通信系统(光通信部分)介绍

公共交换电话网
6
公共交换电话网
7
计算机网络
计算机网络是利用通信线路把多个计算机系统和通信设备 相连，在系统软件及协议的支持下而形成的一种复杂的 计算机系统。 资源子网和通信子网 从网络系统功能的角度看，计算机网络是由资源子网 和通信子网组成的
8
计算机网络
9
计算机网络
“资源子网”主要负责全网的信息处理，为网 络用户提供网络服务和资源共享功能等。它主要 包括网络中所有的主计算机、I/O设备和终端，各 种网络协议、网络软件和数据库等。 • “通信子网”主要负责全网的数据通信，为网 络用户提供数据传输、转接、加工和转换等通信 处理工作。它主要包括通信线路（即传输介质） 、网络连接设备（如网络接口设备、通信控制处 理机、网桥、路由器、交换机、网关、调制解调 器和卫星地面接收站等）、网络通信协议和通信 控制软件等。
接口
• POS接口在物理层是标准的SDH STM－1 （155M）或STM－4（622M）这样的传输 接口，可以直接与标准的SDH接口连接， 上层提供PPP帧到标准SDH帧的映射，再 上层则是具有路由功能三层接口。 E1接口实际上是PDH接口，可以通过ADM 设备将该接口信号通过虚容器映射到标准 的SDH帧中，进行透明传输。 本质上都是属于电路复用方式。
17
光纤通信优点
• 保密性能好，抗干扰能力强 由于光的频率极高，远高于一般的电磁波的频率 ，而且光波在光纤中传输时只在其芯区进行，不 存在传统的电磁波辐射，因此其保密性能极好， 同时也不怕外界强电磁场的干扰，抗干扰能力强 。 • 便于施工和维护 体积小、重量轻。光缆的敷设方式方便灵活。既 可以直埋、架空，又可能通过管道和水底敷设
13
光纤通信
• 典型的数字光纤通信系统方框图
光发送机 光纤 中继器 光纤 光接收机
电端机（模/ 数）
电端机（模/ 数）
模拟信号
模拟信号
14
光纤通信
• 发送端的电端机把信息（如话音）进行 模/数转换，用转换后的数字信号去调制发 送机中的光源器件LD，输出发出携带信息 的光波。光波经光纤传输后到达接收端， 光接收机把数字信号从光波中检测出来送 给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢 复成原来的信息
33
接口
• 传输通道与计算机网络常用接口： • FE接口（Fast Ethernet），就是快速以太网接口 GE接口（Gigabit Ethernet）,就是千M以太网接 口 POS（Packet Over SONET/SDH)，用于更高速 度的接口，通常用于广域网、城域网中。 • CPOS，Channelized POS（即通道化POS，他 可以支持将155M的电路拆分为63个2M电路，2M 电路可以在细拆为32个64k电路，目前华为的 CPOS卡只支持拆分到2M）
22
光纤与光缆
• 全反射原理 当n2/n1的比值增大到一定程度，则会使折射角 ≥90度，此时的折射光线不再进入包层，而会在 纤芯与包层的分界面上掠过，或者重返回到纤芯 中进行传播，这种现象叫做光的全反射现象。 不难理解，当光在光纤中发生全反射现象时，由 于光线基本上全部在纤芯区进行传播，没有光跑 到包层中去，所以可以大大降低光纤的衰耗。
38
服务器的运行环境要求
• 配置UPS电源以免意外断电造成操作系统 损坏、网管数据丢失。 • 计算机机壳和UPS系统、HUB都应接保护 地。
39
服务器的运行环境要求
• 网管系统要求专机专用，严禁向网管计算 机装入其它软件，严禁用网管计算机玩游 戏。 • 不要把网管计算机接入Internet，以免加大 网卡上的数据流量，影响正常的网管数据 传输和引起其他意外。 • 要关闭网管计算机，必须先将操作系统正 常退出，再切断电源
28
光纤与光缆
• 光纤的类型 • G.654光纤：1550nm损耗最小光纤，主要 用于长再生中继距离的海底光缆。 • G.655光纤：克服了G.652光纤在1550nm 处色散受限和G.653光纤在1550nm处出现 四波混频效应的缺陷，适用于WDM系统。
29
光纤与光缆
• 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
26
光纤与光缆
• 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 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：0.4dB/km 1550nm窗口每公里衰减：0.25dB/km • 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。
18
光纤通信
• 光纤的构造 光纤呈圆柱形，由纤芯、包层与涂层三大 部分组成，如下图：
19
光ຫໍສະໝຸດ Baidu通信
• 光纤的构造 纤芯主要采用高纯度的SiO2二氧化硅，并掺有少 量的掺杂剂，提高纤芯的光折射率n1； 包层也是高纯度的二氧化硅，也掺杂一些掺杂剂 ，主要是降低包层的光折射率n2； 涂层采用丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙，增加机械强 度和可弯曲性。光缆是多根光纤放在放在一个松 套管内，内冲石油膏和钢丝形成的。海底光缆内 还有电源线，主要为中继站的放大器等提供电源 。
42
SDH设备日常维护要求
• 设备故障处理的主要手段是更换有故障机 盘，每个工程应配备一定数量、一定种类 的备份机盘。 • SDH设备属于精细密集类型，不宜粗重操 作，暴力插拔。光纤不允许小角度弯折， 光连接器不能污染。对设备硬件进行操作 时应带防静电手腕
• • •
31
接口
• POS就是Packet over Sonet/SDH，CPOS 就是Channelized POS，其实区别很明显，相信 大家都用过E1和CE1,POS/CPOS的区别与 E1/CE1的区别是一样的。中国大陆使用的CPOS 一般都是用来汇聚E1的，所以映射路径是CPOS---->AU4------>3 TUG3------->7 TUG2--------->3 TU12(VC12,E1) 这样下来3x7x3＝63，一个CPOS就可以 Channelized 成63个2M了。 当然，你也可以将几个vc12捆绑起来使用，最多 12个捆绑成24M的链路，另外，vc12也可以进一 步划分，最小可到64K，下端接一个基带猫，提 供64K专线。 32
23
光纤与光缆
• 全反射现象
n2
3
1
折射光
n1
入射光
光的全反射现象
24
光纤与光缆
• 光在光纤中的传播 光在光纤中以“Z”形轨迹传播及沿纤芯与 包层的分界面掠过 n2
n1
25
光纤与光缆
• 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 1310nm和1550nm窗口 用于单模传输。
通信系统介绍
（光通信部分）
杨建荣 2009年11月
1
目
一 1 二 1 1 三
录
通信系统概况课程目的 公共交换电话网简介 计算机网络简介
1 四
传输网（光通信部分）
SDH设备日常维护常见故障处理
1 五
2
一、通信系统概况
• • 培训目的： 本课程的题目即不是“通信原理”、 也不是“通信技术概述”，而是“通信系 统概述”，是结合我公司通信业务范围， 根据实际需要而设置的课程。培训的对象 是面向通信运行维护人员，使通信维护人 员对通信网有全面的了解和掌握，从而对 自己维护的设备和线路深入理解，对故障 进行全面判断分析，提高运行维护水平。
40
SDH设备日常维护要求
• 设备的维护主要依赖于网管；不得轻易修 改计算机业务数据和对设备进行复位。 • 传输网管口令应该严格管理、定期更改， 并只向维护责任人发放，系统级口令应该 只有维护负责人掌握
41
SDH设备日常维护要求
• 严禁向网管计算机装入其它软件，严禁用 网管计算机玩游戏，网管计算机应该定期 杀毒。 • 遇有不明原因告警应该根据相关重大故障 处理流程的内容进行处理，应第一时间与 主管技术人员联系。
15
光纤通信
• 携带信息的光波：
数字信号为"1"时，光源器件发送一个"传号" 光脉冲； 当数字信号为"0"时，光源器件发送一个"空 号"（不发光）
16
光纤通信优点
通信容量大 一根光纤同时传输24万个话路，比传统的明线、同轴电缆、微波等要 高出几十乃至上千倍。 波分复用技术的采用，把一根光纤当作几根、几十根光纤使用，通信 容量近乎无限。 中继距离长 光纤具有极低的衰耗系数。目前商用化石英光纤已达0.19dB/km以下， 配以适当的光发送与光接收设备，中继距离达数百公里以上，特别适用于长途 一、二级干线通信。
4
通信系统概况
• 有线电视网没在我们经营范围之内，只 介绍传统电信网和计算机互联网。在我们 的经营范围内，这两张网已得到融合和渗 透。在我们的网络内三网合一的具体应用 就是我们的软交换平台和ADSL宽带业务。 所以我们现在在学习通信系统时，对于专 业的划分没法太绝对。而是全面地了解， 重点掌握。
5
•
10
传输网
• • • • 微波传输 卫星传输 电缆传输 光传输
11
光通信
• 一﹑光纤通信概论
• 二﹑光纤与光缆 • 三﹑光端机维护介绍
12
光纤通信
• 光纤通信概念 光纤通信以光作为信息载体，利用光纤传 输携带信息的光波，以达到通信之目的。
数字光纤通信系统的基本组成：光发送机 ﹑光接收机﹑光纤
34
光端机组成和主要参数
• • • • • • 光发射机、光接收机、电端机 发光功率， 收光功率： 接收灵敏度 过载点 接收机接收功率=对端发射功率-光缆等衰耗 >接收灵敏度 • 接收功率<过载点
35
现在主要的传输技术
• • • • 现在主要的传输技术 PDH SDH WDM
36
SDH设备日常维护 常见故障处理
20
光纤与光缆
• 光纤的导光原理 光是一种频率很高的电磁波，而光纤本身 是一种介质波导。 我们从几何光学的角度来简单讨论光纤的 导光原理。
21
光纤与光缆
• 全反射原理 光线在均匀介质中是以直线传播的，但在 两种不同介质的分界面会产生反射和折射 现象，如图所示： 3 包层 n2 纤芯 n1 2 1 反射光 入射光
•
3
通信系统概况
• 通信网按传统分类方法分为三网：传统电信网、计算机 互联网和有线电视网。 • 随着通信行业的快速发展，人们对通信的要求已不仅限 于单一的语音信息交流，随着网络传输的速度加快，语音 、数据、图像的综合信息服务给人们自然、生动、真切和 有效的交流方式。加上IP承载技术的快速发展和电信法制 的不断健全，三网合一业务浪潮正在信息运营界蔓延。“ 三网合一”能够使运营商在信息沟通的经营中实现网络资 源的共享，避免低水平的重复建设，形成对客户业务需求 响应快、业务适应性广、运营效率高、网络维护费用低的 高速带宽的多媒体基础平台。
30
接口
• •
光传输设备与电话交换机的常用接口 数字配线架DDF（Digital Distribution Frame）： 数字配线架是数字复用设备之间、数字复用设备与 程控交换设备或非话业务设备之间的配线连接设备。 数字配线架又称高频配线架，在数字通信中越来越有 优越性，它能使数字通信设备的数字码流的连接成为 一个整体，从速率2 Mb/s～155 Mb/s信号的输入、输 出都可终接在DDF架上，这为配线、调线、转接、扩 容都带来很大的灵活性和方便性。 目前：我们传输设备与电话交换机常用接口 G703 75欧2M 接口： E1及CE1 120欧 2M 接口
27
光纤与光缆
• 光纤的类型 • G.652光纤：在1310nm波长窗口色散性能 最佳，是目前应用最广泛的光纤。 在1310nm处，色散小，衰耗大； 在1550nm处，色散大，衰耗小； • G.653光纤：在1550nm波长，衰耗和色散 皆为最小值，可实现大容量长距离传输。 因出现四波混频效应(FWM),限制了它在 WDM（波分复用）方面的应用。
• 要点： • 设备运行环境要求
• 服务器运行环境要求 • SDH设备日常维护要求
37
设备运行环境要求
• 确保设备良好接地 • 设备采用联合接地，接地电阻应良好（要求小于1欧姆 ，否则会遭雷击打坏设备工作地、保护地之间的电压小于 0.5V） • 保证设备正常工作的直流电压 • (- 48∨ ±15%) • 保证稳定的环境温度 • 基本必需工作温度： • 5 ℃ ～40 ℃ • 期望工作温度： • 最好保持在20 ℃左右