通信课程学习总结

这是一篇关于学习总结的思维导图，主要内容包括：sdh，dwdm，otn，oasn，意义。通过学习通信课程，初步了解通信原理。以及专业名词，背题的时候可以试着理解别后的原理。当然现在也仅仅学习通信知识的一小部门，未来的知识还很多，估计还需学习一个月左右时间才能真正的入门通信这门行业。

学习总结

• sdh
  • SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）：基于时分复用和同步时钟的数字通信传输网络技术
    • 同步性
    • 标准化
    • 可管理性
  • 帧结构
    • 基础帧：STM-1（同步传递模块 1），速率为155.520Mbit/s，更高阶 STM-N（N=4,16,64...）通过 STM-1 字节间插复用实现（如 STM-4=622.080Mbit/s，STM-16=2488.320Mbit/s）。 帧结构组成（共 9 行 ×270 列字节，每字节 8bit，帧周期 125μs）
    • 段开销（SOH）：用于网络整体管理，分再生段开销（RSOH，负责再生器间监控）和复用段开销（MSOH，负责复用段两端监控）
    • 信息净负荷（Payload）：承载业务信号的区域，包含 “虚容器（VC）” 及填充字节，业务信号封装为 VC 后 “透明” 传输。
    • 管理单元指针（AU-PTR）：指示信息净负荷中 VC 的起始位置，解决同步时钟微小偏差导致的帧偏移问题。
    • 复用映射过程
      • 将低速率业务信号（如 2Mbit/s E1、34Mbit/s E3）通过 “映射→定位→复用” 三步，封装进 STM-N 帧的信息净负荷中。
      • 将业务信号装入对应虚容器（如 2Mbit/s→VC12，34Mbit/s→VC3，155Mbit/s→VC4），加入通道开销（POH，用于业务端到端监控）
      • 将多个低阶容器按 “字节间插” 方式复用为高阶容器（如 3 个 VC3→VC4，21 个 VC12→VC4），最终复用为 STM-N 帧
• dwdm
  • DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）：密集波分复用技术，是在单根光纤中，通过复用器将多个不同波长（频率）的光信号 “叠加” 传输，再通过解复用器分离各波长信号的光纤通信技术
  • 1.信号输入：多路不同速率的业务信号（如 SDH/OTN 信号、IP/Ethernet 信号），先通过 “光转发单元（OTU）” 转换为符合 DWDM 标准的特定波长光信号（如 OTU2 对应 10Gbps，波长固定在 C 波段内）。 2.合波（复用）：通过 “波分复用器（MUX）” 将多路不同波长的光信号耦合到单根光纤中，形成 “多波长复合光信号”。 3.传输放大：复合光信号在长距离传输中会衰减，通过 “光放大器（如 EDFA）” 对全波段信号集体放大，避免每路信号单独放大的成本。 色散补偿：传输中因光纤色散导致信号失真，通过 “色散补偿模块（DCM）” 补偿色散，保证信号质量。 4.分波（解复用）：到达接收端后，通过 “波分解复用器（DEMUX）” 将复合光信号分离为原始的各路单波长信号。 5.信号输出：单波长信号经 OTU 转换回业务信号，送达目标设备。
  • 光转发单元（OTU，Optical Transponder Unit） 核心作用：业务信号与 DWDM 波长信号的转换桥梁，实现 “业务透明传输”。 功能细节： 1.接收侧：将非标准波长的业务光信号（如 SDH 的 1310nm/1550nm 信号）转换为电信号，进行时钟提取、误码检测等处理； 2.发送侧：将处理后的电信号调制到 DWDM 标准波长（如 C 波段的 1550.12nm）的光载波上，输出符合 DWDM 要求的光信号。 3.分类：OTU1（2.5Gbps）、OTU2（10Gbps）、OTU4（40Gbps）、OTU20（100Gbps）、OTU40（200Gbps）、OTU80（400Gbps），对应不同单波速率。 波分复用 / 解复用器（MUX/DEMUX） 核心作用：实现多波长信号的 “合路” 与 “分路”，是 DWDM 系统的核心无源器件。 技术类型： 薄膜滤波器（TFF）：成本低、结构简单，适用于通道数较少（40 波以内）的场景； 阵列波导光栅（AWG）：集成度高、插入损耗均匀，适用于 80 波 / 160 波等大容量场景。 光放大器（OA，Optical Amplifier） 核心作用：补偿光纤传输中的信号衰减，延长传输距离，避免 “光 - 电 - 光” 转换的延迟和成本。 主流类型： EDFA（Erbium-Doped Fiber Amplifier，掺铒光纤放大器）：应用最广泛，工作于 C 波段（1530-1565nm）和 L 波段（1565-1625nm），增益带宽大（30-40nm），可同时放大多路 DWDM 信号； 拉曼放大器（Raman OA）：利用光纤自身的拉曼散射效应放大信号，可实现分布式放大（沿传输光纤放大），补偿损耗更均匀，常用于超长距离传输。 色散补偿模块（DCM，Dispersion Compensation Module） 核心问题：光纤色散（包括色度色散、偏振模色散）会导致不同波长信号传输速度不同，造成脉冲展宽、信号失真，限制传输距离和速率。 功能：通过特殊光纤（如色散补偿光纤 DCF）或芯片，产生与传输光纤相反的色散，抵消信号失真，保证 100Gbps 及以上高速信号的长距离传输。 光监控信道（OSC，Optical Supervisory Channel） 核心作用：承载 DWDM 系统的 “管理控制信号”，实现设备监控、故障定位、业务配置等运维功能。通常采用 1510nm波长
  • （1）点到点拓扑 结构：两个节点（如 A、B）通过一对 DWDM 光纤直接连接，实现两地大容量信号传输。 优势：结构简单、成本低； 应用：城市间骨干网互联（如北京 - 上海骨干链路）、数据中心异地灾备链路。 （2）环形拓扑 结构：多个节点（如 A-B-C-D-A）通过 DWDM 光纤组成闭合环，配合自愈保护机制（如光层 1+1 保护）。 优势：可靠性高，某一段链路或节点故障时，业务可通过环网反向传输，恢复时间≤50ms； 应用：城域网核心层（如覆盖多个区县的城域环网）、电力通信网（保障电网调度信号可靠传输）。 （3）网状拓扑 结构：核心节点（如区域骨干节点）间两两通过 DWDM 链路互联，形成密集连接的网络。 优势：冗余度高，可灵活选择传输路径，适合高带宽、高可靠性需求； 应用：国家级骨干网核心层（如联通、电信的全国骨干网核心节点互联）。
• otn
  • OTN（Optical Transport Network，光传送网）：基于光层和电层的分层结构，通过标准化的帧结构、复用映射机制和网络管理功能，实现大带宽、高可靠、灵活调度的光传输网络技术。
  • OTN 采用 “垂直分层、水平分域” 的结构，从下到上分为 6 层，核心关注以下 4 层： 层级 核心功能 关键模块 / 帧结构 光信道层（OCh） 负责单波长光信号的传输，包括光信道的建立、维护和拆除，实现光层保护（如 OCh 1+1） 光信道传送单元（OTUk） 光复用段层（OMS） 负责多个光信道（多波长）的复用与传输，管理光放大器、波分复用器等设备 光复用段开销（OMS OH） 光传输段层（OTS） 负责单根光纤的物理传输，监控光纤链路的衰减、色散等物理参数 光传输段开销（OTS OH） 客户层（Client） 承载各类业务信号（如 IP、SDH、以太网等），实现客户信号到 OTN 帧的适配 客户信号适配模块（如 GFP 封装）
  • OTN 的基础帧为OTUk（Optical Channel Transport Unit k），是实现业务封装、管理和传输的核心载体，帧结构如下（符合 G.709 标准）： 帧大小：4080 字节 / 帧，帧周期 125μs（与 SDH 帧周期一致，便于兼容）。 帧组成（按字节顺序分为 3 部分）： 开销区域（OH）：占 144 字节，包含分层管理信息，如误码监测（B1/B2/B3）、帧定位、故障告警、性能统计等，是 OTN “强管理” 的核心。 净负荷区域（Payload）：占 3824 字节，用于承载客户业务信号（如 10GE 信号），通过 “光信道数据单元（ODUk）” 封装，实现业务透明传输。 前向纠错（FEC）区域：占 112 字节，通过添加冗余纠错码（如 SD-FEC、HD-FEC），纠正光传输中的误码，提升信号传输距离和可靠性（尤其对 400Gbps + 高速信号至关重要）。
  • OTN 通过 “映射→复用” 两步，将低速率客户业务封装为高速 OTN 帧，核心逻辑如下： 映射：将客户信号（如 2.5Gbps SDH、10GE 以太网）通过 GFP（通用成帧规程）或 ATM（异步传输模式）封装为ODUk（光信道数据单元 k）（如客户信号→ODU1/ODU2/ODU4），ODUk 包含业务信号和通道开销（用于端到端监控）。 复用：将多个低阶 ODUk 通过 “字节间插” 方式复用为高阶 ODUk（如 4 个 ODU2→1 个 ODU4），再将 ODUk 封装为 OTUk 帧（添加 FEC 和 OTUk 开销），最终通过 DWDM 的波长通道传输。
• oasn
  • OASN 全称为 Optical Access Synchronous Network，光接入同步网，以光纤为传输介质，结合 “光接入网（OAN）的带宽优势” 与 “同步网的时钟精准性”，为接入层用户提供高带宽数据传输与纳秒级时钟同步的一体化网络技术。 核心本质：解决传统接入网（如 xDSL、以太网接入）带宽不足、同步能力弱的问题，满足 5G 基站前传（需严格时钟同步）、企业专线（需大带宽 + 低时延）、高清视频监控（需高带宽 + 同步录像）等场景的 “带宽 + 同步” 双重需求。 关键定位：位于通信网络的 “接入层”，上联城域网 / 骨干网（通常对接 OTN/DWDM 设备），下联用户终端 / 业务节点（如 5G 基站、企业路由器、家庭光猫），是骨干网与用户端的 “桥梁”。
  • OASN 采用 “接入节点 - 汇聚节点 - 用户节点” 的三层架构，实现带宽分配与时钟同步的分层管理： 层级 核心设备 功能 接入节点 OASN 接入机框（含光模块、同步模块） 上联汇聚节点，下联多个用户节点； 完成业务信号的接入、初步复用，以及时钟信号的接收与分发 汇聚节点 OASN 汇聚机框（含交叉模块、同步源模块） 上联骨干网（OTN/DWDM）， 下联多个接入节点；实现业务信号的汇聚与调度，以及同步源（如 GPS / 北斗）的接收与校准 用户节点 OASN 用户终端（如光网卡、基站同步模块） 接入用户业务设备（5G 基站、企业服务器）； 接收接入节点的业务信号与同步时钟，实现业务接入与时钟同步
  • 1. 按功能层级划分 （1）OASN 接入设备 核心作用：业务接入与初步复用，时钟信号接收与分发，位于 “接入节点”（如基站机房、企业园区机房）。 典型设备：OASN 接入机框（如华为 MA5800 系列、中兴 ZXA10 C620 系列的增强版），支持 16/32 个光接口，可接入多个用户终端。 关键功能： 支持 10Gbps/100Gbps 光接口，接入企业 / 基站业务； 接收汇聚节点的同步时钟，分发至各用户终端； 支持链路保护（如双纤备份），避免单链路故障导致业务中断。 （2）OASN 汇聚设备 核心作用：业务汇聚与调度，同步源管理与校准，位于 “汇聚节点”（如运营商接入网汇聚机房）。 典型设备：OASN 汇聚机框（如华为 OSN 1800V、中兴 ZXONE 5800），支持 64/128 个光接口，上联 OTN/DWDM 设备，下联多个接入设备。 关键功能： 汇聚多个接入设备的业务信号，通过交叉模块实现业务调度（如将 A 区域基站业务调度至骨干网 B 方向）； 接入 GPS / 北斗同步源，校准本地时钟，向接入设备分发同步信号； 支持网络管理（如故障告警、性能监控），实现远程运维。 （3）OASN 用户终端 核心作用：用户业务与时钟的 “最后一公里” 接入，位于 “用户节点”（如 5G 基站侧、企业服务器机房）。 典型设备：OASN 光网卡（10Gbps/100Gbps）、基站同步模块、企业光终端（ONT）。 关键功能： 接入用户业务设备（如 5G 基站的 BBU、企业服务器）； 接收接入设备的业务信号与同步时钟，实现业务传输与时钟同步； 支持简单故障诊断（如链路状态指示），便于现场维护。
• 意义
  • 通过学习通信课程，初步了解通信原理。以及专业名词，背题的时候可以试着理解别后的原理。当然现在也仅仅学习通信知识的一小部门，未来的知识还很多，估计还需学习一个月左右时间才能真正的入门通信这门行业。