传输基本原理

传输基本原理目录光纤通信概论光传送网络的发展网络定位SDH原理PTN原理WDM原理OTN原理Page2光纤通信概论典型的数字光纤通信系统方框图电端机（模/数）光发送机光纤中继器光接收机电端机（数/模）模拟信号

发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件LD，输出发出携带信息的光波。光波经光纤传输后到达接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息。光纤模拟信号目录光纤通信概论光传送网络的发展网络定位SDH原理PTN原理WDM原理OTN原理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）光传送网络的发展SDH的主要优势：接口规范，同步复用，运行维护管理（OAM）功能强大，互联互通兼容性好DWDM主要优势：超大容量，对数据率“透明”按光波长复用和解复用，平滑扩容，兼容光交换

容量增加/业务多样化196680年代94年99年90年代初98年1976DWDM

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/OTN/PTN/RTN02年目录光纤通信概论光传送网络的发展网络定位SDH原理PTN原理WDM原理OTN原理传输在移动通信网中的位置传输网络在由线路和设备组成的庞大基础网络，承载移动和固定用户终端与业务应用层网络之间的通信业务。传输网的安全是决定用户的通信安全和客户感知的重要因素之一。本地传输（PTN）宽带接入（GPON）干线网络（OTN）GSMCDMALTEUMTS业务应用层网络移动用户固定用户目录光纤通信概论光传送网络的发展网络定位SDH原理PTN原理WDM原理OTN原理SDH（同步数字传输系统）传输原理信息包STM-NSTM-N信息包PDH/ATM/IP信号PDH/ATM/IP信号打包拆包SDH网络复用解复用传输传输SDH接口STM－N（N＝1，4，16，64）Page9中国的SDH基本复用映射结构STM-NAUG-1AU-4VC-4TU-3VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12C-12TUG-3×N139264kbit/s34268kbit/s44736kbit/s2048kbit/s指针处理映射定位复用AUG-N×1×3×7×3×1SDH（同步数字传输系统）固定的帧结构丰富的开销和指针，便于维护管理270×Ncolumns(bytes)VC49rows(bytes)MSOH+RSOH=SOH9RSOHAUpointerMSOHPOH270C424301Page11SDH原理－段开销SDH自愈环基本概念二纤、四纤单向、双向一致路由、分离路由网元B网元C网元D网元ASDH自愈网络分类线性复用段保护环形网络保护子网连接保护（SNCP）1+1线性复用段保护1:N线性复用段保护通道保护环（PP）二纤单向通道保护环二纤双向通道保护环二纤双向复用段共享保护环四纤双向复用段保护环复用段保护环（MSP）二纤单向复用段共享保护环1+1线性复用段保护采用“双发、选收”的保护机制正常情况下，工作路由和保护路由同时传送业务信号，但接收端仅仅从工作路由选收业务信号。工作路由故障时，接收端将倒换到保护路由选收业务信号。倒换BAPage15正常时:NEC西东NEB西东NEA东西S1S2NED东西二纤双向复用段共享保护环STM-16二纤双向复用段共享保护环Page16断纤时:NEB西东NEA东西NED东西NEC西东S1P1S2P2P2桥接倒换二纤双向复用段共享保护环STM-16二纤双向复用段共享保护环Page17光纤恢复10分钟后:NEB西东NEA东西NEC西东NED东西二纤双向复用段共享保护环STM-16S1S2二纤双向复用段共享保护环二纤双向复用段共享保护环(续)自动倒换条件信号失效（SF）：R_LOS，R_LOF，MS_AIS，B2_EXC信号劣化（SD）：B2_SD自动恢复条件信号失效（SF）的解除：R_LOS，R_LOF，MS_AIS，B2_EXC信号劣化（SD）的解除：B2_SDPage19子网连接保护（SNCP）保护机理发送端：双发接收端：选收ABCDoutinininininininoutoutoutoutoutoutout2M双发in2ME

选收子网连接保护子网一子网二Page20子网连接保护（SNCP）保护机理发送端：双发接收端：选收ABCDoutinininininininoutoutoutoutoutoutout2M双发in2ME

倒换子网连接保护子网一子网二Page21子网连接保护（SNCP）保护机理发送端：双发接收端：选收ABCDoutinininininininoutoutoutoutoutoutout2M双发in2ME

恢复子网连接保护子网一子网二子网连接保护（SNCP）(续)保护倒换与恢复条件倒换条件：AU_AIS、AU_LOP、TU_AIS、TU_LOP、HP_LOM、HP_UNEQ、B3_EXC、线路板拔板；恢复条件：AU_AIS、AU_LOP、TU_AIS、TU_LOP、HP_LOM、HP_UNEQ、B3_EXC、线路板拔板。倒换的特点倒换时每个2M通道是独立的；倒换是恢复式的，即倒换后如果主环恢复正常，则10分钟后自动倒回主环。目录光纤通信概论光传送网络的发展网络定位SDH原理PTN原理WDM原理OTN原理Page24PTN概述基于MPLS分组内核的架构设计基于SDH维护特性设计的PTN硬件OAM&快速保护倒换时钟同步L2/L3Service提供PTNPacketTransportNetworkSDHTransport体验Packettechnology统计复用＋高性能QOSFutureoriented，易扩展PTN=分组技术+SDHOperation体验强大的NMS，端到端业务部署。。华为PTN端到端的产品系列Page252012年陆续推出高密度10GE接入设备PTN950B、大容量核心设备PTN6900，实现大规模组网接入层PTN910-F/910/950/950B，满足丰富的业务接入需求PTN91010.8GE1FE/GEChSTM-1PTN95012GE1GE/FEChSTM-1接入1U2UPTN950B56GE10GE/GE/FEChSTM-12UPTN910-F9.2GE1FE/GE1UPTN190080GE110GE/FE/GEChSTM-1PTN950B56GE110GE/GE/FEChSTM-1PTN3900320GE1POS10GEFE/GEChSTM-1ATMSTM-1PTN6900-161.6T100GE/10GEFE/GEChSTM-1E1PTN6900-8800G100GE/10GEFE/GEChSTM-1E1PTN3900-8160GE1POS10GEFE/GEChSTM-1ATMSTM-1汇聚骨干核心Native业务本地业务本地业务PWPWLSP

链路层

链路层LSPPTN多业务承载理念-层次化仿真承载PTNNative业务本地业务本地业务PWPWPTNPTN本地业务净荷封装PWLSP链路层物理层TDM/ATM/Ethernet本地业务净荷封装PWLSP链路层物理层PTNPWE3PWMPLSLSPEthernet/VLAN/MLPPP10GE/GE/FE/POSNodeBRNCPWE3基本业务流程PWE3:Pseudo-WireEmulationEdgetoEdgeIP/MPLSCE1CE2CE4CE3VPN1Site1VPN2Site1VPN1Site3VPN2Site4PE1PE2TunnelACPWPWSignalingForwarderForwarderPEmulatedServicePWLabelTunnelLabel丰富多样的业务接入手段FESTM-nTDME1GEATMBSCRNCSRBRASFESTM-nIMAE1SHDSLTDME1BTSXPONMicrowavePTN网络XDSLGENodeBMSCGPTN内嵌Cable,Fiber,Microwave等各种业界主流接入技术，可以更加灵活的实现快速部署，适应环境能力更强，同时充分利用现有资源，保护已有投资

Cable：TDME1/IMAE1/xDSL/G.SHDSL/FE/GEFiber：FE/GE/10GE/POSSTM-n/chSTM-nMW：PacketMicrowavePage29LAG保护—概述定义：LAG：LinkAggregation链路聚合，将多个以太口聚合起来组成一个逻辑上的端口；LACP：LinkAggregationControlProtocol链路聚合控制协议，该协议用于动态控制物理端口是否加入到聚合组中；保护对象：以太网端口(10GE/GE/FE)；性能指标：可以达到秒级的保护；标准：IEEE802.3ad；Page30LAG保护—应用场景(负载分担)负载分担：业务均匀分布在LAG组内的所有成员上传送；每个LAG组最多支持16个成员；这个模式无法对Qos提供很好的保证，因此在PTN产品中，该模式只能应用在用户侧，不能应用在网络侧；Page31LAG保护—应用场景(非负载分担)非负载分担：正常情况下，业务只在工作端口上传送，保护端口上不传业务；每个LAG组只能配两个成员，形成1:1保护方式；该模式可以应用在用户侧和网络侧；该模式可以保证用户的Qos特性；Page32LAG—PTN产品规格保护组个数190024组、3900128组、950/91016组成员个数负载分担模式时16个成员、非负载分担时2个成员保护类型负载分担、非负载分担LACP协议可以选择是否启动LACP倒换条件端口down、单板离线、单板上关键芯片故障事件上报成员状态或组的状态发生变化时自动上报倒换事件支持的单板以太业务板Page33MPLSAPS—概述定义：APS：AutomaticProtectionSwitching保护对象：业务通道(MPLSTunnel)；原理：通过OAM报文来检测业务通道的好坏；两个站点间通过APS报文进行交互，完成倒换；标准：ITU-TG.8031性能指标：倒换时业务中断小于50ms；Page34MPLSAPS应用场景BTVSRSRMetroPacketTransportNetworkBTVInternetAGAGNetworkManagementsystemWorkingProtection通过配置两条源宿站点相同，但路径不同的Tunnel来实现APS保护Page35APS保护倒换概念－1:1源端选发宿端选收WorkPathProtectionPath1:1虽然也是工作和保护通道一一对应，相互保护，但业务并不是同时在两条通道上走的1:1保护是1:N的一个特例，所谓1:N，就是指一个保护通道保护N条工作通道NodeANodeZPage36MPLSAPS—PTN产品规格保护组个数1900128组、3900512组、950128组、910128组保护类型1+1单端、1+1双端、1:1双端恢复模式恢复式、非恢复式倒换条件MPLSOAM检测到故障外部倒换锁定、强制倒换、人工倒换、练习倒换和清除优先级关系：清除〉锁定〉强制倒换〉人工倒换〉练习倒换倒换事件上报发生倒换时自动上报倒换事件支持的单板网络侧所有单板都支持昆明移动网络运维挑战－－－链路保护中心机房商务大厦小型商业区高层住宅小区别墅小区商业楼PTN传送

据统计，某地市由于接入网网元部分采用市电供电，几乎每天都会有接入层网元断电事件。汇聚层节点供电相对稳定，但由于市政施工等原因，断纤事件时有发生。一旦发生多点故障，极易造成大范围业务中断。

而随着PTN网络的逐步发展，越来越多的业务承载其上，如何更好的保障业务安全日益凸显出来。环网保护的应用场景及原理RNCPTNPTN核心层汇聚层接入层基站侧WorkLSPBackupLSPLSP保护：任何一点故障，整条业务倒换PTNNodeB无法隔离故障，当某处故障，影响其它环段落倒换。LSP线性保护不能有效保护的场景，如：多处故障时的保护倒换。PTN3900PTN1900/950/910PTN910PTN3900/1900现网业务承载保护原理独一无二相交环技术：通过环网保护形成核心、汇聚、接入的全网保护方案与业务“零”耦合：所有业务基于环进行保护，配置简单，保护倒换快速多环隔离故障：当某处故障，只在故障点所在的环内倒换，不会影响其它环实现多点故障保护：解决LSP、PW线性保护不能有效保护的多点故障场景SGW/MME环网核心层汇聚层接入层基站侧工作路径保护保护环网eNodeBL3PTNPTNPTNL2/L3PTN实时业务路径掉电中断业务中断环网保护：本环内无故障,则不倒换;可保护多点故障LSP/PW保护：坏一点而全网动;无法保护多点故障业务正常LTE网络环网保护方案建议目录光纤通信概论光传送网络的发展网络定位SDH原理PTN原理WDM原理OTN原理Page41WDM概念SDHsignalIPpackageATMcells把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传送，这种方式我们把它叫做波分复用（WavelengthDivisionMultiplexing）组网基本要素光功率色散光信噪比DHDJGDJDJWDM网络非线性效应组网基本要素光功率预算光纤损耗(dB)=P输出(dBm)-P输入(dBm)=距离(km)xa(dB/km)在1550nm窗口，G.652和G.655光纤的损耗系数：a=0.22dB/kmPPoutin站点A站点B色散受限距离色度色散（ps/nm）=距离（km）x色散系数（ps/nm.km）G.652光纤：色散系数=17ps/nm.kmG.655光纤：色散系数=4.5ps/nm.km实际工程中主要考虑色度色散。在长距离传输的情况下，采用色散补偿模块（DCM）进行色散补偿站点A站点BOMS光信噪比OSNR(dB)=10xlg=P信号

(dBm)-P噪声

(dBm)OSNR：光信噪比（OpticalSignaltoNoiseRatio）ASE：放大的自发辐射（AmplifiedSpontaneousEmission）光信噪比距离(km)光功率(dBm)P信号

P噪声（ASE）OSNR(dB)距离

(km)M40M40OAOAOAOAM40D40OAOAOTUOTUOTUOTUOTS1OTS2OTS3OTS4OTS5Page47

N路波长复用的WDM系统的总体结构主要有：光波长转换单元（OTU）；波分复用器：分波/合波器（ODU/OMU）；光放大器（BA/LA/PA）；光/电监控信道（OSC/ESC）。系统结构OTUOTUOTUOM/OAOA/ODOTUOTUOTUOSCOSCOSCOA组网与应用OptiXNGWDM支持点到点、链型组网点到点链型网络OTMOTMOTMOTMOADMDCMOLA信号流OptiXBWS1600GI/II型OLA信号流C波段L波段C波段L波段FIUFIUSC2OAUDCMOAUOAUDCMDCMOAUOADM(M40/D40)M01MnFIUFIUOAOAOAOAM40M40M40D40M40M40D40OTUM40OTUOTUOTUSC2RM1TM1TMRMRMTMTM2RM2D01DnINOUTINOUT可调衰减器固定衰减器C偶数波段配置OTUOTUREG信号流OptiXBWS1600GIII/V型REG信号流OAUOBUOAUOBUSC2M40M40M40D40M40M40D40M40OTUOTUOTUC偶数波段C偶数波段FIUFIUOTUOTUOTUOTU光纤连接器SC/PCE2000/APCFC/PCLC/PCPage53发B站②

③

④OTUM40M40E3OBUC03FIU①⑤

①OTU典型发送光功率：-2dBm；②

M40插损：6dB，V40插损：9dB；③

VOA最小插损：2dB；④

E3OBUC03单波标称输入/输出：-19/+4dBm，增益为23dB；⑤

FIU插损：1dB。VOA业务通道光功率计算—OTM发送端站点A发送端信号流及相关指标

Page54②

③

④OTUM40M40FIU①⑤

E3OBUC03发B站业务通道光功率计算—OTM发送端站点A发送端各参考点典型光功率—单波

-2dBm-8dBm-19dBm+4dBm+3dBmPage55②

③

④M40M40FIU①P总(dBm)＝P单(dBm)+10lgN(dB)

OTUOTUE3OBUC03发B站业务通道光功率计算—OTM发送端站点A发送端各参考点典型光功率—多波

⑤

-2dBm-8+10lgN-19+10lgN+4+10lgN+3+10lgNPage56站点A站点BA站发送光功率为3+10lgN(dBm)；线路衰耗18dB；B站接收光功率为-15+10lgN(dBm)。OTMOTM业务通道光功率计算—OTM接收端60km(18dB)网络拓扑及线路光功率情况:+3+10lgN-15+10lgNPage57

如果该OTM站点和上游站点的跨距较大时，可去掉OPU前的可调衰减器；④P单＝P总-10lgN-D40插损。①②收A站M40D40OPU03FIU③④⑤M40D40OTUOTU站点B各参考点典型光功率—多波

业务通道光功率计算—OTM接收端E3OPUC03-15+10lgN-24+10lgN-1+10lgN-7dBmPage58光线路保护（OLP）运用OLP单板双发选收功能对线路光纤进行保护分段对合波后的光信号进行保护，站点间使用分离路由常见的应用场景为链型组网OLP配置于各站点的出站光纤前（如FIU的线路侧）FIUFIUOLPOLPTIOUTROINROINTIOUTTO1RI1工作光纤TO2RI2保护光纤RI1TO1工作光纤RI2TO2保护光纤选收模块双发模块双发模块选收模块Page59光线路保护（OLP）运用OLP单板双发选收功能对线路光纤进行保护分段对合波后的光信号进行保护，站点间使用分离路由常见的应用场景为链型组网OLP配置于各站点的出站光纤前（如FIU的线路侧）FIUFIUOLPOLPTIOUTROINROINTIOUTTO1RI1工作光纤TO2RI2保护光纤RI1TO1工作光纤RI2TO2保护光纤选收模块双发模块双发模块选收模块Page60光线路保护（OLP）运用OLP单板双发选收功能对线路光纤进行保护分段对合波后的光信号进行保护，站点间使用分离路由常见的应用场景为链型组网OLP配置于各站点的出站光纤前（如FIU的线路侧）FIUFIUOLPOLPTIOUTROINROINTIOUTTO1RI1工作光纤TO2RI2保护光纤RI1TO1工作光纤RI2TO2保护光纤选收模块双发模块双发模块选收模块Page61TC1VOAFIUM40OBUTC1FIUD40OBU光纤保护通道TC1VOAFIUM40OBUTC1FIUD40OBU光纤工作通道OTU板内1+1保护OTU客户侧客户侧OTU

实际组网图示例：Page62TC1VOAFIUM40OBUTC1FIUD40OBU光纤工作通道TC1VOAFIUM40OBUTC1FIUD40OBU光纤保护通道OTU板内1+1保护OTU客户侧客户侧OTU

实际组网图示例：Page63TC1VOAFIUM40OBUTC1FIUD40OBU光纤工作通道TC1VOAFIUM40OBUTC1FIUD40OBU光纤保护通道OTU板内1+1保护OTU客户侧客户侧OTU

实际组网图示例：目录光纤通信概论光传送网络的发展网络定位SDH原理PTN原理WDM原理OTN原理OTN定义OTN（OpticalTransportNetwork），光传送网络，是由一组通过光纤链路连接在一起的光网元组成的网络，能够提供基于光通道的客户信号的传送、复用、路由、管理、监控以及保护（可生存性）。OTN的一个明显特征是对于任何数字客户信号的传送设置与客户特定特性无关，即客户无关性。Page65组网与应用环型组网具备自愈保护能力，是城域波分网络中的主要组网类型OADMOADMOADMOADM组网与应用Mesh组网无节点瓶颈，灵活并具备良好的扩展性构建波分ASON的组网OADMOADMOADMOADMOADMOADMOADMOTM-n.m基本信息包含关系n波波分传送通道，固定信道间隔，与信号速率无关，m=1,2,3,4,1234,123,12,23,34；OTM开销信号包括OTS、OMS、OCh开销以及通用管理信息等；1路独立的光监控信道(OSC：OpticalSupervisoryChannel)用于传送OTM开销信号(OOS)。OMSn净荷OCCpOCCpOCCpOCh净荷ODUkFECOHOPUkOH客户信号OPUk净荷OHOPUkODUkOTUk[V]OChOCG-n.mOTM-n.mOTSn净荷OTSnOHOMSnOHOCCoOChOHOCCoOCCoOMU-n.m非随路开销

OOS通用管理开销OTM-n.mOTMOverheadSignal(OOS)l2l1lnlOSCPage68波分系统结构N路波长复用系统单元包括以下功能单元：光波长转换单元(OTU)交叉单元(XCS)光复用及解复用单元(OM/OD)光放大单元(OA)光监控及电监控单元(OSC/ESC)OM/OAOA/ODOSCOSCOSCOAXCSOTUOTUOTUXCSOTUOTUOTU系统架构光、电层统一调度模型光层调度L0光层电层调度L1电层L2电层Page70GMPLS控制平面客户侧业务处理线路侧处理固定/可重构光分插复用单元电层交叉Packet彩色光口光波长转换单元DCMOLA信号流OptiXBWS1600GI/II型OLA信号流C波段L波段C波段L波段FIUFIUSC2OAUDCMOAUOAUDCMDCMOAUFOADM(M40/D40)M01MnFIUFIUOAOAOAOAM40M40M40D40M40M40D40OTUM40OTUOTUOTUSC2RM1TM1TMRMRMTMTM2RM2D01DnINOUTINOUT可调衰减器固定衰减器C偶数波段配置OTUOTUROADM(WSD9+RMU9)两维节点FIUOAOAWSD9RMU9RMU9WSD9OAOAFIUMR4MR4OTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTUOTU…………INEXPODM1DM8EXPIOUTAM1AM8INEXPODM1DM8EXPIOUTAM1AM8可调衰减器固定衰减器C波段配置MR4MR4Page74光线路保护（OLP）运用OLP单板双发选收功能对线路光纤进行保护分段对合波后的光信号进行保护，站点间使用分离路由常见的应用场景为链型组网OLP配置于各站点的出站光纤前（如FIU的线路侧）FIUFIUOLPOLPTIOUTROINROINTIOUTTO1RI1工作光纤TO2RI2保护光纤RI1TO1工作光纤RI2TO2保护光纤选收模块双发模块双发模块选收模块Page75光线路保护（OLP）运用OLP单板双发选收功能对线路光纤进行保护分段对合波后的光信号进行保护，站点间使用分离路由常见的应用场景为链型组网OLP配置于各站点的出站光纤前（如FIU的线路侧）FIUFIUOLPOLPTIOUTROINROINTIOUTTO1RI1工作光纤TO2RI2保护光纤RI1TO1工作光纤RI2TO2保护光纤选收模块双发模块双发模块选收模块Page76光线路保护（OLP）运用OLP单板双发选收功能对线路光纤进行保护分段对合波后的光信号进行保护，站点间使用分离路由常见的应