一級建造師《通信與廣電》之SDH設備構成及功能

　　1L411022掌握SDH設備的構成及功能

　　需掌握：

　　一、SDH的基本網絡單元

　　二、SDH網絡接點接口

　　三、基本網絡單元的連接

　　SDH傳輸網是由一些基本的SDH網絡單元（NE）和網絡節(jié)點接口（NNI）組成，通過光纖線路或微波設備等連接進行同步信息傳輸、復用、分插和交叉連接的網絡。

　　SDH傳輸網具有全世界統(tǒng)一的網絡節(jié)點接口從而簡化了信號的互通以及信號的傳輸、復用、交叉連接和交換的過程；有一套標準化的信息結構等級，稱為同步傳送模塊STM-N（N=1， 4，16， 64……）。

　　一、SDH的基本網絡單元

　　構成SDH系統(tǒng)的基本網元主要有同步光纜線路系統(tǒng)、終端復用器（TM）、分插復用

　　器（ADM）、再生中繼器（REG）和同步數字交叉連接設備（SDXC） ，其中TM， ADM， REG， SDXC

　　TM是SDH基本網絡單元中最重要的網絡單元之一。

　　它的主要功能是將若干個PDH低速率支路信號復用成為STM-1幀結構電（或光）信號，或將若干個STM-n信號復用成為STM-N （ n

　　2.分插復用器（ADM）：

　　ADM是SDH傳輸系統(tǒng)中最具特色、應用最廣泛的基本網絡單元。

　　功能；ADM分插復用器：是在高速信號中分接（或插入）部分低速信號的設備。

　　3. 再生中繼器（REG）：

　　功能：是將經過光纖長距離傳輸后，受到較大衰減和色散畸變的光脈沖信號，轉換成電信號后，進行放大、整形、再定時、再生成為規(guī)范的電脈沖信號，經過調制光源變換成光脈沖信號，送入光纖繼續(xù)傳輸，以延長通信距離。

　　4. 同步數字交叉連接設備（SDXC）：

　　。SDXC 是指SDH 設備或網絡中的數字交叉連接設備

　　。主要功能：

　　實現SDH 設備內支路間、群路間、支路與群路間、群路與群路間的交叉連接，還兼有復用、解復用、配線、光電互轉、保護恢復、監(jiān)控和電路資源管理等多種功能。

　　二、SDH網絡接點接口

　　所謂網絡節(jié)點接口（NNI）表示網絡節(jié)點之間的接口。

　　對于SDH網絡接點接口規(guī)范一個統(tǒng)一的NNI標準，基本出發(fā)點在于，使其不受限于制定的傳輸媒質，不受限于網絡節(jié)點所完成的功能，同時對局間通信或局內通信的應用場合也不加以限定。

　　三、基本網絡單元的連接

　　（一）網絡拓撲結構

　　根據網絡節(jié)點在網絡中的幾何安排，一網絡主要有以下幾種基本的拓撲結構：線形、星形、環(huán)形、樹形、網孔形。

　?。ǘ┚W絡組網實例及網絡分層

　　按照SDH網絡分層的概念，圖中示意標出了實際系統(tǒng)中的再生段、復用段和數字段。

　　1.再生段：再生中繼器（REG ）終端復用器（TM ）之間、再生中繼器與分插復用器（ ADM ）或再生中繼器與再生中繼器之間，這部分段落稱再生段。

　　再生段終端（RST ）：再生段兩端的REG、TM和ADM稱為再生段終端（RST ）。

　　2.復用段：終端復用器與分插復用器之間以及分插復用器與分插復用器之間稱為復用段。

　　復用段終端（MST ）：復用段兩端的TM及ADM稱為復用段終端（MST ）。

　　3.數字通道：終端數字復用器之間以及跨越兩個數字段以上的ADM 間或ADM 與TM 之間。

　　通道終端（PT）：通道兩端的TM 及ADM 稱為通道終端（PT）。

　　1L411023掌握DWDM設備的構成及功能 P6 P18-21

　　一、DWDM工作方式

　　（一）按傳輸方向的不同可分為雙纖單向傳輸系統(tǒng)、單纖雙向傳輸系統(tǒng)

　　1.雙纖單向傳輸系統(tǒng)：

　　在雙纖單向傳輸系統(tǒng)中，單向DWDM是指所有光通道同時在一根光纖上沿同一方向傳送，

　　在發(fā)送端將載有各種信息的具有不同波長的已調光信號λ1，入2…λn通過光復用器組合在一起，并在一根光纖中單向傳輸，由于各信號是通過不同的光波長攜帶的，所以彼此之間不會混淆。

　　在接收端通過光解復用器將不同光波長信號分開，完成多路光信號傳輸的任務。反向光信號的傳輸由另一根光纖來完成，同一波長在兩個方向上可以重復利用。這種DWDM系統(tǒng)在長途傳輸網中應用十分靈活，可根據實際業(yè)務量需要逐步增加波長來實現擴容。

　　2.單纖雙向傳輸系統(tǒng)：如圖1L411023-2所示，單纖雙向DWDM是指光通路在同一根光纖上同時向兩個方向傳輸，所用波長相互分開，以實現彼此雙方全雙向有通信聯絡。

　　與單向傳輸相比的優(yōu)點：

　　1） 通?？晒?jié)約一半光纖器件。

　　2）另外，由于兩個方向傳輸的信號不會交互產生四波混頻（FWM），因此其總的四波混頻（FWM）產物比雙纖單向傳輸少得多。

　　缺點是，該系統(tǒng)需要采用特殊的措施來對付光反射，且當需要進行光信號放大時，必須采用雙向光纖放大器。

　　（二）從系統(tǒng)的兼容性方面考慮可分為集成式系統(tǒng)、開放式系統(tǒng)

　　1.集成式DWDM系統(tǒng)：集成式系統(tǒng)是指被承載的SDH業(yè)務終端必須具有標準的光波長和滿足長距離傳輸的光源，只有滿足這些要求的SDH業(yè)務才能在DWDM系統(tǒng)上傳送。因此集成式DWDM系統(tǒng)各通道的傳輸信號的兼容性差，系統(tǒng)擴容時也比較麻煩，因此實際工程較少采用。

　　2.開放式DWDM系統(tǒng)：對于開放式波分復用系統(tǒng)來說，在發(fā)送端和接收端設有光波長轉換器（OTU），它的作用是在不改變光信號數據格式的情況下（如SDH幀結構），把光波長按照一定的要求重新轉換，以滿足DWDM系統(tǒng)的波長要求。現在DWDM系統(tǒng)絕大多數采用的是開放式系統(tǒng)。

　　二、DWDM系統(tǒng)主要網元及其功能

　　DWDM系統(tǒng)在發(fā)送端采用合波器（OMU），將窄譜光信號（速率在2.5Gb/s及以下符合ITU-T G.692）的不同波長的光載波信號合并起來，送入一根光纖進行傳輸；在接收端利用一個分波器（ODU）， 將這些不同波長承載不同信號的光波分開。各波信號傳輸過程中相互獨立。

　　波分復用設備合（分）波器的不同，傳輸的最大波道也不同，目前商用的DWDM系統(tǒng)波道數可達160波，若傳輸l0Gbit/s系統(tǒng)，整個系統(tǒng)總容量就有1. 6Tbit/s.

　　DWDM系統(tǒng)主要網絡單元有：光合波器（OMU ）、光分波器（ODU）、光波長轉換器（OTU）、光纖放大器（OA）、光分插復用器（OADM）、光交叉連接器（OXC）。各網元主要功能如下：

　　1.光合波器（OMU）：

　　光合波器在高速大容量波分復用系統(tǒng)中起著關鍵作用，其性能的優(yōu)劣對系統(tǒng)的傳輸質量有決定性影響。

　　功能就是將不同波長的光信號相互獨立藕合在一起，傳送到一根光纖里進行傳輸。這就要求合波器插入損耗及其偏差要小，信道間串擾小，偏振相關性低。

　　合波器主要類型有介質薄膜干涉型、布拉格光柵型、星形藕合器、光照射光柵和陣列波導光柵（AWG）等。

　　2.光分波器（ODU）：

　　光分波器在系統(tǒng)中所處的位置與光合波器相互對立，光合波器在系統(tǒng)的發(fā)送端，光分波器在系統(tǒng)的接收端，所起的作用是將藕合在一起的光載波信號按波長，將各波道的信號相互獨立地分開，并分別發(fā)送到相應的低端設備。對其要求和其主要類型與光合波器類同。

　　3. 光波長轉換器（OTU）：

　　光波長轉換器根據其所在DWDM系統(tǒng)中的位置，可分為發(fā)送端OTU、中繼器使用OTU和接收端OTU.

　　發(fā)送端OTU主要作用是將終端通道設備送過來的寬譜光信號，轉換為滿足WDM要求的窄譜光信號，因此其不同波道OTU的型號不同。

　　中繼器使用OTU主要作為再生中繼器用：

　　執(zhí)行光/電/光轉換、實現3R（再整形、再生、再定時）功能；

　　對某些再生段開銷字節(jié)進行監(jiān)視的功能。

　　接收端OTU主要作用是將光分波器送過來的光信號轉換為寬譜的通用光信號。

　　根據波長轉換過程中信號是否經過光/電域的變換，又可將光波長轉換器分為兩大類：光一電一光波長轉換器和全光波長轉換器。

　　4.光纖放大器（OA）：光纖放大器是一種不需要經過光/電/光變換而直接對光信號進行放大的有源器件。它能高效補償光功率在光纖傳輸中的損耗，延長通信系統(tǒng)的傳輸距離，擴大用戶分配網覆蓋范圍。

　　光纖放大器在WDM系統(tǒng)中的應用主要有三種形式： 功率放大器（BA，簡稱功放）、線路放大器（LA，簡稱線放）、預放大器（PA，簡稱預放）之分。

　　在發(fā)送端光纖放大器可以用在光發(fā)送端機的后面作為系統(tǒng)的功率放大器（BA），用于提高系統(tǒng)的發(fā)送光功率。在接收端光纖放大器可以用在光接收端機的前面作為系統(tǒng)的預放大器（PA），用于提高信號的接收靈敏度。光纖放大器作為線路放大器時可用在無源光纖段之間以抵消光纖的損耗、延長中繼長度，稱之為光線路放大器（LA，簡稱線放）。

　　實現光網絡的關鍵是要在OTN（光傳送網）節(jié)點實現信號在全光域上的交換、復用和選路。目前在OTN（光傳送網）上的網絡節(jié)點主要有兩類：光分插復用器（OADM）和光交叉連接器（OXC）。

　　5.光分插復用器（OADM）： P6 P21

　　主要功能是：在光域實現傳統(tǒng)SDH中的SADM 分插復用器在時域中實現的功能，包括從傳輸設備中有選擇地下路去往本地的光信號，同時上路本地用戶發(fā)往其他用戶的光信號，而不影響其他波長信號的傳輸。即將需要上下業(yè)務的波道采用分插復用技術終端至附屬的OUT（光波長轉換器）設備。

　　光分插復用器（OADM）工程中的主要技術要求是通道串擾和插入損耗。

　　6.光交叉連接器（OXC）：P6 P21

　　光交叉連接器是實現全光網絡的核心器件，其功能類似于SDH系統(tǒng)中的SDXC，差別在于OXC在光域上直接實現了光信號的交叉連接、路由選擇、網絡恢復等功能，無需進行OEO轉換和電處理。

　　通過使用光交叉連接器，可以有效地解決現有的數字交叉連接設備（DXC）的電子瓶頸問題。

　　光交叉連接器（OXC）是構成OTN（光傳送網）的核心設備

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