光网络通信基础
熊枝满/32711 梁桦锋/33184
前言
基于SDH原理，开发此课程。
本课程旨在让初次接触传输网络的新员工理解整个网络的基本概念，为后续学习的基础。
课程目标
学习完此课程，您应能：
理解光网络的地位与作用
理解传输机房结构及传输网络的构件
理解光网络网元的主要结构
内容介绍
传输网络在电信网络中的作用
传输网络和网元的基本结构
传输机房的基本结构
传输网络基本构件介绍
传输网络在电信网络中的作用
Internet/intranet
公用电话交换网（PSTN/N-ISDN）
接入网（AN）
智能网（IN）
公用数字数据网（DDN）
公用交换分组数据网(PSPDN/FR)
陆地移动通信网（PLMN）
CATV
B-ISDN（ATM）
网
数字同步网
电信管理网
光传送网（SDH/WDM）
公用数据
通信网
业务网络产生各种业务传输需求
支撑网络为电信网络提供时钟和信令和管理支持
传输网络为业务网络提供传输通道
传输网络承载的业务
智能小区
三层交换机
2M/155M
BTS
BSC
TMSC
2M/155M
2M
汇聚POP点
骨干POP点
汇聚POP点
核心路由器
省内/省
级干线
省干传输
10M专线
100M
2M
N*155M
BTS
LANS
100M上网
100M上网
N*100M
GSR
企业分部
10M专线
企业总部
BSC
MSC
GE
100M
100M
LANS
智能小区
100M上网
汇聚层
汇聚层
汇聚层
城域骨干传输层（)
MSC
2M/155M
2M/155M
本地话音
异地话音
2M/155M
互联网业务
本地专线
业务网络的主要接口类型（即业务类型）
SDH/PDH
STM-N, E1/T1, E3/T3, E4 (举例说明这些业务的作用)
IP (FE/GE)
10M/100M/(GE)
ATM
155M/622M/
传输网络的作用：将这些业务网络的各种接口进行连接，使业务网
络的各接口之间能够互相通信。
小结
本节我们主要学习了：
传输网络的作用
传输网络中业务的概念
传输网络中业务的类型
内容介绍
传输网络在电信网络中的作用
传输网络和网元的基本结构
传输机房的基本结构
传输网络基本构件介绍
传输网络的基本结构：
DWDM
OptiX 10G/
SNCP/MSP/VP/IP RING
OptiX
SNCP/MSP/VP/IP RING
骨干层
汇接层
接入层
STM-64/16/4/1
GE/POS/10M/100M
STM-16/C
STM-4/C
FIBER CHANNAL
ESCON
FICON
POS
STM-4/STM-1
10M/100M
2M/34/45M
ATM
DDN/DSL
TDM
ATM
IP
Ethernet
2M/10M/100M
行业集团
智能小区
业务类型
业务类型
业务类型
MSTP
大企业集团
行业集团
大企业集团
N*64K/2M/10M/100M
STM/16/4/1
GE/POS/10M/100M
STM-16/C
STM-4/C
2M/34/45M
FIBER CHANNAL
ESCON
FICON
ATM
ATM
ATM
传输网络基本结构：上图为一个具体的网络图，各种业务应用通过接入层、汇聚层、骨干层进行调度和业务传输。
华为光网络设备的网络应用
Metro 6100
BWS 320G
长途骨干层
城域骨干层
汇聚层
iManager T2000/T2100
OSN6800
接入层
RTN620
RTN610
OSN1500A
Metro1050
Metro1000
Metro500
Metro100
OSN1500B
Metro3000
OSN2500
OSN3500
Metro6040
OSN900
OSN3800
OSN9500
OSN7500
Metro5000
BWS 1600G
SDH网元的基本结构
1、线路接口：完成线路信号STM-N的光-电转换；进行管理开销的处理。
2、支路接口：完成上、下业务信号。
PDH：2M、34M、45M、140M；
SDH：155M、622M、
3、交叉矩阵：按需求对线路信号、支路信号中的VC进行交叉连接，实现线路-线路、线路-支路、支路-支路间的交叉连接；满足上、下电路等功能。
5、通信与控制：采集设备各单元的数据；通过DCC通道传到网关； 接收网管系统的命令并执行
4、定时电路：对内：向设备的各单元提供定时信号；对外：外定时；提取定时；保持/自由运行方式；定时基准倒换。
6、公务：提供公务联络电话。
实际的SDH设备结构：OSN3500
接口板槽位
信号处理板槽位
交叉时钟单元槽位
主控单元槽位
辅助单元槽位
电源接口单元槽位
风扇
过滤网
实际SDH设备结构：请和上页胶片结合起来理解，能和前面对应上吗？
网元布线后：
实际SDH设备布线以后：理解光接口区、电接口区的概念。
SDH网络的基本结构
业务上下：2M/34M/140M/ETH/ATM…
业务上下：2M/34M/140M/ETH/ATM…
网管系统：实时监控和管理网络运行
时钟同步：使传输网络时钟同步
小结
本节我们主要学习了：
传输网络的基本结构
传输网元的基本结构
网元之间纤缆连接、业务流向
内容介绍
传输网络在电信网络中的作用
传输网络和网元的基本结构
传输机房的基本结构
传输网络基本构件介绍
传输机房结构图
传输机房结构
传输机房主要结构
ODF架：光纤配线架，完成从设备间纤缆连接的集中管理、跳接。
DDF架：电缆配线架，完成设备间电缆连接的集中管理、跳接
BITS设备：是指为传输设备提供同步时钟的设备
中继电缆：从设备接口区到DDF架之间的连接电缆。
请结合机房结构图，理解从NE1到NE2的一条E1业务的信号流向。
小结
本节我们主要学习了：
传输机房的基本结构，理解工作界面
机房中各种设备的作用，理解信号流向
内容介绍
传输网络在电信网络中的作用
传输网络和网元的基本结构
传输机房的基本结构
传输网络基本构件介绍
传输网络基本构件介绍
机柜与子架
光纤与光缆
DDF架
ODF架
光衰与法兰盘
同步时钟
光接口
光纤连接器
光放
电源与列头柜
接口板与2M电缆
信号线布放
接地
网管系统
机柜与子架
常见的几种机柜类型：
ETSI 300mm深
ETSI 600mm深
19英寸机柜
接入网机柜
机柜还可以根据高度分为2米、米、米三种，不同高度的机柜内可安装的子架数量也不一样。
光缆与光纤
光纤的工作波长（工作窗口）：
光线路信号在光纤上传送的波长：850nm、1310nm、1550nm
850nm窗口只用于多模传输，主要用于局内通信。
1310nm和1550nm窗口 用于单模传输。
光缆与光纤
光通道参数：衰减、色散
光信号在光纤中传输的距离要受到色散和衰减的双重影响。
衰减
使在光纤中传输的光信号随着传输距离的增加而功率下降。
1310nm窗口每公里衰减：
1550nm窗口每公里衰减：
色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽，引起码间干扰，降低信号质量。
光缆与光纤
度量光功率单位：
dB是一个没有量纲的单位，表示的是一个相对量。
对于功率信号，有以下关系：10lg(p1)/lg(p2)；对于电压信号
则有如下关系：20 lg(v1)/lg(v2)。
dBm是dBmw的简称，可略为dBm。
表示与1mw的比较，其值为： 10lg(实际光功率)/lg(1mw)。
色散的单位： ps/
光缆与光纤
ITU-T规范了四种常用光纤：
符合规范的光纤
符合规范的光纤
符合规范的光纤
符合规范的光纤
注：四种光纤都有不同的应用场合，在后续课程中会详细介绍这部分知识
DDF架图1
DDF架：连接交换机和传输设备。通过标签可以实现集中管理和快速定位，方便维护。此图为75ohm
DDF架图2
ODF架1
内置的ODF配线架
ODF架2
连接两根尾纤的连接器可以是法兰盘，也可以是光衰！
光纤连接器
常见光纤连接器种类：
FC/PC：FC，圆头尾纤连接器，PC，陶瓷截面为平面；
SC/PC：SC，方头尾纤连接器，PC，同上；
FC/APC：FC，同上，APC，以截面中心为圆心，向外倾斜80度。
LC：体积小，集成度高，在新产品中广泛使用
MTRJ:收发一体光纤连接器
FC SC LC MTRJ
光接口
光接口是指光板上的接口，光接口根据工作波长、传输距离、速率不同进行分类，分类代码（例如）的含义如下：
第一个字母表示不同的使用场合（传输距离）
I：局内通信，不超过2km;
S：短距离通信，一般指0～30km
L：长距离局间通信,一般指30～50km；
V：甚长距离通信，50～90km;
U：超长距离局间通信，超过90km；
短画线后的第1个数字表示不同的线路速率：
1：表示STM-1; 4：表示STM-4; 16:表示STM-16
光接口
紧接点号后的数字表示使用的光纤类别及工作波长：
1和空白：1310nm波长，使用光纤
2：1550nm波长，使用和光纤
3：1550nm波长，使用光纤
5：1550nm波长，使用光纤
光接口
光放大器
光放大器是用来提高光信号强度的器件。
被放大的光信号
输入光信号
光放大器
根据光放大器在信号流中相对线路单板的位置，可以将光放大器分为：
前置放大器、后置放大器、线路放大器
接口板与2M电缆
从接口板出来的2M电缆，通过上走线连接到DDF架
接口板：负责将DDF架过来的信号接入设备的支路单板处理
信号线布放（上走线、下走线）
上走线方式：从接口板出来的2M电缆，通过上走线架连接到DDF架
下走线方式：2M电缆通布放在机房防静电地板下面，连接到DDF架
列头柜和电源
列头柜为一列通信设备提供电源
列头柜和电源
从列头柜过来的主用和备用两路电源从这里接入，通过左右四路子架开关接入子架的PIU单板。（注：OSN系列产品）
PGND
RTN1(+)
保护地排
接地母排
接地体
电源地（＋）
保护地
保护地
直流电源
RTN2(+)
PGND
RTN1(+)
RTN2(+)
列头柜
OptiX
OptiX
其他设备
设备接地示意图
SDH产品接地
分层的网管系统
iManager T2100
iManager T2000
SDH/SONET、MSTP、DWDM、OSN等
网元层 NEL
iManager T2800 VSM
网元管理层 EML
业务管理层 SML
网络管理层 NML
综合网管
分层的网管系统、明确的网络定位！
MML/CORBA
MML/CORBA/SNMP
CORBA
T2000/T2100应用于中国电信国干
iManager T2100
北京网管中心
中国电信DWDM
网管中心
iManager T2000
iManager T2000
iManager T2000
iManager T2000
贵阳10G长长中继
广州--汕头
广州10G长长中继
太原--银川--兰州
西安--榆林
提供分层管理网解决方案
能向上级网管提供标准接口
时钟
数字网中要解决的首要问题是网同步问题
因为要保证发端在发送数字脉冲信号时将脉冲放在特定时间位置上（即特定的时隙中），而收端要能在特定的时间位置处将该脉冲提取解读以保证收发两端的正常通信，而这种保证收/发两端能正确的在某一特定时间位置上提取/发送信息的功能，则是由收/发两端的定时时钟来实现的。
因此，网同步的目的是使网中各节点的时钟频率和相位都限制在预先确定的容差范围内，以免由于数字传输系统中收/发定位的不准确导致传输性能的劣化（误码、抖动）
时钟类型
铯原子钟
铷原子钟
石英晶体振荡器
GPS
目前公用网中实际使用的时钟类型主要分为以下几类：
SDH网同步方式
同步方式
伪同步方式
准同步方式
异步方式
同步方式是常见的工作方式，伪同步方式是国际局间常见的工作方式，准同步和异步方式是网同步发生异常时的工作方式。
华为使用BITS系列产品来实现各级时钟传输。
从工作原理上划分，SDH网同步可以有4种不同的方式 :
工作模式
正常工作模式
保持模式
自由运行模式
在主从同步方式中，节点从时钟通常有3种实际工作模式 ：
问题
Q1:传输网络在整个电信网络中的作用是什么？
Q2:什么是所谓的业务？
Q3:典型传输网络主要由哪些部分构成？说明各部分的功能和作用。
总结
本节我们主要学习了
传输网络的主要构件
主要构件的作用
简单介绍了时钟和网管
光传送网络目前作为物理承载网络，目前主要为业务提供透明传输通道，提供话音服务、数据专线、互联网业务。
根据业务的层级在接入层、汇聚层和骨干层进行传输。
英文缩写：SDH: Synchronous Digital Hierarchy 同步数字体制
PDH：Pleisochronous Digital Hierarchy
ATM: Asynchronous Transfer Mode 异步传输模式.
SDH设备主要功能模块包括：交叉、线路、支路、定时、公务以及主控单元。
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SDH网同步的四种方式区别是本节重点。同步方式是常见的工作方式，伪同步方式是国际局间常见的工作方式，准同步和异步方式是网同步发生异常时的工作方式。
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答案：P5、P6
P9
