光传送网基础知识概要课件

城域传送网的概念城域传送网是指在一个本地电话网范围内、为各种业务提供传输通道的传送网络。构成范围包括各种有线的、无线的传输设施。城域传送网的有线设施主要包括：各种传输设备（PDH、SDH、WDM、xDSL、PLC、Cablemodem等）、各种缆线（光缆、用户电缆、楼宇布线）、管道、杆路等；一般意义上的城域传送网特指一个本地电话网范围内SDH光传送网（包括SDH光传输系统、光缆、管道/杆路等），有时包括少量的PDH系统和微波系统。8/25/2023城域传送网的概念城域传送网是指在一个本地电话网范围内、为各种1城域传送网承载的业务管道、杆路光缆DWDM、CWDMSDH/MSTP光传送系统话音业务/低速数据业务IP城域数据网8/25/2023城域传送网承载的业务管道、杆路光缆D2

DWDM

开始建设SDH逐步成为传输主力设备

容量增加DWDM规模建设，全光网试验SDH标准完善，PDH仍为主力PDH产品开始规模使用

实用化产品出现高锟提出光传输理论196680年代94年99年90年代初98年1976ASON/OADM将会逐渐使用2003年以后光纤传输发展路标8/25/2023DWDMSDH逐步成为3PDH标准ETSI标准 2M⇒8M⇒34M⇒140M⇒565M 30ch120ch480ch1920ch北美标准1.5M⇒6.3M⇒45M⇒N*45M 24ch日本标准1.5M⇒6.3M⇒32M⇒100M⇒400M8/25/2023PDH标准ETSI标准8/2/20234PDH复用解复用过程PDH硬件复用/解复用解复用光/电140Mb/s光信号140/34Mb/s解复用34/8Mb/s解复用8/2Mb/s复用2/8Mb/s复用8/34Mb/s复用34/140Mb/s电/光140Mb/s光信号2Mb/s8/25/2023PDH复用解复用过程PDH硬件复用/解复用解光140Mb/s5PDH特点简介PDH主要是为话音业务设计，而现代通信的趋势是宽带化、智能化和个人化。PDH传输线路主要是基于点对点连接，缺乏网络拓扑的灵活性。存在着相互独立的三种地区性标准，造成国际互通难以实现。PDH技术体系中只有基群信号采用同步复用，其高速等级信号均采用异步复用，因而上下话路困难。没有统一的标准光接口规范，无法实现横向兼容。PDH技术体系中没有安排很多的用于网络运行、管理、维护和指配（OAM&P）的比特，维护管理比较困难。目前主要应用在网络边缘，并且在逐步萎缩。8/25/2023PDH特点简介PDH主要是为话音业务设计，而现代通信的趋势6SDH特点简介统一光接口标准和幀结构--世界两大数字速率体系（三个地区标准）在STM-1等级上统一；不同厂家的产品可以在光路上互通。一步复用特性--可直接从STM-N幀结构中分插低速支路信号，上下话路简单，降低成本，提高可靠性和稳定性。强大的OAM能力--5%左右的信息作为开销，用来对设备和网络进行操作、管理、维护和配置。增强网络的生存性和安全性--能组成各种自愈网；另设备的智能化使得实现全网的故障定位。前向/后向兼容--兼容PDH各种速率信号，并能兼容新业务信号。8/25/2023SDH特点简介统一光接口标准和幀结构--世界两大数字速率体7SDH复用解复用过程SDH软件复用/解复用8/25/2023SDH复用解复用过程SDH软件复用/解复用8/2/2028SDH&SONET标准8/25/2023SDH&SONET标准8/2/20239段开销（SOH：SectionOverhead）区域：RSOH（1-3行与1-9XN列；MSOH（5-9行与1-9XN列）STM-N净负荷（Payload）区域管理单元指针（AUPTR）区域SDH帧结构8/25/2023段开销（SOH：SectionOverhead）区域：RS10STM-1SOH字节安排A帧定位字节，用来识别帧的起始位置B误码检测D数据通信通道E公务字节F1使用者通路K自动保护倒换通路S1同步状态字节M1复用段远端差错指示ZO备用字节J0再生段踪迹字节Z08/25/2023STM-1SOH字节安排A帧定位字节，用来识别帧的起始11

SDH的一般映射结构容器（C）虚容器（VC）支路单元（TU）支路单元组（TUG）管理单元（AU）管理单元组（AUG）同步传送模块（STM-N）8/25/2023SDH的一般映射结构容器（C）12

单字节间插复用加入AU-4指针直接置入单字节间插复用加入TU-3指针加入POH加入POH加入POH单字节间插复用单字节间插复用加入塞入比特加入TU-1指针中国采用的复用映射结构8/25/2023单字节加入直接置入单字节加入加入POH加入POH加入PO13SDH设备类型－TM终端复用器TM应用在线型网的端站，把PDH/SDH支路信号复用成SDH线路信号，或反之。PDH支路信号SDH支路信号OAM线路信号STM-NTM8/25/2023SDH设备类型－TM终端复用器TMPDH支路信号SDH14分插复用器ADM应用在线型网的中间节点或环型网上的节点，完成直接上、下电路功能，并组成SDH环路。PDH支路信号SDH支路信号OAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NADMSDH设备类型－ADM8/25/2023分插复用器ADMPDH支路信号SDH支路信号OAM东侧线15再生器REG应用在网络的中间站点，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。OAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM-NREGSDH设备类型－REG8/25/2023再生器REGOAM东侧线路信号西侧线路信号STM-NSTM16数字交叉连接设备DXC兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动恢复与保护等多项功能的SDH设备。PDH支路信号

STM-NSTM-N

SDH支路信号DXCSDH设备类型－DXC8/25/2023数字交叉连接设备DXCPDH支路信号STM-NSTM-N17光纤作为光信息的传输媒质是构成光通信系统的重要组成部分。由于单模光纤具有衰减小、带宽宽、成本低等优点，国内外都得到广泛应用。G.652光纤(Characteristicsofasingle-modeopticalfibreandcable)：目前广泛使用的单模光纤，称为1310nm波长性能最佳光纤，在1310nm波长区域内色散系数低达3.5ps/nm.km以下，衰减系数为0.3-0.4dB/km。光纤8/25/2023光纤作为光信息的传输媒质是构成光通信系统的重要组成部分。由于18G.653光纤(Characteristicsofadispersion-shiftedsingle‑modeopticalfibrecable)：称为1550nm波长性能最佳光纤，又称色散移位光纤。1550nm色散系数低达3.5ps/nm.km以下，衰减系数0.19-0.25dB/km。在1550nm波长很适合单波长、高速率信息的传输。但用它传输WDM系统，出现四波混频效应（FWM）。非线性产物限制了它在DWDM系统中的应用。由于历史原因，G.653光纤没有在我国如G.652光纤那样得到广泛应用，这种状况很有利于DWDM技术在我国的迅速推广。（日本国则由于已敷设了大量G.653光纤，DWDM建设则需另敷设非G.653光纤）光纤8/25/2023G.653光纤(Characteristicsofad19

G.654光纤(Characteristicsofcut-offshiftedsingle-modeopticalfibreandcable)：称为1550nm波长衰减最小光纤，在1550nm波长区域，衰减系数低达0.15-0.19dB/km,主要应用于需要中继距离很长的海底光纤通信。G.655光纤(Characteristicsofanon-zerodispersion-shiftedsingle-modeopticalfibreandcable)：非零色散移位单模光纤，适用于密集波分复用(DWDM)系统的应用。光纤8/25/2023G.654光纤(Characteristicsofc20

G.652光纤应用范围

8/25/2023G.652光纤应用范围

8/2/202321

单模光纤主要类型8/25/2023单模光纤主要类型8/2/202322固定电话本地传输网平面/分层结构各本地网经过多期工程的建设，一般均有不少于2个厂家的SDH设备，加上还在使用的PDH设备，自然形成了多个传输平面；由于业务网一般采用了双归的网络结构，网络本身已经具备了良好的安全性，根据各传输平面的特点承载尽可能多的业务或者是同一种业务分散到不同传输平面承载，对进一步提供网络的安全可靠性有着较好的作用，但主要还是锦上添花、并非雪中送炭。接入层网络一般根据业务发展的需要逐步建设，同时满足不同的业务需求，一般一个业务节点只有一套接入传输系统，宽带IP的接入网单独建设较多、但不适宜承载其他业务，因此接入层很难实现分层面地传输。8/25/2023固定电话本地传输网平面/分层结构各本地网经过多期工程的建设，23接入层汇聚层核心层A平面C平面B平面LSMSMS/TS核心层路由器汇聚层交换机边缘层交换机RSU/ONUBTS/NodeB固定电话本地传输网分平面/分层拓扑结构图8/25/2023接入层汇聚层核心层A平面C平面B平面LSMSMS/TS核心层24MSTP使用前景基于SDH的多业务传送平台MSTP，在国内的发展已三年有余，历经了三个技术发展阶段。第一代的MSTP：在原有SDH传输平台的基础上，提供了ATM和Ethernet接口，业务最小颗粒度受限于VCl2，达到能够透明传送数据业务的目的。这一时期的MSTP主要提供的技术细节为：级联、ML-PPP封装、LAPS封装。部分厂家还提供基于SAN的FICON/ESCON/FibreChannel透明接口。

8/25/2023MSTP使用前景基于SDH的多业务传送平台MSTP，在国内的25MSTP使用前景第二代的MSTP：在第一代MSTP的基础上提供了强大的交换能力，该交换能力并不仅仅指SDH的交叉连接能力，更重要的是提供了以太网的L2交换能力和ATM的交换功能。通过划分VLAN，有效而安全地完成用户隔离。同时，还可组建ATM的VP-Ring和利用以太网的STP保护。第三代的MSTP：这一时期的MSTP最大的特点就是引进了GFP封装机制、LCAS链路容量调整方案和虚级联技术，使得MSTP对数据业务的支持能力进一步加强。同时，一些厂商将RPR内置在MSTP内部，使得部分VC可在二层成环，提高环路利用率。8/25/2023MSTP使用前景第二代的MSTP：在第一代MSTP的基础上提26从目前各厂商的产品来看，不同的第三代MSTP相互之间仍有很大区别，特别是国外厂商产品的支持力度较小。因此，第四代MSTP提上了议事日程，第四代MSTP的首要任务将是充分完善第三代MSTP的功能，并进步在以下三个方面得以突破：♨增强ATM处理功能，加强对3G业务支持，在传输层面提供ATM的汇聚、统计复用、IMA功能（InverseMultiplexingforATM，将ATM集合信元流分接到多个低速链路上，再在远端将多个低速链路复接起来恢复为原来的集成信元流）。♨提供部分L3路由能力、实现MPLS-VPN，支持本地不同VLAN间实现通信，并有效地隔断广播风暴。♨与ASON互为融合，增强传输网的灵活性、安全性，实现智能化的网络管理。MSTP使用前景8/25/2023从目前各厂商的产品来看，不同的第三代MSTP相互之间仍有很大27MSTP使用前景在数据网的核心层、汇聚层，中继电路的流量、带宽相对稳定，对MSTP的二、三代功能依赖性较小，因此对传输网的要求主要还是透传功能。结合3G网络的建设，本地传输网的覆盖密度将大大加强，以基站传输为依托，将为发展数据用户、大客户提供更为便捷的条件。在接入层实现传输网、数据网的融合，一方面可以节省工程建设投资，另一方面加强了网络的竞争实力。因此，在今后的传输网络建设、特别是3G传输网络建设中应充分考虑MSTP的引入。8/25/2023MSTP使用前景在数据网的核心层、汇聚层，中继电路的流量、带28RPR基础(1)RPR是为基于在2个(或更多个)反方向的环上传输分组数据而优化的一种二层技术，RPR中的双环都可用于数据和控制信息的传输RPR定义了一个和以太网MAC不同的新的MAC层重用了现有的物理层接口—以太网和SDH/SONET物理层RPR可以承载IP/MPLS/以太网帧RPR可以提供电信级的城域网RPR通过动态带宽管理来保证环路接入控制，环上RPR节点的公平性支持不同的服务类别高的带宽利用率RPR基于自动拓扑发现机制来进行网管和保护倒换RPRMACRPRMACRPRMACRPRMACRPRMAC8/25/2023RPR基础(1)RPR是为基于在2个(或更多个)反方向的环上29RPR基础(2)RPR的保护倒换机制可以提供50ms的业务层保护倒换保护可对节点和链路失效进行保护可对多点失效进行RPR支持OAM&PRPR没有定义具体的物理层实现8/25/2023RPR基础(2)RPR的保护倒换机制可以提供8/2/202330RPR特征RPR允许155Mbps~10Gbps的速率接入RPR环至少支持63个节点(最大可到255)RPR使用现有的物理层以太网物理层(1Gbps,10Gbps)SDH/SONET物理层(155Mbps~10Gbps)，GFP或PPP做为调和子层RPR通过对单播分组采用目的节点剥离的方式实现空间重用RPR对组播/广播分组采用源节点剥离对单点失效，达到50ms保护倒换环回(Wrapping，和SDH/SONET中的MS-Spring一样原理转向(Steering)，在业务源节点选择另外一条路由(源路由)8/25/2023RPR特征RPR允许155Mbps~10Gbps的速率接入831RPR特征RPR环为全分布式接入，环上节点均同等对待，没有Master和Slave之分环路带宽按权重公平在各节点间进行分配支持不同的业务类别实现高的带宽利用率RPR支持OAM&P用于监测环上两节点间在MAC层上的可达性8/25/2023RPR特征RPR环为全分布式接入，环上节点均同等对待，没有M32ASON支持的业务SDH业务，支持G.707定义的SDH连接颗粒VC－n和VC－n－Xv；OTN业务，支持G.709定义的OTN连接颗粒ODUk和ODUk－n－Xv；透明或不透明的光波长业务；10Mb/s、100Mb/s、1Gb/s和10Gb/s的以太网业务；基于光纤连接（FICON）、企业系统连接（ESCON）和光纤通道（FC）的存储域网络（SAN）业务。8/25/2023ASON支持的业务SDH业务，支持G.707定义的SDH连接33ASON支持的连接类型ASON网络支持3种业务网络连接类型：永久连接（PC）、交换连接（SC）、软永久连接（SPC）。PC和SPC连接都是由管理平面发起的对连接的管理。PC和SPC的区别在于光网络内建立连接是利用网管命令还是实时信令，这两种方式都是由运营商发起建立的业务连接。SC连接通过UNI信令接口发起，用户的业务请求通过控制平面（包括信令代理）的UNI发送给运营商，即由用户直接发起建立业务连接。业务等级8/25/2023ASON支持的连接类型ASON网络支持3种业务网络连接类型：34ASON使用前景ASON的建设将给传输网络的安全性带来革命性的突破：现有传输网层间电路的转接主要以单点转接为主，虽然ITU-T制定了双节点互连的DNI标准，但实施起来难度较大，不能有效地解决转接电路设备单点失效的问题；ASON采用网状/格状拓扑结构建设，一旦某个网元发生故障，传输电路将很快得到恢复，有效地克服了SDH网络的不足。ASON是一个比较新兴的技术，各厂商产品均在不断完善之中，同时横向互连的问题还没有解决。因此在传输网的建设过程中，一方面需要积极考虑ASON产品的引入，逐步提供网络的灵活性、安全性；另一方面ASON的建设将是一个较为长期的过程，首当其冲应该是标准的完善和统一。8/25/2023ASON使用前景ASON的建设将给传输网络的安全性带来革命性35城域WDM主要指OADM设备两个OADM节点之间不采用光线路放大器支持的业务SDH业务：STM-N（N=1、4、16、64）ATM业务：STM-N（N=1、4、16）POS业务：STM-N（N=1、4、16）以太网业务：FE、GE将来：10GE、FibreChannel、ESCON(EnterpriseSystemConnection企业系统互联)、FICON(FiberConnection光纤互联)、DigitalVideo频偏100GHz间隔，允许频偏±20GHz（DWDM为±12.5GHz）200GHz间隔，允许频偏±40GHz8/25/2023城域WDM主要指OADM设备8/2/202336WDM环网保护单向光线路保护倒换（ULSR）单向光通道保护倒换（UPSR）双向光线路共享保