一级建造师(通信)讲义----第06讲1L411010通信网(六)

1L411020光传输系统需掌握的知识点：掌握光通信系统的构成掌握SDH设备的构成及功能掌握DWDM设备的构成及功能1L411021掌握光通信系统的构成需掌握的知识点：一、光纤通信系统（包括三、光传输设备）二、光传输媒质四、光通信系统传输网技术体制五、光波分复用（WDM)光通信系统通常指光纤传输通信系统,是目前通信系统中最常用的传输系统．掌握光纤传输系统的基本原理是了解光通信的窗口．一、光纤通信系统（包括三、光传输设备）1．光纤通信是以光波作为载频,以光导纤维(简称光纤)作为传输媒介,遵循相应的技术体制的一种通信方式．最基本的光纤通信系统是由光发射机（光发送机）,光纤线路(光缆和光中继器)和光接收机组成．图1L411021-1是光纤通信系统组成示意图。光传输设备主要包括：光发送机、光接收机、光中继器。1)光发送机：光发送机的作用是将数字设备的电信号转换为光信号，调节并处理成为满足一定条件的光信号后送入光纤中传输。光发送机的组成如图1L411021-2。图1L411021-2是光发送机组成框图。光源是光发送机的关键器件，它产生光纤通信系统所需要的载波；输入接口在电／光之间解决阻抗、功率及电位的匹配问题；线路编码包括码型转换和编码；调制电路将电信号转变为调制电流，以便实现对光源输出功率的调节。图1L411021-2光发送机组成图光纤通信系统通常采用数字编码,强度调制,直接检波方式调制方式．2)光接收机：光接收机的作用是把经过光纤传输后，脉冲幅度被衰减、宽度被展宽的弱光信号转变为电信号，并放大、再生恢复出原来的信号。3)光中继器：光中继器的作用是将通信线路中传输一定距离后衰弱、变形的光信号恢复再生，以便继续传输。二、光传输媒质1．光纤是光通信系统最普遍和最重要的传输媒质，它由单根玻璃纤芯、紧靠纤芯的包层、一次涂覆层以及套塑保护层组成。光在光纤中传播，会产生信号的衰减和畸变，其主要原因是光纤中存在损耗和色散。损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性，它们直接影响光传输的性能。(l)光纤传输损耗：损耗是影响系统传输距离的重要因素之一，光纤自身的损耗主要有吸收损耗和散射损耗。(2)光纤传输色散：色散是光脉冲信号在光纤中传输，到达输出端时发生的时间上的展宽。输入接口线路编码调制电路控制电路光源电信号输入光信号输出四、光通信系统传输网技术体制一）准同步数字体系（PDH）的弱点1．只有地区性的数字信号速率和帧结构标准，没有世界性标准。北美、日本、欧洲三个标准互不兼容，造成国际互通的困难2．没有世界性的标准光接口规范，各厂家自行开发的光接口无法在光路上互通，限制了联网应用的灵活性。3．复用结构复杂，缺乏灵活性，上下业务费用高，数字交叉连接功能的实现十分复杂。4．网络运行、管理和维护（OAM）主要靠人工的数字信号交叉连接和停业务测试，复用信号帧结构中辅助比特严重缺乏，阻碍网络OAM能力的进一步改进。5．由于复用结构缺乏灵活性，使得数字通道设备的利用率很低，非最短的通道路由占了业务流量的大部分，无法提供最佳的路由选择。（二）同步数字体系（SDH)的特点（前面第5页SDH传送网）1．使三个地区性标准在STM-1等级以上获得统一，实现了数字传输体制上的世界性标准。2．采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构，使网络结构得以简化，上下业务十分容易，也使数字交叉连接的实现大大简化。3．SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，使网络的OAM能力大大加强。4．有标准光接口信号和通信协议，：光接口成为开放型接口满足多厂家产品环境要求，降低了联网成本。5．与现有网络能完全兼容，还能容纳各种新的业务信号，即具有完全的后向兼容性和前向兼容性。6．频带利用率较PDH有所降低。7．宜选用可靠性较高的网络拓扑结构，降低网络层上的人为错误、软件故障乃至计算机病毒给网络带来的风险。五、光波分复用（WDM)1．光波分复用是将不同规定波长的信号光载波在发送端通过光复用器（合波器）合并起来送入一根光纤进行传播，在接收端再由一个光解复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。这些不同波长的光信号所承载的数字信号可以是相同速率、相同数据格式，也可以是不同速率、不同数据格式。2．来用WDM技术可以充分利用单模光纤的巨大带宽资源（低损耗波段），在大容量长途传输时可以节约大量光纤。另外，波分复用通道对数据格式是透明的，即与信号速率及电调制方式无关，在网络发展中，是理想的扩容手段，也是引入宽带新业务的方便手段。３．根据需要，WDM技术可以有多种网络应用形式，如长途干线网、广播式分配网络、多路多址局域网络等。、可利用WDM技术选路，实现网络交换和恢复，从而实现透明、灵活、经济且具有高度生存性的光网络。４．根据通道间隔和应用的不同，光波分复用有稀疏波分复用（CWDM）和密集波分复用（DWDM）之分。一般CWDM的信道间隔为20nｍ,而DWDM的信道间隔从0．2nm到1．2nm。1L411022掌握SDH设备的构成及功能需掌握：一、SDH的基本网络单元二、SDH网络接点接口三、基本网络单元的连接SDH传输网是由一些基本的SDH网络单元（NE）和网络节点接口（NNI)组成，通过光纤线路或微波设备等连接进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。SDH传输网特点：1）SDH传输网具有全世界统一的网络节点接口；2)有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N(N=1,4,16,64……)，并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特用于网络的OAM。一、SDH的基本网络单元构成SDH系统的基本网元主要有同步光缆线路系统、终端复用器（TM)、分插复用器（ADM)、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC)。1．终端复用器（TM)：TM是SDH基本网络单元中最重要的网络单元之一。它的主要功能是将若干个PDH低速率支路信号复用成为STM-1帧结构电（或光）信号，或将若干个STM-n信号复用成为STM-N(nN）信号输出。解复用过程与复用过程相反。2．分插复用器（ADM)：ADM是SDH传输系统中最具特色、应用最广泛的基本网络单元。功能;ADM分插复用器:是在高速信号中分接（或插入）部分低速信号的设备。将同步复用和数字交叉连接功能集于一体，能够灵活地分插任意群路、支路和系统各时隙的信号，使得网络设计有很大的灵活性。3.再生中继器（REG)：功能:是将经过光纤长距离传输后，受到较大衰减和色散畸变的光脉冲信号，转换成电信号后，进行放大、整形、再定时、再生成为规范的电脉冲信号，经过调制光源变换成光脉冲信号，送入光纤继续传输，以延长通信距离．4．同步数字交叉连接设备(SDXC):．SDXC是指SDH设备或网络中的数字交叉连接设备．主要功能:实现SDH设备内支路间、群路间、支路与群路间、群路与群路间的交叉连接，还兼有复用、解复用、配线、光电互转、保护恢复、监控和电路资源管理等多种功能。二、SDH网络节点接口所谓网络节点接口（NNI)表示网络节点之间的接口。图1L411022-2给出了网络节点接口在SDH网络中的位置的一个示意。对于SDH网络接点接口规范一个统一的NNI标准，基本出发点在于，使其不受限于制定的传输媒质，不受限于网络节点所完成的功能，同时对局间通信或局内通信的应用场合也不加以限定。三、基本网络单元的连接（一）网络拓扑结构根据网络节点在网络中的几何安排，网络主要有以下几种基本的拓扑结构：线形、星形、环形、树形、网孔形。（二）网络组网实例及网络分层图1L411022-2给出了网络单元组网的一实例。按照SDH网络分层的概念，图中示意标出了实际系统中的再生段、复用段和数字段。1．再生段：再生中继器（REG）终端复用器（TM）之间、再生中继器与分插复用器(ADM）或再生中继器与再生中继器之间，这部分段落称再生段。即：再生器和其他网元之间的链路称为再生段。再生段终端（RST）:再生段两端的REG再生中继器、TM终端复用器和ADM分插复用器称为再生段终端（RST）。2．复用段：终端复用器与分插复用器之间以及分插复用器与分插复用器之间称为复用段。复用器与复用器（不管是终端复用器还是分插复用器）之间的链路称为复用段；复用段终端（MST）：复用段两端的TM终端复用器及ADM分插复用器称为复用段终端（MST）。3．数字段：终端数字复用器之间以及跨越两个以上的ADM间或ADM分插复用器和TM终端复用器之间。4．数字通道：在一个SDH网络中，终端与终端之间的链路称为通道通道终端（PT）：通道两端的TM及ADM称为通道终端（PT）。例．在数字通信网中，网元n1与n4之间的段落属于()。A．再生段B．复用段C．数字段D．中继段答案是：C【解析】：1L411023掌握DWDM设备的构成及功能一、DWDM工作方式二、DWDM系统主要网元及其功能三、DWDM设备在传送网中的位置一、DWDM工作方式（一）按传输方向的不同可分为双纤单向传输系统、单纤双向传输系统1．双纤单向传输系统2．单纤双向传输系统与单向传输相比的优点：1)通常可节约一半光纤器件。2)另外，由于两个方向传输的信号不会交互产生四波混频(FWM)，因此其总的四波混频(FWM)产物比双纤单向传输少得多。缺点是，该系统需要采用特殊的措施来对付光反射，且当需要进行光信号放大时，必须采用双向光纤放大器。（二）从系统的兼容性方面考虑可分为集成式系统、开放式系统现在DWDM系统绝大多数采用的是开放式系统。二、DWDM系统主要网元及其功能DWDM系统主要网络单元有：光合波器（OMU)、光分波器（ODU）、光波长转换器(OTU)、光纤放大器（OA)、光分插复用器（OADM)、光交叉连接器（OXC)。各网元主要功能如下：1．光合波器（OMU)：光合波器在系统中所处的位置：在系统的发送端。功能就是将不同波长的光信号相互独立藕合在一起，传送到一根光纤里进行传输。这就要求合波器插入损耗及其偏差要小，信道间串扰小，偏振相关性低。合波器主要类型有介质薄膜干涉型、布拉格光栅型、星形藕合器、光照射光栅和阵列波导光栅（AWG）等。2．光分波器（ODU)：光分波器在系统中所处的位置：在系统的接收端。功能是将藕合在一起的光载波信号按波长，将各波道的信号相互独立地分开，并分别发送到相应的低端设备。对其要求和其主要类型与光合波器类同。3.光波长转换器（OTU)：光波长转换器根据其所在DWDM系统中的位置，可分为发送端OTU、中继器使用OTU和接收端OTU。发送端OTU主要作用是将终端通道设备送过来的宽谱光信号，转换为满足WDM要求的窄谱光信号，因此其不同波道OTU的型号不同。中继器使用OTU主要作为再生中继器用:·执行光／电／光转换、实现3R(再整形、再生、再定时)功能;·对某些再生段开销字节进行监视的功能。接收端OTU主要作用是将光分波器送过来的光信号转换为宽谱的通用光信号。（发送端不同波道OTU的型号不同。）根据波长转换过程中信号是否经过光／电域的变换，又可将光波长转换器分为两大类：光一电一光波长转换器和全光波长转换器。4．光纤放大器（OA)：光纤放大器是一种不需要经过光／电／光变换而直接对光信号进行放大的有源器件。它能高效补偿光功率在光纤传输中的损耗，延长通信系统的传输距离，扩大用户分配网覆盖范围。光纤放大器在WDM系统中的应用主要有三种形式:功率放大器（BA，简称功放）、线路放大器（LA，简称线放）、预放大器（PA，简称预放）之分。5．光分插复用器（OADM)主要功能是：在光域实现传统SDH中的SADM分插复用器在时域中实现的功能，包括从传输设备中有选择地下路去往本地的光信号，同时上路本地用户发往其他用户的光信号，而不影响其他波长信号的传输。即将需要上下业务的波道采用分插复用技术终端至附属的OUT（光波长转换器）设备。光分插复用器（OADM)工程中的主要技术要求是通道串扰和插入损耗。6．光交叉连接器（OXC)光交叉连接器是实现全光网络的核心器件，其功能类似于SDH系统中的SDXC，差别在于OXC在光域上直接实现了光信号的交叉连接、路由选择、网络恢复等功能，无需进行OEO转换和电