传输网基础课件.ppt

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1、传输网简介光通信系统概述光通信系统光纤知识光通信系统光缆知识,主要内容,传输网简介,省间中心（北京）,省间中心（广州）,省中心（南宁),县间中心(桂林）,县中心(阳朔）,省间中心,省间中心（上海）,省中心（杭州),县间中心(宁波）,县中心(余姚）,一级干线,一级干线C1,二级干线C2,本地网线路（C3）,站,站,站,站,本地网线路（C4）,长途干线,本地网线路,1、我国传输网结构,2、长途通信线路系统组成,3、本地网通信线路系统组成,广西移动传输网络分为省内二级干线和各地市的城域网二级架构：1、省内二级干线主要解决各地市到南宁以及各地市之间的大颗粒的直达业务需求，采用分层建设，其网络架构如下图

2、所示：2、在每个地市都建设有城域传输网，采用三层组建，如下图所示：,省内传输网结构,在每个地市都建设有城域传输网，采用三层组建，如下图所示：,二干光缆路由示意图,东南环,柳州,桂林,河池,北海,钦州,贺州,南宁,玉林,梧州,贵港,百色,东北环,西环,防城,承载SDH环网及GE、2.5G等大颗粒IP业务,4010G 波分环,资源,五通,58km,G.652,98km,G.652,69km,G.652,15km,G.652,永福,灵川,临桂,119km,G.652,25km,G.652,50km,G.652,中北,龙胜,东江,9km,G.652,波分拓扑图,承载2M、FE、155M等小颗粒业务,S

3、DH/MSTP拓扑图,光通信系统概述,光通信系统,通信传输网常用的物理媒体光纤、微波、电缆 以光纤为通信载体，可提供高速往外通道的光纤传输网已成为目前通信传输网的主要部分。一个基本的光纤通信系统由三大部分构成：光发射设备、光纤光缆、光接收设备。,光通信系统 概述,1、光纤通信光波为载波，光导纤维为传输介质的通信方式2、光纤通信的特点(1)优点：传输频带极宽，通信容量很大传输衰减小，距离远信号串扰小，传输质量高抗电磁干扰，保密性好光纤尺寸小，重量轻，便于运输和敷设耐化学腐蚀，适用于特殊环境原材料资源丰富,节约有色金属(2)缺点：光纤弯曲半径不宜过小光纤的切断和连接操作技术要求较高分路、耦合操作繁

4、琐,光通信系统 概述,3、光缆线路特点：(1)光缆线路的中继距离长。(2)光缆线路一般无需进行充气维护，因为绝大部分光缆均为充油光缆，即缆芯中均充满了石油膏。(3)光缆接头装置及剩余光缆的放置必须按规定方法进行，以保证光纤应有的曲率半径，尽可能地减少光信号衰减。(4)在水泥管孔中布放多条光缆时均需加塑料子管保护。(5)光纤的接续方法与接续设备均比电缆线路复杂，技术含量更高。,光通信系统光纤知识,光通信系统 通信光纤,1、光纤(1)光纤的结构光纤由两种不同折射率的玻璃材料拉制而成。多模纤芯的标称直径为50m或62.5m，单模光纤纤芯的标称模称直径为910m。,D,纤芯（n1）,包层（n2）,D为

5、光纤纤芯直径或模场直径,光纤的基本结构,光通信系统 通信光纤,(1)光纤的结构,光通信系统 通信光纤,(2)光纤的分类按光纤的材料分：石英光纤、塑料光纤(正在研究、试用阶段)按光纤剖面折射率分布分：阶跃型光纤、渐变型光纤见下图按传输的模式分：多模光纤、单模光纤按ITU-T建议分：G.651(渐变型多模光纤)、G.652(普通单模光纤)、G.653(色散位移光纤)、G.654(1550nm性能最佳光纤)、G.655光纤(非零色散位移光纤),光通信系统 通信光纤,阶跃型光纤、渐变型光纤,2、光纤的导光原理n1为纤芯折射率n2为包层折射率,1,2,阶跃型光纤的导光原理,n2,n1,光通信系统 通信光

6、纤,3、单模光纤的主要参数(1)几何特性：模场直径910m，偏差小于10；模场同心度误差不得大于1m，实际商用小于0.5m。(2)弯曲损耗：宏弯损耗G.652在1550nm,100圈直径为60mm的光纤所增加的损耗不得大于1dB，G.655光纤不应大于0.5dB。(3)衰减：表明了光纤对光能的传输损耗，是对光纤质量评定和确定光纤通信系统中继距离的重要依据。产生衰减的原因：光吸收、光散射常用光纤平均衰减：G.652光纤（B1）1310nm波长:衰减平均值0.36 dB/km1550nm波长:衰减平均值0.22 dB/kmG.655光纤（B4）1550nm波长:衰减平均值0.22 dB/km,光通

7、信系统 通信光纤,（4）色散光纤数字通信中，由于光纤中的信号是由不同的频率成分和不同的模式成分来携带的，这些不同的频率成分和不同的模式成分的传输速率不同，从而引起色散。是影响光纤带宽，限制光纤传输容量的参数。采用色散补偿光纤来降低。色散种类：模间色散（单模光纤无模间色散）波长色散（材料色散、波导色散、折射剖面色散）色散表示方法：群时延差常用光纤色散(系数)G.652光纤（B1）:（1）在12881339nm范围内色散系数不大于3.5 ps/nm.km（2）1550nm波长的色散系数不大于18 ps/nm.kmG.655光纤（B4）:0.1ps/（nm.km）D（）10.0ps/（nm.km）,

8、光通信系统 通信光纤,(6)光纤的机械特性 拉力强度：由光纤表面的微裂纹决定筛选应力：0.69GPa 静态疲劳：微裂纹、水分和一定的应力(7)光纤的非线性效应在带有掺铒放大器密集波分复用大容量、超高速的光纤通信系统中，由于大的光功率引起信号与光纤的相互作用而产生各种非线性效应。非线性效应种类：自相位调制效应(SPM)受激拉曼散射(SRS)四波混频(FWM),光通信系统 通信光纤,4、单模光纤的选用 选用原则：（1）工作波长因素G.652光纤在1550nm窗口衰减小，但其在1550nm窗口色散大，不利于高速系统的长距离传输。G.653光纤在1550nm窗口色散为零，但其在波分复用时会出现四波混频

9、效应，故被限用于单信道高速系统。G.655光纤在1550nm窗口衰减小、色散低，大大减少四波混频效应，故其可用于远距离、波分复用、高速系统。新建系统在传输速率和价格允许的条件下，应优选G.655光纤。扩容系统将原系统的G.652光纤的工作波长选择到1550nm波长，可用色散补偿光纤来解决色散问题。（2）衰减和非线性因素对采用波分复用和光纤放大器的高速系统较优先选用G.655光纤和G.652D光纤。,光通信系统 通信光纤,光通信系统光缆知识,光通信系统 通信光缆,一、常用光缆的分类1、按缆芯结构分：按缆芯结构分类：层绞式光缆、中心管式光缆和骨架式光缆 层绞式光缆将几根至十几根或更多根光纤或光纤带

10、子单元围绕中心加强件螺旋绞合（S绞或SZ绞）成一层或几层的光缆。中心管式光缆是将光纤或光纤带无绞合直接放到光缆中心位置而制成的光缆。骨架式光缆是将光纤或光纤带经螺旋绞合置于塑料骨架槽中构成的光缆。,光通信系统 通信光缆,光通信系统 通信光缆,一、常用光缆的分类2、按线路敷设方式分：主要可分为架空光缆、管道光缆、直埋光缆、水底光缆。(1)架空光缆是指借助吊挂钢索或自身具有抗拉元件悬挂在己有的电线杆、塔上的光缆。(2)管道光缆是指在城市地下穿入用于保护的子管等内的光缆。(3)直埋光缆是指光缆线路经过市郊或农村时，直接埋入规定深度和宽度的缆沟的光缆。(4)水底光缆是穿越江河湖海水底的光缆。,光通信系

11、统 通信光缆,一、常用光缆的分类3、按缆中光纤状态分：按光纤在光缆中是否可自由移动的状态，光缆可分为松套光纤光缆和紧套光纤光缆。松套光纤光缆的特点是光纤在光缆中有一定自由移动空间，这样的结构有利于减少外界机械应力（或应变）对涂覆光纤的影响。紧套光纤光缆的特点是光缆中光纤无自由移动空间。紧套光纤是在光纤预涂覆层外直接紧贴一层合适的塑料紧套层。紧套光纤光缆直径小、重量轻、易剥离，敷设和连接，但高的拉伸应力会直接影响光纤的衰减等性能。,光通信系统 通信光缆,一、常用光缆的分类4、按使用环境与场合分：根据使用环境与场合光缆主要分为室外光缆、室内光缆及特种光缆三大类。,光通信系统 通信光缆,一、常用光缆

12、的分类5、按网络层次分：长途光缆（干线光缆）市内光缆（中继线路）接入网光缆（用户线路）。,光通信系统 通信光缆,二、光缆结构中所用材料及性能：通常，除了光纤外，构成光缆的材料可分为三大类。(l)高分子材料：松套管材料、聚乙烯护套料、无卤阻燃护套料、聚乙烯绝缘料、阻水油膏、阻水带、聚酯带。(2)金属-塑料复合带：钢塑复合带、铝塑复合带。(3)中心加强件：磷化钢丝、不锈钢丝、玻璃钢圆棒等。,光通信系统 通信光缆,三、常用光缆的结构：光缆的结构通常是根据其应用条件和环境确定的，习惯上分为室外光缆、室内光缆及特种光缆三大类。1、室外光缆室外光缆常用的基本结构有：层绞式、中心管式和骨架式。每种基本结构中

13、既可放置分离光纤，亦可放置带状光纤。,光通信系统 通信光缆,（1）层绞式光缆的结构优点是：光缆中容纳的光纤数量多，光缆中光纤余长易控制，光缆的机械、环境性能好，它适宜于直埋、管道敷设，也可用于架空敷设。（2）层绞式光缆结构的缺点是：光缆结构、工艺设备较复杂、生产工艺环节较繁琐、材料消耗多等。,光通信系统 通信光缆,（1）中心管式光缆的优点是：光缆结构简单、制造工艺简捷，光缆截面小、重量轻，很适宜架空敷设，也可用于管道或直埋敷设；（2）中心管式光缆的缺点是：缆中光纤芯数不宜过多（如分离光纤为12芯、光纤束为36芯、光纤带为216芯），松套管挤塑工艺中松套管冷却不够，成品光缆中松套管会出现后缩，光

14、缆中光纤余长不易控制等。,光通信系统 通信光缆,（1）骨架式光纤带光缆的优点是：结构紧凑。缆径小、光纤芯密度大（上千芯至数千芯），施工接续中无需清除阻水油膏、接续效率高。干式骨架光纤带光缆适用于在接入网、局间中继、有线电视网络中作为传输馈线。（2）骨架式光纤带光缆的缺点是：制造设备复杂（需要专用的骨架生产线）、工艺环节多、生产技术难度大等。,光通信系统 通信光缆,三、常用光缆的结构：2、室内光缆室内光缆均为非金属结构，故无须接地或防雷保护；室内光缆采用全介质结构保证抗电磁干扰，各种类型的室内光缆都容易开剥；紧套缓冲层光纤构成的绞合方式取决于光缆的类型。为便于识别，室内光缆的外护层多为彩色，且其

15、上印有光纤类型、长度标记和制造厂家名称等。与室外光缆的结构特点所不同的是，室内光缆尺寸小、重量轻、柔软、耐弯，便于布放，易于分支及具有阻燃性等。,光通信系统 通信光缆,三、常用光缆的结构：3、特种光缆(1)电力光缆是指用于高压电力通信系统的光缆以及铁路通信网络的光电综合光缆。光纤对电磁干扰不敏感。将光缆直接悬挂在电杆或铁塔上，或缠绕在高压电力的相线上。安装的光缆抗拉强度能承受自重、风力作用和冰凌的重量。并有合适的结构措施来预防枪击或撞、挂等破坏。（2）水底光缆水底光缆需要将光缆进行钢丝铠装，以便提供足够的抗拉强度。一般水底光缆要求，是在缆芯中填充阻水油膏，在缆芯外加金属护套密封。(3)阻燃光缆

16、在一些特殊场合，如高层住宅、地铁、矿井、船舶、飞机中使用的光缆都应考虑阻燃化。,光通信系统 通信光缆,GYTA光缆,GYTA光缆的结构是将单模或多模光纤套入由高模里的聚脂材料做成的松套管中，套管内填充防水化合物。缆芯的中心是一根金属加强芯，对于某些芯数的光缆来说，金属加强芯外还需挤上一层聚乙烯（PE）。松套管(和填充绳)围绕中心加强芯绞合成紧凑的圆形缆芯.缆芯内的缝隙充以阻水填充物。涂塑铝带(APL)纵包后挤制聚乙稀护套成缆。,光通信系统 通信光缆,中心管式W护套光缆(GYXTW),GYXTW光缆的结构是将单模成多模光纤套入由高模量的聚酯材料做成的松套管中，套管内填充防水化合物。松套管外用一层

17、双面镀铬涂塑钢带纵包。钢带和松套管之间加阻水材料以保证光缆的紧凑和纵向阻水，两侧放置两根平行钢丝后聚乙烯(PE)护套成缆。,光通信系统 通信光缆,层绞式A护套光纤带光缆(GYDTA),GYDTA光缆的结构是将光纤带套入由高模量的聚脂材料做成的松套管中，套管内填充防水化合物。缆芯的中心是一根金属加强芯，对于某些芯数的光缆来说，金属加强芯外还需挤上一层聚乙烯(PE)。松套管(和填充绳)围绕中户帅口强芯绞合成撬凑的圆形缆芯，缆芯内的缝隙充以阴水填充物，涂塑铝带(APL)纵包后挤制聚乙烯护套成缆。,光通信系统 通信光缆,非金属加强芯A护套纵包钢带铠装PE护套光缆(GYFTA53),GYFTA53光缆的

18、结构是将单模或多模光纤套入由高模量的聚脂材料做成的松套管中，套管内填充防水化合物。缆芯的中心是一根非金属加强芯(FRP)，对于某些芯数的光缆来说，非金属加强芯外还需挤上一层聚乙烯(PE)。松套管(和填充绳)围绕中心加强芯绞合成紧凑的圆形缆芯，缆芯内的缝隙充以阻水填充物。涂塑铝带(APL)纵包后挤上一层聚乙烯内护套，双面镀铝涂塑钢带(PSP)纵包后挤制聚乙烯外套成缆。,光通信系统 通信光缆,标准全介质自承式光缆(ADSS),ADSS光缆采用松套层绞式结构，光纤套入由高模量聚醋材料制成的松套管中，套管内填充防水化合物。松套管(和填充绳)围绕非金属中心加强芯(FRP)绞合成紧凑的缆芯，缆芯内的缝隙充

19、以阻水油膏。缆芯外挤制聚乙烯(PE)内护套，然后双向绞绕两层起加强作用的芳纶，最后挤制聚乙烯(PE)外套或耐电蚀CA下)外套。,光通信系统 通信光缆,8字型S护套光缆(GYTC8S),GYTC8S光缆的结构是将单模或多模光纤带套入由高模量的聚脂材料做成的松套管中，套管内填充防水化合物。缆芯的中心是一根金属加强芯，松套管(和填充绳)围绕中心加强芯绞合成紧凑的圆形缆芯，缆芯内的缝隙充以阻水填充物，涂塑铝带(APL)纵包后，和钢丝绞线集成到一个日字型的聚乙烯护套成缆。该产品应用于自承式架空敷设。,接入技术介绍,光纤接入技术,光纤接入技术主要有PDH、SDH/MSTP、WDM、PON、PTN、OTN技

20、术。PDH:准同步数字系列，主要有2M，8M,34M，140M速率，点对点组网，目前基本退网。SDH/MSTP：同步数字系列，主要有155M，622M，2.5G、10G速率，可承载PDH、SDH、FE电路，可组环网和网状网，目前现网主要采用的接入技术。WDM:波分复用，主要有2波，4波，18波CWDM疏波分和40波，80波DWDM密集波分，可承载10G以下的SDH，GE、10GE电路，点对点组网，目前现网主要采用DWDM技术。PON:无源光网络，可分EPON和GPON，星形组网，EPON仅支持以太包格式.上/下行线路速率皆为1.25G，GPON（千兆比特 PON）,可同时支持纯TDM,ATM和

21、数据包等多种格式.支持上行155M/622M/1.244G/2.488G 和下行1.244G/2.488G的多种线路速率组合。2009年末端宽带专线接入采用GPON技术。PTN:分组传送网，SDH的升级替换技术，技术基本成熟，今后将要采用的技术。OTN：光传送网，在WDM基础上增加电交叉技术，采用OTN帧结构，2009年干线开始采用该技术。,准同步数字系列(PDH),400Mb/s,100Mb/s,32Mb/s,6.3Mb/s,日本系列,274Mb/s,45Mb/s,6.3Mb/s,565Mb/s,139Mb/s,34Mb/s,8Mb/s,2 Mb/s,1.5Mb/s,北美系列,欧洲系列,4,

22、4,4,4,4,4,3,5,6,7,4,1.5Mb/s,通常的PDH帧结构用一个绘成一行的图或列表的形式来描述，而SDH的帧结构是用一个二维的距阵来描述。,TS0,TS1,TS2,TS15,TS16,TS17,TS18,TS31,（a)2048kbit/s帧结构,净 荷,再生段开销,复用段开销,指 针,（b)SDH的帧结构（STM-1）,PDH和SDH的帧结构,什么是MSTP,根据YD/T 1238-2002，MSTP即基于SDH 的多业务传送节点是指基于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。:1)具有TDM业务ATM业务或以太网业务的接入

23、功能；2)具有TDM业务ATM业务或以太网业务的传送功能包括点到点的透明传送功能；3)具有ATM业务或以太网业务的带宽统计复用功能；4)具有ATM业务或以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能。5)可实现点对点，点对多点端口汇聚功能。,用户端口：与本地用户LAN连接的以太端口。系统（WAN）端口：与SDH连接的内部虚拟以太端口。共享：多个端口的业务占用一个系统端口的带宽。汇聚：多个系统端口的业务占用一个用户端口的带宽。,共享,几个概念,Page 51,由有源OLT和ONT、以及无源ODN（光分配网络组成）ODN：由光纤、光分路器（Splitter）和其他无源器件组成具备承载语音（Voice）,视频（Video）和数据（Data）等三重播放业务业务的能力,什么是PON技术（无源光网络）,1,2xGigE,2xFE,2xPOTS,RF,4xGigE,2xPOTS,optional RF,2xFE,4xPOTS,RF,1xGigE,8xPOTS,2xE1,RF,24xVDSL2(30a/17a),12xGigE,24xPOTS,RF,2xGigE,8xPOTS,RF,1xFE,2xPOTS,RF,4xGigE,4xE1s,NEW,NEW,4xGigE,NEW,8xVDSL2(30a/17a)8xFE,RF,NEW,16POTS,16xFE,NEW,NEW,ONU产品,