光传送网概念及设计基础课件.ppt
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1、光传送网概念及设计基础第1页提 纲 光传送网的基本概光传送网的基本概念念光传送网工程设计基础光传送网工程设计基础第2页一.光传送网的基本概念 第3页 通信通信信息的传递过程信息的传递过程 通信系统通信系统实现点实现点- -点间通信的全部设施点间通信的全部设施 光传送网是整个通信网络的重要组成部分光传送网是整个通信网络的重要组成部分第4页光纤通信现代通信中传输系统的主要方式用 户终 端用 户终 端用 户环 路用 户终 端交 换设 备复 接设 备发送机接收机用 户环 路用 户终 端交 换设 备分 接设 备卫星通信微波通信光纤通信移动通信传输系统信息信息信息信息现代通信方式示意图第5页 传输损耗小。
2、目前实用单模光纤在传输损耗小。目前实用单模光纤在1550nm波长下的衰减系数已降到波长下的衰减系数已降到0.2dB/km以下。以下。 传输带宽非常宽。光载波的潜在通信容传输带宽非常宽。光载波的潜在通信容量可达到量可达到40,000Gbit/s。通信方式通信方式载波载波载频(载频(Hz)可利用带宽可利用带宽(Hz)潜在通信容量潜在通信容量(bit/s)可传送话可传送话路数路数电缆通信电缆通信射频电波射频电波1109(1GHz)100M200M3000微波通信微波通信微波微波11011(3mm)10G20G30万万光纤通信光纤通信光波光波11014(1.5m)20,000G40,000G6亿亿三种
3、信号载波比较三种信号载波比较 第6页 传输距离长。可以实现超长距离的传输。传输距离长。可以实现超长距离的传输。 抗电磁干扰能力强。抗电磁干扰能力强。 光纤成缆后机械性能好。光纤成缆后机械性能好。 建设成本低。建设成本低。第7页第一次飞跃第一次飞跃20世纪世纪60年代。年代。半导体激光器诞半导体激光器诞生和半导体光检生和半导体光检测器的研究成功。测器的研究成功。用玻璃制成衰减用玻璃制成衰减为为20dB/km的通的通信光导纤维,信光导纤维,1970年美国康宁年美国康宁公司首先制出了公司首先制出了衰减为衰减为20dB/km的光纤。的光纤。 第二次飞跃第二次飞跃第三次飞跃第三次飞跃2020世纪世纪70
4、70年代末。年代末。19791979年发现了光年发现了光纤在纤在1310nm1310nm和和1550nm1550nm的低损耗的低损耗窗口,紧接着单窗口,紧接着单模光纤问世,光模光纤问世,光纤的衰减系数一纤的衰减系数一下子降到了下子降到了0.5dB/km0.5dB/km以下,以下,达到了可以实用达到了可以实用化的程度。化的程度。 2020世纪世纪9090年代初。年代初。19891989年掺饵光纤年掺饵光纤放大器(放大器(EDFAEDFA)的研制成功是光的研制成功是光纤通信新一轮突纤通信新一轮突破的开始。使得破的开始。使得光纤通信的传输光纤通信的传输速率迅速提高,速率迅速提高,并促成了波分复并促成
5、了波分复用技术的实用化。用技术的实用化。第8页 下一次飞跃会在哪里?下一次飞跃会在哪里?未来达到光纤通信容量极限的多路通信模式可能是:未来达到光纤通信容量极限的多路通信模式可能是: 第9页 假设参考通道(HRP) 两个用户(通道端点)间的国际最长HRP为27500km。终端国PEPIGIGIGPEP中间国(最多四个)国间部分(如海缆)终端国国内部分国内部分国际部分假设参考通道 27 500 km全程端到端全程端到端27 500 km HRP组成组成第10页我国国内标准最长HRP为 6900 km其中核心网(包括长途网和中继网)最长HRP为6800km50 km6900 km我国国内标准最长我国
6、国内标准最长HRP用户用户本地节点长途节点长途节点长途节点本地节点150 km6500 km150 km50 km接入网中继网长途网中继网接入网第11页 数字段和复用段复用段SDH数字段和复用段数字段和复用段TM数字段REGREGADMREGREGTM数字段复用段数字段STM-NSTM-NSTM-MSTM-MSTM-MSTM-M(M N)第12页(一)SDH技术 定义:同步数字体系(SDHSynchrounous Digital Hierarchy)是一整套可以进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字传送结构体系,用来通过物理传输网络传送经适配的业务信息。 工作波长区:1310nm和155
7、0nm波长区。 传输比特率:传输的信号由不同等级的同步传送模块(STM-N)信号组成,N为1、4、16、64和256。第13页SDH的帧结构13459再生段开销(RSOH)管理单元指针(AU PTR)复用段开销(MSOH)STM-N 净负荷(Payload)9xN 列(字节)261xN 列(字节)270 xN 列(字节)9 行STM-N 帧结构第14页电 路 层 网 络VC-11VC-12VC-2VC-3VC-3VC-4复用段层网络再生段层网络物理层网络电路层通道层传输媒质层SDH传送层段层高阶通道层低阶通道层SDH传送网分层模型传送网分层模型第15页SDH的主要特点 具有一套全球通用的光接口
8、标准。 不同厂家设备之间具有高度兼容性。 各级信号速率精确地符合N155.520Mbit/s关系 (N为同步复用信号等级)。 具有丰富的辅助(开销)通路可供网络管理使用。 采用同步的组网方式。 强大的网络管理能力。 自愈功能。 具有高度的灵活性 (指组网、上/下电路、带宽管理等)。第16页SDH网元类型网元类型ADMADMADMADMTMADMDXCADMSDH环ASDH环BADMADMTMREG 分插复用器:ADM 终端复用器:TM 再生中继器:REG 交叉连接器:DXC第17页(二)WDM技术波分复用(波分复用(WDM)可以实现在单根光纤上同时传送多个波长。)可以实现在单根光纤上同时传送多
9、个波长。WDM系统具有巨大的优势:系统具有巨大的优势: (1) 可以充分利用光纤的巨大带宽资源;(2) 大大节省了光纤资源;(3) 显著降低通信系统单位通信容量的建设成本;(4) 促进了STM-64甚至STM-256传输系统的实用化;(5) 具有对不同速率、不同业务类型、不同系列的信号透明性;(6) 适应未来全光网的需要。WDM通过衰耗补偿、色散补偿和光分插复用技术,实现长距离的无电中继传输,为今后的全光网络创造了必要条件。 第18页WDM系统类型系统类型 单向WDM与双向WDM 单向WDM系统采用两根光纤,每根光纤中所有波长的信号都 在同一方向上传播。 双向WDM系统采用一根光纤,多个波长的
10、信号可以在两个方向上同时传播。 开放式与集成式WDM系统 开放式-波长转换器、合/分波器、光放大器、光监控单元等是分立的,满足光接口规范的不同厂家可以相互兼容。 集成式-采用光电集成技术将几个单元乃至整个设备集成在一起。统一的光接口消失,纵向和横向兼容性消失。第19页WDM系统的总体组成 光发送部分 光合波与分波部分 光传输与线路放大部分发送发送OTU1发送发送OTU2发送发送OUT N光光合合波波器器OM光光分分波波器器OD接收接收OTU1接收接收OTU2接收接收OUT NOSC RX/TXOSC TXOSC RXOTM1OLAOTM2WDM系统总体结构示意图系统总体结构示意图 OBAOPA
11、光接收部分光监控信道部分第20页(三)MSTP技术MSTP是基于SDH平台的多业务传送节点,同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送。MSTP是目前城域传送网的主流技术。MSTP除具有标准SDH的功能外,还具有以下主要功能特征 : (1) 具有PDH、SDH、ATM、以太网业务的接入和传送功能 ;(2) 具有ATM业务、以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能;(3) 具有带宽统计复用功能,可通过流量控制,实现带宽共享;(4) 可提供以太网二层交换及ATM交换功能;(5) 具有多方向业务汇聚能力 (如从多个线路VC端口交换到支路端口的能力 )。第21页DXC4/4DXC4/4DXC
12、4/4DXC4/4STM-16/64STM-16/64网状网环形网DXC4/1DXC4/4DXC4/1STM-16/64STM-16/64网状网环形网ADMSTM-16ADMADMADMSTM-16STM-16STM-4DXC4/1DXC4/1环形网星形环形线形ADMADMTMTMTMADMTMADMSTM-1/4STM-16STM-1STM-1STM-1第1层-省际干线第2层-省内干线第3层-中继网第4层-接入网我国光传送网结构分我国光传送网结构分4个层面:个层面:第22页业务量需求为决定性因素。网络的层次划分及定位。光缆网的组织情况,如光缆路由、纤芯使用等。网络安全保护策略。对今后网络扩容
13、、升级的考虑。确定组网结构的几个主要因素:确定组网结构的几个主要因素:第23页第24页第25页第26页第27页第28页第29页二.光传送网工程设计基础 第30页 传输网络现状调查传输网络现状调查业务需求调查、预测、分析业务需求调查、预测、分析传输网络建设方案制订传输网络建设方案制订根据客户要求编制可行性研究报告或方案设计文件根据客户要求编制可行性研究报告或方案设计文件可研评估、方案会审可研评估、方案会审通过现场查勘,收集设备安装设计所需的资料通过现场查勘,收集设备安装设计所需的资料根据调查查勘资料,编制工程设计文件根据调查查勘资料,编制工程设计文件设计会审、交底及修改设计会审、交底及修改第31
14、页 以设计为主线的项目建设过程以设计为主线的项目建设过程项目前期项目前期项目立项项目立项可研调查可研调查编制编制可研报告可研报告可研会审可研会审、修改、修改可研批复可研批复项目建议书可研调查提纲顾客提供的资料其它调查资料调研报告可研报告文件质量控制文件-计划书-设计评审-校审-批准出版会审记录或纪要设计更改联系单(或修改册)设计更改需审批可研批复文件第32页 设计前期设计前期设备招标设备招标(标书)(标书) 评标评标合同合同及签定及签定工程查勘工程查勘 设计设计联络会联络会 技术规范书-工程部分-技术部分技术澄清按用户要求做好评标工作:-价格调整表-技术对比表-产品报告参与合同编制-核对设备配
15、置-核对合同价款-核对技术指标合同小签查勘计划安排查勘提纲查勘记录查勘报告设计联络会预案设备厂验设备厂验 厂验预案第33页 设计阶段设计阶段设计文件设计文件编制编制 施工施工协调会协调会 设计会审设计会审施工图交底施工图交底 设计修改设计修改预算调整预算调整 会议记录或纪要设计文件质量控制文件-计划书-设计输入-设计评审-校审-批准出版会审记录或纪要设计更改联系单(或修改册)预算调整表设计批复设计批复批复文件第34页 设计后期设计后期设备到货设备到货安装调测安装调测 设备初验设备初验编制编制验收指标验收指标 试运行试运行初验报告按用户要求做好现场服务-示范站-现场解决问题-设计更改设备验收指标
16、的编制及审批终验终验及开通及开通 终验报告第35页 现状调查和确定业务需求现状调查和确定业务需求是工程设计的重要前提是工程设计的重要前提现状调查的主要内容现状调查的主要内容现有传输网络的网络结构、设备配置、业务流向及通路组织安排 ;现有网管系统的设置、同步时钟设置;有关光纤类型、光缆路由、纤芯分配及使用情况 ;了解局站的设置情况,特别是交换局、中心局等的功能定位;局站的机房条件、电源配套等情况 (详细在工程查勘时进行)。确定业务需求确定业务需求明确业务需求类型:服务对象?需求类型?明确业务满足年限,通过业务预测确定需求量-业务矩阵表;业务需求的确定非常重要,关系到下一步的网络建设方案的制订。
17、第36页 根据已明确的业务需求来确定传输网络容量根据已明确的业务需求来确定传输网络容量 网络的冗余量一般取70%80% ;接入层网络多以155M或622M系统为主;骨干层网络多采用2.5G或10G系统;一般来说,当2.5G系统数超过2个时,可考虑采用10Gb/s系统;WDM系统应根据其承载的SDH系统数量、速率及其它承载业务情况来确定制式及容量。 第37页主设备主要有主设备主要有PDH、SDH、DXC和和WDM设备设备PDH:以二次群(8M速率)为主,主要用于接入网的末端。SDH:有标准155M/622M设备、集成型155M/622M设备、2.5G设备、10G设备、40G设备,应用于网络的各个
18、层面。MSTP可以归属于SDH设备,主要应用于城域网和接入网中。WDM:目前有2.5G、10G及2.5G/10G混合平台,可提供8波、16波、32波、40波、160波系统,在干线上应用较多。DXC:常用有DXC4/4、DXC4/1 ,应用在干线场合。传输设备主要分为主设备和配套设备两大类:传输设备主要分为主设备和配套设备两大类:第38页配套设备主要有配套设备主要有:ODF:光纤配线架,种类较多,按外形和安装方式,可分壁挂式(或箱式)、窄架式和宽架式。DDF:数字配线架,以宽架为主,宽度一般为480mm、520mm、600mm,厚度以300mm(单面)和450mm(双面)为主。从接线方式又可分为
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