高勝利路缸窯裕華道匯聚華為網(wǎng)絡(luò)三、光纖知識(shí)光纖結(jié)構(gòu)光纖分類(lèi)光功率單位衰耗色散非線(xiàn)性 光纖結(jié)構(gòu)纖芯的折射率大于包層，形成光波

5、導(dǎo)包層n纖芯n12涂復(fù)層包層涂復(fù)層折射率直徑纖芯n11.4689m包層n2 1.462125m光纖的導(dǎo)光原理（階躍型） 光的折射： 光的全反射：132231Sin=入射角度，近于直線(xiàn)傳播3000芯21單模光纖分類(lèi)光纖： 常規(guī)單模光纖，又稱(chēng)色散未移位單模光纖（1310性能最佳， 0色散，低損耗）光纖： 色散移位光纖；(1550nm性能最佳，0色散，容易 引起非線(xiàn)性。）光纖：光纖： 非零色散移位單模光纖。該種光纖主要應(yīng)用于1550nm工作波長(zhǎng)區(qū)，色散系數(shù)較小，色散受限距離達(dá)數(shù)百公里，并且可以 有效減小四波混頻 的影響。 截止波長(zhǎng)移位的單模光纖 ；（1550低衰減，1310零色散）主要用于海底光纜P

6、age 22單模光纖各自的特點(diǎn)色散系數(shù)(ps/nmkm)正色散系數(shù)光纖波長(zhǎng)(nm)1550131017波長(zhǎng)區(qū)具有最小色散和衰減，適合DWDM系統(tǒng)、高速信號(hào)傳輸2.應(yīng)用：TrueWave真波光纖(正色散區(qū)的SPM效應(yīng)有利于傳輸)；LEAF-大有效面積光纖（克服非線(xiàn)性效應(yīng)）光纖:大量鋪設(shè)，傳高速信號(hào)需色散補(bǔ)償光纖:1550nm波長(zhǎng)區(qū)混頻嚴(yán)重，不適合DWDM負(fù)色散系數(shù)光纖G.654于653類(lèi)似，截止波長(zhǎng)不同1530nm全波光纖消除了1380nm處的水峰增益23W功率單位是瓦特。光傳輸中的光能量比較小，一般用mW進(jìn)行計(jì)量。dBmdB dB單位是一個(gè)相對(duì)值，是P1相對(duì)于參考點(diǎn)P2的功率值：P1-2 dB

7、=10*log10(P1/P2) =10*log10(P1/P0)- 10*log10(P2/P0)dBm單位是一個(gè)絕對(duì)值，是和1mW的功率值的絕對(duì)值：P dBm=10*log10(P/P0) =10*log10(pmW/1mW) 光指標(biāo)功率24損耗 1吸收損耗吸收損耗光波通過(guò)光纖材料時(shí)，一部分光能變成熱能，造成光功率的損失光纖基礎(chǔ)材料（如SiO2）固有的吸收，不是雜質(zhì)或缺陷引起的，因此，本征吸收基本確定了某一種材料吸收損耗的下限本征吸收由光纖材料的不純凈而造成的附加吸收損耗（灰塵，金屬離子等）雜質(zhì)吸收25散射損耗損耗 2散射損耗由于光纖的材料、形狀、折射率分布等的缺陷或不均勻，使光纖中傳導(dǎo)的

8、光發(fā)生散射，由此產(chǎn)生的損耗。指光通過(guò)密度或折射率等不均勻的物質(zhì)時(shí)，除了在光的傳播方向以外，在其他方向也可以看到光，這種現(xiàn)象叫光的散射。散 射26由于光纖經(jīng)過(guò)集束制成光纜，在各種環(huán)境下進(jìn)行光纜敷設(shè)、光纖接續(xù)以及作為系統(tǒng)的耦合與連接等引起的光纖附加損耗損耗 3附加損耗 光纖/光纜的彎曲損耗、微彎損耗 光纖線(xiàn)路中的連接損耗 光器件之間的耦合損耗等附加損耗27損耗譜00.51.01.52.02.53.08001000120014001600波長(zhǎng)（nm）損耗（dB/km）140THz50THzOH-吸收峰OH-吸收峰OH-吸收峰OESCLIIIIIIIVV8501310 1550 28色 散時(shí)間光功率入

9、射光脈沖波形單模光纖時(shí)間光功率出射光脈沖波形當(dāng)光纖的輸入端入射光脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳輸以后，在光纖輸出端，光脈沖波形發(fā)生了時(shí)間上的展寬，產(chǎn)生碼間干擾，這種現(xiàn)象即為色散。色散紅紫白光.29光脈沖信號(hào)中的不同頻譜成份在光纖中的傳輸速度不同，導(dǎo)致脈沖信號(hào)傳輸后展寬甚至離散。脈沖展寬T色散 1色度色散30脈沖展寬 (ps) = D(ps/ nm*km) S(nm) L(km)1 0 1 0 1 0 1 1 0 11 0 1 0 1 0 1 1 0 1InputOutputTimeTime脈沖展寬 1/4 比特周期時(shí)會(huì)引起誤碼 脈沖展寬色散 1色度色散的影響31色散 2偏振模色散PMD光纖中的光傳輸可描

10、述成完全是沿X軸振動(dòng)和完全是沿Y軸振動(dòng)或一些光在兩軸上的振動(dòng)。每個(gè)軸代表一個(gè)偏振“?！眱蓚€(gè)偏振模的到達(dá)時(shí)間差偏振模色散PMD32 環(huán)境因素和工藝缺陷引起的纖芯橢圓及應(yīng)力 幾乎可忽略，但是無(wú)法完全消除，只能從光器件上使之最小化 脈沖寬度越窄的超高速系統(tǒng)中，PMD的影響越大色散 2偏振模色散PMD33色散 2偏振模色散PMD的影響34色散補(bǔ)償從系統(tǒng)的角度來(lái)看，光纖色散與光纖的長(zhǎng)度呈正比，即光纖色散是具有累積性質(zhì)的，因而光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在著有光纖色散決定的傳輸距離限制。對(duì)于長(zhǎng)距(LONG HAUL)、超長(zhǎng)距（ULTRA LONG HAUL）應(yīng)用，必須對(duì)色散進(jìn)行控制和管理。 需要利用具有負(fù)波長(zhǎng)色散的

11、色散補(bǔ)償光纖（DCF），對(duì)色 散進(jìn)行補(bǔ)償，降低整個(gè)傳輸線(xiàn)路的總色散。35光纖非線(xiàn)性效應(yīng) 1 自相位調(diào)制（SPM）激光強(qiáng)度變化光纖折射率變化引起光信號(hào)自身的相位調(diào)整36在多波長(zhǎng)系統(tǒng)中，一個(gè)信道的相位變化不僅與本信道的光強(qiáng)有關(guān)，也與其它相鄰信道的光強(qiáng)有關(guān)由于相鄰信道間的相互作用，相互調(diào)制的相位變化稱(chēng)為交叉相位調(diào)制（XPM）光纖非線(xiàn)性效應(yīng) 2 交叉相位調(diào)制（XPM）A通道折射率變化B通道信號(hào)相位調(diào)整B通道折射率變化37當(dāng)多個(gè)一定強(qiáng)度的光波在光纖中混波時(shí)各個(gè)波長(zhǎng)信道間的非線(xiàn)性作用會(huì)導(dǎo)致新波長(zhǎng)的產(chǎn)生；致使各波長(zhǎng)信道間能量的轉(zhuǎn)移和互相串?dāng)_。光纖非線(xiàn)性效應(yīng) 3四波混頻（FWM）38 產(chǎn)生新的波長(zhǎng)，使原有信號(hào)

12、的光能量受到損失，影響系統(tǒng)的信噪比等性能； 如果產(chǎn)生的新波長(zhǎng)與原有某波長(zhǎng)相同或交疊，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的串?dāng)_。 光纖非線(xiàn)性效應(yīng) 3四波混頻的影響39光纖非線(xiàn)性效應(yīng) 4 受激拉曼散射（SRS）光子輸入 lP輸出lP40光纖非線(xiàn)性效應(yīng) 5受激布里淵散射（SBS）聲子四、波分復(fù)用技術(shù)定義系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層次關(guān)鍵技術(shù)波長(zhǎng)規(guī)范42四、波分復(fù)用（WDM）lNl2l1lNl2l1lNl2l1光復(fù)用器光解復(fù)用器光纖放大器WDM定義：不同波長(zhǎng)的光信號(hào)復(fù)用到一根光纖中進(jìn)行傳送的方式 稱(chēng)為波分復(fù)用Page 43高速路加油站巡邏車(chē)示 例小車(chē)/信號(hào) 高速路/光纖 加油站/光放站 巡邏車(chē)/監(jiān)控信道10GGE44 信道1 信道N光分

13、波 器1n 接收1接收n輸出光接收機(jī)光轉(zhuǎn)發(fā)器1輸入 信道1 信道N1n 光轉(zhuǎn)發(fā)器n光合波 器光發(fā)射機(jī)光監(jiān)控道發(fā)送器網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)DWDM系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)光監(jiān)控道接收器sLAss光中繼放大PAsBA光監(jiān)控信道接收/發(fā)送DWDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖OMUTX OTU11TX OTU22TX OTU3232EMUOWUOSCODURX OTU1621RX OTU163231OMTOMUTX OTU11TX OTU22TX OTU3232EMUOWUOSCODURX OTU1621RX OTU163231OMTOBAOPAOPAOBAEMUOWUOSCILAOLAOLAOTM信號(hào)流發(fā)送端L-EVENOTUM40C-O

14、DDOTUM40ITLLL-ODDOTUM40MCA-LOAU-LGMCA-CCC-EVENOTUM40OAU-CGFIUSC1ITL400G800G1200G1600GDCMDCM47平滑擴(kuò)容4010G16010G8010G平滑擴(kuò)容48IPATMSDHDWDMOpen Optical InterfaceSDHATMIP其它DWDM在傳輸網(wǎng)中的定位光纖物理層49WDM系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 光源技術(shù)和光電檢測(cè)器 光波分復(fù)用器和解復(fù)用器技術(shù) 光放大技術(shù)DWDM對(duì)光源的要求1、標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定的波長(zhǎng)，滿(mǎn)足ITU-T建議，符合規(guī)范。 標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)16/32波系統(tǒng)，為， 間隔100GHz 穩(wěn)定：工作時(shí)，不允許有大的波長(zhǎng)漂移

15、2、具有良好的光譜性能，高色散容限，滿(mǎn)足遠(yuǎn)距離傳輸 在使用光放大技術(shù)后，DWDM系統(tǒng)再生段主要受色散 和光信噪比的限制。Page 51優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)簡(jiǎn)單、成本較低缺點(diǎn)：因存在1和0頻率的變化，不可避免存在啁啾。啁啾的存在展寬了激光器發(fā)射光譜的帶寬，使光源的光譜特性變壞，限制了系統(tǒng)的傳輸速率和距離；適用于短距離傳輸直接調(diào)制光源 直接調(diào)制：直接調(diào)就是利用電信號(hào)的1和0控制激光器的開(kāi)、關(guān)，使特定波長(zhǎng)的光波攜載電信號(hào)。Page 52優(yōu)點(diǎn)：頻率啁啾較低，色散受限距離較長(zhǎng)缺點(diǎn)：技術(shù)較復(fù)雜電吸收調(diào)制光源（EA）Page 53優(yōu)點(diǎn)：可忽略啁啾，色散受限距離很長(zhǎng)缺點(diǎn)：技術(shù)難度大，不便于集成馬赫-策恩德?tīng)栒{(diào)制光源（M

16、-Z）Page 54三種光源的比較WDM中，我們常用的是電吸收調(diào)制光源和直調(diào)光源發(fā)光：半導(dǎo)體激光器LD（Laser Diode）Page 55光電檢測(cè)器光電檢測(cè)器的作用是把接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。半導(dǎo)體光檢測(cè)器主要有兩類(lèi)：PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）。 PIN管由于其靈敏度比較低（一般為-20dBm左右）、過(guò)載點(diǎn)比較高（一般為0dBm左右）適用于短距離傳送。 APD管由于其靈敏度比較高（一般為-28dBm左右） 、過(guò)載點(diǎn)比較低（一般為-9dBm左右），適用于長(zhǎng)距離傳送。較高的反向偏壓以及較強(qiáng)的輸入光信號(hào)都可能導(dǎo)致反偏電流過(guò)大，使APD管被反向擊穿。因此在現(xiàn)場(chǎng)需要注意操作

17、規(guī)范：1、使用OTDR表等能輸出大功率光信號(hào)的儀器對(duì)光路進(jìn)行測(cè)量時(shí)，注意將對(duì)端通信設(shè)備與光路斷開(kāi)，一面強(qiáng)光損壞接收機(jī)。 2、保證輸入光功率不超過(guò)器件允許的最大值，單板自環(huán)時(shí)注意加適當(dāng)?shù)乃p器。 3、不能采用將光纖連接器插松的形式來(lái)代替光衰減器。 56波分復(fù)用器件包括合波器和分波器，又叫光復(fù)用器和光解復(fù)用器復(fù)用器fiber解復(fù)用器OM/OD技術(shù)波分復(fù)用器件57OM/OD技術(shù)OM/OD器件合波器（OM）分波器（OD)把來(lái)自光纖的光波分解成具有原標(biāo)稱(chēng)波長(zhǎng)的光通路信號(hào)，分別輸入到相應(yīng)的光通路接收機(jī)中，即對(duì)光波起解復(fù)用作用。把具有標(biāo)稱(chēng)波長(zhǎng)的各復(fù)用通路光信號(hào)合成為一束光波，送到光纖中進(jìn)行傳輸，對(duì)光波起復(fù)用

18、作用。合波器和分波器能58 光柵型光波分復(fù)用器 介質(zhì)薄膜濾波器型（DTF) 耦合器型（熔錐型） 陣列波導(dǎo)光柵型(AWG)OM/OD技術(shù)OM/OD器件類(lèi)型59OM/OD器件類(lèi)型 1光柵型濾波器60OM/OD器件類(lèi)型 1光柵型復(fù)用器原理屬于角色散型器件，當(dāng)光到光柵上后，由于光柵的角色散作用，使不同的光信號(hào)以不同的角度出射，然后經(jīng)過(guò)透鏡會(huì)聚 到不同的輸出光纖，從而完成波長(zhǎng)選擇和分離的作用，反之就可以實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)的合并。優(yōu)點(diǎn) 波長(zhǎng)選擇特性?xún)?yōu)良，可以使波長(zhǎng)間隔小到左右 并聯(lián)工作，插入損耗不會(huì)隨復(fù)用信道的數(shù)目增加而增加缺點(diǎn) 溫度穩(wěn)定性不好61合波光（1, 2. n）123nn-1OM/OD器件類(lèi)型 2介質(zhì)薄膜

19、濾波器復(fù)用器62OM/OD器件類(lèi)型 2介質(zhì)薄膜濾波器復(fù)用器原理利用幾十層不同的介質(zhì)薄膜組合起來(lái)，組成具有特定波長(zhǎng)選擇特性的干涉濾波器，就可以實(shí)現(xiàn)將不同的波長(zhǎng)分離或合并優(yōu)點(diǎn) 可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的小型化器件 信號(hào)通帶比較平坦 插入損耗較低 溫度特性很好 缺點(diǎn) 加工復(fù)雜，但目前的工藝已經(jīng)比較成熟 通路數(shù)不能太多。631234。 34 OM/OD器件類(lèi)型 3耦合器型復(fù)用器64OM/OD器件類(lèi)型 3耦合器型復(fù)用器原理通過(guò)將多根光纖熔融在一起，使多個(gè)輸入波長(zhǎng)可以耦合在一起，達(dá)到波長(zhǎng)合并的目的，但不能用來(lái)將不同波長(zhǎng)進(jìn)行分離。優(yōu)點(diǎn) 溫度特性很好 光通道帶寬較好 制造簡(jiǎn)單，易于批量生產(chǎn)缺點(diǎn)尺寸較大，信道隔離度差，

20、復(fù)用的波長(zhǎng)數(shù)少輸入波導(dǎo)群輸出波導(dǎo)群1,2 ,. n1n.片狀波導(dǎo) 陣列波導(dǎo)硅襯底OM/OD器件類(lèi)型 4陣列波導(dǎo)波分復(fù)用器（AWG）66OM/OD器件類(lèi)型 4陣列波導(dǎo)波分復(fù)用器（AWG）原理是以光集成技術(shù)為基礎(chǔ)的平面波導(dǎo)型器件。優(yōu)點(diǎn)并聯(lián)工作，可以復(fù)用的通道數(shù)多尺寸小易于批量生產(chǎn)缺點(diǎn)需要溫度補(bǔ)償67DWDM系統(tǒng)與光波分復(fù)用器件的對(duì)應(yīng)關(guān)系光波分復(fù)用器類(lèi)型合波器分波器32波以下40波80波以上32波以下40波80波以上耦合型-陣列波導(dǎo)型-介質(zhì)薄膜型-光柵型-68信道隔離度插入損耗復(fù)用通路數(shù)OM/OD技術(shù)波分復(fù)用器主要參數(shù)代表波分復(fù)用器件能進(jìn)行復(fù)用與解復(fù)用的光通路數(shù)量， 它與器件的分辨率、隔離度等參數(shù)密

21、切相關(guān)它表征此光元器件中各復(fù)用光通路彼此之間的隔離程度波分復(fù)用器件本身對(duì)光信號(hào)的衰耗作用69中心波長(zhǎng)帶 寬反射系數(shù)是指在波分復(fù)用器件的輸入端，反射光功率與入射光功率之比進(jìn)出復(fù)用器的波長(zhǎng)與ITU-T規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)相比不能相差太大偏差，否則會(huì)引起系統(tǒng)崩潰。該參數(shù)僅對(duì)分波器有效，20dB描述分波器阻帶特性，描述分波器帶通特性O(shè)M/OD技術(shù)波分復(fù)用器主要參數(shù)70波長(zhǎng)相對(duì)功率要求：信道間功率均衡 良好的光譜特性（頂平而沿陡）OM/OD技術(shù)波分復(fù)用器光譜要求71光放大器的出現(xiàn)和發(fā)展克服了高速長(zhǎng)距離傳輸?shù)淖畲笳系K光功率受限，這是光通信史上的重要里程碑。光放大器是一種不需要經(jīng)過(guò)光/電/光變換而直接對(duì)光信號(hào)進(jìn)行

22、放大的有源器件光放大技術(shù)72光放大技術(shù)放大器分類(lèi)73光放大技術(shù)摻鉺光纖放大器EDFA主要是由摻鉺光纖、泵浦源、耦合器和光隔離器組成 耦合器光隔離器光隔離器摻鉺光纖泵浦激光器輸入信號(hào)輸出信號(hào) 是為了保證泵浦光與EDFA中合波器的反射光不向外洩漏，光隔離器的特點(diǎn)是只允許正方向的光進(jìn)入。 信號(hào)光和與泵浦光同時(shí)沿?fù)姐s光纖傳 輸，泵浦光的能量被光纖中的鉺離子吸收而躍遷到更 高的能級(jí)，并可以通過(guò)能級(jí)間的受激發(fā)射轉(zhuǎn)移為信號(hào)光的能量。信號(hào)光沿?fù)姐s光纖長(zhǎng)度不斷放大，泵浦光 沿?fù)姐s光纖長(zhǎng)度不斷衰減把鉺離子從E1能級(jí)“泵”到E3能級(jí)，使其形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)，為受激幅射創(chuàng)造條件。 把泵浦光與信號(hào)光合并在一起輸入到

23、摻鉺光纖中74光放大技術(shù) EDFA的工作原理980nm泵浦快速非輻射躍遷N1N3N21530 1560nm信號(hào)受激輻射躍遷和自發(fā)輻射躍遷15301560nm信號(hào)受激吸收1480nm 泵浦基態(tài)Er3+激發(fā)態(tài)亞穩(wěn)態(tài)75DWDM系統(tǒng)中使用的EDFA必須具有: 足夠的帶寬 平坦的增益 低噪聲系數(shù) 高輸出功率光放大技術(shù)重要性能指標(biāo) 特別是增益平坦度，這是DWDM系統(tǒng)對(duì)EDFA的特殊要求！76EDFA增益平坦示意圖77光放大技術(shù) EDFA的增益平坦度解決增益均衡的途徑首先是實(shí)現(xiàn)增益譜的平坦可采用的方法大體上可分為濾波器型和本征型兩類(lèi)78合波器12n 光功率放大分波器12n 光線(xiàn)路放大光前置放大光線(xiàn)路放大

24、合波信號(hào)功率提升 較大的輸出功率 中繼設(shè)備 補(bǔ)償線(xiàn)路傳輸損耗 較小的噪聲系數(shù) 較大輸出光功率 提高接收靈敏度 要求噪聲系數(shù)較小光放大技術(shù) EDFA的應(yīng)用分類(lèi)79采用1480的泵浦源的EDFA特點(diǎn)：較高的泵浦效率，可以輸出較大功率，但噪聲較高。光放大技術(shù) EDFA的泵浦源分類(lèi)有兩種泵浦源 ：980nm 和1480nm980nm采用980nm的泵浦源的EDFA特點(diǎn)：低噪聲1480nm80 當(dāng)WDM系統(tǒng)的傳輸鏈路突然斷開(kāi)，如果光放大器的泵浦源不關(guān)閉，繼續(xù)向摻鉺光纖 “泵浦”，使處于穩(wěn)態(tài)的鉺離子越積累越多；若此時(shí)有一個(gè)較高功率的光信號(hào)輸入，將使所有處于亞穩(wěn)態(tài)的鉺離子發(fā)生受激幅射，從而導(dǎo)致光放大器的輸出

25、光功率出現(xiàn)“尖峰” ，“燒壞”光連接器和光接收機(jī)，給系統(tǒng)帶來(lái)無(wú)法彌補(bǔ)的損傷光放大技術(shù) EDFA的光浪涌問(wèn)題81光監(jiān)控技術(shù)光監(jiān)控通道（OSC）復(fù)用器解復(fù)用器OBAOPAOPAOBA解復(fù)用器復(fù)用器OLAOLAOLAOLAOLAOLA OSC OSC OSC OSC OSC82光監(jiān)控技術(shù)光監(jiān)測(cè)信道應(yīng)考慮的問(wèn)題 監(jiān)控通路不應(yīng)限制光放大器中泵浦光源的光波長(zhǎng)（980nm和1480nm） 監(jiān)控通路不應(yīng)限制未來(lái)在1310nm波長(zhǎng)的業(yè)務(wù) 線(xiàn)路放大器失效時(shí)，監(jiān)控通路應(yīng)仍然可用 監(jiān)控通路不應(yīng)限制兩線(xiàn)路放大器間的傳輸距離83 采用 1510nm 的波長(zhǎng) 信號(hào)速率為 2.048Mb/s 接收機(jī)靈敏度：48dbm 信號(hào)碼

26、型: CMI（信號(hào)翻轉(zhuǎn)碼） 信號(hào)發(fā)送功率: 0 7 dbm光監(jiān)控技術(shù)光監(jiān)測(cè)信道的實(shí)現(xiàn)監(jiān)控通道的實(shí)現(xiàn)：84013114151623典型OSC信息的幀結(jié)構(gòu)00時(shí)隙:幀定位字節(jié)1時(shí)隙: E1字節(jié)（中繼段公務(wù))2時(shí)隙:F1字節(jié)3-14時(shí)隙: D1D12 (數(shù)據(jù)通信通道)15時(shí)隙:E2字節(jié)(復(fù)用段公務(wù))16-31時(shí)隙:保留字節(jié)1231415163185波段劃分OSECL86波段劃分波段名稱(chēng)說(shuō)明波長(zhǎng)范圍O波段 原始(Original)1260-1360E波段 擴(kuò)展(Extended)1360-1460S波段 短波(Short)1460-1530C波段 常規(guī)(Conventional)1530-1565L波

27、段 長(zhǎng)波(Long)1565-1625U波段 超常(Ultralong)1625-167587當(dāng)復(fù)用通路為16波/32波/40波時(shí)：第1波的中心頻率為通路間隔為100GHz頻率向上遞增標(biāo)稱(chēng)中心頻率標(biāo)稱(chēng)中心頻率是指WDM系統(tǒng)中每個(gè)復(fù)用通路對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)（頻率）。88標(biāo)稱(chēng)中心頻率898/16/32/40波系統(tǒng)工作波長(zhǎng)說(shuō)明工作波長(zhǎng)范圍：C波段（1530nm1565nm）頻率范圍：通路間隔：100 GHz中心頻率偏差：20GHz（速率低于）；（速率10Gbit/s）90 80波系統(tǒng)工作波長(zhǎng)說(shuō)明工作波長(zhǎng)范圍：C波段（1530nm1565nm）頻率范圍：C波段（192.10 196.00THz 和 ）通路

28、間隔：50GHz中心頻率偏差：5GHz91 160波系統(tǒng)工作波長(zhǎng)說(shuō)明工作波長(zhǎng)范圍：C波段（1530nm1565nm）+L波段（1565nm1625nm）頻率范圍：C波段（和192.15196.05THz ）+ L波段（187.00190.90THz 和186.95190.85THz ）通路間隔：50GHzSDH的基本概念同步數(shù)字傳輸序列（Synchronous Digital Hierarchy），是一整套可進(jìn)行同步數(shù)字傳輸、復(fù)用和交叉連接的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號(hào)的等級(jí)結(jié)構(gòu)。SDH的產(chǎn)生最早提出SDH概念的是美國(guó)貝爾通信研究所，稱(chēng)為光同步網(wǎng)絡(luò)(SONET)。目的是在光路上實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，便于不同廠家的產(chǎn)品

29、能在光路上互通，從而提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性。 1988年，國(guó)際電報(bào)電話(huà)咨詢(xún)委員會(huì)(CCITT)接受了SONET的概念，重新命名為“同步數(shù)字系列(SDH)” 。 五、SDH原理介紹中國(guó)的SDH基本復(fù)用映射結(jié)構(gòu)STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指針處理映射定位復(fù)用AUG-N13731映射在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處（例如SDH/PDH邊界處），將支路信號(hào)適配進(jìn)虛容器的過(guò)程。象我們經(jīng)常使用的將各種速率（140Mbit/s、34Mbit/s、2Mbit

30、/s）信號(hào)先經(jīng)過(guò)碼速調(diào)整，分別裝入到各自相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器中，再加上相應(yīng)的低階或高階的通道開(kāi)銷(xiāo)，形成各自相對(duì)應(yīng)的虛容器的過(guò)程定位定位是指通過(guò)指針調(diào)整，使指針的值時(shí)刻指向低階VC幀的起點(diǎn)在TU凈負(fù)荷中或高階VC幀的起點(diǎn)在AU凈負(fù)荷中的具體位置，使收端能據(jù)此正確地分離相應(yīng)的VC。復(fù)用通過(guò)字節(jié)交錯(cuò)間插方式把TU組織進(jìn)高階VC或把AU組織進(jìn)STM-N的過(guò)程。C-12容器12；與2M相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)信息結(jié)構(gòu)，完成2M信號(hào)速率適配，4個(gè)基幀組成一復(fù)幀。VC-12虛容器12；與2M相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)信息結(jié)構(gòu)，完成對(duì)某路2M信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)控。TU-12支路單元12；與VC-12相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)信息結(jié)構(gòu)，完成對(duì)VC-12的一級(jí)指針定

31、位。2M復(fù)用步驟TUG-2支路單元組2；TUG-3支路單元組3。2MC-12VC-12TU-12；3TU-12TUG-2；7TUG-2TUG-3；3TUG-3VC-4STM-1。STM-1可裝入373=63個(gè)2M信號(hào)。2M復(fù)用結(jié)構(gòu)是3-7-3結(jié)構(gòu)。2M復(fù)用步驟TUG-3支路單元組3；與TU-3相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)信息結(jié)構(gòu)。3TUG-3VC-4AU4-STM-1；所以STM-1僅能復(fù)用進(jìn)63路2M。 2M復(fù)用步驟Page 98STM-N幀結(jié)構(gòu)向左傳送，先傳開(kāi)銷(xiāo)Page 99開(kāi)銷(xiāo)段開(kāi)銷(xiāo)通道開(kāi)銷(xiāo)再生段開(kāi)銷(xiāo)復(fù)用段開(kāi)銷(xiāo)高階段通道開(kāi)銷(xiāo)低階段通道開(kāi)銷(xiāo)開(kāi)銷(xiāo)RSOH、MSOH、HPOH、LPOH完成層層細(xì)化的監(jiān)控功能。

32、Page 100開(kāi)銷(xiāo)定幀字節(jié)：A1、A2尋找連續(xù)信號(hào)流的幀頭A1=f6H、A2=28H開(kāi)銷(xiāo)數(shù)字通信通路(DCC)字節(jié)：D1D12網(wǎng)元網(wǎng)管之間、網(wǎng)元和網(wǎng)元之間OAM信息通路D1D3用于再生段(DCCR)，帶寬364kb/sD4D12用于復(fù)用段(DCCM)，帶寬964kb/s開(kāi)銷(xiāo)再生段誤碼監(jiān)測(cè)B1字節(jié)對(duì)再生段信號(hào)流進(jìn)行監(jiān)控方式為BIP8偶校驗(yàn)BIP8偶校驗(yàn)工作機(jī)理：以8bit為單位(一個(gè)字節(jié)為單位)校驗(yàn)相應(yīng)bit列（bit塊）使相應(yīng)列1的個(gè)數(shù)為偶公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié)：E1、E2光纖連通業(yè)務(wù)未通或業(yè)務(wù)已通時(shí)各站間的公務(wù)聯(lián)絡(luò)分別提供1個(gè)64kb/s數(shù)字電話(huà)通路E1用于再生段公務(wù)聯(lián)絡(luò)E2用于復(fù)用段公務(wù)聯(lián)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)再

33、生段追蹤字節(jié)：J0重復(fù)地發(fā)送段接入點(diǎn)標(biāo)識(shí)符，以便使接收端能據(jù)此確認(rèn)與指定的發(fā)送端處于持續(xù)連接狀態(tài)B1字節(jié)工作機(jī)理發(fā)端對(duì)對(duì)上一個(gè)已擾碼幀(1#STM-N)進(jìn)行BIP8偶校驗(yàn)，所得值放于本幀(2#STM-N)的B1字節(jié)處收端對(duì)所收當(dāng)前未解擾幀(1#STM-N)進(jìn)行BIP8偶校驗(yàn)，所得值B1與所收下一幀解擾后(2#STM-N)的B1字節(jié)相異或異或的值為零則表示傳輸無(wú)誤碼塊，有多少個(gè)1則表示出現(xiàn)多少個(gè)誤碼塊若收端檢測(cè)到B1誤碼塊，在收端RS-BBE性能事件中反映出來(lái)A1 00110011A2 11001100A3 10101010A4 00001111B 01011010BIP-8例：某信號(hào)一幀有4個(gè)

34、字節(jié)，對(duì)其進(jìn)行BIP8偶校驗(yàn)如圖：開(kāi)銷(xiāo)Page 105J1B3C2G1F2H4F3K3N1112619高階通道開(kāi)銷(xiāo)高階通道開(kāi)銷(xiāo)J1 通道蹤跡字節(jié)B3 通道BIP-8字節(jié)C2 信號(hào)標(biāo)識(shí)字節(jié)G1 通道狀態(tài)字節(jié)F2、F3 通道使用者通路H4 復(fù)幀位置指示器K3(b1b4) 自動(dòng)保護(hù)倒換(APS)通路N1 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者字節(jié)K3(b5b8) 備用比特 VC4Page 106119500us VC-12復(fù)幀V5J2N2VC-12VC-12VC-124K4VC-12低階通道開(kāi)銷(xiāo)Page 107低階通道開(kāi)銷(xiāo)V5通道狀態(tài)和信號(hào)標(biāo)記字節(jié)：V5(類(lèi)似G1和C2字節(jié))復(fù)幀中的第一個(gè)字節(jié)，TU-PTR所指示的字節(jié)VC-1

35、2誤碼監(jiān)測(cè)、VC-12通道狀態(tài)對(duì)告、信號(hào)標(biāo)記b1b2：BIP2誤碼監(jiān)測(cè)LP-BBE(B3)b3：收端接收誤碼情況對(duì)告指示LP-REI (G1:b1b4)b4：遠(yuǎn)端故障指示 LP-RFI (當(dāng)LP-RDI或?qū)Χ顺掷m(xù)一定時(shí)間后或?qū)Χ松蠄?bào)BIP_EXC ）b5b7：信號(hào)標(biāo)記；若為000，本端相應(yīng)通道產(chǎn)生LP-UNEQ告警(C2)b8：本端接收到TU-AIS、LP-TIM、LP-SLM時(shí)，通過(guò)b8反饋給發(fā)端相應(yīng)通道上LP-RDI告警信號(hào)(G1:b5)Page 108指針調(diào)整的原理Page 109指針調(diào)整的產(chǎn)生AU指針產(chǎn)生的機(jī)理NET系統(tǒng)時(shí)鐘接收時(shí)鐘發(fā)送時(shí)鐘根本原因Page 110指針調(diào)整的產(chǎn)生AU指針

36、產(chǎn)生的機(jī)理DATA線(xiàn)路信號(hào)遠(yuǎn)端網(wǎng)元本端網(wǎng)元DATACLKWCLKRHRA0Page 111指針調(diào)整的產(chǎn)生AU指針產(chǎn)生的機(jī)理當(dāng)數(shù)據(jù)寫(xiě)入速度大于數(shù)據(jù)讀出速度時(shí)，RA將增加當(dāng)數(shù)據(jù)寫(xiě)入速度小于數(shù)據(jù)讀出速度時(shí)，RA將減小當(dāng)，Lmin RA Lmax 時(shí)，不產(chǎn)生AU指針調(diào)整規(guī)定讀出地址值最小值Lmin和最大值LmaxPage 112STMABCDEFFFGGHHINP140Mb/s2Mb/s34Mb/s注：以2Mb/s為例SPIRSTTTFMSPMSTMSAHPCPPIPPILPALPAHPTHPTLPTLPCHPAOHAOHA接口SEMFMCFQ接口F接口D4D12D1D3外同步HOAHOILOIwLJ

37、KMSETSSETPITM設(shè)備的典型功能塊的組成高階部分信號(hào)流高階部分信號(hào)流中告警、性能的產(chǎn)生和檢測(cè)低階部分信號(hào)流低階部分信號(hào)流中告警、性能的產(chǎn)生和檢測(cè)Page 115R-LOSR-LOFMS-EXCB2-OVERMS-AISAU-LOPAU-AISHP-UNEQHP-TIMHP-SLMTU-AIS告警流程圖 復(fù)用段保護(hù)倒換實(shí)現(xiàn)概念： 二纖雙向共享保護(hù)環(huán)對(duì)每個(gè)跨距段來(lái)說(shuō)只需要2根光纖，每根光纖都載送部分工作通路和部分保護(hù)通路，每根光纖的前一半通路規(guī)定為工作通路，后一半通路規(guī)定為保護(hù)通路，即每根光纖的一半容量留作另一根光纖工作通路的保護(hù)。一根光纖中的工作通路被繞著環(huán)相反方向行進(jìn)的保護(hù)通路所保護(hù)。

38、二纖雙向共享復(fù)用段及其特性第二章 復(fù)用段保護(hù)倒換實(shí)現(xiàn)二纖雙向共享復(fù)用段及其特性業(yè)務(wù)保護(hù)示意：SNC起始端SNC終結(jié)端保護(hù)SNC工作SNC子網(wǎng)一子網(wǎng)二網(wǎng)元A網(wǎng)元B選擇器子網(wǎng)：一條鏈、一個(gè)環(huán)，甚至更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)都可以是一個(gè)子網(wǎng)基本概念:子網(wǎng)連接保護(hù)當(dāng)工作子網(wǎng)連接（或網(wǎng)絡(luò)連接）失效或者性能劣于某一必要水平時(shí)，工作子網(wǎng)連接將由保護(hù)子網(wǎng)連接代替。 子網(wǎng)連接保護(hù)六、傳輸新技術(shù)介紹ASON（自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)）OTN（光傳送網(wǎng)）PTN（分組傳送網(wǎng)）PON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的概念 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）是一種可以使用交換控制技術(shù)建立連接的一種光網(wǎng)絡(luò)（如：SDH、OTN或WDM）。呼叫請(qǐng)求連接請(qǐng)求呼叫接

39、受呼叫接受連接指示呼叫請(qǐng)求Page 121為什么需要ASON網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性大容量業(yè)務(wù)疏導(dǎo)靈活業(yè)務(wù)調(diào)度提供增值業(yè)務(wù)ASON快速業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突發(fā)性需求實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)管理降低運(yùn)營(yíng)成本Page 122業(yè)務(wù)交叉平面線(xiàn)路接口線(xiàn)路接口管理鏈路通道業(yè)務(wù)鏈路通道管理鏈路通道業(yè)務(wù)鏈路通道網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)網(wǎng)元通訊控制系統(tǒng)控制鏈路通道控制鏈路通道信令協(xié)議（RSVP-TE）路由協(xié)議（OSPF-TE）鏈路管理協(xié)議（LMP）ASON網(wǎng)元結(jié)構(gòu)抽象巴西國(guó)干光纜中斷7次業(yè)務(wù)沒(méi)有影響1234567業(yè)務(wù)的原始路徑是從BHE-SDR-SGI-RCEBHESGIFLASDRSPORIORCE樞紐瓊海三亞海府儋州安定澄邁文昌萬(wàn)寧陵水白沙昌江東方樂(lè)

40、東沖坡瓊中保亭五指山屯昌臨高9500350010G連接 全MESH，抗多點(diǎn)失效、網(wǎng)絡(luò)安全性高 保護(hù)恢復(fù)多種業(yè)務(wù)保護(hù)方式提高帶寬利用率海南電信省干:21個(gè)節(jié)點(diǎn)的全MESH網(wǎng)絡(luò)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)。OTN通過(guò)、等一系列ITU-T的建議所規(guī)范的新一代“數(shù)字傳送體系”和“光傳送體系”。OTN將解決傳統(tǒng)WDM網(wǎng)絡(luò)無(wú)波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)調(diào)度能力、組網(wǎng)能力弱、保護(hù)能力弱等問(wèn)題。什么是OTN？ OTN關(guān)鍵特點(diǎn)127OTN的幀結(jié)構(gòu)介紹OTUk（k=1、2、3）幀由OTUk開(kāi)銷(xiāo)、ODUk幀和OTUk

41、 FEC三部分組成，總共4行4080字節(jié)OTUk幀的結(jié)構(gòu)相同，但是幀的發(fā)送速率不同OTUk幀共4行4080列，以字節(jié)為單位，總共有44080=16320字節(jié)。OTUk幀在發(fā)送時(shí)按照先從左到右，再?gòu)纳系较碌捻樞蛑饌€(gè)字節(jié)發(fā)送。 1COL#ROW#12347814151617382438254080凈荷區(qū)域ODUk開(kāi)銷(xiāo)區(qū)域OTUk開(kāi)銷(xiāo)區(qū)域OPUk開(kāi)銷(xiāo)區(qū)域FEC冗余碼區(qū)域定幀字節(jié)128客戶(hù)信號(hào) 到OTM的適配過(guò)程 Optical Transport ModuleOPSnOTUkOptical Channel (OCh)Optical Channel Carrier (OCC)OCCOCCOCCClie

42、ntODUkFECOHOCh Transport Unit (OTUk)OPUkOHOCh Data Unit (ODUk)ClientOHOCh Payload Unit (OPUk)WrapperAssociated overheadOPS0Optical Physical SectionOTM Overhead SignalOptical Supervisory ChannelOSCOOSOSCOHOHOHNon-associated overheadOMSnOTSnOptical Multiplex SectionOptical Transmission SectionPage 129ROADM-長(zhǎng)途網(wǎng)靈活的端到端的波長(zhǎng)調(diào)度方案ROADM實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)業(yè)務(wù)的端到端的調(diào)度，支持任意波長(zhǎng)業(yè)務(wù)上下；ROADM站點(diǎn)可靈活的更改波長(zhǎng)業(yè)務(wù)穿通或上下?tīng)顟B(tài)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；ROADM網(wǎng)絡(luò)可以遠(yuǎn)程進(jìn)行波長(zhǎng)業(yè)務(wù)配置或光功率調(diào)