一級建造師之掌握通信傳送網的內容

更新時間：2009-10-19 15:27:29 來源：|0

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1L41012掌握通信傳送網的內容
掌握
• 傳輸介質
• 多路復用技術
• SDH傳送網
• 光傳送網

一、傳輸介質
傳輸介質是指信號傳輸的物理通道。
信息能否成功傳輸則依賴于兩個因素：傳輸信號本身的質量和傳輸介質的特性。
傳輸介質分為有線介質和無線介質兩大類，有線介質目前常用的有雙絞線、同軸電纜和光纖；無線介質: 地球外部的大氣或外層空間

二、多路復用技術
多路復用就是在一條公共信道上建立兩條或多條傳輸信道，目的是為了充分利用信道的容量，提高信道的傳輸效率。
按信號在傳輸介質上的復用方式的不同，傳輸系統可分為四類：基帶傳輸系統、頻分復用（FDM）傳輸系統、時分復用（TDM）傳輸系統和波分復用（WDM）傳輸系統。
（一）基帶傳輸系統
基帶傳輸是在短距離內直接在傳輸介質傳輸模擬基帶信號。在傳統電話用戶線上采用該方式。基帶傳輸的優點是線路設備簡單，在局域網中廣泛使用；缺點是傳輸媒介的帶寬利用率不高，不適于在長途線路上使用。
（二）頻分復用傳輸系統
頻分復用（FDM：Frequency Division Multiple ）是將多路信號經過高頻載波信號調制后在同一介質上傳輸的復用技術。即頻分復用是利用不同的頻率使不同的信號同時傳送而互不干擾。
具有以下特點：
．頻率上嚴格分割，時間和空間是可以重疊；
．每路一個載頻，每個頻道只傳送一路話
缺點是：成本高且體積大；工作的穩定度不高；傳輸質量受影響。
目前FDM技術主要用于微波鏈路和銅線介質上，在光纖介質上該方式更習慣被稱為波分復用。
（三）時分復用傳輸系統
時分多址（TDM)是將傳輸時間劃分為若于個互不重疊的時隙，互相獨立的多路信號順序地占用各自的時隙，合路成為一個復用信號，在同一信道中傳輸。在接收端按同樣規律把它們分開。即時分復用是利用不同的時隙使不同的信號同時傳送而互不干擾。
相對于頻分復用傳輸系統，TDM的優點：傳輸的是數字信號，差錯率低，安全性好，數字電路高度集成，以及更高的帶寬利用率。
目前主要有兩種時分數字傳輸體制：準同步數字體系PDH和同步數字體系SDH 。

統計復用
統計復用實際上也是時分復用技術的一種。全稱叫做“統計時分多路復用”，簡稱STDM，又稱“異步時分多路復用”。這種復用的主要特點是動態地分配信道時隙，所以統計復用又可叫做“動態復用”。

（四）波分復用傳輸系統(P5, P16)
1. 波分復用（WDM――Wavelength Division Multiplexing）本質上是光域上的頻分復用技術。WDM將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，每一信道占用不同的光波頻率（或波長），在發送端采用波分復用器（合波器）將不同波長的光載波信號合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由波分復用器（分波器）將這些由不同波長光載波信號組成的光信號分離開來。
    2.采用WDM技術可以充分利用單模光纖的巨大帶寬資源（低損耗波段），在大容量長途傳輸時可以節約大量光纖。另外，波分復用通道對數據格式是透明的，即與信號速率及電調制方式無關，在網絡發展中，是理想的擴容手段，也是引入寬帶新業務的方便手段。
根據需要，WDM技術可以有多種網絡應用形式，如長途干線網、廣播式分配網絡、多路多址局域網絡等。可利用WDM技術選路，實現網絡交換和恢復，從而實現透明、靈活、經濟且具有高度生存性的光網絡。
3.密集WDM系統(DWDM):
根據波分復用器的不同，可以復用的波長數也不同，從2個至幾十個不等，這取決于所允許的光載波波長的間隔大小。光信號峰值波長間隔在1--10nm的WDM系統稱為密集WDM系統(DWDM)。

(五)準同步數字系列和同步數字系列（P15光通信系統傳輸網技術體制）
把低速數字信號（低次群）按照時隙疊加的辦法合成一個高速數字信號（高次群）的過程稱作數字復接，它是一種常用的干線大容量時分復用數字傳輸方法。由于復接的方式不同，出現了準同步數字復接系列(PDH)和同步數字復接系列(SDH)。
1. 準同步數字系列(PDH:Plesiochronous Digital Hierarchy)
過去的光纖通信系統沒有一套國際上統一的標準，都是由各個國家各自開發不同的系統，稱為準同步數字體系PDH。
準同步數字體系（PDH）的弱點
1) 只有地區性的數字信號速率和幀結構標準，沒有世界性標準。北美、日本、歐洲三個標準互不兼容，造成國際互通的困難
2) 沒有世界性的標準光接口規范，各廠家自行開發的光接口無法在光路上互通，限制了聯網應用的靈活性。
3) 復用結構復雜，缺乏靈活性，上下業務費用高，數字交叉連接功能的實現十分復雜。
4) 網絡運行、管理和維護（OAM）主要靠人工的數字信號交叉連接和停業務測試，復用信號幀結構中輔助比特嚴重缺乏，阻礙網絡OAM能力的進一步改進。
5) 由于復用結構缺乏靈活性，使得數字通道設備的利用率很低，非最短的通道路由占了業務流量的大部分，無法提供最佳的路由選擇。

2. 同步數字體系（SDH: Synchronous Digital Hierarchy)
SDH是為了克服PDH的缺點而產生的，SDH 是光纖通信系統中的一種數字通信體系。
SDH的特點：
1) 使三個地區性標準在STM-1（同步傳輸模塊第一級別）。等級以上獲得統一，實現了數字傳輸體制上的世界性標準。
2) 采用了同步復用方式和靈活的復用映射結構，使網絡結構得以簡化，上下業務十分容易，也使數字交叉連接的實現大大簡化。
3) SDH幀結構中安排了豐富的開銷比特，使網絡的OAM（管理與維護）能力大大加強。
4) 有標準光接口信號和通信協議，光接口成為開放型接口滿足多廠家產品環境要求，降低了聯網成本。
    5)與現有網絡能完全兼容，還能容納各種新的業務信號，即具有完全的后向兼容性和前向兼容性。
    6)頻帶利用率較PDH有所降低。
    7)宜選用可靠性較高的網絡拓撲結構，降低網絡層上的人為錯誤、軟件故障乃至計算機病毒給網絡帶來的風險。

三、SDH傳送網
    （一）特點
SDH傳送網是一種以同步時分復用和光纖技術為核心的傳送網結構，它由分插復用、交叉連接、信號再生放大等網元設備組成，具有容量大、對承載信號語義透明以及在通道層上實現保護和路由的功能。
    1. SDH是一個獨立于各類業務網的業務公共傳送平臺，具有強大的網絡管理功能。
    2. SDH采用同步復用和靈活的復用映射結構；有全球統一的網絡節點接口，使得不同廠商設備間信號的互通、信號的復用、交叉鏈接和交換過程得到簡化。
    3. SDH主要有如下優點：標準統一的光接口；強大的網管功能。
    （二）幀結構
    SDH幀結構是實現SDH網絡功能的基礎，便于實現支路信號的同步復用、交叉連接和SDH層的交換，同時使支路信號在一幀內的分布是均勻的、有規則的和可控的，以利于其上、下電路。
    1. SDH幀結構以125μs為幀同步周期，并采用了字節間插、指針、虛容器等關鍵技術。SDH系統中的基本傳輸速率是STM-1，其他高階信號速率均由STM-1的整數倍構造而成。
2．每個STM幀由段開銷（SOH)、管理單元指針（AU-PTR）和STM凈負荷三部分組成。

    四、光傳送網
  （一）光傳送網（OTN）特點
    光傳送網（OTN）是一種以DWDM與光通道技術為核心的新型傳送網結構，它由光分插復用、光交叉連接、光放大等網元設備組成，具有超大容量、一對承載信號語義透明及在光層面上實現保護和路由的功能。
    1. DWDM技術可以不斷提高現有光纖的復用度，在最大限度利用現有設施的基礎上，滿足用戶對帶寬持續增長的需求；DWDM技術獨立于具體的業務，同一根光纖的不同波長上接口速率和數據格式相互獨立，可以在一個OTN(光傳送網)上支持多種業務。
    2. OTN可以保持與現有SDH網絡的兼容性；SDH系統只能管理一根光纖中的單波長傳輸，而OTN系統既能管理單波長，也能管理每根光纖中的所有波長；隨著光纖的容量越來越大，采用基于光層的故障恢復比電層更快、更經濟。
    （二）OTN(光傳送網)的分層結構
    OTN是在傳統SDH網絡中引入光層發展而來的，其分層結構如表1L411012所示。光層負責傳送電層適配到物理媒介層的信息，在ITU-T G. 872建議中，它被細分成三個子層，由上至下依次為：光信道層(OCh)、光復用段層（OMS)、光傳輸段層（OTS)。相鄰層之間遵循OSI參考模型定義的上、下層間的服務關系模式。
    1．光信道層負責為來自電復用段層的各種類型的客戶信息選擇路由、分配波長，為靈活的網絡選路安排光信道連接，處理光信道開銷，提供光信道層的檢測、管理功能，它還支持端到端的光信道（以波長為基本交換單元）連接，在網絡發生故障時，執行重選路由或進行保護切換。
    2．光復用段層保證相鄰的兩個DWDM設備之間的DWDM信號的完整傳輸，為波長復用信號提供網絡功能，包括：為支持靈活的多波長網絡選路重配置光復用段；為保證DWDM光復用段適配信息的完整性進行光復用段開銷的處理；光復用段的運行、檢測、管理等。
3．光傳輸層為光信號在不同類型的光纖介質上（如G.652, G.655等）提供傳輸功能，同時實現對光放大器和光再生中繼器的檢測和控制。
（三）網絡節點
    實現光網絡的關鍵是要在OTN(光傳送網)節點實現信號在全光域上的交換、復用和選路，目前在OTN(光傳送網)上的網絡節點主要有兩類：光分插復用器（OADM）和光交叉連接器（OXC)。