2021一级建造师 《通广实务》光传输系统

一、本节历年分值统计

光传输分值统计图.jpg

二、本节知识点串讲(含考点统计)

  • 第1小节:光纤通信系统的构成(最多考过1分)

①光纤通信系统
由光发射机+光纤线路(包括光中继器)+光接收机组成。
在发送端采用强度调制技术、传送过程采用数字编码技术、接收端采用直接检波技术。

②光传输媒质
请注意:教材这里讲的光纤组成是不够严谨的,后面会专门讲光电缆的,这里不用看。

这里重点是光在光纤中的衰减和畸变,高频考点,2011、12、14、15、16、17连续考过。

衰减的原因是光脉冲信号传输时存在损耗,损耗影响传输距离。
损耗分为光纤自身损耗和非自身损耗。

自身损耗又分为吸收损耗(光能转化为热能)、散射损耗(材料的折射率不均匀或有缺陷、光纤表面畸变或粗糙)。
散射损耗又分:瑞利散射损耗、波导效应损耗、非线性散射损耗。

非自身损耗分:连接损耗、弯曲损耗、微弯损耗。

知识扩展:
瑞利、及波导损耗都是线性损耗,其中瑞利散射是一种固有的必然现象,因为光纤是加热制造,加热必然使纤芯密度不均匀,导致散射。这种损耗随着波长增加而急剧减少。而波导损耗是因为光纤制作工艺上的原因。

畸变的原因是因为色散,色散既影响传输距离,又影响通信容量。
色散概念:光脉冲信号到达输出端时发生的时间上的展宽。
色散原因:光脉冲信号的不同频率、不同模式,速度不同,到达终点时间不同而引起的波形畸变。

③光传输设备
自从掺饵光纤放大器问世以后,实现了全光中继。

④光通信网传输系统技术体制

SDH和PDH优缺点对比,2018年考过。

光波分复用,2015、18考过。利用单模光纤的低损耗波段,是理想的扩容手段。不同波长的光信号相当于1根独立光纤,所承载的数字信号可以是相同频率、相同数据格式,也可以不同。
稀疏波分CWDM 信道间隔20nm;密集波分DWDM,间隔0.2到1.2nm。

  • 第2小节:SDH系统的构成与功能(最多考过1分)

①SDH的基本网络单元(2006年考过)
考试要求会识别教材各设备示意图,2013年考过。
终端复用器TM:最重要的基本网络单元之一。
分插复用器ADM:最具特色、应用最广泛的单元。电路损伤时间不会大于50ms(2018年考过)。

②网络组网实例及网络分层

集中网络拓扑结构对比记忆:
SDH网:星、环、网、线、树;
计算机网:星、环、网、总线、树;
PON网:星、树、总线、混合、冗余;
卫星及VAST网:星、网格、混合。

网络分层,高频考点,2007、11、14识图,2004。
再生段:REG与TM之间、REG与ADM之间、REG与REG之间。
复用段:ADM与TM之间;ADM与ADM之间。
数字段:2个相邻数字段配线架之间。
注:数字段的定义有改变,按新教材。

  • 第3小节:DWDM系统的构成与功能(最多考过1分)*

①DWDM工作方式
按传输方式分:双纤单向和单纤双向
按兼容性分:集成式和开放式

DWDM系统主要网元及其功能,高频考点。2002、13、14、17、18年。

主要网络单元:光合波器OMU、光分波器ODU、光波长转换器OTU、光放大器OA、光分插复用器OADM、光交叉连接器OXC。

OTU:
数量最多的网元,可分为发送端OTU、接收端OTU、中继器使用OTU。接收端不同波道的OTU可以互换,但收发合一型的不能换。

知识点扩展:波分系统之所以有OTU,是因为过去SDH系统的光接口标准定义在前,波分系统的光接口标准定义在后,两者不兼容,为了过去的SDH设备还能用在波分系统上,需要转换波长。

中继器使用OTU主要作为再生中继器使用,除执行光电光转换、3R功能外,还有对某些再生段开销字节进行监视的功能。

根据波长转换过程中是否经过光/电域变化,可将OTU分为光电光OTU和全网OTU。

OADM:
主要技术要求是通道串扰和插入损耗。

OA:
位于光发送机后面,叫功率放大器BA,用于提高系统发光功率;
位于光接收机前面,叫预放大器PA,用于提高接收灵敏度;
位于无源光纤段之间,叫线路放大器LA,用于抵消光纤损耗、延长中继长度。

③DWDM在传送网中的位置

SDH相当于DWDM的客户,SDH、ATM和IP都是DWDM所承载的业务信号。从层次上看,DWDM系统更接近于物理媒质层—光纤,并在SDH通道层下构成光通道层网络。

从WDM发展方向看,因为WDM波长存在可管理性差、不能实现高效灵活组网等缺陷,逐渐向OTN和ASON转变和升级。相应的,传送网在拓扑结构上分为光、电两个层面,而WDM只是网络层的核心网元。

  • 第5小节:PTN系统的特点及应用 、高频考点尤其是PTN的关键技术(最多考过2分)

①PTN的技术特点

最重要的2个特性是分组和传送,以IP为内核,为用户提供符合IP流量特征的各类业务。

重要的特点:
可扩展性,通过分组和分域提供的。
统计复用,采用的是统计复用,而不是时分复用等传统复用方式。
高精度的同步定时,通过分组网络的同步技术提供频率同步和时间同步。

②PTN的分层结构
PTN的网络结构从上往下分3层:为通道层TMC层、通路层TMP层和传输媒介层TMS层。

PTN3层结构.jpg

注:图上的话要记住,注意信号的传送不能跨层。

PTN的功能分3个平面:传送平面、管理平面、控制平面。
管理平面执行功能有性能管理、故障管理、配置管理、计费管理和安全管理。
控制平面需要一个信令网络支撑。

③PTN的关键技术

通用分组交叉技术:引入一项名为“通用交换”的技术,用到了“量子交换”理论。该技术彻底解决了MSTP设备数据吞吐量不足、纯以太网交换设备不能有效传输高QoS业务的缺陷。
PTN通过统一的传送平台来简化网络,将业务处理和业务交换相互分离,采用通用交换板的概念,不同业务仅需通过更换不同的线卡即可。

可扩展性技术:通过分层和分域来提供可扩展性。

运营管理和维护技术:50ms保护,端到端的通道保护、群路线路保护和节点保护。

多种业务承载和接入:考试要求区分光口和电口,注意以太网光口电口都有,但是仅有光口能够达到10GE。

网络级生存技术:不需要控制平面的参与就能实现50ms的保护,分线性保护和环网保护。
线性保护有1+1、1:1和1:N方式。

QoS保证技术:采用差分服务机制实现业务区别对待。

频率和时间同步技术:PTN普遍采用的时钟同步方案,有基于物理层的同步以太网技术、基于分组包的TOP技术、IEEE1588V2精准时间协议技术。前两者只能支持频率信号传送,不支持时间信号的传送。

V2技术采用主从时钟方案,时戳的产生由靠近物理层的协议层完成,利用网络链路的对称性和时延测量技术,实现主从时钟的频率、时间和相位同步。

利用这些技术,PTN可以实现高质量的网络同步,解决3G基站回传中的时间同步问题,大大降低基站对卫星的依赖程度。


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