光通信网络整体介绍课件.ppt

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1、光通信网络整体介绍,目录,光通信发展概况光纤通信系统光传送网,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,光通信发展概况光纤通信系统光传送网,通信,通信方式简介,光纤通信系统,光源,调制器,驱动电路,放大器,

2、光电二极管,判决器,光发射机,光接收机,光 纤,中 继 器,光 器 件,目录,光通信发展概况光纤通信系统光传送网,电信网,传送网,业务网,应用层,.,.,E-mail,远程教学,家庭购物,会议电视,文件传送,.,通道层物理层,PSTN,CATV,ISDN,B-ISDN,PSDN,计算机网,传送网,省际干线网,省内干线网,本地中继网,末端接入网,传送网发展,模拟（FDM）数字（TDM）电通信光通信有线/无线结合有线(光纤)为主PDHSDHDWDMOTN-PTN-PONAON PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy SDH：Synchronous Digital

3、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。,容量增加/业务多样化,1966,8

4、0年代,94年,99年,90年代初,98年,1976,DWDM 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/ASON,02年,传送技术应对全IP网络发展路线,IP传送网,WDM,DSLAM,SDH/MSTP,OTN,OTH,ROADM,PON,光纤接入技术,PTN,T-MPLS,PBT/PBB-TE,用户接入层面,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

5、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/s,139Mb/s,34Mb/s,8Mb/s,2Mb/s,1.6Gb/s,400Mb/s,100Mb/s,32Mb/s,6.3Mb/s,1.5Mb/s,274Mb/s,45Mb/s,6.3Mb/s,4,4,4,4,4,4,4,4,6,7,3,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/s,34/140Mbit/s,光/电,光信号,解复用,解复用,解复用,复用,复用,复用,电/光,34/8Mbit/s,8/

6、34Mbit/s,8/2Mbit/s,2/8Mbit/s,2Mbit/s,光信号,数字配线架,SDH（同步数字传输系统）, SDH是一套数字传送结构； 通过物理传输网络传送经适配的业务信息（净负荷）； 被设计成多用途，允许传送各种类型的信号（包括G.702规定的PDH信号在内）。 一种具有标准光接口的高速光纤系统 。 一种同步复用设备 。 一种由基本网元组成,可进行同步信息传输,复用,分插和交叉连接的传送网 。 SDH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。 SDH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。 对于用户和通信运营商来说，SDH

7、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,我国SDH复用映射结构,STM-N,AUG,AU-4,VC-4,TU-3,VC-3,C-3,C-4,TUG-2,TU-12,VC-12,C-12,TUG-3,N,139264kbit/s,34268kbit/s,2048kbit/s,指针处理,映射,定位,复用,C-12,C-12,VC-12 POH,VC-12,VC-12,VC-12,TU-12PTR,TU-12PTR,TU

8、-12PTR,TUG-2,TUG-2,TUG-3,TUG-3,VC-4 POH,VC-4,AU-4PTR,AUG,AUG,SOH,AU-4PTR,VC-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-12,VC-3,VC-2-nc,VC-2,VC-3,VC-4,VC-4-Xc,再生段,非 SDH 客户 ( 电路层 ),VC-11,复用段,通道层,段层,低阶,高阶,传输媒质层,物理层,SDH网络单元,终端复

9、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,丰富开销功能,指针调整技术,突发业务,传送网络发展,软件控制安全故障,波分复用背景,波分复用,WDM（波分复用系统）,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）,MSTP,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,城域汇聚层,SDH/MSTP,城域接入层,BSC/RNC,MSC/GSN,SDH/MSTP,SDH+WDM,SDH/MSTP,SDH/MST

10、P,BTS,Node B,OTN概念,OTN通过ROADM 技术、OTH 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。,OTN,SDH,IP/MPLS/以太网,TDM,WDM,光纤/管道,OTN,IP/MPLS/以太网,TDM,光纤/管道,SDH：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),O

11、TN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,数字封包技术：开销、FEC、净负荷,OTN信号映射,(1) 客户信号加上O

12、PU-OH形成OPU(Optical Channel Payload Unit)。(2) OPU加上ODU-OH后形成ODU(Optical Channel Data Unit)。(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-OTH,OTH 设备主要指具备

13、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-ROADM,ROADM 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

14、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,SDH,OTN,SDH,SDH,OTN,客户服务关系,相互独立关系,WDM,OTN,技术结合,核心层解决方案,IP Over WDM/OTN,骨干传输层解决方案,SDH-OTN,PTN,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；,背 景,PTN、MSTP、SDH,T-MPLS=MPLS+OAM-IP，面向连接

15、，增加OAM和保护功能,SDH,MSTP,PTN,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（

16、P2MP）结构的无源光网络；,Passive Optical Network,OLT,ONT,Optical Line Terminal,Optical Network Terminal,Passive Optical Splitter,PSTN,Internet,IPTV,ONT,ONT,Passive Optical Splitter,EPON-GPON,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；上行数据流采用TDMA技术；,xPON原理-下行数据广播方式,OLT连续广播发送，ONU选择性接收： GPON根据ONUID 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,