运维人员岗位培训系列.docx

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1、目 录第1章 基础知识 课程目标：初级l 熟悉传送网的基本概念l 了解传送网的特点l 熟悉传送网的物理拓扑结构l 熟悉传送网的发展趋势l 了解准同步和同步数字体系l 了解电磁波常识中级l 掌握传送网的基本概念l 熟悉传送网的特点l 掌握、传送网的关系l 掌握传送网的物理拓扑结构l 熟悉传送网的发展趋势l 熟悉数字复用技术l 掌握准同步和同步数字体系l 了解数字传输常用码型l 掌握再生中继l 掌握同步技术l 掌握电磁波常识高级l 掌握传送网的基本概念l 掌握传送网的特点l 掌握、传送网的关系l 掌握传送网的物理拓扑结构l 熟悉传送网的发展趋势l 掌握数字复用技术l 掌握准同步和同步数字体系l 熟

2、悉数字传输常用码型l 熟悉均衡技术l 掌握再生中继l 掌握同步技术l 掌握电磁波常识1.1 传送网的基本概念电信网是十分复杂的网络，人们可以从各种不同的角度和以不同的方法来描述，因而网络这个术语几乎可以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。传送网(G.805定义)，是在不同地点之间传递用户信息的网络的功能资源，即逻辑功能的集合。传送网是完成传送功能的手段，其描述对象是信息传递的功能过程，主要指逻辑功能意义上的网络。当然，传送网也能传递各种网络控制信息。传输网是在不同地点之间传递用户信息的网络的物理资源，即基础物理实体的集合。传输网的描述对象是信号在具体物理媒质中传输的物理过

3、程，并且传输网主要是指由具体设备所形成的实体网络，如光缆传输网、微波传输网。人们往往将传输和传送相混淆，两者的基本区别是描述的对象不同，传送是从信息传递的功能过程来描述，而传输是从信息信号通过具体物理媒质传输的物理过程来描述。因而，传送网主要指逻辑功能意义上的网络，即网络的逻辑功能的集合。而传输网具体是指实际设备组成网络。当然在不会发生误解的情况下，则传输网（或传送网）也可以泛指全部实体网和逻辑网。电信传输网基本上是由传输设备和网络节点构成，传输设备有光缆线路系统、微波接力系统和卫星通信系统。网络节点实现终结、交叉链接和交换功能。网络节点接口（）的工作定义是网络节点之间的接口，图1.1中所示出

4、的可说明网络节点接口在网络中的位置。图 1.1 在网络中的位置1.2 传送网的特点传送网技术发展，经历了已经逐渐淘汰的电通信网络、正在使用的光电混合网络，正加速向全光网络迈进。光传送网是在光传送网和光纤系统的基础上发展起来的，我们从、等各种传送网的传输方式入手，分别讲述基于各种技术的光传送网的特点。1.2.1 基于技术的传送网特点一、技术简介（ ，同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（）。国际电话电报咨询委员会（）（现）于1988年接受了 概念并重新命名为，使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和

5、卫星传输的通用技术体制。 它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。二、基于技术传送网的特点1 使1.5和2两大数字体系（3个地区性标准）在1等级上获得统一。今后数字信号在跨越国界通信时，不再需要转换成另一种标准，第一次真正实现了数字传输体制上的世界性标准。2 采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构。各种不同等级的码流在帧结构净负荷内的排列是有规律的，而净负荷与网络是同步的，因而只须利用软件即可使高

6、速信号一次直接分插出低速支路信号，即所谓的一步复用特性。3 帧结构中安排了丰富的开销比特，因而使网络的能力(诸如故障检测、区段定位、端到端性能监视等)大大加强。4 具有完全的后向兼容性和前向兼容性。5 网具有信息净负荷的透明性。即网络可以传送各种净负荷及其混合体而不管其具体信息结构如何。6 由于将标准光接口综合进各种不同的不少网元，减少了将传输和复用分开的需要，从而简化了硬件，缓解了布线拥挤。例如网元有了标准光接口后，光纤可以直接通到，省去了单独的传输和复用设备，以及又贵又不可靠的人工数字配线架。此外，有了标准光接口信号和通信协议后，使光接口成为开放式接口，还可以在基本光缆段上实现横向兼容，满

7、足多厂家产品环境要求，使网络成本节约10到20%。7 由于用一个光接口代替了大量的电接口，因而网所传输的业务信息，可以不必经由常规准同步系统所具有的一些中间背靠背电接口而直接经光接口通过中间节点，省去了大量相关电路单元和跳线光缆，使网络可用性和误码性能都获得改善，而且，由于电接口数量锐减导致运行操作任务的简化及备件种类和数量的减少，使运营成本减少2030。8 信号结构的设计已经考虑了网络传输和交换应用的最佳性，因而在电信网的各个部分（长途、中继和接入网）中都能提供简单、经济和灵活的信号互连及管理，使得传统电信网各个部分的差别正在渐渐消失，彼此的直接互联变得十分简单和有效。此外，由于有了唯一的网

8、络节点接口标准，因而各个厂家的产品可以直接互通，从而可能使电信网最终工作于多厂家的产品可以直接互通，从而可能使电信网最终工作于多厂家产品环境并实现互操作。上述特点中最核心的有3条，即同步复用、标准光接口和强大的网管能力。当然，也有它的不足之处。例如：1 频带的利用率不如传统的系统。以2.048为例，的一三9.264可以收容64个2.048系统，而的一五5.520却只能收容63个2.048系统，频带利用率从的94%下降到83；以34.368为例，的一三9.264可以收容4个系统，而的一五5.520却只能收容3个，频带利用率从的99下降到66。当然，上述安排可以换来网络运用上的一些灵活性，但毕竟使

9、频带的利用率降低了。2 采用指针调整机理增加了设备的复杂性。以一个复用映射支路为例，容器和虚容器电路加上指针调整电路，以及和插入功能，大约共需67万个等效门电路。好在采用亚微米超大规模集成电路技术后，成本代价不算太高。3 由于大规模的采用软件控制和将业务量集中在少数几个高速链路和交叉连接点上，软件几乎可以控制网络中的所有交叉连接设备和复用设备。这样，在网络层上的人为错误、软件故障，乃至计算机病毒的侵入可能导致网络的重大故障，甚至造成全网瘫痪。为此必须仔细的测试软件。选用可靠性较高的网络拓扑。1.2.2 基于技术的传送网特点一、技术简介，（ ），多业务传送平台，是指基于、同时实现、等业务接入、处

10、理和传送，提供统一网管的多业务传送平台。作为传送网解决方案，伴随着电信网络的发展和技术进步，经历了从支持以太网透传的第一代到支持二层交换的第二代再到当前支持以太网业务的第三代的发展历程。二、基于技术传送网的特点技术发展到现在经历了三个阶段，新技术的不断出现是技术不断发展的根本基础。各个阶段的特点如下所述：第一阶段： 引入和 映射方式，实现点对点的数据传输； 没有数据带宽共享，所以分组数据业务的传送效率还是低； 支持连续级联； 不支持以太环网，数据的保护倒换时间长；第二阶段： 本身的设备功能和组网功能就非常强； 支持在、之间的带宽灵活指配； 可以支持真正的二层交换，达到充分的数据带宽共享； 支持

11、基于的映射，支持虚级联的通道组网； 提供基于机制的带宽调整能力； 采用地址 交换，带宽共享同时保证安全性能和；第三阶段： 具有第二代的所有功能 支持基于机制的以太环网；进一步的发展方向就是采用自动交换光网络的体制，在的传送平面上，引入一个智能化的、通过软交换信令实现的控制平面，借以实现动态的电路配置和最灵活的多级带宽分配。1.2.3 基于技术的传送网特点一、技术简介（ ），自动交换光网络，是指能够智能化地、自动完成光网络交换连接功能的新一代光传送网。所谓自动交换连接是指：在网络资源和拓扑结构的自动发现的基础上，调用动态智能选路算法，通过分布式信令处理和交互，建立端到端的按需连接，同时提供可行可

12、靠的保护恢复机制，实现故障情况下连接的自动重构。二、基于技术传送网的特点1 具有分布式处理功能；2 与所传送客户层信号的比特率和协议相独立，可支持多种客户层信号；3 具有段对段网络监控保护、恢复能力；4 实现了控制平台与传送平台的独立；5 实现了数据网元和光层网元的协调控制，将光网络资料和数据业务的分布自动地联系在一起；6 与所采用的技术相独立；7 网元具有智能；8 可根据客户层信号的业务等级（）来决定所需要的保护等级。1.2.4 基于技术的传送网特点一、技术简介，（ ），波分多路复用，实质上是利用了光具有不同的波长的特征。随着光纤技术的使用，基于光信号传输的复用技术得到重视。 波分多路复用的

13、原理：利用波分复用设备将不同信道的信号调制成不同波长的光，并复用到光纤信道上。在接收方，采用波分设备分离不同波长的光。二、基于技术传送网的特点1 充分利用光纤的巨大带宽资源使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍，从而增加光纤的传输容量，降低成本，具有很大的应用价值和经济价值。2 同时传输多种不同类型的信号由于技术中使用的各波长彼此独立，因而可以传输特性完全不同的信号，完成各种电信业务的综合和分离，包括数字信号和模拟信号，以及信号和信号，实现多媒体信号（如音频、视频、数据、文字、图像等）的混合传输。3 实现单根光纤双向传输由于许多通信（如：打电话）都采用全双工方式，因此采用技术可节省大

14、量的线路投资。4 多种应用形式根据需要，技术可有很多应用形式，如陆地长途干线网、广播式分配网络、用户接入网、局域网络、海底光缆等，因此对网络应用十分重要。5 节约线路投资采用技术可使N个波长服用起来在单模光纤中传输，在大容量长途传输时可以节约大量光纤。另外，对已建成的光纤通信系统扩容方便。6 降低器件的超高速要求随着传输速率的不断提高，许多光电器件性能已满足不了要求，使用技术可降低对一些器件在性能上的要求，如激光器的频率稳定性等，同时又可实现大容量传输。7 的传送通道波分复用通道对数据格式是透明的，即与信号速率及电调制方式无关，在网络扩充和发展中，是理想的扩容手段，也是引入宽带新业务（例如等）

15、的方便手段。通过增加一个附加波长即可引入任意想要的新业务或新容量，如目前或将要实现的 技术。8 高度的组网灵活性、经济性和可靠性利用技术进行波长选路，实现网络交换和恢复，从而实现未来透明、灵活、经济且具有高度生存型的光网络。1.3 、传送网的关系就目前的技术与应用状况来看，系统在传送网中的位置如图1.2所示，其中的和之间是客户层与服务层的关系。相对于技术而言，、和信号都只是系统所承载的业务信号。从层次上看，系统更接近于物理媒质层光纤，并在通道下面构成“光通道”层网络。图1.2 系统在传送网中的位置1.4 传送网的物理拓扑结构网络的物理拓扑泛指网络的形状，即网络接点和传输线路的几何排列，它反映了

16、物理上的连接性。网络拓扑的概念对网的应用十分重要，特别是网络的效能、可靠性和经济性在很大程度上与具体物理拓扑有关。当通信只涉及两个点时，即为点到点拓扑。常规系统和初期应用的系统都是基于这种物理拓扑的。除了这种简单情况外，网络的基本物理拓扑有5种类型。一、 线形当涉及通信的所有节点串联起来，并使首末两个节点开放时就形成了所谓线形拓扑。在这种拓扑结构中，为了使两个非相邻点之间完成连接，其间的所有节点都应完成连接功能。例如在两个终端复用器（）之间接入若干分插复用器（）就是典型的线形拓扑的应用，也是早期应用的比较经济的网络拓扑形式。这种结构可以在中间站无需对信号解复用就能上下电路，因而比传统背靠背异步

17、复用终端要经济灵活，但这种结构无法应付节点和链路失效，生存性较差。如图1.3。图1.3 线形拓扑二、 星形当涉及通信的所有节点中有一个特殊的点与其余所有节点直接相连，而其余点之间互相不能直接相连时，就形成了所谓的星形拓扑，又称枢纽形拓扑。在这种拓扑结构中，除了特殊点外的任意两点之间的连接都是通过特殊点进行的，特殊点为经过的信息流进行选择路由、并完成连接功能，这种网络拓扑可以将枢纽站（即特殊点）的多个光纤终端统一成一个，并具有综合的带宽管理灵活性，投资和运营成本得到很大节省，但存在特殊点的潜在瓶颈问题和失效问题。如图1.4。图1.4 星形拓扑三、 树形将点到点拓扑单元的末端点连接到几个特殊点时就

18、形成了树形拓扑。树形拓扑可以看成时线形拓扑和星形拓扑的结合。这种拓扑结构适合于广播式业务，但存在瓶颈问题，不适合提供双向通信业务。如图1.5。图1.5 树形拓扑四、 环形当涉及通信的所有节点串联起来，而且首尾相连。没有任何点开放时，就形成了环形网。将线形结构的两个首尾开放点相连就变成了环形网。在环形网中，为了完成两个非相邻点之间的连接，这两点之间的所有节点都应完成连接功能。这种网络拓扑的最大优点是具有很高的生存性，这对现代大容量光纤网络是至关重要的，因而环形网在网中受到特殊的重视。如图1.6。图1.6 环形拓扑五、 网孔形当涉及通信的许多节点直接互连时就形成了网孔形拓扑，如果所有的点都直接互连

19、时则称为理想的网孔形。在非理想的网孔形拓扑中，没有直接相连的两个点之间需要经由其它点的连接功能才能实现连接。网孔形结构不受节点瓶颈问题和链路失效问题的影响，两点间有多种路由可选，可靠性很高，但结构复杂、成本较高、适合于那些业务量很大分布又比较均匀的地区。如图1.7。图1.7 网孔型综上所述，所有这些拓扑结构都各有特点，在网中都有可能获得不同程度的应用。网络拓扑的选择应考虑众多因素，如网络应有高生存性，网络配置应当容易，网络结构应当适于新业务的引进等。实际网络不同部分适用的拓扑结构也有所不同，例如本地网中，环形和星形拓扑结构比较适宜，有时也可用线形拓扑。在市内局间中继网中环形和线形拓扑结构比较适

20、宜，有时也可以用线性拓扑。在市内局间中继网中环形和线形拓扑可能比较有利，而长途网可能需要网孔形拓扑和环形拓扑。实际需要可根据具体情况分析论证。尚未就网络拓扑结构进行标准化，而将其留给各电信主管规划设计部门自行研究决定。1.5 传送网的发展趋势传送网向着增大容量、支持多业务、增强网络智能、开放网络接口等方向发展。一、 从提供 业务为主向提供多业务的方向发展，以 技术为主向包括、 和城域 等多业务传送平台的方向演进，实现L12特性归一化的、数据平面和平面并存的、融合了下一代网络需求的多业务综合传送平台。二、 标准逐渐成熟，信令逐步实施到、波长和，在控制的层次上形成完整的端到端体系。逐步实现、 等接

21、口和相关协议的标准化，实现不同厂商设备间的的互联互通。三、 与 技术结合，传统网络管理功能与控制层面功能逐步协调配合，促使与协同工作；四、 波分技术向波长扩展和智能波长调度发展，提供更密集的波分和灵活的波长级调度。五、 技术逐步成熟，为光电层波长业务的端到端提供设备支撑，逐步成为下一代支持数据互连的传输设备之一。1.5.1 的优劣势光传送网是在光传送网和光纤系统的基础上发展起来的。相对传统而言，所定义的的主要优势在于：一、 具备更强的前向纠错（）能力。的带外比的带内可以改进纠错能力37；二、 具有多级串联连接监视（）功能。监视连接可以是嵌套式、重叠式和/或级联式，而只允许单级；三、 支持客户信

22、号的透明传送。只能支持单一的客户信号，而可以透明支持所有客户信号；四、 交换能力上的扩展性。主要分两个交换级别，即2和一五5。而可以随着线路速率的增加而增加任意级别的交换速率，与具体每个波长信号的比特率无关。然而，的主要不足之处是缺乏细带宽粒度上的性能监测和故障管理能力，对于速率要求不高的网络应用，经济性不佳。1.5.2 全光的发展从实现技术上看，可以划分为两大类，即采用电交叉矩阵的（有时简称方式或电）和采用纯光交叉矩阵的（有时简称方式或全光）。采用方式处理可以比较容易地实现信号质量监控和消除传输损伤，网管比较成熟，容量不是很大时成本较低，与现有线路技术兼容，更重要的是可以对小于整个波长的带宽

23、进行处理和调配，符合近期市场的容量需要。然而其扩容主要是通过持续的半导体芯片密度和性能的改进来实现的，由于系统的复杂性，无法跟上网络传输链路容量的增长速度。最后，这类系统通常体积大、功耗大、容量很大时成本较高。另一方面，采用光交叉矩阵的省去了光电转换环节，不仅节约了大量光电转换接口，而且由于纯光消除了带宽瓶颈，容量可望大幅度扩展，随之带来的透明性还可以使其支持各种客户层信号，功耗较小，有更高效的多端口交换能力，具有更长远的技术寿命。从端口成本和功耗看，这类设备也比采用的要低。但是，这类设备可以交换的带宽粒度至少是整个波长，因此即使只有少量的附加带宽需求也必须提供整个波长，不经济。其次，为了引入

24、全光交换机，可能必须更新改造已有线路系统。第三，在光域实现性能监视很困难。第四，与全光交换机相连的线路是由一系列均衡过的光放大器构成的，而目前所有线路均衡方法都是专用的，涉及的相关因素很多，这些因素高度相关且互相依赖，使均衡工作很困难，也需要时间稳定。若试图在均衡好的网状网中快速动态地实施波长选路，将会导致上述多种因素重新组合，需要对新的波长通路实施快速重新均衡。而目前的光线路系统还无法以标准化的方式快速动态地实现网络均衡。1.5.3 向演进尽管已具有灵活组网能力，但传统意义上的仅仅具有静态网络配置能力，缺乏自动联网智能和端到端的点击配置能力，因此无法适应日益动态的网络和业务环境，也不解决传统

25、网络的结构问题。随着业务成为网络的主要业务量后，对网络带宽的动态分配要求将越来越迫切，网络最终需要实时动态配置能力，即智能光交换能力，传统的静态交叉连接型将升级为动态交换型智能光交换机，于是一种能够自动完成光网络连接的新型网络概念自动交换光网络（）技术应运而生。所带来的主要好处有：简化了网络结构和节点结构，允许将网络资源动态分配给路由，优化了网络资源分配，提高了带宽利用率，降低了建网初始成本，还缩短了业务层升级扩容时间，间接增加了业务层节点的流量负荷；简化了运行，实现了规划、业务指配和维护的自动化，降低了运维成本，避免了资源搁浅；光层的快速业务恢复能力；快速的业务提供和拓展；减少了运行支持系统

26、软件的需要，减少了人工出错机会；可以引入新的波长业务，诸如按需带宽业务（）、分级的带宽业务、动态波长分配租用业务、光层虚拟专用网（）等等。技术的引入，要注意如下问题。一、 如何使合理地与传统网络衔接，目前还没有十分成熟的解决方案。现有网络中已经存在大量的环网和 系统，新的智能光网络设备引入后必须与原有传送网互联才能发挥全网的效能，但那些不具备智能功能的网络设备，就成为全网智能化的瓶颈，使得网络端到端连接的动态控制难以实现；二、 如何平衡人工管理与智能控制之间的关系，尚需在实践中探索。智能功能的引入意味着将减少人为干预，网络可靠性将不再仅仅依赖完善的操作、维护与管理流程，而是要依赖智能软件的可靠

27、性，将作为整个通信网底层承载平台的传送网的控制权完全交付智能控制软件不能不令人有所顾虑。另外分布式网络中多用户并发操作带来的资源同步和抢占问题仍然需要进一步研究；三、 智能光网络标准和协议还存在许多不确定性，、等接口标准仍在发展之中，不同厂家的智能光网络设备还不能很好地互通，这都将妨碍智能光网络的推广；四、 实际智能光网络产品的功能与性能还不尽人意，与理论宣称的愿景尚有差距。目前已部署的某些智能光网络所启动的“智能”功能往往很少，依然主要依赖人工配置与管理。我国过去十几年来，光纤通信的发展一直是以点到点的链路容量的扩展为主线的。近几年来，随着高度动态的业务量的持续高速发展和专线业务的稳步发展，

28、以及网络容量的相对宽余和竞争的加剧，传送网向动态联网的的发展已经提到日程上来，建设一个大容量的高度灵活、动态、可靠的传送网已经成为我国传送网转型的关键和下一步发展的重点。1.5.4 技术演进将在目前第二代的基础上向第三代、第四代发展，引入功能，将技术与技术结合，向第三代发展。其实这只是一个准第三代的概念，因为并不是采用来承载所有的流量和数据流量，在原来承载流量的基础上，将承载数据流量的机制改为机制。对于一个环网，一些通道承载业务，另外一些通道则承载数据业务。光纤切断时，承载业务的通道进行复用段环倒换，而承载数据业务的通道则进行2层的保护。 第四代则是引入功能， 增加自动交换传送的控制平面，实现

29、自动路由配置、网络拓扑发现、自动邻居发现、全网带宽动态分配等智能化城域传输。同时在支持基本的以太网技术上，将支持数据网络的新标准，比如 、信令等。在提高数据传输效率方面也将不断改善，从当前的数据通信发展来看，数据包长度呈现下降趋势，短包的比率越来越高。数据包是通过第一层次封装，然后再通过第二层次封装。数据包越短，封装效率越低，系统处理负荷越重，因此设备处理数据短包的能力也应该得到提高。传送网为业务网提供支撑和服务，业务网的需求决定了传送网的发展。目前以 为主的数据业务增长极其迅速，而传统光传送网主要是根据电路模式的语音业务进行设计，存在着诸如业务指分配处理复杂、带宽效率低、传输数据业务成本高、

30、网络扩展性差等缺陷，不具备对业务的优化传送和对宽带数据业务进行汇聚和疏导的能力。另一方面，接入网占整个电信网络建设成本很大的比重，如果、以及等网络独立地发展自己的接入层，必然导致接入网的重复建设，同时错综复杂的网络结构也会加大网络运行维护成本。如果能够利用综合化的多业务传送平台实现各个网络在接入层和汇聚层的“合网建设”，必然能极大地降低网络建设和维护成本，并有利于向用户提供综合业务。实现城域网多业务传送的主要技术有基于的多业务传送平台（）、弹性分组环（）以及波分复用系统（）等。在这几种技术中，目前被传统运营商普遍看好，设备是对传统设备的继承和发展，的引入不但可以充分利用现有的丰富网络资源、借鉴

31、系统多年的网络运维和管理经验、完全兼容目前大量应用的业务，还可以实现以太网、等多种业务的综合传送和接入，满足日益增长的数据业务需求。而纯 对数据业务可以提供更高效的支持，在以以太网数据业务为主的场合是非常好的技术，目前已有不少的应用，虽然也提供电路仿真，但其对业务的支持能力自然不如。城域系统可以向用户提供多种业务接口，实现对于上层协议和业务的透明传输，但是由于受光层联网技术水平的限制，现阶段还很难单独利用搭建城域多业务传送平台，需要与或等其它技术结合应用。虽然目前的呼声很高，新部署的几乎都被称为。但总的来看，由于传送网与数据网协调工作问题未能很好解决，大量的目前主要还是作为设备使用，其中数据业

32、务板的使用量还较少，在许多场合数据业务依然依赖独立的以太网或数据网提供。1.6 数字复用技术为了提高信道利用率，是多路信号互不干扰地在同一条信道上传输，这种方式叫做多路复用。目前应用最广泛的方法是时分复用（）、波分复用（）、空分复用（）和正交频分复用（）等技术。1.6.1 时分复用技术在时分复用系统中，多路信号在时间上被离散化，相当于对时域进行分割，多路信号在不同的时间内被传送，各路信号在时域中互不重叠。一、的原理时分多路复用()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。在时分多路传输系统中，各路信号在不同的时刻传输，传输的是每一路信号的抽样值(或其抽样的编码)，在传输

33、系统的发送端，扫描开关轮流接通各路信号，形成脉冲数据流，只要开关的转换频率高于信号中最高频率的2倍，就能无失真地传输各路信号。在接收端，同样有一个扫描开关将接收到的脉冲数据流依次分配给相应的各个通路。很明显，收、发端的扫描开关必须保持同步，因此还需发送同步信号。二、光时分复用电时分复用技术()是电子学通信领域中一项成熟的技术。但在电子学领域，由于受电子速率、容量和空间兼容性诸多方面的局限，的复用速率不可能太高，做到40就已经相当困难了。与在原理上基本一样，所不同的是，是在光层上进行复用，复用的速率可以达到很高，一般可达100量级。目前阶段的传输技术在传输速率方面已实现了640(40)，400(

34、40)。的工作原理是在发射端，扫描开关以的频率从用户1扫描到用户n，即开关在不同的时间间隔内分别与用户1到用户n的信号接通；在接收端，扫描开关也以的频率从用户1扫描到用户n，只要保证扫描开关的同步，就能保证系统的正常工作。这就完成了在不同的时间间隔内传送不同信号，很明显，多路复用能否正常进行，关键是收、发双方必须同步。1.6.2 波分复用技术20世纪90年代中期以前推出的光纤通信系统主要是时分复用为基础的单通信系统，借助于这样的系统，将速率5年提高了9倍。20世纪90年代中期以后，波分复用技术开始迅速发展，特别是基于掺铒光纤放大器()的波分复用技术。采用该技术，朗讯()率先推出了一根光纤中同时

35、传送8路、每路速率为2.5(82.5)的波分复用系统。推出了16路、每路速率为2.5(162.5)的波分复用系统，在试验室中目前已达速率级。一、 技术原理波分复用技术()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)，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。从本质上讲，波分复用与频分复用的含义是相同的，只不过频分复用是在电域，而波分复用是在光域。由于在光的频域上信号的频率差别比较大，人们更喜欢采用波长来定义频率上的差别，因而这样的复用方法称为波分复

36、用，以区别于电域上的频分复用。波分复用技术能够在一根光纤上同时传输不同波长的几个甚至几百个光载波信号，不仅能充分利用光线的带宽资源，增加系统的传输容量，而且还能提高系统的经济效益。二、 主要特点1 光纤的巨大带宽资源得以充分利用；2 同时传送多种不同类型的信号；3 实现单根光纤双向传输；4 降低器件的超高速要求；5 高度的组网灵活性、经济性和可靠性；6 理想的扩容手段。三、 分类根据被复用的光波长的间隔的不同，光波分复用系统又可分为光的密集波分复用()和粗波分复用()。系统是当今光纤应用领域的首选技术，但它主要面向主干网，且价格比较昂贵。系统则是利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光

37、纤中传输来实现。在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，连接到不同的接收设备。的信道间隔为20，而的信道间隔很窄，一般只有0.2、0.4、0.8或1.6，所以相对于来说被称为粗波分复用技术。目前的工作波段是从1470到1610，因为信道间隔为20，所以最大只能复用8个波长，将来这些系统有望在1290到1610的频谱内扩展到16个复用波长。主要运用在城域网范围内，它能够利用大量的旧光缆，节省初期投资成本并解决了光纤的资源问题。四、 技术展望技术一直在高速地发展，也将在未来较长的一段时间作为光传输的主要技术。它向两个方向发展：一是更多的通道数，更大的通信容量；二是更低的成本。

38、和将分别是这两个方向的典型技术。另外，将统一网络已经成为共识，而 技术由于省去了中间层，是构建纯网络平台的理想技术，局域网中使用的以太网技术开始应用在光网络，形成和10光以太网标准。采用以太网方式实现 ，可以与以太网接入部分实现无缝连接，不需要中间协议转换，设备简单，易维护，价格低廉。传统电信城域网采用系统以方式提供网络服务。这种系统成本高，带宽有限，不能满足新一代宽带城域网的需求。发展的趋势将是以太网与波分复用技术结合构成宽带网，光以太网可以在第三层完成环状网或网状网出现故障时快速自愈恢复，不仅可以实现系统50内完成自愈恢复，同时也节省了物理层的冗余光通道，提高了光纤的利用率。通过和光以太网

39、进行带宽扩展正在成为宽带网的主流。波分复用技术继广域网之后，将在城域网，甚至局域网中发挥巨大作用。随着器件性能不断提高，成本不断降低，通道越来越密集，成本越来越低，两者将合二为一，实现未来理想的全光网络。1.6.3 空分复用技术空分复用()是指利用不同空间位置传输不同信号的复用方式，如利用多芯光缆传输多路信号就是空分复用方式。光空分复用( )是一种新型技术，它在光网络中的作用如同分组交换在专用线路中的作用一样。光空分复用()是指对光缆芯线的复用，如对16芯32组10带的光缆产品，每缆5120芯。若每芯传输速率为1(1012)，考虑到冗余自愈保护，则每缆至少传送的速率为1000。这从根本上扭转了

40、信息网络中带宽受限的局面，这意味着单位带宽的成本下降，为各种宽带业务提供了经济的传输和交换技术。利用光空分交换或交叉连接，可以用非网状物理光缆网络组成全网状物理光纤网络结构，提供了组网的灵活性。1.6.4 正交频分复用技术一、的原理频分多路复用是让各路信号分别占用信道的不同频率范围。只要复合信号的总带宽小于信道带宽，复合信号就可以在该信道传输。在接收端可用滤波器来分路，分别解调出各路信号。频分多路复用以前多用于模拟通信，但是正交频分复用( )可用于数字通信中，它是频分复用技术的一种，是一种多个正交子载波的调制技术。就是一种多载波技术，它的多载波调制和解调是通过离散傅立叶反变换()和离散傅立叶变

41、换()实现的。采用离散反变换实现调制和传统的技术有很大的不同。在传统的技术中，每个子信道是不重叠的，为防止信道间的干扰，信道间还要加保护间隔，从而导致频带利用率下降。而在中，子信道间不加保护间隔，因此可有效地提高频带的利用率。二、的应用技术的最大优点是对抗频率选择性衰落或窄带干扰；可以有效地对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输；通过各个子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力。适用于多业务、高灵活性的通信系统，频谱利用率高，系统稳定性好。良好的技术性能将在军事通信领域得到日益广泛的应用。1.6.5 复用技术的展望商品化的单波长10(64)光传输设备的推出及对以G.652

42、光纤为主所建立起的遍布全球的光缆通信网的扩容需求，更需要光复用技术的不断应用。与传统的电复用技术相比，光复用技术拥有许多无可比拟的优点，所以是极具发展潜力并且拥有广阔应用前景的先进技术。可以预想在不久的将来，数字通信系统中光复用技术将全面取代电复用技术，在今后的实际应用中，几种光复用技术的混合应用(如技术)将在各种光通信系统中发挥重要的作用。光复用技术一定能给通信事业带来一片崭新的天地。1.7 准同步和同步数字体系在数字传输系统中，有两种数字传输系列，一种叫“准同步数字系列”（ ），简称；另一种叫“同步数字系列”（ ），简称。采用准同步数字系列（）的系统，是在数字通信网的每个节点上都分别设置高

43、精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别。为了保证通信的质量，要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。因此，这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”。1988年，国际电报电话咨询委员会（）接受了的概念，重新命名为“同步数字系列（）”，使它不仅适用于光纤传输体制，也适用于微波和卫星传输的技术体制，并且使其网络管理功能大大增强。技术与技术相比，有如下明显优点：一、 数字体系方面传统的网络存在1.5和2两大数字体系及三个地区性标准。因此不存在世界性标准，三者互不兼容，国际间互通困难。而网使两大数字体系和三个地区性标准在基本传输模块

44、1上获得了统一。因此数字信号在跨越国界时，不再需要转换成另一种标准，首次真正实现了同一数字体系的全球性数字通信。二、 接口规范网不存在世界统一标准的光接口规范，而是由各厂家自行开发的光接口。这些专用光接口无法在光路上互通，只有通过光/电变换转换成标准电接口（G.703）才能互通，缺乏联网应用的灵活性，增加了网络的复杂性和设备的成本。而在网内用一个光接口代替大量电接口，省去了大量相关电路单元和光跳线，提高了网络灵活性和可靠性，节约了成本。在帧内已安排扰码，其统一格式的加扰码可成为适应光纤、微波数字传输的统一码型。三、 上下业务能力传统的复用结构逐级复用，除了几个低速率级信号采用同步复用外，其它级

45、采用异步复用，即靠塞入一些额外比特使各支路信号与复用设备同步并复用成高速信号，因此很难从高速信号中提取低速信号。在网中，由于采用了同步复用和指针映射结构，各种不同等级的信号码流在帧结构净负荷内是有规律排列的。净负荷与网络又是同步的，因此只需利用软件控制指针，便可以从高速信号中一次提取所需信号，上下业务十分方便。四、 网络的运行、维护和管理传统的网络在复用信号帧结构中不存在足够的用于网络运行、管理和维护的比特。这种先天不足，使网络无法适应飞速发展的网络业务需求，也难以支持新一代电信传输网。而在帧结构中安排了丰富的开销比特，使网络能力大大加强，并可实现高速可靠性的自愈环形网结构。五、 兼容性传统的网是建立在点到点传输基础上，数字信道利用率很低，有的需要多次转接，无法提供最佳传输路由，也难以满足不断出现的各种新业务。网既可兼容现有所有速率级的信号，也可直接与交换机相连，还便于信元的传输，具有支持的能力及较好的横向和纵向兼容性。和原理完全不同，采用的是管理式，而是以物理形式控制数据。在网内可以实现四维方式工作，即无论在何时（一维）、何地（空间用三维），只要在网内，便能立即找到所需要的信息。1.8 数字传输常用码型及均衡技术1.8.1 选择线路码型的条件从信源或编码器输出的信号，一般来说是“1”，“0”两种状态的单极性码，但在进行数字传输时，不管是低通型信道的基带传输还是带通型信道的频带传