光通信网络整体介绍课件.ppt

1、光通信网络整体介绍目录n 光通信发展概况n 光纤通信系统n 光传送网光纤光源光纤通信光纤通信是以光作为信息载体，以光纤作为传输介质的光信息传输技术。？光纤通信的探索光纤通信技术的发展光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段： 第一阶段(19661976年)，这是从基础研究到商业应用的开发时期。 第二阶段(19761986年)，这是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。 第三阶段(1986 )，这是以超大容量、超长距离为目标、全面深入开展新技术研究的时期。目录n 光通信发展概况n 光纤通信系统n 光传送网通信通信方式简介用户环路交换设备电复接设备卫星通信微波通信光纤通信移

2、动通信发送机接收机传输系统用户终端用户终端用户用户用户终端用户终端用户环路交换设备电复接设备用户用户光纤通信系统光源光源放大器放大器光电二光电二极管极管判决器判决器目录n 光通信发展概况n 光纤通信系统n 光传送网电信网 传送网传送网业务网业务网应用层应用层. .E-mail远程教学远程教学家庭购物家庭购物会议电视会议电视文件传送文件传送.通道层通道层物理层物理层PSTNCATVISDNB-ISDNPSDN计算机网计算机网传送网省际干线网省际干线网省内干线网省内干线网本地中继网本地中继网末端接入网末端接入网传送网发展模拟（模拟（FDM）数字（数字（TDM）电通信电通信光通信光通信有线有线/无线

3、结合无线结合有线有线(光纤光纤)为主为主PDHSDHDWDMOTN-PTN-PONAON PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy SDH：Synchronous Digital Hierarchy DWDM:Dense Wavelength Division Multiplexing OTN：Optical Transport Network PTN：Packet Transport Network PON：Passive Optical Network AON：All Optical Network光传送网络的发展PDH：准同步数字传输系统； SDH：同步数

4、字传输系统； MSTP：多业务传送平台DWDM：密集波分复用系统； ASON：自动交换光网络（智能光网络）市场需求的发展凸显了各项技术的优势，同时也发现了各项技术的瓶颈。市场需求的发展凸显了各项技术的优势，同时也发现了各项技术的瓶颈。 容量增加容量增加/ /业务多样化业务多样化196619668080年代年代9494年年9999年年9090年代初年代初9898年年19761976DWDM 开始建设SDH标准完善PDH仍为主力实用化产品出现SDH逐步成为传输主力设备PDH产品开始规模使用高锟提出光传输理论DWDM规模建设，全光网试验MSTP/ASON0202年年传送技术应对全IP网络发展路线用户

5、接入层面汇聚接入层面骨干传送层面PDH（准同步数字传输系统）基于语音通信点对点传输准同步系统PDH（准同步数字传输系统）接口：电接口只有地区性标准；无光接口规范；复用：异步复用；运行维护功能弱，安全性差；无统一网管接口，无法统一管理；565Mb/s139Mb/s34Mb/s8Mb/s2Mb/s1.6Gb/s400Mb/s100Mb/s32Mb/s6.3Mb/s1.5Mb/s274Mb/s45Mb/s6.3Mb/s44444444673欧洲系列日本系列北美系列5缺点PDH体制不适应大容量传输网的组建，SDH体制应运而生。PDH-分插支路信号140/34Mbit/s34/140Mbit/s光光/电

6、电光信号光信号解解复复用用解解复复用用解解复复用用复复用用复复用用复复用用电电/光光34/8Mbit/s8/34Mbit/s8/2Mbit/s2/8Mbit/s2Mbit/s光信号光信号数数字字配配线线架架SDH（同步数字传输系统） SDHSDH传输网非常容易地扩展，并且非常适于新的电信业务的开发。传输网非常容易地扩展，并且非常适于新的电信业务的开发。SDHSDH标准使不同厂家生产的设备之间进行互通成为可能，这正是标准使不同厂家生产的设备之间进行互通成为可能，这正是网络建设者长期以来一直期望的。网络建设者长期以来一直期望的。 对于用户和通信运营商来说，对于用户和通信运营商来说，SDHSDH标准

7、可以保证未来的信息技术标准可以保证未来的信息技术的发展将会是有条不紊的，完全不必要担心出现不兼容性或网络的过时的发展将会是有条不紊的，完全不必要担心出现不兼容性或网络的过时问题。问题。SDH（同步数字传输系统）统一的网络接口；新复用映射方式；统一的网管接口；运行维护功能强；组网自愈能力强；帧结构41359以字节为单位(8bit)的块状帧帧频8000帧/s，帧周期125us先行后列先行后列9 270 N字节RSOHAUPTRMSOHSTM-N净负荷(含POH)261 N9 N我国SDH复用映射结构STM-NAUGAU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12T

8、UG-3N139264kbit/s34268kbit/s2048kbit/s指针处理映射定位复用C-12C-12VC-12 POHVC-12VC-12VC-12TU-12PTRTU-12PTRTU-12PTRTUG-2TUG-2TUG-3TUG-3VC-4 POHVC-4AU-4PTRAUGAUGSOHAU-4PTRVC-4容器：C-12低阶虚容器：VC-12支路单元：TU-12同步传输模块STM-N支路单元组：TUG-2支路单元组：TUG-3高阶虚容器：VC-4管理单元：AU-4管理单元组：AUG.典型示例SDH分层模型VC-12VC-3VC-2-ncVC-2VC-3VC-4VC-4-Xc再

9、生段再生段非非 SDH 客户客户 ( 电路层电路层 )VC-11 复用段复用段通道层通道层段层段层低阶低阶高阶高阶 传输传输媒质层媒质层物理层物理层SDH网络单元终端复用器分插复用器再生中继器SDH网络的缺陷频带利用率比较低抖动性能劣化IP业务的影响不满足下一代传送网软件错误波分复用背景波分复用WDM（波分复用系统）SDHIPLeased lineATM.WDMMUX12345增加光纤传输容量多种业务混合传输单光纤的双线传输应用场景广泛组网灵活可靠WDM（波分复用系统）光 合 波 器光转发器11光转发器2nBA光监控信道发送器光发送机1n光纤光接收机s光 分 波 器光接收1lnPA光接收21n

10、光纤光监控信道接收器sLA 光监控信道接收/ 发送器ss光中继放大网络管理系统MSTPMSTPNGN综合接入综合接入L2/L3IP/ATMDSLAMBTSNode BPSTN接入设备接入设备业务接入业务接入PSTNGSMATMGSRNGN软交换软交换3G核心交换核心交换业务传送业务传送ASON通过SDH设备硬件升级实现多业务接入和智能保护功能MSTP网络定位用户层城域核心层城域核心层城域汇聚层城域汇聚层 SDH/MSTP城域接入层城域接入层BSC/RNCMSC/GSNSDH/MSTPSDH+WDMSDH/MSTPSDH/MSTP集团、专线集团、专线OTN概念 OTN通过ROADM 技术、OTH

11、 技术、G.709封装和控制平面的引入，将解决传统WDM 网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题。OTN（光传送网，Optical Transport Network），是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网，是下一代的骨干传送网。OTNSDH：VC12/VC4交叉，不适合大颗粒业务WDM：点对点，管理功能弱，组网能力弱OTN=SDH+WDM+ROADM(自动波长调度)OTN分层结构与SDH分层结构对比OTN子层数据结构OPU用以映射客户信号及相应的开销，ODU用于净荷单元的通道层连接，OUT用于断层连接的性能监测和传输的误码纠错。OTN各层之间的关系OCh层为来

12、自电层的各类业务信号提供以波长为单位的端到端的连接；OMS层实现多个OCh层信号的复用、解复用； OTS层解决光信号在特定光介质上的物理传输问题，各层之间形成Client/Server形式的服务关系。 一个OCh层由多个OMS层组成，一个OMS层又由多个OTS层组成。底层出现故障，相应的上层必然会受到影响。OTN帧数字封包技数字封包技术：开销、术：开销、FECFEC、净负、净负荷荷OTN信号映射(1) 客户信号加上OPU-OH形成OPU(Optical Channel Payload Unit)。(2) OPU加上ODU-OH后形成ODU(Optical Channel Data Unit)。

13、(3) FAS(Frame Alignment Signal)、OTU-OH、FEC加入ODU形成OTU。最后再加上OCh层非随路的开销(通过OSC传送)，完成OTU到OCh层的映射，并将其调制到一个光信道载波上传输。OTN复用与SDH复用的不同 复用结构简单 复用颗粒度大，没有类似于VC4的统一复用颗粒 非逐级映射：ODU1ODTUG3 异步映射实现载荷和时钟透传OTN关键技术-OTHOTH 设备主要指具备波长级电交叉能力的OTN 设备，其主要完成电层的波长交叉和调度。OTH交叉实现 支持比SDH更加强大的维护管理能力 支持大颗粒业务的交叉和传送（ODU1ODU3） 组网不受传送距离限制，支

14、持灵活组网、调度和保护恢复能力 综合了SDH和WDM的优势OTH主要优势强大的OTN开销支持能力(PMOH/SMOH)ODU1/ODU2/ODU3交叉，支持大颗粒业务支持灵活的组网能力和可靠保护能力，组网不受传输距离的限制可支持智能控制平面OTN关键技术-ROADMROADM 是相对于DWDM 中的固定配置OADM 而言，其采用可配置的光器件，从而可以方便的实现OTN 节点中任意波长、波长组的上下、阻断和直通配置。ROADM主要优势纯光域组网，业务透明性好适合大颗粒业务支持组网灵活、业务调度和保护能力无OEO变换，降低网络成本OTN应用OTNOTNOTN核心层解决方案骨干传输层解决方案 PTN

15、PTN：Packet Transport Network 包传送网络电路交换到分组交换；窄带带宽到宽带带宽；运营商全业务的运行；灵活多样新业务出现；网络融合到业务融合；PTN、MSTP、SDHT-MPLS=MPLS+OAM-IP，面向连接，增加OAM和保护功能SDHMSTPPTN 解决IP业务在传网的承载问题，是SDH的升级改进版本，采用刚性管道承载分组业务，汇聚比受限，统计复用效率不高。PBB/PBT：基于mac-in-mac技术，面向连接的二层隧道技术PTN与其它网络的融合传送网的挑战传送网未来技术发展无源光网络 什么是PON? PON（Passive Optical Network 无源

16、光网络）是指ODN（Optical Distribution Network 光配线网）中不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。 PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络； Passive Optical NetworkOLTONTOptical Line Terminal Optical Network Terminal Passive Optical Splitter PSTNInternetIPTVONTONTPassive Optical Splitter EPON-GPONEPONGPON国际标准IEE

17、E 802.3ah，已批准ITU G.984国内标准标准制订工作已完成标准制订工作刚开展传输速度上下行双向对称，均为1G上行1.25G，下行2.5G业务支持能力以太网业务、电路仿真业务以太网业务、电路仿真业务、ATM业务数据封装方式以太网封装方式，数据包长度与以太网数据包长度一样帧长固定为125us，定义了专用的数据封装帧系统成熟度基于传统的以太网技术，目前基于该技术的芯片已经大批量供货并且在日本、韩国已得到规模应用芯片尚未商用化，产品处于初期发展阶段成本较低较高(约为EPON的4倍左右)xPON技术原理 xPON原理-数据复用 xPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。为了分离同

18、一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术：下行数据流采用广播技术下行数据流采用广播技术；上行数据流采用上行数据流采用TDMATDMA技术；技术；1490nm1310nm xPON原理-下行数据 广播方式广播方式 OLTOLT连续广播发送，连续广播发送，ONUONU选择性接收：选择性接收：l GPON根据ONUIDl EPON根据LLID xPON原理-上行数据上行信号：分时突发发送，采用测距技术保证上行数据不发生冲突上行信号：分时突发发送，采用测距技术保证上行数据不发生冲突PON上行帧以时分复用的形式由各个ONU发送的数据包组成。各个ONU发送的上行数据流通过光分路器耦合进共用光纤，以TDM的方式复合成一个连续的数据流。每个ONU有一个TDM控制器，它与OLT的定时信息一起控制上行数据包的发送时刻，避免复合时数据发生碰撞和冲突。当ONU没有数据发送时，也需要填充OLT分配给自己的时隙