光纖傳輸及寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

關(guān)于光纖傳輸及寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第1頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第1章

光纖傳輸原理第2頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1光纖傳輸?shù)奶攸c(diǎn)：光纖對(duì)光信號(hào)的衰減極小。每km光纖對(duì)信號(hào)的衰減為0.2分貝，調(diào)幅光纖不加中繼可傳輸40km左右，數(shù)字光纖可傳輸100km以上。光纖不易受電磁干擾，傳輸質(zhì)量很好。光纖的容量極大。每一根光纜中包含4根至幾千根光纖，每根光纖可復(fù)用幾十個(gè)波長(zhǎng)，每個(gè)波可傳輸幾千套電視節(jié)目。第3頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．3激光Laser(LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation，萊塞、鐳射），受激輻射引起的光放大。1.三種輻射過(guò)程：

自發(fā)輻射；受激輻射；受激吸收。2與激光有關(guān)的基本概念：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（高能態(tài)的粒子數(shù)大于低能態(tài)的粒子數(shù)）激活物質(zhì)（具有能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)能級(jí)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)）第4頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．3激光泵浦過(guò)程（激勵(lì)過(guò)程，即通過(guò)外界不斷供給能量，促使低能態(tài)粒子盡快躍遷的過(guò)程）諧振腔（使受激輻射光在兩個(gè)反射鏡之間來(lái)回反射，不斷引起新的受激輻射，使其不斷被放大）。3.產(chǎn)生激光的三個(gè)條件：實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，滿足閾值條件（受激輻射放大的增益大于激光器內(nèi)的各種損耗）和諧振條件(直射光與反射光位相相同）。4.激光器的基本組成：工作物質(zhì)（激活物質(zhì)）泵浦系統(tǒng)諧振腔第5頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．4光信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)1.光信號(hào)的副載波強(qiáng)度調(diào)制AM-IM:傳輸節(jié)目更多，但對(duì)激光器的要求較高，光接收機(jī)的靈敏度較低，傳輸距離較近，1.31μm激光，無(wú)中繼距離不超過(guò)35公里。FM-IM：對(duì)激光器線性的要求不高，傳輸距離較大。圖像質(zhì)量高交調(diào)互調(diào)產(chǎn)物表現(xiàn)為接收調(diào)頻波的背景噪聲，對(duì)圖像質(zhì)量的影響較小。但所占頻道較寬（每個(gè)頻道35～40MHz），一根光纖只能傳輸16～18套電視節(jié)目，光接收機(jī)輸出的信號(hào)需經(jīng)過(guò)FM/AM轉(zhuǎn)換器才能送入用戶?？山M成一個(gè)衛(wèi)星電視傳輸系統(tǒng)。第6頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．4光信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)PCM-IM方式：失真小，無(wú)噪聲積累，多級(jí)傳輸后載噪比仍可達(dá)60dB,C/CTB和C/CSO可達(dá)70dB。無(wú)中繼放大可傳輸100公里以上，利用光纖放大器，可傳輸數(shù)千公里。但價(jià)格貴；無(wú)壓縮時(shí)，一根光纖只能傳輸16套節(jié)目。經(jīng)過(guò)壓縮，可傳輸數(shù)百套節(jié)目，但成本較高。2．光調(diào)制器原理直接調(diào)制的技術(shù)簡(jiǎn)單，損耗小，易于實(shí)現(xiàn)。但易出現(xiàn)附加頻率調(diào)制或啁秋效應(yīng)（chirping）。出現(xiàn)組合二次互調(diào)失真（CSO）。內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制需要通過(guò)專門(mén)的調(diào)制器。外調(diào)制調(diào)制效率較低，但無(wú)啁秋效應(yīng)。第7頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．4光信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)3．光信號(hào)的解調(diào)光接收機(jī)的任務(wù)：把光信號(hào)恢復(fù)成電信號(hào)。光電效應(yīng)：當(dāng)光照射到金屬或半導(dǎo)體上產(chǎn)生光電流的現(xiàn)象。光電效應(yīng)的性質(zhì)：光電流的強(qiáng)度與入射光成正比；當(dāng)入射光的頻率低于紅限頻率時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)。入射光的頻率太高，半導(dǎo)體材料對(duì)光的吸收系數(shù)將變大。波長(zhǎng)響應(yīng)范圍：硅為0.5～1.0μm，鍺和InGaAs為1.1～1.6μm。

第8頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第2章

光纖與光纜

第9頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．1光纖的結(jié)構(gòu)和原理光纖素線光纖芯線光纖軟線（單芯、雙芯）單模光纖（SM）和多模光纖（MM）

n2n2n2

n1n1第10頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．2光纖的特性1．光纖的損耗在-25℃～-35℃時(shí)，附加損耗為0.03～0.04dB/km,在-40℃時(shí)，附加損耗為0.06～0.08dB/km。

00.851.311.55λ(μm)第11頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．2光纖的特性2．光纖的色散

色散是指輸入信號(hào)中不同頻率或不同模式光的傳播速度不同，不同時(shí)到達(dá)輸出端，使輸出波形展寬變形、失真的現(xiàn)象。

色散對(duì)數(shù)字傳輸?shù)挠绊懀合拗屏斯庑盘?hào)一次傳輸?shù)木嚯x；減少了傳輸?shù)男畔⑷萘浚慌c光源的調(diào)制特性一起產(chǎn)生組合二次失真（CSO）

色散常數(shù)D=dτ/(L·dλ)（2.2）

第12頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．2光纖的特性3.不同的單模光纖：G.652光纖：對(duì)1.31μm光的色散為零，性能最佳；也可用于1.55μm光G.653光纖：零色散波長(zhǎng)在1.55μm附近，適于長(zhǎng)距離、大容量的信息傳輸，但價(jià)格較貴。G.654光纖（截止波長(zhǎng)移位光纖）：1.55μm處的衰減最?。ㄉ⑷匀惠^高），用于海底光纜G.655光纖：零色散點(diǎn)不在1.55μm，避免發(fā)生多波長(zhǎng)傳輸?shù)乃牟ɑ旌?，用于密集波分?fù)用。無(wú)水峰光纖：多了一個(gè)1.4μm的窗口（損耗比1.31μm小，色散比1.55μm低），可提供從1.28μm至1.625μm的完整波段，可復(fù)用的波長(zhǎng)數(shù)大大增加。

第13頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．3光纜

2．3．1光纜的基本結(jié)構(gòu)光纖導(dǎo)電線芯加強(qiáng)筋護(hù)套2．3．4.2光纜的接續(xù)固定連接（粘接和熔接）與活動(dòng)連接（光連接器和機(jī)械連接子）兩類。第14頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第3章

模擬光纖傳輸干線

第15頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.1模擬光纖干線的基本原理

光發(fā)射機(jī)將電視信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上光分路器把光信號(hào)分成不同比例，分別送入各光節(jié)點(diǎn)光纖放大器將光纖中的光信號(hào)放大，使之傳輸更遠(yuǎn)的距離光接收機(jī)從光信號(hào)中解調(diào)出電視信號(hào)光發(fā)射機(jī)光分路器光纖放大器光接收機(jī)第16頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2

光發(fā)射機(jī)3.2.1直接調(diào)制光發(fā)射機(jī)第17頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月過(guò)調(diào)開(kāi)關(guān)輸出光信號(hào)輸入RF預(yù)放PIN衰減器過(guò)調(diào)控制末放寬帶驅(qū)動(dòng)與預(yù)失真補(bǔ)償直流放大半導(dǎo)體致冷器過(guò)流過(guò)熱保護(hù)熱敏電阻后向光檢測(cè)APC光耦合器光隔離器激光器偏流控制ATC過(guò)調(diào)指示RF監(jiān)測(cè)偏流檢測(cè)溫度監(jiān)測(cè)致冷電流監(jiān)測(cè)光功率監(jiān)測(cè)第18頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2光發(fā)射機(jī)3.2．2YAG外調(diào)制光發(fā)射機(jī)射頻放大光隔離器光耦合器YAG激光器外調(diào)制器分光器光檢測(cè)器控制環(huán)預(yù)失真電路溫度控制狀態(tài)控制微處理器光輸出RF輸入第19頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2

光發(fā)射機(jī)3.2．3DFB外調(diào)制光發(fā)射機(jī)射頻放大光隔離器光耦合器DFB激光器外調(diào)制器分光器光檢測(cè)器控制環(huán)預(yù)失真電路溫度控制狀態(tài)控制微處理器光輸出2RF輸入光纖放大器分光器光纖放大器光輸出1第20頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．3

光接收機(jī)光接收機(jī)方框圖光輸入RF輸出光檢測(cè)器組件AGC輸出放大輸入放大寬帶均衡可變衰減RF測(cè)試供電數(shù)據(jù)采集與控制第21頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．4

光纖放大器3．4．1直接放大與間接放大1.間接放大：光接收機(jī)光發(fā)射機(jī)電放大器第22頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．4

光纖放大器2.直接放大：半導(dǎo)體光放大器光纖放大器3.光纖放大器的使用后置放大器（光增強(qiáng)器）；前置放大器（預(yù)放器）；光中繼器。第23頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4.2摻鉺光纖放大器(EDFA）1.單摻鉺EDFA激勵(lì)光波長(zhǎng)3ˊ

3211.55μm

1.48μm

0.98μm

0.98μm1.48μm第24頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4.2

摻鉺光纖放大器(EDFA）2.雙摻雜EDFA同時(shí)摻入釔和鉺兩種元素，泵浦光功率達(dá)3W，波長(zhǎng)為1.047μm，信號(hào)光輸出功率達(dá)2×500mW(27＋3dBm)。3.包層泵浦EDFA的光纖有兩個(gè)包層。纖芯的直徑為5μm，第一包層的直徑為90μm，第二包層的直徑為125μm。泵浦光（波長(zhǎng)為910～990nm）從第一包層輸入?？煞糯?537～1574nm或1560～1600nm的光，輸出功率達(dá)3000mW以上。第25頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4.2摻鉺光纖放大器(EDFA）4.EDFA原理示意圖λpλsλsEDF光耦合器光隔離器光濾波器光隔離器泵浦光電源控制第26頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4.2摻鉺光纖放大器(EDFA）5.三種泵浦方式的比較：輸出光功率:雙向泵浦>后向泵浦>前向泵浦。噪聲：前向泵浦<雙向泵浦<后向泵浦。

第27頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4.3摻鐠光纖放大器(PDFA）PDFA的高增益區(qū)在1.3μm附近，最高可達(dá)42dB，最大輸出功率達(dá)280mW,在30nm帶寬內(nèi)，可以得到大于100mW的輸出功率。PDFA與1.48μm泵浦的EDFA的噪聲性能差不多。第28頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．5光分路器

M×N光分路器有M個(gè)輸入端和N個(gè)輸出端。3．5．1光分路器原理：微光型,光纖型光波導(dǎo)通路型。

第29頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．5光分路器

3．5．2光分路器的技術(shù)指標(biāo)插入損耗：Aj=10lg(Pi/Pj)附加損耗：Af=10lg(Pi/∑Pn)分光比：kj=Pj/∑Pn顯然，Aj=Af-10lgkj

第30頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．5光分路器

表12.2光分路器的附加損耗值A(chǔ)f

N附加損耗AfN附加損耗Af30.390.740.4100.850.45110.960.5121.070.55161.280.6第31頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第4章

數(shù)字光纖傳輸干線

第32頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．1數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)4．1．1數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)的基本組成4．1．2廣播電視光纖干線網(wǎng)光源解調(diào)再生器調(diào)制信道編碼時(shí)分復(fù)用信源編碼解復(fù)用器信源解碼信道解碼第33頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

長(zhǎng)春沈陽(yáng)（大連）北京天津呼和浩特烏魯木齊銀川蘭州西寧成都重慶貴陽(yáng)昆明南寧廣州（大同）太原石家莊濟(jì)南（徐州）合肥南京上海鄭州西安武漢長(zhǎng)沙杭州南昌福州?？冢ò^）（湛江）（綏德）（烏蘭浩特）（蓬萊）（三門(mén)峽）（廊坊）（黃眉）（株洲）國(guó)家級(jí)基礎(chǔ)干線網(wǎng)拓?fù)鋱D一期二期三期拉薩（寶雞）（吉林）（延吉）（通化）（宜昌）（霍爾果斯）第34頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2.1數(shù)字信號(hào)的時(shí)分多路復(fù)用多路復(fù)用是將來(lái)自不同信息源的各路信息，按某種方式合并為一路，通過(guò)同一信道傳送給接收端。接收端再按相應(yīng)方式分離出各路信號(hào)，送給不同的用戶。時(shí)分復(fù)用是利用同一信道的不同時(shí)間間隙（時(shí)隙）間插傳輸多路信號(hào)。這是因?yàn)閿?shù)字信號(hào)中每個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間很短，相鄰間隔很大，因而可把多路信號(hào)放在一路信道中傳輸。第35頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介時(shí)分復(fù)用中同步的重要性。時(shí)分復(fù)用的優(yōu)點(diǎn)：采用數(shù)字電路，比模擬濾波器簡(jiǎn)單；不容易產(chǎn)生交調(diào)、互調(diào)失真，對(duì)非線性失真指標(biāo)要求較低。第36頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2.2PDHPDH的缺點(diǎn):需要多次的分接和復(fù)接，既增加了系統(tǒng)的成本，又使信號(hào)受到損傷；沒(méi)有全世界統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，各有不同的傳輸速率標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)橫向兼容性；網(wǎng)絡(luò)管理、操作和維護(hù)比特缺乏。第37頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介PDH傳輸速率等級(jí)系列PCM24系列PCM30/32系列數(shù)碼率（Mb/s）話路數(shù)數(shù)碼率話路數(shù)日本北美日本北美一次群1.544242.04830二次群6.312968.448120三次群32.06444.73648067234.368480四次群97.728274.17614404032139.2641920五次群397.2005760564.9927680第38頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2．3SDH網(wǎng)的產(chǎn)生美國(guó)貝爾通信研究所提出了同步光纖網(wǎng)絡(luò)SONET1988年，CCITT將SONET修訂為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，命名為同步數(shù)字體系SDH（SynchronousDigitalHierarchy),應(yīng)用于光纖、微波和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。SDH的傳輸速率分級(jí):STM-1的傳輸速率為155.520Mb/s，STM-4的傳輸速率為622.080Mb/s，STM-16的傳輸速率為2488.320Mb/s，STM-64的傳輸速率為9954.280Mb/s。

第39頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介

SDH網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字信號(hào)的復(fù)接和分接只需利用軟件即可從高速信號(hào)中一次分出低速信號(hào)。包容目前世界上幾種主要的傳輸系列，便于各個(gè)國(guó)家的互通，也兼容現(xiàn)有的PDH。具有很好的橫向兼容性。幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的、用于管理的開(kāi)銷比特，智能化程度很高，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理和維護(hù)（0AM）能力大大加強(qiáng)。SDH的綜合費(fèi)用不到PDH的70％，經(jīng)濟(jì)效益較好。便于向?qū)拵ЬC合信息網(wǎng)過(guò)渡。第40頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備終端復(fù)用器TM一般用于線性鏈路的兩端節(jié)點(diǎn)。第41頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備分插復(fù)用器ADM既有主路輸入，也有主路輸出。一般環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)都采用分插復(fù)用器。第42頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC是具有一個(gè)或多個(gè)信號(hào)端口，可以對(duì)任意端口之間的信號(hào)進(jìn)行可控連接的設(shè)備，具有與交換機(jī)類似的性能。第43頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備交叉連接配置的表示DXCX/Y數(shù)字X表示輸入端口數(shù)據(jù)流速率的最高級(jí)別，數(shù)字Y表示參與交叉連接的數(shù)據(jù)流速率的最低級(jí)別。數(shù)字為0表示64kb/s的傳輸速率，數(shù)字1、2、3表示一、二、三次群的傳輸速率，數(shù)字4表示四次群或STM-1的傳輸速率，數(shù)字5和6表示STM-4和STM-16的傳輸速率。第44頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備例如DXC1/0（稱為電路DXC）表示輸入端口信號(hào)最高為一次群信號(hào)，交叉連接速率為64kb/s，它主要為PDH網(wǎng)提供快速、經(jīng)濟(jì)、可靠的數(shù)字交叉連接功能，也可以為專用網(wǎng)提供管理和維護(hù)，還可以作為匯接網(wǎng)的中心節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)關(guān)。DXC4/1表示輸入端口信號(hào)最高為四次群或STM-1信號(hào)（實(shí)際包括了所有一、二、三、四次群或STM-1信號(hào)），交叉連接速率為一次群信號(hào)的速率，是功能最齊全的多用途系統(tǒng)。第45頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備DXC4/1主要用于局間中繼網(wǎng)，或長(zhǎng)途網(wǎng)和本地網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)，或PDH與SDH的網(wǎng)關(guān)。DXC4/4表示輸入端口信號(hào)最高為四次群或STM-1信號(hào)，交叉連接速率與輸入端口速率相同，邏輯功能要求較低，采用空分交換，交叉連接速度很快，適用于寬帶交叉連接，主要用于長(zhǎng)途網(wǎng)的恢復(fù)和自動(dòng)監(jiān)控。第46頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2．4SDH的網(wǎng)元設(shè)備再生器RG經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚?，使信?hào)按照規(guī)定的幅度、波形和定時(shí)特性繼續(xù)向前傳送。第47頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月再生段4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2.5SDH結(jié)構(gòu)1.SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)再生段終端復(fù)用器TM再生器分插復(fù)用器ADM終端復(fù)用器TM終端復(fù)用器TM再生器再生段再生段復(fù)用段第48頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介2.SDH的幀結(jié)構(gòu)：9*270*NRSOHPOHPAYLOADAUPTRMSOH第49頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2．6SDH的復(fù)用1.SDH的復(fù)用單元等級(jí)1112234有效負(fù)荷1.5442.0486.3128.44834.36844.736139.264容器C1.6002.1766.78448.384149.760虛容器VC1.6642.2406.84848.960150.336支路單元TU1.7282.3046.91249.152-管理單元AU---50.304150.912第50頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介2SDH網(wǎng)的復(fù)用路線STM-NAU-4AUG139.264VC-4TUG-3TUG-2TU-12VC-12C-4C-12VC-3TU-3C-334.368或44.73672.048第51頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2．7SDH自愈網(wǎng)1線路保護(hù)倒換1＋1保護(hù)：并發(fā)優(yōu)收。1：n保護(hù)：n條信道共享一條不傳輸信息的保護(hù)信道。線路保護(hù)倒換方式的不足：整條光纜都被切斷時(shí)，備用光纖也斷；光纜保護(hù)所需成本太高；對(duì)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的故障無(wú)法提供保護(hù)。

第52頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介2環(huán)型網(wǎng)保護(hù)方式（1）二纖單向通道倒換環(huán)ACDB第53頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介（2）二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)BDCA第54頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介4.2．8SDH網(wǎng)的同步主從同步方式，形成樹(shù)型結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)：組網(wǎng)靈活，控制簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性較好，對(duì)從時(shí)鐘的要求不高。缺點(diǎn)：對(duì)基準(zhǔn)主時(shí)鐘要求較高，對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障比較敏感。相互同步方式，節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的要求較低，設(shè)備較便宜；對(duì)同步分配鏈路故障也不敏感。但網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較低?；旌贤椒绞?/p>

第55頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2SDH傳輸技術(shù)簡(jiǎn)介SDH網(wǎng)的同步性能決定于主時(shí)鐘的精度、定時(shí)參考信號(hào)的傳輸鏈路的性質(zhì)以及各網(wǎng)元中獲取定時(shí)參考信號(hào)的接收時(shí)鐘的性能。

從時(shí)鐘的工作模式：正常工作模式保持模式自由運(yùn)行模式第56頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)為了利用單一的網(wǎng)絡(luò)，即可支持由話音、圖像、數(shù)據(jù)、文字等組成的各種綜合業(yè)務(wù)，需要建立一個(gè)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。4．3

．1對(duì)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的基本要求1.傳輸媒體的寬帶化。2.建立綜合各種業(yè)務(wù)的高速傳輸體制，例如光同步數(shù)字系列（SDH）和異步傳遞模式（ATM）。第57頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)

3.采用快速交換技術(shù)。例如ATM交換和寬帶IP交換技術(shù)。4.具有較高的業(yè)務(wù)質(zhì)量。要求信息丟失率盡可能低。5.根據(jù)業(yè)務(wù)的不同性質(zhì)和不同要求，采用靈活多樣的定時(shí)方法。第58頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)4．3．2ATM網(wǎng)絡(luò)的基本概念1.異步轉(zhuǎn)移模式ATM是“一門(mén)基于非信道化的高速數(shù)字鏈路的交換技術(shù)”。2.虛通路VC與虛通道VP：一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中可以有28＝256或212=4096條虛通道，一條虛通道中可以有216＝65536條，或64k條虛通路。

3．信元：5+48字節(jié)第59頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)

4．3．3ATM業(yè)務(wù)

業(yè)務(wù)分類ABCD定時(shí)關(guān)系要求定時(shí)不要求定時(shí)比特率恒定可變連接方式面向連接無(wú)連接適用規(guī)范AAL1AAL2AAL3/4或AAL5第60頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)4．3．4保證QOS措施：

設(shè)置了優(yōu)先級(jí)比特；采用合理的排隊(duì)方法和硬件交換方式，提高交換速率，降低交換時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)，減少信元的丟失。采用傳統(tǒng)的自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)（ARQ）協(xié)議或快速傳輸協(xié)議（XTP），對(duì)丟失或出錯(cuò)的信息進(jìn)行重傳。采用較為復(fù)雜的前向檢錯(cuò)（FED）和（或）前向糾錯(cuò)（FEC）方法。采用分層編碼方式。第61頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)分層編碼的概念把要傳輸?shù)男畔澐殖刹煌膶?。不同的層?duì)應(yīng)不同的質(zhì)量，對(duì)錯(cuò)誤的敏感度也不同：越是低層，其分辨率和清晰度越低，但越不容易出錯(cuò)。因?yàn)榈蛯拥谋忍芈瘦^低，發(fā)生錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)較小。也很容易通過(guò)不太復(fù)雜的前向糾錯(cuò)控制（FEC）來(lái)得到保護(hù)。盡管高層容易出錯(cuò)，但高層出現(xiàn)錯(cuò)誤以后，接收端仍然可以依靠正確的低層信息來(lái)提供質(zhì)量。第62頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)4．3．5ATM交換1.三大功能：路由選擇；信頭翻譯；排隊(duì)2.特點(diǎn)：能夠交換小到幾kb/s，大到幾百M(fèi)b/s的各種不同速率的業(yè)務(wù)信息，總吞吐量大于5Gb/s。能夠提供一點(diǎn)到多點(diǎn)的廣播方式的通信。內(nèi)部連接丟失率10－8～10－11，誤插率為10－11～10－14，保證用戶業(yè)務(wù)的通信質(zhì)量。交換時(shí)延在10～1000s以下，時(shí)延抖動(dòng)在幾百s以下。具有良好的擴(kuò)展性，便于交換機(jī)的擴(kuò)容。第63頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)4．3．6ATM交換的排隊(duì)方式1輸入排隊(duì)方式。N1仲裁邏輯輸入隊(duì)列緩沖器輸入隊(duì)列緩沖器交換傳送媒體N1第64頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)2輸出排隊(duì)方式。N輸出隊(duì)列緩沖器N交換傳送媒體輸出隊(duì)列緩沖器11第65頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．3ATM技術(shù)3中央排隊(duì)方式2N1交換傳送媒體第一部分中央隊(duì)列緩沖器交換傳送媒體第二部分12N第66頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．4寬帶IP技術(shù)4．4．1

寬帶IP網(wǎng)的概念寬帶IP網(wǎng)，就是在其中高速傳輸IP數(shù)據(jù)包的通信網(wǎng)絡(luò)。寬帶干線的帶寬要求為622Mb/s以上，用戶接入線路的帶寬要求為2Mb/s以上。IP是說(shuō)在網(wǎng)絡(luò)中的是遵守IP協(xié)議的數(shù)據(jù)包。寬帶IP網(wǎng)還應(yīng)是一個(gè)范圍比較大的網(wǎng)。

第67頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.4寬帶IP技術(shù)4．4．2千兆位以太網(wǎng)的特點(diǎn)1.高速性。每秒10億比特。2.簡(jiǎn)易性。在技術(shù)原理、布線結(jié)構(gòu)、設(shè)備安裝調(diào)試和管理維護(hù)等方面繼承了以太網(wǎng)的簡(jiǎn)單易用性。3.可擴(kuò)展性。是10兆和100兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，還可以平穩(wěn)升級(jí)至萬(wàn)兆以太網(wǎng)。4.可靠性。采用以交換機(jī)為中心的星型結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)，確保了網(wǎng)絡(luò)的高可靠性。5.經(jīng)濟(jì)性。低成本。6.可管理性。管理和維護(hù)非常簡(jiǎn)單。7.支持新的寬帶應(yīng)用。

第68頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．4寬帶IP技術(shù)4．4．3IPoverATMIPOveerATM在ATM網(wǎng)絡(luò)上傳輸IP數(shù)據(jù)包，利用ATM技術(shù)承載IP信號(hào)。既發(fā)揮了TCP/IP協(xié)議的開(kāi)放性和應(yīng)用的廣泛性，又利用了ATM速度快、容量大和可以支撐多種業(yè)務(wù)的能力。但需要把IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成ATM信元，傳輸效率較低。因?yàn)锳TM面向連接，IP面向無(wú)連接，各有自己的地址結(jié)構(gòu)、選路方式和信令，結(jié)合起來(lái)有一定難度。

主要有局域網(wǎng)仿真、CIPOA、ATM支持多協(xié)議（MPOA）、IP交換、標(biāo)記交換、多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS）等。第69頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

4.4寬帶IP技術(shù)4．4．4

IPoverSDHIPoverSDH以SDH網(wǎng)絡(luò)作為IP網(wǎng)的物理傳輸網(wǎng)絡(luò)，讓IP包直接在SDH干線網(wǎng)上傳輸。它可以提供數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻綜合傳輸業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)比較成熟，可用帶寬比IPoverATM提高25％～30％。但擁塞控制能力較差，只有業(yè)務(wù)分類和優(yōu)先級(jí)的能力。預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)，可達(dá)到現(xiàn)在ATM和幀中繼的水平。

第70頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．4寬帶IP技術(shù)4．4．5IPoverOpticalIPOveerOptical（IP優(yōu)化光學(xué)網(wǎng)絡(luò)）讓IP數(shù)據(jù)包直接在光纖上運(yùn)行。它不需要ATM或SDH設(shè)備，不需要進(jìn)行反復(fù)的地址轉(zhuǎn)換，避免了重復(fù)的打包、拆包，減少了開(kāi)銷字節(jié)，降低了網(wǎng)絡(luò)的成本。第71頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．4寬帶IP技術(shù)4．4．5IPoverOpticalIPOveerDWDM采用密集波分復(fù)用技術(shù)，使被高速I(mǎi)P數(shù)據(jù)包調(diào)制的多個(gè)光載波直接在同一根光纖上傳送?，F(xiàn)在已有96個(gè)通道的復(fù)用系統(tǒng)。若在每個(gè)光通道中傳輸10Gb/s的數(shù)字信號(hào)，一條光纖內(nèi)的傳輸速率可達(dá)960Gb/s，無(wú)中繼的傳輸距離可達(dá)500公里。第72頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月寬帶用戶網(wǎng)

中國(guó)傳媒大學(xué)信息工程學(xué)院第73頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)HybridFiberCoax光纖同軸混合網(wǎng)1).光纖干線從前端到各光節(jié)點(diǎn)，采用星形連接正向信號(hào)與反向信號(hào)各使用一根光纖光發(fā)射機(jī)光節(jié)點(diǎn)6光節(jié)點(diǎn)5光節(jié)點(diǎn)4光節(jié)點(diǎn)3光節(jié)點(diǎn)2光節(jié)點(diǎn)1第74頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)2).電纜分配網(wǎng)從光節(jié)點(diǎn)到用戶，采用樹(shù)形連接光接收機(jī)第75頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)雙向放大器可以放大正向與反向信號(hào)正向信號(hào)占用頻率：87～1000MHz87～108MHz：FM111～1000MHz:（含標(biāo)準(zhǔn)頻道和增補(bǔ)頻道）傳送電視信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)反向信號(hào)占用頻率：5～65MHz第76頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)1．1調(diào)幅光纖干線傳輸系統(tǒng)前端光發(fā)射機(jī)光纖放大器用戶分配系統(tǒng)光分路器光接收機(jī)第77頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)1．2數(shù)?；旌系挠芯€電視網(wǎng)主前端分配中心光節(jié)點(diǎn)用戶網(wǎng)絡(luò)單元二級(jí)分配中心雙向電纜網(wǎng)分配中心分配中心二級(jí)分配中心二級(jí)分配中心光節(jié)點(diǎn)光節(jié)點(diǎn)光節(jié)點(diǎn)電視電話數(shù)據(jù)遠(yuǎn)端單元電纜分配系統(tǒng)分配器電視電話數(shù)據(jù)第78頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)1．3HFC網(wǎng)的反向噪聲1)反向噪聲的來(lái)源侵入噪聲：70％來(lái)自用戶端結(jié)構(gòu)噪聲：由反向放大器產(chǎn)生，具有漏斗效應(yīng)2)反向噪聲的抑制減少每個(gè)光節(jié)點(diǎn)的用戶數(shù)選擇優(yōu)良器材，提高安裝工藝

第79頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1HFC用戶網(wǎng)動(dòng)態(tài)分配上行頻率，增加上行通道的有效帶寬。

采用QPSK等抗噪聲的數(shù)字調(diào)制方案來(lái)增加系統(tǒng)的抗干擾性能。加接濾波器濾除用戶設(shè)備引入的噪聲：900MHz解調(diào)用戶接口高通濾波器900MHz調(diào)制反向輸出有用信號(hào)反向輸入第80頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2ADSL技術(shù)高速數(shù)字用戶線（HDSL）對(duì)稱1.544或2.048Mb/s對(duì)稱數(shù)字用戶線（SDSL）對(duì)稱768kb/s非對(duì)稱數(shù)字用戶線（ADSL）下行1.5～9Mb/s，上行16～640kb/s自適應(yīng)速率數(shù)字用戶線（RADSL）下行1.5～9Mb/s，上行16～640kb/s用戶數(shù)字用戶線（CDSL）下行1Mb/s，上行16～128kb/sISDN數(shù)字用戶線（ISDL）對(duì)稱144kb/s超高速數(shù)字用戶線（VDSL）下行13～52Mb/s，上行1.5～6Mb/s第81頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2ADSL技術(shù)ADSL的結(jié)構(gòu)電話機(jī)PC或LANADSL調(diào)制解調(diào)器廣域網(wǎng)IP路由器或ATM交換機(jī)ADSL調(diào)制解調(diào)器PSTN話音電路交換機(jī)分離器LPFHPF分離器HPFLPF第82頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2ADSL技術(shù)ADSL的傳輸速率上行速率為16Kb/s～640kb/s，

0~4kHz傳輸電話信號(hào)，25~1104kHz傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，其中25~138kHz傳輸上行數(shù)據(jù)信號(hào)。

下行速率為1.544Mb/s時(shí)，傳輸距離為6000m；下行速率為2.048Mb/s時(shí)，傳輸距離為5000m；下行速率為6.312Mb/s時(shí)，傳輸距離為4000m；下行速率為8.448Mb/s時(shí)，傳輸距離為3000m。第83頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3電力線通信技術(shù)1.

小區(qū)電力線通信網(wǎng)的組成：基站變壓器高壓電本地基站交換機(jī)因特網(wǎng)保險(xiǎn)盒保險(xiǎn)盒保險(xiǎn)盒保險(xiǎn)盒通信模塊通信模塊通信模塊通信模塊PC家電第84頁(yè)，課件共95頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3電力線通信技術(shù)噪聲和干擾的抑制

擴(kuò)展頻譜調(diào)制，使能量盡量均勻分布在傳輸帶寬上，接收端恢復(fù)信號(hào)的能量集中成一個(gè)較大的數(shù)值，比噪聲、干擾等大得多，不影響人們對(duì)信息的檢測(cè)。即使信號(hào)的部分頻譜丟失，擴(kuò)展頻譜調(diào)制信號(hào)的冗余性也可以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。采用多載波調(diào)制，系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測(cè)、避開(kāi)窄帶干擾源的頻率。3信號(hào)傳輸方式采用令牌方式，避免沖突。把較大的數(shù)據(jù)包分成短幀，同時(shí)采用前向糾錯(cuò)和錯(cuò)幀重發(fā)兩種方式，保證傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

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