1、8.1 通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì) 8.2 SDH傳送網(wǎng) 8.3 WDM光網(wǎng)絡(luò) 8.4 光接入網(wǎng),第 8 章 光纖通信網(wǎng)絡(luò),返回主目錄,第8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò),8.1通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì) 通信網(wǎng)總的發(fā)展趨勢(shì)是數(shù)字化、綜合化和寬帶化。與光纖通信關(guān)系最為密切的是寬帶化，這是人類社會(huì)發(fā)展到信息時(shí)代的迫切需求， 也是科技進(jìn)步的必然產(chǎn)物。 數(shù)字化就是在通信網(wǎng)的各個(gè)部分(核心網(wǎng)和接入網(wǎng))及各個(gè)環(huán)節(jié)(傳輸、交換、接入、終端等)全面采用數(shù)字技術(shù)。目前核心網(wǎng)(或稱骨干網(wǎng))已實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，采用了數(shù)字傳輸和數(shù)字交換技術(shù)，其優(yōu)越性已十分明顯。 接入網(wǎng)的情況比較復(fù)雜，模擬的東西還大量存在，如電話網(wǎng)從核心網(wǎng)邊緣的端局交換機(jī)到用戶終端的用

2、戶環(huán)路，大量使用的還是模擬二線；有線電視系統(tǒng)也基本上是模擬的；新近采用的非對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL)實(shí)際上是模數(shù)混合體制。,綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(包括窄帶和寬帶)的主要目的是要實(shí)現(xiàn)接入部分的數(shù)字化，提供端到端數(shù)字連接，從而支持綜合業(yè)務(wù)， 但由于種種原因，并沒有普遍推廣應(yīng)用。所以現(xiàn)在只能說接入網(wǎng)正處于數(shù)字化的過程中，還不能說已實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。 綜合化，主要指業(yè)務(wù)的綜合，即通信網(wǎng)要由原來的單一業(yè)務(wù)網(wǎng)(如電話網(wǎng)、 分組數(shù)據(jù)網(wǎng))發(fā)展為能同時(shí)提供多種業(yè)務(wù)(包括話音、 數(shù)據(jù)、 圖像等)， 特別是多媒體業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字化是綜合化的前提。當(dāng)各種類型的消息都用統(tǒng)一的數(shù)字符號(hào)表示時(shí)，通過端到端的數(shù)字傳輸，便能實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)

3、。長期以來， 通信網(wǎng)的主要業(yè)務(wù)是話音，所以電信網(wǎng)基本上等同于電話網(wǎng)； 電信網(wǎng)中還有一種業(yè)務(wù)是電報(bào)， 相當(dāng)于原始的低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。,隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和發(fā)展，特別是因特網(wǎng)(Internet)擴(kuò)展到全世界，對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的需求不斷增長，近十年來，幾乎每半年翻一番。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量猛增的主要推動(dòng)力是因特網(wǎng)的WWW業(yè)務(wù)和高速多媒體業(yè)務(wù)。因此，用不了多少時(shí)間， 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的總量將超過電話業(yè)務(wù)。此外，電視會(huì)議、遠(yuǎn)程教育、 電子商務(wù)等應(yīng)用都要求通信網(wǎng)提供高速數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)，而這些業(yè)務(wù)所需的帶寬都遠(yuǎn)大于電話業(yè)務(wù)。因此業(yè)務(wù)綜合化必將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的寬帶化。 通信網(wǎng)絡(luò)從電話業(yè)務(wù)為主演進(jìn)到多媒體業(yè)務(wù)為主，每個(gè)用戶占用的帶寬由64

4、kb/s要提高到6 Mb/s左右，由此估計(jì)總業(yè)務(wù)量約增加100倍。,如果考慮到今后要支持高清晰度電視等更寬帶寬的業(yè)務(wù)， 則總業(yè)務(wù)量還會(huì)不斷增加。所以網(wǎng)絡(luò)寬帶化首先是人們的迫切需求。另一方面，由于光纖通信技術(shù)的成就，特別是密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)的發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬大大增加。如果雙絞銅線的傳輸帶寬按2 Mb/s估計(jì)，一根光纖采用DWDM技術(shù)，傳輸容量可達(dá)到20200 Gb/s， 也就是說， 光纖的傳輸容量是銅線的一萬至十萬倍。因此寬帶化意味著光纖將成為主要的傳輸媒質(zhì)。 今天， 在核心網(wǎng)內(nèi)以光纖為傳輸媒質(zhì)，采用DWDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸，同時(shí)采用光交換技術(shù)構(gòu)成全光通信網(wǎng)，已成為現(xiàn)實(shí)。,在接

5、入網(wǎng)中，光纖正在伸向用戶，從光纖到路邊(FTTC)、光纖到大樓(FTTB)發(fā)展到光纖到交接箱(FTTCab)，最后將實(shí)現(xiàn)光纖到家(FTTH)。 當(dāng)然， 從帶寬需求和經(jīng)濟(jì)性考慮，接入網(wǎng)采用光纖沒有必要也不可能如同核心網(wǎng)那樣采用DWDM技術(shù)，而是采用比較簡(jiǎn)單和廉價(jià)的光纖通信設(shè)備。 因此接入網(wǎng)和核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)寬帶化的技術(shù)途徑是不同的。本章將分別予以介紹。,8.2 SDH 傳 送 網(wǎng),8.2.1 SDH傳送網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu) 一個(gè)電信網(wǎng)有兩大功能群：傳送功能群和控制功能群。 所謂傳送網(wǎng)就是完成傳送功能的手段，當(dāng)然傳送網(wǎng)也能傳遞各種網(wǎng)絡(luò)控制信息。傳送網(wǎng)主要指邏輯功能意義上的網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)復(fù)雜龐大的網(wǎng)絡(luò)。為了便于網(wǎng)絡(luò)

6、的設(shè)計(jì)和管理，通常用分層(Laying)和分割(Partitioning)的概念，將網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)元件按功能分為參考點(diǎn)(接入點(diǎn))、拓?fù)湓?、傳送?shí)體和傳送處理功能四大類。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湓譃槿N，即層網(wǎng)絡(luò)、子網(wǎng)和鏈路， 只需這三種元件就可以完全地描述網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓?fù)?，從而使網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)變得靈活，網(wǎng)絡(luò)描述變得容易。,1. 傳送網(wǎng)的分層和分割 傳送網(wǎng)是分層的，由垂直方向的連續(xù)的傳送網(wǎng)絡(luò)層(即層網(wǎng)絡(luò))疊加而成，從上而下分別為電路層、 通道層和傳輸媒質(zhì)層(又分為段層和物理層)。每一層網(wǎng)絡(luò)為其相鄰的高一層網(wǎng)絡(luò)提供傳送服務(wù)，同時(shí)又使用相鄰的低一層網(wǎng)絡(luò)所提供的傳送服務(wù)。 提供傳送服務(wù)的層稱為服務(wù)者(Server)，使

7、用傳送服務(wù)的層稱為客戶(Client)， 因而相鄰的層網(wǎng)絡(luò)之間構(gòu)成了客戶/服務(wù)者關(guān)系。 SDH傳送網(wǎng)分層模型如圖8.1所示。自上而下依次為電路層網(wǎng)絡(luò)、通道層網(wǎng)絡(luò)和傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)。,圖 8.1 SDH傳送網(wǎng)的分層模型,電路層網(wǎng)絡(luò)涉及到電路層接入點(diǎn)之間的信息傳遞并直接為用戶提供通信業(yè)務(wù)，如電路交換業(yè)務(wù)、分組交換業(yè)務(wù)、租用線業(yè)務(wù)和BISDN虛通路等。根據(jù)提供業(yè)務(wù)的不同可以分為不同的電路層網(wǎng)絡(luò)，如64 kb/s電路交換網(wǎng)、 分組交換網(wǎng)、 租用線電路網(wǎng)和ATM交換網(wǎng)等。電路層網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備包括用于各種交換業(yè)務(wù)的交換機(jī)(例如電路交換機(jī)或分組交換機(jī))和用于租用線業(yè)務(wù)的交叉連接設(shè)備等。電路層網(wǎng)絡(luò)與相鄰的通道層網(wǎng)絡(luò)

8、是相互獨(dú)立的。 通道層網(wǎng)絡(luò)用于通道層接入點(diǎn)之間的信息傳遞并支持不同類型的電路層網(wǎng)絡(luò)，為電路層網(wǎng)絡(luò)提供傳送服務(wù)，其提供傳輸鏈路的功能與PDH中的2 Mb/s、34 Mb/s和140Mb/s， SDH中的VC11、VC12、VC2、VC3 和VC4，以及BISDN中的虛通道功能類似。,能夠?qū)νǖ缹泳W(wǎng)絡(luò)的連接性進(jìn)行管理控制是SDH網(wǎng)的重要特性之一，SDH傳送網(wǎng)中的通道層網(wǎng)絡(luò)還可進(jìn)一步分為高階通道層網(wǎng)絡(luò)和低階通道層網(wǎng)絡(luò)。 傳輸媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)為通道層網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)提供合適的通道容量， 并且可以進(jìn)一步分為段層網(wǎng)絡(luò)和物理媒質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)稱物理層)， 其中段層網(wǎng)絡(luò)是為了保證通道層的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)間信息傳遞的完整性，物理層是指具

9、體的支持段層網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒質(zhì)，如光纜或無線。SDH網(wǎng)中的段層網(wǎng)絡(luò)還可以進(jìn)一步細(xì)分為復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)和再生段層網(wǎng)絡(luò)，其中復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)涉及復(fù)用段終端之間的端到端的信息傳遞，再生段層網(wǎng)絡(luò)涉及再生器之間或再生器與復(fù)用段終端之間的信息傳遞。一個(gè)完整的SDH傳送網(wǎng)分層模型如圖8.2所示。,圖 8.2 SDH傳送網(wǎng)完整分層模型,將傳送網(wǎng)分為獨(dú)立的三層，每層能在與其它層無關(guān)的情況下單獨(dú)加以規(guī)定，可以較簡(jiǎn)便地對(duì)每層分別進(jìn)行設(shè)計(jì)與管理；每個(gè)層網(wǎng)絡(luò)都有自己的操作和維護(hù)能力；從網(wǎng)絡(luò)的觀點(diǎn)來看，可以靈活地改變某一層， 不會(huì)影響到其它層。 傳送網(wǎng)分層后， 每一層網(wǎng)絡(luò)仍然很復(fù)雜，地理上覆蓋的范圍很大。為了便于管理，在分層的基礎(chǔ)上

10、，將每一層網(wǎng)絡(luò)在水平方向上按照該層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)分割為若干個(gè)子網(wǎng)和鏈路連接。分割往往是從地理上將層網(wǎng)絡(luò)再細(xì)分為國際網(wǎng)、國內(nèi)網(wǎng)和地區(qū)網(wǎng)等，并獨(dú)立地對(duì)每一部分行使管理。圖 8.3 給出了傳送網(wǎng)分割概念與分層概念的一般關(guān)系。,圖 8.3傳送網(wǎng)的分割 (a) 分層概念； (b) 分割概念,采用分割的概念可以方便地在同一網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)定，允許層網(wǎng)絡(luò)的一部分被層網(wǎng)絡(luò)的其余部分看作一個(gè)單獨(dú)實(shí)體；可以按所希望的程度將層網(wǎng)絡(luò)遞歸分解表示， 為層網(wǎng)絡(luò)提供靈活的連接能力，從而方便網(wǎng)絡(luò)管理，也便于改變網(wǎng)絡(luò)的組成并使之最佳化。 鏈路是代表一對(duì)子網(wǎng)之間有固定拓?fù)潢P(guān)系的一種拓?fù)湓脕砻枋霾煌木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接點(diǎn)間的聯(lián)

11、系，例如兩個(gè)交叉連接設(shè)備之間的多個(gè)平行的光纜線路系統(tǒng)就構(gòu)成了鏈路。 2. 傳送網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu) 圖8.4為傳送網(wǎng)的功能模型示例。層網(wǎng)或子網(wǎng)之間通過連接(網(wǎng)絡(luò)連接、子網(wǎng)連接、鏈路連接)和適配(如層間適配，包括復(fù)用解復(fù)用、編碼解碼、定位與調(diào)整、速率變化等)構(gòu)成整個(gè)傳送網(wǎng)。 相鄰的層間符合客戶/服務(wù)者關(guān)系。,圖8.4傳送網(wǎng)的功能模型,8.2.2SDH網(wǎng)的物理拓?fù)?網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浞褐妇W(wǎng)絡(luò)的形狀，即網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)和傳輸線路的幾何排列，它反映了物理上的連接性。除了最簡(jiǎn)單的點(diǎn)到點(diǎn)的物理拓?fù)渫猓?網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)湟话阌?種類型，即線形、星形、樹形、環(huán)形和網(wǎng)孔形，如圖8.5所示。 1. 線形 將通信網(wǎng)的所有站點(diǎn)串聯(lián)起來，并使

12、首末兩個(gè)點(diǎn)開放， 就形成了線形拓?fù)?。在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，要使兩個(gè)非相鄰點(diǎn)之間完成連接， 其間的所有點(diǎn)都必須完成連接功能。這是SDH早期應(yīng)用的比較經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?，首末兩端使用終端復(fù)用器(TM)，中間各點(diǎn)使用分插復(fù)用器(ADM)。,圖 8.5SDH網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)?(a) 線形； (b) 星形； (c) 樹形; (d) 環(huán)形； (e) 網(wǎng)孔形,2. 星形 當(dāng)通信網(wǎng)的所有點(diǎn)中有一個(gè)特殊的點(diǎn)與其余點(diǎn)以輻射的形式直接相連，而其余點(diǎn)之間相互不能直接相連時(shí)，就形成了星形拓?fù)洌址Q樞紐形拓?fù)?。在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，除了特殊點(diǎn)外的任意兩點(diǎn)間的連接都是通過特殊點(diǎn)進(jìn)行的，特殊點(diǎn)為經(jīng)過的信息流進(jìn)行路由選擇并完成連接功能。

13、這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢詫⑻厥恻c(diǎn)(樞紐站)的多個(gè)光纖終端綜合成一個(gè)，具有靈活的帶寬管理， 能節(jié)省投資和運(yùn)營成本，但是在特殊點(diǎn)存在失效問題和瓶頸問題。,3. 樹形 將點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)鋯卧哪┒它c(diǎn)連接到幾個(gè)特殊點(diǎn)就形成樹形拓?fù)洹湫瓮負(fù)淇梢钥闯墒蔷€形拓?fù)浜托切瓮負(fù)涞慕Y(jié)合。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在特殊點(diǎn)也存在瓶頸問題和光功率預(yù)算限制問題，特別適用于廣播式業(yè)務(wù)， 但不適用于提供雙向通信業(yè)務(wù)。 4. 環(huán)形 將通信網(wǎng)的所有站點(diǎn)串聯(lián)起來首尾相連，而且沒有任何點(diǎn)開放，就形成了環(huán)形網(wǎng)。將線形結(jié)構(gòu)的兩個(gè)首尾開放點(diǎn)相連就變成了環(huán)形網(wǎng)。在環(huán)形網(wǎng)中，要完成兩個(gè)非相鄰點(diǎn)之間的連接， 這兩點(diǎn)之間的所有點(diǎn)都必須完成連接功能。環(huán)形網(wǎng)的最大優(yōu)點(diǎn)是具有很

14、高的網(wǎng)絡(luò)生存性，因而在SDH網(wǎng)中受到特別的重視。,5. 網(wǎng)孔形 當(dāng)通信網(wǎng)的許多點(diǎn)直接互連時(shí)就形成了網(wǎng)孔形拓?fù)洹?如果所有的點(diǎn)都直接互連時(shí)就稱為理想的網(wǎng)孔形。在非理想的網(wǎng)孔形中，沒有直接相連的兩個(gè)點(diǎn)之間需要經(jīng)由其它點(diǎn)的轉(zhuǎn)接功能才能實(shí)現(xiàn)連接。網(wǎng)孔形的優(yōu)點(diǎn)是不存在如星形拓?fù)淠菢拥钠款i問題和失效問題，兩點(diǎn)間有多種路由可選；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。 上述的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都有各自的特點(diǎn)，在網(wǎng)中都有不同程度的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇要考慮的因素很多，如網(wǎng)絡(luò)的生存性是否高，網(wǎng)絡(luò)配置是否容易，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是否適于引進(jìn)新業(yè)務(wù)等。一個(gè)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的不同部分適宜采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也有可能不同，例如本地網(wǎng)適宜采用環(huán)形和星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有時(shí)也

15、可用線形拓?fù)?，市?nèi)局間中繼網(wǎng)適宜采用環(huán)形和線形拓?fù)?，而長途網(wǎng)可能采用網(wǎng)孔形拓?fù)洹?8.2.3自愈網(wǎng) 隨著人類社會(huì)進(jìn)入信息社會(huì)，人們對(duì)通信的依賴性越來越大，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)生存性的要求也越來越高，一種稱為自愈網(wǎng)(Selfhealing Network)的概念應(yīng)運(yùn)而生。所謂自愈網(wǎng)就是無需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)就能在極短的時(shí)間內(nèi)從失效故障中自動(dòng)恢復(fù)， 使用戶感覺不到網(wǎng)絡(luò)已出了故障。其基本原理就是使網(wǎng)絡(luò)具備發(fā)現(xiàn)替代傳輸路由并重新確立通信的能力。自愈網(wǎng)的概念只涉及重新確立通信，不管具體失效元部件的修復(fù)或更換，后者仍需人員干預(yù)才能完成。 PDH系統(tǒng)采用的線路保護(hù)倒換方式是最簡(jiǎn)單的自愈網(wǎng)形式。但是當(dāng)光纜被切斷時(shí)，往往是同

16、一纜內(nèi)的所有光纖(包括主用和備用)都被切斷，在這種情況下上述保護(hù)方式就無能為力了。,改善網(wǎng)絡(luò)生存性的最好辦法是將網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)連成一個(gè)環(huán)形， 形成所謂的自愈環(huán)(Selfhealing Ring)。環(huán)形網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)可以是ADM， 也可以是DXC， 但通常由ADM構(gòu)成。SDH的特色之一便是能夠利用ADM的分插復(fù)用能力構(gòu)成自愈環(huán)。 自愈環(huán)結(jié)構(gòu)可分為兩大類：通道倒換環(huán)和復(fù)用段倒換環(huán)。 通道倒換環(huán)屬于子網(wǎng)連接保護(hù)，其業(yè)務(wù)量的保護(hù)是以通道為基礎(chǔ)，是否倒換以離開環(huán)的每一個(gè)通道信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣而定， 通常利用通道AIS信號(hào)來決定是否應(yīng)進(jìn)行倒換。復(fù)用段倒換環(huán)屬于路徑保護(hù)，其業(yè)務(wù)量的保護(hù)以復(fù)用段為基礎(chǔ)，以每對(duì)結(jié)點(diǎn)的復(fù)用段信號(hào)

17、質(zhì)量的優(yōu)劣來決定是否倒換。通道倒換環(huán)與復(fù)用段倒換環(huán)的一個(gè)重要區(qū)別是前者往往使用專用保護(hù)，即正常情況下保護(hù)段也在傳業(yè)務(wù)信號(hào)，保護(hù)時(shí)隙為整個(gè)環(huán)專用；而后者往往使用公用保護(hù)，即正常情況下保護(hù)段是空閑的，保護(hù)時(shí)隙由每對(duì)結(jié)點(diǎn)共享。,如果按照進(jìn)入環(huán)的支路信號(hào)與由該支路信號(hào)分路結(jié)點(diǎn)返回的支路信號(hào)方向是否相同，又可以將自愈環(huán)分為單向環(huán)和雙向環(huán)。正常情況下，單向環(huán)中所有業(yè)務(wù)信號(hào)按同一方向在環(huán)中傳輸。雙向環(huán)中進(jìn)入環(huán)的支路信號(hào)按一個(gè)方向傳輸，而由該支路信號(hào)分路結(jié)點(diǎn)返回的支路信號(hào)按相反的方向傳輸。 如果按照一對(duì)結(jié)點(diǎn)間所用光纖的最小數(shù)量還可以分為二纖環(huán)和四纖環(huán)。下面以四個(gè)結(jié)點(diǎn)的環(huán)為例， 介紹4種典型的自愈環(huán)結(jié)構(gòu)。 1.

18、 二纖單向通道倒換環(huán) 二纖單向通道倒換環(huán)如圖8.6所示。通常單向環(huán)由兩根光纖來實(shí)現(xiàn)，S1光纖用來攜帶業(yè)務(wù)信號(hào)，P1光纖用來攜帶保護(hù)信號(hào)。,8.6 二纖單向通道倒換環(huán),這種環(huán)采用“首端橋接， 末端倒換”結(jié)構(gòu)。 例如，在結(jié)點(diǎn)A進(jìn)入環(huán)傳送給結(jié)點(diǎn)C的支路信號(hào)(AC)同時(shí)饋入S1和P1向兩個(gè)不同方向傳送到C點(diǎn)，其中S1光纖按順時(shí)針方向， P1光纖按逆時(shí)針方向，C點(diǎn)的接收機(jī)同時(shí)收到兩個(gè)方向傳送來的支路信號(hào)，擇優(yōu)選擇其中一路作為分路信號(hào)。正常情況下，S1傳送的信號(hào)為主信號(hào)。同理，在C點(diǎn)進(jìn)入環(huán)傳送至結(jié)點(diǎn)A的支路信號(hào)(CA)按上述同樣的方法傳送到結(jié)點(diǎn)A， S1光纖所攜帶的CA信號(hào)為主信號(hào)。 當(dāng)BC結(jié)點(diǎn)間的光纜被

19、切斷時(shí)，兩根光纖同時(shí)被切斷，從A經(jīng)S1光纖到C的AC信號(hào)丟失，結(jié)點(diǎn)C的倒換開關(guān)由S1轉(zhuǎn)向P1， 結(jié)點(diǎn)C接收經(jīng)P1光纖傳送的AC信號(hào)，從而使AC間業(yè)務(wù)信號(hào)不會(huì)丟失，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)作用。故障排除后，倒換開關(guān)返回原來的位置。,2. 二纖單向復(fù)用段倒換環(huán) 二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖8.7所示。這是一種路徑保護(hù)方式。在這種環(huán)形結(jié)構(gòu)中每一結(jié)點(diǎn)都有一個(gè)保護(hù)倒換開關(guān)。正常情況下，S1光纖傳送業(yè)務(wù)信號(hào)，P1光纖是空閑的。 當(dāng)BC結(jié)點(diǎn)間光纜被切斷， 兩根光纖同時(shí)被切斷，與光纜切斷點(diǎn)相鄰的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)B和C的保護(hù)倒換開關(guān)將利用APS(Automatic Protection Switching)協(xié)議執(zhí)行環(huán)回功能。例如在

20、B結(jié)點(diǎn)S1光纖上的信號(hào)(AC)經(jīng)倒換開關(guān)從P1光纖返回，沿逆時(shí)針方向經(jīng)A結(jié)點(diǎn)和D結(jié)點(diǎn)仍然可以到達(dá)C結(jié)點(diǎn)，并經(jīng)C結(jié)點(diǎn)的倒換開關(guān)環(huán)回到S1光纖后落地分路。故障排除后，倒換開關(guān)返回原來的位置。,圖 8.7 二纖單向復(fù)用段倒換環(huán),當(dāng)BC結(jié)點(diǎn)間光纜被切斷，兩根光纖同時(shí)被切斷，與光纜切斷點(diǎn)相鄰的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)B和C的保護(hù)倒換開關(guān)將利用APS(Automatic Protection Switching)協(xié)議執(zhí)行環(huán)回功能。例如在B結(jié)點(diǎn)S1光纖上的信號(hào)(AC)經(jīng)倒換開關(guān)從P1光纖返回，沿逆時(shí)針方向經(jīng)A結(jié)點(diǎn)和D結(jié)點(diǎn)仍然可以到達(dá)C結(jié)點(diǎn)，并經(jīng)C結(jié)點(diǎn)的倒換開關(guān)環(huán)回到S1光纖后落地分路。故障排除后，倒換開關(guān)返回原來的位置。

21、3. 四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán) 通常雙向環(huán)工作在復(fù)用段倒換方式，既可以是四纖又可以是二纖。四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖8.8所示，它由兩根業(yè)務(wù)光纖S1與S2(一發(fā)一收)和兩根保護(hù)光纖P1與P2(一發(fā)一收)構(gòu)成，其中S1光纖傳送順時(shí)針業(yè)務(wù)信號(hào)，S2光纖傳送逆時(shí)針業(yè)務(wù)信號(hào)，P1與P2分別是和S1與S2反方向傳輸?shù)膬筛Ｗo(hù)光纖。,每根光纖上都有一個(gè)保護(hù)倒換開關(guān)。正常情況下，從A結(jié)點(diǎn)進(jìn)入環(huán)傳送至C結(jié)點(diǎn)的支路信號(hào)順時(shí)針沿光纖S1傳輸，而由C結(jié)點(diǎn)進(jìn)入環(huán)傳送至A結(jié)點(diǎn)的支路信號(hào)則逆時(shí)針沿光纖S2傳輸， 保護(hù)光纖P1和P2是空閑的。 當(dāng)BC結(jié)點(diǎn)間光纜被切斷，四根光纖同時(shí)被切斷。根據(jù)APS協(xié)議，B和C結(jié)點(diǎn)中各有兩個(gè)

22、倒換開關(guān)執(zhí)行環(huán)回功能，從而環(huán)工作的連續(xù)性得以維持。故障排除后，倒換開關(guān)返回原來的位置。在四纖環(huán)中，僅僅光纜切斷或結(jié)點(diǎn)失效才需要利用環(huán)回方式來保護(hù)，而如果是單纖或設(shè)備故障可以使用傳統(tǒng)的復(fù)用段保護(hù)倒換方式。,圖 8.8 四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán),當(dāng)BC結(jié)點(diǎn)間光纜被切斷，四根光纖同時(shí)被切斷。根據(jù)APS協(xié)議，B和C結(jié)點(diǎn)中各有兩個(gè)倒換開關(guān)執(zhí)行環(huán)回功能，從而環(huán)工作的連續(xù)性得以維持。 故障排除后， 倒換開關(guān)返回原來的位置。在四纖環(huán)中，僅僅光纜切斷或結(jié)點(diǎn)失效才需要利用環(huán)回方式來保護(hù)，而如果是單纖或設(shè)備故障可以使用傳統(tǒng)的復(fù)用段保護(hù)倒換方式。 4. 二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán) 在四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)中，光纖S1上的業(yè)務(wù)信號(hào)

23、與光纖P2上的保護(hù)信號(hào)的傳輸方向完全相同。如果利用時(shí)隙交換技術(shù)，可以使光纖S1和光纖P2上的信號(hào)都置于一根光纖(稱S1/P2光纖)中，例如S1/P2光纖的一半時(shí)隙用于傳送業(yè)務(wù)信號(hào)， 另一半時(shí)隙留給保護(hù)信號(hào)。,同樣，光纖S2和光纖P1上的信號(hào)也可以置于一根光纖(稱S2/P1光纖)上。這樣S1/P2光纖上的保護(hù)信號(hào)時(shí)隙可以保護(hù)S2/P1光纖上的業(yè)務(wù)信號(hào)，S2/P1光纖上的保護(hù)信號(hào)時(shí)隙可保護(hù)S1/P2光纖上的業(yè)務(wù)信號(hào)，于是四纖環(huán)可以簡(jiǎn)化為二纖環(huán)，如圖8.9所示。 當(dāng)BC結(jié)點(diǎn)間光纜被切斷，二根光纖也同時(shí)被切斷，與切斷點(diǎn)相鄰的B和C結(jié)點(diǎn)中的倒換開關(guān)將S1/P2光纖與S2/P1光纖溝通，利用時(shí)隙交換技術(shù)，

24、可以將S1/P光纖和S2/P1光纖上的業(yè)務(wù)信號(hào)時(shí)隙轉(zhuǎn)移到另一根光纖上的保護(hù)信號(hào)時(shí)隙，于是就完成了保護(hù)倒換作用。,圖 8.9 二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán),前面介紹了4種自愈環(huán)結(jié)構(gòu)，通常通道倒換環(huán)只工作在二纖單向方式，而復(fù)用段倒換環(huán)既可以工作在二纖方式，又可以工作在四纖方式，既可以單向又可以雙向。自愈環(huán)種類的選擇應(yīng)考慮初建成本、要求恢復(fù)業(yè)務(wù)的比例、用于恢復(fù)業(yè)務(wù)所需要的額外容量、業(yè)務(wù)恢復(fù)的速度和易于操作維護(hù)等因素。,8.3 WDM 光 網(wǎng) 絡(luò),WDM技術(shù)極大地提高了光纖的傳輸容量，隨之帶來了對(duì)電交換結(jié)點(diǎn)的壓力和變革的動(dòng)力。為了提高交換結(jié)點(diǎn)的吞吐量，必須在交換方面引入光子技術(shù)，從而引起了WDM全光通信的研究

25、。WDM全光通信網(wǎng)是在現(xiàn)有的傳送網(wǎng)上加入光層， 在光上進(jìn)行分插復(fù)用(OADM)和交叉連接(OXC)，目的是減輕電結(jié)點(diǎn)的壓力。由于WDM全光網(wǎng)絡(luò)能夠提供靈活的波長選路能力，又稱為波長選路網(wǎng)絡(luò)(Wavelength Routing Network)。 基于WDM和波長選路的全光網(wǎng)絡(luò)及其與單波長網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系， 如圖8.10所示。,圖 8.10 基于WDM和波長選路的光網(wǎng)絡(luò),8.3.1光傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu) ITUT的G.872(草案)已經(jīng)對(duì)光傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)提出了建議。建議的分層方案是將光傳送網(wǎng)分成光通道層(OCH)、光復(fù)用段層(OMS)和光傳輸段層(OTS)。與SDH傳送網(wǎng)相對(duì)應(yīng)，實(shí)際上是將光網(wǎng)絡(luò)加到S

26、DH傳送網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)的段層和物理層之間，如圖8.11所示。由于光纖信道可以將復(fù)用后的高速數(shù)字信號(hào)經(jīng)過多個(gè)中間結(jié)點(diǎn)，不需電的再生中繼， 直接傳送到目的結(jié)點(diǎn)， 因此可以省去SDH再生段，只保留復(fù)用段，再生段對(duì)應(yīng)的管理功能并入到復(fù)用段結(jié)點(diǎn)中。為了區(qū)別，將SDH的通道層和段層稱為電通道層和電復(fù)用段層。,圖 8.11光傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu) (a) SDH網(wǎng)絡(luò)； (b) WDM網(wǎng)絡(luò)； (c) 電層和光層的分解,光通道層為不同格式(如PDH 565 Mb/s, SDH STMN， ATM信元等)的用戶信息提供端到端透明傳送的光信道網(wǎng)絡(luò)功能，其中包括：為靈活的網(wǎng)絡(luò)選路重新安排信道連接；為保證光信道適配信息的完整性處

27、理光信道開銷；為網(wǎng)絡(luò)層的運(yùn)行和管理提供光信道監(jiān)控功能。 光復(fù)用段層為多波長信號(hào)提供網(wǎng)絡(luò)功能，它包括：為靈活的多波長網(wǎng)絡(luò)選路重新安排光復(fù)用段連接；為保證多波長光復(fù)用段適配信息的完整性處理光復(fù)用段開銷；為段層的運(yùn)行和管理提供光復(fù)用段監(jiān)控功能。 光傳輸段層為光信號(hào)在不同類型的光媒質(zhì)(如G.652, G.653， G.655光纖)上提供傳輸功能，包括對(duì)光放大器的監(jiān)控功能。 WDM光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)主要有兩種功能，即光通道的上下路功能和交叉連接功能，實(shí)現(xiàn)這兩種功能的網(wǎng)絡(luò)元件分別是光分插復(fù)用器(OADM)和光交叉連接器(OXC)。,8.3.2光分插復(fù)用器 在SDH傳送網(wǎng)中，分插復(fù)用器(ADM)的功能是對(duì)不同的數(shù)

28、字通道進(jìn)行分下(drop)與插入(add)操作。與此類似，在WDM光網(wǎng)絡(luò)也存在光分插復(fù)用器(OADM)，其功能是在波分復(fù)用光路中對(duì)不同波長信道進(jìn)行分下與插入操作。無論ADM還是OADM，都是相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的重要單元。 在WDM光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)結(jié)點(diǎn)上，光分插復(fù)用器在從光波網(wǎng)絡(luò)中分下或插入本結(jié)點(diǎn)的波長信號(hào)的同時(shí)，對(duì)其它波長的向前傳輸并不影響，并不需要把非本結(jié)點(diǎn)的波長信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)再向前發(fā)送，因而簡(jiǎn)化了結(jié)點(diǎn)上信息處理，加快了信息的傳遞速度，提高了網(wǎng)絡(luò)組織管理的靈活性，降低了運(yùn)行成本。特別是當(dāng)波分復(fù)用的波長數(shù)很多時(shí)，光分插復(fù)用器的作用就顯得特別明顯。,光分插復(fù)用器可以分為光/電/光和全光兩種類型。光/電/光

29、型光分插復(fù)用器是一種采用SDH光端機(jī)背靠背連接的設(shè)備，在已鋪設(shè)的波分復(fù)用線路中已經(jīng)使用了這種設(shè)備。 但是光/電/光這種方法不具備速率和格式的透明性，缺乏靈活性，難以升級(jí)， 因而不能適應(yīng)WDM光網(wǎng)絡(luò)的要求。全光型光分插復(fù)用器是完全在光波域?qū)崿F(xiàn)分插功能，具備透明性、靈活性、可擴(kuò)展性和可重構(gòu)性，因而完全滿足WDM光網(wǎng)絡(luò)的要求。光分插復(fù)用器的核心部件是一個(gè)具有波長選擇能力的光學(xué)或光子學(xué)元件，例如本書第7章介紹的幾種光濾波器等。下面介紹幾種光分插復(fù)用器的實(shí)現(xiàn)方法。,1. 基于解復(fù)用/復(fù)用結(jié)構(gòu)的OADM 這種光分插復(fù)用器采用解復(fù)用器和復(fù)用器背靠背的形式來實(shí)現(xiàn)，如圖8.12所示。在這種結(jié)構(gòu)中，可以把需要在本

30、地結(jié)點(diǎn)分下的一路或多路光波長信號(hào)很方便地從多波長輸入信號(hào)中分離出來并連接到本地結(jié)點(diǎn)的光端機(jī)上，同時(shí)將本地結(jié)點(diǎn)需要發(fā)送的光波長通過復(fù)用器插入到多波長輸出信號(hào)中去，其它波長的光信號(hào)可以不受影響地透明通過該分插復(fù)用器。 是，隨著波分復(fù)用的波長數(shù)的增加，用于連接每個(gè)波長的光纖連線也會(huì)相應(yīng)地增加，例如如果是32路波長的光分插復(fù)用器，考慮到雙向傳輸總共需要64根光纖連線，這肯定會(huì)給設(shè)備管理帶來困難。,圖 8.12 基于解復(fù)用/復(fù)用結(jié)構(gòu)的OADM,在這種結(jié)構(gòu)中，由于不需要作分插的波長不能直接地通過， 而解復(fù)用器和復(fù)用器的濾波特性會(huì)改變傳輸光譜的形狀， 因而會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的傳輸性能。由于這種光分插復(fù)用器使用了

31、光解復(fù)用器和復(fù)用器，如果系統(tǒng)要增加波長，就必須改造甚至更換解復(fù)用器和復(fù)用器，因而這種光分插復(fù)用器不具備波長透明性。 2. 基于光纖馬赫-曾德爾干涉儀加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)的OADM 圖8.13 所示的是基于平衡的馬赫-曾德爾干涉儀(MZI)加上光纖布喇格光柵(FBG)結(jié)構(gòu)的全光纖型光分插復(fù)用器。在理想情況下，耦合器的分束比為11， MZI的兩臂等長，兩光柵寫入在等長位置上并接近全反射，因此與光纖布喇格光柵的峰值波長相對(duì)應(yīng)的光波長，將在分下(drop)口取出，而其它光波長信號(hào)將全部通過，并從輸出(output)口輸出。,圖 8.13 基于光纖馬赫-曾德爾干涉儀加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)的OADM,而

32、且這種結(jié)構(gòu)是左右對(duì)稱的，同樣可以插入與光柵峰值波長相對(duì)應(yīng)的光波長信號(hào)。但是實(shí)際上要做到兩個(gè)耦合器、 兩個(gè)光柵和兩臂長完全相同是很困難的，因此要實(shí)現(xiàn)它也很困難。 實(shí)現(xiàn)上述馬赫-曾德爾結(jié)構(gòu)可采用一種等效變通的方法：在雙芯光纖上連續(xù)采用熔融拉錐方法制成有一定距離的兩個(gè)3 dB定向耦合器，然后在兩個(gè)耦合器之間的光纖上一次寫入-曾德爾結(jié)構(gòu)和光柵反射路徑，但是要從雙芯光纖中引出光信號(hào)需要特殊的光纖連接線。,3. 基于光纖耦合器加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)的OADM 圖8.14 示出基于光纖耦合器加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)的OADM。 這種結(jié)構(gòu)是在光纖定向耦合器的腰區(qū)寫入光柵，如果在入射光中某一波長的光信號(hào)與光柵的峰

33、值波長在波長上一致， 就會(huì)形成選擇性反射。此處定向耦合器中兩根光纖中的一根已經(jīng)過預(yù)處理(熔融拉細(xì))，使兩根光纖的芯徑略有差別， 因此在兩根光纖中模式傳播常數(shù)稍微有些不同。選擇適當(dāng)?shù)墓鈻懦?shù)，使反射模式的耦合恰好發(fā)生在入射光纖基模與另一根光纖的反方向傳輸基模之間。要實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)需要復(fù)雜的特殊制作工藝，因而不適宜大量制作。,圖 8.14 基于光纖耦合器加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)的OADM,4. 基于光纖光柵加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的OADM 圖8.15示出基于光纖光柵加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的OADM， 采用光纖環(huán)行器和光纖光柵的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)波長的分插復(fù)用。 與基于馬赫-曾德爾加上光纖布喇格光柵結(jié)構(gòu)相比，這種

34、結(jié)構(gòu)對(duì)每一個(gè)波長只需一個(gè)而不是一對(duì)光柵，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單， 性能較為穩(wěn)定。 在兩個(gè)環(huán)行器之間接入m個(gè)光纖光柵，在兩個(gè)環(huán)行器的端口3分別接入解復(fù)用器和復(fù)用器，這樣就可以分下和插入m個(gè)波長信號(hào)， 而其它的沒有被光纖光柵反射的光信號(hào)， 無阻擋地從輸出端口輸出。如果采用可調(diào)諧光纖光柵， 就可以得到在調(diào)諧范圍內(nèi)的任意波長信號(hào)。 最后還可以通過不同組合形式的光開關(guān)，從m個(gè)波長中選取任意的分插波長。在這種結(jié) 構(gòu)中，由于環(huán)行器的回波損耗很大，所以根本不需要外加隔離器。,圖 8.15 基于光纖光柵加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的OADM,5. 基于介質(zhì)膜濾波器加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的OADM 圖8.16示出基于介質(zhì)膜濾波器加上光纖

35、環(huán)行器結(jié)構(gòu)的OADM，其中使用了多層介質(zhì)膜(Multilayer Dielectric Film)濾波器， 2光開關(guān)和光纖環(huán)行器等。多層介質(zhì)膜濾波器由于其良好的溫度穩(wěn)定性目前已經(jīng)在商業(yè)的波分復(fù)用系統(tǒng)中使用。 多波長光信號(hào)從輸入端經(jīng)環(huán)行器到達(dá)濾波器，由于介質(zhì)膜濾波器屬于帶通濾波器，因此只有位于通帶內(nèi)的波長才可以通過濾波器，其它波長則被反射回環(huán)行器。通過濾波器的波長由光開關(guān)選擇從分下(drop)口輸出，插入的波長經(jīng)過右邊的同波長濾波器再通過右邊環(huán)行器而輸出。從左面濾波器反射回左面環(huán)行器的光從端口2到端口3再進(jìn)入下面環(huán)行器的端口1，重復(fù)以上過程，每經(jīng)過一個(gè)環(huán)行器和濾波器組合后，其余波長則繼續(xù)往下走。

36、如果不在本結(jié)點(diǎn)作分插復(fù)用的波長就再連接到右側(cè)的光纖環(huán)行器，然后依次經(jīng)過環(huán)行器和多層介質(zhì)膜帶通濾波器， 一直傳輸?shù)蕉嗖ㄩL輸出端口。,圖 8.16 基于介質(zhì)膜濾波器加上光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)的OADM,8.3.3光交叉連接器 光交叉連接器(OXC: Optical Crossconnect)是光波網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)重要網(wǎng)絡(luò)單元，其功能可以與時(shí)分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)類比，主要用來完成多波長環(huán)網(wǎng)間的交叉連接，作為網(wǎng)格狀光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)，目的是實(shí)現(xiàn)光波網(wǎng)的自動(dòng)配置、保護(hù)/恢復(fù)和重構(gòu)。 光交叉連接通常分為三類，即光纖交叉連接(FXC： Fiber Crossconnect)#, 波長固定交叉連接(WSXC: Waveleng

37、thSelective Crossconnect)和波長可變交叉連接(WIXC: Wavelength Interchanging Crossconnect)。,光纖交叉連接器連接的是多路輸入輸出光纖，如圖8.17所示，每根光纖中可以是多波長光信號(hào)。在這種交叉連接器中，只有空分交換開關(guān)，交換的基本單位是一路光纖，并不對(duì)多波長信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用，而是直接對(duì)波分復(fù)用光信號(hào)進(jìn)行交叉連接。這種交叉連接器在WDM光網(wǎng)絡(luò)中不能發(fā)揮多波長通道的靈活性，不能實(shí)現(xiàn)波長選路，因而很少在WDM網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)中單獨(dú)使用。 波長固定交叉連接的典型結(jié)構(gòu)如圖8.18 所示，多路光纖中的光信號(hào)分別接入各自的波分解復(fù)用器，解復(fù)用后的相同

38、波長的信號(hào)進(jìn)行空分交換，交換后的各路相同波長的光信號(hào)分別進(jìn)入各自輸出口的復(fù)用器，最后復(fù)用后從各輸出光纖輸出。,圖8.17 光纖交叉連接,圖 8.18 波長固定交叉連接,在這種結(jié)構(gòu)中由于不同光纖中的相同波長之間可以進(jìn)行交換，因而可以較靈活地對(duì)波長進(jìn)行交叉連接，但是這種結(jié)構(gòu)無法處理兩根以上光纖中的相同波長光信號(hào)進(jìn)入同一根輸出光纖問題，即存在波長阻塞問題。而波長可變的交叉連接可以解決波長阻塞問題。 3. 波長可變交叉連接 在波長可變交叉連接器中，使用波長變換器(Wavelength Converter)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行波長變換，因而各路光信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)完全靈活的交叉連接，不會(huì)產(chǎn)生波長阻塞。研究表明，在光交

39、叉連接器中對(duì)各波長通路部分配備波長變換器和全部配備波長變換器所達(dá)到的通過率特性幾乎相同。,圖8.19為一種帶專用波長變換器的波長可變交叉連接器(WIXC： With dedicated Wavelength Converters)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中每一個(gè)波長經(jīng)過空分交換后都配備有波長變換器。設(shè)輸入輸出光纖數(shù)為M，每根光纖中波長數(shù)為N， 若要實(shí)現(xiàn)交叉連接則共需要MN個(gè)波長變換器。在這種結(jié)構(gòu)中，每根輸入光纖中每個(gè)波長都可以連接轉(zhuǎn)換成任意一根輸出光纖中任意一個(gè)波長，不存在波長阻塞。但是在一般情況下并不是所有波長都需要進(jìn)行波長變換，因而這種結(jié)構(gòu)的波長變換器的利用率不高，很不經(jīng)濟(jì)。 若要提高波長變換器的利

40、用率，可采取所有端口共用一組波長變換器的辦法，圖8.20是所有輸入波長共用一組波長變換器情況。需要進(jìn)行變換的波長由光開關(guān)交換后進(jìn)入共用的波長變換器，經(jīng)過變換的波長再次進(jìn)入光開關(guān)與其它波長一起交換到所要輸出的光纖中去。,圖 8.19 專用波長變換器的波長可變交叉連接,圖 8.20 共享波長變換器的波長可變交叉連接器,4. 交叉連接的多層結(jié)構(gòu) 在實(shí)際應(yīng)用中并不是所有的交叉連接都要在波長級(jí)上進(jìn)行。 當(dāng)業(yè)務(wù)量很大時(shí)，多路光纖上的信號(hào)直接進(jìn)行光纖交叉連接(FXC)，并不需要對(duì)每根光纖的波長進(jìn)行解復(fù)用與復(fù)用。圖 8.21 所示為交叉連接的多層結(jié)構(gòu)，最上層是電的交叉連接(EXC)，中間層是波長交叉連接，可以

41、是波長固定交叉連接(WSXC)， 也可以是波長可變交叉連接(WIXC)，底層是光纖交叉連接(FXC)。 在FXC層， 輸入光纖中有需要作波長級(jí)交叉連接的光纖經(jīng)FXC交叉連接后到上一層交叉連接端口，再作波長交叉連接。在WSXC/WIXC層，輸入端口有來自FXC層需要進(jìn)行波長級(jí)交叉連接的光纖和來自EXC層的基于波長的各路信號(hào)一起進(jìn)行波長級(jí)交叉連接的光纖，WSXC/WIXC輸出的波長信號(hào)分為兩路： 一路經(jīng)波長復(fù)用后連接至FXC層，另一路直接連接到EXC層進(jìn)行電的交叉連接和交換。,FXC: 光纖交叉連接; WSXC: 波長固定交叉連接； WIXC: 波長可變交叉連接； EXC: 電的交叉連接 圖 8.

42、21交叉連接的多層結(jié)構(gòu),8.3.4WDM光網(wǎng)絡(luò)示例 為了加深對(duì)WDM光網(wǎng)絡(luò)的了解，我們簡(jiǎn)單地介紹一下美國的MONET網(wǎng)。 MONET是“多波長光網(wǎng)絡(luò)”的簡(jiǎn)稱，該項(xiàng)目是由AT SNI: 業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)接口; ONU： 光網(wǎng)絡(luò)單元; OLT: 光線路終端 圖8.28APON模型結(jié)構(gòu),ONU: 光網(wǎng)絡(luò)單元 MUX: 復(fù)用器; VOD: 視頻點(diǎn)播 圖 8.29一個(gè)APON系統(tǒng)結(jié)構(gòu),8.4.3有源光網(wǎng)絡(luò) 在一些土地遼闊的國家，用戶線有時(shí)比較長，在接入網(wǎng)中也用有源光網(wǎng)絡(luò)(AON)。如圖8.24 所示，有源光網(wǎng)絡(luò)由OLT、ODT、ONU和光纖傳輸線路構(gòu)成，ODT可以是一個(gè)有源復(fù)用設(shè)備，遠(yuǎn)端集中器(HUB)，也可以

43、是一個(gè)環(huán)網(wǎng)。一般有源光網(wǎng)絡(luò)屬于一點(diǎn)到多點(diǎn)光通信系統(tǒng)，按其傳輸體制可分為PDH和SDH兩大類。 通常有源光網(wǎng)絡(luò)采用星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 它將一些網(wǎng)絡(luò)管理功能(如倒換結(jié)口、寬帶管理)和高速復(fù)分接功能在遠(yuǎn)端終端中完成，端局和遠(yuǎn)端間通過光纖通信系統(tǒng)傳輸，然后再從遠(yuǎn)端將信號(hào)分配給用戶。,8.4.4光纖同軸電纜混合網(wǎng) 接入網(wǎng)除了電信部門的環(huán)路接入網(wǎng)以外，還有廣播電視部分的CATV接入網(wǎng)。隨著社會(huì)的發(fā)展，要求在一個(gè)CATV網(wǎng)內(nèi)能夠傳送多種業(yè)務(wù)并且能夠雙向傳輸，為此一種新興的光接入網(wǎng)HFC(Hybrid FiberCoax)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。從傳統(tǒng)的同軸電纜CATV網(wǎng)到HFC網(wǎng)，經(jīng)歷了單向光纖CATV網(wǎng)，雙向光纖CATV網(wǎng)最后發(fā)展到HFC網(wǎng)。 HFC網(wǎng)的基本原理是在雙向光纖CATV網(wǎng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)光纖的寬頻帶特性，用空余的頻帶來傳輸話音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或個(gè)人信息，以充分利用光纖的頻譜資源。,HFC的原理如