《传输知识培训》PPT课件.ppt

传输知识培训,南京嘉环-勘测设计部 2012年6月,南京嘉环勘测设计部,主要内容,传输的地位及作用PDH介绍SDH介绍WDM介绍OTN介绍PTN介绍,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,传输系统在通信网中的地位 地位：基础、“高速公路”传输系统是通信网的重要组成部分，是各通信网元间连接的纽带 系统性能的好坏直接制约着通信网的发展。提高传输线路上的信号速率，扩宽传输频带，是传输技术发展的不断追求。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,传输系统在通信网中的作用作用：车辆、纽带、桥梁 连接各通信网元，完成各网元之间的信 息传递；是一个承载网，承载各通信网元之间的信息流；是一个平台，完成各通信网元之间长/短距离的连接；,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,系统制式：PDH:准同步数字传输系列（已经淘汰）；SDH（MSTP:多业务传送平台）：同步数字传输系列（传统技术，现网中占得比重较大）；WDM:波分复用系统（核心层、干线）；PTN:分组交换网（主流技术趋势）；OTN：光传送网（主流技术趋势）；,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,PDH技术体制(我国采用欧洲体制）北美体制1.5Mbit/s6.3Mbit/s45Mbit/sN45Mbit/s欧洲体制 2Mbit/s8Mbit/s34Mbit/s140Mbit/s日本体制1.5Mbit/s6.3Mbit/s32Mbit/s 100Mbit/s,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,一、PDH标称容量,容量 速率 终端容量一次群 2.048Mb/s 30路（2M)二次群 8.448Mb/s 120路(4x2M)三次群 34.368Mb/s 480路(16x2M)四次群 139.264Mb/s 1920路(64x2M),南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,（1）没有国际统一的电接口规范（数字速率）造成了国际互通的困难。欧洲、北美、日本采用基于不同速率、不同复用等级的体系（2）没有国际统一的光接口规范存在多种码型变换方案，不同厂家的设备无法实现横向兼容。（3）上下电路成本高，结构复杂。需要使用硬件设备进行逐级复用与解复用，从PDH的高速信号中不能直接分/插出低速信号，上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高。（4）网络的运行、维护、管理能力差,二、PDH技术的主要缺点,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,SDH：Synchronous Digital Hierarchy 同步数字体系SDH的概念：SDH是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。SDH数字等级：SDH采用一套标准化的信息结构等级，称之为同步传送模块STM-N（N1，4，16，64，），其中最基本的模块为STM-1，传输速率为155.520Mb/s。SDH网络组成：是由一些基本网络单元（NE）组成的，在传输媒质上（如：光纤、微波等）进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络，它具有全世界统一的网络节点接口（NNI）。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,一、SDH标称容量,SDH具有四个标准化等级：STM-1（155Mb/s）STM-4（622Mb/s）STM-16（2.5Gb/s）STM-64（10Gb/s）,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,二、SDH优、缺点1、优点：SDH速率和光接口统一；本厂家管理能力强；强大的网络管理能力；自愈功能（能组成环网，具有网络安全性）；具有高度的灵活性（指组网、上/下电路、带宽管理等）；2、缺点：字节开销多、带宽利用率不高；大量的软件控制，产生软件故障；不同厂家设备不能实现统一网络管理。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,三、SDH的设备种类,.终端复用器 TM 在线形网的端站，把PDH/SDH 支路信号复用成SDH线路信号，或反之。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,.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。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,.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。功能：O/E、抽样、判决、再生整形、E/O；使线路噪声不积累,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,.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。多端口器件，用于重要节点站，提供强大的交叉能力,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,四、SDH帧结构,STM-1=9*270*8000*8=155520000bit/s=155M/s,SOH：段开销AU PTR：管理单元指针POH：通道开销,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,SOH：段开销是指STM帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须的附加字节，主要是供网络运行、管理和维护使用的字节。SOH可进一步划分为再生段开销RSOH和复用段开销MSOH。AU PTR：管理单元指针是一种指示符，主要用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置，以便在接收端正确的分解。Payload：信息净负荷就是帧结构中用户所需要的真正的信息。其中还包括少量用于通道性能监视、管理和控制的通道开销字节（POH）。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,五、基本物理拓朴结构,在SDH网的早期用得较多，主要用于专网（如铁路网）,链型网,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,星型：多用于本地网,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,环型：是当前使用最多的网络拓扑形式，具有很强的生存性，即自愈功能较强。常用于本地网。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,网格型：主要用于长途网及本地网的核心层中，以提供网络 的高可靠性。当前用得最多的网络拓扑是链形和环形，通过它们的灵活组合，可构成更加复杂的网络。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,六、复用步骤,低阶SDH高阶SDH：字节间插方式，4合1PDH信号STM-N：同步复用和灵活的映射 140MSTM-N 34MSTM-N 2MSTM-N复用是依复用路线图进行的，ITU-T规定的路线图有多种，但通常一个国家或地区仅使用一种。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,字节间插复用 各支路信号按字节顺序进行间插排列，形成更高速率信号。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,映射 何谓映射?映射就是在SDH网络边界把各种业务信号适配进相应的虚容器。如：把2Mb/s信号适配进VC-12；把34（或45）Mb/s信号适配进VC-3；把140Mb/s信号适配进VC-4。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,种类,C-12,C-3,C-4,装载信号种类,2 Mb/s,34/45 Mb/s,140 Mb/s,结 构,9行4列2,9行84列,9行260列,速率（Mb/s）,2.176,48.384,149.760,参与复用与映射的单元1、信息容器 C 用于装载各种速率业务信号的信息结构。国际规范了5种信息容器，我国使用其中 的三种：,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,2、虚容器 VC 是用来支持SDH通道层连接的信息结构。VC 是由信息容器C加上通道开销POH构成。国际规范了5种虚容器，我国使用其中的三种：,种类,VC-12,VC-3,VC-4,装载信号种类,2 Mb/s,34/45 Mb/s,2/34/45/140 Mb/s,结 构,9行4列1,9行85列,9行261列,速率（Mb/s）,2.240,48.960,150.336,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,VC-12 VC-3,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,我国规范的SDH复用与映射结构,校准,AUG,TUG-2,TU-12,VC-12,C-12,（140M）,（34M/45M）,（2M）,指针处理,映射,复用,N,7,3,3,TUG3,STM-N,AU-4,VC-4,TU-3,1,1,C-4,T UG：支路单元组,C：信息容器 VC：虚容器 T U：支路单元,AU：管理单元,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,WDM（波分复用）波分复用原理 波分复用是一种采用波分复用器（合波器）在发送端将不同规定波长的信号光载波合并起来并送入一根光纤进行传输；在接收端再由另一波分复用器（分波器）将这些不同信号的光载波分开的复用方式.波分复用特点 容量大、资源省、网络稳定、易于扩容系统容量 8x2.5Gb/s 16x2.5Gb/s 32x2.5Gb/s 32/40 10Gb/s 80 x10Gb/s,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,一、WDM系统的总体组成1、波长转换器（OTU）2、光合波器（OM）/光分波器（OD）3、光纤放大器：功率放大器（BA）预放大器（PA）线路放大器（LA）4、光监控信道,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,二、部件作用（1）光合波器（OM）的作用：把具有标称波长的各复用通道光信号合成为一束光波，然后输入到光纤中进行传输。即对光波起复用作用。（2）光分波器（OD）的作用：把来自光纤的光波分解成具有原标称波长的各复用光通道信号，然后分别输入到相应的各光通路接收机中。即对光波起解复用作用。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,（3）波长转换器（OTU）的作用 a、波长转换 b、3R功能（Regenration 再生,Reshaping整形,Retiming再定时）均衡放大:将输入的已失真的小信号架以均衡放大.定时提取:从输入信号中提取时钟频率,并得到定时脉冲.识别再生:将波形重新再生,得到与发送端一样脉冲形状（4）光纤放大器的作用 对复用后的光信号进行放大 a、功率放大器（BA）：用于提高系统光功率 b、预放大器（PA）：用于提高系统的灵敏度 c、线路放大器（LA）：用在光纤线路中间站放大光信号，可补充光纤损耗，延长中继长度,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,（5）光监控信道的作用,为了能适时监控网络线路，发现故障并尽快解决，让网络正常运行，光监控信道的概念应运而生。它是单独使用一个光波信道来管理WDM 设备。WDM 系统可以增加一个波长信道专用于对系统的管理，这个信道就是所谓的光监控信道OSC。光监控信道主要功能是监控系统内各信道的传输情况，在发送端，如插入本节点产生的波长为1510nm 的光监控信号，与主信道的光信号合波输出；在接收端，将接收到的光信号分波，分别输出1510nm 波长的光监控信号和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管所用的开销字节等都是通过光监控信道来传送的。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,SDH传输系统光接口的分类 不同种类的光接口用不同的代码来表示，代码由一个字母和两个数字组成。第一个字母表示应用场合和传输距离；第一个数字表示STM-N的等级；第二个数字表示光纤的类型。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,光纤类型和使用窗口 总体要求：光纤类型必须符合ITU-T(国际电信联盟电信标准）相关建议 和我国国家及行业标准 光纤类型和使用窗口的选择 光纤类型目前主要选用G.652和G.655光纤 G.655光纤主要适用长途网 干线光缆中不宜混合使用多种类型的光纤 使用窗口：C波段(1530-1565nm)和L波段(1565-1625nm),南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,光接口的分类Xm.n 第一位字母X含义如下：I表示局内通信；S表示局间短距离通信；L表示局间长距离通信；V表示局间很长距离通信；U表示局间超长距离通信；VSR表示距离不超过600米的通信。光接口的分类 Xm.n 第1位数字m含义如下：1表示STM-1；4表示STM-4；16表示STM-16；64表示STM-64；256表示STM-256。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,光接口的分类 Xm.n 第2位数字n表示工作窗口和所用光纤类型.1表示工作波长为1310nm,光纤G.652.2表示工作波长为1550nm,光纤G.652.3表示工作波长为1550nm,光纤G.653.5表示工作波长为1550nm,光纤G.655例1：S-1.1S表示短距离局间通信第一位数字“1”表示STM-1第二位数字“1”表示工作波长1310nm,所用光纤为G.652例2：L-16.2L表示长距离局间通信第一位数字“16”表示STM-16第二位数字“2”表示工作波长1550nm,所用光纤为G.652,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,WDM光接口应用代码：nwx-y.zn：最大波长数目w：区段距离 L：长距离（80km）V：甚长距离（120km）U：超长距离（160km）x：应用代码允许的最大中继 间隔的数目y：波长信号的最大比特数（STM等级）z：光纤类型 2代表 G.652光纤 5代表G.655光纤,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,例如：16L8-16.2“16”表示16通路，合分波数量“L”表示长距离间隔，目标距离80KM“8”表示8个光放段“16”表示波长信号的比特率为STM-16（2.5Gb/s）“2”表示采用G.652光纤,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,OTN定义,是通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”定义了新的帧结构、速率和映射方式，引入了波长/子波长交叉连接功能。能解决传统WDM网络组网能力弱、保护能力弱等问题以多波长传送（单波长传送为其特例）、大颗粒调度为基础，综合了SDH的优点及WDM的优点，可在光层及电层实现波长及子波长业务的交叉调度，并实现业务的接入、封装、映射、复用、级联、保护/恢复、管理及维护，形成一个以大颗粒宽带业务传送为特征的大容量传送网络OTN完全的后向兼容性及完全透明的通道使他成为整合多种技术的最佳框架技术,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,OTN分层结构,将整个光层细分为：光信道层（OCh）、光复用段层（OMS）、光传输段层（OTS）光信道层又分为三个电域子层：光信道净荷单元（OPU）、光信道数据单元（ODU）、光信道传送（OTU）,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,OTN设备功能模型,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,PTN(Package Transport Network)分组传送网在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，以分组业务为核心并支持多业务提供，具有更低的总体使用成本（TCO），同时秉承光传输的传统优势，包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等的光传送网络构架。PTN支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道，具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力，提供了更加适合IP业务特性的“柔性”传输管道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等业务的综合传送技术。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,PTN产生的背景业务IP化和大颗粒化，导致城域网将由主要承载现有E1/STM-1(2M/155M速率)TDM业务逐渐转向承载FE/GE(10M/100M/1000M速率)IP业务。承载网主要有两条：一条是电信语音承载网络和由此发展出的网络技术如PDH、SDH技术称为传输网络，都主要以刚性管道为主；另外一条是从局域网络发展起来的以太网。第一条主要功能是为了实现电信语音业务的承载传输，由于受到电信业务高可靠性的要求与影响，一直以可管理、高可靠性为显著特征；第二条以简易互联为己任，通过多年的发展，延伸出以太交换网络、路由网络等等，主要以连接简便、互联即可达为显著特征。两种技术发展至今已经逐渐体现出融合之势，主要体现为摒弃自身的缺陷，吸取对方的优势。网络IP化已成为当今业务发展的大势所趋，而当前传输网和传统数据网络受其技术体制限制，已越来越成为业务、网络IP 化发展的掣肘，于是，PTN技术在此背景下应运而生。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,PTN标准动向,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,PTN与MSTP区别,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,PTN与MSTP区别,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,PTN优势：,PTN设备针对分组业务流的突发性，能够采用统计复用的方法进行传送，在保证各优先级业务的CIR（Committed InformationRate）的前提下，对空闲带宽按照优先级和EIR（Excess InformationRate）进行合理的分配，既能满足高优先级业务的性能要求，又能尽可能充分共享未用带宽，解决了TDM交换时代带宽无法共享、无法有效支持突发业务的根本缺陷。,PTN设备的接口速率除了传统的2M、155M，主要是千兆以太和万兆以太，因此可以明显降低每Mbit的传送成本，并且由于技术的进步，端口密度、设备容量体积比大大增加，而耗电量明显降低。,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,PTN网络提供了一个性能优异，兼容以太、ATM、SDH、PDH、PPP/HDLC、帧中继等各种技术的统一的传送平台，消除了网络建设类型的多样性，代之以接口类型的多样性，原有的网络设备，如ATM交换机、以太交换机、PDH光端机，可以通过PTN网络互联在一起，也可以被PTN的ATM接口、以太接口、PDH接口直接替换。,PTN优势：,南京嘉环勘测设计部,传输基本知识介绍,PTN主要应用场景：,PTN设备在未来的网络应用中主要是在城域网中，用于移动回传、优质客户接入与大客户虚拟网,对PTN设备组建的精品网络，移动回传在一定时期内也只会消耗约数百兆容量，大量的带宽还可以为对网络QoS要求比较高、可靠性高的优质的行业客户提供接入和组建虚拟网。由于行业客户的专有网络也在向IP化转型，引入PTN组建虚拟网，可以高效承载，而且，带宽配置可以很灵活，安全性和TDM组网一样高，管理便捷，维护手段更丰富。,南京嘉环勘测设计部,THANK YOU!,