01-光通信基礎課件

光通信根底光通信的概念通信是通過計算機網(wǎng)絡或數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，實現(xiàn)端到端的數(shù)據(jù)傳輸。什么是通信？什么又是光通信呢？光通信也稱為光傳輸，是以光波為載波的通信方式。其傳輸介質有大氣、光纖等光網(wǎng)絡的定義和光通信的特點光網(wǎng)絡是以光傳輸介質和光纖傳輸設備，所搭建起來的網(wǎng)絡。光通信的特點：光為信息載體、利用光纖等傳輸介質攜帶信息的通信方式。大氣激光通信和光纖通信根據(jù)傳輸介質的不同，光通信可分為大氣激光通信和光纖通信。1、大氣激光通信是利用大氣作為傳輸介質的激光通信。2、光纖通信是以光波作為信息載體，光纖作為傳輸介質的通信方式。光通信的先驅光通信的開展史最早可追溯到“烽火臺〞，這是一種目視光通信。可以說，我們的祖先是光通信的先驅，因為此后數(shù)千年間，遠距離通信一直是用目視光通信來實現(xiàn)的，后面又利用望遠鏡增加目視距離。我們今天指的光通信是利用光波作為載波來傳遞信息的一種通信方式。在幾乎毫無希望的情況下，英國標準電信研究所的華裔科學家高錕(K.C.Ka0)博士于1966年發(fā)表了一篇奠定光纖通信根底的重要論文?介電波導管的光波傳送?，他指出：光導纖維的高損耗不是其本身固有的，而是由材料中所含雜質引起的，如果降低材料中的雜質含量，便可極大地降低光纖損耗。他還預言，通過降低材料的雜質含量和改造工藝，可使光纖的損耗下降到20dB/km，這一推斷引發(fā)了世界上幾個主要實驗室在這一領域的研究工作。指南針式的論文出現(xiàn)石英纖維早期已經(jīng)被否認放棄20世紀60年代早期，曾經(jīng)有過各式各樣的傳光方式探索。例如用空心光波導管、透鏡(或反射鏡)陣列等，但都不能到達預期的目的，也有不少人在試探石英光纖傳輸光的性能，卻很少有人相信它可以用在長距離通信上。因為當時作為光導纖維材料的石英玻璃損耗很大，直到60年代中期，優(yōu)質光學玻璃的傳輸損耗仍高達1000dB/km，并且普遍認為很難降低。光纖通信中劃時代的事件1970年，美國康寧玻璃公司首先制成了衰減為20dB/km(即光波沿光纖傳輸1km后，光能損耗為原來的1%)的低損耗石英光纖。而目前，光纖的衰減已經(jīng)降到了以下。這是光通信開展的劃時代事件，確立了光通信向光纖通信方向開展的明確目標，揭開了光纖通信開展的新篇章。這也是通信技術開展史一次“重大變革〞。于是，有人也將1970年稱為光纖通信的“元年〞。光纖通信的重要性

光纖通信作為一門新興技術，其近年來開展速度之快、應用面之廣是通信史上罕見的，也是世界新技術革命的重要標志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。光纖通信的優(yōu)點通信容量大傳輸距離遠不受電磁干擾光纖重量輕、體積小平安性高傳輸網(wǎng)絡在電信網(wǎng)絡中的作用Internet/intranet公用交換網(wǎng)〔PSTN/N-ISDN〕接入網(wǎng)〔AN〕智能網(wǎng)〔IN〕公用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)〔DDN〕公用交換分組數(shù)據(jù)網(wǎng)(PSPDN/FR)陸地移動通信網(wǎng)〔PLMN〕CATVB-ISDN〔ATM〕網(wǎng)數(shù)字同步網(wǎng)電信管理網(wǎng)光傳送網(wǎng)〔SDH/WDM〕公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)業(yè)務網(wǎng)絡產(chǎn)生各種業(yè)務傳輸需求支撐網(wǎng)絡為電信網(wǎng)絡提供時鐘和信令和管理支持傳輸網(wǎng)絡為業(yè)務網(wǎng)絡提供傳輸通道光傳輸技術根底知識傳輸網(wǎng)絡的作用：

將這些業(yè)務網(wǎng)絡的各種接口進行連接，為其這些通訊設備及網(wǎng)絡提供通道，使業(yè)務網(wǎng)絡的各接口之間能夠互相通信。傳輸網(wǎng)絡的根本結構：傳輸網(wǎng)絡根本結構：上圖為一個具體的網(wǎng)絡圖，各種業(yè)務應用通過接入層、會聚層、骨干層進行調度和業(yè)務傳輸。DWDMOptiX10G/2.5GSNCP/MSP/VP/IPRINGOptiX2.5G/622M/155MSNCP/MSP/VP/IPRING骨干層匯接層接入層STM-64/16/4/1GE/POS/10M/100MSTM-16/CSTM-4/CFIBERCHANNALESCONFICONPOSSTM-4/STM-110M/100M2M/34/45MATMDDN/DSLTDMATMIPEthernet2M/10M/100M行業(yè)集團智能小區(qū)業(yè)務類型業(yè)務類型業(yè)務類型MSTP大企業(yè)集團行業(yè)集團大企業(yè)集團N*64K/2M/10M/100MSTM/16/4/1GE/POS/10M/100MSTM-16/CSTM-4/C2M/34/45MFIBERCHANNALESCONFICONATMATMATM傳輸機房結構示意圖傳輸機房的主要結構ODF架：光纖配線架，完成設備間纖纜連接的集中管理、跳接。DDF架：電纜配線架，完成設備間電纜連接的集中管理、跳接。BITS設備：是指為傳輸設備提供同步時鐘的設備。中繼電纜：從設備接口區(qū)到DDF架之間的連接電纜。傳輸網(wǎng)絡根本構件介紹機柜與子架光纖與光纜DDF架ODF架光衰與法蘭盤同步時鐘光接口光纖連接器電源與列頭柜接口板與2M電纜接地網(wǎng)管系統(tǒng)機柜與子架機柜與子架機柜前視子架前視機架后視光纜與光纖光通道參數(shù)：衰減、色散光信號在光纖中傳輸?shù)木嚯x要受到色散和衰減的雙重影響。衰減 使在光纖中傳輸?shù)墓庑盘栯S著傳輸距離的增加而功率下降。

1310nm窗口每公里衰減： 1550nm窗口每公里衰減：色散會引起碼間干擾，降低信號質量。光纖連接器常見光纖連接器種類：FC/PC：FC，圓頭尾纖連接器，PC，尾纖頭截面為平面；SC/PC：SC，方頭尾纖連接器，PC，同上；LC：體積小，集成度高，在新產(chǎn)品中廣泛使用

FCSCLC法蘭

法蘭盤

光衰減器ODF架1內置的ODF配線架ODF架2連接兩根尾纖的連接器可以是法蘭盤，也可以是光衰！光接口光接口是指光板上的接口，光接口根據(jù)工作波長、傳輸距離、速率不同進行分類，分類代碼〔例如〕的含義：第一個字母表示不同的使用場合〔傳輸距離〕S：短距離通信，一般指0～30kmL：長距離局間通信,一般指30～80km；短畫線后的第1個數(shù)字表示不同的線路速率：1：表示STM-1;4：表示STM-4;16:表示STM-16(155M)(622M)(2.5G)緊接點號后的數(shù)字表示使用的光纖工作波長：1：1310nm波長2：1550nm波長接口板與2M電纜從接口板出來的2M電纜，通過上走線連接到DDF架2M線纜射頻同軸連接器〔2M頭〕2M接頭的制作測試電纜通斷DDF架DDF架2·列頭柜和電源列頭柜為一列通信設備提供電源列頭柜和電源從列頭柜過來的主用和備用兩路電源從這里接入，通過左右四路子架開關接入子架的PIU單板。PGNDRTN1(+)保護地排接地母排接地體電源地〔＋〕保護地保護地直流電源RTN2(+)PGNDRTN1(+)RTN2(+)列頭柜OptiXOptiX其他設備設備接地示意圖SDH產(chǎn)品接地設備運行環(huán)境溫度和濕度根本要求設備運行條件溫度(°C)相對濕度(%)運行環(huán)境溫度0°C~45°C10%~90%較好的運行狀況20°C60%設備運行環(huán)境確保設備良好接地設備采用聯(lián)合接地，接地電阻應良好〔要求小于1歐姆〕，否那么會被雷擊打壞設備。

電源檢查保證OptiXOSN設備正常工作的直流電壓：-48V允許的電壓波動范圍是:-48V+20％(-38.4V~-57.6V)

電源線黑色接正極，藍色接負極，黃綠線接地。常見的光傳輸設備Metro1000〔155/622H〕OSN1500OSN3500SDH網(wǎng)元的根本結構1、線路接口：完成線路信號STM-N的光-電轉換；進行管理開銷的處理。2、支路接口：完成上、下業(yè)務信號。PDH：2M、34M、45M、140M；SDH：155M、622M、3、交叉矩陣：業(yè)務調配的核心，按需求對線路信號、支路信號進行交叉連接，滿足上、下電路等功能。5、通信與控制：采集設備各單元的數(shù)據(jù)；通過DCC通道傳到網(wǎng)關；接收網(wǎng)管系統(tǒng)的命令并執(zhí)行4、定時電路：對內：向設備的各單元提供定時信號；對外：外定時；提取定時；定時基準倒換。6、公務：提供公務聯(lián)絡。網(wǎng)元六大局部對應的板位時鐘主控交叉公務業(yè)務調配的核心提供工作時鐘與各單板的通信與控制接入1路公務電話，提供數(shù)據(jù)通信接口線路支路提供兩路STM-4/STM-1提供16個E1Metro1000告警切除開關常見的線路單元Metro10001、1路STM-1光接口板：OI2S2、2路STM-1光接口板：OI2D3、1路STM-4光接口板：OI4作用：光信號的接收和發(fā)送，以及信號的光電轉換

常見光板參數(shù)R-LOS：接收側光信號喪失原因：①光纖故障(斷)；②光路衰耗過大③SDH板接收故障。④SDH板發(fā)送故障；檢測方法：自環(huán)法、光功率測試法。光接口板常見告警紅燈亮

常見的支路單元Metro10001、4/8×E1的SP1S/SP1D板；2、16×E1的SP2D/PD2S板；3、32×E1的PD2D板；4、48×E1的PD2T板作用：接入其他設備，實現(xiàn)電信號的接收和發(fā)送SP1D板由右至左依次引出8個2M接口。應用：IU2、IU3板位。SP1D板電口板常見告警T-ALOS：2M支路輸入模擬信號喪失原因：①未上交換業(yè)務；②2M線接觸不良。檢測方法：1、E1接口板相應通道內環(huán)回2、DDF架環(huán)回3、檢查DDF架到交換機的線纜2M風扇板上有3個風扇為系統(tǒng)散熱，并有檢測電路，當風扇停止工作時能向系統(tǒng)提供告警信號。該風扇板可以帶電插拔。風扇板〔FAN〕提供兩路－48V電源輸入接口。只需連接一路就能為電源板提供電源，進行正常工作。電源濾波板子架前視圖OSN1500其它業(yè)務處理板槽位接口板槽位電源接入板槽位AUX單板槽位風扇單元主控、交叉、時鐘、光板的集成槽位常見的線路單元OSN15001、1路STM-16光接口板：SL16；2、1路STM-4光接口板：SL4；3、2路STM-4光接口板：SLD4；4、4路STM-1光接口板：SLQ1;5、2路STM-1光接口板：SLD1作用：光信號的接收和發(fā)送，以及信號的光電轉換常見光板參數(shù)單板指示燈狀態(tài)描述指示燈顏色狀態(tài)具體描述單板硬件狀態(tài)燈-STAT綠色亮工作正常紅色亮硬件故障紅色100毫秒亮100毫秒滅硬件不匹配滅無電源輸入業(yè)務激活狀態(tài)燈-ACT亮業(yè)務處于激活狀態(tài)滅業(yè)務處于非激活狀態(tài)單板軟件狀態(tài)燈-PROG綠色亮加載或初始化單板軟件正常綠色100毫秒亮100毫秒滅正在加載單板軟件綠色300毫秒亮300毫秒滅正在初始化單板軟件紅色亮丟失單板軟件，或加載、初始化單板軟件失敗滅沒有電源輸入業(yè)務告警指示燈-SRV綠色亮業(yè)務正常紅色亮業(yè)務有緊急告警或主要告警黃色亮業(yè)務有次要告警或遠端告警滅沒有配置業(yè)務或者無電源輸入R-LOS：接收側光信號喪失原因：①光纖故障(斷)；②光路衰耗過大③SDH板接收故障。④SDH板發(fā)送故障；檢測方法：自環(huán)法、光功率測試法。光接口板常見告警SRV紅色

常見的支路單元OSN15001、提供32×E1接口的PD1板；2、提供63×E1接口的PQ1板；3、提供32路E1電接口倒換出線的D75S板作用：接入其他設備，實現(xiàn)電信號的接收和發(fā)送電口板常見告警T-ALOS：2M支路輸入模擬信號喪失原因：①未上交換業(yè)務；②2M線接觸不良。檢測方法：1、E1接口板相應通道內環(huán)回2、DDF架環(huán)回3、檢查DDF架到交換機的線纜2MOSN3500風扇Fanboxes(38-40)接口板Interfaceslotsarea(19-26,29-36)業(yè)務板Serviceslotsarea(1-8,11-17)光纖走向區(qū)Fiberroutingarea輔助處理板Auxiliaryunit(37)主控SCCslots(17/18)電源板PIUslots(27/28)交叉Cross-connectslots(9/10)防塵網(wǎng)Airfilter網(wǎng)元布線后：實際SDH設備布線以后：理解光接口區(qū)、電接口區(qū)的概念。常見的線路單元OSN35001、1路STM-64光接口板：SL64；2、1路STM-16光接口板：SL16(A)；3、1路STM-4光接口板：SL4；4、2路STM-4光接口板：SLD4；5、4路STM-4光接口板：SLQ4;6、1路STM-1光接口板：SL17、4路STM-1光接口板：SLQ1

作用：光信號的接收和發(fā)送，以及信號的光電轉換常見光板參數(shù)參數(shù)SL64速率9953280kbit/s光模塊類型I-64.1S-64.2bL-64.2bLe-64.2Ls-64.2波長（nm）13101550155015501550傳輸距離（km）0～22～4030～7030～7080發(fā)送光功率（dBm）-6～-1-1～210～141～43～5光接收靈敏（dBm）-11-14-14-19.5-21過載光功率（dBm）-1-1-3-9-9光接口板指示燈狀態(tài)描述指示燈顏色狀態(tài)具體描述單板硬件狀態(tài)燈-STAT綠色亮工作正常紅色亮硬件故障紅色100毫秒亮100毫秒滅硬件不匹配滅無電源輸入業(yè)務激活狀態(tài)燈-ACT亮業(yè)務處于激活狀態(tài)滅業(yè)務處于非激活狀態(tài)單板軟件狀態(tài)燈-PROG綠色亮加載或初始化單板軟件正常綠色100毫秒亮100毫秒滅正在加載單板軟件綠色300毫秒亮300毫秒滅正在初始化單板軟件紅色亮丟失單板軟件，或加載、初始化單板軟件失敗滅沒有電源輸入業(yè)務告警指示燈-SRV綠色亮業(yè)務正常紅色亮業(yè)務有緊急告警或主要告警黃色亮業(yè)務有次要告警或遠端告警滅沒有配置業(yè)務或者無電源輸入R-LOS：接收側光信號喪失原因：①光纖故障(斷)；②光路衰耗過大③SDH板接收故障。④SDH板發(fā)送故障；檢測方法：自環(huán)法、光功率測試法。光接口板常見告警SRV紅色

常見的支路單元OSN35001、提供63×E1接口的PQ1板；2、提供32路E1電接口倒換出線的D75S板3、提供6路E3/T3業(yè)務的PD3板4、提供6路E3/T3電接口倒換出線的D34S板

作用：接入其他設備，實現(xiàn)電信號的接收和發(fā)送電口板常見告警T-ALOS：2M支路輸入模擬信號喪失原因：①未上交換業(yè)務；②2M線接觸不良。檢測方法：1、E1接口板相應通道內環(huán)回2、DDF架環(huán)回3、檢查DDF架到交換機的線纜2M根本網(wǎng)絡拓撲鏈形拓撲星形拓撲樹形拓撲環(huán)形拓撲網(wǎng)孔形拓撲說明：鏈形、環(huán)形和網(wǎng)孔形拓撲目前應用比較普遍。鏈形網(wǎng)當涉及通信的所有點串接起來，并使首末兩個點開放時就形成了所謂的鏈形拓撲。應用優(yōu)點缺點鏈形拓撲主要用于鐵路、電力等沿線，或其他站點分布呈線狀的場合相比其他拓撲而言，光纖線路投資比較節(jié)省，網(wǎng)絡管理比較簡單相比環(huán)形拓撲而言，業(yè)務保護機制比較少，可采用1+1，1:1保護鏈形網(wǎng)星形網(wǎng)當涉及通信的所有點中有一個特殊的點與其它所有點相連，而其余點之間互相不能直接相連時，就形