光纖通信網(wǎng)絡(luò)

光纖通信網(wǎng)絡(luò)第一頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日8.1通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)

通信網(wǎng)總的發(fā)展趨勢(shì)是數(shù)字化、綜合化和寬帶化。與光纖通信關(guān)系最為密切的是寬帶化，這是人類社會(huì)發(fā)展到信息時(shí)代的迫切需求，也是科技進(jìn)步的必然產(chǎn)物。

數(shù)字化就是在通信網(wǎng)的各個(gè)部分(核心網(wǎng)和接入網(wǎng))及各個(gè)環(huán)節(jié)(傳輸、交換、接入、終端等)全面采用數(shù)字技術(shù)。目前核心網(wǎng)(或稱骨干網(wǎng))已實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，采用了數(shù)字傳輸和數(shù)字交換技術(shù)，其優(yōu)越性已十分明顯。第二頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日接入網(wǎng)的情況比較復(fù)雜，模擬的東西還大量存在，如電話網(wǎng)從核心網(wǎng)邊緣的端局交換機(jī)到用戶終端的用戶環(huán)路，大量使用的還是模擬二線；有線電視系統(tǒng)也基本上是模擬的；新近采用的非對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL)實(shí)際上是模數(shù)混合體制。

綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(包括窄帶和寬帶)的主要目的是：要實(shí)現(xiàn)接入部分的數(shù)字化，提供端到端數(shù)字連接，從而支持綜合業(yè)務(wù)，但由于種種原因，并沒有普遍推廣應(yīng)用。所以現(xiàn)在只能說接入網(wǎng)正處于數(shù)字化的過程中，還不能說已實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。第三頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

綜合化，主要指業(yè)務(wù)的綜合，即通信網(wǎng)要由原來的單一業(yè)務(wù)網(wǎng)(如電話網(wǎng)、分組數(shù)據(jù)網(wǎng))發(fā)展為能同時(shí)提供多種業(yè)務(wù)(包括話音、數(shù)據(jù)、圖像等)，特別是多媒體業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。

數(shù)字化是綜合化的前提。當(dāng)各種類型的消息都用統(tǒng)一的數(shù)字符號(hào)表示時(shí)，通過端到端的數(shù)字傳輸，便能實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)。長(zhǎng)期以來，通信網(wǎng)的主要業(yè)務(wù)是話音，所以電信網(wǎng)基本上等同于電話網(wǎng)；電信網(wǎng)中還有一種業(yè)務(wù)是電報(bào)，相當(dāng)于原始的低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。第四頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和發(fā)展，特別是因特網(wǎng)(Internet)擴(kuò)展到全世界，對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的需求不斷增長(zhǎng)，近十年來，幾乎每半年翻一番。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量猛增的主要推動(dòng)力是因特網(wǎng)的WWW業(yè)務(wù)和高速多媒體業(yè)務(wù)。因此，用不了多少時(shí)間，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的總量將超過電話業(yè)務(wù)。此外，電視會(huì)議、遠(yuǎn)程教育、電子商務(wù)等應(yīng)用都要求通信網(wǎng)提供高速數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)，而這些業(yè)務(wù)所需的帶寬都遠(yuǎn)大于電話業(yè)務(wù)。因此業(yè)務(wù)綜合化必將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的寬帶化。通信網(wǎng)絡(luò)從電話業(yè)務(wù)為主演進(jìn)到多媒體業(yè)務(wù)為主，每個(gè)用戶占用的帶寬由64kb/s要提高到6Mb/s左右，由此估計(jì)總業(yè)務(wù)量約增加100倍。第五頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日如果考慮到今后要支持高清晰度電視等更寬帶寬的業(yè)務(wù)，則總業(yè)務(wù)量還會(huì)不斷增加。所以網(wǎng)絡(luò)寬帶化首先是人們的迫切需求。另一方面，由于光纖通信技術(shù)的成就，特別是密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)的發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬大大增加。如果雙絞銅線的傳輸帶寬按2Mb/s估計(jì)，一根光纖采用DWDM技術(shù)，傳輸容量可達(dá)到20～200Gb/s，也就是說，光纖的傳輸容量是銅線的一萬(wàn)至十萬(wàn)倍。因此寬帶化意味著光纖將成為主要的傳輸媒質(zhì)。今天，在核心網(wǎng)內(nèi)以光纖為傳輸媒質(zhì)，采用DWDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸，同時(shí)采用光交換技術(shù)構(gòu)成全光通信網(wǎng)，已成為現(xiàn)實(shí)。第六頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日在接入網(wǎng)中，光纖正在伸向用戶，從光纖到路邊(FTTC)、光纖到大樓(FTTB)發(fā)展到光纖到交接箱(FTTCab)，最后將實(shí)現(xiàn)光纖到家(FTTH)。當(dāng)然，從帶寬需求和經(jīng)濟(jì)性考慮，接入網(wǎng)采用光纖沒有必要也不可能如同核心網(wǎng)那樣采用DWDM技術(shù)，而是采用比較簡(jiǎn)單和廉價(jià)的光纖通信設(shè)備。因此接入網(wǎng)和核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)寬帶化的技術(shù)途徑是不同的。本章將分別予以介紹。第七頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日8.2SDH傳送網(wǎng)

8.2.1SDH傳送網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)

一個(gè)電信網(wǎng)有兩大功能群：傳送功能群和控制功能群。

傳送網(wǎng)就是完成傳送功能的手段，當(dāng)然傳送網(wǎng)也能傳遞各種網(wǎng)絡(luò)控制信息。傳送網(wǎng)主要指邏輯功能意義上的網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)復(fù)雜龐大的網(wǎng)絡(luò)。為了便于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和管理，通常用分層(Laying)和分割(Partitioning)的概念，將網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)元件按功能分為參考點(diǎn)(接入點(diǎn))、拓?fù)湓?、傳送?shí)體和傳送處理功能四大類。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湓譃槿N：層網(wǎng)絡(luò)、子網(wǎng)、鏈路，只需這三種元件就可以完全地描述網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓?fù)?，從而使網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)變得靈活，網(wǎng)絡(luò)描述變得容易。第八頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

1.傳送網(wǎng)的分層和分割傳送網(wǎng)是分層的，由垂直方向的連續(xù)的傳送網(wǎng)絡(luò)層(即層網(wǎng)絡(luò))疊加而成，從上而下分別為電路層、通道層和傳輸媒質(zhì)層(又分為段層和物理層)。每一層網(wǎng)絡(luò)為其相鄰的高一層網(wǎng)絡(luò)提供傳送服務(wù)，同時(shí)又使用相鄰的低一層網(wǎng)絡(luò)所提供的傳送服務(wù)。提供傳送服務(wù)的層稱為服務(wù)者(Server)，使用傳送服務(wù)的層稱為客戶(Client)，因而相鄰的層網(wǎng)絡(luò)之間構(gòu)成了客戶/服務(wù)者關(guān)系。第九頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.1SDH傳送網(wǎng)的分層模型

電路層網(wǎng)絡(luò)通道層網(wǎng)絡(luò)傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)64kb/s電路交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)租用線電路網(wǎng)SDHVC－1n通道網(wǎng)SDHVC－3通道網(wǎng)傳送網(wǎng)示例光傳輸網(wǎng)無(wú)線傳輸網(wǎng)n＝1,2

SDH傳送網(wǎng)分層模型如圖8.1所示。自上而下依次為電路層網(wǎng)絡(luò)、通道層網(wǎng)絡(luò)和傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)。第十頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

電路層網(wǎng)絡(luò)涉及到電路層接入點(diǎn)之間的信息傳遞并直接為用戶提供通信業(yè)務(wù)，如電路交換業(yè)務(wù)、分組交換業(yè)務(wù)、租用線業(yè)務(wù)和B-ISDN虛通路等。根據(jù)提供業(yè)務(wù)的不同可以分為不同的電路層網(wǎng)絡(luò)，如64kb/s電路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、租用線電路網(wǎng)和ATM交換網(wǎng)等。電路層網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備包括用于各種交換業(yè)務(wù)的交換機(jī)(例如電路交換機(jī)或分組交換機(jī))和用于租用線業(yè)務(wù)的交叉連接設(shè)備等。電路層網(wǎng)絡(luò)與相鄰的通道層網(wǎng)絡(luò)是相互獨(dú)立的。通道層網(wǎng)絡(luò)用于通道層接入點(diǎn)之間的信息傳遞并支持不同類型的電路層網(wǎng)絡(luò)，為電路層網(wǎng)絡(luò)提供傳送服務(wù)，其提供傳輸鏈路的功能與PDH中的2Mb/s、34Mb/s和140Mb/s，SDH中的VC11、VC12、VC2、VC3

和VC4，以及BISDN中的虛通道功能類似。第十一頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日能夠?qū)νǖ缹泳W(wǎng)絡(luò)的連接性進(jìn)行管理控制是SDH網(wǎng)的重要特性之一，SDH傳送網(wǎng)中的通道層網(wǎng)絡(luò)還可進(jìn)一步分為：

?高階通道層網(wǎng)絡(luò)

?低階通道層網(wǎng)絡(luò)

傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)為通道層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)提供合適的通道容量，并且可以進(jìn)一步分為：

?段層網(wǎng)絡(luò)：為了保證通道層的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)間信息傳遞的完整性。

?物理媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)稱物理層)：指具體的支持段層網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒質(zhì)，如光纜或無(wú)線。第十二頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

SDH網(wǎng)中的段層網(wǎng)絡(luò)還可以進(jìn)一步細(xì)分為：

?復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)涉及復(fù)用段終端之間的端到端的信息傳遞

?再生段層網(wǎng)絡(luò)涉及再生器之間或再生器與復(fù)用段終端之間的信息傳遞。一個(gè)完整的SDH傳送網(wǎng)分層模型如圖8.2所示。第十三頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.2SDH傳送網(wǎng)完整分層模型VC－11VC－12VC－2VC－3電路層網(wǎng)絡(luò)VC－3VC－4復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)再生段層網(wǎng)絡(luò)低階通道層高階通道層段層物理層網(wǎng)絡(luò)電路層通道層傳輸媒質(zhì)層SDH傳送層第十四頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日將傳送網(wǎng)分為獨(dú)立的三層，每層能在與其它層無(wú)關(guān)的情況下單獨(dú)加以規(guī)定，可以較簡(jiǎn)便地對(duì)每層分別進(jìn)行設(shè)計(jì)與管理；每個(gè)層網(wǎng)絡(luò)都有自己的操作和維護(hù)能力；從網(wǎng)絡(luò)的觀點(diǎn)來看，可以靈活地改變某一層，不會(huì)影響到其它層。傳送網(wǎng)分層后，每一層網(wǎng)絡(luò)仍然很復(fù)雜，地理上覆蓋的范圍很大。為了便于管理，在分層的基礎(chǔ)上，將每一層網(wǎng)絡(luò)在水平方向上按照該層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)分割為若干個(gè)子網(wǎng)和鏈路連接。分割往往是從地理上將層網(wǎng)絡(luò)再細(xì)分為：國(guó)際網(wǎng)、國(guó)內(nèi)網(wǎng)和地區(qū)網(wǎng)等，并獨(dú)立地對(duì)每一部分行使管理。圖8.3給出了傳送網(wǎng)分割概念與分層概念的一般關(guān)系。第十五頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

圖8.3傳送網(wǎng)的分割

(a)分層概念；(b)分割概念電路層網(wǎng)絡(luò)通道層網(wǎng)絡(luò)傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)鏈路層網(wǎng)絡(luò)分層視圖(客戶/服務(wù)者聯(lián)系)分割視圖(a)(b)第十六頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日采用分割的概念可以方便地在同一網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)定，允許層網(wǎng)絡(luò)的一部分被層網(wǎng)絡(luò)的其余部分看作一個(gè)單獨(dú)實(shí)體；可以按所希望的程度將層網(wǎng)絡(luò)遞歸分解表示，為層網(wǎng)絡(luò)提供靈活的連接能力，從而方便網(wǎng)絡(luò)管理，也便于改變網(wǎng)絡(luò)的組成并使之最佳化。

鏈路是代表一對(duì)子網(wǎng)之間有固定拓?fù)潢P(guān)系的一種拓?fù)湓?，用來描述不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接點(diǎn)間的聯(lián)系，例如兩個(gè)交叉連接設(shè)備之間的多個(gè)平行的光纜線路系統(tǒng)就構(gòu)成了鏈路。第十七頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.傳送網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)圖8.4為傳送網(wǎng)的功能模型示例。層網(wǎng)或子網(wǎng)之間通過連接(網(wǎng)絡(luò)連接、子網(wǎng)連接、鏈路連接)和適配(如層間適配，包括復(fù)用解復(fù)用、編碼解碼、定位與調(diào)整、速率變化等)構(gòu)成整個(gè)傳送網(wǎng)。相鄰的層間符合客戶/服務(wù)者關(guān)系。第十八頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.4傳送網(wǎng)的功能模型SNCSNCTCPCPLCCPLCCPLCCPTCPAPAPSNCAPAP路徑網(wǎng)絡(luò)連接鏈路連接路徑路徑終端客戶層到服務(wù)層適配TCP路徑終端路徑終端客戶層到服務(wù)層適配TCP路徑終端客戶層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層網(wǎng)絡(luò)AP：接入點(diǎn)CP：連接點(diǎn)LC：鏈路連接TCP：終端連接點(diǎn)SNC：子網(wǎng)連接CP第十九頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

8.2.2SDH網(wǎng)的物理拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浞褐妇W(wǎng)絡(luò)的形狀，即網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)和傳輸線路的幾何排列，它反映了物理上的連接性。除了最簡(jiǎn)單的點(diǎn)到點(diǎn)的物理拓?fù)渫?，網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)湟话阌?種類型：

?線形

?星形

?

樹形

?環(huán)形

?網(wǎng)孔形第二十頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.線形將通信網(wǎng)的所有站點(diǎn)串聯(lián)起來，并使首末兩個(gè)點(diǎn)開放，就形成了線形拓?fù)?。在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，要使兩個(gè)非相鄰點(diǎn)之間完成連接，其間的所有點(diǎn)都必須完成連接功能。這是SDH早期應(yīng)用的比較經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问剑啄﹥啥耸褂媒K端復(fù)用器(TM)，中間各點(diǎn)使用分插復(fù)用器(ADM)。圖8.5(a)SDH網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)洌壕€形(a)第二十一頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.星形

當(dāng)通信網(wǎng)的所有點(diǎn)中有一個(gè)特殊的點(diǎn)與其余點(diǎn)以輻射的形式直接相連，而其余點(diǎn)之間相互不能直接相連時(shí)，就形成了星形拓?fù)?，又稱樞紐形拓?fù)?。在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，除了特殊點(diǎn)外的任意兩點(diǎn)間的連接都是通過特殊點(diǎn)進(jìn)行的，特殊點(diǎn)為經(jīng)過的信息流進(jìn)行路由選擇并完成連接功能。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢詫⑻厥恻c(diǎn)(樞紐站)的多個(gè)光纖終端綜合成一個(gè)，具有靈活的帶寬管理，能節(jié)省投資和運(yùn)營(yíng)成本，但是在特殊點(diǎn)存在失效問題和瓶頸問題。(b)圖8.5(b)SDH網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)洌盒切蔚诙?yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.樹形將點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)鋯卧哪┒它c(diǎn)連接到幾個(gè)特殊點(diǎn)就形成樹形拓?fù)?。樹形拓?fù)淇梢钥闯墒蔷€形拓?fù)浜托切瓮負(fù)涞慕Y(jié)合。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在特殊點(diǎn)也存在瓶頸問題和光功率預(yù)算限制問題，特別適用于廣播式業(yè)務(wù)，但不適用于提供雙向通信業(yè)務(wù)。(c)圖8.5(c)SDH網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)洌簶湫蔚诙?yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日4.環(huán)形將通信網(wǎng)的所有站點(diǎn)串聯(lián)起來首尾相連，而且沒有任何點(diǎn)開放，就形成了環(huán)形網(wǎng)。將線形結(jié)構(gòu)的兩個(gè)首尾開放點(diǎn)相連就變成了環(huán)形網(wǎng)。在環(huán)形網(wǎng)中，要完成兩個(gè)非相鄰點(diǎn)之間的連接，這兩點(diǎn)之間的所有點(diǎn)都必須完成連接功能。環(huán)形網(wǎng)的最大優(yōu)點(diǎn)是具有很高的網(wǎng)絡(luò)生存性，因而在SDH網(wǎng)中受到特別的重視。(d)圖8.5(d)SDH網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)洌涵h(huán)形第二十四頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

圖8.5(e)SDH網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)洌壕W(wǎng)孔形(e)5.網(wǎng)孔形當(dāng)通信網(wǎng)的許多點(diǎn)直接互連時(shí)就形成了網(wǎng)孔形拓?fù)?。如果所有的點(diǎn)都直接互連時(shí)就稱為理想的網(wǎng)孔形。在非理想的網(wǎng)孔形中，沒有直接相連的兩個(gè)點(diǎn)之間需要經(jīng)由其它點(diǎn)的轉(zhuǎn)接功能才能實(shí)現(xiàn)連接。網(wǎng)孔形的優(yōu)點(diǎn)是不存在如星形拓?fù)淠菢拥钠款i問題和失效問題，兩點(diǎn)間有多種路由可選；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。第二十五頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日上述的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都有各自的特點(diǎn)，在網(wǎng)中都有不同程度的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇要考慮的因素很多，如網(wǎng)絡(luò)的生存性是否高，網(wǎng)絡(luò)配置是否容易，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是否適于引進(jìn)新業(yè)務(wù)等。一個(gè)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的不同部分適宜采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也有可能不同，例如本地網(wǎng)適宜采用環(huán)形和星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有時(shí)也可用線形拓?fù)洌袃?nèi)局間中繼網(wǎng)適宜采用環(huán)形和線形拓?fù)?，而長(zhǎng)途網(wǎng)可能采用網(wǎng)孔形拓?fù)洹５诙?yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

8.2.3自愈網(wǎng)隨著人類社會(huì)進(jìn)入信息社會(huì)，人們對(duì)通信的依賴性越來越大，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)生存性的要求也越來越高，一種稱為自愈網(wǎng)(Self-healingNetwork)的概念應(yīng)運(yùn)而生。

自愈網(wǎng)就是無(wú)需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)就能在極短的時(shí)間內(nèi)從失效故障中自動(dòng)恢復(fù)，使用戶感覺不到網(wǎng)絡(luò)已出了故障。

基本原理就是：使網(wǎng)絡(luò)具備發(fā)現(xiàn)替代傳輸路由并重新確立通信的能力。自愈網(wǎng)的概念只涉及重新確立通信，不管具體失效元部件的修復(fù)或更換，后者仍需人員干預(yù)才能完成。第二十七頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

PDH系統(tǒng)采用的線路保護(hù)倒換方式是最簡(jiǎn)單的自愈網(wǎng)形式。但是當(dāng)光纜被切斷時(shí)，往往是同一纜內(nèi)的所有光纖(包括主用和備用)都被切斷，在這種情況下上述保護(hù)方式就無(wú)能為力了。

改善網(wǎng)絡(luò)生存性的最好辦法是：將網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)連成一個(gè)環(huán)形，形成所謂的自愈環(huán)(SelfhealingRing)。環(huán)形網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)可以是ADM，也可以是DXC，但通常由ADM構(gòu)成。SDH的特色之一便是能夠利用ADM的分插復(fù)用能力構(gòu)成自愈環(huán)。第二十八頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日自愈環(huán)結(jié)構(gòu)可分為兩大類：

?通道倒換環(huán)屬于子網(wǎng)連接保護(hù)，其業(yè)務(wù)量的保護(hù)是以通道為基礎(chǔ)，是否倒換以離開環(huán)的每一個(gè)通道信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣而定，通常利用通道AIS信號(hào)來決定是否應(yīng)進(jìn)行倒換。

?復(fù)用段倒換環(huán)屬于路徑保護(hù)，其業(yè)務(wù)量的保護(hù)以復(fù)用段為基礎(chǔ)，以每對(duì)結(jié)點(diǎn)的復(fù)用段信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣來決定是否倒換。通道倒換環(huán)與復(fù)用段倒換環(huán)的一個(gè)重要區(qū)別是前者往往使用專用保護(hù)，即正常情況下保護(hù)段也在傳業(yè)務(wù)信號(hào)，保護(hù)時(shí)隙為整個(gè)環(huán)專用；而后者往往使用公用保護(hù)，即正常情況下保護(hù)段是空閑的，保護(hù)時(shí)隙由每對(duì)結(jié)點(diǎn)共享。第二十九頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日如果按照進(jìn)入環(huán)的支路信號(hào)與由該支路信號(hào)分路結(jié)點(diǎn)返回的支路信號(hào)方向是否相同，又可以將自愈環(huán)分為：

?單向環(huán)

?雙向環(huán)正常情況下，單向環(huán)中所有業(yè)務(wù)信號(hào)按同一方向在環(huán)中傳輸。雙向環(huán)中進(jìn)入環(huán)的支路信號(hào)按一個(gè)方向傳輸，而由該支路信號(hào)分路結(jié)點(diǎn)返回的支路信號(hào)按相反的方向傳輸。如果按照一對(duì)結(jié)點(diǎn)間所用光纖的最小數(shù)量還可以分為：

?二纖環(huán)

?四纖環(huán)下面以四個(gè)結(jié)點(diǎn)的環(huán)為例，介紹4種典型的自愈環(huán)結(jié)構(gòu)。第三十頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日CAACS1P1ABDCP1S1CAAC(a)CAACS1P1ABDCP1S1CAAC(b)倒換8.6二纖單向通道倒換環(huán)1.二纖單向通道倒換環(huán)二纖單向通道倒換環(huán)如圖8.6所示。通常單向環(huán)由兩根光纖來實(shí)現(xiàn)，S1光纖用來攜帶業(yè)務(wù)信號(hào)，P1光纖用來攜帶保護(hù)信號(hào)。第三十一頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日這種環(huán)采用“首端橋接，末端倒換”結(jié)構(gòu)。例如，在結(jié)點(diǎn)A進(jìn)入環(huán)傳送給結(jié)點(diǎn)C的支路信號(hào)(AC)同時(shí)饋入S1和P1向兩個(gè)不同方向傳送到C點(diǎn)，其中S1光纖按順時(shí)針方向，P1光纖按逆時(shí)針方向，C點(diǎn)的接收機(jī)同時(shí)收到兩個(gè)方向傳送來的支路信號(hào)，擇優(yōu)選擇其中一路作為分路信號(hào)。正常情況下，S1傳送的信號(hào)為主信號(hào)。同理，在C點(diǎn)進(jìn)入環(huán)傳送至結(jié)點(diǎn)A的支路信號(hào)(CA)按上述同樣的方法傳送到結(jié)點(diǎn)A，S1光纖所攜帶的CA信號(hào)為主信號(hào)。第三十二頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日當(dāng)BC結(jié)點(diǎn)間的光纜被切斷時(shí)，兩根光纖同時(shí)被切斷，從A經(jīng)S1光纖到C的AC信號(hào)丟失，結(jié)點(diǎn)C的倒換開關(guān)由S1轉(zhuǎn)向P1，結(jié)點(diǎn)C接收經(jīng)P1光纖傳送的AC信號(hào)，從而使AC間業(yè)務(wù)信號(hào)不會(huì)丟失，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)作用。故障排除后，倒換開關(guān)返回原來的位置。第三十三頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖8.7所示。這是一種路徑保護(hù)方式。在這種環(huán)形結(jié)構(gòu)中每一結(jié)點(diǎn)都有一個(gè)保護(hù)倒換開關(guān)。正常情況下，S1光纖傳送業(yè)務(wù)信號(hào)，P1光纖是空閑的。當(dāng)BC結(jié)點(diǎn)間光纜被切斷，兩根光纖同時(shí)被切斷，與光纜切斷點(diǎn)相鄰的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)B和C的保護(hù)倒換開關(guān)將利用APS(AutomaticProtectionSwitching)協(xié)議執(zhí)行環(huán)回功能。例如在B結(jié)點(diǎn)S1光纖上的信號(hào)(AC)經(jīng)倒換開關(guān)從P1光纖返回，沿逆時(shí)針方向經(jīng)A結(jié)點(diǎn)和D結(jié)點(diǎn)仍然可以到達(dá)C結(jié)點(diǎn)，并經(jīng)C結(jié)點(diǎn)的倒換開關(guān)環(huán)回到S1光纖后落地分路。故障排除后，倒換開關(guān)返回原來的位置。第三十四頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.7二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)CAACS1P1ABDCP1S1CAAC(a)(b)倒換CAACS1P1ABDCP1S1CAAC第三十五頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日當(dāng)BC結(jié)點(diǎn)間光纜被切斷，兩根光纖同時(shí)被切斷，與光纜切斷點(diǎn)相鄰的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)B和C的保護(hù)倒換開關(guān)將利用APS(AutomaticProtectionSwitching)協(xié)議執(zhí)行環(huán)回功能。例如在B結(jié)點(diǎn)S1光纖上的信號(hào)(AC)經(jīng)倒換開關(guān)從P1光纖返回，沿逆時(shí)針方向經(jīng)A結(jié)點(diǎn)和D結(jié)點(diǎn)仍然可以到達(dá)C結(jié)點(diǎn)，并經(jīng)C結(jié)點(diǎn)的倒換開關(guān)環(huán)回到S1光纖后落地分路。故障排除后，倒換開關(guān)返回原來的位置。第三十六頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)通常雙向環(huán)工作在復(fù)用段倒換方式，既可以是四纖又可以是二纖。四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖8.8所示，它由兩根業(yè)務(wù)光纖S1與S2(一發(fā)一收)和兩根保護(hù)光纖P1與P2(一發(fā)一收)構(gòu)成，其中S1光纖傳送順時(shí)針業(yè)務(wù)信號(hào)，S2光纖傳送逆時(shí)針業(yè)務(wù)信號(hào)，P1與P2分別是和S1與S2反方向傳輸?shù)膬筛Ｗo(hù)光纖。第三十七頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日每根光纖上都有一個(gè)保護(hù)倒換開關(guān)。正常情況下，從A結(jié)點(diǎn)進(jìn)入環(huán)傳送至C結(jié)點(diǎn)的支路信號(hào)順時(shí)針沿光纖S1傳輸，而由C結(jié)點(diǎn)進(jìn)入環(huán)傳送至A結(jié)點(diǎn)的支路信號(hào)則逆時(shí)針沿光纖S2傳輸，保護(hù)光纖P1和P2是空閑的。當(dāng)BC結(jié)點(diǎn)間光纜被切斷，四根光纖同時(shí)被切斷。根據(jù)APS協(xié)議，B和C結(jié)點(diǎn)中各有兩個(gè)倒換開關(guān)執(zhí)行環(huán)回功能，從而環(huán)工作的連續(xù)性得以維持。故障排除后，倒換開關(guān)返回原來的位置。在四纖環(huán)中，僅僅光纜切斷或結(jié)點(diǎn)失效才需要利用環(huán)回方式來保護(hù)，而如果是單纖或設(shè)備故障可以使用傳統(tǒng)的復(fù)用段保護(hù)倒換方式。第三十八頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.8四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)CAACS1P1S2P2ACAACP2S2P1S1CDB(a)CAACS1P1S2P2ACAACP2S2P1S1CDB(b)倒換第三十九頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日當(dāng)BC結(jié)點(diǎn)間光纜被切斷，四根光纖同時(shí)被切斷。根據(jù)APS協(xié)議，B和C結(jié)點(diǎn)中各有兩個(gè)倒換開關(guān)執(zhí)行環(huán)回功能，從而環(huán)工作的連續(xù)性得以維持。故障排除后，倒換開關(guān)返回原來的位置。在四纖環(huán)中，僅僅光纜切斷或結(jié)點(diǎn)失效才需要利用環(huán)回方式來保護(hù)，而如果是單纖或設(shè)備故障可以使用傳統(tǒng)的復(fù)用段保護(hù)倒換方式。第四十頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日4.二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)在四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)中，光纖S1上的業(yè)務(wù)信號(hào)與光纖P2上的保護(hù)信號(hào)的傳輸方向完全相同。如果利用時(shí)隙交換技術(shù)，可以使光纖S1和光纖P2上的信號(hào)都置于一根光纖(稱S1/P2光纖)中，例如S1/P2光纖的一半時(shí)隙用于傳送業(yè)務(wù)信號(hào)，另一半時(shí)隙留給保護(hù)信號(hào)。第四十一頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.9二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)S1/P2ABDCAAC(a)S2/P1S2/P1S1/P2S1/P2ABDCAAC(b)S2/P1S2/P1S1/P2CC倒換CAACCAAC第四十二頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日同樣，光纖S2和光纖P1上的信號(hào)也可以置于一根光纖(稱S2/P1光纖)上。這樣S1/P2光纖上的保護(hù)信號(hào)時(shí)隙可以保護(hù)S2/P1光纖上的業(yè)務(wù)信號(hào)，S2/P1光纖上的保護(hù)信號(hào)時(shí)隙可保護(hù)S1/P2光纖上的業(yè)務(wù)信號(hào)，于是四纖環(huán)可以簡(jiǎn)化為二纖環(huán)，如圖8.9所示。當(dāng)BC結(jié)點(diǎn)間光纜被切斷，二根光纖也同時(shí)被切斷，與切斷點(diǎn)相鄰的B和C結(jié)點(diǎn)中的倒換開關(guān)將S1/P2光纖與S2/P1光纖溝通，利用時(shí)隙交換技術(shù)，可以將S1/P２光纖和S2/P1光纖上的業(yè)務(wù)信號(hào)時(shí)隙轉(zhuǎn)移到另一根光纖上的保護(hù)信號(hào)時(shí)隙，于是就完成了保護(hù)倒換作用。第四十三頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日前面介紹了4種自愈環(huán)結(jié)構(gòu)，通常通道倒換環(huán)只工作在二纖單向方式，而復(fù)用段倒換環(huán)既可以工作在二纖方式，又可以工作在四纖方式，既可以單向又可以雙向。自愈環(huán)種類的選擇應(yīng)考慮初建成本、要求恢復(fù)業(yè)務(wù)的比例、用于恢復(fù)業(yè)務(wù)所需要的額外容量、業(yè)務(wù)恢復(fù)的速度和易于操作維護(hù)等因素。第四十四頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日8.3WDM光網(wǎng)絡(luò)

WDM技術(shù)極大地提高了光纖的傳輸容量，隨之帶來了對(duì)電交換結(jié)點(diǎn)的壓力和變革的動(dòng)力。為了提高交換結(jié)點(diǎn)的吞吐量，必須在交換方面引入光子技術(shù)，從而引起了WDM全光通信的研究。

WDM全光通信網(wǎng)是在現(xiàn)有的傳送網(wǎng)上加入光層，在光上進(jìn)行分插復(fù)用(OADM)和交叉連接(OXC)，目的是減輕電結(jié)點(diǎn)的壓力。由于WDM全光網(wǎng)絡(luò)能夠提供靈活的波長(zhǎng)選路能力，又稱為波長(zhǎng)選路網(wǎng)絡(luò)(WavelengthRoutingNetwork)?；赪DM和波長(zhǎng)選路的全光網(wǎng)絡(luò)及其與單波長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系，如圖8.10所示。第四十五頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.10基于WDM和波長(zhǎng)選路的光網(wǎng)絡(luò)E-XCE-XCE-XCE-XCOLTOXC光通道網(wǎng)絡(luò)單波長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)單波長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)第四十六頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

8.3.1光傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)

ITUT的G.872(草案)已經(jīng)對(duì)光傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)提出了建議。建議的分層方案是將光傳送網(wǎng)分成：

?光通道層(OCH)

?光復(fù)用段層(OMS)

?光傳輸段層(OTS)

與SDH傳送網(wǎng)相對(duì)應(yīng)，實(shí)際上是將光網(wǎng)絡(luò)加到SDH傳送網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)的段層和物理層之間，如圖8.11所示。第四十七頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日由于光纖信道可以將復(fù)用后的高速數(shù)字信號(hào)經(jīng)過多個(gè)中間結(jié)點(diǎn)，不需電的再生中繼，直接傳送到目的結(jié)點(diǎn)，因此可以省去SDH再生段，只保留復(fù)用段，再生段對(duì)應(yīng)的管理功能并入到復(fù)用段結(jié)點(diǎn)中。為了區(qū)別，將SDH的通道層和段層稱為電通道層和電復(fù)用段層。第四十八頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日電路層通道層復(fù)用段層再生段層物理層(光纖)SDH網(wǎng)絡(luò)

(a)圖8.11(a)光傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)：SDH網(wǎng)絡(luò)第四十九頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.11(b)光傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)：WDM網(wǎng)絡(luò)電路層電通道層電復(fù)用段層光層物理層(光纖)WDM光網(wǎng)絡(luò)(b)第五十頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日PDH通道層

SDH通道層虛通道電復(fù)用段層電復(fù)用段層(沒有)電路層電路層虛通道光通道層光復(fù)用段層光傳輸段層物理層(光纖)光傳送網(wǎng)絡(luò)(c)圖8.11(c)光傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)：電層和光層的分解第五十一頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

光通道層為不同格式(如PDH565Mb/s,SDHSTMN，ATM信元等)的用戶信息提供端到端透明傳送的光信道網(wǎng)絡(luò)功能，其中包括：

?為靈活的網(wǎng)絡(luò)選路重新安排信道連接

?為保證光信道適配信息的完整性處理光信道開銷

?為網(wǎng)絡(luò)層的運(yùn)行和管理提供光信道監(jiān)控功能。光復(fù)用段層為多波長(zhǎng)信號(hào)提供網(wǎng)絡(luò)功能，它包括：

?為靈活的多波長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)選路重新安排光復(fù)用段連接

?為保證多波長(zhǎng)光復(fù)用段適配信息的完整性處理光復(fù)用段開銷

?為段層的運(yùn)行和管理提供光復(fù)用段監(jiān)控功能。第五十二頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日光傳輸段層為光信號(hào)在不同類型的光媒質(zhì)(如G.652,G.653，G.655光纖)上提供傳輸功能，包括對(duì)光放大器的監(jiān)控功能。

WDM光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)主要有兩種功能：

?光通道的上下路功能，實(shí)現(xiàn)這種功能的網(wǎng)絡(luò)元件是：光分插復(fù)用器(OADM)。

?交叉連接功能，實(shí)現(xiàn)這種功能的網(wǎng)絡(luò)元件是：光交叉連接器(OXC)。第五十三頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

8.3.2光分插復(fù)用器在SDH傳送網(wǎng)中，分插復(fù)用器(ADM)的功能是對(duì)不同的數(shù)字通道進(jìn)行分下(drop)與插入(add)操作。與此類似，在WDM光網(wǎng)絡(luò)也存在光分插復(fù)用器(OADM)，其功能是在波分復(fù)用光路中對(duì)不同波長(zhǎng)信道進(jìn)行分下與插入操作。無(wú)論ADM還是OADM，都是相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的重要單元。第五十四頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日在WDM光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)結(jié)點(diǎn)上，光分插復(fù)用器在從光波網(wǎng)絡(luò)中分下或插入本結(jié)點(diǎn)的波長(zhǎng)信號(hào)的同時(shí)，對(duì)其它波長(zhǎng)的向前傳輸并不影響，并不需要把非本結(jié)點(diǎn)的波長(zhǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)再向前發(fā)送，因而簡(jiǎn)化了結(jié)點(diǎn)上信息處理，加快了信息的傳遞速度，提高了網(wǎng)絡(luò)組織管理的靈活性，降低了運(yùn)行成本。特別是當(dāng)波分復(fù)用的波長(zhǎng)數(shù)很多時(shí)，光分插復(fù)用器的作用就顯得特別明顯。第五十五頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

光分插復(fù)用器可以分為：光/電/光、全光。光/電/光型光分插復(fù)用器是一種采用SDH光端機(jī)背靠背連接的設(shè)備，在已鋪設(shè)的波分復(fù)用線路中已經(jīng)使用了這種設(shè)備。但是光/電/光這種方法不具備速率和格式的透明性，缺乏靈活性，難以升級(jí)，因而不能適應(yīng)WDM光網(wǎng)絡(luò)的要求。

全光型光分插復(fù)用器是完全在光波域?qū)崿F(xiàn)分插功能，具備透明性、靈活性、可擴(kuò)展性和可重構(gòu)性，因而完全滿足WDM光網(wǎng)絡(luò)的要求。光分插復(fù)用器的核心部件是一個(gè)具有波長(zhǎng)選擇能力的光學(xué)或光子學(xué)元件，例如本書第7章介紹的幾種光濾波器等。下面介紹幾種光分插復(fù)用器的實(shí)現(xiàn)方法。第五十六頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

1.基于解復(fù)用/復(fù)用結(jié)構(gòu)的OADM

這種光分插復(fù)用器采用解復(fù)用器和復(fù)用器背靠背的形式來實(shí)現(xiàn)，如圖8.12所示。在這種結(jié)構(gòu)中，可以把需要在本地結(jié)點(diǎn)分下的一路或多路光波長(zhǎng)信號(hào)很方便地從多波長(zhǎng)輸入信號(hào)中分離出來并連接到本地結(jié)點(diǎn)的光端機(jī)上，同時(shí)將本地結(jié)點(diǎn)需要發(fā)送的光波長(zhǎng)通過復(fù)用器插入到多波長(zhǎng)輸出信號(hào)中去，其它波長(zhǎng)的光信號(hào)可以不受影響地透明通過該分插復(fù)用器。但是，隨著波分復(fù)用的波長(zhǎng)數(shù)的增加，用于連接每個(gè)波長(zhǎng)的光纖連線也會(huì)相應(yīng)地增加，例如如果是32路波長(zhǎng)的光分插復(fù)用器，考慮到雙向傳輸總共需要64根光纖連線，這肯定會(huì)給設(shè)備管理帶來困難。第五十七頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.12基于解復(fù)用/復(fù)用結(jié)構(gòu)的OADMMUXDMUX多個(gè)波長(zhǎng)輸入多個(gè)波長(zhǎng)輸出AddlSDroplS第五十八頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日在這種結(jié)構(gòu)中，由于不需要作分插的波長(zhǎng)不能直接地通過，而解復(fù)用器和復(fù)用器的濾波特性會(huì)改變傳輸光譜的形狀，因而會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的傳輸性能。由于這種光分插復(fù)用器使用了光解復(fù)用器和復(fù)用器，如果系統(tǒng)要增加波長(zhǎng)，就必須改造甚至更換解復(fù)用器和復(fù)用器，因而這種光分插復(fù)用器不具備波長(zhǎng)透明性。第五十九頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.基于光纖馬赫-曾德爾干涉儀加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)的OADM

圖8.13所示的是基于平衡的馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)加上光纖布喇格光柵(FBG)結(jié)構(gòu)的全光纖型光分插復(fù)用器。在理想情況下，耦合器的分束比為1∶1，MZI的兩臂等長(zhǎng)，兩光柵寫入在等長(zhǎng)位置上并接近全反射，因此與光纖布喇格光柵的峰值波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的光波長(zhǎng)，將在分下(drop)口取出，而其它光波長(zhǎng)信號(hào)將全部通過，并從輸出(output)口輸出。第六十頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.13基于光纖馬赫-曾德爾干涉儀加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)的OADM第六十一頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日而且這種結(jié)構(gòu)是左右對(duì)稱的，同樣可以插入與光柵峰值波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的光波長(zhǎng)信號(hào)。但是實(shí)際上要做到兩個(gè)耦合器、兩個(gè)光柵和兩臂長(zhǎng)完全相同是很困難的，因此要實(shí)現(xiàn)它也很困難。

實(shí)現(xiàn)上述馬赫-曾德爾結(jié)構(gòu)可采用一種等效變通的方法：在雙芯光纖上連續(xù)采用熔融拉錐方法制成有一定距離的兩個(gè)3dB定向耦合器，然后在兩個(gè)耦合器之間的光纖上一次寫入--曾德爾結(jié)構(gòu)和光柵反射路徑，但是要從雙芯光纖中引出光信號(hào)需要特殊的光纖連接線。第六十二頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.基于光纖耦合器加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)的OADM

圖8.14示出基于光纖耦合器加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)的OADM。這種結(jié)構(gòu)是在光纖定向耦合器的腰區(qū)寫入光柵，如果在入射光中某一波長(zhǎng)的光信號(hào)與光柵的峰值波長(zhǎng)在波長(zhǎng)上一致，就會(huì)形成選擇性反射。此處定向耦合器中兩根光纖中的一根已經(jīng)過預(yù)處理(熔融拉細(xì))，使兩根光纖的芯徑略有差別，因此在兩根光纖中模式傳播常數(shù)稍微有些不同。選擇適當(dāng)?shù)墓鈻懦?shù)，使反射模式的耦合恰好發(fā)生在入射光纖基模與另一根光纖的反方向傳輸基模之間。要實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)需要復(fù)雜的特殊制作工藝，因而不適宜大量制作。第六十三頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.14基于光纖耦合器加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)的OADM第六十四頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

4.基于光纖光柵加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的OADM

圖8.15示出基于光纖光柵加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的OADM，采用光纖環(huán)行器和光纖光柵的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)波長(zhǎng)的分插復(fù)用。圖8.15基于光纖光柵加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的OADMDMUX…l1,l2…lmDrop…MUX…Add可調(diào)諧光纖光柵環(huán)行器多個(gè)波長(zhǎng)輸入環(huán)行器多個(gè)波長(zhǎng)輸出123l1,l2…lm132第六十五頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日與基于馬赫-曾德爾加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)相比，這種結(jié)構(gòu)對(duì)每一個(gè)波長(zhǎng)只需一個(gè)而不是一對(duì)光柵，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，性能較為穩(wěn)定。在兩個(gè)環(huán)行器之間接入m個(gè)光纖光柵，在兩個(gè)環(huán)行器的端口3分別接入解復(fù)用器和復(fù)用器，這樣就可以分下和插入m個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)，而其它的沒有被光纖光柵反射的光信號(hào)，無(wú)阻擋地從輸出端口輸出。如果采用可調(diào)諧光纖光柵，就可以得到在調(diào)諧范圍內(nèi)的任意波長(zhǎng)信號(hào)。最后還可以通過不同組合形式的光開關(guān)，從m個(gè)波長(zhǎng)中選取任意的分插波長(zhǎng)。在這種結(jié)構(gòu)中，由于環(huán)行器的回波損耗很大，所以根本不需要外加隔離器。第六十六頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

5.基于介質(zhì)膜濾波器加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的OADM

圖8.16示出基于介質(zhì)膜濾波器加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的OADM，其中使用了多層介質(zhì)膜(MultilayerDielectricFilm)濾波器，2×２光開關(guān)和光纖環(huán)行器等。多層介質(zhì)膜濾波器由于其良好的溫度穩(wěn)定性目前已經(jīng)在商業(yè)的波分復(fù)用系統(tǒng)中使用。多波長(zhǎng)光信號(hào)從輸入端經(jīng)環(huán)行器到達(dá)濾波器，由于介質(zhì)膜濾波器屬于帶通濾波器，因此只有位于通帶內(nèi)的波長(zhǎng)才可以通過濾波器，其它波長(zhǎng)則被反射回環(huán)行器。第六十七頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日通過濾波器的波長(zhǎng)由光開關(guān)選擇從分下(drop)口輸出，插入的波長(zhǎng)經(jīng)過右邊的同波長(zhǎng)濾波器再通過右邊環(huán)行器而輸出。從左面濾波器反射回左面環(huán)行器的光從端口2到端口3再進(jìn)入下面環(huán)行器的端口1，重復(fù)以上過程，每經(jīng)過一個(gè)環(huán)行器和濾波器組合后，其余波長(zhǎng)則繼續(xù)往下走。如果不在本結(jié)點(diǎn)作分插復(fù)用的波長(zhǎng)就再連接到右側(cè)的光纖環(huán)行器，然后依次經(jīng)過環(huán)行器和多層介質(zhì)膜帶通濾波器，一直傳輸?shù)蕉嗖ㄩL(zhǎng)輸出端口。第六十八頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.16基于介質(zhì)膜濾波器加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的OADMl1Addl1l1Drop

l121323l2Addl2l2Drop

l2232l3Addl3l3Drop

l3232l4Addl4l4Drop

l4232111131313多個(gè)波長(zhǎng)輸入環(huán)行器帶通介質(zhì)膜濾波器2×2SOA開關(guān)帶通介質(zhì)膜濾波器環(huán)行器多個(gè)波長(zhǎng)輸出可變衰減器第六十九頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

8.3.3光交叉連接器

光交叉連接器(OXC:OpticalCrossconnect)是光波網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)重要網(wǎng)絡(luò)單元，其功能可以與時(shí)分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)類比，主要用來完成多波長(zhǎng)環(huán)網(wǎng)間的交叉連接，作為網(wǎng)格狀光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)，目的是實(shí)現(xiàn)光波網(wǎng)的自動(dòng)配置、保護(hù)/恢復(fù)和重構(gòu)。光交叉連接通常分為三類：

?光纖交叉連接(FXC：FiberCrossconnect)

?波長(zhǎng)固定交叉連接(WSXC:WavelengthSelectiveCrossconnect)

?

波長(zhǎng)可變交叉連接(WIXC:WavelengthInterchangingCrossconnect)。第七十頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

光纖交叉連接器連接的是多路輸入輸出光纖，如圖8.17所示，每根光纖中可以是多波長(zhǎng)光信號(hào)。在這種交叉連接器中，只有空分交換開關(guān)，交換的基本單位是一路光纖，并不對(duì)多波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用，而是直接對(duì)波分復(fù)用光信號(hào)進(jìn)行交叉連接。這種交叉連接器在WDM光網(wǎng)絡(luò)中不能發(fā)揮多波長(zhǎng)通道的靈活性，不能實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)選路，因而很少在WDM網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)中單獨(dú)使用。第七十一頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.17光纖交叉連接第七十二頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

波長(zhǎng)固定交叉連接的典型結(jié)構(gòu)如圖8.18所示，多路光纖中的光信號(hào)分別接入各自的波分解復(fù)用器，解復(fù)用后的相同波長(zhǎng)的信號(hào)進(jìn)行空分交換，交換后的各路相同波長(zhǎng)的光信號(hào)分別進(jìn)入各自輸出口的復(fù)用器，最后復(fù)用后從各輸出光纖輸出。在這種結(jié)構(gòu)中由于不同光纖中的相同波長(zhǎng)之間可以進(jìn)行交換，因而可以較靈活地對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行交叉連接，但是這種結(jié)構(gòu)無(wú)法處理兩根以上光纖中的相同波長(zhǎng)光信號(hào)進(jìn)入同一根輸出光纖問題，即存在波長(zhǎng)阻塞問題。而波長(zhǎng)可變的交叉連接可以解決波長(zhǎng)阻塞問題。第七十三頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

圖8.18波長(zhǎng)固定交叉連接DMUXM×M開關(guān)l1MUXDMUXM×M開關(guān)l2MUXDMUXM×M開關(guān)lNMUX………………………………l1l2lNl1l2lNl1l2lN光纖2光纖1光纖M…光纖2光纖1光纖M……第七十四頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.波長(zhǎng)可變交叉連接

在波長(zhǎng)可變交叉連接器中，使用波長(zhǎng)變換器(WavelengthConverter)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)變換，因而各路光信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)完全靈活的交叉連接，不會(huì)產(chǎn)生波長(zhǎng)阻塞。研究表明，在光交叉連接器中對(duì)各波長(zhǎng)通路部分配備波長(zhǎng)變換器和全部配備波長(zhǎng)變換器所達(dá)到的通過率特性幾乎相同。圖8.19為一種帶專用波長(zhǎng)變換器的波長(zhǎng)可變交叉連接器(WIXC：WithdedicatedWavelengthConverters)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中每一個(gè)波長(zhǎng)經(jīng)過空分交換后都配備有波長(zhǎng)變換器。第七十五頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日設(shè)輸入輸出光纖數(shù)為M，每根光纖中波長(zhǎng)數(shù)為N，若要實(shí)現(xiàn)交叉連接則共需要MN個(gè)波長(zhǎng)變換器。在這種結(jié)構(gòu)中，每根輸入光纖中每個(gè)波長(zhǎng)都可以連接轉(zhuǎn)換成任意一根輸出光纖中任意一個(gè)波長(zhǎng)，不存在波長(zhǎng)阻塞。但是在一般情況下并不是所有波長(zhǎng)都需要進(jìn)行波長(zhǎng)變換，因而這種結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)變換器的利用率不高，很不經(jīng)濟(jì)。第七十六頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.19專用波長(zhǎng)變換器的波長(zhǎng)可變交叉連接

…l1l2lNDMUX…l1l2lNDMUX…l1l2lNDMUXl1l2……lNMUXl1l2……lNMUXl1l2……lNMUX光纖1光纖2光纖M…光纖1光纖2光纖M…波長(zhǎng)變換器空間光開關(guān)矩陣第七十七頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日若要提高波長(zhǎng)變換器的利用率，可采取所有端口共用一組波長(zhǎng)變換器的辦法，圖8.20是所有輸入波長(zhǎng)共用一組波長(zhǎng)變換器情況。需要進(jìn)行變換的波長(zhǎng)由光開關(guān)交換后進(jìn)入共用的波長(zhǎng)變換器，經(jīng)過變換的波長(zhǎng)再次進(jìn)入光開關(guān)與其它波長(zhǎng)一起交換到所要輸出的光纖中去。第七十八頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

圖8.20共享波長(zhǎng)變換器的波長(zhǎng)可變交叉連接器…l1l2lNDMUX…l1l2lNDMUX…l1l2lNDMUXl1l2…lNMUXl1l2…lNMUXl1l2…lNMUX光纖1光纖2光纖M…光纖1光纖2光纖M……波長(zhǎng)變換器空間光開關(guān)矩陣第七十九頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

4.交叉連接的多層結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中并不是所有的交叉連接都要在波長(zhǎng)級(jí)上進(jìn)行。當(dāng)業(yè)務(wù)量很大時(shí)，多路光纖上的信號(hào)直接進(jìn)行光纖交叉連接(FXC)，并不需要對(duì)每根光纖的波長(zhǎng)進(jìn)行解復(fù)用與復(fù)用。圖8.21所示為交叉連接的多層結(jié)構(gòu)，

?最上層是電的交叉連接(EXC)

?中間層是波長(zhǎng)交叉連接，可以是波長(zhǎng)固定交叉連接(WSXC)，也可以是波長(zhǎng)可變交叉連接(WIXC)

?底層是光纖交叉連接(FXC)第八十頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日在FXC層，輸入光纖中有需要作波長(zhǎng)級(jí)交叉連接的光纖經(jīng)FXC交叉連接后到上一層交叉連接端口，再作波長(zhǎng)交叉連接。在WSXC/WIXC層，輸入端口有來自FXC層需要進(jìn)行波長(zhǎng)級(jí)交叉連接的光纖和來自EXC層的基于波長(zhǎng)的各路信號(hào)一起進(jìn)行波長(zhǎng)級(jí)交叉連接的光纖，

WSXC/WIXC輸出的波長(zhǎng)信號(hào)分為兩路：

?經(jīng)波長(zhǎng)復(fù)用后連接至FXC層

?直接連接到EXC層進(jìn)行電的交叉連接和交換第八十一頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日FXC:光纖交叉連接;WSXC:波長(zhǎng)固定交叉連接；WIXC:波長(zhǎng)可變交叉連接；EXC:電的交叉連接圖8.21交叉連接的多層結(jié)構(gòu)第八十二頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日8.3.4WDM光網(wǎng)絡(luò)示例為了加深對(duì)WDM光網(wǎng)絡(luò)的了解，我們簡(jiǎn)單地介紹一下美國(guó)的MONET網(wǎng)。

MONET是“多波長(zhǎng)光網(wǎng)絡(luò)”的簡(jiǎn)稱，該項(xiàng)目是由AT&T、Bellcore和朗訊科技發(fā)起的，參加單位有Bell亞特蘭大、南Bell公司、太平洋Telesis#,NSA(美國(guó)國(guó)家安全局)和NRL(美國(guó)海軍研究所)。MONET試驗(yàn)網(wǎng)包括三個(gè)部分：

?MONETNewJersey網(wǎng)

?Washington,D.C.網(wǎng)

?連接兩個(gè)地區(qū)的多波長(zhǎng)長(zhǎng)途光纖鏈路第八十三頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日如圖8.22所示。在NewJersey是以AT&TBellLabs為中心的星形網(wǎng)，在Washington,D.C.是三結(jié)點(diǎn)的環(huán)形網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)在1560nm附近復(fù)用了20個(gè)WDM信道，單信道速率有3種，即1.2Gb/s，2.5Gb/s和10Gb/s。在網(wǎng)絡(luò)中還使用了可調(diào)諧激光器和可調(diào)諧波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器等單元器件。第八十四頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.22美國(guó)的MONET第八十五頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日該網(wǎng)絡(luò)的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是把網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、先進(jìn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)一種高性能的、經(jīng)濟(jì)的和可靠的多波長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)，最后將該網(wǎng)擴(kuò)展為全國(guó)網(wǎng)。支持MONET觀點(diǎn)的人認(rèn)為，未來的通信網(wǎng)是分層的。基礎(chǔ)層是基于WDM的光層，用于支持電層的業(yè)務(wù)傳送，該層由透明的、可以重新配置的和完全受網(wǎng)管控制的光網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成；光層之上的層是電層，可能是SDH或ATM等電傳送信號(hào)；最上層是應(yīng)用層。為此，MONET項(xiàng)目定義和開發(fā)了一組MONET網(wǎng)絡(luò)單元，例如，WTM(波長(zhǎng)終端復(fù)用器)、WADM(波長(zhǎng)分插復(fù)用器，即OADM)、WAMP(多波長(zhǎng)放大器)、WSXC(波長(zhǎng)固定交叉連接器)和WIXC(波長(zhǎng)可變交叉連接器)。第八十六頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日8.4光接入網(wǎng)

8.4.1光接入網(wǎng)概述

1.接入網(wǎng)的概念

電信網(wǎng)包含了為在不同地方的用戶提供各種電信業(yè)務(wù)的所有傳輸及復(fù)用設(shè)備、交換設(shè)備及各種線路設(shè)施等。接入網(wǎng)是電信網(wǎng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)將電信業(yè)務(wù)透明地傳送到用戶。

ITUT的G.902建議(參看圖8.23)對(duì)接入網(wǎng)給出如下定義：接入網(wǎng)由業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)接口(SNI)和用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)之間的一系列傳送實(shí)體(如線路設(shè)施和傳輸設(shè)施)組成，為供給電信業(yè)務(wù)而提供所需的傳送承載能力，可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)管理接口(Q3)配置和管理。原則上對(duì)接入網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)的UNI和SNI的類型和數(shù)目沒有限制。接入網(wǎng)不解釋信令。第八十七頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.23接入網(wǎng)的界定電信管理網(wǎng)(TMN)接入網(wǎng)(AN)業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)接口(SNI)業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)(SN)Q3接口Q3接口用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)第八十八頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.光接入網(wǎng)的參考配置

光接入網(wǎng)(OAN)為共享相同網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口并由光傳輸系統(tǒng)所支持的接入鏈路群，有時(shí)稱之為光纖環(huán)路系統(tǒng)(FITL)。從系統(tǒng)配置上可以分為無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)和有源光網(wǎng)絡(luò)(AON)，如圖8.24所示。

?ODN:

光分配網(wǎng)絡(luò)，是OLT和ONU之間的光傳輸媒質(zhì)，由無(wú)源光器件組成。

?OLT：光線路終端，提供OAN網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口，并且連接一個(gè)或多個(gè)ODN。

?

ODT：光遠(yuǎn)程終端，由光有源設(shè)備組成。

?ONU：光網(wǎng)絡(luò)單元，提供OAN用戶側(cè)接口，并且連接到一個(gè)ODN或ODT。第八十九頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.24光接入網(wǎng)的參考配置ONU…ONUODNOLT…AFaS/RR/ST業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)功能ONU…ONUODTOLT…AF業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)功能(AON)UNI(PON)SNI接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能Q3用戶側(cè)接入鏈路群網(wǎng)絡(luò)側(cè)V第九十頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

?

ONU：光網(wǎng)絡(luò)單元，提供OAN用戶側(cè)接口，并且連接到一個(gè)ODN或ODT。

?UNI：用戶網(wǎng)絡(luò)接口。

?

SNI：業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)接口。

?

S：光發(fā)送參考點(diǎn)。

?R：光接收參考點(diǎn)。

?AF：適配功能。

?V：與業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)間的參考點(diǎn)。

?

T：與用戶終端間的參考點(diǎn)。

?

a:AF與ONU之間的參考點(diǎn)。第九十一頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日在OLT和ONU之間沒有任何有源電子設(shè)備的光接入網(wǎng)稱為無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)。

PON對(duì)各種業(yè)務(wù)是透明的，易于升級(jí)擴(kuò)容，便于維護(hù)管理，缺點(diǎn)是OLT和ONU之間的距離和容量受到限制。用有源設(shè)備或有源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(如SDH環(huán)網(wǎng))的ODT代替無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中的ODN，便構(gòu)成有源光網(wǎng)絡(luò)(AON)。

AON的傳輸距離和容量大大增加，易于擴(kuò)展帶寬，運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的靈活性大，不足之處是有源設(shè)備需要供電、機(jī)房等。如果綜合使用兩種網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，就能接入不同容量的用戶第九十二頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日目前，用戶網(wǎng)光纖化的途徑主要有兩個(gè)：

?在現(xiàn)有電話銅纜用戶網(wǎng)的基礎(chǔ)上，引入光纖傳輸技術(shù)改造成光接入網(wǎng)

?在現(xiàn)有有線電視(CATV)同軸電纜網(wǎng)的基礎(chǔ)上，引入光纖傳輸技術(shù)使之成為光纖/同軸混合網(wǎng)(HFC)。第九十三頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.光接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)光接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般有4種：?jiǎn)涡切巍㈦p星形、總線形和環(huán)形，如圖8.25所示。OLTONUONUONU單星形網(wǎng)OLTODNONUONUONU雙星形網(wǎng)OLTONUONUONUONUONU總線形網(wǎng)OLTONUONUONUONUONUONU環(huán)形網(wǎng)圖8.25光接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第九十四頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日4.光接入網(wǎng)的應(yīng)用類型根據(jù)ONU的位置不同，光接入網(wǎng)有4種基本應(yīng)用類型：

?光纖到路邊(FTTC)

?光纖到大樓(FTTB)

?光纖到辦公室(FTTO)

?光纖到家(FTTH)。在FTTC結(jié)構(gòu)中，ONU設(shè)置在路邊的人孔或電線桿上的分線盒處，有時(shí)也可以設(shè)置在交接箱處。FTTC一般采用雙星形結(jié)構(gòu)，從ONU到用戶之間采用雙絞線銅纜，若要傳送寬帶業(yè)務(wù)則要用高頻電纜或同軸電纜。第九十五頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

FTTB是將ONU直接放在大樓內(nèi)(如企業(yè)、事業(yè)單位辦公樓或居民住宅公寓內(nèi))，再由銅纜將業(yè)務(wù)分配到各個(gè)用戶。FTTB比FTTC的光纖化程度更進(jìn)一步，更適合高密度用戶區(qū)，也更容易滿足未來寬帶業(yè)務(wù)傳輸?shù)男枰?。如果將FTTC結(jié)構(gòu)中設(shè)置在路邊的ONU換成無(wú)源光分路器，將ONU移到大企業(yè)事業(yè)單位(如公司、政府機(jī)關(guān)、大學(xué)或研究所)的辦公室內(nèi)就成了FTTO。將ONU移到用戶家里就成了FTTH。

FTTH是一種全透明全光纖的光接入網(wǎng)，適于引入新業(yè)務(wù)，對(duì)傳輸制式、帶寬和波長(zhǎng)等基本上沒有限制，并且ONU安裝在用戶處，供電、安裝維護(hù)等都比較方便。第九十六頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

8.4.2無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)

1.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)由端局和電視節(jié)目中心通過光纖和光分路器直接分送到用戶，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖8.26所示。其下行業(yè)務(wù)由光功率分配器以廣播方式發(fā)送給用戶，在靠近用戶接口處的過濾器讓每個(gè)用戶接收發(fā)給它的信號(hào)。在上行方向，用戶業(yè)務(wù)是在預(yù)定的時(shí)間發(fā)送，目的是讓它們分時(shí)地發(fā)送光信號(hào)，因此要定期測(cè)定端局與每個(gè)用戶的延時(shí)，以便上行傳輸同步，這是PON技術(shù)的難點(diǎn)。由于光信號(hào)經(jīng)過分路器分路后，損耗較大，因而傳輸距離不能很遠(yuǎn)。第九十七頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

PON的一個(gè)重要應(yīng)用是來傳送寬帶圖像業(yè)務(wù)(特別是廣播電視)。這方面尚無(wú)任何國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)可用，但已形成一種趨勢(shì)，即使用1310nm波長(zhǎng)區(qū)傳送窄帶業(yè)務(wù)，而使用1550nm波長(zhǎng)區(qū)傳送寬帶圖像業(yè)務(wù)(主要是廣播電視業(yè)務(wù))。原因是1310/1550nm波分復(fù)用(WDM)器件已很便宜，而目前1310nm波長(zhǎng)區(qū)的激光器也很成熟，價(jià)格便宜，適于經(jīng)濟(jì)地傳送急需的窄帶業(yè)務(wù)；另一方面，1550nm波長(zhǎng)區(qū)的光纖損耗低，又能結(jié)合使用光纖放大器，因而適于傳送帶寬要求較高的寬帶圖像業(yè)務(wù)。第九十八頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日具體的傳輸技術(shù)主要是：

?頻分復(fù)用(FDM)、

?時(shí)分復(fù)用(TDM)和

?密集波分復(fù)用(DWDM)圖8.26(a)使用1310/1550兩波長(zhǎng)WDM器件來分離寬帶和窄帶業(yè)務(wù)，其中1310nm波長(zhǎng)區(qū)傳送TDM方式的窄帶業(yè)務(wù)信號(hào)，1550nm波長(zhǎng)區(qū)傳送FDM方式的圖像業(yè)務(wù)信號(hào)(主要是CATV信號(hào))。第九十九頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.26(a)PON結(jié)構(gòu)：采用TDM+FDM+WDM的PON；TV1TV2TVn…FDMOLT(B)1550nm(電視)交換機(jī)G.703或G.708或V.5OLT(N)1310nm光纖電視1:2分路電話1:8分路端局1:16分路WDM1310nmONU(N)ONU(B)電話電視用戶電話1:128分路(數(shù)字)電視1:32分路(數(shù)字)電視節(jié)目中心(a)(0.4～2.5)GHz1550nm第一百頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日?qǐng)D8.26(b)PON結(jié)構(gòu)：采用TDM+WDM的PONTV1編碼TV2編碼TVn編碼……TDMOLT(B)1550nm(電視)交換機(jī)G.703或G.708或V.5OLT(N)1310nm光纖電視1:2分路電話1:8分路端局1:16分路WDM1310nmONU(N)ONU(B)解碼電話電視用戶電話1:128分路(數(shù)字)電視1:32分路(數(shù)字)電視節(jié)目中心(b)2.5Gb/s1550nm圖8.26(b)也使用1310/1550兩波長(zhǎng)WDM器件來分離寬帶和窄帶業(yè)務(wù)，與圖8.26(a)不同之處在于先將電視信號(hào)編碼為數(shù)字信號(hào)，再用TDM方式傳輸。第一百零一頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.多址技術(shù)

PON中常用的多址技術(shù)有三種：

頻分多址(FDMA)

時(shí)分多址(TDMA)

波分多址(WDMA)

它們的原理框圖如圖8.27所示。第一百零二頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

FDMA的特點(diǎn)是：將頻帶分割為許多互不重疊的部分，分配給每個(gè)用戶使用。

優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟

缺點(diǎn)是：當(dāng)多個(gè)載波信號(hào)同時(shí)傳輸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_和互調(diào)噪聲，會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)信號(hào)抑制弱信號(hào)現(xiàn)象，單路的有效輸出功率降低，且傳輸質(zhì)量隨著用戶數(shù)的增多而急劇下降。第一百零三頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日電話可視電話PC調(diào)制器NQAM用戶1用戶2…NQAM用戶kNQAM分接盒結(jié)點(diǎn)f1f2fk(a)圖8.27(a)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的三種多址技術(shù)：頻分多址第一百零四頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

TDMA的特點(diǎn)是：將工作時(shí)間分割成周期性的互不重疊的時(shí)隙，分配給每個(gè)用戶。優(yōu)點(diǎn)是：在任何時(shí)刻只有一個(gè)用戶的信號(hào)通過上行信道，可以充分利用信號(hào)功率，沒有互調(diào)噪聲。

缺點(diǎn)是：為了分配時(shí)隙，需要精確地測(cè)定每個(gè)用戶的傳輸時(shí)延，并且易受窄帶噪聲的影響。第一百零五頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日(b)電話可視電話PC調(diào)制解調(diào)器NQAM用戶1用戶2…NQAM用戶kNQAM分接盒結(jié)點(diǎn)fff門門門DT1DT2DTk圖8.27(b)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的三種多址技術(shù)：時(shí)分多址第一百零六頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

WDMA的特點(diǎn)是：以波長(zhǎng)作為用戶的地址，將不同的光波長(zhǎng)分配給不同的用戶，用可調(diào)諧濾波器或可調(diào)諧激光器來實(shí)現(xiàn)波分多址。

優(yōu)點(diǎn)是：不同波長(zhǎng)的信號(hào)可以同時(shí)在同一信道上傳輸，不必考慮時(shí)延問題。

缺點(diǎn)是：目前可調(diào)諧濾波器或可調(diào)諧激光器的成本還高，調(diào)諧范圍也不寬。第一百零七頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日電話可視電話PC調(diào)制解調(diào)器ONU1ONU2l2…ONUk

lkODNOLT可調(diào)諧光濾波器可調(diào)諧光濾波器可調(diào)諧光濾波器(c)l1圖8.27(c)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的三種多址技術(shù)：波分多址第一百零八頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.ATM無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中采用ATM技術(shù)，就成為ATMPON，簡(jiǎn)稱APON。

APON實(shí)現(xiàn)用戶與四個(gè)主要類型業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)之一的連接，這些是PSTN/ISDN窄帶業(yè)務(wù)，BISDN寬帶業(yè)務(wù)，非ATM業(yè)務(wù)(即數(shù)字視頻付費(fèi)業(yè)務(wù)和Internet的IP業(yè)務(wù))。ATMPON的模型結(jié)構(gòu)如圖8.28所示。第一百零九頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

UNI:用戶網(wǎng)絡(luò)接口;SNI:業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)接口;ONU：光網(wǎng)絡(luò)單元;OLT:光線路終端圖8.28APON模型結(jié)構(gòu)PSTN/ISDNSNB-ISDNSN非ATMSN(視頻服務(wù)器）非ATMSN(IP路由器）OLTONUATM-PONSNIUNI第一百一十頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期日

ONU:光網(wǎng)絡(luò)單元MUX:復(fù)用器;VOD:視頻點(diǎn)播圖8.29一個(gè)APON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

譯碼器信元裝拆通道選擇控制計(jì)算機(jī)電話ATM接口信元裝拆MUXPONLTPONLTATMMUX節(jié)目選擇分支ATM接口ATMMUXATM接口供住宅用戶使用前端切換裝置計(jì)算機(jī)ATM接口信元裝拆MUXPONLT供商業(yè)用戶使用LANPBXPONLTATMMUX150Mb/s接口插件150Mb/s接口插件信元裝拆接口V-接口ATM接口OLTCATV中心專用線交換機(jī)標(biāo)準(zhǔn)接口150Mb/s1.55mm1.31mmIP路由器VOD服務(wù)器ONUONU6Mb/s圖8.29為一個(gè)ATMPON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)為各種業(yè)務(wù)提供ATM標(biāo)準(zhǔn)的接入平臺(tái)。第一百一十一頁(yè)，共一百二十二頁(yè)，編輯