第2章传输网

《第2章传输网》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章传输网（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1,现 代 通 信 网,张有根,2006.11,2,参考文献,电信网与电信业务 唐纯贞等 人民邮电出版社 2003 现代通信网概论 秦国 人民邮电出版社 2005 现代通信网概论 李伟章 人民邮电出版社 2003,3,第2章 传输网,本章主要内容,2.1 通信网基本结构和构成要素 2.2 传输的基本概念 2.3 有线传输链路方式 2.4 无线传输链路方式,4,2.1.1 通信网基本拓扑结构,2.1 通信网的基本结构和构成要素,1. 网形网,网形网,网状网的链路数：,式中，H：所需的链路数 N：通信结点数,网孔型网,5,信息传递迅速； 灵活性大，可靠性高； 线路多，电路费用高； 在通信量不大的情

2、况下，电路利用率低。,优缺点：,节省一些线路，经济性有所善； 稳定性会稍有降低。,网孔型网：,网状网适用于通信点数较少，而相互间通信量很大，对可靠性要求高的情况。,6,2. 星形（辐射网）,星状网的链路数：,式中，H：所需的链路数 N：通信点数,通信网结构简单，线路费用低。 线路利用率高，经济性较好； 辐射点是转接交换中心，节点间通信经过中心设备 无迂回电路，可靠性低。,应用：,7,3. 复合形,网形网和星形网复合而成； 星形网为基础，业务量大的节点采用网形结构； 较经济、稳定性较性好； 复合形具有网形网和星形网的优点，是常采用的一种网路结构。 应用：,8,4. 总线形网,节点连接在一个公共传

3、输通道总线上； 传输链路少，增减节点比较方便； 稳定性较差，网路范围也受到限制。,应用：,9,5. 环形网,结构简单，实现容易； 稳定性比较高；,应用：,6. 线形网,线形网常用于SDH传输网中。,10,7. 树形网,节点按层次连接，信息交换主要在上、下节点间进行； 主要用于：用户接入网/用户线路网；电信网、主从同步方式的时钟分配网等。,11,2.1.2 通信网的构成要素,1. 要素之-终端设备,用户与通信网之间的接口设备，包括： 信源/信宿和部分变换器/反变换器。,基本功能：,信息信号转换; 信号与传输链路相匹配; 信令的产生和识别等。,12,音频通信终端 图形图像通信终端 视频通信终端 数

4、据通信终端,终 端 设 备,13,2. 要素之-传输链路,是信息的传输通道，连接网路节点的媒介。 一般包括:传输媒介和传输复用设备等。,3. 要素之-交换设备,完成接入交换节点的链路汇集、转接接续 和分配，可实现一个用户对多个用户的连接。,电路交换方式 存储转发交换方式,分类：,14,4. 要素之-信令/协议,按规定完成各种功能。 功能：使全网协调合理的工作。,除上述要素外，还应有信令方案、各种协议、 网路结构、路由方案、编号方案、入网方式、资 费制度和质量标准等。,15,2.2 传输的基本概念,传输链路： 是信息传递的通道，包含传输媒介、信号收发设备及变换设备等等； 传输网： 是由传输链路及

5、一些传输设备组成的传递信息的网络。 传输媒介：包括有线通信线路、无线通信线路。 模拟传输和数字传输： 基带传输和频带传输：,16,2.3 数字传输链路方式,2.3.1 传输媒介,通信线路,电缆 光缆,短波 微波 超短波 卫星,对称电缆 同轴电缆,明线,有线传输线路,无线传输线路,本节重点：各种传输链路方式的特点及应用,17,由若干个同轴对和护层组成； 同轴对由内、外导体及中间的绝缘介质组成； 幅频特性呈带通型； 串音较小，且随频率升高而下降，适于高频传输。 特性阻抗不均匀，影响传输质量。 应用： CATV和光纤同轴混合接入网,2. 同轴电缆,1. 对称电缆,18,同轴电缆物理结构,19,缆芯+

6、加强构件+护层，光纤由纤芯+包层组成； 纤芯和包层的折射率不同，利用全反射原理传输 光波频率在1014Hz左右，在近红外区，一般采用三个通信窗口0.85/1.3l/1.55um； 应用：40x10Gbit/s；32x2.5Gbit/s、。,3. 光缆,20,光纤的物理结构,包层的折射率略小于纤芯，以形成光波导效应，避免光信号外溢。,21,优点：, 传输频带宽，通信容量大； 损耗低，尤其是1.55um附近，衰耗低至0.2dB/km， 中继距离200km； 光纤是非金属材料，不受电磁干扰，无串音； 线径细、重量轻、资源丰富、成本低等。,光缆结构图,22,无线电波在大气层中传播。 微波通信：电磁波频

7、段300MHz30GHz的无线通信。 微波信号的主要特征是在空间沿直线传播，中继距离50km左右。 适于地形复杂情况，主要应用如专用网、应急通信系统、无线接入网、陆地蜂窝移动通信系统等；,4. 无线媒介,23,在地球站之间利用卫星做中继站的通信方式，是微波接力通信的一种特殊形式；, 卫星通信,24,电磁波频谱及其在通信中的应用,25,2.3.2 有线传输链路方式,按照复用技术分类 实线传输链路（无复用） 频分载波传输链路（FDM） 时分数字传输链路（TDM） 波分数字传输链路（WDM） 按照传输媒介分 有线传输链路方式 无线传输链路方式,26,短距离内，模拟基带信号传输的链路； 对称电缆:可以

8、直接传输基带信号,也可传输频带信号； 在用户终端至交换局的用户线路上使用，频带为3003400Hz； 优缺点：简单，线路利用率不高，线路投资比较大，不经济，且易受外界的干扰。,1. 实线传输链路方式,27,多路信号经过高频载波信号调制后在同一介质上 传输的复用技术，即FDM技术。 ITU-T标准的话音信号频分多路复用的频带如下： 单个话路频带为：4kHz 基群频带为： 60108kHz 超群频带为： 312552kHz 主群频带为： 8122044kHz,2. 频分载波传输链路（FDM）方式,28,FDM原理示意图 (a) FDM信道划分；(b) FDM系统示意图,29,频率分割方法实现多路复

9、用传输的链路方式； 主要传输媒介：明线、对称电缆、同轴电缆、微波和卫星。,频分载波传输链路（FDM）方式,30,主要的缺点： 模拟信号，复用率低，成本高且体积大； 集成度低； 传输质量与距离有关（噪声累积）； 不利于向现代网络的方向发展。,31,(1) 基本概念 将模拟信号经脉冲编码调制(PCM)后变为数字信号，然后进行时分多路复用的传输链路,即采用TDM复用技术的系统,如下图所示:,3. 时分数字传输链路（TDM）方式,32,TDM原理示意图 (a) TDM信道划分；(b) TDM系统示意图,33,PCM的基群信号可传24路(T1载波方式)或30/32(E1载波方式)路话音信号，每帧TS均为

10、125s。 利用数字复接技术可将基群信号复用为更高速率的信号，它有两种数字传输体系:,34, PDH(准同步数字体系)：异步复用方式，PCM逐步复接为1/2/3/次群。复用结构复杂，并存三种互不兼容数字速率标准。主要面向点到点的传输，缺乏灵活性。80年代 参考书现代通信网概论李伟章P15 SDH(同步数字体系)：同步复用方式，灵活的复用映射结构，使低阶/高阶信号的复用/解复用一次到位，有统一的数字速率标准(STM-N，N1/4/16/64)，统一的光网络节点接口，强大的网络管理功能。,35,时分复用传输系统具有数字技术的全部优点：差错率低，安全性好，集成度高等。它已成为传输系统的主流技术。,

11、数字传输链路优点,36, PDH系统简介, 简介,PDH(Pseudo-synchronous Digital Hierarchy)是一种异步复用方式，多个PCM的一次群信号可逐步复用为二次群、三次群，最高可达五次群信号。其主要缺点如下： 传输标准不统一，造成国际间互通难以实现； 面向点到点的传输，组网的灵活性不够； 低阶支路信号上、下电路复杂，需要逐次复用、解复用； 帧结构中缺乏足够的冗余信息用于传输网的监视、维护 和管理。,37, 帧结构,PCM30/32系统的帧结构,38,模拟交换机,出、入中继,PCM传输链路,数字交换局,出、入中继,PCM链路,数字交换局的数字中继传输链路,39,同步

12、和异步复接概念,同步复接是用一个高稳定的主时钟来控制被复接的几个低次群信号，使这几个低次群的码速统一在主时钟的频率上，达到同频、同相。 异步复接是各低次群使用各自的时钟,因此各低次群的码速率不同。此时，应先进行码速调整，使各低次群码速达到一致,然后再进行同步复接。,40, 波分复用传输系统 基本概念: 在光纤上采用WDM(Wavelength Division Multiplexing)技术的系统。 基本原理: WDM将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，每一信道占用不同的波长，在发送端采用波分复用器(合波器)将不同波长的光载波信号合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端则反之。,4. 光时分数字

13、传输链路方式,41,DWDM传输系统结构,按照信号在一根光纤中的传送方向来分，目前的DWDM 系统分为两类：双纤单向传输系统和单纤双向传输系统。,42, 光纤数字传输链路,光缆时分数字传输链路在通信网中的连接方式,43, SDH传输网的结构,概念： SDH传输网是由一些SDH网络单元(NE)组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网路。 组成： 终端复用器(TM) 分插复用器(ADM) 数字交叉连接设备(DXC),44, 终端复用器TM TM主要为使用传统接口的用户(如T1/E1、FDDI、Ethernet)提供到SDH网络的接入； 类似时分复用器的方式工作，将多个PDH低阶支路信号

14、复用成一个STM-1或STM-4； TM也能完成从电信号STM-N到光载波OC-N的转换。,45,ADM可以提供与TM一样的功能，ADM的结构设计主要是为了方便组建环网，提高光网络的生存性。 它可以在STM-N中插入或提取低阶支路信号，利用内部时隙“交换”功能实现两个STM-N之间不同VC的连接。 一个ADM环中的所有ADM可以被当成一个整体来进行管理，以执行动态分配带宽，提供信道操作与保护、光集成与环路保护等功能。 应用：, 分插复用器ADM,46,一个SDXC具有多个STM-N信号端口，通过内部软件控制的电子交叉开关网络，可以提供任意两端口速率(包括子速率)之间的交叉连接；, 数字交叉连接

15、设备DXC（ SDXC）,DXC的简化结构图,47,SDXC执行检测维护，网络故障恢复等功能； 多个DXC的互连可以方便地构建光纤环网，形成多环连接的网孔网骨干结构。 SDXC设备的类型用SDXC X/Y的形式表示，“X”代表接入端口数据流的最高等级，“Y”代表端口可进行交叉连接的支路信号速率的阶数。,48,数字0表示64 kb/s电路速率； 数字14分别表示PDH体制中的14次群速率， 其中4也表示SDH体制中的STM 1等级， 数字5和6表示SDH体制中的STM 4和STM 16等级。 举例：SDXC 4/4, 代表端口速率的阶数为155.52 Mb/s，并且只能作为一个整体来交换；SDX

16、C 4/1代表端口速率的阶数为155.52 Mb/s，可交换的支路信号的最小单元为2 Mb/s。,49,多种网的网关； 电路调度； 开放宽带业务； 保护倒换； 网络恢复； 不完整通道段的监视； 测试接入。,DXC的主要应用：,50,我国SDH传输网的结构,实际干线传输速率有提高,51,省际干线网 在主要省会城市和业务量大的汇接节点城市装有DXC4/4，它们之间用STM-4、STM-16、STM-64高速光纤链路构成一个网孔型结构的国家骨干传送网。 省内干线网 在省内主要汇接节点有DXC4/4或DXC4/1, 它们之间用STM-1、STM-4、STM-16高速光纤链路构成网状或环型省内骨干传送网结构。,说明：,52,中继网 对中等城市一般可采用环型结构，特大和大城市则可采用多环加DXC结构组网。 用户接入网 该层面