光纤通信第8章(精简版)

光纤通信第8章(精简版)第一页，共25页。第8章光纤通信网络

8.1通信网的发展趋势通信网总的发展趋势是数字化、综合化和宽带化。与光纤通信关系最为密切的是宽带化。

数字化就是在通信网的各个部分(核心网和接入网)及各个环节(传输、交换、接入、终端等)全面采用数字技术。

综合化，主要指业务的综合，即通信网要由原来的单一业务网(如电话网、分组数据网)发展为能同时提供多种业务(包括话音、数据、图像等)，特别是多媒体业务的网络。总之：业务综合化必将导致网络的宽带化，宽带化就意味着光纤将成为主要的传输介质。第二页，共25页。今天，在核心网内以光纤为传输媒质，采用DWDM技术实现宽带传输，同时采用光交换技术构成全光通信网，已成为现实。在接入网中，从带宽要求和经济性考虑，接入网采用光纤没有必要也不可能如同核心网那样采用DWDM技术，而是采用比较简单和廉价的光纤通信设备。故接入网和核心网实现宽带化的技术途径是不同的。本章将分别进行介绍。

第三页，共25页。8.2SDH传送网

8.2.1SDH传送网的功能结构电信网有两大功能群：传送功能群和控制功能群。传送网：完成传送功能的手段，也能传递各种网络控制信息。传送网通常用分层(Laying)和分割(Partitioning)的概念，把网络的结构元件按功能分为参考点(接入点)、拓扑元件、传送实体和传送处理功能四大类。网络的拓扑元件分为：层网络、子网和链路。第四页，共25页。

1.传送网的分层和分割传送网由垂直方向分层构成，从上而下分别为电路层、通道层和传输媒质层(又分为段层和物理层)。下层网络为其相邻的上层网络提供传送服务，上层使用相邻的下层网络所提供的传送服务。下层称为服务者(Server)，上层称为客户(Client)，相邻的上下两层为客户/服务者关系。SDH传送网分层模型如图8.1所示。自上而下依次为电路层网络、通道层网络和传输媒质层网络。第五页，共25页。图8.1SDH传送网的分层模型

第六页，共25页。图8.2SDH传送网完整分层模型第七页，共25页。分层结构的优点：可以对每层单独加以规定，简便地对每层分别进行设计与管理；可以灵活地对每层进行设计和改变。传送网为了便于管理，在垂直分层的基础上，又将每层在水平方向上进行了分割，分割为若干子网和链路连接等。图8.3给出了传送网分割概念与分层概念的一般关系。第八页，共25页。图8.3传送网的分割(a)分层概念；(b)分割概念第九页，共25页。采用分割的优点：方便同一网络层内对网络结构进行规定，为层网络提供灵活的连接能力，方便网络管理，便于使网络达到最佳化。

2.传送网的功能结构图8.4为传送网的功能模型示例。层网或子网之间通过连接(网络连接、子网连接、链路连接)和适配(如层间适配，包括复用解复用、编码解码、定位与调整、速率变化等)构成整个传送网。相邻的层间符合客户/服务者关系。第十页，共25页。8.3WDM光网络

WDM技术极大地提高了光纤的传输容量，随之带来了对电交换结点的压力和变革的动力。为了提高交换结点的吞吐量，必须在交换方面引入光子技术，从而引起了WDM全光通信的研究。WDM全光通信网是在现有的SDH传送网上加入光层，在光上进行分插复用(OADM)和交叉连接(OXC)，目的是减轻电结点的压力。由于WDM全光网络能够提供灵活的波长选路能力，又称为波长选路网络(WavelengthRoutingNetwork)。基于WDM和波长选路的全光网络及其与单波长网络的关系，如图8.10所示。第十一页，共25页。

图8.11光传送网的分层结构(a)SDH网络；(b)WDM网络；(c)电层和光层的分解第十二页，共25页。8.4光接入网

8.4.1光接入网概述

1.接入网的概念接入网作为交换局与用户终端间的连接部分，是整个电信网的重要组成部分，负责将电信业务透明地传送到用户。第十三页，共25页。图8.23接入网的界定第十四页，共25页。

2.光接入网的参考配置光接入网(OAN)：为共享相同网络侧接口并由光传输系统所支持的接入链路群，有时称之为光纤环路系统(FITL)。从系统配置上可以分为无源光网络(PON)和有源光网络(AON)，如图8.24所示。

第十五页，共25页。

3.光接入网的拓扑结构光接入网的拓扑结构一般有4种：单星形、双星形、总线形和环形，如图8.25所示。

4.光接入网的应用类型根据ONU的位置不同，光接入网有4种基本应用类型：光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到办公室(FTTO)和光纤到家(FTTH)。FTTC：ONU设置在路边的人孔或电线杆上的分线盒处，有时也可以设置在交接箱处。FTTC一般采用双星形结构，从ONU到用户之间采用双绞线铜缆，若要传送宽带业务则要用高频电缆或同轴电缆。第十六页，共25页。图8.25光接入网的拓扑结构第十七页，共25页。FTTB：将ONU直接放在大楼内(如企业、事业单位办公楼或居民住宅公寓内)，再由铜缆将业务分配到各个用户。FTTB比FTTC的光纤化程度更进一步，更适合高密度用户区，也更容易满足未来宽带业务传输的需要。如果将FTTC结构中设置在路边的ONU换成无源光分路器，将ONU移到大企业事业单位(如公司、政府机关、大学或研究所)的办公室内就成了FTTO。将ONU移到用户家里就成了FTTH。FTTH：是一种全透明全光纤的光接入网，适于引入新业务，对传输制式、带宽和波长等基本上没有限制，并且ONU安装在用户处，供电、安装维护等都比较方便。第十八页，共25页。CATV传统的有线电视网（CATV）是指以光缆、电缆为主要传输媒介传送电视节目的信息系统。随着光纤传输技术、数字通信技术以及计算机技术等的迅速发展，CATV已经发展成为综合业务宽带网络，不仅传输广播电视节目，而且可以提供多媒体数据广播和数据通信等业务.第十九页，共25页。

8.4.4光纤同轴电缆混合网（HFC网）HFC(HybridFiber－Coaxial)网的发展历程：从传统的同轴电缆CATV网——经历了单向光纤CATV网——双向光纤CATV网，最后发展成HFC网。

HFC网的基本原理：在双向光纤CATV网的基础上，根据光纤的宽频带特性，用空余的频带来传输话音业务、数据业务或个人信息，以充分利用光纤的频谱资源。第二十页，共25页。HFCHFC:HybridFiber－Coaxial的缩写，即混合光纤同轴电缆网。是一种经济实用的综合数字服务宽带网接入技术。HFC通常由光纤干线、同轴电缆支线和用户配线网络三部分组成，从有线电视台出来的节目信号先变成光信号在干线上传输；第二十一页，共25页。到用户区域后把光信号转换成电信号，经分配器分配后通过同轴电缆送到用户。它与早期CATV同轴电缆网络的不同之处主要在于，在干线上用光纤传输光信号，在前端需完成电—光转换，进入用户区后要完成光—电转换。第二十二页，共25页。

8.4.4光纤同轴电缆混合网（HFC网）HFC(HybridFiber－Coaxial)网的发展历程：从传统的同轴电缆CATV网——经历了单向光纤CATV网——双向光纤CATV网，最后发展成HFC网。

HFC网的基本原理：在双向光纤CATV网的基础上，根据光纤的宽频带特性，用空余的频带来传输话音业务、数据业务或个人信息，以充分利用光纤的频谱资源。第二十三页，共25页。HFC的原理如图8.30所示，由前端出来的视频业务信号和由电信部门中心局出来的电信业务信号在主数字终端(HDT)处混合在一起，调制