光纖通信電子教案第六章城域光網(wǎng)絡(luò)

第六章城域光網(wǎng)絡(luò)6.1城域光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)城域網(wǎng)是指在地域上覆蓋城市及其郊區(qū)范圍、為城域多業(yè)務(wù)提供綜合傳送平臺的網(wǎng)絡(luò)，能實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體、IP等接入

城域網(wǎng)也才用分層結(jié)構(gòu)，共分三層，即核心層、會聚層和接入層，如圖6-1圖6-1帶寬IP網(wǎng)絡(luò)示意圖3.接入層接入層主要是用來為用戶提供具體的接入手段的2.會聚層會聚層主要完成信息的會聚和分布任務(wù)，實現(xiàn)用戶網(wǎng)絡(luò)管理1.核心層核心層主要完成城域網(wǎng)內(nèi)部信息的高速傳送與交換，實現(xiàn)與其他網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通6.2寬帶光接入網(wǎng)6.2.1光接入網(wǎng)的概念光接入網(wǎng)〔OAN〕是指以光纖作為傳輸媒質(zhì)來取代傳統(tǒng)的雙絞線接入網(wǎng)1.OAN的參考配置圖6-4OAN的參考配置6.2.2無源光網(wǎng)絡(luò)的傳輸原理及其應(yīng)用1.PON傳輸原理

OLT至ONU的信號流為下行信號各ONU至OLT的上行信號可以采用OTDMA，OWDMA和OCDMA等多址接入技術(shù)〔1〕光時分多址〔OTDMA〕〔2〕光波分多址〔OWDMA〕〔3〕光碼分多址〔OCDMA〕2.PON技術(shù)應(yīng)用〔1〕網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)PON的結(jié)構(gòu)有樹形、星形、環(huán)形和總線形等幾種OAN存在三種根本應(yīng)用形式：FTTC，F(xiàn)TTB和FTTH〔2〕OLT，ONU和ODN的功能結(jié)構(gòu)①光線路終端〔OLT〕的功能結(jié)構(gòu)②ONU功能塊〔3〕光配線網(wǎng)〔ODN〕6.2.3ATM無源光網(wǎng)絡(luò)〔APON〕ATM〔異步傳輸模式〕是一種信息傳遞方式，是以分組交換傳遞模式為根底實現(xiàn)B-ISDN的核心技術(shù)APON系統(tǒng)是將ATM和PON技術(shù)結(jié)合起來，即在PON網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)基于ATM信元的傳輸，從而使系統(tǒng)具有如下特點多個ONU可共享光纖介質(zhì)，從而大大降低系統(tǒng)本錢在OLT與遠(yuǎn)端用戶之間無需使用有源器件。因而是使接入網(wǎng)的可靠性大大提高〔相對于有源光網(wǎng)絡(luò)而言〕可實現(xiàn)有QoS質(zhì)量的多業(yè)務(wù)的綜合傳輸可充分利用ATM統(tǒng)計復(fù)用的特點，促進(jìn)實現(xiàn)PON中的動態(tài)帶寬分配圖6-9APON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)〔1〕APON幀結(jié)構(gòu)〔2〕突發(fā)信號的收發(fā)與同步技術(shù)6.2.4以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)〔EPON〕技術(shù)及其應(yīng)用1.EPON的傳輸原理與幀結(jié)構(gòu)〔1〕EPON的根本結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)〔EthernetPON，EPON〕是指采用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)以太網(wǎng)接入的網(wǎng)絡(luò)它主要由三局部組成：光線路終端〔OLT〕、光分配網(wǎng)〔ODN〕和光網(wǎng)絡(luò)單元/光網(wǎng)絡(luò)終端〔ONU/ONT〕在EPON系統(tǒng)中采用了分層的概念，其協(xié)議分層如圖6-12所示圖6-12EPON的協(xié)議分層〔2〕EPON信息流及其幀結(jié)構(gòu)

①下行信號流②上行信號流2.EPON數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)鏈路層的關(guān)鍵技術(shù)主要包括上行信道的多址控制協(xié)議〔MPCP〕、ONU的即插即用問題、OLT測距和延時補償兼容性等3.三波長EPON應(yīng)用結(jié)構(gòu)6.3光互聯(lián)網(wǎng)IPoverSONET/SDH也稱為POS，它是通過SONET/SDH提供的高速傳輸通道來直接傳送IP分組，因而由此所構(gòu)成的數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)是由高速光纖傳輸通道相連接的大容量高端路由器構(gòu)成，實際上它是在傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)概念根底上的一種擴展6.3.1IPoverSDH1.數(shù)據(jù)的封裝參照OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型在圖6-18中給出了IPoverSDH的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)圖6-18IPoverSDH的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)〔1〕協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)〔2〕IP包在PPP幀中的封裝(3)PPP-HDLC幀結(jié)構(gòu)〔4〕IPoverSDH的特點圖6-19IPoverSDH數(shù)據(jù)封裝過程2.IPoverSDH的特點①IP與SDH技術(shù)的結(jié)合是將IP分組通過點到點協(xié)議直接映射到SDH幀，其中省掉了中間的ATM層，從而保存Internet的無連接特性，簡化了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，提高了傳輸效率，降低了本錢，易于兼容不同技術(shù)體系和實現(xiàn)網(wǎng)間互連②符合Internet業(yè)務(wù)的特點③能利用SDH技術(shù)本身的環(huán)路自愈功能進(jìn)行鏈路保護以防止鏈路故障而造成的網(wǎng)絡(luò)停頓，提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性④僅對IP業(yè)務(wù)提供良好的支持，不適于多業(yè)務(wù)平臺，可擴展性不理想，只有業(yè)務(wù)分級，而無業(yè)務(wù)質(zhì)量分級，尚不支持VPN〔虛擬專用網(wǎng)〕和電路仿真⑤不能像IPoverATM技術(shù)那樣提供較好的效勞質(zhì)量保障〔QoS〕3.IPoverSDH應(yīng)用方案4.基于SDH的吉比特以太網(wǎng)〔GbitEthernetoverSDH，GEOS〕技術(shù)〔1〕數(shù)據(jù)封裝①協(xié)議內(nèi)容②映射過程〔2〕GEOS應(yīng)用方案①系統(tǒng)結(jié)構(gòu)②GEOS的速率適配問題③GEOS系統(tǒng)的優(yōu)點6.3.2IPoverWDM1.IPoverWDM圖6-25給出了IPoverWDM光網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)示意圖圖6-25IPoverWDH分層結(jié)構(gòu)IPoverWDM幀結(jié)構(gòu)有SDH幀格式和吉比特以太網(wǎng)幀格式WDM光層包括光通道層、光復(fù)用層和光傳輸層。光通道層負(fù)責(zé)為多種形式的用戶提供端到端的透明傳輸。光復(fù)用段層負(fù)責(zé)提供同時使用多波長傳輸光信號的能力。光傳輸段層負(fù)責(zé)提供使用多種不同規(guī)格光纖來傳輸信號的能力。這三層都具有監(jiān)測的功能，只有各自監(jiān)管的對象不同。光傳輸段層監(jiān)控傳輸段層中的光放大器和光中繼器，而其他各層那么提供系統(tǒng)性能監(jiān)測和檢錯功能2.IPoverWDM的特點①簡化了層次，減少了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和功能重疊，從而降低了網(wǎng)管復(fù)雜程度②充分利用光纖的帶寬資源，極大的提高了寬帶和相對的傳輸速率