光纖通信-ch9 光 網(wǎng) 絡(luò)

第九章光網(wǎng)絡(luò)光同步數(shù)字網(wǎng)–SDH

–

SynchronousDigitalHierarchy

SDH出現(xiàn)的時代背景

SDH：同步數(shù)字傳輸體制（SynchronousDigitalHierarchy–SDH），是一種傳輸?shù)捏w制（協(xié)議），它規(guī)范了數(shù)字信號的幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用方式、傳輸速率等級、接口碼型等特性。不得不提的是：PDH：準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PlesiochronousDigitalHierarchy-PDH）

規(guī)范了數(shù)字信號的幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用方式、傳輸速率等級、接口碼型等特性。兩種傳輸體制的根本區(qū)別：幀結(jié)構(gòu)不同，映射和復(fù)用路徑不同，同步方式不同。SDH和PDH

光端機(jī)

光端機(jī)

電端機(jī)

電端機(jī)微波收發(fā)信機(jī)微波收發(fā)信機(jī)程控交換機(jī)程控交換機(jī)移動交換機(jī)移動交換機(jī)分組交換機(jī)分組交換機(jī)傳輸設(shè)備交換設(shè)備交換設(shè)備

用戶終端設(shè)備基站衛(wèi)星模擬用戶線中繼線模擬用戶線中繼線2Mb/s300~3400Hz300~3400Hz基站微波光纖PCM

用戶終端設(shè)備2Mb/s交換網(wǎng)傳輸網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)交換網(wǎng)PCMPDHSDHWDMPDHSDHWDM通信網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)PDH的基本幀結(jié)構(gòu)

量化編碼抽樣量化編碼抽樣量化編碼抽樣PCM30/32時隙復(fù)用2M輸出n2M輸出12M輸入n2M輸入1300~3400Hz模擬信號64kbit/s數(shù)字信號交換時分用戶電路信令同步TS0TS1TS2TS15TS16TS17TS3116~30個話路1~15個話路隨路信令同步碼32時隙（125μs）8bit傳輸速率=32×8/(125×10-6)=2.048Mbit/s（簡稱2M）

2M幀結(jié)構(gòu)︷︸︸程控交換機(jī)原理2.048kbit/s幀:

32x8bit=256bitin125μs編碼的語音/數(shù)據(jù)信號編碼的語音/數(shù)據(jù)信號信令信息時隙0123456789101112131415161718192021222324252627282930312Mbit/s幀結(jié)構(gòu)Si:保留給國際使用Sa4:非緊急告警(0=告警)A:遠(yuǎn)端告警(1=緊急告警)Sa4toSa8:空余比特或用于數(shù)據(jù)鏈路信息(點(diǎn)對點(diǎn)應(yīng)用)FAS:幀同步信號(0011011)NFAS:非幀同步信號2.048kbit/s幀結(jié)構(gòu):32x8bit=256bitin125μs

Si0011011編碼的語音/數(shù)據(jù)信號編碼的語音/數(shù)據(jù)信號信令信息時隙

Si1ASaSaSaSaSa

45678幀同步字節(jié)(frames0,2,4...)非幀同步字節(jié)(frames1,3,5...)

(M)0123456789101112131415161718192021222324252627282930312Mbit/s幀結(jié)構(gòu)Si:保留給國際使用Sa4:非緊急告警(0=告警)A:遠(yuǎn)端告警(1=緊急告警Y:對端復(fù)幀告警(1=Alarm)E:CRC誤碼指示(0=Error)Sa4toSa8:空余比特或用于數(shù)據(jù)鏈路信息(點(diǎn)對點(diǎn)應(yīng)用)FAS:幀同步信號(0011011)NFAS:非幀同步信號用戶信令.n用戶信令.n+152.048kbit/s幀結(jié)構(gòu):

32x8bit=256bitin125μs

Si0011011編碼的語音/數(shù)據(jù)信號編碼的語音/數(shù)據(jù)信號信令信息時隙

Si1ASaSaSaSaSa

45678幀同步字節(jié)(偶數(shù)幀.)非幀同步字節(jié)(奇數(shù)幀)

(M)

0000xYxx

abcdabcdMFASNMFAS第0幀第1...15&17...31幀0123456789101112131415161718192021222324252627282930312Mbit/s幀結(jié)構(gòu)2.048kbit/s復(fù)幀,ITU-TG.704fr15fr0fr1fr2fr3fr4fr5fr6fr7fr8fr9fr10fr11fr12fr13fr14fr15復(fù)幀子復(fù)幀1子復(fù)幀2用戶信令.n用戶信令.n+152.048kbit/sframe:

32x8bit=256比特in125μs

Si0011011編碼的語音/數(shù)據(jù)信號編碼的語音/數(shù)據(jù)信號信令信息時隙

Si1ASaSaSaSaSa

45678幀同步字節(jié)(偶數(shù)幀.)非幀同步字節(jié)(奇數(shù)幀)

(M)

0000xYxx

abcdabcdMFASNMFAS第0幀第1...15&17...31幀012345678910111213141516171819202122232425262728293031Si:保留給國際使用Sa4:非緊急告警(0=告警)A:遠(yuǎn)端告警(1=緊急告警Y:對端復(fù)幀告警(1=告警)Sa4toSa8:空余比特或用于數(shù)據(jù)鏈路信息(點(diǎn)對點(diǎn)應(yīng)用)FAS:幀同步信號(0011011)NFAS:非幀同步信號2Mbit/s幀結(jié)構(gòu)2.048kb/s復(fù)幀,ITU-TG.704fr15fr0fr1fr2fr3fr4fr5fr6fr7fr8fr9fr10fr11fr12fr13fr14fr15復(fù)幀子復(fù)幀1子復(fù)幀2Si:保留給國際使用Sa4:非緊急告警(0=告警)A:遠(yuǎn)端告警(1=緊急告警)Y:對端復(fù)幀告警(1=告警)E:CRC誤碼指示(0=誤碼)M:復(fù)幀定位信號(CRC復(fù)幀定位:001011)Sa4toSa8:空余比特或用于數(shù)據(jù)鏈路信息(點(diǎn)對點(diǎn)應(yīng)用)FAS:幀同步信號(0011011)NFAS:非幀同步信號用戶信令.n用戶信令.n+15

Si0011011

Si1ASaSaSaSaSa

45678幀同步字節(jié)(偶數(shù)幀.)非幀同步字節(jié)(奇數(shù)幀)

(M)

0000xYxx

abcdabcdMFASNMFAS第0幀第1...15&17...31幀Timeslot0ofCRCmultiframe:子復(fù)幀1子復(fù)幀22.048kb/s幀:

32x8bit=256bitin125μs編碼的語音/數(shù)據(jù)信號編碼的語音/數(shù)據(jù)信號信令信息時隙0

123456789101112131415161718192021222324252627282930310FAS

C10011011

C40011011

C10011011

C40011011

01ASaSaSaSaSa

11ASaSaSaSaSa

11ASaSaSaSaSa

E21ASaSaSaSaSa1NFAS6FAS7NFAS8FAS9NFAS14FAS15NFAS256X8比特=2048比特256X8比特=2048比特2Mbit/s幀結(jié)構(gòu)PDH的三種速率：2Mb/s;34Mb/s;140Mb/s

SDH的優(yōu)缺點(diǎn)

美國Bell通信研究所于1986年首先提出了用一整套分等級的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字傳遞結(jié)構(gòu)組成的同步光網(wǎng)絡(luò)SONET

體制。CCITT（現(xiàn)在ITU-T）于1988年接受了這一概念，并重命名為同步數(shù)字體系SDH，使其成為不僅適用于光纖傳輸，也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制。

SDH系統(tǒng)中，整個同步網(wǎng)絡(luò)的各級時鐘都來自一個非常精確的主時鐘（昂貴的銫原子鐘，1秒穩(wěn)定度為10-11?，F(xiàn)在的光鐘：光頻基準(zhǔn)，１秒穩(wěn)定度10-1５－10-1８）。

CCITT：InternationalconsultativecommitteeontelecommunicationsandTelegraphITU-T：InternationalTelecommunicationsUnion

SONET：SynchronousOpticalNetworkSDH的誕生SDH網(wǎng)由終端復(fù)用器(TM)、分插復(fù)用器(ADM)、再生中繼器(REG)和同步數(shù)字交叉連接設(shè)備(SDXC)基本網(wǎng)元組成,在光纖上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的網(wǎng)絡(luò)。TM終端復(fù)用器ADM（SDXC）分插復(fù)用器TM終端復(fù)用器REG再生器支路信號支路信號支路信號1.對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口進(jìn)行了統(tǒng)一的規(guī)范(速率等級、幀結(jié)構(gòu)、復(fù)接方法、線路接口、監(jiān)控管理等)，使各廠家設(shè)備橫向兼容；

2.可容納北美、日本和歐洲PDH系列(1.5M、2M、6.3M、34M、45M和140M)，便于PDH向SDH過渡；SDH的基本概念和特點(diǎn)3.采用了同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)，因而只需利用軟件即可從高速信號中直接分插出低速信號，使上下業(yè)務(wù)十分容易；

4.SDH的網(wǎng)同步和靈活的復(fù)用方式，大大簡化了數(shù)字交叉連接功能的實(shí)現(xiàn)，便于根據(jù)用戶的需要進(jìn)行動態(tài)組網(wǎng)和新業(yè)務(wù)接入；

5.幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特(段開銷和通道開銷)，提高了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理和維護(hù)能力；

6.

SDH是智能化的設(shè)備，兼有終結(jié)、分插復(fù)用和交叉連接功能，可通過遠(yuǎn)控靈活組網(wǎng)和管理；

7.采用級聯(lián)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了IPoverSDH。真正的同步復(fù)用：便于上下業(yè)務(wù)；標(biāo)準(zhǔn)光接口：便于橫向兼容；強(qiáng)大的網(wǎng)管能力：便于維護(hù)管理。SDH的核心SDH是從統(tǒng)一的國家電信網(wǎng)和國際互通的高度來組建數(shù)字通信網(wǎng)，是構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN、特別是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDN的重要組成部分。按SDH組建的網(wǎng)是一個高度統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的、智能化的網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)組建SDH傳輸網(wǎng)時，原有PDH傳輸網(wǎng)不會作廢，兩種傳輸網(wǎng)共同存在，也即可用SDH網(wǎng)傳送PDH業(yè)務(wù)。另外，異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）信號、FDDI信號等其他體制的信號也可用SDH網(wǎng)來傳輸。

SDH傳輸網(wǎng)怎樣實(shí)現(xiàn)這種兼容性？SDH網(wǎng)中，基本傳輸模塊STM-1可以容納PDH的三個數(shù)字信號系列（2Mb/s，34Mb/s，140Mb/s）和其它的各種體制的數(shù)字信號系列----ATM、FDDI、DQDB等，從而體現(xiàn)了SDH的前向兼容性和后向兼容性，確保了PDH向SDH和ATM向SDH的順利過渡。

SDH怎樣容納各種體制的信號？SDH把各種體制的低速信號在網(wǎng)絡(luò)邊界處（例如SDH/PDH起點(diǎn)）復(fù)用進(jìn)STM-1的幀結(jié)構(gòu)中，在網(wǎng)絡(luò)邊界處（終點(diǎn)）再將它們拆分出來。SDH的兼容性–

決定成本

在SDH網(wǎng)中，SDH信號實(shí)際上起著運(yùn)貨車的功能。它將各種不同體制的信號（主要指PDH信號）象貨物一樣打成不同大小的（速率級別）信息包，然后裝入貨車（STM-N幀）中，在SDH的主干道（光纖上）傳輸。在接收端，從貨車上卸下打成貨包的貨物（其它體制的信號），然后拆包，恢復(fù)出原來體制的信號。1.頻帶利用率不如PDH系統(tǒng)（因?yàn)榇罅块_銷字節(jié)及空字節(jié)）；3.強(qiáng)大的軟件控制能力使管理更方便、功能更強(qiáng)大，但也有潛在的重大故障隱患（病毒、操作失誤或死機(jī)等）。技術(shù)和功能上的復(fù)雜性大大增加（因?yàn)椴捎昧酥羔樥{(diào)整技術(shù),

須采用亞微米CMOS超大規(guī)模集成電路）；SDH155M2M2M140M2M34/14034MSDH155M2/88/348M2M2M2M2M64個2MPDH140M140M63個2M64個2MSDH155M34M48個2M34M34MSDH缺點(diǎn)—

有利必有弊SDH幀結(jié)構(gòu)

STM-N幀結(jié)構(gòu)–

逐行傳送塊狀幀結(jié)構(gòu)：由橫向270xN列和縱向9行字節(jié)(一個字節(jié)為8比特)組成；字節(jié)傳輸：從左上角第一個字節(jié)開始,從左到右,自上而下按順序傳送,直至整個9x270個字節(jié)傳完后轉(zhuǎn)入下一幀；幀周期125μs，每秒傳8000幀.STM-1,每秒傳送速率=8000x9x270x8=155.52Mb/sSTM-4=4x155.52=622.08Mb/sSTM-16=16x155.52=2488.32Mb/sSTM-N幀結(jié)構(gòu)SDH開銷段開銷(SOH)：STM幀結(jié)構(gòu)中為了保證信息正常靈活傳送所必需的附加字節(jié)，主要是些維護(hù)管理字節(jié)，如誤碼監(jiān)視，幀定位，數(shù)據(jù)通信，公務(wù)通信和自動倒換字節(jié)等。分為中繼段開銷和復(fù)用段開銷。STM-1中有8x9=72個字節(jié)(72x8=576個比特)可用于段開銷。中繼段開銷（RSOH）：對STM-N整體信息結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控；復(fù)用段開銷（MSOH）：對STM-N中復(fù)用段層信息進(jìn)行監(jiān)控。RSOH、MSOH和POH：構(gòu)成SDH層層細(xì)化的監(jiān)控體制。POH：信息包中的通道開銷。SDH段開銷（SOH）A1A2:定幀字節(jié)J0：再生段蹤跡字節(jié)D1--D12：數(shù)據(jù)通信字節(jié)E1E2：公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié)F1：使用者通道字節(jié)B1：BIP-8字節(jié)B2：BIP-NX24字節(jié)K1K2：自動保護(hù)倒換字節(jié)S1：同步狀態(tài)字節(jié)M1：段遠(yuǎn)段誤碼塊字節(jié)Z1Z2：備用字節(jié)STM-1中開銷字節(jié)安排A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A2D2A2A2A2A2A2A2A2A2A2J0A2A2A1K2B2F1D5D3B1B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2E1K1D1D6D7D8D9D11M1D12D10D4E2S136字節(jié)管理單元指針圖STM-4SOH字節(jié)安排

以字節(jié)交錯間插方式構(gòu)成STM-4開銷時，第一個STM-1的段開銷被完整保留，其余STM-1的段開銷僅保留A1、A2和B2，其它均應(yīng)略去。A1=11110110，A2=00101000，用于識別幀的起始位置。

收信正常時，再生器直接轉(zhuǎn)發(fā)A1、A2字節(jié)；收信故障時，再生器產(chǎn)生A1、A2字節(jié)，全透明傳送。

收端設(shè)備搜索不到A1、A2超過625s就出現(xiàn)幀失步(OOF)告警，OOF持續(xù)3ms以上將出現(xiàn)幀丟失(LOF)告警。μSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-N搜索A1、A2連續(xù)5幀搜索不到產(chǎn)生R-OOF持續(xù)3msR-LOF下插全“1”定幀持續(xù)1ms以上R-LOF告警消失SOH定幀字節(jié)A1和A2功能SDH的三個步驟

SDH網(wǎng)可傳送PDH業(yè)務(wù)，及異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）信號、FDDI信號等其他體制的信號。各種業(yè)務(wù)信號復(fù)用進(jìn)STM-N幀的過程都要經(jīng)歷映射、定位和復(fù)用三個步驟。SDH的三個步驟

盡管SDH提供同步幀結(jié)構(gòu)，但它并不強(qiáng)制用戶凈荷位于SDH幀中的特定位置，相反，它允許用戶凈荷在幀內(nèi)浮動，使用開銷域中的指針指出用戶凈荷的開始位置。二級指針定位：管理單元指針AU-PTR

支路單元指針TU-PTR

–

允許用戶凈荷在幀內(nèi)浮動管理單元指針AU-PTR–

定位1st字節(jié)

--采用指針是SDH的重要創(chuàng)新管理單元指針AU-PTR

若復(fù)用的低速信號速率較低，如：2M、34M，則打包后信息包太??；

二級指針定位：先將小信息包打成中信息包，通過支路單元指針TU-PTR定位小信息包在中信息包中的位置；然后將若干中信息包打成大信息包，通過AU-PTR定位相應(yīng)中信息包在大信息包中的位置。支路單元指針TU-PTR對于PDH信號：當(dāng)需將PDH低速支路信號如2Mbit/s復(fù)用進(jìn)SDH信號的幀（STM-N）中時，除采用同步復(fù)用和靈活的映射結(jié)構(gòu)外，還通過指針定位預(yù)見低速信號在幀中的位置。這樣做的好處是：可從STM-N信號中直接分/插出低速支路信號，如2Mbit/s、34Mbit/s與140Mbit/s等。從而節(jié)省大量PDH中的復(fù)接/分接設(shè)備（背靠背設(shè)備），增加可靠性，減少信號損傷、設(shè)備成本、功耗、復(fù)雜性等，使業(yè)務(wù)的上、下更加簡便。北美標(biāo)準(zhǔn)ITU-T符號電信號符號光信號符號數(shù)據(jù)數(shù)率(Mb/s)電信號符號STS-1OC-151.84-STS-3OC-3155.52STM-1STS-12OC-12622.08STM-4STS-48OC-482488.32STM-16STS-192OC-1929953.28STM-64STS-768OC-76839813.12STM-256SDH和SONET的復(fù)用方式對于SDH信號：低速SDH信號是以字節(jié)間插方式復(fù)用進(jìn)高速SDH信號的幀結(jié)構(gòu)中的，因此，低速SDH信號在高速SDH信號的幀中的位置是固定的、有規(guī)律性的，也即可預(yù)見的。這樣就能從高速SDH信號中直接分/插出低速SDH信號，簡化了信號的復(fù)接和分接，使SDH體制特別適合于高速大容量的光纖通信系統(tǒng)。SDH的同步復(fù)用字節(jié)間插復(fù)用方式：

SDH技術(shù)有一系列標(biāo)準(zhǔn)接口速率，并具有前向和后向兼容性，即允許接入各種不同速率的PDH、Ethernet和ATM信號。由于各種支路信號間存在一定的差異，為了實(shí)現(xiàn)同步復(fù)用，在形成STM-1速率時，需要進(jìn)行適配(映射)；另外通過指針可以完成從STM-N幀中任意上下一個支路信號。SDH靈活的映射方法

用來裝載各種速率業(yè)務(wù)信號的信息結(jié)構(gòu)。針對PDH速率系列規(guī)范了

C-11、C-12、C-2、C-3、C-4

五種標(biāo)準(zhǔn)容器?；鶐Y(jié)構(gòu)9×3-1-1/49×4-1-1

9×12-1-19×849×260容器C-11C-12C-2C-3C-4調(diào)整幀頻(kHz)2222472調(diào)整幀結(jié)構(gòu)4(9×3-1)-14(9×4-2)

4(9×12-1)-1(9×84)/3(9×260)/9速率(kbit/s)16482176683248348149760調(diào)整幀非信息2864236584146基幀幀長(bit)206272848604818720調(diào)整幀幀長(bit)8241088339220162080調(diào)整幀信息(bit)7721024315614321934基幀頻率(Hz)80008000800080008000容器–

幀

用來支持SDH通道層連接的信息結(jié)構(gòu)。由信息凈荷和通道開銷組成：VC-n=C-n+VC-nPOHVC-nPOH：對相應(yīng)通道的監(jiān)控、管理和維護(hù)。

提供高階通道層和復(fù)用段層之間適配的信息結(jié)構(gòu)。由高階虛容器和管理單元指針組成：AU-n=VC-n+AU-nPTRAU-nPTR：指示VC-n凈荷起點(diǎn)相對于復(fù)用段幀起點(diǎn)間偏移.

提供低階通道層和高階通道層之間適配的信息結(jié)構(gòu)。由低階虛容器和支路單元指針組成：TU-n=VC-n+TU-nPTRTU-nPTR：指示VC-n凈荷起點(diǎn)相對于高階VC幀起點(diǎn)間偏移.虛容器–

幀支路單元和支路單元組管理單元和管理單元組SDH的映射、定位和復(fù)用過程

C-11C-12C-2C-3C-4C-4-4CC-4-16CC-4-64CC-4-256CVC-12VC-11VC-2VC-3TU-11TU-12TU-2TU-3TUG-2TUG-3VC-3VC-4VC-4-4CVC-4-16CVC-4-64CVC-4-256CAU-3AU-4AU-4-4CAU-4-16CAU-4-64CAU-4-256CAUG-1AUG-4AUG-16AUG-64AUG-256STM-0STM-1STM-4STM-16STM-64STM-25611111111111444343771134指針處理復(fù)用multiplexing定位aligning映射mapping采用級聯(lián)技術(shù)支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)G.707新的SDH復(fù)用路徑圖中國的SDH基本復(fù)用映射結(jié)構(gòu)140M的復(fù)用步驟140M的復(fù)用步驟34M/45M的復(fù)用步驟34M/45M的復(fù)用步驟2M的復(fù)用步驟2M的復(fù)用步驟TM設(shè)備---終端復(fù)用器

ADM設(shè)備---分插復(fù)用器

DXC設(shè)備---數(shù)字交叉連接設(shè)備

REG設(shè)備---再生器。SDH的典型傳輸設(shè)備終端復(fù)用器–TM作用：完成低速支路到STM-N信號復(fù)接功能。分插復(fù)用器–ADMADM具有支路-群路（上/下支路）和群路-群路（直通）的連接能力，是SDH網(wǎng)絡(luò)中最具特色和應(yīng)用最廣的設(shè)備。再生中繼器–REG（電）數(shù)字交叉連接設(shè)備–DXC

可以在任何端口信號速率（及其子速率）間進(jìn)行可控連接和再連接的設(shè)備。由TM和ADM構(gòu)成的線形網(wǎng)TM1TM163x2Mbit/s63x2Mbit/sADM121x2Mbit/sSTM-1STM-1SDH設(shè)備的組網(wǎng)–

線形網(wǎng)由ADM構(gòu)成的環(huán)型網(wǎng)ADM1ADM1ADM1ADM1SDH設(shè)備的組網(wǎng)–

環(huán)型網(wǎng)由ADM和SDXC構(gòu)成的環(huán)型交叉網(wǎng)絡(luò)SDH的DXC（稱為SDXC）21x2Mbit/sADM121x2Mbit/sADM121x2Mbit/sADM121x2Mbit/sADM1DualADM1(SDXC4/1)126x2Mbit/sSDH設(shè)備的組網(wǎng)–

交叉網(wǎng)絡(luò)由TM和ADM構(gòu)成的T形網(wǎng)TM1TM163x2Mbit/s63x2Mbit/sADM121x2Mbit/sSTM-1STM-1LITM163x2Mbit/sSTM-1分支模塊STM-1SDH設(shè)備的組網(wǎng)–T型網(wǎng)SDH：一種數(shù)據(jù)接入方案。光接入網(wǎng)

–OpticalAssessNetwork（OAN）

接入網(wǎng)是指骨干網(wǎng)絡(luò)到用戶終端之間的所有設(shè)備。其長度一般為幾百米到幾公里，因而被形象地稱為“最后一公里”。由于骨干網(wǎng)一般采用光纖結(jié)構(gòu)，傳輸速度快，因此，接入網(wǎng)便成為了整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的瓶頸。接入網(wǎng)概念

傳統(tǒng)的接入網(wǎng)主要以銅纜的形式為用戶提供一般的語音業(yè)務(wù)和少量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對各種新業(yè)務(wù)特別是寬帶綜合業(yè)務(wù)的需求日益增加，一系列接入網(wǎng)新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其中包括應(yīng)用較廣泛的以現(xiàn)有雙絞線為基礎(chǔ)的銅纜新技術(shù)、混合光纖/同軸(FHC)、網(wǎng)技術(shù)和混合光纖/無線接入技術(shù)、無線本地環(huán)路技術(shù)(WLL/DWLL)及FTTx(光纖到Anywhere的統(tǒng)稱)+ETTH(EthernettotheHome)。接入網(wǎng)分類網(wǎng)絡(luò)分層網(wǎng)絡(luò)分層網(wǎng)絡(luò)分層ADSLCATV目前的接入網(wǎng)業(yè)務(wù)帶寬需求數(shù)據(jù)下載2MbpsVoIP,videotelephonyandvideoconference1MbpsMusicondemand,multimediacontents2MbpsOn-lineGaming1MbpsSDDigitalTV（標(biāo)清電視）3MbpsHDDigitalTV（高清電視）AdditionalTVchannels(i.e.2HDDTV)10Mbps20Mbps高帶寬、全業(yè)務(wù)—

未來接入網(wǎng)趨勢帶寬需求的推動寬帶光接入PSTN/ISDNADSLCATV三網(wǎng)融合的推動解決雙絞線接入的帶寬瓶頸，滿足用戶對高帶寬業(yè)務(wù)的需求，如高清電視、實(shí)況轉(zhuǎn)播等解決雙絞線接入長距離覆蓋的問題，減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)<1Mbps3M8M25M100MADSL/ADSL2+CopperBasedVDSL/ADSL2+CopperBasedPONFiberBased2002200320062010時間帶寬互聯(lián)網(wǎng)視頻會議遠(yuǎn)程控制接入技術(shù)業(yè)務(wù)需求VoD標(biāo)清電視視頻會議Game實(shí)況TVVoDHDTV<3km<2km<1km~5km覆蓋半徑光進(jìn)銅退—

接入網(wǎng)發(fā)展趨勢

光接入網(wǎng)是指在接入網(wǎng)中采用光纖作為主要傳輸媒質(zhì)的接入技術(shù)，相比較其他的如銅線接入技術(shù)和無線接入技術(shù)等而言，光接入網(wǎng)具有傳輸容量大、傳輸距離長、對業(yè)務(wù)透明性好等優(yōu)點(diǎn)，是固定接入領(lǐng)域內(nèi)最佳的解決方案。光接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型、環(huán)型、樹型和星型，以及派生出的各種復(fù)合型。按照室外設(shè)施是否含有有源設(shè)備：無源光網(wǎng)絡(luò)（PON)和有源光網(wǎng)絡(luò)(AON)承載的業(yè)務(wù)帶寬：窄帶OAN和寬帶OAN按照ONU的位置分為：FTTC(curb路邊),FTTB,FTTZ(zone小區(qū)),FTTH，F(xiàn)TTO光接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)OLT：OpticalLineTerminalONU：OpticalNetworkUnit根據(jù)遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的電特性分為：active(AON)passive(PON)寬帶光接入網(wǎng)的分類PassiveOpticalNetworkOLTONUOpticalLineTerminalOpticalNetworkUnitPassiveOpticalSplitter

PSTNInternetCATVONUONU

PON是以點(diǎn)到多點(diǎn)為特征的單纖雙向無源光網(wǎng)絡(luò)；

PON包括三個組件：

OLT,ONU

andOpticalDistributionNetwork（ODN）；

ODN中的無源光分路器可以是一個或多個光分路器的級聯(lián)。PassiveOpticalSplitter

什么是無源光網(wǎng)絡(luò)PON？下行上行時分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)TDM-PON下行信號：OLT連續(xù)廣播發(fā)送，ONU選擇性接收上行信號：分時突發(fā)發(fā)送，采用測距技術(shù)保證上行數(shù)據(jù)不發(fā)生沖突波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)WDM-PONATM-PON（APON）

APON繼承了ATM支持多種業(yè)務(wù)和QOS的優(yōu)勢，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，但業(yè)務(wù)適配復(fù)雜，業(yè)務(wù)提供能力有限，數(shù)據(jù)傳送速率和效率不高，幾年來成本居高不下。EPON

以以太網(wǎng)代替ATM作為鏈路層協(xié)議，消除了ATM和SDH層，降低了初始成本和運(yùn)行成本，簡化了硬件設(shè)備，改進(jìn)了電路的靈活指配、業(yè)務(wù)的提供和重配置能力，成為當(dāng)前PON的主流應(yīng)用形式。

GPON

傳輸匯聚層采用了一個全新的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議——通用成幀協(xié)議（GFP）；可以提供1.244Gbit/s和2.488Gbit/s的下行速率以及所有標(biāo)準(zhǔn)的上行速率，傳輸距離達(dá)到20km，具有高速高效傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。

PON的發(fā)展演變

目前有兩個頗為引人注目的PON標(biāo)準(zhǔn)已正式發(fā)布，其中一個是由ITU/FSAN制定的GigabitPON（GPON）標(biāo)準(zhǔn)G.984.1、G.984.2；另一個是由IEEE802.3ah工作組制定的EthernetPON（EPON）標(biāo)準(zhǔn)。FSAN：全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)論壇(FullServiceAccessNetworks)EPON和GPONEPON由IEEE802.3ah提出，把Ethernet技術(shù)與PON技術(shù)結(jié)合起來，其目標(biāo)是用最簡單的方式實(shí)現(xiàn)一個點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的吉比特以太網(wǎng)光纖接入系統(tǒng)。EPON屬于IEEE以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的范圍，對于向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)過渡是一個很好的選擇。特點(diǎn)：消除了ATM和SDH層，降低了初始成本和運(yùn)行成本；可以大量采用以太網(wǎng)技術(shù)成熟的芯片，實(shí)現(xiàn)簡單，相對成本低，維護(hù)簡單，容易擴(kuò)展，易于升級。主要缺點(diǎn)：總體效率較低，難以支持以太網(wǎng)之外的業(yè)務(wù)。當(dāng)遇到話音/TDM業(yè)務(wù)時，就會引起QoS問題，對于主張支持多業(yè)務(wù)能力的傳統(tǒng)運(yùn)營商來說是一個重要缺憾。EPON(EthernetPON)點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖傳輸；在單模光纖上，以1000Mbps速率，分路比為1:32，傳輸距離達(dá)到10km；在單模光纖上，以1000Mbps速率，分路比為1:16，傳輸距離達(dá)到20km；符合ITU-TG.652要求的單模光纖；上行應(yīng)使用1260nm～1360nm波長；下行應(yīng)使用1480nm～1500nm波長；使用1540nm～1560nm波長實(shí)現(xiàn)CATV業(yè)務(wù)（可選）；重要指標(biāo)\接口類型1000BASE-PX101000BASE-PX20傳輸距離（km）1020分光比1:321:16過載光功率（dbm）4（1000BASE-PX10-D）2（1000BASE-PX10-U）4（1000BASE-PX20-D）7（1000BASE-PX20-U）接收靈敏度（dbm）-24（1000BASE-PX10-D）-24（1000BASE-PX10-U）-27（1000BASE-PX20-D）-24（1000BASE-PX20-U）EPON基本指標(biāo)ITU-TFSAN在2001年1月差不多EFMA提出EPON概念的同時，也開始進(jìn)行1Gb/s以上的PON標(biāo)準(zhǔn)的研究。2002年9月FSAN提出了具有前所未有的高比特速率（最高2.4Gb/s）、能以原有格式（可以說是透傳）和極高的效率（帶寬利用率可以達(dá)到90%以上）傳送多種業(yè)務(wù)（包括TDM和數(shù)據(jù)）的光接入網(wǎng)GPON解決方案,并于2003年1月通過有關(guān)GPON的新標(biāo)準(zhǔn)—G.984.1和G.984.2，根據(jù)這一最新標(biāo)準(zhǔn)，GPON可以提供1.244

和2.488Gb/s

的下行速率和ITU規(guī)定的多種標(biāo)準(zhǔn)上行速率，可以靈活地提供對稱和非對稱速率。傳輸距離至少達(dá)20km，系統(tǒng)分路比可以為1:16、1:32、1:64、乃至1:128，而且支持各種接入服務(wù)，OAM&P（Operation、Administration、Provisioning）功能以及可升級能力，特別是非常有效地支持原有格式的數(shù)據(jù)分組和TDM流。GPON(GigabitPON)GPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸（強(qiáng)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)；上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)。1490nm1310nmGPON原理–

數(shù)據(jù)復(fù)用

GPON提供以下幾種異步傳輸速率：0.15552Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown 0.62208Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown 1.24416Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown 0.15552Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown 0.62208Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown

1.24416Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown（目前的主流支持速率） 2.48832Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown

支持最大邏輯距離為：60km

支持最大物理距離為：20km

支持最大距離差為：20km

分光比為1：64，可升級為1：128GPON基本指標(biāo)EPON和GPON兩種技術(shù)都有各自的特點(diǎn)。EPON以兼容以太網(wǎng)技術(shù)為目的，是802.3協(xié)議在光接入網(wǎng)上的延續(xù)，充分繼承了以太網(wǎng)價格低、協(xié)議靈活、技術(shù)成熟等優(yōu)勢，具有廣泛的市場和良好的兼容性。GPON定位于電信業(yè)面向多業(yè)務(wù)、具備QoS保證的全業(yè)務(wù)接入的需求，努力尋求一種最佳的、支持全業(yè)務(wù)的、效率最高的解決方案，提出“對全部協(xié)議開放地進(jìn)行完全徹底地重新考慮”。從各自技術(shù)的特點(diǎn)和適用領(lǐng)域來說，兩種技術(shù)都有自己的典型應(yīng)用環(huán)境，背后都有強(qiáng)大的運(yùn)營商、設(shè)備制造商和標(biāo)準(zhǔn)化組織的支持。最終的結(jié)果是：兩種技術(shù)共存于未來的接入網(wǎng)中，這符合技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，也是各大利益集團(tuán)競爭和妥協(xié)的結(jié)果。但這樣必然導(dǎo)致兩種技術(shù)的不兼容，給用戶設(shè)備選擇、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及技術(shù)升級帶來不便。EPON和GPON對比P2MPGPONEPON標(biāo)準(zhǔn)ITU.TIEEE速率2.488G/1.244G1.25G/1.25G分光比1:64~1:1281:16~1:64承載ATM,Ethernet,TDMEthernet帶寬效率92%72%QOSVerygood，includingEthernet,TDM,ATMGood,onlyEthernet光預(yù)算ClassA/B/CPx10/Px20DBA標(biāo)準(zhǔn)格式廠家自定義ONT互通OMCI無OAMITU-TG.984(強(qiáng))EthernetOAM（弱，廠家擴(kuò)展）EPON和GPON對比

下一代PON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)xPON可以同時支持這兩種標(biāo)準(zhǔn)，即xPON設(shè)備可以根據(jù)用戶的不同需求提供不同形式的PON接入，解決了兩種技術(shù)不兼容性問題。同時xPON系統(tǒng)提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理平臺可以管理各種業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)具有嚴(yán)格QoS保障的全業(yè)務(wù)（包括ATM,Ethernet,TDM）支持能力，通過WDM支持下行有線電視傳輸;同時可以自動識別EPON,GPON接入卡加入、撤銷；真正同時兼容EPON以及GPON網(wǎng)絡(luò)。對于網(wǎng)絡(luò)管理者來說所有管理、配置都是針對業(yè)務(wù)進(jìn)行的，而不用考慮EPON和GPON技術(shù)上的差異。也就是說，EPON和GPON的技術(shù)實(shí)現(xiàn)對于網(wǎng)管是透明的，兩者的差異被屏蔽掉后提供給上層統(tǒng)一的接口。統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理平臺是本系統(tǒng)最大優(yōu)勢之一，真正實(shí)現(xiàn)了兩個不同的PON技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)管理層面上的統(tǒng)一。xPON寬帶光接入網(wǎng)發(fā)展趨勢演進(jìn)：TDM-PONWDM/TDM-PONWDM-PON！

寬帶光接入網(wǎng)的發(fā)展與演進(jìn)附錄

脈沖編碼調(diào)制PCM

光纖通信系統(tǒng)中，光纖中傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制光脈沖“0”碼和“1”碼，它由二進(jìn)制電脈沖數(shù)字信號對光源進(jìn)行通斷調(diào)制產(chǎn)生。電脈沖數(shù)字信號是通過對連續(xù)變化的模擬信號進(jìn)行抽樣、量化和編碼產(chǎn)生的，這個過程稱為脈沖編碼調(diào)制（pulsecodemodulation----PCM）。這種電的數(shù)字信號被稱為數(shù)字基帶信號，它由PCM電端機(jī)產(chǎn)生。現(xiàn)在的數(shù)字傳輸系統(tǒng)都采用PCM體制。

PCM有兩個標(biāo)準(zhǔn)：歐洲的E1標(biāo)準(zhǔn)和北美的T1標(biāo)準(zhǔn)。中國采用歐洲的E1標(biāo)準(zhǔn)。E1的基準(zhǔn)速率是2.048Mbit/s

，T1的基準(zhǔn)速率是1.544Mbit/s。

T1T2T3T4T5T6T7時間音頻信號:300-3400Hz抽樣率：8000Hz抽樣信號輸出

時間T1T2T3T4T5T6T7抽樣時間T1T2T3T4T5T6T7量化+V0000XXXX0001XXXX0010XXXX1000XXXX1001XXXX1010XXXX1011XXXX1100XXXX1101XXXX1110XXXX1111XXXX數(shù)字編碼-V符合CCITTA率1/2V1/4V1/8V1/16V1/32V1/64V量化級別324864809611211110010編碼8

比特/采樣點(diǎn)x=64kb/s8000

采樣點(diǎn)/秒PCM信號速率1s/125μs=8000一個時隙1秒鐘內(nèi)一個時隙的速率（PCM零次群也即1路電話）次群以1.5Mbps為基礎(chǔ)的系列線路速率以2Mbps為基礎(chǔ)的系列線路速率kbit/s日本體制北美體制歐洲體制0次群（PCM）6464641次群J-11554T-11554E-12048(30PCM話路＋16kb/s開銷)2次群J-26312T-26312E-28448(120話路＋768kb/s開銷)3次群J-332064T-344736E-334368(480話路＋3648b/s開銷)4次群J-497726T-4274176E-4139264(1920話路＋16348kb/s開銷)5次群J-5397200E-5564992(7680話路＋73628kb/s開銷)世界范圍的PDH系統(tǒng)2048kbit/s64kbit/sx4x30x24x3x7x5x3日本美國歐洲基群速率

2次群3次群4次群5次群32064kbit/sx397728kbit/s397200kbit/sx4x434368kbit/s139264kbit/sx4564992kbit/sx48448kbit/s44736kbit/s274176kbit/sx61544kbit/s6312kbit/sx4世界范圍的PDH系統(tǒng)PrimaryPCMMultiplexAudio1.544Mb/sB8ZSDS16.312Mb/sB6ZSDS244.736Mb/sB3ZSDS390Mb/s180Mb/s432Mb/s565Mb/setc12414171nM1-2M2-3NorthAmerican