第5章光纖通信課件

1、第5章光纖通信 本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)1、光纖通信系統(tǒng)的概念及組成 2、光纖、光纜、光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī) 3、同步數(shù)字系列SDH的概念及原理 4、光波分復(fù)用（WDM）的概念及原理 5、MSTP的概念、原理及應(yīng)用 6、ASON的概念、原理及應(yīng)用 5.1 光纖通信概述5.2 光纖通信系統(tǒng) 5.3 同步數(shù)字系列（SDH）5.4光波分復(fù)用（WDM） 5.5多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（MSTP） 5.6 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON） 5.7 光纖孤子通信技術(shù) 5.8 光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì) 5.1 光纖通信發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀 探索時(shí)期的光通信 在這個(gè)時(shí)期，美國(guó)麻省理工學(xué)院利用He - Ne激光器和CO2激光器進(jìn)行了大氣激光通信試驗(yàn)。由于

2、沒(méi)有找到穩(wěn)定可靠和低損耗的傳輸介質(zhì)， 對(duì)光通信的研究曾一度走入了低潮。 1960年，美國(guó)人梅曼(Maiman)發(fā)明了第一臺(tái)紅寶石激光器， 給光通信帶來(lái)了新的希望。激光器的發(fā)明和應(yīng)用， 使沉睡了80年的光通信進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。 1880年，美國(guó)人貝爾(Bell)發(fā)明了用光波作載波傳送話音的“光電話”。貝爾光電話是現(xiàn)代光通信的雛型。 原始形式的光通信:中國(guó)古代用“烽火臺(tái)”報(bào)警，歐洲人用旗語(yǔ)傳送信息。 5.1.2 現(xiàn)代光纖通信 1966年，英籍華裔學(xué)者高錕(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)發(fā)表了關(guān)于傳輸介質(zhì)新概念的論文，指出了利用光纖(Optical Fiber)進(jìn)行信息傳輸?shù)?/p>

3、可能性和技術(shù)途徑，奠定了現(xiàn)代光通信光纖通信的基礎(chǔ)。 指明通過(guò)“原材料的提純制造出適合于長(zhǎng)距離通信使用的低損耗光纖”這一發(fā)展方向諾貝爾獎(jiǎng)得主 高錕(1933年11月4日)，英國(guó)華裔科學(xué)家，生于中國(guó)上海金山區(qū)。光纖通訊、電機(jī)工程專家。光纖之父，前香港中文大學(xué)校長(zhǎng)。美國(guó)國(guó)家工程院院士、英國(guó)皇家工程科學(xué)院院士、英國(guó)皇家藝術(shù)學(xué)會(huì)會(huì)員和瑞典皇家工程科學(xué)院外籍院士，臺(tái)灣中央研究院院士。1996年當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院外籍院士。 用石英基玻璃纖維進(jìn)行長(zhǎng)距離信息傳遞，將帶來(lái)一場(chǎng)通訊事業(yè)的革命，并提出當(dāng)玻璃纖維損耗率下降到20分貝/公里時(shí)，光纖通訊即可成功。 1970年，光纖研制取得了重大突破 1970年，美國(guó)康寧(Co

4、rning)公司研制成功損耗20dB/km的石英光纖。把光纖通信的研究開(kāi)發(fā)推向一個(gè)新階段。 1972年，康寧公司高純石英多模光纖損耗降低到4 dB/km。 1973 年，美國(guó)貝爾(Bell)實(shí)驗(yàn)室的光纖損耗降低到2.5dB/km。1974 年降低到1.1dB/km。 1976 年，日本電報(bào)電話(NTT)公司將光纖損耗降低到0.47 dB/km(波長(zhǎng)1.2m)。 在以后的 10 年中，波長(zhǎng)為1.55 m的光纖損耗： 1979 年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986 年是0.154 dB/km， 接近了光纖最低損耗的理論極限。 光纖通信的發(fā)展可以粗略地分為三個(gè)階段：

5、 第一階段(19661976年)，這是從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)時(shí)期。 第二階段(19761986年)，這是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標(biāo)和大力推廣應(yīng)用的大發(fā)展時(shí)期。 第三階段(19861996年)，這是以超大容量超長(zhǎng)距離為目標(biāo)、全面深入開(kāi)展新技術(shù)研究的時(shí)期。光纖通信是以光波為載頻、光導(dǎo)纖維（簡(jiǎn)稱光纖）為傳輸媒質(zhì)的一種通信方式。圖 各種傳輸線路的損耗特性 5.1.2 光纖通信的特點(diǎn) 容許頻帶很寬，傳輸容量很大 損耗很小， 中繼距離很長(zhǎng)且誤碼率很小 重量輕、 體積小 抗電磁干擾性能好 泄漏小， 保密性能好 節(jié)約金屬材料， 有利于資源合理使用 光纖通信的應(yīng)用 光纖可以傳輸數(shù)字信號(hào)，也可以傳

6、輸模擬信號(hào)。光纖在通信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)，以及在其它數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中， 都得到了廣泛應(yīng)用。光纖寬帶干線傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)發(fā)展迅速， 是當(dāng)前研究開(kāi)發(fā)應(yīng)用的主要目標(biāo)。 光纖通信的各種應(yīng)用可概括如下： 通信網(wǎng) 構(gòu)成因特網(wǎng)的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng) 有線電視網(wǎng)的干線和分配網(wǎng) 綜合業(yè)務(wù)光纖接入網(wǎng) SDH 骨干網(wǎng) SDH 匯聚網(wǎng) PDH 網(wǎng)絡(luò)國(guó)際長(zhǎng)途傳輸國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途傳輸 本地傳輸海底光纜通信國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途傳輸節(jié)點(diǎn)國(guó)際長(zhǎng)途傳輸節(jié)點(diǎn)本地傳輸骨干節(jié)點(diǎn) 本地傳輸匯聚節(jié)點(diǎn) 陸地光纜通信中國(guó)電信光纜、微波和衛(wèi)星的立體傳送網(wǎng)衛(wèi)星通信微波通信 5.1.3 光纖通信的工作窗口光纖的損耗系數(shù)隨著波長(zhǎng)而變化，為獲得低損耗特性，光纖通信選用的

7、波長(zhǎng)范圍在 0.81.8m，并稱0.81.0m為短波長(zhǎng)波段，1.01.8m為長(zhǎng)波長(zhǎng)波段。目前光纖通信實(shí)用的波長(zhǎng)即短波長(zhǎng)段的0.85m、長(zhǎng)波長(zhǎng)波段的1.31m和1.55m，通常稱其為是目前光纖通信的三個(gè)實(shí)用窗口。0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5衰減（dB/km）第一窗口第二窗口波長(zhǎng)（m）普通單模光纖的衰減隨波長(zhǎng)變化示意圖6 5 4 3 2 10。40。2第三窗口 C 波段15251565nm 1.57 1.62 L波段5.2光纖通信系統(tǒng) 5.2.1光纖與光纜 (1) 光纖分類與結(jié)構(gòu)(2) 光纖中光波傳輸原理 (3) 光纖的損耗特性 (4) 光纖的色散特性 (

8、5)光纜結(jié)構(gòu)與分類 光纖的結(jié)構(gòu)和分類光纖由纖芯和包層兩部分組成，纖芯完成光信號(hào)的傳輸，包層是為了將光信號(hào)封閉在纖芯中并保護(hù)纖芯。纖芯和包層的折射率不同，設(shè)纖芯、包層的折射率分別為n1、n2,則n1n2。 一、 光纖的結(jié)構(gòu) 目前通信用的光纖大多采用石英玻璃(SiO)制成的橫截面很小的雙層同心圓柱體，未經(jīng)涂覆和套塑時(shí)稱為裸光纖，如圖所示。 光纖與光纜 1.光纖的結(jié)構(gòu)石英玻璃、塑料或晶體纖芯(折射率大)和包層全反射光纖的分類 按工作波長(zhǎng)：短波長(zhǎng)(850nm)和長(zhǎng)波長(zhǎng)(1310nm、1550nm)按傳輸模式(根據(jù)光纖中傳輸模式數(shù)量的不同)：多模光纖和單模光纖按折射率分布：階躍(突變)型(SI)、漸變(

9、梯度)型(GI)和W型按材料：石英光纖、塑料光纖等 光纖的分類 1. 按照光纖橫截面上折射率分布不同來(lái)分 (1) 階躍型光纖（突變型多模光纖） (2) 漸變型光纖 圖 三種基本類型的光纖(a) 突變型多模光纖； (b) 漸變型多模光纖； （c） 單模光纖 2. 按照傳輸?shù)目偰?shù)來(lái)分 所謂模式，實(shí)質(zhì)上是電磁場(chǎng)的一種分布形式。模式不同，其分布不同，根據(jù)光纖中傳輸模式數(shù)量來(lái)分，可分為單模光纖和多模光纖。 (1) 單模光纖(SM-Single mode fiber) (2) 多模光纖(MM-Multi mode fiber) 多模光纖62.5/125 m 的光纖典型距離達(dá)5英里用于：CCTV門禁控制系

10、統(tǒng)內(nèi)部通訊 多模 MMF 單模光纖無(wú)限帶寬810 m典型距離超過(guò)5英里用于：長(zhǎng)途電信長(zhǎng)途電視監(jiān)控及多路切換共用天線電視系統(tǒng)單模 SMF 光傳播的基本知識(shí)n1n2n1 n2n1n2臨界角900臨界角n1n2全反射入射角=反射角12產(chǎn)生全反射的條件：n1n2 90臨界角 圖 突變型多模光纖的光線傳播原理1. 突變型多模光纖 設(shè)纖芯和包層折射率分別為n1和n2，空氣的折射率n0=1， 纖芯中心軸線與z軸一致， 如下圖。 光線在光纖端面以小角度從空氣入射到纖芯(n0n2)。 改變角度，不同相應(yīng)的光線將在纖芯與包層交界面發(fā)生反射或折射。 根據(jù)全反射原理， 存在一個(gè)臨界角c。 當(dāng)c時(shí)，相應(yīng)的光線將在交界面

11、折射進(jìn)入包層并逐漸消失，如光線3。 由此可見(jiàn)，只有在半錐角為c的圓錐內(nèi)入射的光束才能在光纖中傳播。 光纖的傳輸特性1.損耗光纖的傳輸損耗是影響系統(tǒng)傳輸距離的重要因素，光纖自身的損耗主要有吸收損耗和散射損耗。 吸收損耗是光波通過(guò)光纖材料時(shí)，有一部分光能變成熱能，造成光功率的損失。 散射損耗是由于光纖的材料、形狀、折射率分布等的缺陷或不均勻，使光纖中傳導(dǎo)的光發(fā)生散射，由此產(chǎn)生的損耗為散射損耗。光纖色散(Dispersion)由于光纖中色散的存在，會(huì)使得輸入脈沖在傳輸過(guò)程中展寬，產(chǎn)生碼間干擾，增加誤碼率。它是限制傳輸速率的主要因素。散射由于光線的基本結(jié)構(gòu)不完美，引起的光能量損失，此時(shí)光的傳輸不再具有

12、很好的方向性。簡(jiǎn)單地說(shuō)，光纖的色散就是由于光纖中光信號(hào)中的不同頻率成分或不同的模式，在光纖中傳輸時(shí)，由于速度的不同而使得傳播時(shí)間不同，因此造成光信號(hào)中的不同頻率成分或不同模式到達(dá)光纖終端有先有后，從而產(chǎn)生波形畸變的一種現(xiàn)象。 光線缺陷3.非線性效應(yīng)光纖通信中，激光器輸出的高功率導(dǎo)致光纖的非線性極為顯著。非線性效應(yīng)：在輸出端可以產(chǎn)生輸入端所沒(méi)有的新的頻率分量。光纖的傳輸性能1. 衰減(Loss)(1)衰減(dB ) 衰減是光纖的一個(gè)重要傳輸參數(shù)。它表明了光纖對(duì)光能量的傳輸損耗，對(duì)光纖質(zhì)量的評(píng)定和對(duì)光纖通信系統(tǒng)的中繼距離的確定都起著十分重要的作用，其評(píng)定量綱為dB。 (2)衰減系數(shù)(dB/km)衰

13、減系數(shù)定義為單位長(zhǎng)度光纖引 起的光功率衰減，其評(píng)定量綱為dB/Km。光纜按芯數(shù)分為單芯、雙芯、多芯按敷設(shè)場(chǎng)合分為架空、直埋、管道、移動(dòng)、室內(nèi)、水下、海底等按用途分為通信用光纜和非通信用光纜加強(qiáng)元件加強(qiáng)元件加強(qiáng)元件加強(qiáng)元件加強(qiáng)元件光纖 5.2.2光纖通信系統(tǒng)的組成電信號(hào)電端機(jī)發(fā)光端機(jī)光中繼器收光端機(jī)電端機(jī)電信號(hào)光纜光纜 (1)光發(fā)送機(jī) (2)光接收機(jī) (3)光中繼器 (4)光放大器 光發(fā)射機(jī)和接收機(jī)光源在光纖通信系統(tǒng)中光源的作用是將被傳輸?shù)碾娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)送入光纖，即完成電/光轉(zhuǎn)換任務(wù)。1. LD的特性半導(dǎo)體激光器在注入電流達(dá)到一定數(shù)值（IIt）時(shí)，才發(fā)出激光；而Im)mBnB碼又叫分組碼，是

14、把輸入的信息碼流以m比特（mB）分為一組，再按一定規(guī)則（變換表）變換成n比特（nB）一組的碼組輸出。常用碼型：5B6B碼 0111 1111111 0110 1110110 0101 1101101 0100 1100100 0011 1011011 0010 1010010 0001 1001001 0000 10000004B3B3B和4B的碼字 2.插入比特碼 這種碼型是把輸入的信息碼流按m比特分為一組，再在每組的m位之后插入一個(gè)比特（根據(jù)每組中奇偶校驗(yàn)結(jié)果，插入奇偶校正位），組成線路碼。3.加擾碼 擾碼是把已知的二進(jìn)制序列按一定方法加入到信息碼流中，在接收端，用同樣方法再恢復(fù)出原來(lái)的信

15、息碼流。在系統(tǒng)光發(fā)射機(jī)的調(diào)制器前， 需要附加一個(gè)擾碼器，將原始的二進(jìn)制碼序列加以變換，使其接近于隨機(jī)序列。5.3同步數(shù)字系列（SDH） 5.3.1 SDH的產(chǎn)生 PDH技術(shù)的主要缺點(diǎn) 一種有機(jī)地結(jié)合了高速大容量光纖傳輸技術(shù)和智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新體制光同步傳送網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。最初，這一概念是由美國(guó)貝爾通信研究所提出來(lái)的，并稱之為同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）。 SDH概念 PDH流行于上世紀(jì)80年代，由于當(dāng)時(shí)的通信業(yè)務(wù)量小，種類也少，所以對(duì)傳輸?shù)男枨罅恳蚕鄬?duì)較小。到了上世紀(jì)90年代，通信業(yè)務(wù)急劇上升，種類也開(kāi)始繁多，慢慢的，原有的PDH已經(jīng)無(wú)法滿足日益增大的通信網(wǎng);因此誕生了SONET，SONET是由美國(guó)朗訊

16、科技貝爾實(shí)驗(yàn)室制定的同步數(shù)字體系的原型，后來(lái)ITU-T（原來(lái)的CCITT）在SONET的基礎(chǔ)上對(duì)同步傳輸?shù)母髦匪俾蔬M(jìn)行了更進(jìn)一步的規(guī)范，就形成了今天的SDH。PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)PDH:準(zhǔn)同步數(shù)字序列。所謂準(zhǔn)同步，就是被復(fù)接的支路信號(hào)的時(shí)鐘來(lái)自不同的時(shí)鐘源（即各自都有自己的時(shí)鐘）各支路信號(hào)的數(shù)碼率都可以在標(biāo)稱值上有偏差，各支路信號(hào)的時(shí)鐘和本機(jī)的定時(shí)信號(hào)是異步的，所以準(zhǔn)同步復(fù)接又稱為異步復(fù)接。PDH有三個(gè)系列，分別是日本系列、北美系列、歐洲系列，各系列定義的速率等級(jí)以及速率層次各不相同。通常我們經(jīng)常用一次群（基群）、二次群、三次群、四次群以

17、及高次群來(lái)描述PDH的速率。二次群速率偏差范圍為 8.448Mbit/s30ppm三次群速率偏差范圍為：34.368Mbit/s20ppm四次群速率偏差范圍為：139.264Mbit/s15ppm 對(duì)于以2.048 Mb/s為基礎(chǔ)速率的制式，各次群的話路數(shù)按4倍遞增，速率的關(guān)系略大于4倍。 對(duì)于以1.544 Mb/s為基礎(chǔ)速率的制式，在3次群以上，日本和北美各國(guó)又不相同， 看起來(lái)很雜亂。 PDH各次群比特率相對(duì)于其標(biāo)準(zhǔn)值有一個(gè)規(guī)定的容差，而且是異源的，通常采用正碼速調(diào)整方法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同步復(fù)用。 1次群至4次群接口比特率早在1976年就實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，并得到各國(guó)廣泛采用。 PDH主要適用于中、低速率點(diǎn)

18、對(duì)點(diǎn)的傳輸。PDH的固有缺陷： 作為傳統(tǒng)的數(shù)字傳輸體制，PDH具有以 下固有的缺陷：1、接口方面 電接口只有地區(qū)性的電接口規(guī)范，無(wú) 世界標(biāo)準(zhǔn)。造成國(guó)際間互通困難。 PDH有3種速率等級(jí)：歐洲和中國(guó)（2Mb/s）、日本、北美（1.5Mb/s）。 光接口無(wú)光接口規(guī)范，各廠家獨(dú)自開(kāi)發(fā)。在同一數(shù)字等級(jí)上光接口的信號(hào)速率不一樣。 設(shè)備間互連困難從高速信號(hào)插/分低速信號(hào)要一級(jí)一級(jí)進(jìn)行，層層的復(fù)用/解復(fù)用增加了信號(hào)的損傷，不利于大容量傳輸。 2、復(fù)用方式： 復(fù)用/解復(fù)用的方式，決定高速信號(hào)上/下低速 信號(hào)的方便性。 PDH采用異步復(fù)用方式： 低速信號(hào)在高速信號(hào)中的位置無(wú)規(guī)律性，即無(wú) 預(yù)知性，即不能從高速信號(hào)

19、中直接分離低速信號(hào)。東西放在哪兒了？3、運(yùn)行維護(hù)功能（OAM）： OAM決定設(shè)備維護(hù)成本，與信號(hào)幀中開(kāi)銷（冗余） 字節(jié)的數(shù)量有關(guān)； PDH信號(hào)幀中用于OAM的開(kāi)銷少，OAM功能弱， 系統(tǒng)安全性差4、無(wú)統(tǒng)一的網(wǎng)管接口，無(wú)法形成統(tǒng)一的TMN因此，PDH體制不適應(yīng)大容量傳輸網(wǎng)的組建，SDH體制應(yīng)運(yùn)而升。1.5Mbit/s2Mbit/s日本系列北美系列歐洲系列1.6Gbit/s400Mbit/s100Mb/s32Mbit/s6.3Mbit/s*4*4*3*5*4*46.3Mbit/s*745Mbit/s274Mbit/s*6*48Mbit/s*434Mbit/s*4130Mbit/s*4565Mbit

20、/s準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH)同步數(shù)字體系（SDH）SDH(Synchronous Digital Hierarchy) 所謂SDH是一套可進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號(hào)的結(jié)構(gòu)等級(jí)。北美的同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）1988年CCITT（現(xiàn)ITU-T）重新命名為SDH，使之成為不僅適用于光纖，也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)募夹g(shù)體制。SDH的特點(diǎn)具有世界范圍內(nèi)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口。有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，稱為同步傳輸模塊STM-1，STM-4，STM-16，STM-64，速率分別是155.520Mbit/s, 622.080Mbit/s, 2448.320Mbit/s, 9953.

21、280Mbit/s頁(yè)面式的幀結(jié)構(gòu).采用了同步復(fù)用和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu),使低階信號(hào)和高階信號(hào)的復(fù)用/解復(fù)用一次到位,簡(jiǎn)化了傳輸處理設(shè)備的品種和數(shù)量.既能兼容現(xiàn)存的各種PDH系列,又充分考慮了未來(lái)新業(yè)務(wù)的發(fā)展.采用了指針調(diào)整技術(shù).引入了“虛容器”的概念.采用了分插復(fù)用器(ADM)和數(shù)字交叉連接(DXC)等設(shè)備. 5.3.2 SDH的特點(diǎn) 歸納起來(lái)，SDH最為核心的有三大特點(diǎn) ：(1)同步復(fù)用 (2)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力 (3)統(tǒng)一的光接口及復(fù)用標(biāo)準(zhǔn) 5.3.3 SDH幀結(jié)構(gòu) AU PTRSOH9*270*N字節(jié)SOHSTM-N(Payload)9*N261*N270*N列STM-N幀結(jié)構(gòu)(含POH)

22、SOH：段開(kāi)銷AU PTR：管理單元指針POH：通道開(kāi)銷 5.3.4 SDH復(fù)用原理 SDH的一般復(fù)用結(jié)構(gòu)是由一些基本復(fù)用映射單元組成的，有若干個(gè)中間復(fù)用步驟的復(fù)用結(jié)構(gòu)，具有一定頻差的各種支路的業(yè)務(wù)信號(hào)要想復(fù)用進(jìn)STM-N幀都要經(jīng)歷映射、定位校準(zhǔn)和復(fù)用三個(gè)步驟。幀結(jié)構(gòu)的組成（1）信息凈負(fù)荷區(qū)域（payload）存放待傳送的各種信息碼(待傳的低速信號(hào))的地方，其中包含少量用于通道性能監(jiān)視、管理和控制的通道開(kāi)銷字節(jié)（POH）。信息凈負(fù)荷區(qū)相當(dāng)于STM-N這輛運(yùn)貨車的車箱，車箱內(nèi)裝載的貨物就是經(jīng)過(guò)打包的低速信號(hào)待運(yùn)輸?shù)呢浳铩榱藢?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)貨物（打包的低速信號(hào)）在傳輸過(guò)程中是否有損壞，在將低速信號(hào)打包的

23、過(guò)程中加入了監(jiān)控開(kāi)銷字節(jié)通道開(kāi)銷（POH）字節(jié)。何謂通道, 段？舉例: STM-1信號(hào)可復(fù)用進(jìn)632Mbit/s的信號(hào)，那么換一種說(shuō)法可將STM-1信號(hào)看成一條傳輸大道，那么在這條大路上又分成了63條小路，每條小路通過(guò)相應(yīng)速率的低速信號(hào)，那么每一條小路就相當(dāng)于一個(gè)低速信號(hào)通道，通道開(kāi)銷的作用就可以看成監(jiān)控這些小路的傳送狀況了。這63個(gè)2M通道復(fù)合成了STM-1信號(hào)這條大路此處可稱為“段”了。段開(kāi)銷(SOH:Section Overhead)所謂段開(kāi)銷是指為保證信息正常、靈活、有效地傳送所必須附加的字節(jié)，它主要用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理、維護(hù)及指配（OAM&P）。 再生段開(kāi)銷(RSOH) 復(fù)用段開(kāi)銷(

24、MSOH)通道開(kāi)銷（POH） 低階通道開(kāi)銷（LPOH） 高階通道開(kāi)銷（HPOH） 段開(kāi)銷（SOH）STM-1段開(kāi)銷的字節(jié)安排如下圖所示，段字節(jié)豐富，SOH的字節(jié)描述如下：（1）幀定位字節(jié):A1、A2（2）再生段蹤跡字節(jié)：J0:跟蹤通道連接情況（3）數(shù)據(jù)通信通路（DCC）:D1D12：為網(wǎng)管提供專用通路；（4）公務(wù)聯(lián)絡(luò)字節(jié):E1（再生段開(kāi)銷）、E2（復(fù)用段開(kāi)銷）（5）使用者通路字節(jié):F1（6）比特間插奇偶校驗(yàn)8位碼（BIP-8）:B1（用在再生段誤碼檢測(cè)）圖2-8-6 STM-1 SOH字節(jié)安排POH VS SOH段開(kāi)銷可進(jìn)行對(duì)STM-N這輛運(yùn)貨車中的所有貨物在運(yùn)輸中是否有損壞進(jìn)行監(jiān)控，POH的

25、作用是當(dāng)車上有貨物損壞時(shí)，通過(guò)它來(lái)判定具體是哪一件貨物出現(xiàn)損壞。SOH完成對(duì)貨物整體的監(jiān)控，POH是完成對(duì)某一件特定的貨物進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)然，SOH和POH還有一些管理功能。 (3) 管理單元指針(AU PTR)。管理單元指針是一種指示符， 主要用于指示Payload第一個(gè)字節(jié)在幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置(相對(duì)于指針位置的偏移量)。 采用指針技術(shù)是SDH的創(chuàng)新，結(jié)合虛容器(VC)的概念， 解決了低速信號(hào)復(fù)接成高速信號(hào)時(shí)，由于小的頻率誤差所造成的載荷相對(duì)位置漂移的問(wèn)題?；緩?fù)用映射單元容器（C）虛容器（VC）支路單元（TU）支路單元組（TUG）管理單元（AU）管理單元組（AUG）同步傳送模塊（STM-N） VC

26、-12 VC-3POHC-3 ( 34/45Mb/s )85列POHC-12 ( 2Mb/s )4列9行復(fù)用與映射第 25 頁(yè)VC12VC2VC：是SDH中最重要的一種信息結(jié)構(gòu)。可在通道中任一點(diǎn) 取出或插入，進(jìn)行同步復(fù)用或交叉連接處理，方便靈活。SOHVC3 SDH復(fù)用映射結(jié)構(gòu) 5.3.5 SDH網(wǎng)絡(luò) SDH不僅適合于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，而且適合于多點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸。 下圖所示：SDH傳輸網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 SDH傳輸網(wǎng)由SDH終接設(shè)備（TM)、分插復(fù)用設(shè)備ADM、數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC等網(wǎng)絡(luò)單元以及連接它們的(光纖)物理鏈路構(gòu)成。圖SDH拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖2-8-2SDH網(wǎng)絡(luò)單元示意圖圖 SDH傳輸網(wǎng)的典型拓?fù)?/p>

27、結(jié)構(gòu)TMADMDXCADMTMTMTMADMSTM-nSTM-nDXCADMTMSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-NSTM-nSTM-n低速信號(hào)低速信號(hào)低速信號(hào)低速信號(hào)(nN) 5.3.5 SDH網(wǎng)絡(luò) 二纖單向復(fù)用段倒換環(huán) 5.4光波分復(fù)用（WDM） 5.4.1 WDM的產(chǎn)生 5.4.2 WDM的概念 5.4.3 WDM的特點(diǎn)5.4.4WDM系統(tǒng)的基本應(yīng)用形式 WDM的概念光波分復(fù)用(WDM： Wavelength Division Multiplexing)技術(shù)是在一根光纖中同時(shí)傳輸多個(gè)不同波長(zhǎng)光信號(hào)的一項(xiàng)技術(shù)。 光波分復(fù)用（WDM）的基本原理是：在發(fā)送端將

28、不同波長(zhǎng)的光信號(hào)組合起來(lái)(復(fù)用)，并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端又將組合波長(zhǎng)的光信號(hào)分開(kāi)(解復(fù)用)，并作進(jìn)一步處理，恢復(fù)出原信號(hào)后送入不同的終端，因此將此項(xiàng)技術(shù)稱為光波分復(fù)用技術(shù)。高速路加油站巡邏車什么是波分復(fù)用？Wavelength Division multiplexingEach wavelength is like a separate channel (fiber)把不同波長(zhǎng)的光信號(hào)復(fù)用到一根光纖中進(jìn)行傳送的方式統(tǒng)稱為波分復(fù)用。每個(gè)波段作為一個(gè)獨(dú)立的通道來(lái)傳輸某一特定波長(zhǎng)的光信號(hào)。光波分復(fù)用的實(shí)質(zhì)是在光纖上進(jìn)行光頻分復(fù)用，只是因?yàn)楣獠ㄍǔ２捎貌ㄩL(zhǎng)來(lái)描述、監(jiān)測(cè)和控制

29、。 WDM概念Wavelength Division MultiplexingPassive/active devices are needed to combine, distribute, isolate and amplify optical power at different wavelengths 由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同，每個(gè)波長(zhǎng)之間的間隔寬度也會(huì)有差別，按照通道間隔的差異，可以細(xì)分:（，通道間隔25）（，3.2通道間隔25 ）（，通道間隔3.2）。 波分復(fù)用系統(tǒng)的基本形式WDM系統(tǒng)主要有如下的兩種形式：1.雙纖單向傳輸單向WDM是指所有光波長(zhǎng)同時(shí)在一根光纖上沿同一方向傳送（如圖 所示

30、）；在發(fā)送端將載有各種信息的、具有不同波長(zhǎng)的已調(diào)光信號(hào)1，2，3，4，n通過(guò)光復(fù)用器組合在一起，并在一根光纖中單向傳輸。由于各信號(hào)是通過(guò)不同光波長(zhǎng)攜帶的，因而彼此之間不會(huì)混淆。 在接收端通過(guò)光解復(fù)用器將不同波長(zhǎng)的信號(hào)分開(kāi)， 完成多路光信號(hào)傳輸?shù)娜蝿?wù)。圖 雙纖單向傳輸?shù)腤DM系統(tǒng)2.單纖雙向傳輸單纖雙向傳輸如圖 所示。雙向：不同光波長(zhǎng)在一根光纖上同時(shí)向兩個(gè)不同的方向傳輸，但是兩個(gè)方向所用的波長(zhǎng)相互分開(kāi)，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的全雙工通信。單向WDM系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面都比較廣泛。 雙向WDM系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是只使用一根光纖和較少的光纖放大器，但同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的要求也高（缺點(diǎn)）。圖 單纖雙向傳輸?shù)腤DM系統(tǒng)5.5

31、多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（MSTP） 5.5.1 MSTP的產(chǎn)生 5.5.2 MSTP的基本概念 （1）廣義MSTP技術(shù) （2）狹義MSTP技術(shù) MSTP（Multi-Service Transfer Platform）（基于SDH 的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)）是指基于SDH 平臺(tái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。 MSTP工作原理MSTP可以將傳統(tǒng)的SDH復(fù)用器、數(shù)字交叉鏈接器（DXC）、WDM終端、網(wǎng)絡(luò)二層交換機(jī)和IP邊緣路由器等多個(gè)獨(dú)立的設(shè)備集成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，即基于SDH技術(shù)的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（MSTP），進(jìn)行統(tǒng)一控制和管理。 5.5.3 MSTP的系統(tǒng)原理及特點(diǎn) (1)提供集成的數(shù)字交叉連接功能。 (2)具有動(dòng)態(tài)帶寬分配和鏈路高效建立能力。 (3)支持多種以太網(wǎng)業(yè)務(wù)類型。 (4)支持WDM擴(kuò)展。 (5)提供綜合的網(wǎng)絡(luò)管理能力。 5.5.4 MSTP的關(guān)鍵技術(shù) (1) GFP (2) VCat (3) LCAS (4) RPR (5) MPLS 5.5.5 MSTP 技術(shù)的應(yīng)用 第一代MSTP 第二代MSTP 第三代MSTP MSTP應(yīng)用案例介紹 5.6 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON