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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。
模式色散
色散种类
色度色散
波导色散
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α(λ)=??????????0(????/????)
??材料色散
10??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
紫外吸收吸收损耗红外吸收杂质吸收（OH根吸收峰）光纤损耗散射损耗瑞利散射弯曲损耗辐射损耗
c) 3个低损耗窗口：0.85μm、1.31μm（S波段）、1.55μm（C波段） 6) 光纤非线性效应
受激拉曼散射受激散射受激布里渊散射光纤非线性效应非线性折射效应自相位调制交叉相位调制四波混频微弯损耗 7) 单模光纤类型
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G.652光纤（常规型单模光纤） G.653光纤（色散位移光纤） G.655光纤（非零色散位移光纤） 色散平坦型单模光纤 零色散在1310nm，最低损耗在1550nm 色散趋近于零在1550nm，最低损耗在1550nm 在1550nm具有较小色散和最小损耗 两个零色散波长分别在1300nm和1600nm，在两者之间总色散都很小 对短距离单波长MSTP/SDH系统用1310nm，长距离无中继用1550nm 单波长距离传输，不适合DWDM系统 适合DWDM系统 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
掺饵光纤放大器掺稀土元素光纤放大器掺镨光纤放大器光纤放大器受激拉曼光纤放大器光放大器半导体光放大器非线性效应光纤放大器受激布里渊光纤放大器
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
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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。
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125μs，即帧频8kHz。
9*N 1 2 3 4 5 6 7 8 9
RSOH AU PTR Payload MSOH 261*N 125μs 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
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路径保护功能子网连接保护网络保护SDH自愈网实施方法网络恢复拓扑自动线路保护倒换环网保护网状网保护
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
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，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
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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
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通信中级工程师传输与接入实务笔记
