通信中级工程师传输与接入实务笔记83916知识分享

通信中级工程师传输与接入实务笔记

83916

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精品资料 光纤通信

1) 光纤中心是纤芯，纤芯外面是包层，纤芯的折射率高于包层的折射率，从而形成光波

导效应，实现光信号传输。 2) 按折射分布分：阶跃光纤和渐变光纤；按传输模式分：单模光纤和多模光纤

3) 光纤传输模式的数目与光的波长、光纤结构（直径）、光纤纤芯和包层折射率分布有

关

4) 光纤色散是指不同频率、不同模式的电磁波以不同群速度在介质中传播的物理现象。

色散导致光脉冲在传播过程中展宽，前后脉冲相互重叠，引起数字信号的码间干扰。

5) 光纤损耗：光波在光纤中传输一段距离后能量会衰减 a) 光纤损耗系数

b) 光纤损耗主要是光能量的吸收损耗、散射损耗及辐射损耗

c) 3个低损耗窗口：0.85

、1.31（S 波段）、1.55（C 波段） 6) 光纤非线性效应

模式色

色度色

散

波导色

散

材料色

散

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7) 单模光纤类型 G.652光纤（常规型单模光纤） 零色散在1310nm ，最低损耗在1550nm 对短距离单波长MSTP/SDH 系统

用1310nm ，长距离无中继用

1550nm

G.653光纤（色散位移光纤） 色散趋近于零在1550nm ，最低损耗在1550nm 单波长距离传输，不适合DWDM

系统

G.655光纤（非

零色散位移光

纤）

在1550nm 具有较小色散和最小损耗 适合DWDM 系统 色散平坦型单模

光纤 两个零色散波长分别在1300nm 和1600nm ，在两者之间总色散都很

小

8) 数值孔径（NA ）与纤芯和包层的折射率分布有关，与光纤直径无关。NA 越大，光纤捕

捉光线的能力越强，光纤与光源之间的耦合效率就越高。

9) 光源

半导体发光二极管

（LED ）

非阈值器件 半导体自发发射，谱线宽度较宽，调制效率较低 半导体激光器（LD ） 阈值器件 受激辐射，光功率随注入电流不同而改变

10) 光检测器目前主要采用半导体光检测器，光检测器有光电二极管（PIN ）和雪崩光电二

极管（APD ）

11) 光放大器

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a)掺饵光纤放大器（EDFA）对1550nm波长窗口光信号进行放大，通常采用980nm和

1480nm波长的泵浦光进行泵浦。EDFA基本组成包括：泵浦激光、耦合器、光隔离

器和掺饵光纤。常用结构由同向泵浦、反向泵浦和双向泵浦

b)受激拉曼光纤放大器：能够提供整个波段的光放大。通过适当改变泵浦激光器的光

波波长，可以得到任意波段的宽带放大器，能够在1279~1670nm整个波段提供放

大

c)半导体光放大器（SOA）类似于半导体激光器，为受激辐射。

d)线路放大器、前置放大器和功率放大器

12)无源器件包括光纤连接器、光纤耦合器、光纤光栅、光隔离器

a)光纤连接器是一个实现两根光纤之间的永久或可拆装连接的器件，主要参数有插入

损耗、回波损耗和可重复性等。

b)光纤耦合器把光信号在光路上由一路向两路或多路传送，N路光信号合路再向M路

或N路分配。有微镜片耦合器、波导耦合器和光纤耦合器等。

c)光纤光栅由一段折射率沿其长度周期性变化的光纤构成

d)光隔离器：插入损耗越小越好，隔离度越大越好

13)强度调制直接检测是数字光纤通信系统常用的调制检测方式

a)光信号的调制分为直接调制和间接调制，又称为内调制和外调制。

b)直接调制只须通过改变注入电流就可实现光强度调制。包括模拟调制和数字调制。

c)间接调制也称外调制方式，是在光源的输出通路上外加光调制器对光波进行调制，

控制光信号的有无。采用外调制可以减小啁啾。

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精品资料 14) 我国PDH 体制的速率体系有2Mbit/s 、8Mbit/s 、34Mbit/s 和140Mbit/s

SDH 技术

1) SDH 的基本速率是155.52Mbit/s ，称为STM-1。STM-N ，N 可以为1、4、16、64

2) SDH 采用以字节为基础的矩形块状帧结构。由9行270*N 列个字节组成，帧结构中字

节传输是从左至右、从上到下的顺序进行。一帧的传输时间是125，即帧频8kHz 。 a) RSOH ：再生段开销、AU PTR ：管理单元指针、MSOH ：复用段开销、Payload ：信息

净负荷

b) 信息净负荷中含有少量通道开销字节（POH ）

3) 同步复用和映射方法是SDH 最具特色内容之一。具有一定频差的各种支路的业务信号

最终复用进STM-N 帧都要经过映射、定位和复用3个步骤

4) 容器（C ）、虚容器（VC ）、支路单元（TU ）、支路单元组（TUG ）、管理单元

（AU ）、管理单元组（AUG ）和同步传输模块（STM-N ）

a) VC 是SDH 中最重要的一种信息结构，在SDH 网络中始终保持完整不变，可以独立

地在通道的任意一点进行插入、分出或交叉连接

5) SDH 自愈网

9*N 261*N 1

2

3

4

5

6

7

8

9 RSOH AU PTR MSOH

Payload 125

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a)SDH自愈环

?按结构分：通道保护环和复用段保护环

?按发送和接收信号传输方向分：单向环和双向环

?单向通道保护环：首端桥接，末端倒换。倒换与否按离开环的每一个通道的信号质量的优劣决定

?复用段保护环：倒换与否按每一对节点间的复用段信号质量的优劣而定DWDM技术

1)DWDM两种工作方式

a)双纤单向传输：最常使用的一种方式，即在一根光纤中只完成一个方向光信号的传

输，这种方式同一波长或波长组在两个方向上可以重复利用。

b)单纤双向传输：单纤双向传输是在一根光纤中实现两个方向光信号的同时传输，两

个方向的光信号应安排在不同波长上。

2)光转发器/光波长转换器：根据光接口的兼容性，DWDM 系统可以分成开放式和集成式

两种系统结构。集成式系统要求接入光接口满足DWDM光接口标准（ITU-T G. 692 波长标准）；开放式系统在波分复用器前加入了光波长转换器（OTU），将SDH 光接口（即ITU-T G. 957）转换成符合ITU-T G. 692规定的接口标准。

3)CWDM：复用2~16个波长信号，波长1260~1620nm波段

4)DWDM工作波长

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a)对于常规G. 652光纤，ITU-T G. 692建议以193 .1THz（对应的波长为

1552.52nm）为绝对参考频率，不同波长的频率问隔应为100GHz的整数倍(波长间

隔约为0.8nm的整数倍)或50GHz（波长间隔约为0.4nm的整数倍）的整数倍的波

长间隔系列，范围是192.1~196.1THz，即1530~1561nm。

b)中心频率偏差

中心频率偏差定义为标准中心频率与实际中心频率之差。ITU-T建议对信道的中心频率偏移作了规定，一般要求偏移量正负数值小于信道的10%。

WDM信道的标准波长分等问隔和不等间隔两种配置方案，不等间隔是为了避免四波混频效应的影响。

5)光交叉连接设备（OXC）实现光的交叉连接，无需进行光电/电光转换和电信号处理；

光分插复用设备（OADM）实现光信号的上下路，两者都是光传送网的关键节点设备

6)IP over ATM、IP over SDH和IP over WDM

MSTP技术

1)MSTP技术，基于SDH平台实现TDM业务、ATM业务和以太网业务等

2)MSTP关键技术：封装协议、级联技术和链路容量调整规程

3)GFP帧映射：透明映射和帧映射

a)透明映射模式帧长固定或比特率固定，可及时处理接收到的业务流量，而不用等待

整个帧都收到，适合承载实时业务。

b)帧映射模式帧长可变，通常接收到完整的一帧后再进行处理，适合承载IP/PPP帧

或以太网帧。

4)级联分为连续级联和虚级联

a)连续级联是将同一STM-N数据帧中相邻的虚容器级联，并作为一个整体在网络中传

送。它所包含的所有VC都经过相同的传输路径，因此各VC间不存在时延差，降

低了接收侧信号处理的复杂度，提高了信号传输质量，但是VC相邻这一信道要求

难以满足，而且容易出现VC碎片，使得带宽分配不够灵活，资源利用率不高。

b)虚级联是将多个独立的不一定相邻的VC在逻辑上连接起来，各VC可以沿着不同的

路径传输，最后在接收端重新组合成连续的带宽。虚级联使用灵活，带宽利用率

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高，对于基于统计复用和具有突发性的数据业务适应性好，但不同VC之间可能会

出现传输时延差，实现难度大。总体来说，虚级联更为先进，目前MSTP大多采用

该方式。

5)链路容量调整规程是一种基于虚级联的对链路容量进行自动调整的策略，是对虚级联

技术的扩充。LCAS能为虚级联业务的多径传输提供软保护与安全机制，提高了虚级联业务的健壮性。

6)支持以太网透传的MSTP是指MSTP将来自以太网接口的信号直接通过GFP或PPP/HDLC

或LAPS封装后映射到SDH的VC中，然后通过SDH进行点到点传送。在这种承载方式中,以太网信号没有经过二层交换,即MSTP并没有解析以太网数据帧的内容,没有读取MAC地址以进行交换。

7)支持以太网二层交换功能的MSTP是指MSTP能在一个或多个用户侧的以太网接口与多

个独立的SDH网络侧的VC通道之间，实现基于以太网链路层的数据帧交换功能。支持以太网二层交换的MSTP可以有效地对多个以太网用户的接入进行汇聚和交换，从而提高了网络带宽利用率和用户接入能力。支持以太网二层交换的MSTP还可以提供对以太网业务的环网传送，即在MSTP环路中分配指定的环路带宽,用来传送以太网业务。

8)弹性分组环（RPR）技术是一种基于以太网或SDH的分组交换机制，属于中间层增强技

术，它采用新的MAC层和共享接入方式，将IP包通过新MAC层送入数据帧内或裸光纤，无须进行包的拆分重组，因此提高了交换处理能力，改善了网络性能和灵活性。

9)多协议标签交换（MPLS）是一种介于第二层和第三层之间的2.5层协议。它把路由选

择和数据转发分开，将IP地址映射为短且定长的标签，由标签来规定一个分组通过网络的路径。由于只在网络边缘分析IP报头，而不用逐跳分析，因此节约了处理时间。

MPLS 网络由位于核心的标签交换路由器（LSR）和位于边缘的标签边缘路由器（LER）组成。支持MPLS技术的MSTP是指MSTP在具备一般功能的同时乡还兼有LSP的功能。

这在提高MSTP承载以太网业务的灵活性和带宽使用效率的同时，能够更有效地保证各类业务所需QoS，并进一步扩展了MSTP 的连网能力和适用范围。

有线接入网技术

1)接入网（AN）是由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传

送实体（例如线路和传输设施）组成的、为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统，可经由Q3接口进行配置和管理。

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Q3 Q3

SNI UNI

2)有线接入网包括铜线接入网、混合光纤/同轴接入网和光纤接入网

3)铜线接入技术

a)铜线接入技术是指使用普通电话线（双绞铜线）实现的宽带接入技术

b)ADSL 采用频分复用（FDM）技术实现上下行速率不对称传输，通过在电话双绞线两

端加装ADSL调制解调器，能够在电话线上提供9Mbit/s的下行速率和1Mbit/s

的上行速率，有效传输距离为3~5km，非常适合家庭上网等场景。

c)ADSL的关键技术是FDM技术和离散多音频（DMT）调制技术。通过FDM将整个频带

分为三部分，可提供普通电话、双工数字和下行数字三种信道。

d)DMT是一种多载波调制技术，目的是实现带宽按需分配。DMT将整个信道可用带宽

划分为若干个独立的、等宽的子信道，根据每个信道的传输特性，分配给不同的

比特数和传输能量，每个子信道采用不同点数的正交幅度调制（QAM）。每个信道

占用4.3kHz的带宽，每个信道上一个载波。

4)混合光纤/同轴（HFC）接入网是一种综合应用模拟和数字技术、同轴电缆和光缆技术

以及射频技术的高分布式接入网络。

a)由馈线网、配线网和用户引入线三部分组成。

b)光纤到服务区，进入服务区后采用同轴电缆传输

c)HFC网络采用副载波频分复用（SCM）方式，将各种图像、话音和数据信号先调制

到不同的射频副载波上，合并后再调制在光载波上传输。

d)在我国，上行频段为5~65MHz，下行频段为87~862MHz

5)光纤接入技术

a)根据分路方式的不同可分为无源光网络（PON）和有源光网络（AON）前者采用无源

光分路器，后者采用有源器件。光分配网络(ODN) 是无源的，而光远程终端(ODT)

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是有源的。

b)根据光网络单元（ONU）的位置不同，OAN可以分为光纤到路边(FTTC)、光纤到大

楼(FTTB)、光纤到小区(FTTZ)、光纤到家(FTTH)或光纤到办公室(FTTO)等多种类型。

c)在PON中，OLT到ONU的下行信号采用时分复用（TDM）方式由光分路器以广播形

式送出，上行则存在不同的多址接入技术

?PON多址方式：时分多址（TDMA）技术、波分多址（WDMA）技术、副载波多址（SCMA）技术、码分多址（CDMA）技术

?双向传输技术是指上下行信号传输复用技术，主要有空分复用（SDM）、波分复用（WDM）、副载波复用（SCM）、码分复用（CDM）和时间压缩复用

（TCM）

d)测距：由于不同ONU到OLT的距离和信道特性不同，使得传输时延和衰减不同，

APON通过测量个ONU到OLT的传输距离，对其引起的时延差异进行补偿

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精品资料 3、上下行速率可对称也可不对称 2488Mbit/s

自动交换光网络

1) 自动交换光网络（ASON ）是指在ASON 信令网控制下完成光传送网内的光网络连接和自

动交换的新型网络

2) 三个平面：传送平面（TP ）、控制平面（CP ）和管理平面（MP ）

3) 三种连接类型：永久连接（PC ）、软永久连接（SPC ）和交换连接（SC ）

永久连接 发起和维护都是由管理平面来完成，并且传送平面中为具体业务建立通道

的路由消息和信令消息都是由管理平面发出的，控制平面不起作用

软永久连接

建立、拆除请求也是由管理面发出的，但是对传送面中具体资源的配置和

动作是由控制面发出的指令来完成的。

交换连接 发起和维护都是由控制平面来完成的，控制平面通过UNI 接口接收到用

户方面传来的请求，再经过控制平面的处理后在传送面中为这个客户请求

提供一条具体的可满足用户需求的光通道，并把结果报告给管理平面，管

理平面在这种连接的建立过程中并不直接起作用，它只是接收从控制面传

来的连接建立的消息 传输网规划

1) 本地传输网分三层：核心层、汇聚层和接入层

2) 本地传输网网络结构一般以环型为主，辅以格状、链型或星型

3) 核心层：小规模本地网核心层一般采用SDH/MSTP 自愈环技术，速率一般为10Gbit/s

连接控

制接口

网络管理A 接口（NMI-

NMI-

T

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或者 2.5Gbit/s，可采用单环或多环相交方式。中型城市核心层节点相对较多，可采用四纤或二纤复用段共享保护环。大型城市核心层一般使用网状拓扑。

4)汇聚层节点主要用于分区汇集节点业务，并将它们转接到核心层的节点。一般采用环

形结构，为了保证网络的可扩展性，一个汇聚环上节点数目不应过多，一般控制在6个以下为宜，一般汇聚环容量为10Gbit/s或者2.5 Gbit/s

5)接入层环网每个环的节点数不应超过16 个，一般6~8 个为宜。如果一个物理路由上

的节点数量过多，可以组织多个接入层环网。

6)网络规划主要考虑因素

a)现有网络资源

?光设备资源

?线路资源

?机房和辅助设备

b)业务驱动和需求的分析

c)网络节点的选择及路由设置的分析

d)网络拓扑结构的选择

e)网络可扩展性的分析

f)网络的分层和扁平化

从未来业务网络的发展与演进来看，汇聚层会逐步弱化，汇聚层向核心和接入层

转化，核心层+接入层将成为简化网络和分层的方向和趋势。

g)设备选型

h)光缆线路

光传输测试常用仪表

1)光时域反射仪(OTDR) 的原理是利用光脉冲在光纤中的瑞利散射进行测量。由于瑞利散

射光具有和入射波同样的波长，且功率与该点的入射光功率成正比的特性，通过测量沿光纤返回的反向光功率就可以获得入射光沿光纤传输路径所受到的损耗特性，并且还可以通过分析返回光信号的时间来确定光纤中不完善点的位置以及光纤的长度。

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2)误码仪由三大部分组成，码型发生器、误码检测器和计数器。码型发生器可以产生测

试所需的各种不同序列长度的伪随机码，接口电路可以实现输出CMI 码、HDB3 码、NRZ 码、RZ 码等码型。误码检测器包括本地码发生器、同步电路和误码检测部分。本地码发生器的构成和码型发生器相同，可以产生完全相同的码序列，并通过同步设备与接收到的码序列同步。误码检测电路将本地码和接收码进行比较，检测出误码信息并送入计数器显示。

3)消光比EXT=10lg(A/B)，其中A为传号光功率，B为空号光功率

无线通信概述

1)无线通信适用的电磁波频率范围为3kHz~100GHz

频率波长频段名称波段名称3~30kHz 10~100km 甚低频超长波

30~300kHz 1~10km 低频长波

300~3000kHz 100~1000m 中频中波

3~30MHz 10~100m 高频短波

30~300MHz 1~10m 甚高频

超短波300~3000MHz 100~1000mm 特高频

3~30GHz 10~100mm 超高频

微波30~300GHz 1~10mm 极高频

电磁波频率与波长关系：

2)无线电波以“横向电磁波”的形式在空中传播，电场矢量、磁场矢量和传播方向是互

相垂直的

3)电场矢量的方向称为电磁波的极化方向。极化方向可以是水平的，也可以是垂直的；

如果电场方向在空间中旋转，则电磁波是圆极化或者椭圆极化的。

4)自由空间接收机收到的功率

5)香农公式：

6)路径损耗：接收天线与发射天线间的距离引起的功率降低

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