【精品】PTN技术教材配套课件(第一章)光纤通信发展精品ppt课件.ppt

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1、PTN技术教材配套课件(第一章)光纤通信发展第一章第一章 光纤通信发展光纤通信发展第一章 光纤通信发展目 录一一 现代光纤通信发展现代光纤通信发展二二 光纤通信发展趋势光纤通信发展趋势三三 光分组传送网的特点与应光分组传送网的特点与应用用四四 分组传送新发展分组传送新发展-IP RAN-IP RAN光纤通信发展u（1 1）光纤）光纤u19961996年，英籍华人高锟和年，英籍华人高锟和kockhamkockham从理论上证明了用玻璃可以制成从理论上证明了用玻璃可以制成衰减为衰减为20dB/km20dB/km的通信光导纤维。的通信光导纤维。u19701970年，美国康宁玻璃公司首先制造出衰减为年

2、，美国康宁玻璃公司首先制造出衰减为20dB/km20dB/km的光纤。的光纤。u19741974年，光纤的衰减已降低到年，光纤的衰减已降低到2dB/km2dB/km。u19801980年，长波长窗口的衰减低达年，长波长窗口的衰减低达0.2dB/km0.2dB/km，接近理论值。，接近理论值。光纤通信发展u（3 3）光通信系统）光通信系统u第一代光通信系统：第一代光通信系统：19771977年，在美国芝加哥距离年，在美国芝加哥距离7km7km的电话局间首的电话局间首次实现了光通信传输系统，光波长为次实现了光通信传输系统，光波长为0.85um0.85um。u第二代光通信系统：第二代光通信系统：19

3、811981年，实现了局间使用年，实现了局间使用1.3um1.3um多模光纤的通多模光纤的通信系统。信系统。u第三代通信系统：第三代通信系统：19841984年，实现了局间使用年，实现了局间使用1.3um1.3um多单模光纤的通多单模光纤的通信系统，广泛用于长途和跨洋通信。信系统，广泛用于长途和跨洋通信。u第四代光通信系统：第四代光通信系统：2020世纪世纪8080年代中期又实现使用年代中期又实现使用1.5um1.5um多半模光多半模光纤的通信系统。纤的通信系统。u近年来，近年来，SDHSDH体制形成的光传送网被广泛使用。各种波分复用体制形成的光传送网被广泛使用。各种波分复用（WDMWDM）和

4、光时分复用（）和光时分复用（OTDMOTDM）系统进一步提高了传输容量，相干）系统进一步提高了传输容量，相干光通信、光孤子通信和集成光学有了一定的进展。人们期待着新一光通信、光孤子通信和集成光学有了一定的进展。人们期待着新一代光纤通信系统的实现。代光纤通信系统的实现。光纤通信发展u（4 4）光纤通信的发展）光纤通信的发展u光纤通信的发展史虽然只有二三十年，但由于它无比的优越性，光纤通信的发展史虽然只有二三十年，但由于它无比的优越性，使它成为了现代化通信网络中最为重要的传输媒介。总体来说，光使它成为了现代化通信网络中最为重要的传输媒介。总体来说，光纤通信的发展大致分为纤通信的发展大致分为4 4个

5、阶段。个阶段。u第一阶段（第一阶段（1966197619661976年）是冲基础研究到商业应用的开发时年）是冲基础研究到商业应用的开发时期。这个时期中，出现了短波长（期。这个时期中，出现了短波长（850nm850nm）低速率（）低速率（3434或或45Mb/s45Mb/s）多模光纤通信系统，无中继传输距离约为多模光纤通信系统，无中继传输距离约为10km10km。u第二阶段（第二阶段（1976198619761986年）是以提高传输速率和增加传输距离年）是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标的大力推广应用的大发展时期。在这个时期，光纤从多为研究目标的大力推广应用的大发展时期。在这个时期，光纤从

6、多模发展到单模，工作波长从短波长（模发展到单模，工作波长从短波长（850nm850nm）发展到长波（）发展到长波（1310nm1310nm和和1550nm1550nm），实现了工作波长为），实现了工作波长为1310nm1310nm，传输速率为，传输速率为140565Mb/s140565Mb/s的单模光纤通信系统，无中继传输距离为的单模光纤通信系统，无中继传输距离为5050到到100km100km。光纤通信发展u第三阶段（第三阶段（1986199619861996年）是以超大容量超长距离为目标，全年）是以超大容量超长距离为目标，全面深入开展新技术研究的事情。在这个时期，出现了面深入开展新技术研究

7、的事情。在这个时期，出现了1550nm1550nm色散位色散位移单模光纤通信系统。采用外调制技术，传输速率可达移单模光纤通信系统。采用外调制技术，传输速率可达2.5-10Gb/s2.5-10Gb/s，无中继传输距离可达，无中继传输距离可达100150km100150km，实验室可以达到更高水平。，实验室可以达到更高水平。u第四阶段（第四阶段（19961996年至今）是采用光放大器，波分复用光纤通信系年至今）是采用光放大器，波分复用光纤通信系统的超长距离的光弧子通信系统的时期。统的超长距离的光弧子通信系统的时期。光纤通信发展趋势u（1 1）向着超大容量、超长距离传输和超高速系统发展）向着超大容量

8、、超长距离传输和超高速系统发展u波分复用系统（波分复用系统（WDMWDM）近几年发展十分迅速，因为波分复用技术能）近几年发展十分迅速，因为波分复用技术能够很大程度的提高光纤通信系统的传输量，目前够很大程度的提高光纤通信系统的传输量，目前,1.6Tbit/s,1.6Tbit/s的的WDMWDM系统在很多商业领域已经得到应用。此外，光时分复用技术系统在很多商业领域已经得到应用。此外，光时分复用技术（OTDMOTDM）也能极大地增加传输量，但其主要是通过单信道速率的提）也能极大地增加传输量，但其主要是通过单信道速率的提高来实现的，最高速率可达高来实现的，最高速率可达640Gbit/s640Gbit/

9、s。两种技术的结合使用是未。两种技术的结合使用是未来大容量、长距离光纤传输的主要发展趋势。来大容量、长距离光纤传输的主要发展趋势。u传统的光纤通信主要是根据电的时分复用来发展的，但传输速度传统的光纤通信主要是根据电的时分复用来发展的，但传输速度与网络容量存在矛盾，速度的增加将意味着传输成本的降低，与网络容量存在矛盾，速度的增加将意味着传输成本的降低，10Gbps10Gbps系统已在世界范围内得到广泛应用，但其对于光缆的极速化系统已在世界范围内得到广泛应用，但其对于光缆的极速化比较敏感，不一定能满足已铺设光缆的要求，这就需要其向光的复比较敏感，不一定能满足已铺设光缆的要求，这就需要其向光的复用式

10、发展。用式发展。光纤通信发展u（2 2）光孤子通信）光孤子通信u光纤反常色散区有一种超短光脉冲，即光孤子，以光孤子为信息光纤反常色散区有一种超短光脉冲，即光孤子，以光孤子为信息载体的光孤子通信，具有广阔的发展前景，在信息传输速度上，利载体的光孤子通信，具有广阔的发展前景，在信息传输速度上，利用光孤子技术可以将用光孤子技术可以将10-20Gbit/s10-20Gbit/s的速率提升到的速率提升到100Gbit/s100Gbit/s以上；在以上；在信息传输距离上，利用光孤子技术可以使传输距离增加到信息传输距离上，利用光孤子技术可以使传输距离增加到100000km100000km以上，而且可以应用到

11、全光通信中，特别是海底光纤通信系统中。以上，而且可以应用到全光通信中，特别是海底光纤通信系统中。光纤通信发展u（3 3）全光网络的发展）全光网络的发展u 全光网络是未来高速通信的主要发展趋势，是光纤通信发展全光网络是未来高速通信的主要发展趋势，是光纤通信发展的最理想阶段。全光网络就是光节点完全代替了电节点，信息以光的最理想阶段。全光网络就是光节点完全代替了电节点，信息以光网具有良好的开放性、兼容性和可靠性，在传输速度和容量方面也网具有良好的开放性、兼容性和可靠性，在传输速度和容量方面也有不可比拟的优势，并且其组网方式非常灵活，有不可比拟的优势，并且其组网方式非常灵活，u可根据需要随时安装新的节

12、点。值得注意的是，要实现真正的全可根据需要随时安装新的节点。值得注意的是，要实现真正的全光网络要依靠众多通信技术的共同发展，例如，因特网、移动通信光网络要依靠众多通信技术的共同发展，例如，因特网、移动通信网等。目前，光纤通信在光路上正在试图增加分插功能和交叉功能，网等。目前，光纤通信在光路上正在试图增加分插功能和交叉功能，其中，分叉功能已经投入商用，充分体现出光联网的可靠性和灵活其中，分叉功能已经投入商用，充分体现出光联网的可靠性和灵活性，而且为透明、高度生存性的光联网的实现创造了条件。性，而且为透明、高度生存性的光联网的实现创造了条件。第一章 光纤通信发展目 录一一 现代光纤通信发展现代光纤

13、通信发展二二 光纤通信发展趋势光纤通信发展趋势三三 光分组传送网的特点与应光分组传送网的特点与应用用四四 分组传送新发展分组传送新发展-IP RAN-IP RANPTN分组传送特点n分组传送网 Packet Transport Network n强调分组传送，传统传送网IP化，面向连接的多业务传送提供QoS保证可靠性电信级的维护管理可扩展性安全性标准化BSCRNCAggregation RingGE/10GE/STM-NGE/10GESTM-1/N*E1Aggregation LayerFiberAccess RingGE/STM-NAccess LayerFiberN*E1 BTSNodeB

14、E1N*E1/FEEdge Access LayerFiber，MW，CopperBBURRU BTSE1PTNNodeBFE 数据FENodeBFEl统计复用、带宽利用率高；l业务感知、端到端QoS保障；l提供相位同步/时间同步；PTNPTNPTNGE/FEPTN分组传送特点 PTN PTN技术是技术是IP/MPLSIP/MPLS、以太网和传送网、以太网和传送网3 3种技术结合的产物，它保种技术结合的产物，它保留了这留了这3 3类产品中的优势技术。类产品中的优势技术。（1 1）PTNPTN顺应了网络的顺应了网络的IPIP化、智能化、宽带化、扁平化的发展化、智能化、宽带化、扁平化的发展趋势：以

15、分组业务为核心、增加独立的控制面、以提高传送效率的趋势：以分组业务为核心、增加独立的控制面、以提高传送效率的方式拓展有效带宽、支持统一的多业务提供。方式拓展有效带宽、支持统一的多业务提供。（2 2）PTNPTN保持了适应数据业务的特性：分组交换、统计复用、采用保持了适应数据业务的特性：分组交换、统计复用、采用面向连接的标签交换、分组面向连接的标签交换、分组QoSQoS机制、灵活动态的控制面等。机制、灵活动态的控制面等。（3 3）PTNPTN继承了继承了SDHSDH传送网的传统优势：丰富的操作管理和维护传送网的传统优势：丰富的操作管理和维护（OAMOAM）、良好的同步性能、完善的保护倒换和恢复、

16、强大的网络）、良好的同步性能、完善的保护倒换和恢复、强大的网络管理等。管理等。PTN分组传送特点BSCRNC610061006100610061006300630063006300网络的典型应用汇聚层接入层核心层6100GEGE10GE典型的业务形式一从基站传入的TDM E1业务，在经过PTN网络后，通过汇聚设备的Ch.STM-1接口落地。BSCRNC6100610061006100610063006300630063006100GEGE10GEE1Ch.STM-1典型的业务形式二从基站传入的IMA E1业务，在经过PTN网络后，通过汇聚设备的ATM STM-1接口落地。BSCRNC61006

17、10061006100610063006300630063006100GEGE10GEIMA E1ATM STM-1第一章 光纤通信发展目 录一一 现代光纤通信发展现代光纤通信发展二二 光纤通信发展趋势光纤通信发展趋势三三 光分组传送网的特点与应光分组传送网的特点与应用用四四 分组传送新发展分组传送新发展-IP RAN-IP RANpRAN(Radio Access Network)是从无线基站(BTS)到基站控制器(BSC)之间的传送网络。RAN通常为基于电路交换的网络，多以MSTP(基于SDH 的多业务传送平台)传统传输产品组网为主。RANRAN是什么？是什么？IP RAN基本概念p主要承

18、载方式：SDH/MSTP，2到3级MSTP环。p承载网容量：接入环155M/622M，汇聚环622M/2.5G，核心环2.5G/10G。RANRAN面临的挑战？面临的挑战？IP RAN基本概念企业专线/高价值业务IPTV业务3G业务LTE业务l时钟同步能力。l带宽扩展能力：HSPA下行带宽高达14.4MlQoS能力。iPhone、数据卡等业务大大增加移动数据业务的流量，载网络需要有强大的QoS能力l时钟同步能力。l带宽扩展能力。l扁平化和灵活调度能力，支持S1-Flex和X2接口l满足LTE基站密度大的承载需求lQoS能力，保证带宽和承载质量能达到SLA协议要求l50ms保护倒换能力，确保用户

19、业务不中断l保护企业信息安全，防止被窃听，被攻击IP承载网络质量有保证、安全可靠的IP化管道l组播和带宽扩展能力，高清TV带宽高达8Ml提高业务体验，实现快速频道切换、错包重传、50ms故障倒换等功能l简化IPTV运维，实现故障定界超高带宽、服务质量、高可靠性、高效运维uIP RAN是指以IP/MPLS协议为基础，主要面向移动业务承载，并兼顾提供二三层通道类业务承载的端到端的业务承载网络。IP RANIP RAN引入的意义引入的意义IP RAN基本概念MSTPIP RAN 业务能力2G/3G基站承载/专线综合业务承载，2G/3G/LTE基站、专线、IPTV等网络扩展性刚性管道，调整复杂三层动态

20、技术，调整简单业务配置及灵活性配置和调整依靠人工干预自动调整，无需人工干预QoS 独占带宽，无QoS问题共享带宽，QoS机制灵活投资保护平滑过渡，扩容难度大新建，当前投资高，下滑快）技术成熟度成熟成熟IP RAN网络架构IP地址进制数的转换方法进制数的转换方法 二进制数与十进制数的转换；二进制数与十进制数的转换；十进制数与二进制数的转换；十进制数与二进制数的转换；01001100=01001100=？(十进制数）十进制数）224=?224=?（二进制数）（二进制数）10000000=12811000000=19211100000=22411110000=24011111000=24811111

21、100=25211111110=25411111111=255128 6432168421IP地址IP地址 255255 255 255点分10进制最大值NetworkHost32 bitsIP地址 255255 255 255NetworkHost1286432168421 11111111 11111111 11111111 111111112进制32 bits18 916 1724 2532128643216842112864321684211286432168421点分10进制最大值 255255 255 255NetworkHost1286432168421 11111111 111

22、11111 11111111 11111111 10101100 00010000 01111010 1100110032 bits 172 16 122 204例子18 916 1724 25321286432168421128643216842112864321684212进制点分10进制最大值IP地址IP地址1A类:Bits:0NNNNNNNHostHostHost8 916 1724 2532范围(1-126)1B类:Bits:10NNNNNNNetworkHostHost8 916 1724 25321C类:Bits:110NNNNNNetworkNetworkHost8 916 1

23、72425321D类:Bits:1110MMMMMulticast Group Multicast Group Multicast Group8 916 17242532范围(224-239)范围(128-191)范围(192-223)IP 地址分类地址分类IP 地址分类地址分类特殊特殊IP地址地址网络部分网络部分主机部分主机部分地址类型地址类型用途用途any全全“0 0”网络地址网络地址代表一个网段代表一个网段any全全“1 1”广播地址广播地址网段的所有节点网段的所有节点127127anyany环回地址环回地址环回测试环回测试全全“0 0”所有网络所有网络默认路由默认路由全全“1 1”广播

24、地址广播地址本网段所有节点本网段所有节点IP地址分类练习地址分类练习地址地址 类别类别网络网络主机主机10.2.1.1 128.63.2.100201.222.5.64192.6.141.2130.113.64.16256.241.201.10IP地址分类练习（答案）地址分类练习（答案）地址地址 类别类别网络网络主机主机10.2.1.1 A A10.0.0.010.0.0.00.2.1.10.2.1.1128.63.2.100B B128.63.0.0128.63.0.00.0.2.1000.0.2.100201.222.5.64C C201.222.5.0201.222.5.00.0.0.6

25、40.0.0.64192.6.141.2C C192.6.141.0192.6.141.00.0.0.20.0.0.2130.113.64.16B B130.113.0.0130.113.0.00.0.64.160.0.64.16256.241.201.10不存在不存在私有IP地址f私有私有IPIP地址地址:1 1、A A 类地址中类地址中:10.0.0.0:10.0.0.0 到到10.255.255.25510.255.255.2552 2、B B 类地址中类地址中:172.16.0.0:172.16.0.0 到到172.31.255.255172.31.255.2553 3、C C 类地址

26、中类地址中:192.168.0.0:192.168.0.0 到到192.168.255.255192.168.255.255计计算算可可用用的的主主机机地地址址数数量量什什么么是是子子网网划划分分子网划分即把一个大的网络划分成许多小的网络，以方便使用和管理子网划分的好处子网划分的好处f可以节约可以节约IPIP地址、扩展网络。地址、扩展网络。f减少减少CPUCPU的负载和占用带宽。的负载和占用带宽。f便于管理。便于管理。子网掩码子网掩码f 子子网网掩掩码码和和IPIP地地址址一一样样是是一一个个3232位位二二进进制制数数，和和IPIP地址成对出现。地址成对出现。f 子子网网掩掩码码的的主主要要

27、功功能能是是向向网网络络设设备备说说明明，一一个个特特定定IPIP地地址址的的哪哪一一部部分分包包含含网网络络地地址址与与子子网网地地址址，哪一部分是主机地址。哪一部分是主机地址。f计算机如何确定计算机如何确定IPIP地址在哪个网段呢？地址在哪个网段呢？将将IPIP地址和子网掩码进行与运算。地址和子网掩码进行与运算。如何划分子网如何划分子网f从从IPIP地地址址的的主主机机部部分分最最高高位位开开始始借借位位变变为为新新的的子子网网地地址。这使得址。这使得IPIP地址的结构变为三个部分：地址的结构变为三个部分：网络地址、子网地址、主机地址。网络地址、子网地址、主机地址。f借位时必须是从高到低连

28、续的借位借位时必须是从高到低连续的借位划分子网的方法划分子网的方法1 1、你所选择的子网掩码将会产生多少个子网？、你所选择的子网掩码将会产生多少个子网？2 2的的X X次方（次方（X X代表掩码位）代表掩码位）2 2、每个子网能有多少主机？、每个子网能有多少主机？2 2的的Y Y次方次方-2-2（Y Y代表主机位）代表主机位）3 3、有效子网是？有效的子网号、有效子网是？有效的子网号=256-10=256-10进制的子网掩码进制的子网掩码4 4、每个子网的广播地址？下个子网号、每个子网的广播地址？下个子网号-1-15 5、每每个个子子网网的的有有效效主主机机号号是是？忽忽略略网网络络号号和和广广播播号号剩剩下下的的就就是是有有效效主主机机地址地址THE END