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发表于 2022-7-11 16:50:13 |只看该作者 |倒序浏览
本帖最后由 jamdel 于 2022-7-11 17:31 编辑

光通信那些事 (1)

1、光通信概述
光通信历史
3000年前中国的烽火台、西方大航海时代的旗语、1791年法国人发明的灯信号等等,都是属于光通信的不同形式。
光通信定义
光通信是一切运用光作为载体来传送信息的通信方式的总称。不论是烽火台、旗语还是红绿灯,都是光通信的不同形式,它们有一个共同点,就是利用大气来传播可见光,由人眼来接收,实现方式相对简单,传递的信息也不复杂,因此只能算是原始的光通信。现在意义上的光通信一般是指光纤通信,是一种依靠光纤作为媒质来传送信息的通信方式。
光通信特点
l 传输带宽巨大,通信容量高。(Tbps有概念没?等于1024Gbps,当前光纤容量能达到48Tbps)
l 中继距离长,传输距离远。(基于不同的速率,距离不同,但怎么也能传几千公里)
l 保密性能好,抗干扰能力强。(相对于无线通信,不容易窃听信号)
l 光纤体积小、重量轻、耐腐蚀,适应能力强,便于施工和维护。(可以与头发丝类比)
l 原材料来源丰富,便宜 (二氧化硅)。

2、光传输技术分类
光传输网络发展经历了PDH、SDH、MSTP、WDM、PTN、OTN和MS-OTN技术的发展和革新,最终将迈进AON(All Optical Network全光网络)。
1.jpg
光传输的发展历程

2.1 PDH准同步数字系列(Plesiochronous Digital Hierarchy,PDH) 骨灰级技术
PDH设备虽然属于光传输设备,但主要处理的是电信号,使用电信号进行传输,传输速率在150M以内。
l 没有世界性的标准(欧洲、北美和日本的速率标准不同)。
l 没有世界性的标准光接口规范。
l 结构复杂,硬件数量大,上下电路成本高,也缺乏灵活性。
l 网络运行、维护和管理能力差。
l SDH出现后,取代了PDH。PDH设备现在只应用于带宽需求小于34M的两点之间的通信。

2.2 SDH同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy,SDH)技术过时了,设备已经不卖了
早期的光传输技术,一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并有统一网管系统操作的综合信息传送网络。可以实现网络有效管理、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;同时规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级,接口码型等特性;改善了PDH的不利于大容量传输缺点。传输速率有:155Mbps、622Mbps、2.5Gbps、10Gbps、40Gbps。
l 速率和光接口统一。
l 管理能力强。
l 上下电路方便。
l 采用自愈混合环形网结构,有抗单次故障能力,当一个通道出现故障,可以从另外一条保护通道进行传输。
l 目前现网还有大量存量设备,但已经不在上面进行新技术开发,正在被逐步替代。

2.3 WDM波分复用技术(Wavelength Division Multiplex,WDM)一些欧美厂商当前还自诩牛X的技术
把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送的方式,有DWDM和CWDM两种,当前主流是DWDM。在波分技术出现之前,所有的传输技术都是一根芯缆只能传递一波,而波分复用技术可以让一根芯缆传输多个波长,目前常见的波分系统有80/96/106/120/160波,主流是96波和120波系统,承载更多的波数是波分未来演进方向之一。单个光波信号的传输速率有:2.5Gbps、10Gbps、40Gbps、100Gbps、200Gbps、400Gbps、800Gbps。当前小于100Gbps的系统也在网超10年了,主流设备厂家都已经不在销售了。
l 一根芯缆传输多个波长,提升了网络容量
l 支持远距离传送
l 解决了光纤资源不足的问题。
l 目前线网还在大量使用,但由于WDM缺乏OAM,调度不够灵活且保护不够完善,无法向智能光网络演进,这就需要利用SDH丰富的管理特性,因此诞生了OTN。

2.4 OTN波光传送网(Optical Transmission Network,OTN)近代光纤传输主流技术
OTN就是在WDM基础上,融合了SDH的一些优点,如丰富的OAM开销、灵活的业务调度、完善的保护方式等。OTN对业务的调度分为:光层调度和电层调度;光层调度可以理解为是WDM的范畴(模拟信号);电层调度可以理解为SDH的范畴(数字信号)。OTN最简单的方程式为:OTN = SDH + WDM。相对于传统的WDM来说,OTN把收发合一的OTU(Optical Transponder Unit波长转换单元)拆分,然后在中间增加了电层的交换单元。
2.jpg
WDM向OTN演进
支路侧(连接电层设备侧的源非标信号,杂乱无章的光,即白光)能通过集中的交叉单元(光-电-光转换)去灵活地选择多个支路来填充线路(连接光纤侧的标准频率信号,即彩色的光),提升了整个带宽的利用效率。同时在未来扩容时,支路板需要什么业务就去扩什么样的支路板,不用去更换线路板。
3.jpg
OTN就是把单板交叉功能池化
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