NGI-第2章 宽带传输技术

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1、第1章NGI概述第2章NGI主要传输技术第3章宽带网络交换技术第4章IPv6协议第5章高层网络协议第6章无线网络技术第7章宽带接入技术主要内容更快更大更及时更安全更好用2.1下一代互联网骨干网络参考模型2.2宽带骨干网主要传输媒体2.3宽带骨干网主要传输技术●IPoverATM●IPoverSDH/SONET●IPoverWDM/DWDM●无线传输技术－扩频技术第2章NGI主要传输技术更快更大更及时更安全更好用2.1NGI骨干网络参考模型WDMSDH无线传输DWDMl网络层数据链路层物理层无线或金金属线帧中继PPPHDLCLAPSCWDM/DWDMSDHM

2、PLS其他ATMIP1.体系结构和参考模型2.1NGI骨干网络参考模型WDMSDH无线传输DWDMl1.体系结构和参考模型●物理层以光纤传输为主，微波、卫星为补充，金属线传输和无线传输技术也在物理层。●数据链路层实现数据组帧、包交换、容错等功能，集中了诸多的骨干网协议，如帧中继、ATM、SDH的组帧和检错等协议及无线网络应用协议等。SDH通过PPP等简单协议对HDLC帧格式的改造，实现了与IP层的直接连结，提高了效率。●网络互连层IP协议，实现IPv6的数据分组端到端可靠交换，由支持高速宽带路由或交换的设备完成。CERNET2：领跑全球下一代互联网更快更大

3、更及时更安全更好用2.1NGI骨干网络参考模型国际公认的最有发展前途三大传输手段：光纤、微波、卫星。●高带宽、高可靠、大范围，主要以光纤通信为主；●卫星、微波中继作补充。●无线、金属线主要用于城域网或局域网。2.2NGI宽带骨干网主要传输媒体微波光纤金属线卫星无线传输1．概念●光波是频率极高的电磁波，频率：0.3THz(1THz=1012Hz)到30PHz(1PHz=1015Hz)之间，紫外光，可见光、红外光。目前，光纤通信使用的红外光波，频率：1×1014～4×1014Hz。●波长是电磁波在空间变化一周所经历的长度，波长取决于电磁波的频率和光速：λ=C/

4、fλ为波长(m)，C为光速（3×108m/s)，f为电磁波的频率(Hz)。●对于光波，波长常用微米(μm)或纳米(nm)来表示(1μm=1×10-6m，1nm=1×10-9m)。2.2.1NGI主要传输媒体——光纤波长光纤纳米微米红外2．通信原理一个简单的光收发系统如图所示：2.2.1NGI主要传输媒体——光纤●发送端光源：发光二极管(或半导体注入型激光管)作电光转换；●光纤放大器：掺铒光纤放大器，光信号在中继站直接放大。例如：全光网络中13000km的距离内，单模光纤的传输速率已达20Gb/s。特别是基于掺铒光纤放大器EDFA的1550nm窗口采用密集波

5、分复用（DWDM）系统。实验室速率目前已达Tb／s量级。3．光纤分类光纤按传输模式可分为，单模光纤和多模光纤。●单模光纤(SMF)的光纤直径很细，细到只允许一个波长而非多个波长的光线像波导那样沿直线向前传播。●多模光纤(MMF)可同时以反射、折射等多种模式传输多条不同入射角的光线。2.2.1NGI主要传输媒体——光纤2.2.1NGI主要传输媒体——光纤三种光纤纤芯包层折射率分布4.常用的三种通信光纤常用的三种光纤为单模阶跃光纤(a)、多模阶跃光纤(b)和多模渐变光纤(c)3.常用的三种通信光纤（续）(1)单模阶跃光纤如图3.2(a)所示(图中n0、n1、n

6、2分别为空气、纤芯和包层的折射率)。由于只容许光以一条路径沿光纤传播，因而纤芯是极小的，光束沿光纤轴向传播，进入光纤的光几乎是以相同的时间通过相同的距离。(2)多模阶跃型光纤如图3.2(b)所示，除了纤芯较粗外，其结构与单模光纤相同。这种光纤的数值孔径(光纤接收入射光线能力大小的物理量)较大，因此允许更多的光线进入。光沿着不同路径传播，因而通过相同长度的光纤就需要不同的传输时间2.2.1NGI主要传输媒体——光纤单模光纤阶跃型多模渐变型3.常用的三种通信光纤（续）(3)多模渐变型光纤如图3.2(c)所示，特点是纤芯的折射率呈现非均匀分布，中心最大，沿截面半

7、径向外逐渐减小，光在其中通过折射传播。由于折射率随轴向距离的增大而减小，而速度与折射率成反比，故远离轴线处的光传播速度大于靠近轴线处的光传播速度。2.2.1NGI主要传输媒体——光纤单模光纤阶跃型多模渐变型5．存在问题光信号在光纤会因其损耗特性和频带特性（色散特性）而影响传输质量。●损耗特性：是光信号在光纤中传播时单位长度的衰减，通常用dB/km来表示；光纤的损耗会影响传输的中继距离。常用窗口0.85/1.3/1.55微米●频带特性（色散特性）：则是不同波长的光信号到达接收端的时延差，造成光脉冲展宽（色散），它会影响传输码率(即传输带宽)。光纤的频带特性以

8、兆赫千米(MHz·km)来表示。2.2.1NGI主要传输媒体——光