光分路器原理(平面光波导分路器工作原理)

平面光波导分路器工作原理简介

分路器作为FTTx网络的核心部件,其在无源光网络(Passive Optical Network, PON)的一个典型应用表现在以下两个方面:

1.作为下行光信号(1490nm和1550nm)的功率分配器(Power splitter)使用

2.作为上行光信号(1310nm)的合束器(Combiner)使用

详细的组网形式不是这里的讨论重点,读者可以参考相关专著(如Gerd Keiser的《FTTX Concepts and Applications》)。这里主要讨论的是分路器的工作原理和性能。

目前市场上主流的分路器主要基于两种技术形式:熔融拉锥型(Fused Biconical Taper, FBT)和平面光波导(PLC)型。同样的,两种技术形式孰优孰劣,这里不作评论。无论基于何种技术形式的分路器,都是基于1 x 2基本结构的级联而成。FBT的1 x 2结构是一耦合器,而PLC的是一Y分支结构。这个看似简单的Y分支构件,其实并不简单,因为分路器的性能优劣很大程度上就是由它决定的。如何设计一个性能优异的Y分支结构属于技术机密(Classified technology),这里不便讨论。这里仅就基于平面光波导技术的一个Y分支结构的分路器,即1 x 2分路器的工作原理作一简介。其实也就是从物理本质上粗略地解释为什么1 x 2分路器无论是上行,还是下行信号,其插入损耗都是3 dB。

1 x 2分路器的功能结构可以用图1(a)的框图来表示:一个单模输入波导,两个单模输出波导。中间用来分束的结构有很多种,这里只给出了3种结构:图1(b)的定向耦合器型(Directional Coupler, DC),图1(c)的无间距定向耦合器型(Zero-Gap Directional Coupler, ZGDC),以及图1(d)的模斑转换器型(Spot Size Converter, SSC)。定向耦合器型和零间距定向耦合器型输入端都只用其中一个端口,并且无间距定向耦合器型其实是多模干涉型(Multi-Mode Interference, MMI)。现行市场上热卖的PLC分路器都是SSC型的,之所以给出另外两种,是为了进行对比分析。

首先来看图1(b)的DC,入射光在入射单模波导内只存在一个模式:基模(0阶模)。当该0阶模到达耦合区-两相互靠近的波导(间距为波长量级)时,根据超模理论(Supermode theory),将会在耦合区激励出如图中所示的两超模(由各独立波导中的0阶模叠加而成):偶模(even mode)和奇模(odd mode),并且这两个超模具有几乎相等(近于简并)的传播常数。在偶模中,位于2个波导内的电场波峰是同相位;而奇模中两波峰是反相位。根据这样的相位关系,两超模叠加的场分布光功率,可以在相邻两波导中周期性的,成二次正(余)弦函数的,不断的交替变换。图中示意图为刚好等分(half = 3 dB)入射光强时的模式(FBT1 x 2

分路器原理与此类同)。

再来考察图1(c)中的ZGDC,同样的入射光在入射单模波导内只存在一个模式:基模(0阶模)。虽然该结构也叫DC,但其工作模式与真正的DC完全不同。当入射0阶模到达两入射波导交叉点时,该处波导宽度突然增大一倍,其场宽也必然增大,变成另一0阶模。由于这两个0阶模不满足场的连续性条件,因此必然同时伴随着另一模式-1阶模的激发,而且1阶模的强度与0阶模相同。如是在中间宽度2w多模波导中便传输着两个模式,并且最多只有这两个模式:0阶模和1阶模(该2w波导为双模波导)。这样,在该区域内,光场分

布就是这两个模式(0阶模,1阶模)的相互干涉场分布(前面提到的MMI)。图中示意图为刚好在两输出单模波导中等分(half = 3 dB)输入光强时的模式。

图1(d)就是现行市场上的PLC1 x 2分路器-Y分支。其工作原理如下:当入射单模波导内的0阶模刚到达锥形区域-SSC时,这里波导结构并无发生任何变化,因此仍然保持该0阶模的形态。当该0阶模继续在SSC中传播时,虽然波导宽度不断变宽到2w,此时该波导内可以存在两个模式(前已述)。然而,由于SSC区域变宽的很缓慢,在每一点,都可认为满足场的连续性条件,所以并不会激发起高阶模(这里是1阶模),而仅是0阶模的宽度随着波导的变宽而不断变宽,最后被输出单模波导等分(half = 3 dB)输入光强。

这三种类型的1 x 2分路器,两输出端都可以等分输入光强。其中前两种类型,由于在光传播方向上的结构是对称的,反过来用即光从任一原输出端输入时,从原输入波导中输出3 dB(= half)的光这很好理解(1. 另3 dB的光从另外一波导输出;2. 光路可逆-在光传播方向上结构对称)。然而,第三种结构表像看来,也出现相同的结果,即光从任一原输出端输入时,从原输入波导中输出3 dB(= half)的光。关键是这种情况下输出波导只有一根,那另外3 dB的光去哪儿了呢?答案是另外3 dB的光辐射损耗掉了。(这里顺便提一下,在前面的解释过程中其实还涉及到“传播常数最接近原则”,读者有兴趣可以自己去了解一下)

解释上面提到的这个现象,我们只需要对比图1(e)和(f)就知道了。当从一输入单模波导进来的0阶模到达两单模波导的交叉点时,将会同时等强度的激发起另一0阶模和1阶模(前已述)。在图1(e)中,这两个模式的光可以保持原状继续往前传播。而在图1(f)中,当两个模式的光继续往前传播时,SSC区域不断变窄到w(仅能存在一个基模),0阶模在这个过程

中能继续往前传播,并不发生截止,而只是模场的宽度逐渐变小;但1阶模(属于高阶模),在到达单模输出波导之前,已经发生截止(该1阶模不能成为单模波导的导波模,只能成为辐射模),从而被辐射出去。由于0阶模和1阶模的强度相同,所以输出单模波导输出输入光强的一半-3 dB。

在图1(g)和(h)中,给出了两个实例,可以形象的了解SSC区域0阶模的模场宽度压缩和1阶模的截止辐射。当频率相同的相干光从两输入波导同相入射时(图1(g)),将产生偶模激振。当两波导的间距逐渐变成零时,偶模中间的波谷逐渐变小,直至形成波峰,变换成0阶模。该0阶模可以从输出单模波导中输出,其静态场分布图如图2(c)所示。而当频率相同的相干光从两输入波导反相入射时(图1(h)),将产生奇模激振。当两波导的间距逐渐变成零时,奇模将会变换成1阶模。该1阶模随着SSC不断变窄而发生截止而辐射损耗掉,其静态场分布图如图2(d)所示。图2(a)和(b)分别为Y分支波导正向入射和反向入射情况下的静态场分布图。从这两个图很形象地给出了无论何种入射方式都得到3 dB输出的图像。

需要PLC 和FA可以联系我和技术研讨

平面光波导分路器工作原理简介The operating principle of Planar Lightwave Circuit (PLC) splitter

分路器作为FTTx网络的核心部件,其在无源光网络(Passive Optical Network, PON)的一个典型应用表现在以下两个方面:

1.作为下行光信号(1490nm和1550nm)的功率分配器(Power splitter)使用

2.作为上行光信号(1310nm)的合束器(Combiner)使用

详细的组网形式不是这里的讨论重点,读者可以参考相关专著(如Gerd Keiser的《FTTX Concepts and Applications》)。这里主要讨论的是分路器的工作原理和性能。

目前市场上主流的分路器主要基于两种技术形式:熔融拉锥型(Fused Biconical Taper, FBT)和平面光波导(PLC)型。同样的,两种技术形式孰优孰劣,这里不作评论。无论基于何种技术形式的分路器,都是基于1 x 2基本结构的级联而成。FBT的1 x 2结构是一耦合器,而PLC的是一Y分支结构。这个看似简单的Y分支构件,其实并不简单,因为分路器的性能优劣很大程度上就是由它决定的。如何设计一个性能优异的Y分支结构属于技术机密(Classified technology),这里不便讨论。这里仅就基于平面光波导技术的一个Y分支结构的分路器,即1 x 2分路器的工作原理作一简介。其实也就是从物理本质上粗略地解释为什么1 x 2分路器无论是上行,还是下行信号,其插入损耗都是3 dB。

1 x 2分路器的功能结构可以用图1(a)的框图来表示:一个单模输入波导,两个单模输出波导。中间用来分束的结构有很多种,这里只给出了3种结构:图1(b)的定向耦合器型(Directional Coupler, DC),图1(c)的无间距定向耦合器型(Zero-Gap Directional Coupler, ZGDC),以及图1(d)的模斑转换器型(Spot Size Converter, SSC)。定向耦合器型和零间距定向耦合器型输入端都只用其中一个端口,并且无间距定向耦合器型其实是多模干涉型(Multi-Mode Interference, MMI)。现行市场上热卖的PLC分路器都是SSC型的,之所以给出另外两种,是为了进行对比分析。

首先来看图1(b)的DC,入射光在入射单模波导内只存在一个模式:基模(0阶模)。当该0阶模到达耦合区-两相互靠近的波导(间距为波长量级)时,根据超模理论(Supermode theory),将会在耦合区激励出如图中所示的两超模(由各独立波导中的0阶模叠加而成):偶模(even mode)和奇模(odd mode),并且这两个超模具有几乎相等(近于简并)的传播常数。在偶模中,位于2个波导内的电场波峰是同相位;而奇模中两波峰是反相位。根据这样的相位关系,两超模叠加的场分布光功率,可以在相邻两波导中周期性的,成二次正(余)弦函数的,不断的交替变换。图中示意图为刚好等分(half = 3 dB)入射光强时的模式(FBT1 x 2分路器原理与此类同)。

再来考察图1(c)中的ZGDC,同样的入射光在入射单模波导内只存在一个模式:基模(0阶模)。虽然该结构也叫DC,但其工作模式与真正的DC完全不同。当入射0阶模到达两入射波导交叉点时,该处波导宽度突然增大一倍,其场宽也必然增大,变成另一0阶模。由于这两个0阶模不满足场的连续性条件,因此必然同时伴随着另一模式-1阶模的激发,而且1阶模的强度与0阶模相同。如是在中间宽度2w多模波导中便传输着两个模式,并且最多只有这两个模式:0阶模和1阶模(该2w波导为双模波导)。这样,在该区域内,光场分布就是这两个模式(0阶模,1阶模)的相互干涉场分布(前面提到的MMI)。图中示意图为刚好在两输出单模波导中等分(half = 3 dB)输入光强时的模式。

图1(d)就是现行市场上的PLC1 x 2分路器-Y分支。其工作原理如下:当入射单模波导内的0阶模刚到达锥形区域-SSC时,这里波导结构并无发生任何变化,因此仍然保持该0阶模的形态。当该0阶模继续在SSC中传播时,虽然波导宽度不断变宽到2w,此时该波导内可以存在两个模式(前已述)。然而,由

于SSC区域变宽的很缓慢,在每一点,都可认为满足场的连续性条件,所以并不会激发起高阶模(这里是1阶模),而仅是0阶模的宽度随着波导的变宽而不断变宽,最后被输出单模波导等分(half = 3 dB)输入光强。

这三种类型的1 x 2分路器,两输出端都可以等分输入光强。其中前两种类型,由于在光传播方向上的结构是对称的,反过来用即光从任一原输出端输入时,从原输入波导中输出3 dB(= half)的光这很好理解(1. 另3 dB的光从另外一波导输出;2. 光路可逆-在光传播方向上结构对称)。然而,第三种结构表像看来,也出现相同的结果,即光从任一原输出端输入时,从原输入波导中输出3 dB(= half)的光。关键是这种情况下输出波导只有一根,那另外3 dB的光去哪儿了呢?答案是另外3 dB的光辐射损耗掉了。(这里顺便提一下,在前面的解释过程中其实还涉及到“传播常数最接近原则”,读者有兴趣可以自己去了解一下)

解释上面提到的这个现象,我们只需要对比图1(e)和(f)就知道了。当从一输入单模波导进来的0阶模到达两单模波导的交叉点时,将会同时等强度的激发起另一0阶模和1阶模(前已述)。在图1(e)中,这两个模式的光可以保持原状继续往前传播。而在图1(f)中,当两个模式的光继续往前传播时,SSC区域不断变窄到w(仅能存在一个基模),0阶模在这个过程中能继续往前传播,并不发生截止,而只是模场的宽度逐渐变小;但1阶模(属于高阶模),在到达单模输出波导之前,已经发生截止(该1阶模不能成为单模波导的导波模,只能成为辐射模),从而被辐射出去。由于0阶模和1阶模的强度相同,所以输出单模波导输出输入光强的一半-3 dB。

在图1(g)和(h)中,给出了两个实例,可以形象的了解SSC区域0阶模的模场宽度压缩和1阶模的截止辐射。当频率相同的相干光从两输入波导同相入射时(图1(g)),将产生偶模激振。当两波导的间距逐渐

变成零时,偶模中间的波谷逐渐变小,直至形成波峰,变换成0阶模。该0阶模可以从输出单模波导中输出,其静态场分布图如图2(c)所示。而当频率相同的相干光从两输入波导反相入射时(图1(h)),将产生奇模激振。当两波导的间距逐渐变成零时,奇模将会变换成1阶模。该1阶模随着SSC不断变窄而发生截止而辐射损耗掉,其静态场分布图如图2(d)所示。图2(a)和(b)分别为Y分支波导正向入射和反向入射情况下的静态场分布图。从这两个图很形象地给出了无论何种入射方式都得到3 dB输出的图像。

PDH在本地传输网SDH节点的汇聚及网管一体化

摘要:PDH由于价格低廉,目前在运营商大客户接入、移动通信的基站传输等方面得到广泛使用。但在实际运行中PDH存在着难以网管、无法与本地网中心机房公务通信、布线多不方便电路调度、占用大量机架空间等诸多问题。本文结合SDH的技术特点,提出了实现PDH在本地传输网SDH节点汇聚及网管一体化改造的建议。

关键词:PDH、SDH;互联与网管;一体化

一、概述

运营商大客户的业务接入由于PDH价格低廉,为最低端155MSDH价格的1/5至1/6,越来越广泛地得到使用。例如,运营商大客户接入、IP电话超市等主要采用的是传统的PDH传输设备点对点的星状接入;在移动通信中,一个本地网要建几百甚至上千个基站,其传输也大都采用PDH。这些应用基本上是在本地网SDH分插复用(ADM)节点上,通过DDF架用2M同轴电缆跳线将PDH与SDH的2M信

号进行端口的硬互联,再由SDH本地网上传到本地网中心机房。

传统的独立式单端、220V交流供电的PDH接入设备,由于其不能网管,无法发现光路、2M 电路的误码、中断等故障,用电(使用交流220V)不稳定、断电无告警,独立式单端PDH安装浪费机房空间,2M布线多、无时隙交叉功能不利于提高2M的时隙利用率、不方便电路调度,个别即使有公务的PDH也无法通过SDH公务系统上联到本地网有人中心机房。由于这些问题,故障往往是用户中断通信发现故障申告后,运营服务商的运维人员才知道,然后开始进行故障查找,根本无法满足用户SLA的服务承若。因此,独立式单端PDH作为接入传输使用必须加以改进,建议在不改变原有SDH结构的情况下,采用子框的方式,使用直流-48V双电源模块供电,设计集成度高的2、4、6口PDH光接口板节省了制造成本,一个子框(占1/4的机架)可插10块以上的PDH光接口业务板,其容量相当于5个机架所安装的传统独立式单端PDH的光接口容量,机房空间得到高效利用。插板式PDH电信号连同其公务及网管信息复接为STM-1电信号,与本地网该节点SDH的STM-1电口互联,再由SDH本地网上传到本地网中心机房,在本地网SDH的ADM节点大量减少2M支路板,由此所降低的成本可抵消了因增加STM-1电接口板所带来的成本,甚至更低。PDH子框与SDH子框互联只用一对155M同轴电缆,代替了63对2M同轴电缆,不但节省了电缆成本,更重要的是设备故障及维护工作量。因此机架型插板式集中网管PDH子架,实现了PDH在本地传输网SDH节点的汇聚及网管一体化,同时还降低了制造成本。

二、实现方式的建议

1.PDH汇聚子框的基本功能及硬件结构

PDH子框功能

时隙交叉连接单元(DXC)实现PDH信号的时隙交叉功能;

网元控制处理单元实现网元控制和ECC处理;开销处理单元实现公务电话的交换及上传;PDH 光接口板实现光电/电光转换;STM-1电接口单元实现接口匹配、复接与解复接、映射与解映射、2M支路再定时、HW总线合成与分离、DCC提取与插入等;电源/时钟板提供系统时钟以及一次和二次电源。

PDH子框的硬件结构

说明:U1、U2为电源/时钟板、U3为本地网管板、U4为STM-1支路接口板U5-U16为PDH 光接口板

图1:PDH子框的硬件结构图

如图1所示,PDH子框的基本单板有:直流-48V电源板(可双模块热备份或负荷均担)、本地网管及公务通道板(提供以太网RJ45、串行RS-232网管接口以及公务联络)、STM-1电口板(复接各PDH公务、PDH网管信息及各路PDH电信号为STM-1电信号)、PDH光接口板(可提供2、4、6口光收发通道)。

2.SDH的帧结构为PDH网管的集中及公务实现提供了通道

SDH帧结构简述

在SDH中,基本数据单元的帧长是125μS,其帧结构与PDH的一维线性结构不同的是,它是二维的块状结构,图4为STM-1信号的帧结构。

图2:STM-1SOH中各字节的安排

一个STM-1帧分组共计9行,270列,每列中一个字节(8bit),帧周期,即帧频为8000帧/秒。STM-1的传输速率为:270x8x9x8000=155.520Mbit/s。帧结构中设置了两种开销,分别是段开销(SOH)和通道开销(POH)。段开销(SOH)在STM-1中共包含72Byte,占到一帧数据量的3%,主要作用是提供帧同步和网络运行管理等,含有再生段开销(RSOH)和复用段开销(MSOH);通道开销中含有低阶通道开销(LPOH)和高阶通道开销(HPOH)。在图3中为开销类型和定义。

图3:开销类型和定义

PDH集中网管实现的通道

SOH的DCC信道是为网管提供的专门通路,PDH的网管信息当然可以在其中传输。D1~D12为数据通信通路(DCC),总速率达768kbit/s。其中:D1~D3为192kbps的数据通道,用于再生段;D4~D12为576kbps的数据通道,用于复接段,PDH的网管信息(如:收无光、电源障碍、PDH对端自环等)可以在其中定义,也可以使用其他预留字节。

PDH公务联络的实现

SOH提供了通道公务联络字节E1/E2,用于进行语音公务联络。E1属于再生段开销(RSOH),提供64kbit/s的语音通道,用于再生段再生器之间的公务联络;E2属于复用段开销(MSOH),提供64kbit/s 的语音通道,用于复用段终端之间的公务联络,也可以同时用于PDH公务连接,具体可在PDH子框中的本地网管及公务通道板上设置空分交换矩阵,将各PDH的公务通道进行交叉连接,对PDH各光口方向的

公务电话号码进行编排,以实现本地网网管中心到任何一个PDH光方向终端设备的公务联络,方便电路测试、调度以及障碍处理。PDH的公务通道也可以使用SOH的预留比特承载。

3.多个PDH信号转换为STM-1信号的交叉复接与映射

交叉复接:

如图4所示,2Mbps、34Mbps、及140Mbps的PDH电信号分别被装入标准的容器C12,C3及C4中,在各容器的包封上附上称为通道开销(POH)的一些码字,POH的内容包括指示容器内信号在端对端传送过程中的状态、性能及装载情况,带有POH标签的容器则称为虚容器VC。在虚容器的基础上再加上指针(PTR)就构成支路单元TU(TributaryUnit)或管理单元AU。PTR的作用是为了指明各自VC 在对应的复用TU帧中的起始电位置并用来进行频率调整。若干个TU经复接,如图中的×1,×3,×7等就构成支路单元组TUG。根据帧结构中的PTR指示的位置,灵活地转移VC,或直接取下/插入某一支路信息。

图4:SDH的一级复用结构

映射:

在PDH的2Mbps以上通道等级互通时,用异步映射方式将PDH通道层信号适配进STM-1通道层,利用净负荷指针来表示在STM-N帧内浮动的净负荷的准确位置。当出现净负荷在一定范围内的频率变化时,可增减指针数值进行调整,即:各种速率等级的数据流进入相应的容器(C),完成适配功能(主要是速率调整),然后进入虚容器(VC),加入通道开销(POH)。VC在SDH网中传输时可作为一个独立的实体在通道中任意位置取出或插入,以便进行同步复用和交叉连接。由VC输出的数据流再按图6中规定的路线进入管理单元(AU)或支路单元(TU)。在AU和TU中进行速率调整,使得低一级数字流在高一级数字流中的起始点是浮动的。为了准确地确定起始点的位置,AU和TU设置了指针,在相应的帧内进行灵活地和动态地定位。在AUG的基础上,再附加段开销SOH,便形成了STM-1的帧结构。图中的定位校准即是利用指针调整技术来取代传统的125μs缓存器,实现支路频差的校准和相位的对准。

PDH信号进入SDH的过程

PDH信号进入SDH的帧结构经过三个步骤,即映射、定位和复用。映射就是将各种进来的速率不等的信号先经过码速调整,再装入相应的标准容器C中,同时加入通道开销POH形成虚容器VC。定位就是将帧相位发生偏差的(称帧偏移)的信息收进支路单元或管理单元,它通过支路单元指针或管理单元

指针的功能来实现。复用就是将多个低阶通道层信号通过码速调整进入高阶通道或将多个高阶通道层信号通过码速调整进入复用层的过程。具体为:多个2.048MbpsPDH信号复接为139.264Mbps信号,

139.264Mbps信号进入标准容器,速率调整后输出149.76Mbps数字信号,再进入虚拟容器,加入通道开销576kbps后输出150.336Mbps的信号,在管理单元内加入管理单元指针576kbps,输出150.336Mbps 的信号,由一个单元组加人段开销4.608Mbps后,输出155.520Mbps的STM-1电信号。PDH子框输出的STM-1电信号与SDH子框的STM-1接口互联,只需一对155M同轴电缆跳线,节省了传统PDH与SDH 进行2M互联时所需的63对2M同轴电缆,更好的方便了电路调度,大大减少了故障环节和维护工作量,PDH在本地传输网SDH的ADM节点汇聚后,由SDH本地网网管中心实现集中网管。

一、SDH产生

在综合业务数字网中,我们需要把不同传输速率(例如64kb/s 的电话,2Mb/s的会议电视,4~34Mb/s 的电视节目)的各种信息都复接在一起,放在一根线路上传输,原来的准同步数字系列PDH (Pseudo—synchronous Digital Hierarchy),是把由30路电话复接而成的基群信号H12(传输速率为2.048Mb/s)逐步复接成二次群H22(传输速率为8.448Mb/s)、三次群H31(传输速率为34.368Mb/s)、四次群H4(传输速率为139.264Mb/s)等。

这是什么含义呢!?举个例子,想在天津把北京传到上海的四次群中分出一个特定的基群信号1,则应先把四次群分接成三次群、然后三次群再分接成二次群、二次群再分成基群。取出基群信号1后,再有天津加上一个基群信号1’,然后进行相反复接(基群到二次群,然后二次群到三次群。。。。。。),这样才能继续往上海传送。可见,为了一个基群信号,需要在天津设置很多分接和复接设备,这样不但增加了成本,还使信号受到损伤。另外PDH在全世界没有统一的标准和规范,不便于国家之间的互通。针对PDH的缺点,美国贝尔通信研究所提出了同步光纤网络SONET(Synchronous Optical NETwork)的传输技术体制,并逐步成为美国国家标准,1988年,国际电报电话咨询委员会(CCITT与美国国家标准化协会达成协议,将SONET修改为国际通用的技术体制,重新命名为同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy),可应用于光纤,微波和卫星传输网络。

二、SDH特点

SDH是一种同步的数字传输网络。所谓同步,是指其复接的方式采用同步复接,其各支路的低信号是互相同步的。它的传输速率分级称为同步传输模块STM(Synchronous Transport Module),其中STM-1的传输速率为155.520Mb/s,STM-4的传输速率为622.080Mb/s,STM-16的传输速率为2488.320Mb/s,STM-64的传输速率为9953.280Mb/s。同PSH相比,SDH有很多突出的优点。

1、在SDH中,不同传输速率的数字信号的复接和分接变的非常简单,只需利用软件即可从高速信号中一次分接出低速信号,既简化了操作步骤,又便于通信系统的扩容和升级,尤其适合于高速大容量的光纤传输系统。

2、SDH的基本传输模块可以包容目前世界上几种主要的传输系列,便于各个国家的互通,也可兼容现有的PDH。

3、SDH对网络接口接点进行了统一的规范,可以在同一网络上使用不同厂家的设备,具有很好的横向兼容性。

4、SDH设备是智能化的设备,又在帧结构中安排了丰富的、用于管理的开销比特(大约占信号的5%),使网络的运行、管理和维护(OAM)能力大大加强,加大了组网的灵活性,提高了网络的效率和可靠性。

5、虽然SDH的设备成本比PDH大约高5%左右,但其营运费仅为PDH的1/6。综合考虑,SDH的费用不到PDH的70%,具有较好的经济效益。

6、SDH支持异步传输(ATM),便于向宽带综合信息网过度。

当然,SDH也有一些缺点,例如,频带利用率较低。在PDH中,一个139.264Mb/s的四次群

可以包容64个基群信号(2.048Mb/s),频带利用率为(64X2.048)/139.264=94%。在SD

H中一个155.520Mb/s的STM-1只能包容63个基群信号,频带利用率为(63X2.048)/155.5

20=83%。同样,PDH中一个139.264Mb/s四次群可以包容4个三次群信号,在SDH中,一个1

55.520Mb/s的STM-1只能包容3个三次群信号。此外,还有技术比较复杂,以及由于大规

模采用软件控制容易造成人为因素、计算机病毒等引起的网络故障等。

三、SDH基本概念

A、SDH的主要设备

1、终端复用器(TM)

终端复用器是把多路低速信号复用成一路高速信号,或者反过来把一路高速信号分接成多路低速信号的设备。

2、分插复用器(ADM)

分插复用器是在高速信号中分接(或插入)部分低速信号的设备。

3、数字交叉连接设备(DXC)

数字交叉连接设备是具有一个或多个信号端口,可以对任意端口之间的信号进行可控连接(包括再生)的设备,它具有复用、配线、保护/恢复、监控和网络管理等多项功能。

4、再生器(RG)

再生器位于网络传输链路中途,是能够接收STM-N信号,并经过适当的处理,使信号按规定的幅度、波形和定时特性继续向前传输的设备。

B、通道复用段和再生段

在一个SDH网络中,终端与终端之间的链路称为通道;复用器与复用器(不管是终端复用器还是分插复用器)之间的链路称为复用段;再生器和其他网元之间的网络称为再生段。

C、SDH分层模型

类似于普通计算机网络,SDH也采用分层模型,便于设计和管理。SDH网络可以分成电路

层、通道层和传输媒介层,其中通道层又分为低阶通道层和高阶通道层,传输媒介层又

分为物理媒介层和段层,段层由复用段层和再生段层组成。

1、电路层:网络直接为用户提供通信服务,面向电路交换业务、分组交换业务、宽带

综合业务数字网等。其主要设备是交换机或交叉连接设备,在呼叫的基础上,电路的建

立和释放所需时间很短

2、通道层:网络支持一个或几个电路层网络,由各种类型的电路层网络共享,为电路

层提供传送服务。对于电路层网络节点,通道层的通道是透明的。通道层可分为提供虚

容器VC-1/2/3的低阶通道层和提供虚容器VC-3/4的高阶通道层。

3、传输媒介层:网络支持一个或几个通道层网络,它与具体的传输媒质是光纤还是无

线电信号有关。其中物理媒介层网络主要是以光电脉冲形式进行比特的传送;复用段层

网络为通道层提供同步、复用功能,进行复用段开销的处理和传递;再生段网络完成再

生器之间或再生器与复用段终端之间的定帧、扰码、再生段误码监测和再生段开销的处

理和传递等。

如何在CATV中应用SDH技术

sdh 2008-06-04 08:59:40 阅读30 评论0 字号:大中小

何淑贞

[摘要]本文重点介绍SDH在广播电视传输网中的应用:SDH技术如何传输广播电视信号,在HFC接入网中IP是如何传送的,以及SDH技术在我国广播电视传输网中的应用概况。

一传输体制SDH简介

1 SDH同步数字系列产生的时代背景

SDH传送网的概念最初于1985年由美国贝尔通信研究所提出,称之为同步光网络(Synchronous Optical NETwork .SONET)。它是由一整套分等级的标准传送结构组成的,适用于各种经适配处理的净负荷(即网络节点接口比特流中可用于电信业务的部分)在物理媒质,如光纤、微波、卫星等上进行传送。该标准于1986年成为美国数字体系的新标准。国际电信联盟标准部(ITU-T)的前身国际电报电话咨询委员会(CCITT)于1988年接受SONET概念并与美国标准化协会(ANSI)的TI委员会达成协议,将SONET修订后重新命名为同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy,SDH),使之成为同时适用于光纤、微波、卫星传送的通用技术体制。

2 SDH数字传输网的传输原理

1) SDH传输网的基本构成

SDH传输网是由一些SDH网络单元组成的,在光纤、微波或卫星上进行同步信息传送,融复接、传输、交换功能于一体,由统一的网络管理操作的综合信息网。可实现网络有效管理、动态网络维护、对业务性能监视等功能,能有效的提高网络资源的利用率,能满足广播电视干线传输网的信息传输和交换的

要求,对提高广播电视传输质量有了质的飞跃,因而SDH技术正成为广播电视领域传输技术方面的发展和应用热点。

SDH有全世界统一的网络节点(NNI),从而简化了信号的互通以及信号的传送、复用、交叉连接和交换过程,它有一套标准化的信息结构等级,称为同步传送模块(Synchronous Transport Module),STM-N。当n=1、4、16时,其最基本的模块为STM-1、STM-4和STM-16,并具有一种块状帧结构,允许安排丰富的开销比特(即在网络节点接口比特流中扣除净负荷后的剩余部分)用于网络的运行、管理和维护(OAM)。它的基本网络单元有同步光纤线路系统或SDH微波传送系统、同步复用器(SM)、分插复用器(ADM)和同步数字交叉连接设备(SDXC)等等,其功能各异,但都有统一的标准光接口或电接口,能够在基本的传送线路上实现横向兼容性,即允许不同厂家的设备在传送线路上互通。它有一套特殊的复用结构,允许现存的PDH体系、SDH体系和B-ISDN信号都能进入其帧结构,因而具有广泛的适应性。SDH还大量采用软件进行网络配置和控制,使得新功能和新特性的增加比较方便,适于将来不断发展。

SDH传送网最重要的两个网络单元是终端复用器和分插复用器。以STM-1为例,终端复用器的主要任务是将低速支路信号和155Mb/s电信号纳入STM-1帧结构,再经CMI(符号反转码)变换后进入微波传送系统,其逆程正好相反。分插复用器,将同步复用与数字交叉连接功能综合于一体,具有灵活的分插任意支路信号的能力,在网络设计上有很大的灵活性。由这两种基本网络单元组成的典型网络应用有多种形式,有点到点应用、线型应用、构成枢纽网、构成环形网、构成双环形网和网孔形应用,在实际应用中还可出现其他以外的形式。

2) SDH技术的传输原理

SDH用来承载信息的是一种块状帧结构,块状帧由纵向9行和横向270×N列字节组成,每个字节含8b(bit)。整个帧结构由段开销区、净负荷区和管理单元指针区三部分组成。其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配,以保证信息能够正常灵活地传送,管理单元指针用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置,以便接收时能正确分离净负荷。净负荷区域用来存放用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节。

SDH的帧传输时,按由左向右,由小到大的顺序排成串型码流依次进行。每帧传输时间为125μS,每秒传输1/125×106 =8000帧。对STM-1而言,每帧能传输的比特数为8×(270×9×1)=19940b,则STM-1的传输速率为19440×8000=155.52Mb/s,而STM-4为622.080Mb/s、STM-16为2488.320Mb/s。

各种业务信号进入SDH的帧结构都要经过三个步骤,即映射、定位和复用。映射就是将各种进来的速率不等的信号先经过码速调整,再装入相应的标准容器C中,同时加入通道开销POH形成虚容器VC。定位就是将帧相位发生偏差的(称帧偏移)的信息收进支路单元或管理单元,它通过支路单元指针或管理单元指针的功能来实现。复用就是将多个低阶通道层信号通过码速调整进入高阶通道或将多个高阶通道层信号通过码速调整进入复用层的过程。以139.264Mb/s信号到STM-1的形成为例来说明这三个步骤。139.264Mb/s信号首先进入标准容器,速率调整后输出149.76Mb/s数字信号,进入虚拟容器,加入通道开销576kb/s后输出150.336Mb/s的信号,在管理单元内加入管理单元指针576kb/s,输出150.336Mb/s 的信号,因N=1,故由一个单元组加人段开销4.608Mb/s后,输出155.520Mb/s的STM-1信号。

3 SDH的特点

1) SDH统一了北美、日本和欧洲三个地区性标准,各种数字传送信号在STM-1等级以上获得统一,使国际电信互通成为可能。

2) 由于SDH电信传送采用了同步复用方式和灵活的映射结构,可以利用软件实现高阶信号与低阶支路信号之间所谓的一步复用,上下业务十分容易,大大简化了交叉连接设备。

3) 由于SDH帧结构中安排了大约占总信号5%的丰富的开销比特,极大的加强了网络的运行、

管理和维护能力。

4) SDH传送网具有信息传送透明性。

5) 统一了网络接口标淮,使不同厂家的产品可以直接互通,各种传送媒质如光纤、数字微波等可以直接连接,组网十分方便。

6) 网络兼容能力强,它能与现有的PDH完全兼容,并容纳各种新的业务信号。

二如何应用SDH技术传输广播电视信号

广播电视领域的SDH网起着公共物理传输平台的作用,在此平台上,一部分带宽用来传输广播电视节目,另一部分用来直接传输用户数据或从ATM、IP交换机汇聚来的数据流等。下面将介绍目前广播电视信号将如何由SDH技术传输。

1 将模拟电视信号变换为数字信号

SDH是同步数字系列,所传输的信号是数字信号,而我国目前的广播电视节目是模拟信号,用SDH技术传输广播电视信号必须先对信号进行数字化处理,其步骤为抽样、量化、编码等步骤。

1) 抽样:抽样是以一定的频率抽取电视输入信号的一个瞬时幅度值,称为抽样值,抽样后得到一系列脉冲式的抽样值,称为抽样系列。我国的彩色电视采用的是PAL制,亮度信号(Y)抽样频率是13.5MHz、色差信号(R-Y、B-Y)的抽样频率为6.75MHz。

2) 量化:模拟信号进行抽样以后,其抽样值还是随信号幅度连续变化的。当这些连续变化的抽样值通过噪声信道时,接收端不能准确地估值所发送的抽样。如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值,且电平的间隔比干扰噪声大,则接收端将有可能准确地估值所发送的抽样。因此,有可能消除随机噪声的影响。

利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程称为量化。抽样是把一个时间连续信号变换成时间离散的信号,而量化则是将取值连续的抽样变成取值离散的抽样。

3) 压缩编码:编码就是用二进制代码表示量化值,在信号的接收端将量值转换为信号的过程称为解码。由于编码后数据量大,因而须进行压缩,称压缩编码。我们前面介绍的彩色PAL制对亮度信号Y、色差信号R-Y、B-Y,每个抽样信号被8b量化,总的传输码率为216Mb/s,对传输速率为2.5Gb/s的STM-16来说,也只能传输8路彩色电视信号,因而首先要对其进行压缩码处理。当前电视编解码的标准是差值脉冲编码调制(DPCM)和MPEG-2压缩技术,使用MPEG-2技术,可将信号压缩到1.5-15Mb/s,这样一个STM-16的容量就可传输由没有压缩时的8套电视节目提高到300多套数字电视信号。

2 数字电视信号如何由SDH传输网传输

SDH的传输速率中34.368Mb/s和139.264Mb/s最适合电视图像传输。广播电视模拟信号,经过处理变换成数字电视信号后,压缩形成139.264Mb/s码率进入C-4容器,或者形成34.368Mb/s进入C-3容器并最终形成STM-1。广播电视节目的视频和音频信号存放在SDH帧结构中的净负荷区域中,SDH设备的34.368Mb/s和139,264Mb/s接口用于与图像编码器相连,2Mb/s接口用于数据和话音输入设备相连。经这样转换成SDH形式的STM-1广播电视信号通过光纤或者微波发射进行传输,信号传到业务站点后经解码器将图像数据信号还原成模拟信号,通过调制器将其变换到相应的频道,经有线电视HFC网传到用户家中。

三在CATV网中采用SDH传输IP

在有线电视网中用何种技术传输IP,取决于CATV网所采用的传输技术。现在我国的CATV网络

在省内和省外均采用了SDH传输体制,所以,在CATV网中的IP传输技术有IP over ATM、IP over SDH 和IP over DWDM三种形式。下面简单介绍这三种方式并作比较。

1 IP Over ATM

ATM作为多业务平台,具有很强的多业务支持能力,ATM的优势主要是它的可扩展性和灵活性。在广播电视SDH环网中,可以容易地实现有线电视台间节目交换,应用ATM的流控制可以实现视频传输的分级服务,ATM还可以实现电视节目实时的非对称传输,部分省内和地市以下的传输网仍采用ATM技术。

优点:可利用ATM的QoS特性,保证网络的服务质量;网络具有很好的可扩展性和灵活性;支持多种业务、数据、语音、视频汇集到一个网络上,并为不同业务类型提供不同的服务质量QoS;有很好的网络流量管理和控制性能,表现在ATM流量控制方面非常精细,这一点对带宽是非常宝贵的、线路费用非常高的广域网来说就显得十分重要,这是目前ATM能在广域网中被广泛采用的原因之一。

缺点:由于IP数据包须映射成ATM信元,由此形成的传输开销称为“信元税”,故传输效率低;网络管理比较复杂;不太适用于超大型IP骨干网。

2 IP Over SDH

ATM能支持多种业务曾经是它独一无二的特点,但随着IP技术的发展和网络硬件的不断完善,今天的IP已成为各种业务的核心,数据、语音和视频业务都可由IP承载,ATM的优点已由IP技术取代,特别是当数据的业务量超过语音和视频时,更显得ATM没有存在的必要,况且去掉ATM还可以提高传输效率。因此,IP Over SDH应运而生,这一技术也极大的动摇了ATM在广域网中的地位。

IP Over SDH是IP数据包通过采用点到点协议PPP,映射到SDH帧上, 采用的是高速路由器逐包转发方式,按各次群相应的线速进行连续传输。

优点:省去了ATM层, 简化了网络结构,提高了传输效率百分之二十到三十;可以充分发挥SDH 技术的各种优点,如SDH使国际电信互通成为可能,SDH帧结构中安排了丰富的开销比特,可以加强网络的运行、管理和维护能力,网络有很好的兼容性等;将IP网络技术建立在SDH传输平台上,可以很容易的跨越地区和国界,兼容不同技术和标准,实现全球联网。在广电网络的平台上IP over SDH适用于省际网络和省内网络上的IP传输。

缺点:IP Over SDH目前尚不支持虚拟专用网VPN和电路仿真;在所有包交换技术中,ATM的QoS是最好的,它可以做到电路仿真,而IP Over SDH技术只能进行业务分级,不能提供较好的QoS;对大规模的网络须处理庞大、复杂的路由表,而且查找困难,路由信息占用较大的带宽。

3 IP Over WDM

随着传输技术的发展,以IP业务为主对网络的进一步优化设计将是IP over DWDM。

波分复用技术(WDM)是在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号的一种技术。其原理是:在发送端将不同波长的光信号组合,在接收端又将组合的光信号分开并送入不同的终端,这就意味着,原来只能采用一个波长作为载波的单一光信道,变为数个不同波长的光信道同时在光纤中传输,从而使光通信的容量成倍的提高。WDM技术的实现,主要由波分复用器来完成。波分复用器是一个无源光学器件,器件结构简单,体积小,可靠性高,易于和光纤耦合。WDM系统有三种基本结构,即光多路复用单向单纤传输,光多路复用双向单纤传输和光分路插入传输。组网灵活,对开发带宽新业务,充分挖掘和利用光纤带宽的能力,实现超高速通信具有十分重要的意义。IP Over WDM通俗的说法就是让IP数据包直接在光路上跑,减少网络层之间的冗余部分。由于省去了中间的ATM和SDH层,其传输效率最高,节省了网络运营商的成本,同时也降低了用户的费用,是一种最直接、最经济的IP网络结构体系,非常适用于特大型IP

骨干网。

主要特点:充分利用光纤的低损耗波段,增加光纤的传输容量,效率最高,成本最低;可同时在一根光纤中实现双向多媒体通信传输;可在不改变光缆设施的条件下,改变通信系统的组态,在网络设计中有很大的灵活性,自由度大,扩容更方便;对器件性能要求不高,使用的主要器件波分复用器可靠性高,故障率低,便于维护。

4 三种方案比较及发展趋势

从图1上的表中可见,在相当长一段时间里,三种技术方案还将视不同情况并存,而较理想的IP Over WDM在国际上正处在开发研制和进一步完善之中,距离商业应用还有一段距离。到IP over WDM商用时,广电网络已十分接近光纤入户的理想接入方案,广大的用户被HFC宽带接入信息高速公路的骨干网上,而成为不断发展的网络平台。

四SDH技术在我国CATV网中的应用概况

原广播电影电视部在1995年研究制定全国有线电视联网规划时已明确规定,国家部级和省级干线全部采用SDH传输技术,数据流的传输码率为2.5Gb/s,即STM-16。为方便读者,现列表介绍如图

2上的表2。

五结束语

SDH传输技术,广泛应用于传输领域,它的一系列优点非常适合于广播信号的传输。但由于SDH 技术原主要是为传输话音和数据业务而制定的,对视频而言它还有许多需完善的地方,如使用SDH技术传输广播电视信号时,要求有较好的时钟同步性能和抖动性能。网络的同步性能差会引起指针调整,而指针调整会使彩色电视信号瞬时变色,网络的抖动性能不好,会引起解码器输出端产生抖动,引起信号色彩变化。这些问题有待在应用、发展中不断完善。

光放大器

光缆2007-04-19 10:51:55 阅读622 评论3 字号:大中小

光放大器的工作不需要转换光信号到电信号,然后再转回光信号。这个特性导致光放大器比再生器有两大优势。第一,光放大器支持任何比特率和信号格式,因为光放大器简单地放大所收到的信号。这种属性通常被描述为光放大器对任何比特率以及信号格式是透明的;第二,光放大器不仅支持单个信号波长放大-像再生器,而且支持一定波长范围的光信号放大。例如,我们下面将要讨论的掺铒光纤放大器(EDFA),它能够放大大约从1530nm到1610nm的所有波长。而且,只有光放大器能够支持多种比特率、各种调制格式和不同波长的时分复用和波分复用网络。实际上,只有光放大器特别是EDFA的出现,波分复用技术才得到迅速发展,并且使波分复用成为大容量光通信系统的主力。EDFA 是现在应用最广泛的光放大器,它的出现极大地推动了波分复用技术的发展。

1.1 光放大器的分类

现在主要有两种类型的光放大器:半导体光放大器(SOA)和光纤放大器(OFA)。半导体光放大器利用半导体材料固有的受激辐射放大机制,实现光放大,其原理和结构与半导体激光器相似。光纤放大器与半导体放大器不同,光纤放大器的活性介质(或称增益介质)是一段特殊的光纤或传输光纤,并且和泵浦激光器相连;当信号光通过这一段光纤时,信号光被放大。光纤放大器又可以分为掺稀土离子光纤放大器(Rare Earth Ion Doped Fiber Amplifier)和非线性光纤放大器。像半导体放大器一样,掺稀土离子光纤放大器的工作原理也是受激辐射;而非线性光纤放大器是利用光纤的非线性效应放大光信号。实用化的光

纤放大器有掺铒光纤放大器(EDFA)和拉曼光纤放大器(Raman Fiber Amplifier)。

光放大器是一个模拟器件,所以它的性能参数都是模拟参数。

增益(Gain)增益是输出光功率与输入光功率之比,也就是:

增益=POUT/PIN

其中POUT和PIN分别是输出光功率和输入光功率,功率的单位为瓦特;通常我们用分贝(dB)为单位来表示增益,也就是:增益(dB)=10lg(POUT/PIN)

噪声指数(NF)光放大器的噪声指数(NF,Noise Figure)的定义式为光放大器输入输出端口的信噪比(SNR,Signal to Noise Ratio)的比值:

增益带宽

所谓增益带宽是指光放大器有效的频率(或波长)范围,通常指增益从最大值下降3dB时,对应的波长范围,如1.3.3中λa、λb之间。增益带宽的单位是纳米(nm)。对于WDM系统,所有光波长通道都要得到放大,因此,光放大器必须具有足够宽的增益带宽。

饱和输出功率

光放大器的输入光功率范围有一定的要求,当输入光功率大于某一阈值时,就会出现增益饱和;增益饱和是指输出功率不再随输入功率增加而增加或增加很小。根据ITU-T的建议,当增益比正常情况低3dB 时的输出光功率称为饱和输出功率,其单位通常用dBm表示。

FDDI网简介

光纤分布数据接口(FDDI)是目前成熟的LAN技术中传输速率最高的一种。这种传输速率高达100Mb/s 的网络技术所依据的标准是ANSIX3T9.5。该网络具有定时令牌协议的特性,支持多种拓扑结构,传输媒体为光纤。使用光纤作为传输媒体具有多种优点:

1、较长的传输距离,相邻站间的最大长度可达2KM,最大站间距离为200KM。

2、具有较大的带宽,FDDI的设计带宽为100Mb/s。

3、具有对电磁和射频干扰抑制能力,在传输过程中不受电磁和射频噪声的影响,也不影响其设备。4、光纤可防止传输过程中被分接偷听,也杜绝了辐射波的窃听,因而是最安全的传输媒体。

由光纤构成的FDDI,其基本结构为逆向双环。一个环为主环,另一个环为备用环。当主环上的设备失效或光缆发生故障时,通过从主环向备用环的切换可继续维持FDDI的正常工作。这种故障容错能力是其它网络所没有的。本期将就FDDI的基本构件,拓扑结构以及操作原理等进行介绍。

FDDI适配器虽然按所用机器总线不同各有差异,但与光纤接口部分原理是相同的。为了解这种适配器的结构,先要了解FDDI技术所遵循的标准。

1、FDDI网络体系结构

FDDI是在OSI参考模型出现后发展起来的一种高速网络技术。它所遵循的标准完全处于OSI框架下,FDDI将OSI模型的物理层和数据链路层分别分成了两个子层。物理层分割成的两个子层是:物理层协议层(PHY)。物理媒体相关层(PMD)。PHY子层规定了传输编码和译码、时钟要求及符号集合;PMD 规定了光纤媒体应具备的条件以及连接器等。

数据链路层分割成的两个子层为媒体访问控制(MAC)和逻辑链路控制(LLC)。这两个子层的功能与ISO 8802.3(Ethernet),IEEE 802.5(Token Ring)相似。MAC子层规定了FDDI定时令牌协议所需要的帧格式、寻址和令牌处理。LLC子层为LLC用户提供了交换数据的手段。

FDDI的站管理(SMT)标准定义如何对物理媒体相关层、物理层协议层和媒体访问控制部分进行控制和管理。

按照FDDI网络体系结构层次构成的连接模型,如图7所示.由图7可以更清楚地看到,每个子层所处的地位和应承担的功能。

光纤设计基本数据

光缆2007-04-06 09:38:54 阅读31 评论0 字号:大中小

1、单模光纤损耗:

1310nm ≦0.35dB/km (熔接头损耗计入后为0.4dB/km)

1550nm ≦0.22dB/km (熔接头损耗计入后为0.25dB/km)

2、光连接器损耗:

0.25dB/个(连接器型号为SC/APC或FC/APC)

3、光分路器插入损耗:

L=10lgλ% (λ—分光比)

4、光分路器附加损耗

9、光接收机输入光功率与光链路C/N关系

当光发射机功率及光发射机RF输入电平一定时,光链路C/N正比于光接收机输入光功率。

当光链路中串有光分路器等非光缆损耗时,每1dB损耗的可提高C/N0.1dB(相对完全光缆传输)。

10、CATV使用单模光纤

①常规型单模光纤(G652光纤):零色散在1310nm附近、色散系数2-3ps/nm km @13100nm ,色散系数17ps/nm km @ 1550nm,既可工作在1310nm,又可工作在1550nm。

②非零色散位移单模光纤(G655光纤);色散系数3.5ps/nm km @1550nm,工作在1550nm 波长,适合长距离光传输。

EPON双向改造经验

数字电视2007-04-06 10:25:13 阅读48 评论0 字号:大中小

兰州广电在进行EPON双向改造中,执行以下原则:

1、HFC网络的支干线改造可以采用星型或树型拓扑结构,数栋改造以集中分配方式,-5线和五类线同缆入户;

2、每光节点用户数为200-500户,光节点以下电视信号传输无其他有源器件;

3、鉴于每个光节点覆盖用户为300户左右,宽带用户的入网率以20%计,每光节点宽带用户约60户,故前期EPON的接入设备ONU在安装光节点的位置,通过室外五类线联接到各楼栋的单元交换机,对入网率高的区域,ONU可直接安装到楼栋。

广电宽带双向改造采用EPON技术,光纤到楼,五类线到户,必然带来交换机安装点多,而交换机大多采用220V交流供电,每个楼至少要有一个取电点,这给电源的引入和管理带来极大的不便。

广电宽带EPON技术的设备集中供电方案主要利用过流分支分配来实现。电源经光接收机、分支分配器传输到楼栋的各单元,在单元中加过流分支器,主输出口接楼内有线电视分配网并断开电源,分支口接专用的60V网络交换机,为网络交换机供电。该分支器可选用支路损耗较大的分支器,对主输出口听电视信号不产生太大的影响,同时可保证供电系统的正常使用。交换机电源一般有直流输入,通过专用电源适配器将有线电视60V交流变为直流,也可采用专用60V交流电源的交换机。

由于光节点以下网络采用无源星型拓扑结构,各设备的电压差距不大,且电缆的长度一般不超过

150m,电缆的损耗在总供电系统中所占比例不大。60V交流供电的电压范围在37-75伏之间。

在EPON系统中,楼栋单元内安装的交换机一般为8口、16口、24口,其功率分别为10W、20W、23W。在建网初期,宽带用户不多,在每单元安装的交换机大部分是8口交换机,可采用10A的供电器即可满足要求,将来随着用户的增多,再更换功率较大的供电器。

EPON 接入网技术

数字电视2007-04-05 22:49:26 阅读24 评论0 字号:大中小

EPON是一种采用点到多点网络结构、无源光纤传输方式、基于高速以太网平台和TDM时分

MAC(Me-dia Access Control)媒体访问控制方式、提供多种综合业务的宽带接入技术。EPON具有很高的性价比,被普遍认为是下一代宽带光接入网技术的最好选择。

一套典型的EPON系统由光线路终端(OLT)、无源光分路器/耦合器(POS)和光网络单元(ONU)组成,采用树形拓扑结构。OLT(Optical Line Terminal)放置在中心局端CO,可以是一个L2交换机或者L3路由器。它分配和控制信道的连接,并有实时监控、管理及维护功能。POS是一个连接OLT和ONU的无源设备,它的功能是分发下行数据和集中上行数据。ONU放置在用户侧。EPON使用波分复用(WDM)技术,同时处理双向信号传输,上、下行信号分别用不同的波长,但在同一根光纤中传送.EPON只在IEEE802.3的以太数据帧格式上做必要的改动,如在以太帧中加入时戳(Time Stamp)、PON-ID等内容。

相对成本低,维护简单,容易扩展,易于升级是EPON的一个非常显著的优势。EPON结构在传输途中不需电源,没有电子部件,因此容易铺设,基本不用维护,长期运营成本和管理成本的节省很大;另外EPON 系统对局端资源占用很少,模块化程度高,系统初期投入低,扩展容易,投资回报率高;可以说EPON系统是面向未来的技术,大多数EPON系统都是一个多业务平台,对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。另外EPON能够提供非常高的带宽,服务范围大并具有灵活的带宽分配。充分利用光网络以及无缘光分路器特色,降低运营商设备成本,运维成本,并为用户提供更快更稳定的宽带网络。在其网络上可以同时承载语音,数据业务,做到多网融合。业内人士预测,未来几年中国将在宽带接入方面进入新的增长期,尤其以FTTH解决方案为主,EPON将成为一种主流宽带接入技术

数字电视SDH系统整体方案

数字电视2007-01-24 09:20:54 阅读15 评论0 字号:大中小

SDH/ATM系统能进行远距离大容量数字传输,是干线和支线主要设备。高斯贝尔公司SDH 接入设备不仅适合SDH/ATM系统接入需要,也能完成SDH系统和HFC网络之间的接口变换。

高斯贝尔公司提供全套数码前端、条件接收(CA)、机顶盒等全套产品,可进行设计、安装、调试等技术服务,完成交钥匙工程。

特点:

●MPEG-2编码器和解码器均带E3/DS3接口

●可实现DVB SPI/ASI和E3/DS3的相互转换

●可实现ASI/E3/DS3的多路分配

●MPEG-2编码器和解码器可带E1接口(选件)

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