《光传输系统》PPT课件.ppt

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1、光传输系统简介光传输系统简介京信通信系统华东分公司京信通信系统华东分公司2023202320232023年年年年1 11 1月月月月30303030日日日日复用/解复用单元 光发送/接收单元 光纤光缆低速电信号高速电信号复用光发送单元解复用光接收单元光信号光信号高速电信号低速电信号高速电信号复用光接收单元解复用光发送单元光信号光信号高速电信号低速电信号低速电信号数字光纤传输系统组成光功率：光功率：衡量光信号的大小，可用光功率计直接测试，常用dBm表示。光端机：光端机：主要由光发送机和光接收机组成，功能是将要传送的电信号及时、准确的变成光信号并输入进光纤中进行传播（光发送机）；在接收端再把光信号

2、及时、准确的恢复再现成原来的电信号（光接收机）。由于通信是双向的，所以光端机同时完成电/光（E/O）和光/电（O/E）转换。光纤知识光纤知识激光器：激光器：把电信号转换为光信号，用在光发射机中，主要指标是能够发出的光功率的大小。光接收器：光接收器：把光信号转换为电信号，用在光接收机中，主要指标是接收灵敏度。光耦合器：光耦合器：光耦合是表示有源的或无源的或有源与无源光学器件之间的一种光的联系。联系形式多种：光的通道，光功率的积聚与分配，不同波长光的合波与分波，以及光的转换和转移等。能实现光的这种联系的器件称为光耦合器。光纤知识光纤知识波波分分复复用用器器WDMWDM：光分波器或光合波器统称光复用

3、器，它能将多个载波进行分波或合波，使光纤通信的容量成倍的提高。目前采用1310nm/1550nm波分复用器较多，它可将波长为1310nm和1550nm的光信号进行合路和分路。光光衰衰减减器器：就是在光信息传输过程中对光功率进行预定量的光衰减的器件。按衰减值分3、5、10、20dB五种，根据实际需要选用。光纤知识光纤知识光法兰头：光法兰头：光法兰头又称光纤连接器。实现两根光纤连接的器件，目前公司采用的有FC型和SC型两种活动连接器，既可以连接也可以分离。光光 纤：纤：传输光信号的光导纤维，分多模光纤、单模光纤两大类。光纤材料是玻璃芯/玻璃层，多模光纤的标准工作波长为850/1310nm，单模光纤

4、的标准工作波长为1310/1550nm，衰减常数为：工作波长 850nm 1310nm 1550nm 单模光纤（A级）/0.35dB/km 0.25dB/km 多模光纤 33.5dB/km 0.62.0dB/km /光纤知识光纤知识光光 缆缆：由若干根光纤组成，加有护套及外护层和加 强构件，具有较强的机械性能和防护性能。种类有室外光缆、室内光缆、软光缆、设备内光缆、海底光缆、特种光缆等。尾尾 纤：纤：一端带有光纤连接器的单芯光缆。跳跳 线：线：两端都装有连接器的单芯光缆。光纤知识光纤知识光纤的类型光纤的类型n多模光纤多模光纤：纤芯直径为50-75微米在一定的 工作波长下，有多个模式在光纤中传输

5、n单模光纤单模光纤：纤芯直径很小，约4-10微米 理论上只传输一种模式光缆直径Core62.55 mm125 mmCladCore8 mm125 m mClad85 mm多模光缆单模光缆人的头发光缆的类型紧密缓冲(900 微米)室内使用紧密弯角不太适合用于温度变化的场合松弛管(250 微米)室外使用具有凝胶混合物保护层在温度变化的场合使用很好松弛管及紧密缓冲光缆松弛管松弛管非缓冲光缆紧密缓冲紧密缓冲缓冲层直接加在光缆内芯 连接与接合ST-目前的工业标准单模和多模多家供应商FC/PC基本是单模起源于日本SC正在成为标准标准单模光纤（标准单模光纤（G.652光纤）光纤）零色散波长在零色散波长在13

6、10nm，在波长，在波长1550nm处衰减最小。处衰减最小。在我国占在我国占99%99%以上。虽称以上。虽称13101310nm性能最佳光纤，但绝大性能最佳光纤，但绝大部分却用于部分却用于1550 nm，其原因是在，其原因是在13101310nm无实用化光放无实用化光放大器。大器。它可传输它可传输2.5G或以或以2.5G 为基群的为基群的WDM系统；但传输系统；但传输TDM的的10G，面临色散受限的难题（色度色散与，面临色散受限的难题（色度色散与PMD）。）。在光纤的数值 孔径角内，以某一角度射入光纤端面，并能在光纤的纤芯到包层界面上形成全反射的传播光线就可称为一个光的传输模式。高次模 基模

7、低次模光纤的传播模式光纤的传播模式系统损耗TXdB 损耗损耗终端连接终端连接 允许允许 1.0(2)光光缆缆多模多模 850 3.5/km 1300 1.0/km单模单模 1300 .5/km 1550 .3/km接合接合溶化接合溶化接合 0.1机械接合机械接合 0.2PATCH PANELS每对每对 1.0RX安全裕量安全裕量允许允许 3.0光纤传输光功率损耗光纤传输光功率损耗1310nm0.30dB/km（典型值）1550nm0.20dB/km（典型值）1625nm0.25dB/km（典型值）色散的特性色散的特性1.1.CPRI CPRI 和和OBCAIOBCAI用用在在移移动动通通信信R

8、UURUU接接口口用用的的数字光纤。数字光纤。2.2.CPRI:CPRI:Common Common Public Public Radio Radio InterfaceInterface3.3.OBCAI:Open Base Station OBCAI:Open Base Station 4.4.Architecture Initiative Architecture Initiative用在移动通信用在移动通信AbisAbis（IubIub)的数字光纤的数字光纤.数字光纤及其与数字光纤及其与RRURRU的接口的接口1 1、CPRI CPRI 和和OBCAIOBCAI接口用的数字光纤接口用

9、的数字光纤基站拉远系统：即基带处理留在基站，射频调制放在远处，之间通过基带信号连接也是一个组织开放接口。CPRI组织成员(排名顺序不分先后)：Ericsson Huawei NEC Nortel SiemensOBSAI组织成员(排名顺序不分先后)：Nokia ZTE LGE Samsung Hyundai 基站基带基站基带BBUBBU处理系统与处理系统与RRURRU相连接（下行）相连接（下行）BCCH广播控制信道PCCH寻呼控制信道CCCH公共控制信道DCCH专用控制信道DTCH专用业务信道 NBCH广播信道.PCH寻呼信道FACH前向接入信道DCH专用信道.P-CCPCH(*)主公共控制信

10、道S-CCPCH辅助公共控制信道DPDCH(每个UE一个或多个)专用物理数据信道.DPCCH(每UE一个)专用物理控制信道Pilot,TPC,TFCISSCi逻辑信道逻辑信道传输信道传输信道物理信道物理信道f1下行链路下行链路RF输出输出专用物理信道(DPCH)每UE一个DSCH下行共享信道CTCH公共业务信道CPICH公共导频信道空数据编码PDSCH物理下行共享信道AICH 捕获指示信道PICH 寻呼指示信道捕获指示信道寻呼指示信道AP-AICH接入前导捕获指示信道接入前导捕获指示信道CSICH CPCH状态指示信道CPCH 状态指示信道CD/CA-ICH 冲突检测/信道指配指示信道 冲突检

11、测/信道指配指示信道S/PS/PS/PS/PS/PS/PS/PS/PS/PS/P下行扰码下行扰码I+jQI/Q调制调制QICchCch 256,1Cch 256,0S SGSPSCGPS S同步码同步码(*)S S基带滤波基带滤波基带滤波基带滤波GainGainGainGainGainGainGainGainGainGainSCH 同步信道同步信道DTCH专用业务信道 1DCH专用信道复用复用CCTrCHDCH专用信道.编码编码编码编码编码编码IubCchCchCchCchCchCchCch基带滤波基带滤波基带滤波基带滤波f1RF输出输出I/Q调制调制SC1SC1RRU单元单元射频调制系统RR

12、URRU射频调制与解调系统射频调制与解调系统它包括：它包括：低噪声放大器、低噪声放大器、模拟射频接收机、模拟射频接收机、ADC ADC、数字下变频、数字下变频、数字滤波与天线分集、数字滤波与天线分集、多载波功放、多载波功放、模拟射频发射机、模拟射频发射机、DAC DAC、数字上变频器、数字上变频器、预失真与数字滤波等部件。预失真与数字滤波等部件。对这些部件均有一定的监控和管理量。对这些部件均有一定的监控和管理量。CPRI CPRI 和和OBCAIOBCAI接口概述接口概述CPRI 接口接口CPRI所处的位置图所处的位置图OBSAI OBSAI 接口接口OBSAIOBSAI的开放式基站架构图的开

13、放式基站架构图 CPRICPRI线比特率，选择线比特率，选择1 1 614.4Mbit/s 614.4Mbit/s 适用标准：适用标准：IEEE Std 802.3-20021 IEEE Std 802.3-20021 SEC 39(SEC 39(电缆电缆)IEEE Std 802.3-20021 SEC 38(IEEE Std 802.3-20021 SEC 38(光光缆缆)CPRICPRI线比特率，选择线比特率，选择2 2 1228.8Mbit/s(21228.8Mbit/s(2614.4Mbit/s)614.4Mbit/s)适用标准：适用标准：IEEE Std 802.3-20021 I

14、EEE Std 802.3-20021 SEC 39(SEC 39(电缆电缆)IEEE Std 802.3-20021 SEC 38(IEEE Std 802.3-20021 SEC 38(光光缆缆)CPRICPRI线比特率，选择线比特率，选择3 3 2457.6Mbit/s(22457.6Mbit/s(21228.8Mbit/s)1228.8Mbit/s)适用标准：适用标准：IEEE Std 802.3-20022 IEEE Std 802.3-20022 SEC 47(SEC 47(电缆电缆)IEEE Std 802.3-20022 SEC 53(IEEE Std 802.3-20022

15、SEC 53(光光缆缆)长期频率源稳定度长期频率源稳定度 0.05PPm 0.05PPm 同步同步 8B/10B8B/10B编码编码 在不同在不同TxTx时间序列误差时间序列误差 1/4 Tc 1/4 Tc CPRICPRI接口性能需求（需用千兆以太网传基带信号）接口性能需求（需用千兆以太网传基带信号）CPRI CPRI 和和OBCAIOBCAI接口用的数字光纤接口用的数字光纤基站拉远系统光纤基站拉远系统核心网Iub基站基带处理RNC基带接口射频基站基带接口基带接口RRU远端RRU远端光纤f1SC3f1SC2f1SC1CPRI CPRI 和和OBCAIOBCAI接口用的数字光纤接口用的数字光纤

16、Node BNode B分集中继端机主中继端机覆盖（远）端机RX1中继（近）端机光纤40dB40dBRX/RX0RX1RX/RX0RX1RX/RX040dBCPRI CPRI 和和OBCAIOBCAI接口用的数字光纤接口用的数字光纤注：数字光纤直放站RRU信号源取自基站天馈输出端口I/Q调制E E/O OE E/O O光近端部分光近端部分光远端部分光远端部分基基站站多多载载频频时时的的数数字字光光纤纤直直放站放站RRURRU的应用的应用数字光纤直放站远端RRU作用：可以用作基站拉远系统，也可作室内分布信号源f1f2f3f4sc1sc2sc3sc4f1f2f3f4Sc1sc2 sc3sc4f1f

17、2f3f4二次变频二次变频二次变频二次变频I/Q调制I/Q调制I/Q调制128CH128CH128CH128CH基带基带基带基带二、二、PDHPDH（准同步数字系列）、（准同步数字系列）、SDH SDH（同步数字系列）（同步数字系列）PDHPDH的缺点的缺点地区性速率不统一地区性速率不统一光接口不统一光接口不统一异步复用技术复杂异步复用技术复杂(除除2M2M信号复用外信号复用外)用于网管的字节少用于网管的字节少组网结构单一组网结构单一,缺乏灵活性（点对点）缺乏灵活性（点对点）PDHPDH（准同步数字系列）、（准同步数字系列）、SDH SDH（同步数字系列）（同步数字系列）SDHSDH的优点的优

18、点在在STMSTM1 1等级上有世界性的统一标准等级上有世界性的统一标准光接口互通光接口互通简化了复用简化了复用/解复用技术，可直接分离低速信号解复用技术，可直接分离低速信号大量的开销比特，增强了网管功能大量的开销比特，增强了网管功能组网结构灵活：组环、网孔、星形、点对点组网结构灵活：组环、网孔、星形、点对点易于提高传输速率易于提高传输速率SDH技术的应用与发展应用于本地网、骨干网、接入网应用于本地网、骨干网、接入网应用于地面系统、海缆系统应用于地面系统、海缆系统传输容量：传输容量：STM-1/4/16/64.155Mb/s-622Mb/s-2.5Gb/s-STM-1/4/16/64.155M

19、b/s-622Mb/s-2.5Gb/s-10Gb/s10Gb/s传送业务：话音、数据传送业务：话音、数据PDH与 SDH复用技术比较复用技术复用技术PDHPDH逐级复用逐级复用SDHSDH一步到位一步到位未定位未定位PDHPDH逐级复用逐级复用 PDH PDH帧帧 140Mb/s 140Mb/sF FA A帧定位未定位未定位PDHPDH帧帧34Mb/s34Mb/sF FA A帧定位未定位未定位PDHPDH帧帧8Mb/s8Mb/sF FA A帧定位PDHPDH帧帧2Mb/s2Mb/s未定位未定位帧定位F FA A1 1 2 2n n.需要的时隙需要的时隙SDH复用一步到位未定位未定位SDHSDH帧帧155Mb/s155Mb/sFA1 2 3n帧定位需要的时隙需要的时隙PDHPDH、SDH SDH不能用作不能用作RUURUU数字光纤传输！数字光纤传输！是作为是作为MSCMSC,MSCBSC,BSCBTSMSCMSC,MSCBSC,BSCBTS之之间的数字传输。间的数字传输。