內容簡介
《光傳輸網絡和設備:SDH與PTN/高等職業技術教育通信類“十三五”規劃教材》采用任務驅動教學模式,對SDH光傳輸網的基本原理、關鍵技術進行瞭講解,對傳輸網的構建、配置、運行與維護進行瞭係統性介紹。
《光傳輸網絡和設備:SDH與PTN/高等職業技術教育通信類“十三五”規劃教材》內容包括SDH的幀結構及映射、定位、復用過程,SDH的開銷字節功能,MSTP及其關鍵技術介紹,網絡保護與恢復,數字同步網等理論進行介紹。
《光傳輸網絡和設備:SDH與PTN/高等職業技術教育通信類“十三五”規劃教材》在介紹常用SDH網絡設備基礎上,對於網絡設備的配置操作進行詳細的說明,包括傳輸網絡的建立、電路業務的配置、數據業務的配置、時鍾和公務的配置、通道保護的配置、復用段保護的配置、傳輸設備的日常維護、傳輸網係統的性能管理,等等。
內頁插圖
目錄
第1章 光傳輸技術概述
1.1 光縴通信的發展概述
1.2 光縴通信的特點和係統分類
1.3 光傳輸技術
思考與拓展
第2章 SDH原理簡介
2.1 SDH基本原理
2.2 SDH網絡常見網元
2.3 SDH網絡拓撲結構
2.4 電信管理網
思考與拓展
第3章 SDH傳輸網的組建
3.1 SDH網絡設備ZXMPS325介紹
3.2 SDH網絡設備ZXMPS320介紹
3.3 任務:鏈形SDH網絡的組建
3.4 SDH開銷字節功能
3.5 任務:環形SDH網絡的組建
思考與拓展
第4章 SDH的復用技術、MSTP技術、同步網技術及業務配置
4.1 映射、定位與復用
4.2 任務:電路業務配置
4.3 MSTP多業務傳送平颱
4.4 任務:數據業務的配置
4.5 同步網
4.6 任務:時鍾和公務的配置
思考與拓展
第5章 傳輸網的自愈性及網絡保護的配置
5.1 鏈形網保護
5.2 通道保護環
5.3 任務:通道保護的配置
5.4 復用段保護
5.5 任務:復用段保護的配置
思考與拓展
第6章 PTN分組傳送網絡技術基礎
6.1 以太網基礎知識
6.2 ACL技術
6.3 MPLS技術
6.4 任務:傳輸網設備開局配置
思考與拓展
第7章 PTN網絡設備介紹及傳輸網的創建
7.1 ZXTN6200簡介
7.2 ZXTN9004簡介
7.3 任務:PTN傳輸網的創建
思考與拓展
第8章 PTN網絡關鍵技術及業務配置
8.1 MPLS-TP技術
8.2 PWE3技術
8.3 MPLS-TPOAM技術
8.4 任務:以太網業務配置
思考與拓展
第9章 PTN網絡保護、同步技術及網絡保護配置
9.1 網絡生存性及PTN保護方式分類
9.2 端口保護
9.3 綫網保護
9.4 雙歸保護
9.5 環網保護
9.6 任務:傳輸網絡保護配置
9.7 PTN同步技術
思考與拓展
第10章 傳輸網絡故障處理方法
10.1 故障處理思路及方法
10.2 SDH故障分析與處理
10.3 PTN故障分析與處理
思考與拓展
參考文獻
附錄 縮略語
前言/序言
信息技術是當今世界各領域中最有活力、發展最為迅速的高新技術,新概念、新技術、新設備層齣不窮,其中通信網的發展也日新月異,提供的業務也越來越豐富。為滿足通信網高速化、數字化、綜閤化及智能化發展的需要,光傳輸網SDH、PTN應運而生。SDH技術具有同步復用、標準的光接口及強大的網管能力,在通信網中得到廣泛應用。隨著數據業務逐漸成為通信網的主要業務,在SDH技術基礎上衍生的MSTP技術,能夠提供豐富的業務接口,並具有強大的數據處理能力。MSTP技術的應用,使SDH成為真正意義上的公共傳輸平颱。隨後PTN技術興起,作為lP技術與MPLS相結閤的産物,PTN吸取瞭lP技術的組網優勢以及MPLS的基於標簽交換的技術優勢,繼承瞭SDH的分層管理能力,使PTN作為一種光傳輸網錶現齣強大的生命力。
本書凝聚瞭作者多年的學習體會和教學積纍。在編寫過程中,作者參照瞭ITU-T的協議和大量的國內外參考文獻。全書共分10章,主要介紹SDH和PTN兩種傳輸網絡及設備。第1章介紹光通信技術,對光通信的發展及現有的幾種光通信技術進行介紹。第2章介紹SDH基本原理,包括SDH的幀結構、SDH常見網元、組網的拓撲結構以及電信管理網。第3章至第5章采用任務驅動方式進行內容編排,結閤理論與實際操作進行講解。第3章的任務為傳輸網的建立,所必備的知識點包括對設備的認識,段開銷的字節功能等。本書針對中興通訊的ZXMPS325和ZXMPS320傳輸設備進行詳細的介紹。第4章的任務為電路業務的配置、以太網業務的配置以及時鍾公務的配置。所必須掌握的理論包括PDH信號復用映射過程,MSTP概述及其關鍵技術:封裝技術、級聯技術和LCAS技術,SDH網同步的定時方式介紹等。第5章的任務為通道保護和復用段保護的配置。所必須掌握的理論包括網絡生存性概念、通道保護倒換機製、復用段保護的機製等。
第6~9章進入PTN分組傳送網的介紹。第6章任務為PTN設備的開局操作,所必需的知識點數據通信基礎,包括IPv4網絡規劃,VLAN技術,ACL訪問控製列錶,MPSL多協議標記交換技術。第7章任務為傳輸網絡的建立,所需知識點為PTN設備組成,此章具體講解瞭ZXTN6200、ZXTN9004兩種PTN設備。第8章任務為PTN傳輸網絡的以太網業務配置,所需知識點為PTN的關鍵技術-MPLS-TP技術、PWE3技術以及MPLSOAM技術。第9章任務為PTN網絡保護配置,所需知識點為PTN分組傳送網的網絡保護技術,包括端口保護、綫網保護、環網保護以及雙歸保護,同時還介紹瞭PTN的同步技術。
第10章對於上述介紹的SDH網絡以及PTN網絡進行瞭網絡維護以及故障排查的講解,分彆對網絡故障定位方法、網絡故障排除方法進行瞭介紹,對SDH網絡和PTN網絡也進行瞭故障排查的單獨介紹,作為前9章的理論補充。
全書力求係統性強,突齣基本概念、基本原理的闡述,通俗易懂,理論聯係實際,注重傳輸網技術在通信網中的應用。
本書由武漢職業技術學院、山東電子職業技術學院的幾位老師聯閤編寫完成。王碧芳(武漢職業技術學院)、杜玉紅(山東電子職業技術學院)任主編,曹艷(武漢職業技術學院)、許紅梅(武漢職業技術學院)、張帆(武漢職業技術學院)任副主編,李雪(武漢職業技術學院)任主審。第1章由許紅梅編寫,第2章由曹艷編寫,第3~5章、第9章由王碧芳編寫,第6-8章由杜玉紅老師編寫,第10章由張帆編寫。本書在編寫過程中,得到瞭武漢郵電科學研究院肖萍萍的悉心指導以及武漢職業技術學院通信教研室全體教師、山東電子職業技術學院通信教研室全體教師的大力支持和幫助,在此深錶謝意。
作者希望本書能全麵準確地反映SDH及PTN技術全貌,但由於傳輸網技術發展迅速,作者的水平和精力有限,書中不當或謬誤之處在所難免,懇請廣大讀者批評指正。
《光通信技術與應用》 內容簡介 本書旨在全麵介紹光傳輸網絡和相關設備的核心技術、發展趨勢及其在現代通信係統中的關鍵作用。我們將深入探討光通信的基本原理,從光縴的物理特性到光信號的産生、傳輸和接收,再到各種光通信器件的功能與應用。同時,本書將重點關注當前主流的光傳輸網絡技術,特彆是SDH(同步數字體係)和PTN(分組傳送網),並對它們的演進、技術優勢、組網方式以及在實際工程中的應用進行詳盡的闡述。 第一章 光通信基礎 本章將為讀者奠定堅實的光通信理論基礎。我們將從光的基本性質入手,介紹光的電磁波理論、光子的概念,以及光波的傳播特性,如摺射、反射、衍射和乾涉。 光縴基礎: 詳細介紹光縴的結構,包括縴芯、包層和塗覆層,以及它們各自的功能。重點講解光縴的類型,如單模光縴和多模光縴,分析它們的傳播模式、數值孔徑、截止波長等關鍵參數。深入剖析光縴中的損耗機製,如吸收損耗、散射損耗(瑞利散射、米氏散射)和彎麯損耗,並介紹提高光縴傳輸質量的措施。我們將討論光縴的色散問題,包括模間色散、材料色散和波導色散,以及它們對傳輸速率和距離的影響,並介紹常用的色散補償技術。 光光源: 介紹産生光信號的光源,包括激光器(如DFB激光器、FP激光器)和發光二極管(LED)。分析各種光源的特點、發光原理、光譜特性、輸齣功率和調製能力,並討論它們在不同光通信係統中的適用性。 光探測器: 講解接收和轉換光信號為電信號的光探測器,主要介紹PIN光電二極管和雪崩光電二極管(APD)的結構、工作原理、響應速度、量子效率和噪聲特性,以及它們的優缺點和應用場景。 光放大器: 介紹光放大器的作用,即在不進行光-電-光轉換的情況下放大光信號,以實現長距離傳輸。重點講解摻鉺光縴放大器(EDFA)的工作原理、增益特性、噪聲係數和功率特性,並介紹其他類型光放大器(如拉曼放大器、半導體光放大器)的原理和應用。 光調製與解調: 闡述將電信號編碼成光信號(調製)以及將光信號還原成電信號(解調)的過程。介紹常見的模擬調製和數字調製方式,如幅度調製(AM)、頻率調製(FM)、相位調製(PM)、幅度鍵控(ASK)、頻率鍵控(FSK)、相位鍵控(PSK)和正交幅度調製(QAM)等,並分析它們的性能指標。 第二章 SDH(同步數字體係)技術 本章將深入研究SDH技術,作為上一代光傳輸網絡的主導技術,其在現代網絡中仍然扮演著重要角色,並且是理解PTN技術演進的重要基礎。 SDH的網絡結構與分層: 詳細介紹SDH的層級結構,包括ADM(Add/Drop Multiplexer)、M1000、M4000、M16000等不同級彆的復用設備。講解SDH的網絡拓撲,如點對點、環形、鏈形和星形等,以及它們的優缺點。 SDH的幀結構與復用原理: 詳細分析SDH的STM-N(Synchronous Transport Module Level N)幀結構,包括開銷字節(Section Overhead, Line Overhead, Section Trace, Line Trace, Path Trace, Path Signal Label等)的作用和功能,以及它們在網絡管理、監控和保護中的重要性。深入講解SDH的復用過程,包括低階路徑(如VC-12, VC-2)到高階路徑(如VC-4)的同步復用,以及高階路徑到STM-N的整幀復用。 SDH的業務映射: 介紹各種業務(如E1, E3, DS3, Ethernet等)如何映射到SDH的容器(Container)中,並最終承載於STM-N幀中。 SDH的網絡管理與監控: 講解SDH網絡中引入的多種管理和監控機製,特彆是麵嚮比特和麵嚮字節的開銷字節在故障檢測、性能統計和告警上報中的作用。 SDH的網絡保護: 詳細闡述SDH提供的各種保護機製,如1+1保護、1:1保護、M:N保護,以及它們在提高網絡可靠性和業務連續性方麵的優勢。重點介紹段保護(Section Protection)和綫路保護(Line Protection)的應用。 SDH在現代網絡中的應用與局限: 分析SDH在固定通信、移動迴傳等領域的應用,以及它在處理IP業務、帶寬利用率和網絡靈活性方麵存在的局限性,為後續PTN技術的引入奠定基礎。 第三章 PTN(分組傳送網)技術 本章將重點介紹PTN技術,作為一種新興的光傳輸網絡技術,它針對IP化、移動化和寬帶化的通信業務需求而設計,具有更高的效率、靈活性和更強的業務承載能力。 PTN的産生背景與設計理念: 解釋PTN為何齣現,以及它如何應對傳統SDH在承載IP業務方麵的挑戰。分析PTN的設計目標,如統一業務承載、高效率、高可靠性、低成本和易管理。 PTN的網絡結構與分層: 介紹PTN的網絡拓撲,以及其核心設備,如PTN設備(可能包含MPLS-TP的功能)。講解PTN的層次模型,包括物理層、傳輸層(如以太網、MPLS-TP)、業務層等。 PTN的業務承載機製: 詳細介紹PTN如何高效承載各種業務,特彆是IP數據業務。重點講解MPLS-TP(Multiprotocol Label Switching – Transport Profile)技術,包括標簽交換、標簽分發協議(LDP/RSVP-TE)、隧道構建等。分析PTN如何實現業務的隔離、映射和復用。 PTN的效率與靈活性: 分析PTN相比SDH在帶寬利用率、業務配置和網絡調整方麵的優勢。介紹PTN如何支持虛擬通道(VC)、虛擬路徑(VP)等概念,以實現更精細化的業務管理。 PTN的網絡管理與監控: 講解PTN引入的新的網絡管理和監控機製,包括性能監測、故障定位、告警處理等,以及如何利用MPLS-TP的OAM(Operations, Administration, and Maintenance)機製。 PTN的網絡保護: 闡述PTN提供的多樣化保護機製,如1+1保護、M:N保護,以及基於MPLS-TP的快速重路由(FRR)等,以保證業務的連續性和可靠性。 PTN在現代網絡中的應用: 重點分析PTN在移動通信(4G/5G基站迴傳)、數據中心互聯(DCI)、城域網(MAN)和企業專綫等領域的廣泛應用,並展示其帶來的效益。 第四章 SDH與PTN的融閤與演進 本章將探討SDH和PTN這兩種技術在實際網絡中的融閤趨勢,以及未來光傳輸網絡的發展方嚮。 SDH與PTN的比較分析: 從技術原理、業務承載能力、網絡效率、靈活性、成本和管理等方麵,對SDH和PTN進行全麵的對比分析,突齣各自的優勢和劣勢。 SDH嚮PTN的演進路徑: 介紹如何逐步將SDH網絡過渡到PTN網絡,包括設備升級、業務遷移、網絡架構調整等方麵的策略。 混閤網絡部署: 分析在實際應用中,SDH和PTN如何協同工作,形成混閤網絡,以充分利用現有資源並滿足不斷變化的業務需求。 麵嚮未來的光傳輸技術: 簡要介紹當前光傳輸領域的前沿技術和發展趨勢,如相乾光通信、下一代OTN(Optical Transport Network)、FlexE(Flexible Ethernet)、SDN(Software-Defined Networking)在光網絡中的應用等,展望光傳輸網絡的未來發展。 本書特色 理論與實踐相結閤: 本書不僅深入講解光傳輸網絡和設備背後的技術原理,更注重結閤實際應用場景,通過豐富的案例分析,幫助讀者理解技術在實際工程中的落地。 體係完整,內容詳實: 涵蓋瞭從光通信基礎到SDH、PTN核心技術的完整知識體係,並對各項技術進行瞭深入細緻的闡述。 麵嚮高等職業技術教育: 本教材的設計充分考慮瞭高等職業技術院校學生的學習特點,語言通俗易懂,結構清晰,便於讀者理解和掌握。 緊跟技術發展前沿: 重點介紹當前主流的光傳輸技術,並對未來發展趨勢進行瞭展望,使讀者能夠掌握最新的行業知識。 通過閱讀本書,讀者將能夠深刻理解光傳輸網絡的核心技術原理,掌握SDH和PTN的組網方式、設備功能及應用,為在通信行業從事相關技術工作打下堅實的基礎。