第8章 光纤通信网络
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1、8.1 通信网的发展趋势通信网的发展趋势8.2 SDH传送网传送网8.3 WDM光网络光网络8.4 光接入网光接入网第第 8 章章 光纤通信网络光纤通信网络返回主目录8.1 通信网的发展趋势通信网的发展趋势 通信网总的发展趋势是通信网总的发展趋势是数字化、综合化和宽带化数字化、综合化和宽带化。与光纤通信关系最为密切的是宽带化，这是人类社会发展到信息时代的迫切需求， 也是科技进步的必然产物。 数字化数字化就是在通信网的各个部分(核心网和接入网)及各个环节(传输、交换、接入、终端等)全面采用数字技术。 目前核心网核心网(或称骨干网)已实现了数字化，采用了数字传输和数字交换技术，其优越性已十分明显。
2、 接入网的情况比较复杂，模拟的东西还大量存在，如电话网从核心网边缘的端局交换机到用户终端的用户环路，大量使用的还是模拟二线；有线电视系统也基本上是模拟的；新近采用的非对称数字用户线(ADSL)实际上是模数混合体制。 综合业务数字网综合业务数字网(包括窄带和宽带包括窄带和宽带)的主要目的是：的主要目的是：要实现接入部分的数字化，提供端到端数字连接，从而支持综合业务， 但由于种种原因，并没有普遍推广应用。所以现在只能说接入网正处于数字化的过程中，还不能说已实现了数字化。 综合化综合化，主要指业务的综合，即通信网要由原来的单一业务网(如电话网、 分组数据网)发展为能同时提供多种业务(包括话音、 数据
3、、 图像等)， 特别是多媒体业务的网络。 数字化是综合化的前提。数字化是综合化的前提。当各种类型的消息都用统一的数字符号表示时，通过端到端的数字传输，便能实现综合业务。长期以来， 通信网的主要业务是话音，所以电信网基本上等同于电话网； 电信网中还有一种业务是电报， 相当于原始的低速数据业务。 随着计算机网络的出现和发展，特别是因特网因特网(Internet)扩展到全世界，对数据业务量的需求不断增长，近十年来，几乎每半年翻一番。数据业务量猛增的主要推动力是因特网的WWW业务和高速多媒体业务。因此，用不了多少时间， 数据业务的总量将超过电话业务。 此外，电视会议、远程教育、 电子商务等应用都要求通
4、信网提供高速数据和视频业务，而这些业务所需的带宽都远大于电话业务。因此业务综合化必将导致网络的宽带化。 通信网络从电话业务为主演进到多媒体业务为主，每个用户占用的带宽由64 kb/s要提高到6 Mb/s左右，由此估计总业务量约增加100倍。 如果考虑到今后要支持高清晰度电视等更宽带宽的业务， 则总业务量还会不断增加。所以网络宽带化首先是人们的迫切需求。另一方面，由于光纤通信技术的成就，特别是密集波分密集波分复用复用(DWDM)技术技术的发展，使得网络的传输带宽大大增加。 如果双绞铜线的传输带宽按2 Mb/s估计，一根光纤采用DWDM技术，传输容量可达到20200 Gb/s，也就是说，光纤的传输
5、容量是铜线的一万至十万倍。因此宽带化意味着光纤将成为主要的传输媒质。 今天， 在核心网内以光纤为传输媒质，采用DWDM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，光纤正在伸向用户，从光纤到路边光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼光纤到大楼(FTTB)发展到光纤到交接箱光纤到交接箱(FTTCab)，最后将实现光纤到家光纤到家(FTTH)。 当然，从带宽需求和经济性考虑，接入网采用光纤没有必要也不可能如同核心网那样采用DWDM技术，而是采用比较简单和廉价的光纤通信设备。 因此接入网和核心网实现宽带化的技术途径是不同的。本章将分别予以介绍。8.2 SDH 传传 送送
6、网网 8.2.1 SDH传送网的功能结构传送网的功能结构 一个电信网有两大功能群：一个电信网有两大功能群：传送功能群传送功能群和和控制功能群控制功能群。 传送网传送网就是完成传送功能的手段，当然传送网也能传递各种网络控制信息。传送网主要指逻辑功能意义上的网络，是一个复杂庞大的网络。 为了便于网络的设计和管理，通常用分层分层(Laying)和分割分割(Partitioning)的概念，将网络的结构元件按功能分为将网络的结构元件按功能分为参考点参考点(接入点接入点)、拓扑元件、传送实体、拓扑元件、传送实体和和传送处理功能传送处理功能四大类。四大类。 网络的拓扑元件分为三种：网络的拓扑元件分为三种：
7、层网络、子网、链路层网络、子网、链路， 只需这三种元件就可以完全地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。 1. 传送网的分层和分割传送网的分层和分割 传送网是分层的，由垂直方向的连续的传送网络层(即层网络)叠加而成，从上而下分别为从上而下分别为电路层、电路层、 通道层和传输媒质通道层和传输媒质层层(又分为段层和物理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服务者(Server)，使用传送服务的层称为客户客户(Client)， 因而相邻的层网络之间构成了客户/服务者关系。图
8、图 8.1 SDH传送网的分层模型传送网的分层模型 电路层网络电路层网络通道层网络通道层网络传输媒质层网络传输媒质层网络64 kb/s电电路交换网路交换网分组交分组交换换 网网租用线租用线电路网电路网SDH VC1 n 通道网通道网SDH VC3 通道网通道网传送网传送网示例示例光传输网光传输网无线传输网无线传输网n1,2 SDH传送网分层模型如图8.1所示。自上而下依次为电路层网络、通道层网络和传输媒质层网络。 电路层网络电路层网络涉及到电路层接入点之间的信息传递并直接为用户提供通信业务，如电路交换业务、分组交换业务、租用线如电路交换业务、分组交换业务、租用线业务和业务和B-ISDN虚通路等
9、。虚通路等。 根据提供业务的不同可以分为不同的电路层网络，如64 kb/s电路交换网、 分组交换网、 租用线电路网和ATM交换网等。电路层网络的设备包括用于各种交换业务的交换机(例如电路交换机或分组交换机)和用于租用线业务的交叉连接设备等。电路层网络与相邻的通道层网络是相互独立的。 通道层网络用于通道层接入点之间的信息传递并支持不同类型的电路层网络，为电路层网络提供传送服务，其提供传输链路的功能与PDH中的2 Mb/s、34 Mb/s和140Mb/s， SDH中的VC11、VC12、VC2、VC3 和VC4，以及BISDN中的虚通道功能类似。 能够对通道层网络的连接性进行管理控制是SDH网的重
10、要特性之一，SDH传送网中的通道层网络还可进一步分为： 高阶通道层网络高阶通道层网络 低阶通道层网络低阶通道层网络 传输媒质层网络传输媒质层网络为通道层网络结点提供合适的通道容量， 并且可以进一步分为： 段层网络：段层网络：为了保证通道层的两个结点间信息传递的完整性。 物理媒质层网络物理媒质层网络(简称物理层简称物理层)：指具体的支持段层网络的传输媒质，如光缆或无线。 SDH网中的段层网络还可以进一步细分为： 复用段层网络复用段层网络涉及复用段终端之间的端到端的信息传递 再生段层网络再生段层网络涉及再生器之间或再生器与复用段终端之间的信息传递。 一个完整的SDH传送网分层模型如图8.2所示。
11、图图 8.2 SDH传送网完整分层模型传送网完整分层模型VC11VC12VC2VC3电电 路路 层层 网网 络络VC3VC4复用段层网络复用段层网络再生段层网络再生段层网络低阶低阶通道层通道层高阶高阶通道层通道层段层段层物理层网络物理层网络电路层电路层通道层通道层传输传输媒质层媒质层SDH传送层传送层 将传送网分为独立的三层，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
