第一章
1光纤通信是指利用相干性和方向性极好的激光作为载波来携带信息，并利用光导纤维来进行传输的通信方式。
2光纤通信的优点；1传输容量大。2传输损耗小，中继距离长。3泄露小，保密性好。4节省了大量的有色金属。5抗电磁干扰性能好。6重量轻，可挠性好，敷设方便。 3光纤通信的发展主要表现在以下几个方面1由单波长通道向多波长通道过渡。2用户网络的光纤化。3光交换节点将取代电交换节点。4相干光通信是未来的光纤通信方式。5孤子通信与全光系统。
4强度调制-直接检测的通信系统（IM-DD 系统）的三个组成部分是；1光发送机，光发送机的作用是把输入的电信号转换成光信号，并将光信号最大限度地注入光纤线路。光发送机由光源, 驱动器和调制器组成。目前广泛使用的光源有半导体激光器LD 和半导体发光二级管LED 。 2光纤线路，光纤线路是光信号的传输媒质，可把来自发送机的光信号尽可能小的衰减和脉冲展宽传送到接收机。光纤线路使用的光纤均为石英光纤，其三个低损耗区的波长为850nm ，1310nm ，1550nm 。针对不同要求的光纤通信系统，所使用的光纤类型有G.651光纤（多模光纤），G.652光纤（常规单模光纤），G.654光纤（低损耗光纤），G.655光纤（非零色散位移光纤） 3光接收机，光接收机的功能是把由发送机发送的，经光纤线路传输后输出的已产生畸变和衰减的微弱光信号转换成电信号，并经放大，再生恢复为原来的电信号。光接收机由光检测器，放大器和相干电路组成。光检测器有 光电二极管PIN ，雪崩光电二极管APD 。 衡量接受机质量的主要指标是接收灵敏度。
5对于光纤通信网络，若从其所承载的通信业务来分，则有电话网，电报网，传真通信网，计算机数据网，图像通信网，有线电视网等。若按其所服务区域的范围来分，可分为长途骨干网，本地网，及用户接入网。
6从光网络的发展史看，光网络可分为三代；第一代光网络以SDH/SONET为代表，第二代光网络被认为是以ITU-T 提出的光传送网OTN ，第三代光网络被认为是全光网。
第三章
1复用技术是为了提高通信线路的利用率而采用的在同一传输线路上同时传输多路不同信号而互不干扰的技术。主要有波分复用，频分复用，副载波复用，时分复用，空分复用和光码分复用等。
2波分复用（WDM ）是指在一根光纤上同时传送多个波长的光载波。
WDM 系统把光波作为信号的载波，在发送端，采用复合器将载有信息的不同波长的光载波在光频域内以一定的波长间隔合并起来，并送入一根光纤中进行传输；在接收端，再利用解复合器将各个不同波长的光载波分开，并作进一步的处理，恢复出原信号后送入不同的终端。
波分复用可以分成粗波分复用（CWDM ）和密集波分复用（DWDM ）一般将相邻信道中心波长的间隔为50nm-100nm 的系统称为CWDM 系统，间隔为1nm-10nm 的系统称为DWDM 系统。
3光频分复用（OFDM ） 一般将相邻光载波间隔小于1nm 的系统称为FDM 系统。
在接收端选取光载波的方法有两种，一种是利用相干光纤通信的外差检测方法，用本振激光调谐；另一种是利用常规的光纤通信的直接检测与可调谐光纤滤波器。
4副载波复用（SCM ）是指多路信号经不同的载波调制后，由同一光波长在光纤上传输的一种复用方式。
5 WDM系统具有以下优点；1超大容量传输。2传输多种不同类型的信号。3多种网络应用形式。4扩充网络容量。5组网灵活可靠。6实用高效，性能优良。7业务透明。8降低器件的超高速要求。
6 DWDM系统的基本构成有双纤单向传输，单纤双向传输，光分路插入传输。
双纤单向DWDM 传输是指所有光通路在一根光纤上同时沿同一方向传送。
单纤双向DWDM 传输是指光通路在一根光纤上同时沿两个不同的方向传送。其所有波长是相互分开的，以实现双向全双工的通信。
光分路插入传输系统中两端都需要一组复用/解复用器MD ，通工解复用器将光信号拉姆达1、拉姆达2从线路中分出来，并且利用复用器将光信号拉姆达3、拉姆达4插入到线路中进行传输。
7光放大器是一种不需要经过光/电/光转换而直接对光信号进行放大的有源器件，能高效的补偿光功率在光线传输中的损耗，延长通信的传输距离。
光放大器在DWDM 中主要有三种用途，一是在发射端，用作功率放大器以提高发射机的功率，称为功率放大；二是在接受机端，用作光预放大器以提高光接收机的灵敏度，称为前置放大；三是在光纤线路，用作中继放大器以补偿传输损耗和延长传输距离，称为中继放大。应用做多的是掺饵光纤放大器（EDFA ）。
8按工作原理分，与光纤通信有关的光放大器主要有半导体放大器SOA ，非线性光纤放大器和掺杂光纤放大器。
一 半导体光放大器，若将半导体激光器两端的反射消除，即为半导体行波放大器，当偏置电流低于振荡阀值时，激光二极管就能对输入的相干光实现放大。优点是体积小，结构简单，制作工艺成熟，成本低，寿命长，易于同其他光器件集成以及功耗低。缺点是噪声和串扰较大，功率较低，放大器的增益受偏振影响较大，与光纤耦合损耗较大，稳定性较差。
二非线性光纤放大器 包括受激拉曼散射SRS 光纤放大器FRA 和受激布里渊散射SBS 光纤放大器FBA 。FRA 的优点1增益介质为普通光纤，与光纤系统具有良好的兼容性。2增益波长由泵浦光波长决定，不受其他因素影响。3噪声系数很低，与EDFA 连用时可扩展光信号放大的频带。FBA 的缺点是工作频带较窄，难以应用于光纤通信系统，一般制作成前置放大器以提高光纤通信系统的接受灵敏度。
三掺杂光纤放大器，应用最多的是EDFA 掺饵光纤放大器，
EDFA的工作原理；掺饵光线中的饵离子Er3+所处的能量状态是不连续的，其只能处在一些分立的能量状态上，这些状态称为能级。Er3+有三个能级；基态E1，亚稳态E2，激发态E3. 当在当掺饵光纤中传输的光子能量与Er3+的某两能级能量差相等时，Er3+就会与光子发生作用产生受激辐射或受激吸收效应。手机辐射是指与光子相互作用后
Er3+从高能级跃迁到低能级，并发射出于光子完全相同的光子，从而大大增强了信号光子数，实现了光信号的放大作用。
EDFA主要由掺饵光纤EDF ，泵浦光源，光耦合器，光隔离器及光滤波器组成。 EDFA有同向泵浦结构，反向泵浦结构，双向泵浦结构。
EDFA工作特性1功率增益。2饱和输出功率。3噪声特性。掺饵放大器的噪声主要来自它的自发辐射。
9与强度调制-直接检测系统相比，相干光通信系统有如下优点，1光接收机灵敏度高，中继距离长。2频率选择性好，通信容量大。3具有多种调制方式。
第四章
4.1. 传送网
4.1.1 传送网的概念
1, 按照ITU-T 有关传送网(Transport Network)的定义, 传送网是在不同地点之间传递
用户信息的网络的功能资源, 及逻辑功能的组合.
2. 由于以光纤为基础的传送网是当前传送网的主体, 因此通常将以光纤为传输媒质的
传送网称为光网络.
3, 光网络与传统的传输网络相比具有许多技术上和经济上的优点;
(1) 通信容量大, 传输距离远. （2）高效的网络管理和保护技术. （3）信号串扰小, 保
密性能好. （4）光纤尺寸小, 重量轻, 便于敷设和运输. （5）材料来源丰富, 环境保护性好, 有利于节约有色金属铜（6）. 光缆适应性强, 寿命长. （7）降低运营成本, 增加利润增长点.
4相对于传统SDH 而言,ITU-T 所定义的OTN 的主要优势在于;
(1) 具备更强的前项纠错(FEC)能力.OTN 的带外FEC 比SDH 的带内FEC 可以改进纠错
能力3dB —7dB. （2）具有多级串联连接监视(TCM)功能. 监视连接可以是嵌套, 重叠式和\或级联式，而SDH 只允许单级（3）支持客户信号的透明传送.SDH 只能支持单一的SDH 客户信号，而OTN 可以透明支持所有客户信号。（4）交换能力上的扩展性。SDH 主要分两个交换级别，及2Mb/s和155Mb/s，而OTN 可以随着线路速率的增加而增加任意级别的交换速率，与具体的每个波长信号的比特率无
关。
5相对于SDH 和OTN 而言，全光网络（AON ）的主要优势在于；
（1） 解决电设备带来的带宽瓶颈问题。（2）实现网络对客户层信号的透明性
（3）简化和加快了高速电路的指配和业务供给速度（4）实现光层的可重构性
（5降低对业务节电的要求（6降低建网成本和运营维护成本（7同时实现业务层和光层联网（8实现快速网络恢复
4.1.2
1. 为了便于分析和规划,ITU-T 提出了网络分层和分割的概念，及任意一个网络总可以
从垂直方向分解为若干独立的网络层（及层网络），相互层网络之间具有客户/服务者关系，而每一层网络在水平方向上又可以按照该层的内部结构分割为若干部分。
2．传送网的分层模型示例
3．SDH 传送网分层模型
4.1.3传送网的生存特性
1，网络的生存性属于网络完整性的一部分，网络完整性包括通信质量，可靠性和生
存性，涉及通信系统多方面的技术；网络生存性反之网络在经受各种故障，甚至是灾难性的大故障后仍能维持可接受的业务质量的能力。
2．影响网络生存性的因素主要有以下三个方面的原因；
(1) 大量的业务集中于更大的传输和交换设备中，由于采用更高的频率，因此在较少
的几根光纤中集中的控制信令使的一个元件的失效将波及更大的范围。
(2) 软件在带来智能并提供系统灵活性的同时，也给系统埋下了整体崩溃的可能性，
大型软件测试的不可遍历性使这种情况无法避免，但出现的概率相对较小。
（3）占很大比例的是可能存在的危险因素，这包括暴风雪、龙卷风、地震、火灾、洪水和海啸等自然因素。、，以及人为破坏导致的光（电）缆断裂和汇接局被破坏。
3．一条通道的可用性是指一条通道或一个网络的实际可用时间与总时间的比率。
4.2 SDH传送网
1．SDH 是ITU-T 制定的，独立于设备制造商的NNI 上的数字传输体制接口标准（光/
电接口）。他主要用于光纤传输系统，其设计目标是定义一种技术，通过同步
的、灵活的光传送体制来运载各种不同速率的数字信号。这一目标是通过数字间隔插的复用方式来实现的，字节间插使复用和段到段的管理得以简化。
2．SDH 的桢结构与PDH 的一样，以125us 为桢同步周期，并采用了字节间插、指针和
虚容器等关键技术。SDH 系统的基本传输速率是STM-1（155。520Mb/s）, 其他高阶信号的速率均由STM-1的整数倍构造而成：STM-4(4*STM-1=622.080Mb/s)、
STM-16(16*STM-1=2488.320Mb/s)和STM-64（64*STM-1=9953.280Mb/s）。
3．SDH 传送网按功能可分为两层：通道层和传输介质层
（1）通道层：通道层负责为一个或多个电路层提供透明的通道服务，它定义了数据
如何以合适的速度进行端到端的传输，这里的端是指通信网上的各种节点设备。 通道层又分为高阶通道层和低阶通道层。通道的建立有网管系统和交叉连接设备负
责，他可以提供较长的保持时间。由于七直接面向电路层，因此SDH 简化了电路层交换，使传送网更加灵活和方便。
（2）传输介质层：传输介质层与具体的传输介质有关，他支持一个或多个通道，为
通道层网络节点提供合适的通道容量，一般用STM-N 表示传输介质层的标准容
量。
传输介质层又分为段层和光层，而段层又分为再生段层和复用段层，其中再生
段层负责在点到点的光纤段上生成标准的SDH 桢，他负责信号的再生与放大，不对信号做任何修改；多个再生段构成一个复用段，复用段层负责多个支路信号的复用和解复用，以及在SDH 层次的数据交换。光层是定义光纤的类型以及所使用接口的特性的，随着WDM 技术和光放大器、光ADM 、光DXC 等网元在光层的使
用，光层业像段层一样分为光复用段和光再生段两层。
4．SDH 网元设备
（1）终端复用器：终端复用器（TM ）主要为使用传统接口的用户提供到SDH 网络的
接入，他以类似时分复用器的方式工作，将多个PDH 低阶支路信号复用成一个
STM-1或STM-4，TM 也能完成从电信号STM-N 到光载波OC-N 的转换。
（2）分插复用器：分插复用器（ADM ）可以提供与TM 一样的功能，但ADM 的结构设
计主要是为了方便组建环网，提高光网络的生存性。它负责在STM-N 中插入或提取低阶支路信号，利用内部时隙交换功能实现两个STM-N 之间不同VC 的连接。另外一个ADM 环中的所有ADM 可以被当成一个整体来管理，以执行动态分配带
宽，提供信道操作与保护、光集成与环路保护的功能，从而减小由于光缆断裂或设备故障而造成的影响，它是目前SDH 网中应用最广泛的网络单元。
（3）数字交叉连接设备
习惯上将SDH 网中的数字交叉连接设备（DXC ）称为SDXC ，以区别于全光网络中的
ODXC ，在美国则将他叫做DCS ，一个SDXC 具有多个STM-N 信号端口，通过内部软件控制的电子交叉网络开关，可以提供任意两端口速率（包括子速率）之间的交叉连接，另外SDXC 也执行检测维护和网络故障恢复等功能。多个DXC 的互连可以方便的构建光纤环网，形成多环连接的网孔网骨干结构。与电话交换设备不同的是，SDXC 的交换功能（以VC 为单位）主要为SDH 网络的管理提供灵活性，而不是面向单个用户的业务需求。
SDXC设备的类型用SDXC x/y的形式表示，其中，”x ”代表端口速率的阶数，
“y ”代表端口可进行交叉连接的支路信号速率的阶数。例如，SDXC 4/4代表端口速率的阶数为155.52Mb/s，并且只能作为一个整体来交换：SDXC 4/1代表端口速率的阶数为155.52Mb/s，可交换的支路信号的最小单元为2Mb/s。
5．按地理区域划分，现阶段我国SDH 传送网分为四个层面：省际干线网、省内干线
网、中继网和用户接入网。
4.3传送网
1，OTN 分层结构：OTN 是在传统SDH 网络中引入光层发展而来得。光层负责传送电层
适配到物理媒介层的信息，在ITU-T G。872建议中，它被由上至下依次细分
为：光信道层（OCH ）、光复用段层(OMS)和光传输段层（OTS ）。
2．OTN 关键技术：OTN 关键技术主要有接口技术、组网技术、保护恢复技术、传输技
术、智能控制技术和管理功能等。
（1）接口技术：OTN 的接口技术主要包括物理接口和逻辑接口两部分，其中逻辑接口
是最关键的部分。
（2）组网技术：OTN 技术提供了OTN 接口，ODUk 交叉和波长交叉等功能，具备了在
电域、光域或电域、光域联合进行组网的能力，网络拓扑可为点到点、环网和网状网等。
（3）保护恢复技术：OTN 在电域和光域可支持不同的保护恢复技术。电域支持基于
ODUK 的子网连接保护和环网共享保护等；光域支持光通道1+1保护、光通道共享保护和光复用段1+1保护等。
（4）传输技术：大容量、长距离的传输能力是光传送网络的基本特征，任何新型的
光传送网络都必然不断的采用革新的传输技术来提升相应的传输能力，OTN 技术也不例外。
（5）智能控制技术：OTN 基于控制平面的智能控制技术包含和基于SDH 自动交换光
网络类似的要求，包括自动发现、路由要求，信令要求、链路管理要求和保护恢复技术等。
（6）管理功能：OTN 的管理除了满足通用要求的配置、故障、性能和安全等功能之
外，还需满足OTN 的开销管理，基于ODUK/波长的调度与管理、基于波长的功率均衡与控制管理、波长的冲突管理和基于OTN 的控制平面管理等。
第五章
1，电信运营商把网络分成两个部分：核心网和接入网。核心网是指业务提供商，即
交换局，接入网就是指除核心网的其他部分。
2，光纤接入网：是指采用光纤传输技术的接入网，泛指本地交换机或远程模块与用
户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。
光纤接入网的目标：（1）减少铜光缆网的维护运行费和故障率（2）为了支持开发新
业务，从而增强竞争力，增加新业务的收入，补偿建设光纤接入网所需的投资
（3）增加传输距离加大覆盖面积减少节点数有利于简化网路结构。（4）便于实现混合接入网结构。
3，接入网的拓扑结构：三种基本的结构：星形结构，总线型结构，环形结构。 4，光纤接入网中点到点的保护：
（1）1+1光层保护方式；主要是对链路故障中的业务进行保护。利用光滤波器桥接光信号，并把同样的两路信号分别送入方向相反的工作光纤和保护光纤的通道中。
（2）1：1光层保护方式；业务在光纤中传送，低等级业务在保护光纤中传送，源和目的站之间有两根光纤，一旦工作光纤被切断，业务就倒换到保护光纤进行传送，但需要倒换协议APS ；
（3）1：N 光层保护方式；N 个工作光纤共享一个保护光纤，如果有多条工作光纤断裂，那么只有其中一条所承载的流量可以恢复，而最先恢复的是最高优先级的故障。
（4）M:N光层保护方式是N 个工作实体有M 个保护实体来保护但工作实体的保护次序和保护实体的占用次序需要复杂的协商过程才能解决。
5，APON ；
G.983.1建议主要规定标称线路速率，光网络要求网络分层结构，物理媒质层要求，传输汇聚层要求，测距方法，传输性能要求
G.983.2目标是实现不同光线路端OLT 和光网络单元ONU 之间的多厂商互通。该建议主要从网络管理和信息模型上对APON 系统进行定义，以确保不同厂商的设备可以实现互操作。宽带系统中采用波长分配和动态分配带宽提高业务能力ONT 管理，控制接口。该方案的优势：（1）宽带化并支持所有种类和各种比特率的业务（2）能够灵活满足用户需求（3）能够全动态分配带宽（4）安全性高（5）低延时（6）对业务复用/解复用的全力支持 6，APON 系统结构
系统采用的双向传输方式主要有两种：单纤双向的空分复用方式：采用两根光纤，分别传输上下行信号工作波长1310nm ，单纤波分复用方式：采用一根光纤，异波长双工方式传输上下行信号，上行波长1310nm 下行波长1550nm 。
APON 可连接的业务点类型 ：PSTN/ISDN窄带业务节点，B-ISDN 宽带业务节点，非ATM 视频服务器和非ATM 的IP 选路。在ITU-T 建议G 。983中规定APON 中数字信号的标称比特率是8Kb/s的整数倍，器标称线路速率有两种，对称速率155.52Mb/s,非对称上行速率155.52Mb/s，下行速率622.08Mb/s。
APON 工作原理：在下行方向采用广播方式，由ATM 交换机来的ATM 信元先送给OLT ，OLT 将到达各个ONU 的下行业务组装成帧，变为155.52Mb/s或622.08Mb/s的速率以广播的方式用1550nm 波长发送到下行信道上，各个ONU 收到所有下行信元，根据信元头信息
VPI/VCI从连续的信元流中取出自己的信元，再转换成原数据格式送给用户；上行方向来自各个网络终端的用户数据由相应的AAL 适配成ATM 的格式再由ONU 将ATM 信元装配成APON 格式并通过1310nm 波长，以155.52Mb/s的速率采用突发模式发送信元，以保证同一时刻仅有一个ONU 发送上行信号除去极少量的保护时隙和同步开销频带几乎可以全部利用。首先由ONT 轮询各个ONU, 得到ONU 的上行带宽要求，然后OLT 合理分配带宽，以上行授权的形式允许ONU 发送上行信元。
7，EPON 的传输原理
（1）数据上行传输数据从OLT 到多个ONU 以广播式下行每一个数据帧的帧头包含前
面注册时分配的特定ONU 的逻辑链路标识。在分光器处流量被分成独立的三组信号，每一组载到所有ONU 信号。当数据信号到达ONU 时ONU 根据LLID 在物理层上判断，接收传输给它自己的数据帧。
（2）数据上行传输采用时分多址接入技术分时隙给ONU 来传输上行流量。当ONU 注
册成功后，OLT 会根据系统的配置给ONU 分配特定的带宽，在采用动态分配带宽调整时，OLT 会根据指定的带宽分配策略和各个ONU 的状态报告，动态的给每个ONU 分配带宽。
8，GPON 的系统结构：组成位于局端的OLT ，位于用户端的ONU ，连接ONU 和OLT 的ODN 。
第七章
1，光交换的分类，光交换技术：光路交换（OCS ），光分组交换(OPS);
光路交换方式：空分，时分，波分/频分光交换方式。
2，时隙交换器；
3，光分组交换：一种存储转发式的交换，存储转发的基本数据单元是光分组。光分
组由分组首部报头，载荷域，保护时间组成。
4，实现冲突处理的主要方法：
（1）光缓存方案（2）光存储方案（3）波长变换方案（4）偏射路由方案
5，光突发交换，
OBS 的主要特点是在分离的信道上传输突发数据包和控制分组，每一个突发数据包对应于一个BCP ，并且BCP 先于突发数据包发送。
BCP 原理：（1）以数据突发为基本传送单位（2）控制分组和数据突发在传送时间和信道上完全分离。（3）网络资源一般采用单向预留方式。
6，光标签交换技术
分组在MPLS 网络中的转发过程主要三个步骤：（1）当数据包进入MPLS 网络时入口标签交换路由器根据转发信息库和标签转发信息库对LSP 进行查找，找到并压入的标签和相应的出接口，然后压入标签并发送分组到相应的端口。（2）分组在MPLS 内转发，核心标签交换路由器根据标签栈顶层的标签查找入口标签映射，查找并完成对分组的操作，然后用新的标签取代旧的标签，发送分组到相应接口。（3）当分组到达MPLS 网络出口，出口标签交换路由器进行标签的出栈，然后按照第三层IP 地址进行转发。
第一章
1光纤通信是指利用相干性和方向性极好的激光作为载波来携带信息，并利用光导纤维来进行传输的通信方式。
2光纤通信的优点；1传输容量大。2传输损耗小，中继距离长。3泄露小，保密性好。4节省了大量的有色金属。5抗电磁干扰性能好。6重量轻，可挠性好，敷设方便。 3光纤通信的发展主要表现在以下几个方面1由单波长通道向多波长通道过渡。2用户网络的光纤化。3光交换节点将取代电交换节点。4相干光通信是未来的光纤通信方式。5孤子通信与全光系统。
4强度调制-直接检测的通信系统（IM-DD 系统）的三个组成部分是；1光发送机，光发送机的作用是把输入的电信号转换成光信号，并将光信号最大限度地注入光纤线路。光发送机由光源, 驱动器和调制器组成。目前广泛使用的光源有半导体激光器LD 和半导体发光二级管LED 。 2光纤线路，光纤线路是光信号的传输媒质，可把来自发送机的光信号尽可能小的衰减和脉冲展宽传送到接收机。光纤线路使用的光纤均为石英光纤，其三个低损耗区的波长为850nm ，1310nm ，1550nm 。针对不同要求的光纤通信系统，所使用的光纤类型有G.651光纤（多模光纤），G.652光纤（常规单模光纤），G.654光纤（低损耗光纤），G.655光纤（非零色散位移光纤） 3光接收机，光接收机的功能是把由发送机发送的，经光纤线路传输后输出的已产生畸变和衰减的微弱光信号转换成电信号，并经放大，再生恢复为原来的电信号。光接收机由光检测器，放大器和相干电路组成。光检测器有 光电二极管PIN ，雪崩光电二极管APD 。 衡量接受机质量的主要指标是接收灵敏度。
5对于光纤通信网络，若从其所承载的通信业务来分，则有电话网，电报网，传真通信网，计算机数据网，图像通信网，有线电视网等。若按其所服务区域的范围来分，可分为长途骨干网，本地网，及用户接入网。
6从光网络的发展史看，光网络可分为三代；第一代光网络以SDH/SONET为代表，第二代光网络被认为是以ITU-T 提出的光传送网OTN ，第三代光网络被认为是全光网。
第三章
1复用技术是为了提高通信线路的利用率而采用的在同一传输线路上同时传输多路不同信号而互不干扰的技术。主要有波分复用，频分复用，副载波复用，时分复用，空分复用和光码分复用等。
2波分复用（WDM ）是指在一根光纤上同时传送多个波长的光载波。
WDM 系统把光波作为信号的载波，在发送端，采用复合器将载有信息的不同波长的光载波在光频域内以一定的波长间隔合并起来，并送入一根光纤中进行传输；在接收端，再利用解复合器将各个不同波长的光载波分开，并作进一步的处理，恢复出原信号后送入不同的终端。
波分复用可以分成粗波分复用（CWDM ）和密集波分复用（DWDM ）一般将相邻信道中心波长的间隔为50nm-100nm 的系统称为CWDM 系统，间隔为1nm-10nm 的系统称为DWDM 系统。
3光频分复用（OFDM ） 一般将相邻光载波间隔小于1nm 的系统称为FDM 系统。
在接收端选取光载波的方法有两种，一种是利用相干光纤通信的外差检测方法，用本振激光调谐；另一种是利用常规的光纤通信的直接检测与可调谐光纤滤波器。
4副载波复用（SCM ）是指多路信号经不同的载波调制后，由同一光波长在光纤上传输的一种复用方式。
5 WDM系统具有以下优点；1超大容量传输。2传输多种不同类型的信号。3多种网络应用形式。4扩充网络容量。5组网灵活可靠。6实用高效，性能优良。7业务透明。8降低器件的超高速要求。
6 DWDM系统的基本构成有双纤单向传输，单纤双向传输，光分路插入传输。
双纤单向DWDM 传输是指所有光通路在一根光纤上同时沿同一方向传送。
单纤双向DWDM 传输是指光通路在一根光纤上同时沿两个不同的方向传送。其所有波长是相互分开的，以实现双向全双工的通信。
光分路插入传输系统中两端都需要一组复用/解复用器MD ，通工解复用器将光信号拉姆达1、拉姆达2从线路中分出来，并且利用复用器将光信号拉姆达3、拉姆达4插入到线路中进行传输。
7光放大器是一种不需要经过光/电/光转换而直接对光信号进行放大的有源器件，能高效的补偿光功率在光线传输中的损耗，延长通信的传输距离。
光放大器在DWDM 中主要有三种用途，一是在发射端，用作功率放大器以提高发射机的功率，称为功率放大；二是在接受机端，用作光预放大器以提高光接收机的灵敏度，称为前置放大；三是在光纤线路，用作中继放大器以补偿传输损耗和延长传输距离，称为中继放大。应用做多的是掺饵光纤放大器（EDFA ）。
8按工作原理分，与光纤通信有关的光放大器主要有半导体放大器SOA ，非线性光纤放大器和掺杂光纤放大器。
一 半导体光放大器，若将半导体激光器两端的反射消除，即为半导体行波放大器，当偏置电流低于振荡阀值时，激光二极管就能对输入的相干光实现放大。优点是体积小，结构简单，制作工艺成熟，成本低，寿命长，易于同其他光器件集成以及功耗低。缺点是噪声和串扰较大，功率较低，放大器的增益受偏振影响较大，与光纤耦合损耗较大，稳定性较差。
二非线性光纤放大器 包括受激拉曼散射SRS 光纤放大器FRA 和受激布里渊散射SBS 光纤放大器FBA 。FRA 的优点1增益介质为普通光纤，与光纤系统具有良好的兼容性。2增益波长由泵浦光波长决定，不受其他因素影响。3噪声系数很低，与EDFA 连用时可扩展光信号放大的频带。FBA 的缺点是工作频带较窄，难以应用于光纤通信系统，一般制作成前置放大器以提高光纤通信系统的接受灵敏度。
三掺杂光纤放大器，应用最多的是EDFA 掺饵光纤放大器，
EDFA的工作原理；掺饵光线中的饵离子Er3+所处的能量状态是不连续的，其只能处在一些分立的能量状态上，这些状态称为能级。Er3+有三个能级；基态E1，亚稳态E2，激发态E3. 当在当掺饵光纤中传输的光子能量与Er3+的某两能级能量差相等时，Er3+就会与光子发生作用产生受激辐射或受激吸收效应。手机辐射是指与光子相互作用后
Er3+从高能级跃迁到低能级，并发射出于光子完全相同的光子，从而大大增强了信号光子数，实现了光信号的放大作用。
EDFA主要由掺饵光纤EDF ，泵浦光源，光耦合器，光隔离器及光滤波器组成。 EDFA有同向泵浦结构，反向泵浦结构，双向泵浦结构。
EDFA工作特性1功率增益。2饱和输出功率。3噪声特性。掺饵放大器的噪声主要来自它的自发辐射。
9与强度调制-直接检测系统相比，相干光通信系统有如下优点，1光接收机灵敏度高，中继距离长。2频率选择性好，通信容量大。3具有多种调制方式。
第四章
4.1. 传送网
4.1.1 传送网的概念
1, 按照ITU-T 有关传送网(Transport Network)的定义, 传送网是在不同地点之间传递
用户信息的网络的功能资源, 及逻辑功能的组合.
2. 由于以光纤为基础的传送网是当前传送网的主体, 因此通常将以光纤为传输媒质的
传送网称为光网络.
3, 光网络与传统的传输网络相比具有许多技术上和经济上的优点;
(1) 通信容量大, 传输距离远. （2）高效的网络管理和保护技术. （3）信号串扰小, 保
密性能好. （4）光纤尺寸小, 重量轻, 便于敷设和运输. （5）材料来源丰富, 环境保护性好, 有利于节约有色金属铜（6）. 光缆适应性强, 寿命长. （7）降低运营成本, 增加利润增长点.
4相对于传统SDH 而言,ITU-T 所定义的OTN 的主要优势在于;
(1) 具备更强的前项纠错(FEC)能力.OTN 的带外FEC 比SDH 的带内FEC 可以改进纠错
能力3dB —7dB. （2）具有多级串联连接监视(TCM)功能. 监视连接可以是嵌套, 重叠式和\或级联式，而SDH 只允许单级（3）支持客户信号的透明传送.SDH 只能支持单一的SDH 客户信号，而OTN 可以透明支持所有客户信号。（4）交换能力上的扩展性。SDH 主要分两个交换级别，及2Mb/s和155Mb/s，而OTN 可以随着线路速率的增加而增加任意级别的交换速率，与具体的每个波长信号的比特率无
关。
5相对于SDH 和OTN 而言，全光网络（AON ）的主要优势在于；
（1） 解决电设备带来的带宽瓶颈问题。（2）实现网络对客户层信号的透明性
（3）简化和加快了高速电路的指配和业务供给速度（4）实现光层的可重构性
（5降低对业务节电的要求（6降低建网成本和运营维护成本（7同时实现业务层和光层联网（8实现快速网络恢复
4.1.2
1. 为了便于分析和规划,ITU-T 提出了网络分层和分割的概念，及任意一个网络总可以
从垂直方向分解为若干独立的网络层（及层网络），相互层网络之间具有客户/服务者关系，而每一层网络在水平方向上又可以按照该层的内部结构分割为若干部分。
2．传送网的分层模型示例
3．SDH 传送网分层模型
4.1.3传送网的生存特性
1，网络的生存性属于网络完整性的一部分，网络完整性包括通信质量，可靠性和生
存性，涉及通信系统多方面的技术；网络生存性反之网络在经受各种故障，甚至是灾难性的大故障后仍能维持可接受的业务质量的能力。
2．影响网络生存性的因素主要有以下三个方面的原因；
(1) 大量的业务集中于更大的传输和交换设备中，由于采用更高的频率，因此在较少
的几根光纤中集中的控制信令使的一个元件的失效将波及更大的范围。
(2) 软件在带来智能并提供系统灵活性的同时，也给系统埋下了整体崩溃的可能性，
大型软件测试的不可遍历性使这种情况无法避免，但出现的概率相对较小。
（3）占很大比例的是可能存在的危险因素，这包括暴风雪、龙卷风、地震、火灾、洪水和海啸等自然因素。、，以及人为破坏导致的光（电）缆断裂和汇接局被破坏。
3．一条通道的可用性是指一条通道或一个网络的实际可用时间与总时间的比率。
4.2 SDH传送网
1．SDH 是ITU-T 制定的，独立于设备制造商的NNI 上的数字传输体制接口标准（光/
电接口）。他主要用于光纤传输系统，其设计目标是定义一种技术，通过同步
的、灵活的光传送体制来运载各种不同速率的数字信号。这一目标是通过数字间隔插的复用方式来实现的，字节间插使复用和段到段的管理得以简化。
2．SDH 的桢结构与PDH 的一样，以125us 为桢同步周期，并采用了字节间插、指针和
虚容器等关键技术。SDH 系统的基本传输速率是STM-1（155。520Mb/s）, 其他高阶信号的速率均由STM-1的整数倍构造而成：STM-4(4*STM-1=622.080Mb/s)、
STM-16(16*STM-1=2488.320Mb/s)和STM-64（64*STM-1=9953.280Mb/s）。
3．SDH 传送网按功能可分为两层：通道层和传输介质层
（1）通道层：通道层负责为一个或多个电路层提供透明的通道服务，它定义了数据
如何以合适的速度进行端到端的传输，这里的端是指通信网上的各种节点设备。 通道层又分为高阶通道层和低阶通道层。通道的建立有网管系统和交叉连接设备负
责，他可以提供较长的保持时间。由于七直接面向电路层，因此SDH 简化了电路层交换，使传送网更加灵活和方便。
（2）传输介质层：传输介质层与具体的传输介质有关，他支持一个或多个通道，为
通道层网络节点提供合适的通道容量，一般用STM-N 表示传输介质层的标准容
量。
传输介质层又分为段层和光层，而段层又分为再生段层和复用段层，其中再生
段层负责在点到点的光纤段上生成标准的SDH 桢，他负责信号的再生与放大，不对信号做任何修改；多个再生段构成一个复用段，复用段层负责多个支路信号的复用和解复用，以及在SDH 层次的数据交换。光层是定义光纤的类型以及所使用接口的特性的，随着WDM 技术和光放大器、光ADM 、光DXC 等网元在光层的使
用，光层业像段层一样分为光复用段和光再生段两层。
4．SDH 网元设备
（1）终端复用器：终端复用器（TM ）主要为使用传统接口的用户提供到SDH 网络的
接入，他以类似时分复用器的方式工作，将多个PDH 低阶支路信号复用成一个
STM-1或STM-4，TM 也能完成从电信号STM-N 到光载波OC-N 的转换。
（2）分插复用器：分插复用器（ADM ）可以提供与TM 一样的功能，但ADM 的结构设
计主要是为了方便组建环网，提高光网络的生存性。它负责在STM-N 中插入或提取低阶支路信号，利用内部时隙交换功能实现两个STM-N 之间不同VC 的连接。另外一个ADM 环中的所有ADM 可以被当成一个整体来管理，以执行动态分配带
宽，提供信道操作与保护、光集成与环路保护的功能，从而减小由于光缆断裂或设备故障而造成的影响，它是目前SDH 网中应用最广泛的网络单元。
（3）数字交叉连接设备
习惯上将SDH 网中的数字交叉连接设备（DXC ）称为SDXC ，以区别于全光网络中的
ODXC ，在美国则将他叫做DCS ，一个SDXC 具有多个STM-N 信号端口，通过内部软件控制的电子交叉网络开关，可以提供任意两端口速率（包括子速率）之间的交叉连接，另外SDXC 也执行检测维护和网络故障恢复等功能。多个DXC 的互连可以方便的构建光纤环网，形成多环连接的网孔网骨干结构。与电话交换设备不同的是，SDXC 的交换功能（以VC 为单位）主要为SDH 网络的管理提供灵活性，而不是面向单个用户的业务需求。
SDXC设备的类型用SDXC x/y的形式表示，其中，”x ”代表端口速率的阶数，
“y ”代表端口可进行交叉连接的支路信号速率的阶数。例如，SDXC 4/4代表端口速率的阶数为155.52Mb/s，并且只能作为一个整体来交换：SDXC 4/1代表端口速率的阶数为155.52Mb/s，可交换的支路信号的最小单元为2Mb/s。
5．按地理区域划分，现阶段我国SDH 传送网分为四个层面：省际干线网、省内干线
网、中继网和用户接入网。
4.3传送网
1，OTN 分层结构：OTN 是在传统SDH 网络中引入光层发展而来得。光层负责传送电层
适配到物理媒介层的信息，在ITU-T G。872建议中，它被由上至下依次细分
为：光信道层（OCH ）、光复用段层(OMS)和光传输段层（OTS ）。
2．OTN 关键技术：OTN 关键技术主要有接口技术、组网技术、保护恢复技术、传输技
术、智能控制技术和管理功能等。
（1）接口技术：OTN 的接口技术主要包括物理接口和逻辑接口两部分，其中逻辑接口
是最关键的部分。
（2）组网技术：OTN 技术提供了OTN 接口，ODUk 交叉和波长交叉等功能，具备了在
电域、光域或电域、光域联合进行组网的能力，网络拓扑可为点到点、环网和网状网等。
（3）保护恢复技术：OTN 在电域和光域可支持不同的保护恢复技术。电域支持基于
ODUK 的子网连接保护和环网共享保护等；光域支持光通道1+1保护、光通道共享保护和光复用段1+1保护等。
（4）传输技术：大容量、长距离的传输能力是光传送网络的基本特征，任何新型的
光传送网络都必然不断的采用革新的传输技术来提升相应的传输能力，OTN 技术也不例外。
（5）智能控制技术：OTN 基于控制平面的智能控制技术包含和基于SDH 自动交换光
网络类似的要求，包括自动发现、路由要求，信令要求、链路管理要求和保护恢复技术等。
（6）管理功能：OTN 的管理除了满足通用要求的配置、故障、性能和安全等功能之
外，还需满足OTN 的开销管理，基于ODUK/波长的调度与管理、基于波长的功率均衡与控制管理、波长的冲突管理和基于OTN 的控制平面管理等。
第五章
1，电信运营商把网络分成两个部分：核心网和接入网。核心网是指业务提供商，即
交换局，接入网就是指除核心网的其他部分。
2，光纤接入网：是指采用光纤传输技术的接入网，泛指本地交换机或远程模块与用
户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。
光纤接入网的目标：（1）减少铜光缆网的维护运行费和故障率（2）为了支持开发新
业务，从而增强竞争力，增加新业务的收入，补偿建设光纤接入网所需的投资
（3）增加传输距离加大覆盖面积减少节点数有利于简化网路结构。（4）便于实现混合接入网结构。
3，接入网的拓扑结构：三种基本的结构：星形结构，总线型结构，环形结构。 4，光纤接入网中点到点的保护：
（1）1+1光层保护方式；主要是对链路故障中的业务进行保护。利用光滤波器桥接光信号，并把同样的两路信号分别送入方向相反的工作光纤和保护光纤的通道中。
（2）1：1光层保护方式；业务在光纤中传送，低等级业务在保护光纤中传送，源和目的站之间有两根光纤，一旦工作光纤被切断，业务就倒换到保护光纤进行传送，但需要倒换协议APS ；
（3）1：N 光层保护方式；N 个工作光纤共享一个保护光纤，如果有多条工作光纤断裂，那么只有其中一条所承载的流量可以恢复，而最先恢复的是最高优先级的故障。
（4）M:N光层保护方式是N 个工作实体有M 个保护实体来保护但工作实体的保护次序和保护实体的占用次序需要复杂的协商过程才能解决。
5，APON ；
G.983.1建议主要规定标称线路速率，光网络要求网络分层结构，物理媒质层要求，传输汇聚层要求，测距方法，传输性能要求
G.983.2目标是实现不同光线路端OLT 和光网络单元ONU 之间的多厂商互通。该建议主要从网络管理和信息模型上对APON 系统进行定义，以确保不同厂商的设备可以实现互操作。宽带系统中采用波长分配和动态分配带宽提高业务能力ONT 管理，控制接口。该方案的优势：（1）宽带化并支持所有种类和各种比特率的业务（2）能够灵活满足用户需求（3）能够全动态分配带宽（4）安全性高（5）低延时（6）对业务复用/解复用的全力支持 6，APON 系统结构
系统采用的双向传输方式主要有两种：单纤双向的空分复用方式：采用两根光纤，分别传输上下行信号工作波长1310nm ，单纤波分复用方式：采用一根光纤，异波长双工方式传输上下行信号，上行波长1310nm 下行波长1550nm 。
APON 可连接的业务点类型 ：PSTN/ISDN窄带业务节点，B-ISDN 宽带业务节点，非ATM 视频服务器和非ATM 的IP 选路。在ITU-T 建议G 。983中规定APON 中数字信号的标称比特率是8Kb/s的整数倍，器标称线路速率有两种，对称速率155.52Mb/s,非对称上行速率155.52Mb/s，下行速率622.08Mb/s。
APON 工作原理：在下行方向采用广播方式，由ATM 交换机来的ATM 信元先送给OLT ，OLT 将到达各个ONU 的下行业务组装成帧，变为155.52Mb/s或622.08Mb/s的速率以广播的方式用1550nm 波长发送到下行信道上，各个ONU 收到所有下行信元，根据信元头信息
VPI/VCI从连续的信元流中取出自己的信元，再转换成原数据格式送给用户；上行方向来自各个网络终端的用户数据由相应的AAL 适配成ATM 的格式再由ONU 将ATM 信元装配成APON 格式并通过1310nm 波长，以155.52Mb/s的速率采用突发模式发送信元，以保证同一时刻仅有一个ONU 发送上行信号除去极少量的保护时隙和同步开销频带几乎可以全部利用。首先由ONT 轮询各个ONU, 得到ONU 的上行带宽要求，然后OLT 合理分配带宽，以上行授权的形式允许ONU 发送上行信元。
7，EPON 的传输原理
（1）数据上行传输数据从OLT 到多个ONU 以广播式下行每一个数据帧的帧头包含前
面注册时分配的特定ONU 的逻辑链路标识。在分光器处流量被分成独立的三组信号，每一组载到所有ONU 信号。当数据信号到达ONU 时ONU 根据LLID 在物理层上判断，接收传输给它自己的数据帧。
（2）数据上行传输采用时分多址接入技术分时隙给ONU 来传输上行流量。当ONU 注
册成功后，OLT 会根据系统的配置给ONU 分配特定的带宽，在采用动态分配带宽调整时，OLT 会根据指定的带宽分配策略和各个ONU 的状态报告，动态的给每个ONU 分配带宽。
8，GPON 的系统结构：组成位于局端的OLT ，位于用户端的ONU ，连接ONU 和OLT 的ODN 。
第七章
1，光交换的分类，光交换技术：光路交换（OCS ），光分组交换(OPS);
光路交换方式：空分，时分，波分/频分光交换方式。
2，时隙交换器；
3，光分组交换：一种存储转发式的交换，存储转发的基本数据单元是光分组。光分
组由分组首部报头，载荷域，保护时间组成。
4，实现冲突处理的主要方法：
（1）光缓存方案（2）光存储方案（3）波长变换方案（4）偏射路由方案
5，光突发交换，
OBS 的主要特点是在分离的信道上传输突发数据包和控制分组，每一个突发数据包对应于一个BCP ，并且BCP 先于突发数据包发送。
BCP 原理：（1）以数据突发为基本传送单位（2）控制分组和数据突发在传送时间和信道上完全分离。（3）网络资源一般采用单向预留方式。
6，光标签交换技术
分组在MPLS 网络中的转发过程主要三个步骤：（1）当数据包进入MPLS 网络时入口标签交换路由器根据转发信息库和标签转发信息库对LSP 进行查找，找到并压入的标签和相应的出接口，然后压入标签并发送分组到相应的端口。（2）分组在MPLS 内转发，核心标签交换路由器根据标签栈顶层的标签查找入口标签映射，查找并完成对分组的操作，然后用新的标签取代旧的标签，发送分组到相应接口。（3）当分组到达MPLS 网络出口，出口标签交换路由器进行标签的出栈，然后按照第三层IP 地址进行转发。