通信网络课程论文《光传送网专业技术特点及发展趋势》.docx

2014-2015学年第2学期通信网络课程论文论文题目： 光传送网技术特点及发展趋势 学生姓名： 学 号： 2 专业班级： 1 2 上交日期： 2论文成绩： 目录摘要1Abstract1第一章 光传送网概述21.1光传送网的概念21.1.1光传送网提出的背景21.1.2 光传送网基础定义21.2光传送网的分层结构2第二章 光传送网的技术32.1光传送网的技术特点分析32.2光传送网的技术缺陷3第三章 光传送网的发展趋势43.1光传送网有待解决的问题43.2光传输网应用分析43.2.1应用时机探讨53.2.2应用层面分析53.3光传送网发展趋势5总结6参考文献7摘要光传送网是一种以DWDM与光通道技术为核心的新型传送网结构，它由光分插复用、光交叉连接，光放大等网元设备组成，具有超大容量、对承载信号语义透明及在光层面上实现保护和路由功能。本文阐述了光传送网基本技术的特点，并对光传送网网络及技术发展的趋势进行了概述。关键词：光传送网；技术特点；DWDM；AbstractOptical Transport Network is a kind of DWDM and optical channel technology as the core of the new transport network structure, which consists of optical add-drop multiplexing, optical cross-connects, optical zoom and other network elements, it has a large capacity for carrying the signal to achieve semantic transparency and protection and routing capabilities on light levels. This paper describes the basic characteristics of optical transport network technology, network and optical transmission network and technology trends are outlined.Key words: Optical Transport Network; technology;DWDM第一章 光传送网概述1.1光传送网的概念1.1.1光传送网提出的背景在20 世纪90 年代中期，波分复用（WDM）技术趋于成熟并开始商用，传输系统容量的飞速增长带来的是对交换系统的压力和促使其发展的驱动力。为了解决电子瓶颈限制问题，全光通信网迅速发展。所谓全光通信网是指信号以光的形式穿过整个网络，直接在光域内进行信号的传输、再生、光交叉连接（OXC）、光分插复用（OADM）和交换/ 选路，中间不需经过光电、电光转换，因此它不受检测器、调制器等光电器件响应速度的限制，对比特速率和调制方式透明，可以大大提高整个网络的传输容量和交换节点的吞吐量。考虑到光信号固有的模拟特性和光器件的水平，目前在光域内很难完成3R 中继功能（即再定时、整形和放大），人们暂时放下了全光网络的追求，转而用“光传送网”来代替。其出发点是子网内全光透明，而在子网边界处采用O/E/O 技术。1998 年，ITU- T 正式提出光传送网（OTN）的概念1。1.1.2 光传送网基础定义光传送网（Optical Transport Network）由光纤连接的一系列网络单元组成，提供光通道承载任何客户信号、具有客户无关性，提供客户信号的传输、复用、路由、管理、监控。光传送网 借鉴SDH 的开销思想，引入丰富的开销，使光传送网真正具有OAM&P能力。1.2光传送网的分层结构光传送网的结构由上至下依次可以分为三层：光信道层（OCH）,光复用段层（OMS），光传输段层（OTS）。光通道层负责为来自电复用层的各种类型的客户信息选择路由，分配波长，为灵活的网络选择安排光信道连接，处理光信道开销，提供光信道层的检测、管理功能，它还支持端到端的光信道连接，在网络发生故障时，执行重选路由或进行保护倒换的工作。光复用段层保证相邻的两个DWDM设备之间的DWDM信号的完整传输，为波长复用信号提供网络功能，包括：为支持灵活的多波长网络选路，重新配置光复用段，为保证DWDM光复用段适配信息的完整性进行光复用段的开销处理，光复用段的运行、检测、管理等。光传输层为光信号在不同类型的光纤介质上（如G.652，G.655等）提供传输功能，同时实现对光放大器和光再生中继器的检测和控制1,2。第二章 光传送网的技术2.1光传送网的技术特点分析光传送网，同SDH、DWDM传统传送网一样，满足传送网的通用模型，遵循一般传送网组织原理、功能结构的建模和信息的定义，采用了相似的描述方式。因此，许多SDH、DWDM传送网的功能和体系原理都可以移至光传送网。与传统的传送网技术相比，光传送网（OTN）有以下几个特点：（1）因为光传送网是按照信号的波长来进行信号处理，因此，他对所传送数字信号的传输速率、数据格式及调制方式完全透明，这意味着光传送网不仅可以透明传送今天已经广泛使用的SDH、IP、以太网、帧中继(FR)和ATM 信号等，而且也完全可以透明传送今后使用的新的数字业务信号。（2）因为光传送网采用了DWDM传输技术，因此，不仅实现了超大容量的传输，更重要的是使光传送网具有极强的可扩充性，这使得光传送网可以不断地根据业务发展情况，进行网络扩容。（3）因为光传送网采用了光交叉技术，因此，光传送网具有极强的重新配置及保护、恢复特性。光传送网可以进行波长级、波长组级和光纤级灵活重组，特别是在波长级可以提供端到端的波长业务。此外，光传送网的恢复时间可以降低到100ms量级3。（4）因为光传送网简化了网络层次和结构，大量使用了光无源器件，进而简化了网络管理和规划难度，提高了网络的可靠性，进而大幅度降低了网络建设和运营维护的成本。（5）因为光传送网主要在光域内传送和处理信号，因而，消除了电子瓶颈。（6）光传送网既可以采用专门的波长传送全网统一的参考光载波频率，也可以在光传送网内各节点使用独立的高精度和高稳定度的频率源。2.2光传送网的技术缺陷近年来，通信网络所承载的业务发生了巨大的变化，数据业务发展非常迅速，特别是宽带、IPTV、视频业务的发展，对运营商的传送网络提出了新的要求。传送网络要能够提供适应这种增长的海量带宽，更重要的是要求传送网络可以进行快速灵活的业务调度，完善便捷的网络维护管理（OAM功能），以适应业务的需求4。目前传送网使用的主要是SDH和WDM技术，但这2种技术都存在着一定的局限性：（1）SDH技术偏重于业务的电层处理，具有灵活的调度、管理和保护能力，OAM功能完善。但是，它以VC4为基本交叉调度颗粒，采用单通道线路，容量增长和调度颗粒大小受到限制，无法满足业务的快速增长；（2）WDM技术以业务的光层处理为主，多波长通道的传输特性决定了它具有提供大容量传输的天然优势。但是，目前的WDM网络主要采用点对点的应用方式，缺乏有效的网络维护管理手段。纯光调度系统（如ROADM）虽然可实现类似于SDH的调度和保护功能，但由于物理受限和波长受限问题，很难在大范围网络中应用，而且颗粒度单一，灵活性差，不能实现不同厂家设备的互通。第三章 光传送网的发展趋势3.1光传送网有待解决的问题 数据网络层与光网络层的适配IP数据以何种方式成帧并通过WDM传输；如何将低速的数据网络层与高速的光传送网速率适配。 物理接口规范采用开放式光接口接入WDM传送网，需对比特率、协议、帧结构、开销字节、同步以及光纤特性进行规范。 层间管理功能故障管理、性能管理、连接管理及会话管理如何实现，有待解决。 网络保护恢复倾向在IP层而不是在物理层进行保护恢复，在大规模网中，可能需要几秒钟时间才能完成新网络配置后的路由表重算，但采用MPLS技术，网络保护恢复时间可望与SDH的相比。 标准虽然ITU-T已制订或即将制订一系列的全光网络的标准，但是许多标准仍是一个框架，一些标准在下一个研究期才能通过5。3.2光传输网应用分析随着传送网客户信号带宽需求的进一步驱动、光传送网技术的逐渐发展和光传送网设备功能实现程度的显著推进，光传送网技术如何应用日益成为业界探讨的焦点，也即何时（什么时候）、何地（什么网络层面）引入光传送网进行组网以及实际应用时存在哪些障碍或缺陷。因此，下面主要从光传送网应用时机以及光传送网应用网络层面等角度进行分析6,7。3.2.1应用时机探讨光传送网是否可以很好地引入应用主要应从传送网客户信号的驱动、光传送网技术的完善程度、光传送网设备的实现程度以及网络运维人员的光传送网技术认知程度等多个角度考虑。首先，目前传送网客户信号主要为IP/以太网，而IP/以太网的高速发展导致大带宽粒度传送与调度的需求增长非常迅速，普通的适配与调度方式显然满足不了传送网客户信号对于大颗粒带宽的传送与调度需求。其次，从光传送网技术的完善程度来看，光传送网的主要标准框架和功能要求已由ITU-T几年前定稿，即使后续部分内容有所更新，但目前的规范内容至少必须要继承和兼容，因此，对于光传送网技术目前可以说是基本完善。最后，网络运维人员对于光传送网技术认知过程和其他任何新技术一样，都需要一个逐渐了解、深入和掌握的过程。因此, 网络运维人员初期对于光传送网技术的不熟悉并不是光传送网引入与应用的障碍, 而应该是光传送网应用时所必须要准备的前提条件之一。因此, 从传送网客户信号的驱动、光传送网技术的完善程度、光传送网设备的实现程度等方面来看，光传送网技术的引入与应用目前应该具备了基本的条件，可在综合考虑其他非技术因素的基础上逐步引入与应用光传送网技术，以增强传送网络的传送能力与效率, 适应客户信号的高速、动态发展。3.2.2应用层面分析由于光传送网络的范畴较大，包括城域光传送网(含核心层、汇聚层和接入层)、干线传送网(省内干线和省级干线)等多个层面。不同网络层面的特点不同，因而是否可以引入光传送网技术的结论对于不同网络层面并不完全一致8。对于城域光传送网而言，汇聚与接入层主要是承载的是汇聚型客户业务，客户信号的带宽粒度较小，因此，目前的光传送网技术在城域汇聚与接入层引入与应用的优势并不明显。对于城域传送核心层和干线传送网络而言，客户业务的特点主要为分布型，客户信号的带宽粒度较大， 光传送网技术特点应用的优势比较适宜发挥。因此，目前光传送网技术的引入与应用主要应侧重于城域核心层和干线网络。3.3光传送网发展趋势基于以上的技术和应用现状，可以看出，光传送网技术有着显著的优点，目前，国内外主流运营商都非常关注光传送网技术的发展和应用，多数运营商的WDM传输接口已经实现光传送网功能。许多运营商在建网思路、标书需求等方面对光传送网提出了明确要求，因此，为了满足日益增长的IP业务的承载需求，适应传送网技术的发展趋势，我国通信行业正在增加光传送网技术的研发投入，加快光传送网设备的研发、标准化和推广应用9。光传送网正在由为运营商自身的业务网提供传输支撑的基础网逐步发展为可以直接为客户提供资源出租业务的业务网。由基础传输网转变为业务网有一系列问题需要研究和解决，如业务定义、业务管理、业务接入、服务保障等，而且组网方式、网络结构、网络覆盖也要相应地调整，网络管理维护体制、电路调度手段、商业运营模式等都要适应业务网的需要进行相应变革。这些工作都是光传送网发展中的新生事物和运营商目前关注的重点。总结光传送网是基础电信网中最底层的传输媒介，其运行质量的好坏直接关系到整个电信网络的运行。各方对于光传送网技术的关注，从标准、应用需求、技术、研发等多个层面的需求和要求的进一步明确，光传送网可以更好地满足业务传送和网络承载的需求，在未来几年将会得到更大更好的发展。希望各运营商及技术人员能够继续努力研发更好的技术以使光传送网技术更大程度地发挥它的作用。参考文献1 富春风,王献森,张伟平. 光传送网光传送网技术的特点及应用J. 通信世界,2008,4:2428 2 杨武军,郭 娟等. 现代通信网概论M. 西安: 西安电子科技大学出版社, 2004. 48513 赵文玉. 光传送网关键技术及应用J. 通信技术,2009,04