移动公司产品经理传输技术培训-光传输技术介绍_第2部分

中国移动通信集团福建有限公司福州分公司产品经理传输技术培训－光传输技术介绍一第二部分提纲„光纤传输网基础知识„准同步技术系列（PDH）„同步数字系列（SDH）„多业务传输平台（MSTP）„弹性分组环（RPR）„分组传送网（PTN）光纤传输网„概述¾为各种业务网和各类应用系统的数字信号（如PSTN网的2Mb/s中继信号）提供透明传输通道。¾高速数字信号传输。¾传输媒介:光纤„光纤传输优点¾带宽宽，传输容量大。¾保密性好¾传输距离长¾节省有色金属光纤传输系统组成„光纤传输系统组成¾复用/解复用单元¾光发送/接收单元¾光纤光缆¾无源分光器（可选）光纤传输距离的计算¾如果系统传输速率较低，光纤损耗系数较大，那么传输距离主要受光纤线路损耗的限制。在这种情况下，要求接收和发送两点之间光纤线路总损耗必须不超过系统的总功率衰减。Pt为平均发射光功率(dBm)Pr为接收灵敏度(dBm)αc为连接器损耗(dB/对)Me为系统余量(dB)，αf为光纤损耗系数(dB/km)αs为每km光纤平均接头损耗(dB/km)αm为每km光纤线路损耗余量(dB/km)L为传输距离(km)　。光模块种类¾GBIC（GigaBitrateInterfaceConverter）模块：千兆光接口模块，设计为可热拔插使用，对应光纤接口为SC，广泛应用于路由器，千兆位交换机等.¾SFP（SmallFormFactorPluggable）模块；小尺寸可插拔模块，设计为可热插拔使用，体积比GBIC小了一半，对应光纤接口为LC，广泛应用于路由器、交换机、MSTP等；¾SFF（SmallFormFactor）模块：小尺寸模块，焊接在电路板上，体积与SFP一样，对应光纤接口为LC，广泛应用于MSTP产品；¾XFP（10GigabitSmallFormFactorPluggable）模块：10G小尺寸可插拔模块，设计为可热插拔，对应光纤接口为LC，¾SC/ST1x9光模块：可分为单纤双向模块或双纤模块，成本低，广泛用于低速率MSTP或PDH等。¾无源光网PON(G-PON,GE-PON)光模块：分为SFP型、带尾纤型；光模块种类SFF模块SFP模块GBIC模块长距离10G光模块光模块种类SC1x9双纤模块SC1x9单纤模块XFP模块EPON/GPON单纤模块提纲„光纤传输网基础知识„准同步技术系列（PDH）„同步数字系列（SDH）„多业务传输平台（MSTP）„弹性分组环（RPR）„分组传送网（PTN）¾复用/解复用是数字信号传输的重要部分¾复用：将低速信号按照一定的规则变成高速信号¾解复用：将收到的高速信号恢复成原来的低速信号¾PDH有两种基群信号：2.048Mb/s(欧洲、中国，也称为E1)和1.544Mb/s(北美、日本，也称为T1)准同步数字系列PDH介绍PDH复用原理„PDH复用原理¾异步复用¾按比特复用¾采用正码速调整¾4路低速信号复用成1路高速信号¾基群信号可依次复用成二次群信号、三次群信号、四次群信号1324Ø（1）（2）（3）（4）（5）（6）（1）（2）（3）（4）（5）（6）（1）（2）（3）（4）（5）（6）（1）（2）（3）（4）（5）（6）1(1)3(1)2(1)4(1)1(2)3(2)2(2)4(2)1(3)3(3)2(3)4(3)1(4)3(4)2(4)4(4)1(5)3(5)2(5)4(5)1(6)2(6)PDH各次群复用体制PDH的弱点¾只有地区性的电接口规范，不存在世界性标准；¾没有世界性标准的光接口规范，同一传输路线两端必须采用同一厂家的设备。¾PDH高次群与低次群之间采用异步复用方式，无法从高速信号中直接的分/插出低速信号。¾复用结构中用于网络运行、管理、维护（OAM）的开销太少。¾基于点对点传输基础上的复用结构，使得数字通道设备利用率低。PDH组网介绍电信运营商SDH网络SDHSDH2MPDHPDH传统PDH光端机PDHPDH传统PDH光端机2M最终用户2光纤DDFPDHPDHPDHPDH2M最终用户1光纤用户端线路局端¾针对每个客户成对使用小PDH光端机,开展业务灵活。¾技术落后，不支持新业务。¾组网不灵活,只能点到点，导致局端存在大量的小PDH。¾SDH网络和PDH之间通过大量的2M转接,占用机房资源,增加了网络故障点，降低了网络安全。¾PDH设备网管困难。¾每对成本大约2000-3000元。PDH技术演进-设备接口多样化PDH技术演进-MSAP(多业务接入平台)电信运营商SDH网络MSTPMSTP最终用户2光纤光纤用户端线路局端S-PDH小终端2M，10M/100M，V.35最终用户1MSAPMSAPMSAPMSAPMSAPMSAP¾用户端的PDH设备支持多业务接入。¾局端设备MSAP具有SDH内核,提供SDH上行接口，节省大量2M电缆和DDF设备。下行接口支持多个PDH光口。¾比纯MSTP方案便宜50%。¾MSAP设备的网管能力大大加强。PDH设备示意图4E1PDH设备E1-V.35PDH设备MSAP多业务接入平台设备机框式PDH设备page18V.35接口示意图„V.35是一个物理层的硬件接口规范„标准的V.35接口是由DB34连接器组成。提纲„光纤传输网基础知识„准同步技术系列（PDH）„同步数字系列（SDH）„多业务传输平台（MSTP）„弹性分组环（RPR）„分组传送网（PTN）同步数字系列SDH的产生¾随着电信网的发展和用户要求的提高，基于点对点传输的准同步（PDH）系统暴露出其固有的弱点（详见SDH与PDH的比较）。¾现代电信网要求能迅速地、经济地为用户提供电路和业务，甚至最终希望能对电路带宽和业务提供在线实时控制。为了适应电信网的发展和满足用户的要求，产生了一种新的传输技术体制——光同步数字传输网。SDH与PDH的比较PDHSDH上下电路不方便，不能直接从高速信号中分出低速支路信号方便，可从高速信号中一次直接分插插出低速支路信号信息结构全世界不统一。欧洲、中国：2Mb/s美国：1.5Mb/s全世界统一，有标准化的信息结构等级，称同步传送模块STM-1光接口信号各厂家不同，不能横向兼容具有国际标准光接口信号和通信协议，可实现横向兼容网管功能开销比特少，网管能力不强开销比特丰富，网管能力强网络结构简单，点对点传输具有高可靠性的自愈环形网结构SDH具有后向兼容性和前向兼容性，可兼容PDH各种速率，又可容纳各种新的业务信号，如ATM信元SDH帧结构SDH帧结构是实现数字同步时分复用、保证网络可靠有效运行的关键。¾一个STM-N帧有9行，每行由270×N个字节(每字节为8bit）组成，这样每帧共有9×270×N个字节。SDH的帧周期为125μs，即每秒传输8000帧。对于STM-1而言，传输速率为9×270×8×8000=155.520Mb/s。字节发送顺序为：由上往下逐行发送，每行先左后右。RSOH:再生段开销MSOH:复用段开销AU-PTR:管理单元指针Payload：净荷SDH速率等级及光接口类型备注：STM-256（线路速率达40G)的系统暂时未成熟。备注：STM-64的光接口分类较复杂，省略。SDH复用原理¾将低速支路信号复接为高速信号，通常有两种传统方法：正码速调整法和固定位置映射法。¾正码速调整法的优点：容许被复接的支路信号有较大的频率误差；缺点：复接与分接相当困难。¾固定位置映射法是让低速支路信号在高速信号帧中占用固定的位置。优点：复接和分接容易实现。缺点：低速信号可能是属于PDH的或由于SDH网络的故障，低速信号与高速信号的相对相位不可能对准，并会随时间而变化。¾SDH采用载荷指针技术，结合了正码速调整法和固定位置映射法的优点，付出的代价是要对指针进行处理。我国SDH基本复用结构¾C-n：标准容器，用来装载PDH支路信号，并完成速率适配处理的功能。¾VC-n：虚容器，C-n加入少量通道开销(POH)字节。VC的包络与网络同步，所以不必了解支路信号的内容，便可以对装载不同支路信号的VC进行同步复用、交叉连接和交换处理。¾TU-n:支路单元，低阶VC加上低阶指针TU-PTR之后组成；¾TUG:支路单元组,TU经均匀字节间插后组成。¾AU-4：管理单元，高阶VC-4加上高阶指针AU-PTR之后组成SDH复接过程举例举例：由PDH的4次群信号到SDH的STM-1的复接过程„把139.264Mb/s的信号装入容器C-4，经速率适配处理后，输出信号速率为149.760Mb/s;在虚容器VC-4内加上通道开销POH(每帧9Byte,相应于0.576Mb/s)后，输出信号速率为150.336Mb/s；„在管理单元AU-4内，加上管理单元指针AUPTR(每帧9Byte,相应于0.576Mb/s)，输出信号速率为150.912Mb/s;由1个AUG加上段开销SOH(每帧72Byte,相应于4.608Mb/s),输出信号速率为155.520Mb/s,即为STM-1。PDHÆC4ÆVC4ÆAU4ÆAUGÆSTM-1　SDH的基本网络单元-TM、ADM、REG¾SDH基本网络单元：终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG)。SDH的基本网络单元-SDXC¾SDH基本网络单元：同步数字交叉连接设备（SDXC）。特点：低阶交叉矩阵非常大，常用于汇聚层/骨干层中心节点。2Mb/s2Mb/sSTM-1STM-1…VC12（1）VC12（63）…VC12（1）VC12（63）…VC12（1）VC12（63）…VC12（1）VC12（63）STM-1STM-1……2Mb/s……2Mb/sDXC4/1设备SDH的网络单元-MADM¾MADM是介于ADM与SDXC之间的一种网络单元，具有多线路端口、一定容量的低价交叉矩阵。目前绝大多数厂家的SDH/MSTP设备都是MADM。....…高阶交叉矩阵低阶交叉矩阵....STM-NSTM-N2M2MSDH传输网的典型拓扑结构TMADMDXCADMTMTMTMADMSTM-nSTM-nDXCADMTMSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-nSTM-n低速信号低速信号……低速信号低速信号(nN)SDH的自愈保护自愈网就是无需人为干预，网络就能在极短时间（50ms）内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。二纤双向通道保护环SDH的网同步„网同步的概念：所有数字网都要实现网同步。„网同步的必要性¾写入速率大于读出速率，将会造成存储器溢出，致使输入信息比特丢失（即漏读）；　¾写入速率小于读出速率，可能会造成某些比特被读出两次，即重复读出（重读）。„ITU-T将时钟划分为四级：　①一级时钟——基准主时钟，由G.81l建议规范；　②二级时钟——转接局从时钟，由G.812建议规范；　③三级时钟——端局从时钟，也由G.8l2建议规范；　④四级时钟——数字小交换机（PBX）、远端模块或SDH网络单元从时钟，由G.813建议规范。SDH的网同步目前各国公用网中交换节点时钟的同步主要采用主从同步方式。所谓主从同步方式是在网内某一主交换局设置高精度高稳定度的时钟源（称为基准主时钟或基准时钟，中国设在北京和武汉），并以其为基准时钟通过树状结构的时钟分配网传送到（分配给）网内其它各交换局。各交换局将本局时钟频率和相位锁定在基准主时钟上，使全网各交换节点时钟都与基准主时钟同步。在集团大客户应用中，一般都是用户端设备跟踪局端设备。提纲„光纤传输网基础知识„准同步技术系列（PDH）„同步数字系列（SDH）„多业务传输平台（MSTP）„弹性分组环（RPR）„分组传送网（PTN）SDH技术的演进-MSTPMSTP（Multi-ServiceTransferPlatform）（基于SDH的多业务传送平台），基于SDH平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。MSTP的兼容性是它最大的优点。一方面它支持各种速率从155Mb/s到10Gb/s甚至更高的各种速率话音业务，同时它又提供ATM处理、Ethernet透传