【正文】 e c t i on R e c i e ve rom s O pt i c a l M u l t i pl e x S e c t i on R e c i e ve rm Opt i c a l C ha n ne l M o ni t or 光網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)示例（用于提供端到端的連接〕第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) S D H 通道層OXCO A D MDXC A D M電路層 ( 如 AT M 、 IP 等 ) W D M 光路層I P 路由器A T M S WW D M 系統(tǒng)X I T O N G第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 光傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口 （ ITUT ） 定義了 n階光傳送模塊 （ OTMn） OTM: OTMn(n≥1): 光傳輸段層 （ OTS） 光復(fù)用段層 （ OMS） 光通道層 （ OCh） 光信道層的結(jié)構(gòu) : 光信道傳送單元 （ OTU） 光信道數(shù)據(jù)單元 （ ODU） 光信道凈負(fù)荷單元（ OPU） 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) IP ATM Ether STM NOptical M ultipex Scon(OM Sn)Optical Trnsm ison Sect(OT)OTM 0 OTM n ( ?1)Optical Chne()Optical ChneDU()Optical ChneTrsoU()Optical ChnePyodU()OTM 0PhysicalSection(OPS0) Figure 63/ Structure of the ONNI (Optical Network Node Interface) 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 12341 1617 3824RowColumnOTUk verhadOTUk Paylod(4 x380bytes)3825 4080OTUk FEC(4 x256bytes)光通道數(shù)據(jù)單元 (ODUk)的幀結(jié)構(gòu) ?第 1行的第 1到第 16列是預(yù)留給光通道傳送單元 k(OTUk)的開銷所用； ?第 2到第 4行的第 1到第 16列是預(yù)留給光通道數(shù)據(jù)單元 (ODUk)的特殊的 開銷所用； ?第 1到第 4行的第 17到第 3824列是留給光通道傳送單元的凈負(fù)荷所用； ?第 1到第 4行的第 3825到第 4080列是用作光通道傳送單元的前向糾錯。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) ODU1 OPU1 ODU2 OPU2STM64, 10GbEATM, IP, Ether, ...STM16ATM, IP, Ether, ...x 1ODU3x 1OPU3STM256ATM, IP, Ether, ...x 1OTU1OTU2OTU3x 1x 1x 1OTMnx kx jx iOPU Optical ChnePyodUODU Optical ChneDUOTU Optical ChneTrsoUMapingOverhadOCGnOCCOCCOCCx 1x 1x 11 ? i+jk ? nOCh Optical ChneOC Optical ChnerOCG Optical CreGouOTM Optical TrnsoMdueOChOChOChx 1x 1x 1Figure 81/ OTMn IrDI multiplexing and mapping structure 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) WDM全光網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) （ 1） 物理拓?fù)浜瓦壿嬐負(fù)涞母拍? （ 2）光傳送網(wǎng)的物理拓?fù)? （ 3）光傳送網(wǎng)的邏輯拓?fù)? 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) （ 1） 物理拓?fù)浜瓦壿嬐負(fù)涞母拍? 物理拓?fù)洌菏侵赣删W(wǎng)絡(luò)節(jié)點和波分復(fù)用鏈路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)物理連接結(jié)構(gòu)，與光纜線路的敷設(shè)路由直接相關(guān)，通常不可能隨業(yè)務(wù)改變而隨時改變。 邏輯拓?fù)洌褐傅氖蔷W(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間業(yè)務(wù)的分布狀況，它與物理拓?fù)渚o密聯(lián)系，利用光通道概念構(gòu)成的邏輯拓?fù)渑c節(jié)點之間的業(yè)務(wù)分布情況緊密相關(guān)，可以由軟件配置而比較容易改變。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) （ 2） 光傳送網(wǎng)的物理拓?fù)? 線形拓?fù)?：非閉合的鏈路形式，結(jié)構(gòu)簡單，上下路方便，但生存性差。 星形拓?fù)?：樞紐結(jié)構(gòu)，只有中心節(jié)點與其它所有節(jié)點有物理連接，為網(wǎng)絡(luò)的綜合管理提供條件，但存在中心節(jié)點失效問題。通常用于分配網(wǎng)絡(luò)。 樹形拓?fù)洌?星形和線形拓?fù)涞慕Y(jié)合。 環(huán)形拓?fù)?：實現(xiàn)簡單，生存性強(qiáng)。 網(wǎng)孔形拓?fù)?：絕大部分節(jié)點對都存在直接的通信通道，生存力強(qiáng)，但相應(yīng)的控制和管理相當(dāng)復(fù)雜。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) （a ）線形 （b ）星形（d ）樹形（c ）環(huán)形（e ）網(wǎng)孔形圖2 . 2 1 基本物理拓?fù)錁?gòu)型第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) （ 3） 邏輯拓?fù)? 星形：星形邏輯拓?fù)溆袉涡切魏碗p星形兩種 ， 在單星形結(jié)構(gòu)中 ， 存在一個中心節(jié)點 （ M） 負(fù)責(zé)與其它節(jié)點 （ S） 溝通 。 平衡式拓?fù)洌褐挥写嬖谖锢磉B接的節(jié)點之間才有業(yè)務(wù)聯(lián)系 ， 只存在于線形與環(huán)形物理拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)中 ， 沒有物理連接的節(jié)點之間的通信將要通過所有中間節(jié)點的中轉(zhuǎn)才能實現(xiàn) ， 在很大程度上喪失了全光通信網(wǎng)絡(luò)的靈活性 。 通常只用于相鄰節(jié)點間有業(yè)務(wù)的情況 。 網(wǎng)狀拓?fù)洌撼丝梢员ＷC所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都能建立通信連接之外 ， 絕大部分節(jié)點對都存在直接的通信通道 ， 這種邏輯拓?fù)溆泻軓?qiáng)的生存能力 ， 但相應(yīng)的控制和管理相當(dāng)復(fù)雜 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) SSM S（b ）單星形（c ）平衡形（d ) 網(wǎng)孔形圖2 . 2 2 基本邏輯拓?fù)錁?gòu)型S1S2M1S3（b ）雙星形M2第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) WDM環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu) （ 1）環(huán)網(wǎng)的優(yōu)點 （ 2）復(fù)用段倒換環(huán)：單向二纖環(huán) 雙向二纖環(huán) 四纖 WDM環(huán) （ 3）通道倒換環(huán) 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) （ 1）環(huán)網(wǎng)的優(yōu)點 生存能力強(qiáng) 恢復(fù)時間短 易于擴(kuò)容和平滑升級 （ 2）復(fù)用段倒換環(huán) 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) λ1λnλnλ 1解復(fù)用器復(fù)用器分插控制上下波長接口模塊波長分插模塊波長分插模塊保護(hù)倒換模塊保護(hù)倒換模塊λdλaλaλd圖 2 . 3 1 O A D M 功能結(jié)構(gòu)光放大設(shè)備光放大設(shè)備第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 二纖單向光復(fù)用段保護(hù)環(huán) CDA B( A ) 正常工作CDA B信令信令信令( B ) 保護(hù)倒換示意圖信令第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 二纖單向光復(fù)用段保護(hù)環(huán)的特點 外環(huán)光纖為工作光纖，其中復(fù)用的波長攜帶工作業(yè)務(wù)，內(nèi)環(huán)光纖為備用光纖，復(fù)用保護(hù)波長。 在這種環(huán)狀結(jié)構(gòu)中，節(jié)點之間的通信業(yè)務(wù)由預(yù)定波長攜帶，對應(yīng)的來業(yè)務(wù)方向與去業(yè)務(wù)方向是同向傳輸?shù)摹? 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 二纖 雙向 光復(fù)用段 保護(hù)環(huán) CDA B( A ) 正常工作CDA B信令信令信令( B ) 保護(hù)倒換示意圖信令第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 二纖 雙向 光復(fù)用段 保護(hù)環(huán)的特點 工作通道使用兩根光纖傳輸 ， 也就是內(nèi)外環(huán)光纖復(fù)用的波長一半用作傳輸工作業(yè)務(wù) ， 同時另一半波長保留用來提供保護(hù)能力 ， 即外環(huán)光纖的工作波長將由內(nèi)環(huán)光纖的保護(hù)波長提供保護(hù) ， 內(nèi)環(huán)光纖的工作波長由外環(huán)光纖的保護(hù)波長保護(hù) 。 為了實現(xiàn)波長的雙向傳輸 ， 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 （ 如 OADM） 和光放大器必須要有同時處理雙向傳輸波長的能力 。 雙向兩纖環(huán)的主要優(yōu)點是提供了波長的重用能力 ， 這樣在網(wǎng)絡(luò)波長總量不變的情況下 ， 能夠提供比單向兩纖環(huán)更多的通信通道 ， 而大大提高了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)波長的使用效率 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 四纖保護(hù)環(huán) λBAABCDλABλBAλAB圖 2 . 3 1 0 W D M 四纖環(huán)配置ABCD圖 2 . 3 1 1 W D M 多纖環(huán)配置NN第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 四纖保護(hù)環(huán)的特點 在四纖環(huán)中，相鄰節(jié)點用四根光纖連接，它們可以分成傳輸方向相反的兩對光纖，其中一對為工作光纖，另一對為保護(hù)光纖。圖中，實線所示為工作光纖對，虛線為保護(hù)光纖對。 在四纖環(huán)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間復(fù)用波長數(shù)量相同的情況下，由于采用了空間復(fù)用 (不同光纖傳輸 )，這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)可以降低單根光纖復(fù)用的波長數(shù)量，而且波長的重用性也得到了提高，但有關(guān)的控制較復(fù)雜。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) （ 3）光通道保護(hù)環(huán) ( A ) 正常工作配置直通Rx Tx選擇發(fā)送選擇接收直通A BCD( A ) 保護(hù)倒換實施直通Rx Tx橋接倒換直通信令信令信令信令BAD C第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 三、節(jié)點結(jié)構(gòu) OXC節(jié)點結(jié)構(gòu) OADM節(jié)點結(jié)構(gòu) 波長變換器 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 1) 波長通道網(wǎng)絡(luò)和虛波長通道網(wǎng)絡(luò) ? 波長通道 （ WP： Wavelength Path） 波長通道是指 OXC沒有波長轉(zhuǎn)換功能，光通道在不同的波 長復(fù)用段中必須使用相同波長實現(xiàn)。這樣，必須找到一條鏈路，在構(gòu)成這條鏈路的所有波長復(fù)用段中，存在一個共同的空閑波長。如果找不到這樣一條鏈路，該傳送請求失敗。 波長通道方式要求光通道層在選路和分配波長時必須采用集中控制方式，因為只有在掌握了整個網(wǎng)絡(luò)所有波長復(fù)用段的波長占用情況后，才可能為一個新傳送請求選一條合適的路由。 OXC節(jié)點結(jié)構(gòu) 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) ? 虛波長通道 （ VWP： Virtual Wavelength Path） 虛波長通道是指利用 OXC的波長轉(zhuǎn)換功能，使光通道在不同的波長復(fù)用段可以占用不同的波長，從而可以有效地利用各波長復(fù)用段的空閑波長來建立傳送請求，提高波長的利用率。建立虛波長通道時，光通道層只需找到一條鏈路，其中每個波長復(fù)用段都有空閑波長即可。 在虛波長通道運作方式下，確定通道的傳送鏈路后，各波長復(fù)用段的波長可以逐個分配，因此可以進(jìn)行分布式控制。這種方法可以大大降低光通道層選路的復(fù)雜性。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 2) OXC性能的評估指標(biāo) （ 1） 是只支持波長通道 ， 還是可以支持虛波長通道 ， 這關(guān)系波長阻塞概率 。 （ 2） 阻塞特性：交換網(wǎng)絡(luò)的阻塞特性可分為絕對無阻塞型 、 可重構(gòu)無阻塞型和阻塞型三種 。 當(dāng)不同輸入鏈路中同一波長的信號要連接到同一輸出鏈路時 ， 只支持波長通道的 OXC結(jié)構(gòu)會發(fā)生阻塞 ， 但這種阻塞可以通過選路算法來預(yù)防 。 而可重構(gòu)無阻塞是指如果沒有經(jīng)過合理優(yōu)化配置就會發(fā)生堵塞 。 （ 3） 鏈路模塊性：如果除了增加新模塊外 ， 不需改動現(xiàn)有 OXC結(jié)構(gòu) ，就能增加節(jié)點的輸入 /輸出鏈路數(shù) ， 則稱這種結(jié)構(gòu)具有鏈路模塊性 。這樣就可以很方便地通過增加鏈路數(shù)來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) （ 4） 波長模塊性：如果除了增加新模塊外 ， 不需改動現(xiàn)有 OXC結(jié)構(gòu) ， 就能增加每條鏈路中復(fù)用的波長數(shù) ， 則稱這種結(jié)構(gòu)具有波長模塊性 。 這樣就可以很方便地通過增加每條鏈路的容量來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容 。 （ 5） 廣播發(fā)送能力：如果輸入光通道中的信號經(jīng)過 OXC節(jié)點后 ，可以被廣播發(fā)送到多個輸出的光通道中 ， 稱這種結(jié)構(gòu)具有廣播發(fā)送能力 。 這種能力在一些新業(yè)務(wù)中是必要的 。 （ 6） 成本：成本是將來哪種結(jié)構(gòu)占主要地位的關(guān)鍵因素之一 。 在節(jié)點的輸入 /輸出光通道數(shù)一定時 ， 所需的器件越少 ， 越便宜 ， 則成本越低 。 2) OXC性能的評估指標(biāo) (續(xù)） 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 3) OXC的物理結(jié)構(gòu) 基于空間交換的 OXC結(jié)構(gòu) /解復(fù)用器對的 OXC結(jié)構(gòu) OXC結(jié)構(gòu) OXC結(jié)構(gòu)