2021年通信工程师中级传输与接入(有线)北邮冲刺所有知识点归纳-双面打印.pdf
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1、-1-第一章 光纤通信概述(第一章 光纤通信概述(8 分)分)1、光纤通信的定义:、光纤通信的定义:光纤通信是利用光导纤维传输光波信号光导纤维传输光波信号的通信方式。2、光纤通信的优点:、光纤通信的优点:传输频带宽,通信容量大传输频带宽,通信容量大;传输损耗小,中继距离长传输损耗小,中继距离长;抗电磁抗电磁干扰的能力强干扰的能力强;光纤线径细、重量轻光纤线径细、重量轻;制作光纤的资源丰富制作光纤的资源丰富。3、光纤的基本结构、光纤的基本结构:纤芯纤芯、包层包层、防护层防护层。4、光纤的折射率分布有、光纤的折射率分布有 3 种种:阶跃(突变)阶跃(突变)、高斯(渐变)高斯(渐变)、三角形(渐变)
2、三角形(渐变)。5、光纤的分类:、光纤的分类:按照光纤的折射率来分,可分为阶跃型光纤阶跃型光纤和渐变型光纤渐变型光纤;按照传输模式的数目来分,可分为单模光纤单模光纤和多模光纤多模光纤。6、多模光纤多模光纤适用于中容量、中距离的光纤通信;单模光纤单模光纤适用于大容量、长距离的光纤通信。7、光纤的传输特性、光纤的传输特性包括光纤的损耗特性损耗特性和色散特性色散特性。光信号在光纤中传输时幅度会幅度会因损耗而减小因损耗而减小,波形则会因色散产生越来越大的失真因色散产生越来越大的失真,使得脉宽展宽脉宽展宽。因此,光纤的传输特性在光纤通信系统中是一个非常重要的特性,直接影响到传输系统的最大中继最大中继传输
3、距离传输距离。8、光纤损耗的计算公式(每年必考,、光纤损耗的计算公式(每年必考,4 分左右):分左右):(dB/km)mWLzPmWzPL0lg10毫瓦 mW 与 dBm 的换算公式为:mWmWPdBm1(P()=10 lg )记住:log2=0.3010,log3=0.4771,log5=0.6990,log7=0.8451 记住:log2=0.3010,log3=0.4771,log5=0.6990,log7=0.8451 9、引起光纤损耗的原因(光纤损耗的分类):、引起光纤损耗的原因(光纤损耗的分类):损耗分类典型例子吸收损耗紫外吸收(本征吸收)红外吸收(本征吸收)杂质吸收氢氧根离子(O
4、H-)吸收散射损耗瑞利散射10、光纤的、光纤的 3 个低损耗窗口个低损耗窗口分别位于 850nm、1310nm、1550nm。11、光纤色散的概念、光纤色散的概念:光缆色散是不同频率(或波长)不同频率(或波长)、不同模式不同模式的电磁波以不同速度在介质中传播的物理现象。12、色散的影响:、色散的影响:色散导致光脉冲在传输过程中展宽展宽,前后脉冲相互重叠前后脉冲相互重叠,引起数字信号的码间串扰。13、光纤色散的分类:、光纤色散的分类:光纤色散分为模式色散模式色散和波长色散(频率色散)波长色散(频率色散),波长色散又分为材料色散材料色散和波导色散波导色散。14、多模光纤多模光纤中模式色散占主要地位
5、;一般来讲,单模光纤单模光纤中只存在波长色散,模式模式色散色散只出现在多模光纤中。但严格来讲,在高速大容量的光纤通信系统中,单模光纤中存在偏振模色散偏振模色散(属于模式色散)。15、常用的单模光纤:、常用的单模光纤:光纤光纤1310nm 窗口窗口1550nm 窗口窗口应用场合应用场合G.652 常规型单模光纤零色散零色散最低损耗最低损耗两个应用窗口:1310nm 和1550nm;若运用色散补偿技术运用色散补偿技术,可运用与 DWDM 系统。G.653 色散位移光纤零色散窗口与低损耗窗口重合零色散窗口与低损耗窗口重合应用环境是单波长远距离传输,不适合于不适合于 DWDM 系统系统G.655 非零
6、色散位移光纤具有较小色散和具有较小色散和最低损耗最低损耗能够避免四波混频四波混频(FWM)的影响,适用于适用于 DWDM 环境环境。16、数字光纤通信系统的构成:、数字光纤通信系统的构成:数字光纤通信系统的基本结构一般采用点对点的强度调制一般采用点对点的强度调制/直接检波直接检波(IM/DD)的形式。主要由光发射机、光接收机、光纤以及光中继器组成。17、数字光纤通信系统构成及作用:(1)发射机的主要作用:将电发射机送过来的电信号转换成光信号电信号转换成光信号,。(2)光接收机的主要作用:将通过光纤传送过来的光信号转换成电信号光信号转换成电信号。(3)传输部分(信道部分):光纤线路传输光信号。光
7、中继器由于光纤本身具有损耗和色散,会使信号的幅度衰减、波形失真。因此对于长距离的传输,需要进行中继放大中继放大。18、光信号的调制:光信号的调制方法分为直接调制直接调制和间接调制间接调制。数字光纤通信系统一般采用直接调制(强度调制)数字光纤通信系统一般采用直接调制(强度调制)。采用外调制外调制可以减小啁啾效应减小啁啾效应,所以在高速、大量的数字光纤通信系统中可以采用外调制。19、光网络是指以光纤为基础以光纤为基础传输链路所组成的一种通信网;可通过光纤提供大容量、长距离、高可靠的链路传输手段。20、光网络根据网络的运营、管理和地理区域等因素分为三层:省际骨干传输网(也称为一级干线网)、省内骨干传
8、输网(也称为二级干线网)、本地传输网干线网)、省内骨干传输网(也称为二级干线网)、本地传输网。21、通常把传输网中非干线部分的网络划归为本地传输网(本地网在内涵上包含了城本地传输网(本地网在内涵上包含了城域网)域网);本地传输网一般进一步分为核心层、汇聚层和接入层核心层、汇聚层和接入层。各层的拓扑结构为:核心层拓扑结构采用环形、网孔形采用环形、网孔形,最终建设为网状网结构网状网结构;汇聚层拓扑结构一般采用环形采用环形;接入层拓扑结构通常采用环形采用环形,并配以一定的链形链形。第二章第二章 SDH 传输网(传输网(12 分)分)1、SDH 传输网的概念:传输网的概念:SDH 传输网是由一些 SD
9、H 的基本网络单元(NE)组成的,在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接传输、复用、分插和交叉连接的网络。SDH 传输网的基本网络单元有终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、数字交叉连接(DXC)设备和再生中继器(REG)。SDH 采用同步复用(按字节间插)同步复用(按字节间插)。SDH 网有一套标准化的信息结构等级标准化的信息结构等级,称为同步传递模块同步传递模块(STM-N)。2、SDH 最核心的优点有最核心的优点有 3 条:条:同步复用同步复用、标准的光接口标准的光接口和强大的网络管理能力。强大的网络管理能力。3、SDH 速率体系:速率体系:ITU-T G.707 建议规范的
10、 STM-N 的标准速率如下:等级等级STM-1STM-4STM-16STM-64STM-256速率/(Mbit/s)155.520622.0802488.3209953.28039813.12更高等级的 STM-N 信号(获得的方法之一)可以是将 STM-1 同步复用同步复用、按字节间插按字节间插的结果(N 为 1、4、16、64、256),速率依次是 4 倍的关系倍的关系。4、SDH 的基本网络单元:的基本网络单元:网元种类功能应用终端复用器(TM)将低速支路信号纳入将低速支路信号纳入 STM-N 帧结构帧结构,并经电/光转换成为STM-N光线路信号。TM 常用作网络末梢端网络末梢端节点节
11、点分分/插复用器(插复用器(ADM)(1)具有支路群路(即上/下支路)能力(2)具有群路群路(即直通)的连接能力(3)具有数字交叉连接(DXC)功能)(1)具有支路群路(即上/下支路)能力(2)具有群路群路(即直通)的连接能力(3)具有数字交叉连接(DXC)功能ADM 用在线形网等中线形网等中间节点或环形网的节点间节点或环形网的节点再生中继器(REG)放大整形、定时,再生放大整形、定时,再生,以延长传输距以延长传输距离离。REG 作为长距离通信的长距离通信的再生中继再生中继数字交叉连接设备(数字交叉连接设备(DXC)可实现支路之间的交叉连接。)可实现支路之间的交叉连接。DXC 用于网状网(及网
12、网状网(及网孔形网)的节点或星形孔形网)的节点或星形网的中心节点网的中心节点5、SDH 帧结构:帧结构:STM-N 的帧长度为 270N9 个字节或个字节或 270N98 个比特个比特STM-N 的帧周期为 125us(固定值)(固定值)、一秒 8000 帧帧。6、SDH 帧结构分为三个主要区域:帧结构分为三个主要区域:区域区域作用作用位置位置段开销(段开销(SOH)用于存放供网络运行、管理和维护(OAM)使用的开销字节。段开销包括:再生段开销(RSOH,占第 13 行)复用段开销(MSOH,占第 59 行)帧结构左边的帧结构左边的 9N 列的第列的第 13 行和第行和第 59 行净负荷(行净
13、负荷(Payload)信息净负荷区域是帧结构中存放各种信息负载(信息净负荷)的地方(信息净负信息净负荷第一字节在此区域中的位置不固定荷第一字节在此区域中的位置不固定)。帧结构右边的帧结构右边的 261N 列的第列的第 19 行管理单元指针(行管理单元指针(AU PTR)管理单元指针(AUPTR)用来指示信息净负荷的第一个字节在 STM-N 帧中的准确位置,以便在接收端能正确的分解。帧结构左边帧结构左边 9N 列的第列的第4 行行7、SDH 帧结构中安排有两大类开销:帧结构中安排有两大类开销:种类种类分类分类功能功能段开销(SOH)再生段开销(RSOH)再生段开销用于再生段的维护复用段开销(MS
14、OH)复用段开销用于复用段的维护通道开销(POH)低阶通道开销(L-POH)通道开销用于通道的维护8、SDH 的一般复用(映射)结构:ITU-T G.709 建议的 SDH 的一般复用结构是由一些基本复用单元基本复用单元组成的、有若干中间复用步骤的复用结构。(dB/km)PoPi L10 lg填空、计算填空、判断、选择填空、计算填空、判断、选择或 =9、SDH 复用结构的作用:规定将将 PDH 支路信号纳入支路信号纳入 STM-N 帧帧的过程。10、SDH 的基本复用单元包括的基本复用单元包括:标准容器(C)、虚容器(VC)、支路单元(TU)和支路单元组(TUG)、管理单元(AU)和管理单元组
15、(AUG)。复用单元复用单元作用作用种类种类标准容器(C)完成完成 PDH 信号和虚容器(信号和虚容器(VC)之间)之间的适配功能的适配功能C-12 和和 C-3(低阶(低阶 C)C-4(高阶(高阶 C)虚容器(VC)VC=标准标准 C 的信号的信号+通道开销(通道开销(POH)低阶低阶 VC:容器:容器 C+低阶低阶 POH,包括,包括 VC-12,VC-3高阶高阶 VC:容器:容器 C+高阶高阶 POH,如,如 VC-4支路单元(TU)和支路单元组(TUG)支路单元组(支路单元组(TUG)由一个或多个支)由一个或多个支路单元(路单元(TU)组成)组成TU-12、TU-3我国采用我国采用 T
16、UG-3 和和 TUG-2 两种支路单元组两种支路单元组管理单元(AU)和管理单元组(AUG)AU=高阶高阶 VC+管理单元指针(管理单元指针(AU PTR)一个或多个一个或多个 AU 组成了管理单元组组成了管理单元组(AUG)AU-4我国:我国:1个个AUG对应对应1个个AU-411、支路信号复用进支路信号复用进 STM-N 帧的步骤:帧的步骤:映射、定位和复用映射、定位和复用 3 个步骤。映射:映射:支路信号容器 C虚容器 VC注:同阶之间 定位:定位:VC-12+TUPRTU-12;VC-3+TUPRTU-3;VC4+AU PTRAU-4;注:到TU和AU 复用:复用:TU-12TU-2
17、TU-3VC4;AU-4AUG-4+SOHSTM-N注:低阶到高阶及到STM12、理解、理解 140Mit/s 支路信号复用进支路信号复用进 STM-N 帧的过程:帧的过程:1 个 STM-1(155Mbit/s)里面有 1 个 140Mbit/s 的信号。13、理解、理解 2Mbit/s 支路信号复用进支路信号复用进 STM-N 帧的过程:帧的过程:1 个 STM-1(155Mbit/s)里面有63 个 2Mbit/s 的信号。14、SDH 传输网常用的基本拓扑结构有:(传输网常用的基本拓扑结构有:(1)线形(链形):)线形(链形):两端节点配置终端复用器(终端复用器(TM),中间节点配置分
18、插复用器(分插复用器(ADM)(2)星形:)星形:中心节点配置数字交叉连接(数字交叉连接(DXC)设备)设备,节点上配置终端复用器终端复用器(TM)(3)树形:)树形:连接三个以上方向的节点应设置数字交叉连接(数字交叉连接(DXC)设备)设备,其它节点可设置终端复用器(终端复用器(TM)或分插复用器()或分插复用器(ADM)(3)环形:)环形:节点一般选用分插复用器(分插复用器(ADM),两环交汇处的节点应配置为数字交数字交叉连接(叉连接(DXC)设备)设备。SDH 环形网环形网络结构具有自愈功能自愈功能,可以用为进行网络保护,生存性强,因而在实际中得到广泛应用广泛应用。(4)网孔形及网状网:
19、)网孔形及网状网:均需设置数字交叉连接(数字交叉连接(DXC)设备)设备,网络结构复杂,成本较高。15、自愈的概念:自愈的概念:自愈是指网络在发生故障时,无须人为干预,即可在极短时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务,使用户感觉不到网络已出了故障。16、SDH 传输网主要采用的网络保护方式:传输网主要采用的网络保护方式:线路保护倒换线路保护倒换、环形网保护环形网保护、子网连接子网连接保护保护。17、线路保护倒换、线路保护倒换:一般用于链形网链形网,主要保护:1+1 保护方式保护方式、1:1 保护方式(保护方式(1:n保护方式)保护方式)。18、SDH 自愈环的分类方法自愈环的分类方法A.按照按
20、照环中每个节点插入支路信号在环中流动的方向环中每个节点插入支路信号在环中流动的方向分:分:单向环单向环和双向环双向环。B.按照按照保护倒换的层次保护倒换的层次分:分:通道保护环通道保护环和复用段保护环复用段保护环。C.按照按照一对节点间所用光纤的最小数量一对节点间所用光纤的最小数量分:分:二纤环二纤环和四纤环四纤环。19、子网连接保护(子网连接保护(SNCP):采用):采用并发选收并发选收的保护倒换规则的保护倒换规则。倒换时一般采取单单向倒换方式向倒换方式,因而而不需要遵循自动保护倒换(不需要遵循自动保护倒换(APS)协议)协议。20、SDH 二纤双向复用段保护环:二纤双向复用段保护环:采用时
21、隙交换(时隙交换(TSI)技术)技术。21、二纤双向复用段保护环的保护方式二纤双向复用段保护环的保护方式:1:1 保护方式保护方式,遵循自动保护倒换(自动保护倒换(APS)协议协议进行开关倒换。22、二纤双向复用段保护环的倒换原理:二纤双向复用段保护环的倒换原理:当某一段光缆断裂,在断裂光缆相邻节点遵断裂光缆相邻节点遵循循 APS 协议协议执行环回功能,即利用倒换开关将 S1/P2 光纤与 S2/P1 光纤连通。23、同步包括频率同步频率同步和时间同步:时间同步:频率同步(时钟同步)信号之间保持恒定的相位信号之间保持恒定的相位差差。时间同步(相位同步)使得信号之间相位差恒定为零信号之间相位差恒
22、定为零。24、SDH 网同步通常采用网同步通常采用主从同步主从同步方式。方式。25、主从同步方式主从同步方式:一般采用等级制,目前 ITU-T 将时钟划分为 4 级:一级时钟基准主时钟,由 G.811 建议规范;二级时钟转接局从时钟,由 G.812 建议规范;三级时钟端局从时钟,也由 G.812 建议规范;四级时钟SDH 网络单元从时钟(SEC)等,由 网络单元从时钟(SEC)等,由 G.813 建议规范。建议规范。26、SDH 网同步的特点:网同步的特点:SDH 传输网传输网只要求频率同步,不要求时间同步只要求频率同步,不要求时间同步。如果数字网交换节点之间采用 SDH 网作为传输手段,此时
23、不仅是各交换节点的时钟频率要同基准主时钟保持同步,而且 SDH 网内各网元时钟频率也应与基准主时钟保持同步。第三章第三章 MSTP 传输网(传输网(8 分)分)1、MSTP 的概念:多业务传送平台(MSTP)是指基于基于 SDH,同时实现 TDM、ATM、以太网等业务接入、处理和传送,提供统一网管的多业务传送平台多业务传送平台。它将 SDH 的高的高可靠性、可靠性、ATM 严格的严格的 QoS 和统计时分复用以及和统计时分复用以及 IP 网络的带宽共享等特征集于一身网络的带宽共享等特征集于一身,可以针对不同 QoS 业务提供最佳传送方式。2、MSTP 的接口类型:的接口类型:电接口类型电接口类
24、型-PDH 的 2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s 等速率类型的接口;155Mbit/s的 STM-1 电接口;ATM 电接口;10/100Mbit/s 以太网电接口等。光接口类型光接口类型-STM-N 速率光接口,千兆以太网光接口等。3、MSTP 支持的业务:支持的业务:TDM 业务业务、ATM 业务业务、以太网业务以太网业务等4、MSTP 传输网具有以下特点:传输网具有以下特点:(1)继承了(1)继承了 SDH 技术的诸多优点技术的诸多优点(2)支持多种物理接口(3)支持多种协议(4)提供集成的数字交叉连接功能(5)具有动态带宽分配和链路高效建立能力(5)具有动态带宽分配
25、和链路高效建立能力(6)能提供综合网络管理功能(6)能提供综合网络管理功能5、级联的概念:级联的概念:为了承载以太网宽带数据业务以太网宽带数据业务,引入级联。级联是将多个(如 将多个(如 X 个)虚容器(个)虚容器(VC)组合起来,形成一个容量更大的组合容器(容量为单个)组合起来,形成一个容量更大的组合容器(容量为单个 VC 容量的容量的X倍的新容器)倍的新容器)的过程。在一定的机制下,组合容器可以当作仍然保持比特序列完整性的单个容器使用。6、级联的分类:、级联的分类:(1)连续级联(相邻级联):)连续级联(相邻级联):需要利用同一 同一 STM-N 帧中相邻的帧中相邻的一系列虚容器 VC 传
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