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传输通信基础知识培训


传输通信基础知识培训
广东省电信规划设计院有限公司

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提纲
1 2 3 4 5 6 传输网的地位与作用

管道基础知识

光缆基础知识

传输设备基础知识

传输组网基础知识

同步网基础知识

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什么是通信网? 什么是通信网?
PSTN/GSM/TDSCDMA/WCDMA

communication

如何通信?
广州 北京

Internet

宽带上网 宽带上网

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传输网在通信网中的地位与作用
长途传输网

本地传输网

接入网 驻地网

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传输网在通信网中的地位与作用
应用业务: 应用业务: 语音、视频、数据、 语音、视频、数据、多媒体 应用层

PSTN
ATM
承 载 网

IP承载 承载
SDH/PTN

电交换/ 电交换/路由层

电传送层

WDM/OTN
光纤

光传送 层 物理媒质层

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对GSM移动网(2G)的承载
基站(BTS)到基站控 到基站控 基站 制器(BSC) 、BSC至 制器 至 移动交换中心 (MSC)、MSC与 、 与 MSC之间、MSC至 之间、 之间 至 固定电话网(PSTN) 固定电话网 及其他通信网间: 及其他通信网间:根 据载波数量配置若干 E12传输通道或 传输通道或 STM-1光传输通 光传输通 一般是10个载 道 。一般是 个载 波配一条E12通道。 通道。 波配一条 通道

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对IP骨干网的承载
黑龙江 辽宁 吉林

中国电信的IP骨 中国电信的 骨 干网163和CN2均 干网 和 均 采用大容量波分 系统承载 系统承载,近 年,已开始部署 80×40Gb/s波分 波分 系统以满足IP网 系统以满足 网 络的高速发展需 求

郑州 河南

内蒙 呼和浩特

齐齐哈尔

哈尔滨 大连 沈阳 长春 吉林 石家庄

洛阳 河北 山西 太原 唐山 天津

甘肃

兰州 北京

青岛 山东 济南

新疆

乌鲁木齐 安徽 西安 陕 西 江苏 南京 合肥

银川 宁夏

成都 青海 西宁

上海 浙江

杭州

川 渝 西藏 拉萨 荆州

武汉 湖北

广州 福州 琼 粤 厦门 福建

重庆 玉溪 深圳 云 南 南昌 江西 昆明 贵阳 贵 州 广 西 柳州 南宁 长沙 衡阳 九江

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提纲
1 2 3 4 5 6 传输网的地位与作用

管道基础知识

光缆基础知识

传输设备基础知识

传输组网基础知识

同步网基础知识

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管道基础知识
目前常用的管道主要有:水泥管、PVC管、PE管、钢管、 硅芯管、微蜂窝型导管通信管道等; 按结构划分:
– 内壁光滑、外壁波纹的双壁波纹管(简称双壁波纹管); – 内外壁光滑、中间含发泡层的复合发泡管(简称复合发泡管); – 内外壁光滑的实壁塑料管(简称实壁管); – 壁内、外均成凹凸状的单壁波纹管。

城市中大部分通信管道建设都以敷设PVC管为主,早期的 通信管道以敷设水泥管为主。 沿高速公路敷设的长途管道,主要还是采用PVC管或硅芯 管。微蜂窝型导管通信管道尚未得到大规模运用。

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管道类型
大管:管道一般以大管为统计单位,大管外径一般在 75mm—110mm之间; 子管:子管外径大多在28mm—36mm之间,一般一大 管可容纳3-6根放入光缆的子管,如使用梅花管在一 90mm管径管中可放光缆5-7条; 一根子管穿放一根光缆,除200对以下的小的配线电缆 外,一般一条主干电缆单独占用一孔大管。

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管道截面示意

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提纲
1 2 3 4 5 6 传输网的地位与作用

管道基础知识

光缆基础知识

传输设备基础知识

传输组网基础知识

同步网基础知识

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传输介质
通信系统的中的传输介质是用来传递信号的某种介质。常 见的传输介质包括调整次序
1.双绞线 2.同轴电缆 3.光纤 4.无线(微波/FSO)

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双绞线
1. 双绞线电缆(TP) 将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中,为了降低信号的干扰 程度,电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而 成,也因此把它称为双绞线。 双绞线分为分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。 目前市面上出售的UTP分为3类,4类,5类和超5类、六类等。

无屏蔽双绞线 UTP

屏蔽双绞线 STP

聚氯乙烯 套层

绝缘层

铜线

聚氯乙烯 屏蔽层 铜线 绝缘层 套层

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双绞线
3类:传输速率支持10Mbps,外层保护胶皮较薄,皮上注有"cat3" 4类:网络中不常用 5类(超5类):传输速率支持100Mbps或10Mbps,外层保护胶皮较厚,皮 上注有"cat5" 超5类双绞线在传送信号时比普通5类双绞线的衰减更小,抗干扰能力 更强,在100M网络中,受干扰程度只有普通5类线的1/4。 STP分为3类和5类两种,STP的内部与UTP相同,外包铝箔,抗干扰 能力强、传输速率高但价格昂贵。

UTP

STP

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同轴电缆
2. 同轴电缆 由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线 组成,内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。按 直径的不同,可分为粗缆和细缆两种。同轴电缆传输带宽 较大,大量用于有线电视网 。

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光纤
3. 光纤 由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的 传输介质。应用光学原理,由光发送机产生光束,将电信 号变为光信号,再把光信号导入光纤,在另一端由光接收 机接收光纤上传来的光信号,并把它变为电信号,经解码 后再处理。与其它传输介质比较,光纤的电磁绝缘性能好、 信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。主要用于 要求传输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。目前光 纤到户也已逐步开始。 4. 无线传输 无线传输包括卫星通信、微波通信和移动通信三类

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光缆基础知识
1、光纤通信发展简史 、
1880年,贝尔发明了一种利用光波作载波传递话音信息的“光 电话”,它证明了利用光波作载波传递信息的可能性,是光通信历 史上的第一步。 1960年,美国科学家梅曼(Meiman)发明了第一个红宝石激光 器。激光(LASER)与 普通光相比,谱线很窄,方向性极好,是一 种频率和相位都一致的相干光,特性与无线电波相似,是一种理想 的光载波。因此,激光器的出现使光波通信进入了一个崭新的阶段。 1966年,英籍华人高锟K.C.Kao博士首次利用无线电波导通信 原理,提出了低损耗的光导纤维(简称光纤)概念。

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光缆基础知识
1970年,美国康宁公司首次研制成功损耗为 20db/公里(光波沿光纤传输1公里后, 光损耗为原有的1%)的石英光纤,它是一种理想的传输介质。 同年,贝尔实验室研制成功室温下连续振荡的半导体激光器(LD)。从此,开始了光 纤通信迅速发展的时代,因此人们把1970年称为光纤通信的元年。 1974年,贝尔实验室发明了制造低损耗光纤的方法,光纤损耗下降到1db/公里。 1976年,日本电报电话公司(NTT)研制出更低损耗光纤,损耗下降到 0.5db/公里 。 1979年,日本电报电话公司研制出 0.2db/公里的极低损耗石英光纤(1.5微米). 1984年,实现了中继距离50公里,速率为1.7Gbit/s的实用化光纤传输系统. 90年代以来,第四代光纤通信系统已经实现了在 2.5Gb/s速率上传输 4500 公里 和 10Gb/s的速率上传输1500公里。

NTT:日本电信电话株式会社,为日本最大的电信服务公司。

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光缆基础知识

光电话

红宝石激光器

光纤

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光缆基础知识
2 、优点 1). 容量巨大 理论上一根光纤:100亿个话路。现在实验室已实现50万 个话路。 2). 中继距离长 现已实现100公里无中继;若使用光放大器可实现640公 里无中继传输。 3). 保密性能好 光在纤芯中传输,无泄露。 4). 适用能力强 不怕外界电磁干扰、耐腐蚀、可弯曲性好。 5). 体积小、重量轻、便于施工与维护 直埋、架空、水下。 体积小、重量轻、

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光缆基础知识
二、光纤简介
1、光纤的构造 、 由纤芯、包层与外涂敷层构成。
涂层 包层

n2 n1 n2 d1 d2
塑料护套 包层

纤芯

包层 涂层

n1>n2

纤芯

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光缆基础知识
2、光纤的分类 、 1). 传播模式的概念 用麦氏方程解决光在光纤中的传输问题,当纤芯尺寸大于光波长 时,存在多种模式 - 基模与高次模。 2). 多模光纤 其芯径50 ?m;多种模式的存在,产生模式色散,使传输容量减 小。 3). 单模光纤 其芯径8 ~ 10 ?m;只允许一种传播模式,不存在模式色散,传输 容量大。 单模光纤还可以再分为:G.652、 G.653、 G.655等。

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光缆基础知识
根据光纤的制造材料、模式结构、应用的波长等可分成不同类型的光纤: 根据光纤的制造材料、模式结构、应用的波长等可分成不同类型的光纤: A1a型:50/125μm多模梯度光纤 多模光纤(G.651) A1b型:62.5/125μm多模梯度光纤 A1d型:100/140μm多模梯度光纤 光纤 G.652单模光纤(分A、B、C、D) G.653色散位移单模光纤(分A、B) 单模光纤 G.654截止波长位移单模光纤(分A、B、C) G.655非零色散位移单模光纤(分A、B、C、D、E) G.656非零色散宽带传送应用单模光纤 G.657接入网用弯曲衰减不敏感单模光纤(分A、B)

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光缆基础知识
α
G.656 1260 1360 1460 1530 1565 1625 1675

O
G.652A、B 、

E

SC

G.651

G.652C、D 、

G.655B、C 、 G.655A G.652B G.652A G.654 G.653

LU

早期 无水峰

850

1310

λ 1550

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光纤分类
类型 G.651多模光纤 G.652标准单模光 标准单模光 纤(SSMF) ) G.653 色散位移光 纤(DSF) G.654截止波长位 移单模光纤 G.655非零色散位 移光纤(NZDSF) G.656用于宽带传 输的非零色散光纤 G.657接入网弯曲 损耗不敏感光纤 特点 芯径较大,衰耗高,色散大,传输距离短 应用 局域网、以太网、计算机 数据通信系统等 中国电信一干约占83% 中国电信一干约占 % 光纤零色散点在1310nm附近,最低衰耗点在 附近, 光纤零色散点在 附近 1550nm附近,1550nm的色散系数在 附近, 附近 的色散系数在 17ps/nm*km 零色散点从1310nm 窗口移动到1550nm窗口 开通波分系统时会 引起FWM等非线性效应 在1550nm损耗低,制造技术复杂

日本等国家的干线网,在 京九广有6芯,已经报废 多应用在海缆中

零色散波长移至1400nm附近,最低衰耗点依旧 在1550nm附近,1550nm波段具有较低的色散系 数 整个S+C+L波段范围内色散系数满足2~ 14ps/nm*km 对弯曲不敏感,性能兼容G.652D

中国电信一干约占17%

2004年ITU-T制定标准

已用于FTTH等接入网建 设中

骨干网层面由于G.652光纤已能满足发展需求,近年骨干网光纤技术基本没有变化, G.656完成标准后也没有商用 近年光纤光缆技术发展主要集中在满足各种复杂建设环境的接入网层面,近年来以及 今后骨干网光纤技术预计不会有大的进展

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G.652单模光纤
2、 G.652A、 G.652B、 G.652C单模光纤 在2000年10月G.652光纤标准修订的时候,将G.652光纤细分为G.652A、 G.652B、G.652C三种类型。 G.652A光纤只能支持2.5Gbit/s及其以下速率的系统(对缆内光纤的PMD系数不提 要求) G.652B光纤可以支持10Gbit/s速率的系统(粗略地说,要求缆内光纤的PMD系数 小于0.5ps/km1/2)。 G.652C型光纤,基本属性与 G.652A相同,但在1550nm的衰减系数更低,而且消 除了1380nm附近的水吸收峰,即系统可以工作在1360~1530nm波段, G.652C光纤也可以支持 10Gbit/s速率的传输。

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G.652单模光纤
3、 G.652D单模光纤 当在光纤上传输的单信道速率达到40Gbit/s或对于以40Gbit/s为基础的 WDM系统,PMD的影响更为显著,必 须进一步严化对光纤的PMD指标的要 求。

在2003年1月修订光纤标准时,不仅对原G.652A、G.652B、G.652C 的指标做了调整,又定义了G.652D光纤。

在2005年6月再次对2003版的原G.652A、G.652B、G.652C的光纤标 准进行了修订。

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G.652单模光纤
4、 G.652A、 G.652B、 G.652C、 G.652D单模光纤 G.652A 当时主要用于传输速率为155M~2.5G的I、S、L距离和传输速率为622M~ 10G长距离带光放大单通道的SDH传输系统,以及10Gbit/s、40km以太网和局 内的STM-256系统; G.652B 当时主要用于传输速率为622M~10G长距离带光放大单通道的SDH传输系 统和带光放大10G的WDM传输系统; 以及局内的STM-256系统; G.652C型光纤,基本属性与 G.652A相同,但在1550nm的衰减系数更低,而且消 除了1380nm附近的水吸 收峰,即系统可以工作在1360~1530nm波段。 G.652D型光纤的属性与G.652B光纤基本相同,但在1550nm的衰减系数更低,而 且消除了1380nm附近的水吸 收峰,即系统可以工作在1360~1530nm波段。

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G.652光纤参数
G.652A 属性 2000版本 1310nm模场直径,?m 包层直径,?m 模场同心度误差,?m 包层不圆度,% 光缆截止波长,nm 筛选应力,Gpa (8.6~9.5) ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 37.5mm半径,100圈 宏弯衰减,dB ≤0.5(1550nm) 最小零色散波长λmin,nm 最大零色散波长λmax,nm
2

G.652B 2005修改 (8.6~9.5) ±0.6 125.0±1 ≤0.6 ≤1 ≤1260 ≥0.69 30mm半径,100圈 ≤0.1(1550nm) 1300 1324 0.092 2000版本 (8.6~9.5) ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 37.5mm半径,100圈 ≤0.5(1550nm) ≤0.5(16XXnm)注1 1300 1324 0.093 ≤0.5(1625nm) 1300 1324 0.093 2003修改 (8.6~9.5) ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 30mm半径,100圈 2005修改 (8.6~9.5) ±0.6 125.0±1 ≤0.6 ≤1 ≤1260 ≥0.69 30mm半径,100圈 0 ≤0.1(1625nm) 1300 1324 0.092

2003修改 (8.6~9.5) ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 30mm半径,100圈 ≤0.5(1550nm) 1300 1324 0.093

1300 1324 0.093

零色散波长最大斜率Smaxps/(nm .km) 未成缆光纤PMD系数,ps/√km

不规定

见注2 光 缆 属 性

见注2

见注2

1310nm衰减系数最大值,dB/km 1550 nm衰减系数最大值,dB/km 1625 nm衰减系数最大值,dB/km 光缆段数M PMD系 概率Q,% 数 PMD系数链路设计最大值

0.5 0.4 不要求 不要求 不要求 不要求

0.5 0.4 不要求 20 0.01 0.5

0.5 0.4 不要求

0.4 0.35 0.4 [16XXnm(XX≤25nm)]

0.4 0.35 0.4 20 0.01 0.2

0.4 0.35 0.4 20 0.01 0.2

20 0.01 0.5

20 0.01 0.5

PMDQ,ps/√km 注1:2000版本,波长16XXnm为待定值。2003将波长16XXnm确定为1625nm。 注2:对于特定光缆结构设计如果已经证明,未成缆光纤最大PMD系数某一数值能够满足链路设计最大值PMDQ的要求,光缆制造者则可规定未成缆光纤最大PMD系数值。

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G.652光纤参数
G.652C 属性 2000版本 1310nm模场直径,?m 包层直径,?m 模场同心度误差,?m 包层不圆度,% 光缆截止波长,nm 筛选应力,Gpa (8.6~9.5) ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 37.5mm半径,100圈 宏弯衰减,dB ≤0.5(1550nm) ≤0.5(16XXnm)注1 最小零色散波长λmin,nm 最大零色散波长λmax,nm 零色散波长最大斜率Smaxps/(nm .km)
2

G.652D 2005修改 (8.6~9.5) ±0.6 125.0±1 ≤0.6 ≤1 ≤1260 ≥0.69 2000版本(无) 2003版本 (8.6~9.5) ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69 30mm半径 ≤0.5(1625nm) 1300 1324 0.093 2005修改 (8.6~9.5) ±0.6 125.0±1 ≤0.6 ≤1 ≤1260 ≥0.69 30mm半径,100圈 ≤0.1(1625nm) 1300 1324 0.092

2003修改 (8.6~9.5) ±0.7 125.0±1 ≤0.8 ≤2 ≤1260 ≥0.69

30mm半径,100圈 30mm半径 ,100圈 ≤0.5(1625nm) 1300 1324 0.093 ≤0.1(1625nm) 1300 1324 0.092

1300 1324 0.093

未成缆光纤PMD系数,ps/√km

见注2 光

见注2 缆 属 性 0.4(1310~1625) 0.3 0.4(1310~1625) 20 0.01 0.5

见注2

1310nm衰减系数最大值,dB/km 1550 nm衰减系数最大值,dB/km 1625 nm衰减系数最大值,dB/km 光缆段数M PMD系 概率Q,% 数 PMD系数链路设计最大值 PMDQ,ps/√km

0.4 0.35 0.4 [16XXnm(XX≤25nm)] 20 0.01 0.5

0.4(1310~1625) 0.3 0.4(1310~1625) 20 0.01 0.5

0.4(1310~1625) 0.3 0.4(1310~1625) 20 0.01 0.2

0.4(1310~1625) 0.3 0.4(1310~1625) 20 0.01 0.2

注1:2000版本,波长16XXnm为待定值。2003将波长16XXnm确定为1625nm。 注2:对于特定光缆结构设计如果已经证明,未成缆光纤最大PMD系数某一数值能够满足,链路设计最大值PMDQ的要求,光缆制造者则可规定未成缆光纤最大PMD 系数值。 注3:2000版本,波长yyyy的值为待定。2003版本,波长yyyy的值确定为(1383±3)nm。 注4:在波长(1383±3)nm的抽验衰减平均值应不大于按照对于IEC 60793-2-50规定的单,模光纤经过氢气老化试验后在1310nm的规定值。 注5:波长区域能扩展到1260nm,导入的瑞利散射损耗相对于1310nm会增加0.07dB/km,这时光缆截止波长应不超过1250nm。

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G.657单模光纤
2006年12月6日,ITU-T通过了一个新的光纤标准,即G.657建议,名称 为:“用于接入网的低弯曲损耗敏感单模光纤和光缆特性”。

G.657的系列标准与G.652D的简单比较
属性 模场直径 (1310nm) 最小弯曲半径 最小弯曲 半径时的损耗 (1550nm) 实测直角弯时的损 耗(1310nm) ≈ 1.8dB ≈0.05dB ≈0.05dB G.652.D 8.6~9.5?m (±0.6?m) 30mm 1圈, ≦0.5dB G.657.A 8.6~9.5?m (±0.4?m) 10mm 1圈, ≦0.75dB G.657.B 6.3~9.5?m (±0.4?m) 7.5mm 1圈, ≦0.5dB

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G.657单模光纤
9.5?m 8.6? G.652.D

总体来讲,G.657系列的光纤就是目 前技术条件下对弯曲不敏感的光纤。 根据相关资料及测试表明,模场直径 越小,光纤的 弯曲性能越好;

6.3?m

G.65

7.B G.65 7.A

目前有相当一部分号称为G.657A的纤芯,其实是从G.652D的生产线上优选出来的。 G.657.B模场直径在7.0 ?m的区域,与G.652.D不兼容,两者相接时将会产生不可接受的附 加损耗,基本不考虑采用。 根据消息,若干光缆厂家已向国家提交将G.657系列的名字改为G.657.A1/G.657.A2, G.657.B2/G.657.B3的报批稿:其中1、2、3代表弯曲等级,对应的最小弯曲半径分别为 10mm、7.5mm和5mm

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光缆的分类
光缆的常见分类
分类方法 按所使用光纤分 按光缆结构分 按外护套结构分 按光缆材料有无 金属分 按维护方式分 按敷设方式分 按适用范围分 光缆分类 单模光缆、多模光缆(阶跃型、渐变型) 层绞式、骨架式、中心束管式 无铠装光缆、钢丝铠装光缆、钢带铠装光缆 有金属光缆、无金属光缆 充油光缆、充气光缆 直埋光缆、管道光缆、架空光缆、水底光缆 中继光缆、海底光缆、用户光缆、局内光缆

分类的定义有很多种,不同的定义能有很多种分类方法。

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光缆基础知识
1、层绞式光缆结构(松套层绞式)

不同的松套管沿中心加强芯绞合制成缆芯,缆芯外加防护材料制成松套层绞式光缆。 松套管材料本身具有耐水解特性和较高的强度,管内充以特种油膏,对光纤进行关 键性保护,加强芯处于缆芯中央位置,松套管以适当绞合节距围绕加强芯层绞,通 过控制光纤余长和调整绞合节距,可使光缆具有很好的抗拉性能和温度特性。松套 管和加强芯间用缆膏填充绞合在一起,保证了松套管和加强芯间的防水性能。

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光缆基础知识
1、层绞式光缆结构(松套层绞式)示例图

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光缆基础知识
2、骨架式光缆结构(主要为光纤带光缆)
中心加强件 纤芯带

阻水带 涂塑铝带

将已制好的光纤带,叠放在螺旋骨架槽中制成缆芯。缆芯外加防护材料制成骨架式光 纤带光缆。 光纤组装密度高,光缆直径相对小。骨架采用高密度聚乙烯材料,抗侧压性能好, 对光纤带有很好的保护,同时可防止开剥光缆时损伤光纤。骨架槽沿光缆成螺旋式 旋转,以保证放置于槽内的光纤带有足够的余长,保证了光缆的抗拉、弯曲和温度 特性。光缆用遇水膨胀的阻水带而非油膏填充,既保证了光缆的阻水性能,又极大 地提高了接续效率,便于施工和维护。

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光缆基础知识 光缆基础知识
早期骨架式光缆主要为螺旋骨架槽

新的骨架式光缆主要为SZ绞合骨架槽

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光缆基础知识
2、骨架式光缆结构示例图

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光缆基础知识
3、中心束管式光缆结构
光纤

中心束管

钢塑复合带

平行加强钢丝 PE护套

将光纤套入由高模量的塑料做成的螺旋空间松套管中,套管内填充防水化合 物,套管外施加一层阻水材料和铠装材料,两侧放置两根平行钢丝并挤制聚乙烯 护套成缆。 特有的螺旋槽松套管设计保证了光缆具有很好的机械性能和温度特性 松套管材料本 身具有良好的耐水解性能和较高的强度,管内充以特种油膏,对光纤进行了关键性 保护两根平行钢丝保证光缆的抗拉强度直径小、重量轻、容易敷设。

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光缆基础知识
3、中心束管式光缆结构示例图

TW X G

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光缆的型号命名方法
光缆型号表达式组成

型式

规格

前部分为型式,描述光缆的用途结构等,后部分描述光 纤,中间用一个空格分隔(也常见用横线分隔)

示例:

GYTS 24B1 GYTA-24B1.3



GYSTS 24B1

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光缆基础知识
GY
分类 GY:室外 GJ:室内 GM:移动式 GS:设备内 GH:海底 GT:特殊 无标志:金属加强芯 F:非金属加强芯(FRP) H:非金属加强芯+芳纶丝 D:光纤带结构 G:骨架槽结构 X:中心管结构 T:油膏填充结构 (无符号):干式阻水结构 C:自承式结构 Z:阻燃 Y :聚乙烯护套(PE) A:铝带纵包+PE护套 S:钢带纵包+PE护套 W:钢带纵包+夹带平行钢丝的PE护套

F
加强构件

TZ
结构特征

A
护套

3
铠装层

3
外护层

36
光纤芯数

B1.3
光纤类型

1:纤维外套 2:聚氯乙烯套(PVC ) 3:聚乙烯套(PE) 4:聚乙烯加覆尼龙套 5:聚乙烯保护管 0:无铠装层 2:绕包双钢带 3:单细圆钢丝 33:双细圆钢丝 4:单粗圆钢丝 44:双粗圆钢丝 5:皱纹钢带 A1:50/125多模光纤 A1b:62.5/125多模光纤 B1:G.652B单模光纤 B1.3:G.652D单模光纤 B4:G.655单模光纤 B6a:G.657A弯曲不敏感单模光纤 B6b :G.657B弯曲不敏感单模光纤

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光纤连接器

定义
光纤(缆)活动连接器-----实现光纤(缆)之间活动连接的无源光 器件,它还具有将光纤(缆)与有源器件、光纤(缆)与其他无源器 件、光纤(缆)与系统和仪表进行活动连接的功能;


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光纤活动连接器分类
◆按光缆模式分为:

单模(10?)、多模(50?/62.5 ? ) 单模:G652、G655 FC/PC-FC/PC双头跳线尾纤 ◆按连接头结构型式分为: 黄色代表单模光纤 FC、SC、ST、LC、D4、DIN、MU、 MT、E2000 ◆按光纤端面形状分: FC、PC(包括SPC或UPC)和APC型; ◆按光纤芯数分: 单芯、多芯(如MT-RJ)、带状、束装型 MTRJ-SC双头跳线尾纤 橙色代 光纤连接器之分 表多模光纤

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光纤接头
产品现状 目前FC、 、 型光纤连接器在市场中占主导地位 型光纤连接器在市场中占主导地位。 目前 、SC、ST型光纤连接器在市场中占主导地位。为了满足光纤接 入网和光纤到家庭的需要,国外许多公司开发了各种新型的光纤连接 器,如MU、LC型连接器等,与常规的FC、SC、ST型连接器相比,这些 连接器具有体积更小的特点。

光纤连接器的技术发展方向 ◆外观小型化 、成本低廉化 、高性能的要求 ◆根据发达国家光连接器的发展趋势,在现有的套管直径为2.5mm的FC 型、SC型和ST型连接器继续增加的同时,套管直径为1.25mm的LC型和 MU型连接器将会以较快的速度发展,此外MT-RJ、MTP、MPO、MAC 等带状光纤连接器也会逐步发展起来。 ◆套管直径为2.5mm的连接器、套管直径为1.25mm的连接器和带状光纤连 接器可能形成三分天下的格局。

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光纤接头

FC型光纤连接器 型光纤连接器 FC型连接器采用金属螺纹连接结构, 插针体采用外径2.5mm的精密陶瓷插针, 分为球面接触的FC/PC和斜球面接触的FC/APC。 FC连接器大量用于光缆干线系统,其中FC/APC连接器用在要求高回波 损耗的场合,如CATV网等。

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光纤接头

SC型光纤连接器 型光纤连接器 SC型连接器是由日本NTT公司设计开发的, 采用插拔式结构,外壳采用矩形结构,采用工程塑料制造,容易作成 多芯连接器, 插针体为外径2.5mm的精密陶瓷插针。 它的主要特点是不需要螺纹连接,直接插拔,操作空间小,便于密集 安装。 分为球面接触的SC/PC和斜球面接触的SC/APC。SC型主要应用于光纤 接入网、数字通信系统、高密度安装配线架等。

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光纤接头

ST型光纤连接器 型光纤连接器 ST型连接器是由AT&T公司设计开发的, 采用带键的卡口式锁紧结构, 插针体为外径2.5mm的精密陶瓷插针, 插针的端面形状通常为PC面。 它的特点主要是使用非常方便,适用于通信网和本地网。

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光纤接头

LC型光纤连接器 型光纤连接器 LC型光纤连接器是朗讯公司(Lucent)开发的一种小型连接器, 采用插拔式锁紧结构,外壳为矩形,用工程塑料制成,带有按压键。 陶瓷插针的外径仅为1.25mm ,外形尺寸也相应减少,大大提高了连接器 在光配线架中的密度。 通常情况下,LC连接器是以双芯连接器的形式使用,但需要时也可分开 为两个单芯连接器。

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光纤接头

MU型光纤连接器 型光纤连接器 MU型光纤连接器是日本NTT公司开发的一种小型连接器,采用如SC型连接 器那样的插入锁紧结构,外壳与SC型连接器相似,外径为1.25mm的陶瓷插 芯,尺寸要小,截面尺寸仅为9x6(mm)2,而SC型连接器的截面尺寸为13x10 (mm)2 ,因此与SC型连接器相比,它可大大提高安装密度. 特别适用于新型的同步终端设备和用户线路终端。

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光纤接头

带状光纤连接器

为了便于带状光纤的连接,很多公司设计了带状光纤连接器,该类 型连接器采用的也是插拔式锁紧结构。 ◆如AMP公司的MT-RJ连接器(2芯), Seicor公司的mini-MT连接 器(≤4芯),Berg的MAC连接器(≤18芯)等。

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提纲
1 2 3 4 5 6 传输网的地位与作用

管道基础知识

光缆基础知识

传输设备基础知识

传输组网基础知识

同步网基础知识

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光传送网发展历史
实用化 产品出现 SDH标准完善, 标准完善, 标准完善 PDH仍为主力 仍为主力 DWDM 开始建设 Metro城域网兴起、 城域网兴起、 城域网兴起 OADM、OXC、ION 、 、 将会逐渐使用

1976 1966

90年代初 年代初 80年代 年代 94年 年

98年 年

2002年以后 年以后

容量增加/业务多样化 容量增加 业务多样化
99年 年

高锟提出 光传输理论

PDH产品开始 产品开始 规模使用

SDH逐步成为 逐步成为 传输主力设备

DWDM规模建 规模建 设,全光网试验

PDH:准同步数字传输系统; DWDM:密集波分复用系统; OXC:光交叉连接系统;

SDH:同步数字传输系统; OADM:光分插复用系统; ION:智能光网络;

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PDH
PDH:Plesiochronous Digital Hierarchy 准同步数字系列 在数字通信系统中,传送的信号都是数字化的脉冲序列。 在数字通信系统中,传送的信号都是数字化的脉冲序列。这 些数字信号流在数字交换设备之间传输时, 些数字信号流在数字交换设备之间传输时,其速率必须完全 保持一致,才能保证信息传送的准确无误,这就叫做“同 保持一致,才能保证信息传送的准确无误,这就叫做 同 步”。 。 采用准同步数字系列( 采用准同步数字系列(PDH)的系统,是在数字通信网的每个 )的系统, 节点上都分别设置高精度的时钟, 节点上都分别设置高精度的时钟,这些时钟的信号都具有统 一的标准速率。尽管每个时钟的精度都很高, 一的标准速率。尽管每个时钟的精度都很高,但总还是有一 些微小的差别。为了保证通信的质量, 些微小的差别。为了保证通信的质量,要求这些时钟的差别 不能超过规定的范围。因此, 不能超过规定的范围。因此,这种同步方式严格来说不是真 正的同步,所以叫做“准同步 准同步”。 正的同步,所以叫做 准同步 。

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PDH
国际上主要有两大系列的准同步数字体系,都经原CCITT推荐,即PCM 24路系列 和PCM 30/32路系列。北美和日本采用1.544Mbit/s作为第一级速率(即一次群)的 PCM 24路数字系列,但两家又略有不同欧洲和中国则采用2.048Mbit/s作为第一级速 率(即一次群)的PCM30/32路数字系列。

1. 要从抽样信号中无失真地恢复原信号,抽样频率应大于2倍信号最高频率。人的话 音频率是300-3400HZ,因此选择抽样频率是每秒 每秒8000次 每秒 次 2. 一路模拟信号在经过抽样、量化、编码以后所形成的PCM数字信号=8000个抽 个抽 样值/S×8bit/每个抽样值= 64K bit/S 每个抽样值= 样值 每个抽样值 3. PCM 30/32系统的传输速率= 64kbit/s× 32话路=2.048 Mbit/S 话路= 话路

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PDH
PDH:Plesiochronous Digital Hierarchy准同步数字系列 准同步数字系列

准同步数字体系的码速率
欧洲系列 日本系列 美国系列

五 次 群 (E 5 ):

565Mbit/s ×4 139Mbit/s ×4 34Mbit/s ×4

1.6Gbit/s ×4 400Mbit/s ×4 100Mbit/s ×3 32Mbit/s ×5 6.3Mbit/s ×4 1.5Mbit/s 45Mbit/s ×7 6.3Mbit/s ×4 ×6 274Mbit/s

四 次 群 (E 4 ):

三 次 群 (E 3 ):

二 次 群 (E 2 )

8Mbit/s ×4 2Mbit/s

一 次 群 (基 群 )(E 1 ):

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SDH相比PDH有哪些优点
SDH: Synchronize Digital Hierarchy 同步数字系列
PDH 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 全世界不统一。 欧洲、中国:2Mb/s 美国:1.5Mb/s 各厂家不同,不能横向兼容 SDH 方便,可从高速信号中一次直接分插 插出低速支路信号 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 具有国际标准光接口信号和通信协 议,可实现横向兼容

信息结构

光接口信号 网管功能 网络结构

开销比特少,网管能力不强 开销比特丰富,网管能力强 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

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SDH基本概况
SDH等级与速率 等级与速率
等 级 STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 速率( 速率(Mb/s) ) 155.520 622.080 2488.320 9953.280 含2M数量 数量 63 252 1008 4032

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SDH设备
. 终端复用器 TM
在线形网的端站,把PDH / SDH 支路信号复用成 在线形网的端站, SDH线路信号,或反之。 ( 线路信号,或反之。 线路信号
OAM 线路信号

@---@ )

TM
STM-N

PDH支路信号 SDH支路信号

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SDH基本概况
. 分插复用器 ADM ( @---@ )
设在网络的中间局站,完成直接上、下电路功能 设在网络的中间局站,完成直接上、下电路功能。

OAM 西侧线路信号 东侧线路信号

ADM
STM-N STM-N

PDH支路信号 SDH支路信号

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SDH基本概况
. 再生器 REG ( @---@ )
设在网络的中间局站,目的是延长传输距离, 但不能上、下电路。

OAM 东侧线路信号 西侧线路信号

REG
STM-N STM-N

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SDH基本概况
. 数字交叉连接设备 DXC ( @---@ )
兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动 恢复与保护等多项功能的SDH 设备。
SDH支路信号

STM-N

DXC

STM-N

PDH支路信号

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SDH帧结构
9×270×N字节

SOH 传输方向 AU PTR SOH STM-N 净负荷 (含POH)

T=125?s
9×N 261×N 270×N列

STM-1的传输速率计算 的传输速率计算

8000帧/秒×9行/帧×270字节 行×8比特 字节=155520kbit/s 帧秒 行帧 字节/行 比特 字节= 比特/字节 字节

(

@---@ )

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光接口定义
光接口代码: 光接口代码:W— y.z W: I - 代表局内通信(2km); : S - 代表短距离通信( 20km); L - 代表长距离通信( 80km); V - 代表甚长距离通信( 120km)。 y :代表STM等级,Y=1、4、16、64。 Z :代表使用光纤类型与工作窗口; 1 — G.652光纤,工作波长为1310nm; 2 — G.652光纤,工作波长为1550nm; 3 — G.653光纤,工作波长为1550nm; 5 — G.655光纤,工作波长为1550nm。 例:L-16.2:长距离、 2.5G、G.652、1550nm窗口。

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MSTP简介

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MSTP技术应用
100M 协议封装

点到点透传
20*2M 15*2M 100M 协议封装 2*VC4 1000M 协议封装

传输网络
2*100M 1000M 协议拆 封重整

STM-N光接口 光接口 段开销处理

点到多点汇聚
100M 协议封装 协议封装 100M 20*2M 15*2M 5*2M 100M 协议封装 1*100M

SDH交叉连接 交叉连接 业务传送VC 业务传送 协议封装、映射 协议封装、
协议拆封 重整

二层交换 FE/GE业务接口 业务接口

二层交换带宽共享
100M 协议封装 100M 15*2M 5*2M 100M 协议封装 20*2M 5*2M 协议拆 封重整 100M 协议封装 1*100M

10M/100M/1000M

支持点到点透传, 支持点到点透传,点到多点汇聚 支持二层交换, 支持二层交换,实现环网带宽共享 RP_Ring环网保护 环网保护

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WDM简介
?1 ?2 ?N ?1 ?2 ?1 ?2

( @---@ )
8、16、32、40、80、160 、 、 、 、 、

单根光纤所传送 的波长数 :

每波比特率: 每波比特率

2.5G/10G/40Gb/s

... .
?N OMU EDFA ODU
DCM

DCM

... .
?N
EDFA 窗口 1530~1565, 1565~1620 窗口: 全光中继距离: 全光中继距离 1000km DCM DCM

λ1 λn
OTU OA OA OA OA OTU

λ1 λn
OTM

OTM

OTU

OADM

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WDM简介
1、发送端 、 n个光发送机(TXn)发出具有标称波长(G. 692 ) 的光信 号,由合波器( OM )复用成一束光波,进入光纤传输。 2、接收端 、 由分波器( OD )把光波分解成n个与发送端波长相对应的 光信号,分别进入 n个光接收机( RXn ) 。 3、光放大器(OA) 、光放大器( ) 解决超长传输; 一般都应配光放大器,因合、分波器插损大:如10dB。

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WDM简介
WDM优点 优点

( @---@ )

1、超大容量 、 每个光通道速率为:2.5Gb/s、10Gb/s; 复用通道数目:16、32个或更多 ; 超大容量传输:可达320G或 1.6 T以上。 2、节省光纤资源 、 单波长系统:一个SDH系统需要二根光纤; WDM系统: n (16、32)个SDH系统仅需要二根光纤; 3、透明传输、平滑升级 、透明传输、 各通道彼此独立,可透明传送不同业务; 可平滑升级扩容:增加复用通道,不影响其他通道。

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WDM简介
4、可充分利用成熟TDM技术 、 充分利用成熟 技术 以TDM 方式提高传输速率,受诸多因素限制; TDM 10G技术已逐渐成熟, 可充分利用。 5、可用EDFA实现超长距离传输 、可用 实现超长距离传输 用一个EDFA可对所有光通道信号同时放大,实现超长 距离传输; 节省大量电中继设备。 6、适合向全光网络发展 、 未来业务的上下、交叉是在光路上进行; 可与光分插复用器(OADM)和光交叉连设备(OXC)结合使 用; 组成具有高度生存性、超大容量的全光网络。

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WDM简介
光波长分配举例 ( @---@ )
1、工作波长区:C波段:1530 ~ 1560nm。 、工作波长区: 2、绝对频率参考 AFR:192.1 THz (1552.52 nm) 、 : 3、通路间隔:相邻二个通道之间的频率偏差:100GHz 、通路间隔: 4、中心工作波长: 、中心工作波长: 各通道的工作波长,是以AFR为基准、100GH z为 间隔的频率(波长)系列。 如32波分系统:第1个通道的中心工作频率为 192.1THz, 第2个通道的中心工作频率为 192.2THz ……… 第32个通道的中心工作频率为 195.2THz。

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WDM简介
WDM系统设计主要考虑衰减,色散,偏振模色散(PMD),光信噪比、非 线性等因素;

G.652光纤在1550nm衰减可以低至0.19dB/km,一般在0.25dB/km左右。

光纤衰耗 光纤衰耗

WDM用EDFA来补偿衰减;

G.652光纤在1550nm处的色散为18ps/nm/km;

CD CD

色散可以采用色散补偿的方式(DCF)来弥补,但将带来附加损耗和增大成本; 电的再生可以恢复色散;

PMD PMD OSNR OSNR

PMD是指光纤中光波的垂直和水平两个方向的极化模式因在光纤中传播速率不同而 造成的时域展宽; PMD对于10Gb/s以上的系统设计才需要考虑;

光信噪比主要在波分复用的系统中考虑,它是波分复用系统无电再生距离的最终 限制因素。

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新一代数字传送和光传送体系- 新一代数字传送和光传送体系-OTN
ITU-T G.872明确了网络的功能需求,定义了OTN 网络结构, Och, OMS和 OTS 网络分层架构. G.709 则定义了多波长光网络的接口,比特率,和数据 映射结构。作为SDH之后的下一代的数字传送体系, 满足更大颗粒,更大带 宽的Multi-play业务的传送需求。 OTN将替代传统的WDM,构建真正的多 波长光网络,构成端到端智能光联网。

IP/MPLS

Ethernet

ATM

SDH

光传送网的层次结构

光通道净荷单元(OPUk)

新的数字传送体系
光通道数据单元 (ODUk) 光通道传送单元 (OTUk)

数字通道层 数字段层 光层边界

光通道(Och) 光通道复用

光通道层

前所未有的光传送体系
光复用段(OMS) 光传送段(OTS) Optical fiber transmission media
光物理段层

把OTN等同E XC和WDM的扩展都 是片面的理解

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新一代数字传送和光传送体系- 新一代数字传送和光传送体系-OTN
客户侧信号
VC交叉连接(TDM)

客户侧信号
VC交叉连接(TDM)

客户侧信号

分组交换

SDH

MSTP

PTN
客 户 侧 信 号

客户侧信号 → ODUk映射 映射

ODUk电交叉连 接

-> OTUk

客户侧信号 -> 彩色波长

客户侧信号 -> OTUk适配

适 配

ODUk → OTUk适配 适配

OCh光 交叉连 接

OCh 光交 叉连 接

WDM

初期OTN(WDM +OTN接 ( 初期 接 口+ROADM) )

目前OTN( WDM +OTN接口 ( 目前 接口 +ROADM+SWXC) )

OTN技术由WDM技术演进而来,初期在WDM设备上增加了OTN接口和ROADM(光交叉 ),实现了波长级别调度,起到光配线架作用; 在初期OTN的基础上,增加了电交叉模块,引入了波长/子波长交叉连接功能,为各类速率 客户信号提供复用、调度功能。

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OTN标准设备完整功能模型
OMS OTS MUX/DMUX OA
OCh 光交叉连接 ROADM

光 层

光 电 统
ODUk -> OTUk适配
线路模块

一 的
GMPLS/ASON

客户侧信号 -> OTUk适配

ODUk电交叉连接

电 层


传统合





支路模块 入式开销支撑了OTN强大而精细化的管 支撑了 理,这是OTN设备的典型特征。 客户侧 设备的 -> ODUk映 射信号

STM-N/GE/10GE/2.5G POS/10G POS/ATM/SAN等

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OTN的核心价值
业务和网络侧解耦,部署带宽资源 池,业务板卡即插即用,缩短交付时 间 一卡多用,业务灵活接入,降低备件 成本 完善的OAM:类SDH的网络管 理和维护;开放的接口 支线路 分离 一波多备,快速启用,降低备件成本

类SDH的 OAM

OTN
业务汇聚 调度 带宽速递:专线业务快速调度提供 带宽管理:小颗粒业务汇聚,

多种保护策略:提供光/电多 层保护以及ASON恢复

多策略保 护

10G/40G统一承载 节省OEO:降低Capex

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为什么引入PTN
MSTP 刚性 管道
流量模型 SDH/MSTP带宽模型
大量空闲带 宽无法利用

最大带宽*N

分组网络 弹性 管道
分组网络带宽模型

Tun1 Tun2 Tun3 平均带宽*N

3G/LTE业务的带宽需求主要来源于移动数据业务,数据业务具有流量不确定 和突发等特性,因此需要传输网具备业务的收敛汇聚能力,有效利用网络带 宽资源,节省网络建设的投资。 MSTP采用刚性管道承载分组业务,汇聚比受限,统计复用效率底,承载IP化 业务成本高。

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PTN
分组技术 (MPLS/增强以太网) L2/L3分组转发技术 统计复用与QOS 业务隔离与安全

PTN

PTN
(分组传送网) 分组传送网)
SDH 传输体验
E2E业务提供与管理 精确时钟同步 OAM与保护

PTN (Packet Transport Network)是一种以分组作为传送单位,承载电信级以太网业 务为主,兼容TDM、ATM和FC等业务的综合传送技术。 PTN 技术基于分组的架构,继承了MSTP的理念, 融合了Ethernet和MPLS的优点, 是下一代分组承载的技术。

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类似SDH的PTN(MPLS-TP)分层模型
业务净荷 TDM 低阶通道层 (LO-VC) · 为客户提供端到端的传送网业务 ·将业务净荷适配封装,实现最贴近业务层的监控 ·封装后映射到TMP通路层承载 · 等效于MPLS的PWE3协议的伪线层(PW) · 为一个或多个客户业务提供更大的传送网通路 ·提供传送网隧道的连接建立和监控 ·提供对TMS段层的适配 · 等效于MPLS的隧道层(Tunnel),而Tunnel+LSP唯一 标识相同源宿的标签交换路径 · 保证传送网通路上相邻节点间信息完整性传递的物理连接 ·完成对固定传送网通路的承载和支撑连接的建立, 并对链路的质量好坏进行监控 · 例如以太网、SDH、OTH、波长通道等数据链路层 · 在物理媒介上,实现对比特流的传送,并具备对网络物理 故障的监测和定位能力 · 可以是光媒介或电媒介,例如光纤、铜缆甚至无线等 业务净荷 以太网、 以太网、TDM、ATM 、 TMC通道层 通道层 (PW)

高阶通道层 (HO-VC)

TMP通路层 通路层 (LSP/Tunnel)

复用段层 (MS)

TMS段层 段层 (以太网 以太网/SDH) 以太网

再生段层 (RS)

物理媒介层 (Fiber /Copper)

SDH

PTN

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PTN设备功能框图
·拓扑管理 ·配置管理 ·告警性能管理 ·安全管理 ·传统业务预处 理,如SDH映 射、TDM业务 的电路仿真等 UNI OAM OAM TDM CES TDM CES 保护 保护
Ch STM-1 ATM STM-1

·路由和信令 ·保护恢复

EMS

·故障定位 ·性能监控

备 管理监 设备管管理 设设备管理 监监控控

制 面 控制平 控控制平平面

·故障检测时间 3.3ms×3=10ms ·保护倒换时间 <50ms

NNI

PTN PTN MSTP MSTP Router Router 站 基基站 CPE CPE

IMA/TDM E1

ETH通通道 通 ETH通通道 通
10GE/GE/FE

ATM CES ATM CES TDM EOS TDM EOS 换 矩矩阵 交换矩 分分组组交交换阵

PTN PTN

ETH通通道 通 Router Router ETH通通道 通

10GE/GE/FE

ETH 通通道

理 流流量量管管理

·报文处理 ·标记交换 ·业务交换 (热备) ·1588v2 时间同步 ·同步以太

步 同同步处处理理 同步处
·流量调度 ·基于业务流 的QOS策略

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PTN核心价值
多业务统一 承载 高精度 同步定时 QoS

PTN
统计复用 传输带宽 优化 电信级 保护/OAM 保护 简便的 网络管理

分组时钟 多业务统一承载 分组业务的分组传送 绿色网络节能环保

低TCO

层次化管理维护 层次化服务质量 端到端网络管理 统一维护

降低CAPEX 降低

降低OPEX 降低

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PTN典型组网
业务业务 业务 业务 10GE 业务 业务 业务业务 10GE 10GE 10GE 业务业务 10GE

核心层
10GE 10GE 10GE 10GE

WDM/光纤 光纤
10GE10GE 10GE 10GE 10GE

汇聚层
10GE 10GE 10GE 10GE 10GE 10GE

接入层
中小型城域网
中小型城域网:
核心层/汇聚层/接入层均采用分组化城域传送网设备组网。现阶段核心、汇聚层宜采用10GE设备组网,接入层 宜采用GE设备组网。 核心层可采用10GE组环,节点数量为2~6个左右

大中型城域网

大中型城域网:
核心层采用WDM/光纤+分组化城域传送网设备(mesh结构),汇聚/接入层采用分组化城域传送网设备组网。 现阶段核心、汇聚层宜采用10GE设备组网。接入层宜主要采用GE设备组网,业务量较大时也可少量采用10GE 设备组网。

超大型城域网:类似大中型城域网建设,后期汇聚层可适当引入OTN网络

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PON网络结构
Internet 软交换 IPTV OLT Splitter ONU1 ONU2 ONU3


· OLT(光线路终端):将承载各种业务的信号进行汇聚,按照一定的信号格式送入 接入部分以便向终端用户传输,另一方面将来自终端用户的信号按照业务类型分别 送入各业务网中。下行为PON口(单纤),上行为GE或10GE口 ·ONU(光用户终端):负责与OLT之间的信息互通,并可通过内置或外挂用户网络 接口设备的方式提供用户接入, 可提供E1、FE、WiFi、POTS等接入用户 ·Splitter(分光器): 无源光器件,将OLT出来的PON口分成多路光信号分送至ONU 设备

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传输设备基础知识

下行采用广播方式 TDM (Time Division Multiplexi10G ) 下行波长为1490nm OLT发送的混合数据通过Splitter到达每个用户的 ONU; 每个ONU只接收发给自己的数据,丢弃其它数据;

上行采用TDMA方式 TDMA (Time Division Multiple Access ) 上行波长为1310nm 每个ONU在OLT允许的时间段内向OLT发送数据; 无需冲突检测

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PON技术优势
· PON传输距离长、带宽高、接入容量大、成本低,是宽带接入的主流技术 ·可用于FTTH/O/B(光纤到户/办公室/楼)等场景,为用户提供数据、语音、视频 等综合业务
长距 离
PON可以覆盖20km,采用无源的光分路器进行 汇聚,网络扁平化,可节约90%的汇聚交换机 局端设备 OLT

低成 本
· PON采用点对多点技术,可以节约大量的 光纤和一半的光收发器 · 无源的光纤网络可大大降低维护成本

交换机

ODN

CPE 交换机汇聚和接入 PON汇聚和接入

ONU

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传输设备基础知识
FTTN(8~10M)
ONU GE/FE DSLAM ADSL/RG 普通小区住宅用户

固定融合网络
BSS/OSS IPTV服务器
分光器

视频监控

BRAS

PON+DSLAM(ADSL )
LAN 办公写字楼用户

光纤到节点
ONU

PON+LAN

MDU

POTS+FE

新建高端楼宇住宅用户

PON+MDU(POTS+FE) 软交换

OLT设备

FTTB/C(20~ 30M)
分光器

MDU

GE/FE

新建高端商务楼宇用户

PON+MDU(FE) 语音业务采用AG方式
新建楼宇住宅用户

PSTN

IP承载汇聚 GE

光纤到大楼/ 交接箱

MDU

POTS/VDSL2

高速互联网 10GE 传输网
ONU
报警输入 报警输出

MDU

ADSL2+/POTS/FE

PON+MDU(POTS+V D)
已建多层楼宇用户

GE/FE
全球眼网络摄像机 客户监控点

移动网
2*高速宽带

PON+MDU(VD或 AD2) 视频监控/门禁/ 巡查系统

光纤到家/办公室
TDSCDM A
3*高清电视 新建高端住宅用户

FTTH(100M)
ONU

POTS/FAX GE

PON+三重播放 ONU
新建高端SME用户

CDMA

WCDMA

FTTO(100M) 基站回程
2:N分光器 ONU

E1/PBX POTS

PON+商用型ONU

移动融合网络

3G/2G 移动基站 E1/GE/FE

WiMAX基站

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EPON vs. GPON vs. 10GEPON
项目 EPON IEEE 802.3ah 中国电信V2.1 下行1G/上行1G 8B10B/80% 20km (PX10)20dB (PX20)24dB (PX20+)28dB (PX20)1:32 (PX20+)1:64 以太网/IP类、TDM 中国电信进行了OAM 功能完善(说明) 扩 GPON 非对称 标准 数据速率 线路编码/效率 最大传输距离 R-S允许损耗 ITU-G G.984 下行2.5G/上行1.25G NRZ/100% 20km (class A)20dB (class B/B+)25/28dB (class C/C+)30/32dB (class B+)1:64 (class C+)1:128 TDM、以太网/IP类、ATM 、租用线以及其它业务 IEEE 802.3av 下行10G/上行1G 下行:64B66B/97% 上行:8B10B/80% 20km (PRX10)20dB (PRX20)24dB (PRX30)29dB (PRX20)1:32 (PRX30)1:64 下行10G/上行10G 64B66B/97% 20km (PR10)20dB (PR20)24dB (PR30)29dB (PR20)1:32 (PR30)1:64 10G EPON 对称

建议最大 光分路比 业务能力 OAM

对PX20和同PX20+EPON ,光通道代价 组网,与光通EPON道兼代容价可取1dB, 相

产业状况

产品状况

产业链健全,但OMCI标准 产业链健全,以太网 产生业态链链完不断演善,进现的网自 未最终确定,OLT的ASIC 产产业业链健链完善全,以,太但网现生网态链应用规不断演模进较的 规 芯片较少;3大运营商只 然结果模, 顺应应用了整个 有中国移动选择GPON为主 自 以太网发展的均势 主流PON产品均支持 产品均支持EPON/GPON/10G EPON OLT共平台、共网管 共平台、 主流 产品均支持 共平台

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EPON/GPON应用范围
1、EPON目前市场份额更大,但主要限于日、韩和中国 2、中国电信初期选择了EPON技术,推动了EPON产业链的发展,当前部署FTTH也开始考 虑采用GPON技术 3、中国移动选择了GPON技术,

图 例
中国: 中国: EPON:大规模商用 GPON:规模商用

GPON商用区 GPON试商用区 GPON试点区 EPON商用区 未启动

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传输网技术发展趋势
超高速(单波10G/40G)、超长距 多种传送颗粒的灵活保护 多波道(80/160波) 多种保护方式 与IP网的联合保护与恢复

可靠 性

宽带 化

组网结构扁平化 干线IP over WDM 城域面向分组传送

面向 IP

下一代光传送网 下一代光传送网
灵活 性
可管 理性 OTN灵活组网 大容量交叉 支持多业务

G.709接口和开销 分层分域 快速故障定位 各种业务的端到端调度 跨厂家互通

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传输网技术发展趋势
OTN 长途传输 OTN
·大容量、超长距 大容量、 大容量 ·超强交叉能力 超强交叉能力 · G.709接口 接口

OTN OTN

城域、 城域、骨干层 OTN
·大容量 大容量 · 超强交叉能力 · G.709 接口

PTN
DSLAM LAN TDM/Ethernet TDM

汇聚、 汇聚、接入层那个 PTN
·多业务支持 多业务支持 ·增强 层交换功能 增强2层交换功能 增强 ·基于 层交换-QoS保证 基于2层交换 基于 层交换- 保证

LAN

PB X

固定网络用户

商业网络用户

移动网络用户

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提纲
1 2 3 4 5 6 传输网的地位与作用

管道基础知识

光缆基础知识

传输设备基础知识

传输组网基础知识

同步网基础知识

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传输网的分类
陆地光缆传输网 有线传输 国际海缆传输网

按传输媒质划分为
无线传输 微波传输网 卫星传输网 自由空间光传输 国际长途传输网 省际长途传输网(一干) 省际长途传输网(一干) 省内长途传输网(二干) 省内长途传输网(二干)

长途传输网 长途传输网

按所处的位置和作用分为
本地传输网

中继传输层 接入传输层

接入网 驻地网

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典型的传输网络分层结构
国际关口局
主流技术: 主流技术 WDM + SDH WDM: 40/80/160*10G/40G SDH: 2.5G/10G

国际关口局
连接每一个省的核心节点 省际长途传输网络

主流技术: 主流技术 WDM + SDH WDM: 32/40/80*2.5G/10G SDH: 2.5G/10G

省内长途传输网络

省内长途传输网络

省内连接各个地市 主要市、 主要市、县、区 的核心节点

主流技术: 主流技术 Metro WDM + SDH/MSTP Metro WDM: 8/16/32/40* 本地网骨干 汇聚层 本地网骨干/汇聚层 2.5G/10G SDH/MSTP: 622M/2.5G/10G 主流技术: 主流技术 SDH/MSTP + PDH 接 + Others 入 PDH: 2M/8M/16M/32M 层 SDH: 155M/622M Others: DMW/FSO/xDSL FTTx/WiFi/WiMax

本地网骨干/汇聚层 本地网骨干 汇聚层

本地网骨干/汇聚层 本地网骨干 汇聚层

本地网骨干/汇聚层 本地网骨干 汇聚层 本地传输网

接 入 层

接 入 层

接 入 层

接 入 层

接 入 层

接 入 层

接 入 层

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传输组网基础知识
(1)点到点 ) (2)链型 )

(3)星型 )

(4)环型 )

(5)环+链型 ) 链型

(6)相切环 )

(7)相交环 )

(8)mesh型 ) 型

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提纲
1 2 3 4 5 6 传输网的地位与作用

管道基础知识

光缆基础知识

传输设备基础知识

传输组网基础知识

同步网基础知识

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频率同步和时间同步
时间同步:两个表每时每刻的时间都保持一致 时间同步:两个表每时每刻的时间都保持一致;

频率同步:两个表的时间不一样, 频率同步:两个表的时间不一样,保持一个恒定的差

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时钟同步网
第一级铯原子钟 (主用) 第一级铯原子钟 (备用)

第二级铷原子钟 或晶体钟

第二级铷原子钟 或晶体钟

主用 备用 第三级晶体钟 第三级晶体钟

第四级晶体钟

第四级晶体钟

第四级晶体钟

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同步网基础知识
基准时钟(主) GPS 区域基准时钟 GPS GPS 二级时钟 二级时钟 GPS 二级时钟 二级时钟
主用 备用

基准时钟(备) GPS 区域基准时钟 GPS

三级 三级 三级 时钟 时钟 时钟

三级 时钟

三级 三级 时钟 时钟

三级 三级 时钟 时钟

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移动基站同步需求

GSM/WCDMA采用异步基站技术,此时只需要做频率同步,精度要求 0.05ppm(或者50ppb) TD-SCDMA/CDMA2000采用同步基站技术,除了频率同步外,还需做时 钟相位同步(等效于时间同步),目前主要采用基站GPS解决

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GPS同步的“三难两高”困局
馈线安装难 天线安装难

120°净空, 同时定位3颗 卫星

馈线长,敷设困难 ,尤其是室内基站 馈线安装更困难
TD基站 时间同步 信号

维护困难

安全隐患高

基站数目多, GPS维护点多

依赖美国GPS卫星 ,紧急情况下可能 使网络瘫痪

成本高

每基站均需配置一 套GPS系统

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同步网基础知识
接入
· 带外:1PPS+TOD · 带内:FE接口(推荐)

汇聚

核心

NodeB

主时间源
带外:1PPS+TOD GE环
FE/ E1

10GE环

FE 10GE环

WDM/OTN

RNC

NodeB

FE

FE GE环

NodeB FE/iM NodeB AE 1

备用时间源

在核心节点引入外时钟和时间同步,通过PTN传送网传递时钟信息,实现基站时间 时钟同步,从而实现GPS替代 全网运行BMC,实现时间链路的自动保护倒换,保证时间的可靠传送。 采用同步以太网+1588时钟的方式,增强时间同步精度、减少1588发包频率

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