第九章 光纤通信技术电子课件.ppt

第9章 光纤通信技术 光纤通信技术是光纤应用技术的一个重要应用方向，它是以光纤技术、激光技术和光电集成技术为基础而发展起来的。光纤通信是以光纤作为传输媒介、光波为载频的一种先进的通信手段。即利用近红外区域波长1000nm左右的光波作为信息的载波信号，把电话、电视、数据等电信号调制到光载波上，再通过光纤传输信息的一种通信方式。光纤通信具有许多独特的优点，所以光纤一经问世，就以科技史上罕见的速度迅速发展而成为有效的通信手段。本章主要介绍了光纤通信的特点、分类和光纤通信系统的基本组成，以及光纤通信网络和光通信的新技术。 9.1 概述 9.2 光源与光发送机 9 .3光电检测器与光接收机 9.6 光纤通信网络 通信网的发展趋势是数字化、综合化和宽带化。与光纤通信关系最为密切的是宽带化，这是信息时代发展的需要。目前在核心网内以光纤为传输介质，采用DWDM技术和SDH技术实现宽带传输，同时采用光交换技术构成全光通信网，已成为现实。在接入网中，光纤已从最初的光纤到路边（FTTC）逐步向光纤到家（FTTH）发展，但从经济的角度考虑，不需要采用DWDM技术，而是采用比较简单和便宜的光纤通信设备。因为核心网和接入网实现宽带化的技术途径不同，所以本节将分别介绍SDH传送网、WDM光网络、光接入网、光分组交换网、光传送网、光突发交换网以及智能光网络。 9.6.1 SDH传送网 电信网泛指提供通信服务的所有实体（设备、装备和设施）及逻辑配置。电信网有两大基本功能群：一类是传送（transport）功能群，将任何通信信息从一个点传递到另一个点；另一类是控制功能群，实现各种辅助服务和操作维护功能。所谓传送网，就是完成传送功能的手段，定义为在不同地点之间传递用户信息的网络功能资源。传送网主要指逻辑意义上的网络，即网络的逻辑的集合。采用SDH数字系列的传送网称SDH传送网。 1.SDH传送网的功能结构 为了便于网络的设计和管理，网络中通常用分层（laying）和分割（partitioning）粉概念，将网络的结构元件按功能分为参考点（接入点）、拓扑元件、传送实体和传送处理功能四大类。网络的拓扑元件分为三种：层网络、子网、链路，只需这三种元件就可以完成的描述网络的逻辑拓扑，从而使网络的结构变得灵活，网络描述变得容易。 传送网的分层和分割 传送网的分层是指，网络可由垂直方向的连续的传送网络层（即层网络）叠加而成，即从上而下分为电路层、 通道层和传输介质层（传输介质层又分为段层和物理层）。每一层网络为其相邻的高一层网络提供传送服务，同时又使用相邻的低一层网络所提供的传送服务。提供传送服务的层称为服务者（server），使用传送服务的层称为客户（client），因而相邻的层网络之间构成了客户/服务者关系。 SDH传送网分层模型如图9.77所示。自上而下依次为电路层网络、通道层网络和传输介质层网络。将传送网分为独立的三层后，每层能在与其它层无关的情况下单独加以规定，可以较简便地对每层分别进行设计与管理；每个层网络都有自己的操作和维护能力；从网络的观点来看，可以灵活地改变某一层，不会影响到其它层。 传送网分层后，每一层网络仍然很复杂，地理上覆盖的范围很大。为了便于管理，在分层的基础上，将每一层网络在水平方向上按照该层内部的结构分割为若干个子网和链路连接。图9.78给出了传送网分层概念与分割概念的一般关系。 采用分割的概念可以方便地在同一网络层内对网络结构进行规定，允许层网络的一部分被层网络的其余部分看做一个单独实体；可以按所希望的程度将层网络递归分解表示，为层网络提供灵活地链接能力，从而方便网络管理，也便于改变网络的组成并使之最佳化。链路是代表一对子网之间有固定拓扑关系的一种拓扑元件，用来描述不同的网络设备连接点间的联系，例如，两个交叉连接设备之间的多个平行的光缆线路系统就构成了链路。 （2）传送网的功能模型 图9.79为传送网的功能模型示例。层网或子网直接通过连接（网络连接、子网连接、链路连接）和适配（如层间适配，包括复用解复用、编码解码、定位于调整、速率变化等）构成整个传送网。相邻的层间符合客户/服务者关系。 2. SDH网的物理拓扑 网络的物理拓扑泛指网络的形状，即网络节点和传输线路的几何排列，它反映了物理上的连接性。SDH的网络物理拓扑结构的应用直接与网络的地域覆盖范围、网络的安全保护方式、节点间的传输容量、网络配置、通信能力的优化利用以及全网的投资预算等因素有关，需要从多方面考虑。 SDH的网络物理拓扑结构除了最简单的点到点结构外，网络物理拓扑一般有五种类型，线形结构、星形结构、树形结构、环形结构和网孔形结构，