波分复用系统的关键技术(OTN技术-走进传送网波分技术)

Posted 2023-05-31

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波分复用系统的关键技术(OTN技术-走进传送网波分技术)

众所周知，在传送网的发展史中，经历了PDH-SDH-MSTP-PTN(IPRAN)-SPN（分组切片网，5G中使用）

一、SDH数字同步体系

首先我们先从SDH的帧结构、网络单元、保护方式、封装格式来入手了解传送网：

1.帧结构：9*270*N字节，主要包含再生段开销、复用段开销、管理指针、净负荷；STM-1的速率：9*270*8bit/125us=155.520mbit/s

2.网络单元

TM:终端复用器，用于终端侧

ADM：分叉复用器，用于环形网

DXC：交叉复用器，用于网状网

REG：再生中继器

3.保护方式:通道保护与复用段保护

通道保护：1+1保护（两条链路，一条只工作，一条只保护）；1:1保护（两条链路，一条传主要信号，一条传备用次要信号）；1：N保护（N条链路，一条保护链路）

复用段保护：二纤单向复用段保护（与1+1保护类似）；二纤双纤复用段保护；四纤双向复用段保护

4.封装格式

涉及映射-定位-复用流程

二、PTN分组传送网和IPRAN技术

对于PTN分组传送网和IPRAN技术，目前移动方面主要使用PTN分组传送网，电信方面主要采用IPRAN技术。

PTN:采用MPLS-TP协议（MPLS*TP=MPLS+OAM-IP），提供二层以太网业务，TDM业务，通过升级方式支持三层协议，主要侧重于MAC二层,升级后支持RLC三层。

IPRAN技术:针对IP化基站回传应用场景进行优化定制的路由器/交换机整体解决方案。在城域汇聚/核心层采用IP/MPLS技术，接入层主要采用二层增强以太技术，或采用二层增强以太与三层IP/MPLS相结合的技术方案。主要侧重于RLC三层。

三、波分技术

OTN：光传送网（OpticalTransportNetwork），是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网，是下一代的骨干传送网。

基于G.709接口，基于ROADM（ROADM:reconfigurable optical add/drop mult；动态光分叉复用器），基于ODUK交

1.波分技术关键参数

光功率：表征信号强弱

色散：相邻波道串扰问题，包括色度色散和偏振色散

光信噪比：表征清晰度，越大越清晰

非线性：主要受大功率影响，产生新的分量。

2.波分系统组成

OTU：光波长转换单元，将灰光（白光）转换为彩光

MUX和DeMUX:光分合波单元：将多个波长进行分波和合波

OA：光功率放大，主要有EDFA掺饵光纤放大器和RAMAN拉曼放大器

FIU：光纤接口单元

OSC和ESC：光监控和电监控单元

波分系统组成

3.相干调制技术（同步检波）

在光通信中最常使用的是ASK、PSK和QAM调制方式，如下介绍：

ASK：用一个载波的不同幅度来表述不同的数字符号，来传送一组码流

幅度调制

FSK：利用不同幅度的载波表述不同的数字符号来传送一组码流（因为波分系统是在信道中用不同的波长传输信息，信道资源宝贵，所以波分系统中不用FSK）

频率调制

PSK：通过改变一个载波的相位值来表征不同的数字符号来传送一组码流，（PSK和QAM采用相位承载信息。接收端只能采用相干解调，同步检波）

相位调制

QAM：同时使用载波的幅度和相位来传递信息

正交幅度调制

BPSK：二进制相移键控，利用两个反相的同频载波进行调制，用2个相位分别表示0和1，一个符号代表1bit
QPSK:正交相移键控：利用两个正交的同频载波进行调制，用4个相位分别表示00.01.10.11，一个符号代表2bit
64QAM：64正交幅相调制，64个符号，一个符号代表6bit

4.相干解调技术

ASK使用的是幅度调制，可直接在接收端进行检测幅度即可解调；而对PSK和QAM调制不同，由于使用了相位承载信息，所以接收端采用同频率同相的相干波进行解调，此称为相干解调（利用的波在干涉或叠加时，始终加强或始终减弱的特性）

相干解调

在接收端，相干载波和相干检测波，同相加强，不同相抵消解调出原始信号

相干解调具有通信容量大，传输距离长的优点，目前的波分系统中采用的相关解调技术如下图：

在这里也普及一下，偏振现象：偏振是横波特有的一种现象
自然光：通常光源发出的光波其在各个方向上均存在震动，且这种震动具有轴对称性，均匀分布、各方向振幅相同的特点，称为自然光
偏振光：震动后失去轴对称性，均匀分布、各方向振幅相同的特点，称为偏振光

5.ASON自动交换光网络技术

ASON：是在光传送网中引入控制平面，以实现网络资源的按需分配从而实现光网络的智能化，包含光层ASON和电层ASON