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1、运维人员岗位培训系列丛书（传输）目录一、数字通信技术1二、光纤通信的基础知识2三、SDH传输体4四、WDM部分12五、MSTP部分24六、ASON部分29七、同步网部分36八、IP RAN 部分40九、与传输网络相关的交换网络、移动网络、数据网络基本知识46一、数字通信技术1、时分复用和波分复用的原理时分多路复用(TDM)就是将各路信号安排在同一信道上占用不同的时间间隙来完成通信的过程。波分复用技术(WDM)是指在一根光纤上同时传输多波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合(复用)起来，并耦合到光纤线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号分开(解复用)
2、，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。2、误码、抖动、漂移的定义误码是指经接收、判决、再生后，数字码流中的某些比特发生了差错，使传输的信息质量产生损伤。产生误码的主要原因是传输系统的脉冲抖动和噪声。所谓抖动 （即定时抖动 ）指的是数字信号的特定时刻 （例如最佳抽样时刻） 相对理想位置的短时间偏离。所谓短时间偏离是指变化频率高于10 Hz的相位变化，而将低于10 Hz的相位变化称为漂移。3、传输设备的光接口常用性能指标的定义。 光功率是光在单位时间内所坐的功。光功率单位常用毫瓦（mw）和分贝毫瓦（dBm）表示，其中两者的关系为：10lg（功率值/1mw）。接收灵敏度：定义为收端点处为达
3、到一定误码率所需要的平均接收功率的最小值。接收过载功率：定义为在收端点处为达到一定误码率所需要的平均接收光功率的最大值。二、光纤通信的基础知识一、光纤的结构、类型、色散以及非线性效应1、光纤的结构：纤芯 core：折射率较高，用来传送光；包层 coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件；保护套 jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。2、色散（Dispersion）：光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。光纤的色散主要有模式色散、色度色散（包括材料色散和波导色散），材料色散系数的单位为ps/nmkm。多模光纤以模式色散为主，单模光纤以材料色散
4、为主。3、光纤的分类1按材料分；胶套硅光纤；塑料光纤，玻璃光纤。2按照光纤的模式分：多模光纤；单模光纤。常用的单模光纤有：G.652：常规单模光纤，零色散点在1310nm左右；G.653：色散位移光纤，零色散点在1550nm左右；G.655：非零色散位移光纤；色散补偿光纤。3按折射率分类：阶跃光纤、渐变折射率光纤。影响光信号传输的因素：损耗、色散、非线性效应、DWDM光传输还要考虑四波混频。光纤通信系统存在三个传输窗口（低损耗窗口），其传输波长分别为： 850nm、 1310nm、1550nm 。其中零色散窗口波长为1310nm，最小损耗窗口波长为1550nm 4、光纤的非线性是光纤介质的一种
5、固有特性而不是光的特性。强激光射入低损耗单模光纤，光纤的非线性就很明显。非线性能引起光信号损耗、噪声、串扰和脉冲展宽。光器件和光纤均有非线性：受激拉曼散射（SRS），受激布里渊散射（SBS） ，自相位调制（SPM），交叉相位调制（XPM），四波混频（FWM）。二、 光源的分类、光电检测器的分类光源的作用是产生激光或荧光，它是组成光纤通信系统的重要器件。目前应用于光纤通信的光源半导体激光器LD（Laser Diode）和半导体发光二极管LED（Light Emitting Diode），都属于半导体器件。LD和LED相比，其主要区别在于，前者发出的是激光，后者发出的是荧光。 目前广泛使用的光纤通
6、信系统均为强度调制直接检波系统，对光源进行强度调制的方法有两类，即直接调制和间接调制。光电检测器的作用是把接收到的光信号转换成相应的电信号。半导体光检测器主要有两类：PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。PIN光二极管的价格低，使用简单，但响应慢；雪崩二极管的增益和响应速度都优于PIN发光二极管，但其噪声特性差。三、SDH传输体1、基本概念21世纪人类进入高度发达的信息社会。这就要求高质量的信息服务与之相适应，也就是要求现代通信网向着数字化、综合化、宽带化、智能化和个人化方向发展。传输系统是现代通信网的主要组成部分，而传统的准同步数字体系（PDH）有其自身的一些弱点，为了适应通信网的发展
7、需要一个新的传输体制，同步数字体系（SDH）则应运而生。在这里首先分析PDH的弱点，然后引出SDH的概念及特点，最后介绍SDH的速率和帧结构。一、 PDH的局限性a) 没有全世界统一的标准b) 没有世界性的标准光接口规范c) 采用异步复用，复用结构缺乏灵活性d) 采用按位复接e) 网络管理能力不强f) 数字通道设备利用率低二、SDH的概念SDH网是由一些SDH的网络单元（NE）组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络（SDH网中不含交换设备，它只是交换局之间的传输手段）。SDH网的概念中包含以下几个要点：同步复用、标准的光接口、强大的网络管理能力。SDH网的基本网络单元包括
8、终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC）。2、SDH的速率体系、帧结构、帧周期同步数字体系最基本的模块信号（即同步传递模块）是STM-1，其速率为155.520Mbit/s。更高等级的STM-N信号可以是将基本模块信号STM-1同步复用、字节间插的结果。其中N是正整数。目前SDH只能支持一定的N值，即N为1、4、16、64。SDH的帧结构是一种以字节为单位的矩形块状（或称页状）帧结构。STM-N由270N列、9行组成，即帧长度为270N9个字节或270N98个比特。帧周期为125s即一帧的时间。这种块状（页状）结构的帧结构中各字节的传输是
9、从左到右、由上而下按行进行的，每秒共传8000帧。整个帧结构可分为三个主要区域。段开销区、域净负荷区、域管理单元指针区域。SDH的帧结构如下图：34RSOHAU-PTRMSOH净负荷125sSTM-N9270N 字节261N9N591先行后列l 以字节为单位（8bit）的块状帧l 帧频8000帧/s，帧周期125s由图可见，整个帧结构可分为三个主要区域。（1） 段开销区域段开销（SOH）是指STM四帧结构中为了保证信息净负荷正常、灵活传送所必需的附加字节，是供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。帧结构的左边9N列8行（除去第4行）属于段开销区域。对于STM-1而言，它有72字节（576b
10、it），由于每秒传送8000帧，因此共有4.608Mbit/s的容量用于网络的运行、管理和维护。（2） 净负荷区域信息净负荷（pay load）区域是帧结构中存放各种信息负载的地方，图3.7中横向第10N270N，纵向第1行到第9行的2349N个字节都属此区域。对于STM-1而言，它的容量大约为150.336Mbivs，其中含有少量的通道开销（POH）字节，归于监视、管理和控制通道性能，其余荷载业务信息。（3） 管理单元指针区域管理单元指针（AU-RTR）用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧中的准确位置，以便在接收端能正确地分解。在帧结构中第4行左边的9N列分配给指针用，即属于管理单元
11、指针区域。对于STM-1而言它有9个字节（72bit）。采用指针方式，可以使SDH在准同步环境中完成复用同步和STM-N信号的帧定位。2、复用过程、映射、定位SDH的一般复用结构如图所示，它是由一些基本复用单元组成的有若干中间复用步骤的复用结构。各种业务信号复用进STM-N帧的过程都要经历映射（mapping）、定位（aligning）和复用（multiplexing）三个步骤。 映射是将各种速率的G.703支路信号先分别经过码速调整装人相应的标准容器，然后再装进虚容器的过程。 定位是一种以附加于VC上的支路单元指针指示和确定低价VC帧的起点在TU净负荷中位置或管理单元指针指示和确定高价VC帧
12、的起点在AU净负荷中的位置的过程。复用是一种把TU组织进高阶VC或把AU组织进到STM - N的过程。3、SDH传送网的分层模型SDH传送网共分为通道层和传输媒质层。由于电路层是面向业务的，因而严格地说不属于传送网。但电路层网络、通道层网络和传输媒质层网络之间彼此都是相互独立的，并符合顾主与服务者的关系，即在每两层网络之间连接节点处，下层为上层提供透明服务，上层为下层提供服务内容。（1）电路层网络。电路层网络是面向公用交换业务的网络（2）通道层网络：通道层网络为电路层网络节点（如交换机）提供透明的通道（即电路群）。（3）传输媒质层网络：所谓传输媒质层网络是指那些能够支持一个或多个通道层网络，并
13、能在通道层网络节点处提供适当通道容量的网络。该层主要面向线路系统的点到点传送。传输媒质层网络又是由段层网络和物理媒质层网络组成的。其中段层网络主要负责通道层任意两节点之间信息传递的完整性，而物理媒质层则主要负责确定具体支持段层网络的传输媒质。4、SDH网元类型及组网类型SDH传输网是由不同类型的网元通过光缆线路的连接组成的，通过不同的网元完成SDH网的传送功能：上/下业务、交叉连接业务、网络故障自愈等。SDH网中常见网元有：终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC）。SDH网络中，通常采用点对点链状、星形、树形、环形等网络结构。5、段开销字
14、节含义SDH帧结构中安排有两大类开销：段开销（SOH）和通道开销（POH），它们分别用于段层和通道层的维护。段开销（SOH）是指STM帧结构中为了保证信息净负荷正常、灵活传送所必需的附加字节，是供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。帧结构的左边9N列8行（除去第4行）属于段开销区域。SOH可以进一步划分为再生段开销（RSOH，占第1至第3行）和复用段开销（MSOH，占第5至第9行）。每经过一个再生段更换一次RSOH，每经过一个复用段更换一次MSOH。STM-N帧中SOH以字节交错间插方式构成高阶STM-N（N1）段开销时，第一个STM-1的段开销被完整保留，其余的N-1个STM-1的段开
15、销仅保留定帧字节A1，A2和B2，其它已安排的字节均应略去。6、SDH的网络保护和恢复在SDH网络中，根据业务量的需求，可以采用各种各样拓扑结构的网络。不同的网络结构所采取的保护方式不同，因而在SDH网络中的自愈保护可以分为线路保护倒换、环形网保护、网孔形DXC网络恢复及混合保护方式等。自动线路保护倒换是最简单的自愈形式，其结构有两种：即1+1和1：n结构方式。特点业务恢复时间很快，可短于50ms。环形保护SDH传输网中所采用的网络结构有多种，其中环形结构才具有真正意义上的自愈功能，故而也称为自愈环。自愈是指无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障，因而环形网络具备发现替代传输路由；并重新确立通信的能力，可见它特别适应大容量的光纤通信发展的要求，故得到了广泛的重视。自愈环结构方式的划分：按照自愈环结构来划分，可分为通道倒换环和复用段倒换环；按照进入环的支路信号和由分路节点返回的支路信号方向是否相同来划分，可分为单向环和双向环两种；按照一对节点之间所用光纤的最小数量来划分，可分为二纤环和四纤环。综上所述尽管可组合成多种环形网络结构，但目前多采用下述五种结构的环形网络：二纤单向复用段倒换环；四
