第11章 城域傳輸網(wǎng)設(shè)計(jì)增強(qiáng)版

第11章城域傳輸網(wǎng)設(shè)計(jì)11.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)【重點(diǎn)】11.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)【重點(diǎn)】11.3電信級(jí)以太城域網(wǎng)設(shè)計(jì)主講：易建勛111.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)

主講：易建勛211.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)11.1.1SDH網(wǎng)絡(luò)工作原理ITU-T在SONET基礎(chǔ)上制定了SDH（同步數(shù)字系列）標(biāo)準(zhǔn)。1．SDH幀結(jié)構(gòu)SDH采用以字節(jié)為基礎(chǔ)的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)?；編Y(jié)構(gòu)為STM-N（同步傳輸模塊）。STM-1幀：9行×270列=2430Byte幀傳輸原則：按幀結(jié)構(gòu)順序，從左到右，自上至下逐個(gè)字節(jié)傳輸，傳完一行再傳下一行，傳完一幀再傳下一幀。主講：易建勛311.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[P291圖11-1]STM-1幀結(jié)構(gòu)主講：易建勛411.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[P291圖11-1]STM-4幀結(jié)構(gòu)主講：易建勛511.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)ITU-T規(guī)定，任何級(jí)別的STM-N幀，幀頻都是8000幀/秒，幀周期恒為125μs。STM-1的傳輸速率為：8000×2430×8=155.52Mbit/s。STM-N幀開(kāi)銷和位置是固定的，與負(fù)載無(wú)關(guān)。SDH幀可以封裝各種信息（如Ethernet、E1、PPP等），因此SDH可用于集成新的服務(wù)。在SDH鏈路上使用PPP封裝，因此可以在SDH傳輸網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)IPoverSDH。主講：易建勛611.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)2．SDH的容器容器主要完成速率調(diào)整功能。ITU-T規(guī)定了5種標(biāo)準(zhǔn)容器：C11、C12、C2、C3、C4，我國(guó)只采用C12、C3和C4三種容器。由標(biāo)準(zhǔn)容器出來(lái)的數(shù)據(jù)流加上通道開(kāi)銷后，就構(gòu)成了虛容器（VC），它用于支持通道層的連接。主講：易建勛711.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)3．SDH的映射、定位和復(fù)用將低速支路信號(hào)復(fù)用為SDH標(biāo)準(zhǔn)速率信號(hào)，要經(jīng)歷映射、定位和復(fù)用3個(gè)步驟。映射將支路信號(hào)適配進(jìn)虛容器（VC）。定位將幀偏移信息收進(jìn)支路單元。復(fù)用將多個(gè)信道的信號(hào)復(fù)合起來(lái)，在一個(gè)公共信道上進(jìn)行傳輸。主講：易建勛811.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[P292圖11-2]我國(guó)采用的SDH復(fù)用與映射結(jié)構(gòu)主講：易建勛911.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)4．字節(jié)間插復(fù)用字節(jié)間插是將低級(jí)別的STM，向高級(jí)別的STM復(fù)用的方式。例如，STM-4的模塊容量是STM-1的4倍，字節(jié)間插就是有規(guī)律地分別從4個(gè)STM-1中，依次抽出1個(gè)字節(jié)插入到STM-4中，在以上過(guò)程中，STM保持幀頻不變（8000幀/秒）。主講：易建勛1011.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)由于支路信號(hào)在STM-N幀中的位置固定，因此可直接分出或插入?？梢杂米止?jié)間插復(fù)用方式，將低速信號(hào)插入到高速STM-N模塊中；也可以用字節(jié)間插復(fù)用方式，從高速STM-N信號(hào)中分出低速支路信號(hào)。信號(hào)分出和插入設(shè)備稱為ADM（分插復(fù)用器）。主講：易建勛1111.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]信號(hào)的分出與插入主講：易建勛1211.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)11.1.2SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)接口1．光接口與電接口ITU-TG.957將光接口分為三類：局內(nèi)通信光接口短距離局間通信光接口長(zhǎng)距離局間通信光接口主講：易建勛1311.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)2．SDH接口速率等級(jí)ITU-T規(guī)定了SDH接口標(biāo)準(zhǔn)速率等級(jí)；基本等級(jí)STM-1的速率為155.52Mbit/s；高等級(jí)的同步傳輸模塊，可以由低等級(jí)的模塊復(fù)接而成，復(fù)接個(gè)數(shù)是4的倍數(shù)。例如：STM-4＝STM-1×4；STM-16＝STM-4×4；STM-64＝STM-16×4等。主講：易建勛1411.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]SDH光接口類型主講：易建勛1511.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)3．SDH設(shè)備接口（1）SDH電接口E1（2Mbit/s）電接口；75Ω同軸接口；STM-1155Mbit/s電接口；100/1000M以太電接口等。（2）同步時(shí)鐘接口外接高精度時(shí)鐘源（如BITS）接口；如符合G.703建議的2.048MHz外同步時(shí)鐘接口接口為75Ω同軸接插件。主講：易建勛1611.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)（3）數(shù)字通信及設(shè)備維護(hù)接口。X.25接口，作網(wǎng)絡(luò)管理接口；RS232接口，作網(wǎng)元管理接口；以太網(wǎng)接口，作網(wǎng)絡(luò)管理接口；N×64kbit/s接口，作數(shù)據(jù)通信接口；RS422數(shù)據(jù)接口；RJ11接口，作公務(wù)電話接口等。（4）電源接口。給設(shè)備子架提供-48V電源進(jìn)行電源告警管理主講：易建勛1711.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)11.1.3SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)的同步1．信號(hào)的同步同步是數(shù)字信號(hào)在傳輸時(shí)，速率必須保持一致。（1）位同步收發(fā)兩端的時(shí)鐘頻率必須同頻、同相。常用方法是接收端直接從接收到的信號(hào)碼流中提取時(shí)鐘信號(hào)，作為接收端的時(shí)鐘基準(zhǔn)，使收發(fā)雙方時(shí)鐘保持同步。（2）幀同步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和語(yǔ)音信號(hào)的正確分路。主講：易建勛1811.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)（3）數(shù)字同步網(wǎng)（4）準(zhǔn)同步在數(shù)字網(wǎng)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)分別設(shè)置高精度的獨(dú)立時(shí)鐘，速率的變化限制在規(guī)定范圍內(nèi)。通常國(guó)際通信時(shí)采用準(zhǔn)同步方式。主講：易建勛1911.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)2．SDH同步網(wǎng)SDH同步的方法有主從同步和偽同步。（1）主從同步網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)一時(shí)鐘主局，配有高精度時(shí)鐘，網(wǎng)內(nèi)各局均以主局時(shí)鐘為定時(shí)基準(zhǔn)，并且逐級(jí)下控，直到網(wǎng)絡(luò)終端局。一般用于國(guó)家、地區(qū)內(nèi)部的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)SDH網(wǎng)采用分級(jí)主從同步方式。主講：易建勛2011.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]時(shí)鐘的主從同步主講：易建勛2111.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)（2）偽同步各數(shù)字交換局在時(shí)鐘上相互獨(dú)立，毫無(wú)關(guān)聯(lián)，而各數(shù)字交換局的時(shí)鐘都具有極高的精度和穩(wěn)定度，一般用銫原子鐘。由于銫原子鐘精度高，誤差很小，接近同步。偽同步方式一般用于國(guó)際數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)中。主講：易建勛2211.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)11.1.4SDH傳輸網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)1．SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大部分SDH器件以插板形式，集中安裝在機(jī)柜中。[P395圖11-5]SDH信號(hào)交換方式主講：易建勛2311.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)（1）TM（終端復(fù)用器）將多路低速信號(hào)復(fù)用成為1路高速信號(hào)，或者將1路高速信號(hào)分接成多路低速信號(hào)。（2）ADM（分插復(fù)用器）應(yīng)用最廣泛的設(shè)備，用于SDH網(wǎng)絡(luò)的中間局站。主要功能：在高速信號(hào)中分出或插入部分低速信號(hào)；進(jìn)行不同VC（虛容器）之間的互連；構(gòu)成自愈環(huán)網(wǎng)絡(luò)。主講：易建勛2411.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)（3）DXC（數(shù)字交叉連接設(shè)備）對(duì)接入端口的速率進(jìn)行控制；分接/插入功能；分離業(yè)務(wù)功能；電路調(diào)度功能；簡(jiǎn)易網(wǎng)絡(luò)配置功能；網(wǎng)關(guān)功能；網(wǎng)絡(luò)保護(hù)倒換功能；測(cè)試設(shè)備接入功能等。主講：易建勛2511.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)（4）REG（再生中繼器）延長(zhǎng)傳輸距離，不能上/下電路。純光再生中繼器，主要進(jìn)行光功率放大，以延長(zhǎng)光傳輸距離；電再生中繼器，通過(guò)光/電變換，電信號(hào)抽樣、判決、再生整形，電/光變換，達(dá)到消除線路噪聲，保證線路傳送信號(hào)波形的完好。主講：易建勛2611.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)2．SDH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)SDH網(wǎng)絡(luò)支持的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有：點(diǎn)到點(diǎn)、鏈路形、環(huán)形、星形和網(wǎng)狀形等[P296圖11-6]SDH網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)主講：易建勛2711.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]SDH系統(tǒng)組成主講：易建勛2811.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)3．自愈環(huán)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，無(wú)需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)在極短的時(shí)間內(nèi)（ITU-T規(guī)定為50ms），使業(yè)務(wù)自動(dòng)從故障中恢復(fù)傳輸。自愈是通過(guò)備用信道將失效的業(yè)務(wù)自動(dòng)恢復(fù)，不涉及具體故障部件和線路的修復(fù)。故障的修復(fù)仍然需要人工干預(yù)才能完成。主講：易建勛2911.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)5．SDH城域傳輸網(wǎng)設(shè)計(jì)案例（1）設(shè)計(jì)目標(biāo)（2）組網(wǎng)方案（3）傳輸系統(tǒng)（4）設(shè)備配置（5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（6）網(wǎng)管系統(tǒng)（7）業(yè)務(wù)功能及實(shí)現(xiàn)（8）網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步主講：易建勛3011.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]SDH網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例主講：易建勛3111.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]SDH網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例主講：易建勛3211.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]SDH網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例主講：易建勛3311.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]SDH網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例主講：易建勛3411.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]SDH網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例主講：易建勛3511.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]SDH網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例主講：易建勛3611.1SDH骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]SDH網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主講：易建勛3711.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)主講：易建勛3811.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)11.2.1DWDM網(wǎng)絡(luò)工作原理1．WDM系統(tǒng)工作原理波分復(fù)用（WDM）是在一根光纖中同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)光信號(hào)的技術(shù)。WDM是一種物理層技術(shù)，它可以傳送任何格式的信號(hào)。WDM采用頻分復(fù)用（FDM）技術(shù)，每個(gè)波長(zhǎng)信道在光譜中占用一定的頻率。WDM采用一系列特定長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)光波長(zhǎng)。主講：易建勛3911.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)2．DWDM與CWDMWDM系統(tǒng)按照波長(zhǎng)信道間距不同，分為CWDM（粗波分復(fù)用）和DWDM（密集波分復(fù)用）。一般認(rèn)為：波長(zhǎng)信道間距大于1nm，且信道總數(shù)少于18個(gè)時(shí)，稱為CWDM；如果波長(zhǎng)信道間距小于1nm，且信道總數(shù)大于18個(gè)，則稱為DWDM系統(tǒng)?，F(xiàn)有的商用WDM系統(tǒng)大部分是DWDM系統(tǒng)。主講：易建勛4011.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)3．單纖雙向傳輸單纖雙向傳輸可以減少光纖和線路放大器的數(shù)量。雙向傳輸?shù)腄WDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜。目前DWDM系統(tǒng)大部分采用單纖單向傳輸。對(duì)于單纖雙向傳輸?shù)腄WDM系統(tǒng)，我國(guó)沒(méi)有完全禁止，但也并不提倡。EPON系統(tǒng)是采用時(shí)分復(fù)用的單纖雙向傳輸系統(tǒng)。主講：易建勛4111.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)4．WDM信道容量現(xiàn)有的成熟技術(shù)，在C波段（1530～1565nm）和L波段（1565～1615nm）采用0.8nm（100GHz）信道間距，可傳送64個(gè)光信道；如果采用0.4nm（50GHz）信道間距，可傳送128個(gè)光信道；CWDM采用20nm（2500GHz）信道間距，可以傳輸18個(gè)光信道。目前在單光纖上采用DWDM技術(shù)，商用總?cè)萘窟_(dá)到了3.2Tbit/s（80信道×40Gbit/s，烽火通信）主講：易建勛4211.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]實(shí)驗(yàn)室DWDM系統(tǒng)性能主講：易建勛4311.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)5．DWDM系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)DWDM系統(tǒng)與傳送內(nèi)容無(wú)關(guān)。DWDM可傳送IP、SDH等數(shù)字信號(hào)，也可以傳送CATV、視頻監(jiān)控、音頻等模擬信號(hào)。不同波長(zhǎng)的光信號(hào)可以在同一根光纖中獨(dú)立傳輸而互不干擾，因此能在一根光纖中同時(shí)傳輸聲音、視頻、數(shù)據(jù)等多媒體信息，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)綜合。DWDM系統(tǒng)可以節(jié)約大量的光纖資源。主講：易建勛4411.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)如果DWDM系統(tǒng)中的ROADM（可重構(gòu)光分插器）和OXC（光交換機(jī)）設(shè)備能夠商用化，就可以直接進(jìn)行光交換，免除O-E-O（光-電-光）轉(zhuǎn)換步驟，提升網(wǎng)絡(luò)效率。DWDM系統(tǒng)擴(kuò)容時(shí)，不需要改變?cè)械墓饫w設(shè)備，也不需要鋪設(shè)光纖，只需要更換光端機(jī)或增加一個(gè)光波長(zhǎng)，就可以進(jìn)行容量擴(kuò)充，因此DWDM是理想的擴(kuò)容技術(shù)。主講：易建勛4511.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)6．DWDM的發(fā)展（1）新調(diào)制碼型不斷應(yīng)用。（2）信道間距不斷變窄。（3）單信道傳輸速率不斷提高。（4）光傳輸網(wǎng)（OTN）已經(jīng)開(kāi)始商業(yè)化試用。主講：易建勛4611.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)7．DWDM系統(tǒng)存在的問(wèn)題（1）網(wǎng)絡(luò)管理仍不成熟。（2）性能管理有待研究。（3）不同廠商的DWDM產(chǎn)品兼容性較差。（4）一些重要的光器件不成熟。（5）隨著信道間距的減小，相鄰信道之間的信號(hào)光譜開(kāi)始發(fā)生重疊。（6）設(shè)備費(fèi)用仍然相當(dāng)高。主講：易建勛4711.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)11.2.2DWDM網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)現(xiàn)在ITU-T還沒(méi)有形成統(tǒng)一的WDM規(guī)范。1．集成式WDM系統(tǒng)和開(kāi)放式WDM系統(tǒng)集成式WDM兼容性較差，應(yīng)用不多。開(kāi)放式WDM系統(tǒng)是在波分復(fù)用器前加入OTU（波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器），將SDH、Ethernet、CATV等不規(guī)范的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)。開(kāi)放式WDM系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不同廠商的DWM設(shè)備，工作在一個(gè)WDM系統(tǒng)內(nèi)。主講：易建勛4811.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[P301圖11-9]開(kāi)放式WDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主講：易建勛4911.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]DWDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主講：易建勛5011.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)2．波長(zhǎng)工作區(qū)的選擇在1548～1560nm波長(zhǎng)區(qū)內(nèi)的16個(gè)波長(zhǎng)，可充分利用EDFA的高增益區(qū)，更容易實(shí)現(xiàn)各信道的增益均衡。很容易在該區(qū)域的另一側(cè)（1530～1545nm）開(kāi)通另外16個(gè)波長(zhǎng)，擴(kuò)容為32信道的WDM系統(tǒng)。WDM系統(tǒng)對(duì)中心頻率偏移有嚴(yán)格規(guī)定。信道間距為100GHz的16×2.5Gbit/s的WDM系統(tǒng)，到光信號(hào)終了時(shí)，波長(zhǎng)偏移應(yīng)不大于±20GHz。主講：易建勛5111.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)3．WDM系統(tǒng)環(huán)路保護(hù)業(yè)務(wù)集中型網(wǎng)絡(luò)多采用光通道保護(hù)環(huán)方式;業(yè)務(wù)分散型網(wǎng)絡(luò)多采用光復(fù)用段保護(hù)環(huán)方式。（1）光通道保護(hù)環(huán)光通道保護(hù)環(huán)采用雙發(fā)優(yōu)收（單收）方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)，一根光纖組成工作環(huán)路，另一根光纖組成保護(hù)環(huán)路。主講：易建勛5211.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)1+1保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)：信號(hào)發(fā)送端同時(shí)向工作環(huán)路和保護(hù)環(huán)路發(fā)送數(shù)據(jù)，由接收端進(jìn)行信號(hào)選收。不需要復(fù)雜的倒換協(xié)議，可靠性較高。1：1保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)：首端的連接是不確定的，產(chǎn)生保護(hù)倒換請(qǐng)求時(shí)，才進(jìn)行保護(hù)首端的連接。缺點(diǎn)：光通道利用率低，成本較高。主講：易建勛5311.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)（2）光復(fù)用段保護(hù)環(huán)只在光信道上進(jìn)行1+1保護(hù)；不對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行保護(hù)；這種方法減少了成本。主講：易建勛5411.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]4纖雙向自愈環(huán)主講：易建勛5511.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)4．WDM系統(tǒng)安全要求當(dāng)輸入的光信號(hào)功率迅速增大時(shí)，會(huì)使光放大器內(nèi)部產(chǎn)生“光浪涌”現(xiàn)象，導(dǎo)致輸出的光功率出現(xiàn)“尖峰”，其峰值功率可達(dá)到數(shù)十瓦。這種高功率的光信號(hào)非常危險(xiǎn)，有可能燒壞光連接器件和光接收機(jī)。為了防止光浪涌，當(dāng)檢出光纜中斷或信號(hào)中斷時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)減小或切斷向光放大器的饋送功率；鏈路狀態(tài)恢復(fù)時(shí)，待光信號(hào)恢復(fù)一定時(shí)間后，再恢復(fù)光放大器的饋送功率。主講：易建勛5611.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)11.2.3DWDM網(wǎng)絡(luò)常用器件1．DWDM系統(tǒng)組成發(fā)射部分：光發(fā)射機(jī)，光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器（OTU），光合波器（OMU）接收部分：光分波器（ODU），光接收機(jī)等傳輸部分：光線路放大器（LA），光分插復(fù)用器（OADM）等主講：易建勛5711.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控部分：光監(jiān)控通道（OSC）等；網(wǎng)管部分：工作站（WS），網(wǎng)絡(luò)管理終端（EOT），管理軟件等。主講：易建勛5811.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)2．光端機(jī)（1）光發(fā)射機(jī)DWDM系統(tǒng)對(duì)波長(zhǎng)、波長(zhǎng)間距、中心頻率偏移等有嚴(yán)格要求。（2）光接收機(jī)主講：易建勛5911.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)3．摻鉺光纖放大器（EDFA）（1）光放大器功能DWDM系統(tǒng)光放段距離為60～80km；光放大器不需要經(jīng)過(guò)光-電-光（O-E-O）轉(zhuǎn)換，可直接對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大的有源器件。光中繼放大器（REG）可對(duì)光信號(hào)進(jìn)行O-E-O轉(zhuǎn)換，并且對(duì)信號(hào)進(jìn)行3R（再放大，再整形，再定時(shí)）處理；使用光中繼放大器（REG）后，光信號(hào)傳輸距離可達(dá)到600km。主講：易建勛6011.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)（2）光放大器的類型目前商用的光放大器：摻稀土元素的摻鉺光纖放大器（EDFA）；半導(dǎo)體激光放大器（SOA）；非線性拉曼光纖放大器（SRA）。目前WDM系統(tǒng)大部分采用EDFA。主講：易建勛6111.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)（3）EDFA工作原理EDFA由摻鉺光纖、泵浦激光和耦合器等組成。EDFA是在石英光纖中摻入鉺離子（E3+），使摻鉺光纖具有受激放大功能；然后用高功率泵浦激光對(duì)摻鉺光纖進(jìn)行輻射激發(fā)，摻鉺光纖受輻射激發(fā)后會(huì)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大。耦合器的功能是將光信號(hào)與泵浦激光混合。主講：易建勛6211.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[P304圖11-11]摻鉺光纖放大器基本結(jié)構(gòu)主講：易建勛6311.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)（4）EDFA技術(shù)性能980nm泵浦激光可以保持較低的噪聲系數(shù)；1480nm泵浦激光可以獲得較大的輸出功率。出于激光安全性和光纖非線性的考慮，輸出光功率一般限制在17dBm以下。光信號(hào)的放大與碼率和信號(hào)格式無(wú)關(guān)。EDFA能把各波長(zhǎng)光信號(hào)同時(shí)放大。WDM系統(tǒng)經(jīng)過(guò)500～600km的傳輸后（中間需要OLA），必須使用光中繼放大器（REG）對(duì)信號(hào)進(jìn)行“光-電-光”轉(zhuǎn)換和3R處理。主講：易建勛6411.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)4．光合波器（OMU）與光分波器（ODU）（1）分波/合波器的功能。光合波器與光分波器也稱為復(fù)用器/解復(fù)用器（MUX/DEMUX）。合波器是將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)結(jié)合在一起的器件；分波器將多波長(zhǎng)信號(hào)分解為個(gè)別波長(zhǎng)輸出的器件。主講：易建勛6511.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)（3）分波/合波器技術(shù)性能光柵型分波/合波器是一種無(wú)源器件；波長(zhǎng)間距可縮小到0.51nm。插入損耗不會(huì)隨信道的增多而增加；能實(shí)現(xiàn)32～131個(gè)波長(zhǎng)的復(fù)用。光柵型分波/合波器對(duì)溫度很敏感，因此必須采用溫控措施。主講：易建勛6611.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[P305圖11-12]光柵型分波/合波器工作原理主講：易建勛6711.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)5．光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器（OTU）將輸入的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成滿足G.692要求的光信號(hào)。大部分光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器屬于光-電-光型。光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器功能：光信號(hào)惡化的情況下，進(jìn)行光信號(hào)再生和放大；波長(zhǎng)的上路與下路；光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器可以接觸電信號(hào)，它很容易進(jìn)行開(kāi)銷處理。主講：易建勛6811.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)6．光分插復(fù)用器（OADM）OADM的功能有選擇地按需上下路波長(zhǎng)；上下路波長(zhǎng)不影響直通波長(zhǎng)；對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)與WDM標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；控制上下路波長(zhǎng)的功率，補(bǔ)償鏈路損耗；對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行管理和開(kāi)銷處理；滿足光信號(hào)的常規(guī)要求。如最大信噪比（OSNR）;功率一致性;光損耗等。主講：易建勛6911.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)7．光監(jiān)控信道（OSC）使用中繼放大器的WDM系統(tǒng)，需要增加一個(gè)額外的光監(jiān)控信道，對(duì)光放大器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。一般采用1510nm波長(zhǎng)，監(jiān)控信號(hào)速率為2Mbit/s，信號(hào)發(fā)送功率為0～7dBm。主講：易建勛7011.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)11.2.4DWDM傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)1．DWDM網(wǎng)絡(luò)對(duì)光纖的要求DWDM系統(tǒng)容易引發(fā)四波混頻（一種光干擾信號(hào)）等現(xiàn)象。2．DWDM網(wǎng)絡(luò)對(duì)設(shè)備的要求城域網(wǎng)傳輸距離一般在80km以內(nèi)，對(duì)光纖的傳輸衰減不敏感，這免除了使用外部調(diào)制解調(diào)器和光放大器的要求，以及相應(yīng)的信道均衡要求。主講：易建勛7111.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)3．DWDM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DWDM支持環(huán)型、鏈路型、網(wǎng)狀型、樹(shù)型等結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)大多采用鏈路型和環(huán)型結(jié)構(gòu)。WDM城域網(wǎng)大多采用環(huán)型結(jié)構(gòu)。光通信設(shè)備故障率很低，故障大多來(lái)自光纜線路。主講：易建勛7211.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]DWDM城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)主講：易建勛7311.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]DWDM網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例主講：易建勛7411.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]DWDM網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例主講：易建勛7511.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]DWDM網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例主講：易建勛7611.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)11.2.5CWDM在城域網(wǎng)中的應(yīng)用1．CWDM定義的工作波長(zhǎng)ITU-TG.694.2定義了1270～1610nm的18個(gè)標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)的CWDM（粗波分復(fù)用）系統(tǒng)。CWDM產(chǎn)品有8波長(zhǎng)和16波長(zhǎng)兩種形式。8波長(zhǎng)系統(tǒng)目前應(yīng)用較多。8波長(zhǎng)一般選用1460～1620nm（S+C+L）波段；16波長(zhǎng)的CWDM系統(tǒng)必須采用損耗平坦的G.652C“全波"光纖。主講：易建勛7711.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)2．CWDM波長(zhǎng)間距G.694.2選取20nm做為CWDM系統(tǒng)的通道間隔；這種間隔允許使用無(wú)致冷器的激光源。光濾波器通帶寬度為13nm左右。主講：易建勛7811.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)3．CWDM系統(tǒng)信號(hào)功率DWDM系統(tǒng)每波長(zhǎng)需要消耗4W左右的功率；CWDM系統(tǒng)每波長(zhǎng)只需要0.5W左右的功率。4波長(zhǎng)的CWDM系統(tǒng)，消耗10～15W的功率。CWDM系統(tǒng)一般不采用線路光放（LA），最大傳輸距離為50km左右。主講：易建勛7911.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)4．CWDM在城域網(wǎng)中的應(yīng)用CWDM的優(yōu)勢(shì)在于成本較低不需要冷卻激光器，采用價(jià)格低廉的無(wú)源濾波器，使用廉價(jià)的小型光端機(jī)。目前CWDM系統(tǒng)成本只有DWDM的30%左右。CWDM適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、以太網(wǎng)、SDH等網(wǎng)絡(luò)，特別適合短距離（50km以下）、高帶寬（2.5Gbit/s以上）、接入點(diǎn)密集的通信應(yīng)用，如園區(qū)網(wǎng)絡(luò)通信。主講：易建勛8011.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]CWDM網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例主講：易建勛8111.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]CWDM網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例主講：易建勛8211.2DWDM骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)[案例]CWDM與DWDM的技術(shù)比較主講：易建勛8311.3電信級(jí)以太城域網(wǎng)設(shè)計(jì)主講：易建勛8411.3電信級(jí)以太城域網(wǎng)設(shè)計(jì)11.3.1城域以太網(wǎng)技術(shù)特征1．以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展全球已有10億多個(gè)以太網(wǎng)交換端口；以太網(wǎng)端口占全球數(shù)據(jù)端口的95%以上；以太網(wǎng)已有長(zhǎng)期應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)；流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序與以太網(wǎng)兼容；以太網(wǎng)初始建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本較低；擴(kuò)展性好，容易安裝開(kāi)通等。城域以太網(wǎng)與傳統(tǒng)以太網(wǎng)比較，僅保留了幀結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)單性，其他特征已有根本性變化。主講：易建勛8511.3電信級(jí)以太城域網(wǎng)設(shè)計(jì)2．城域以太網(wǎng)技術(shù)特征（1）標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、接口和協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化；標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)傳送，如：以太網(wǎng)專線（EPL）；以太網(wǎng)虛擬專線（EVPL）；以太局域網(wǎng)（E-LAN）等。主講：易建勛8611.3電信級(jí)以太城域網(wǎng)設(shè)計(jì)（2）擴(kuò)展性城域以太網(wǎng)支持用戶的數(shù)量（百萬(wàn)級(jí)用戶）；網(wǎng)絡(luò)的地理范圍（百公里）；業(yè)務(wù)識(shí)別（數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻）；網(wǎng)絡(luò)控制能力（AAA、OAM）；組網(wǎng)規(guī)模等。主講：易建勛8711.3電信級(jí)以太城域網(wǎng)設(shè)計(jì)（3）可靠性星形結(jié)構(gòu)組網(wǎng)時(shí)，可能出現(xiàn)廣播風(fēng)暴等問(wèn)題；增加信令協(xié)議，實(shí)現(xiàn)環(huán)形組網(wǎng)；鏈路聚合耗費(fèi)了大量的線路和端口資源，不適合城域以太網(wǎng)；生成樹(shù)協(xié)議（STP）恢復(fù)時(shí)間為秒級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電信級(jí)要求的50ms。城域以太網(wǎng)要確保業(yè)務(wù)倒換時(shí)間小于50ms。主講：易建勛8811.3電信級(jí)以太城域網(wǎng)設(shè)計(jì)（4）QoS城域以太網(wǎng)的QoS技術(shù)：流分類：根據(jù)MAC地址、VLANID、IP地址及端口號(hào)區(qū)分業(yè)務(wù)流。映射：根據(jù)策略，對(duì)實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的業(yè)務(wù)設(shè)置為EF（加速轉(zhuǎn)發(fā)）；對(duì)丟包敏感，而實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的業(yè)務(wù)，設(shè)置為AF（確保轉(zhuǎn)發(fā)）；對(duì)應(yīng)普通業(yè)務(wù)設(shè)置為BF（盡力而為）。主講：易建勛8911.3電信級(jí)以太城域網(wǎng)設(shè)計(jì)擁塞控制：根據(jù)業(yè)務(wù)的不同需求，對(duì)數(shù)據(jù)流應(yīng)用不同的擁塞控制算法。隊(duì)列調(diào)度：確保時(shí)延和抖動(dòng)等性能。主講：易建勛9011.3電信級(jí)以太城域網(wǎng)設(shè)計(jì)（5）電信級(jí)管理OAM（操作、管理、維護(hù)）功能要求。以太網(wǎng)OAM能力很弱，管理功能不足以支持電信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)范圍。以太網(wǎng)交換機(jī)不具備內(nèi)置的故障定位和性能監(jiān)視能力。主講：易建勛9111.3電信級(jí)以太城域網(wǎng)設(shè)計(jì)11.3.2城域以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)1．城域以太網(wǎng)參考模型城域以太網(wǎng)主要承載業(yè)務(wù)：面向公眾用戶的多業(yè)務(wù)承載；企業(yè)用戶的專線/VPN業(yè)務(wù)承載。（1）城域以太網(wǎng)組網(wǎng)參考模型。[如圖11-20]主講：易建勛9211.3電信級(jí)以太城域網(wǎng)設(shè)計(jì)（2）城域以太網(wǎng)業(yè)務(wù)參考模型[P316圖11-21]城域以太網(wǎng)業(yè)務(wù)參考模型主講：易建勛9311.3電信級(jí)以太城域網(wǎng)設(shè)計(jì)2．城域以太網(wǎng)業(yè)務(wù)類型（1）EVC（以太網(wǎng)虛連接）EVC是一種端到端的邏輯管道連接，以太網(wǎng)幀一旦進(jìn)入到管道中是不會(huì)被泄露的。EVC可以將數(shù)據(jù)流量有效地隔離開(kāi)來(lái)，通過(guò)對(duì)EVC及其中的流量進(jìn)行相應(yīng)控制。MEF定義了3種城域以太網(wǎng)業(yè)務(wù)類型：E-Line點(diǎn)到點(diǎn)業(yè)務(wù)E-LAN多點(diǎn)到多點(diǎn)E-Tree點(diǎn)到多點(diǎn)。主講：易建勛9411.3電信級(jí)以太城域網(wǎng)設(shè)計(jì)（2）E-Line業(yè)務(wù)類型E-Line業(yè)