【文章內(nèi)容簡介】 。第三，在光域?qū)崿F(xiàn)性能監(jiān)視很困難。第四，與全光交換機相連的線路是由一系列均衡過的光放大器構(gòu)成的，而目前所有線路均衡方法都是專用的，涉及的相關(guān)因素很多，這些因素高度相關(guān)且互相依賴，使均衡工作很困難，也需要時間穩(wěn)定。若試圖在均衡好的網(wǎng)狀網(wǎng)中快速動態(tài)地實施波長選路，將會導(dǎo)致上述多種因素重新組合，需要對新的波長通路實施快速重新均衡。而目前的光線路系統(tǒng)還無法以標(biāo)準(zhǔn)化的方式快速動態(tài)地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)均衡。 向ASON演進盡管OXC已具有靈活組網(wǎng)能力，但傳統(tǒng)意義上的OXC僅僅具有靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置能力，缺乏自動聯(lián)網(wǎng)智能和端到端的點擊配置能力，因此無法適應(yīng)日益動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)環(huán)境，也不解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)問題。隨著IP業(yè)務(wù)成為網(wǎng)絡(luò)的主要業(yè)務(wù)量后，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的動態(tài)分配要求將越來越迫切，網(wǎng)絡(luò)最終需要實時動態(tài)配置能力，即智能光交換能力，傳統(tǒng)的靜態(tài)交叉連接型OXC將升級為動態(tài)交換型智能光交換機，于是一種能夠自動完成光網(wǎng)絡(luò)連接的新型網(wǎng)絡(luò)概念——自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）技術(shù)應(yīng)運而生。ASON所帶來的主要好處有：簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和節(jié)點結(jié)構(gòu)，允許將網(wǎng)絡(luò)資源動態(tài)分配給路由，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)資源分配，提高了帶寬利用率，降低了建網(wǎng)初始成本，還縮短了業(yè)務(wù)層升級擴容時間，間接增加了業(yè)務(wù)層節(jié)點的流量負(fù)荷；簡化了運行，實現(xiàn)了規(guī)劃、業(yè)務(wù)指配和維護的自動化，降低了運維成本，避免了資源擱淺；光層的快速業(yè)務(wù)恢復(fù)能力；快速的業(yè)務(wù)提供和拓展；減少了運行支持系統(tǒng)軟件的需要，減少了人工出錯機會；可以引入新的波長業(yè)務(wù)，諸如按需帶寬業(yè)務(wù)（BOD）、分級的帶寬業(yè)務(wù)、動態(tài)波長分配租用業(yè)務(wù)、光層虛擬專用網(wǎng)（OVPN）等等。ASON技術(shù)的引入，要注意如下問題。一、 如何使ASON合理地與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)銜接，目前還沒有十分成熟的解決方案?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)存在大量的SDH環(huán)網(wǎng)和 WDM 系統(tǒng)，新的智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備引入后必須與原有傳送網(wǎng)互聯(lián)才能發(fā)揮全網(wǎng)的效能，但那些不具備智能功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，就成為全網(wǎng)智能化的瓶頸，使得網(wǎng)絡(luò)端到端連接的動態(tài)控制難以實現(xiàn)；二、 如何平衡人工管理與智能控制之間的關(guān)系，尚需在實踐中探索。智能功能的引入意味著將減少人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)可靠性將不再僅僅依賴完善的操作、維護與管理流程，而是要依賴智能軟件的可靠性，將作為整個通信網(wǎng)底層承載平臺的傳送網(wǎng)的控制權(quán)完全交付智能控制軟件不能不令人有所顧慮。另外分布式網(wǎng)絡(luò)中多用戶并發(fā)操作帶來的資源同步和搶占問題仍然需要進一步研究；三、 智能光網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議還存在許多不確定性，UNI、NNI等接口標(biāo)準(zhǔn)仍在發(fā)展之中，不同廠家的智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還不能很好地互通，這都將妨礙智能光網(wǎng)絡(luò)的推廣；四、 實際智能光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的功能與性能還不盡人意，與理論宣稱的愿景尚有差距。目前已部署的某些智能光網(wǎng)絡(luò)所啟動的“智能”功能往往很少，依然主要依賴人工配置與管理。我國過去十幾年來，光纖通信的發(fā)展一直是以點到點的鏈路容量的擴展為主線的。近幾年來，隨著高度動態(tài)的IP業(yè)務(wù)量的持續(xù)高速發(fā)展和專線業(yè)務(wù)的穩(wěn)步發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)容量的相對寬余和競爭的加劇，傳送網(wǎng)向動態(tài)聯(lián)網(wǎng)的ASON的發(fā)展已經(jīng)提到日程上來，建設(shè)一個大容量的高度靈活、動態(tài)、可靠的傳送網(wǎng)已經(jīng)成為我國傳送網(wǎng)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵和下一步發(fā)展的重點。 MSTP技術(shù)演進MSTP將在目前第二代的基礎(chǔ)上向第三代、第四代發(fā)展，引入RPR功能，將RPR技術(shù)與SDH技術(shù)結(jié)合，向第三代MSTP發(fā)展。其實這只是一個準(zhǔn)第三代的概念，因為并不是采用RPR來承載所有的TDM流量和數(shù)據(jù)流量，在原來SDH承載TDM流量的基礎(chǔ)上，將承載數(shù)據(jù)流量的SDH機制改為RPR機制。對于一個SDH環(huán)網(wǎng)，一些VC通道承載TDM業(yè)務(wù)，另外一些通道則承載RPR數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。光纖切斷時，承載TDM業(yè)務(wù)的VC通道進行復(fù)用段環(huán)倒換，而承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的通道則進行2層的RPR保護。 第四代MSTP則是引入ASON功能，MEF UNI增加自動交換傳送ASTN的控制平面，實現(xiàn)自動路由配置、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、自動鄰居發(fā)現(xiàn)、全網(wǎng)帶寬動態(tài)分配等智能化城域傳輸。同時MSTP在支持基本的以太網(wǎng)技術(shù)上，將支持?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的新標(biāo)準(zhǔn)，比如STACK VLAN、IETF、GMPLS信令等。在提高數(shù)據(jù)傳輸效率方面也將不斷改善，從當(dāng)前的數(shù)據(jù)通信發(fā)展來看，數(shù)據(jù)包長度呈現(xiàn)下降趨勢，短包的比率越來越高。數(shù)據(jù)包是通過PPP/LAPS/GFP第一層次封裝，然后再通過SDH第二層次封裝。數(shù)據(jù)包越短，封裝效率越低，系統(tǒng)處理負(fù)荷越重，因此MSTP設(shè)備處理數(shù)據(jù)短包的能力也應(yīng)該得到提高。傳送網(wǎng)為業(yè)務(wù)網(wǎng)提供支撐和服務(wù)，業(yè)務(wù)網(wǎng)的需求決定了傳送網(wǎng)的發(fā)展。目前以 IP 為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長極其迅速，而傳統(tǒng)光傳送網(wǎng)主要是根據(jù)電路模式的語音業(yè)務(wù)進行設(shè)計，存在著諸如業(yè)務(wù)指分配處理復(fù)雜、帶寬效率低、傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)成本高、網(wǎng)絡(luò)擴展性差等缺陷，不具備對IP業(yè)務(wù)的優(yōu)化傳送和對寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進行匯聚和疏導(dǎo)的能力。另一方面，接入網(wǎng)占整個電信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本很大的比重，如果IP、ATM以及SDH等網(wǎng)絡(luò)獨立地發(fā)展自己的接入層，必然導(dǎo)致接入網(wǎng)的重復(fù)建設(shè)，同時錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也會加大網(wǎng)絡(luò)運行維護成本。如果能夠利用綜合化的多業(yè)務(wù)傳送平臺實現(xiàn)各個網(wǎng)絡(luò)在接入層和匯聚層的“合網(wǎng)建設(shè)”，必然能極大地降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護成本，并有利于向用戶提供綜合業(yè)務(wù)。實現(xiàn)城域網(wǎng)多業(yè)務(wù)傳送的主要技術(shù)有基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺（MSTP）、彈性分組環(huán)（RPR）以及波分復(fù)用系統(tǒng)（WDM）等。在這幾種技術(shù)中，MSTP目前被傳統(tǒng)運營商普遍看好，MSTP設(shè)備是對傳統(tǒng)SDH設(shè)備的繼承和發(fā)展，MSTP的引入不但可以充分利用現(xiàn)有的豐富SDH網(wǎng)絡(luò)資源、借鑒SDH系統(tǒng)多年的網(wǎng)絡(luò)運維和管理經(jīng)驗、完全兼容目前大量應(yīng)用的TDM業(yè)務(wù)，還可以實現(xiàn)以太網(wǎng)、ATM等多種業(yè)務(wù)的綜合傳送和接入，滿足日益增長的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。而純 RPR 對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以提供更高效的支持，在以以太網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的場合RPR是非常好的技術(shù)，目前已有不少的應(yīng)用，雖然RPR也提供TDM電路仿真，但其對TDM業(yè)務(wù)的支持能力自然不如SDH。城域WDM系統(tǒng)可以向用戶提供多種業(yè)務(wù)接口，實現(xiàn)對于上層協(xié)議和業(yè)務(wù)的透明傳輸，但是由于受光層聯(lián)網(wǎng)技術(shù)水平的限制，現(xiàn)階段還很難單獨利用WDM搭建城域多業(yè)務(wù)傳送平臺，WDM需要與MSTP或RPR等其它技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。雖然目前MSTP的呼聲很高，新部署的SDH幾乎都被稱為MSTP。但總的來看，由于傳送網(wǎng)與數(shù)據(jù)網(wǎng)協(xié)調(diào)工作問題未能很好解決，大量的MSTP目前主要還是作為SDH設(shè)備使用，其中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)板的使用量還較少，在許多場合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)依然依賴獨立的以太網(wǎng)或IP數(shù)據(jù)網(wǎng)提供。 數(shù)字復(fù)用技術(shù)為了提高信道利用率，是多路信號互不干擾地在同一條信道上傳輸，這種方式叫做多路復(fù)用。目前應(yīng)用最廣泛的方法是時分復(fù)用（TDM）、波分復(fù)用（WDM）、空分復(fù)用（SDM）和正交頻分復(fù)用（OFDM）等技術(shù)。 時分復(fù)用技術(shù)在時分復(fù)用系統(tǒng)中，多路信號在時間上被離散化，相當(dāng)于對時域進行分割，多路信號在不同的時間內(nèi)被傳送，各路信號在時域中互不重疊。一、TDM的原理時分多路復(fù)用(TDM)就是將各路信號安排在同一信道上占用不同的時間間隙來完成通信的過程。在時分多路傳輸系統(tǒng)中，各路信號在不同的時刻傳輸，傳輸?shù)氖敲恳宦沸盘柕某闃又?或其抽樣的編碼)，在傳輸系統(tǒng)的發(fā)送端，掃描開關(guān)輪流接通各路信號，形成脈沖數(shù)據(jù)流，只要開關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率高于信號中最高頻率的2倍，就能無失真地傳輸各路信號。在接收端，同樣有一個掃描開關(guān)將接收到的脈沖數(shù)據(jù)流依次分配給相應(yīng)的各個通路。很明顯，收、發(fā)端的掃描開關(guān)必須保持同步，因此還需發(fā)送同步信號。二、光時分復(fù)用電時分復(fù)用技術(shù)(EDTM)是電子學(xué)通信領(lǐng)域中一項成熟的技術(shù)。但在電子學(xué)領(lǐng)域，由于受電子速率、容量和空間兼容性諸多方面的局限，EDTM的復(fù)用速率不可能太高，做到40Gb/s就已經(jīng)相當(dāng)困難了。OTDM與ETDM在原理上基本一樣，所不同的是，OTDM是在光層上進行復(fù)用，復(fù)用的速率可以達(dá)到很高，一般可達(dá)100Gb/s量級。目前階段的OTDM傳輸技術(shù)在傳輸速率方面已實現(xiàn)了640Gb/s(40km)，400Gb/s(40km)。OTDM的工作原理是在發(fā)射端，掃描開關(guān)以ω的頻率從用戶1掃描到用戶n，即開關(guān)在不同的時間間隔內(nèi)分別與用戶1到用戶n的信號接通；在接收端，掃描開關(guān)也以ω的頻率從用戶1’掃描到用戶n’，只要保證掃描開關(guān)的同步，就能保證系統(tǒng)的正常工作。這就完成了在不同的時間間隔內(nèi)傳送不同信號，很明顯，OTDM多路復(fù)用能否正常進行，關(guān)鍵是收、發(fā)雙方必須同步。 波分復(fù)用技術(shù)20世紀(jì)90年代中期以前推出的光纖通信系統(tǒng)主要是時分復(fù)用為基礎(chǔ)的單通信系統(tǒng)，借助于這樣的系統(tǒng)，將速率5年提高了9倍。20世紀(jì)90年代中期以后，波分復(fù)用技術(shù)開始迅速發(fā)展，特別是基于摻鉺光纖放大器(EDFA)的波分復(fù)用技術(shù)。采用該技術(shù)，朗訊(Lucent)率先推出了一根光纖中同時傳送8路、(8)的波分復(fù)用系統(tǒng)。Ciena推出了16路、(16)的波分復(fù)用系統(tǒng)，在試驗室中目前已達(dá)Tb/s速率級。一、 技術(shù)原理波分復(fù)用技術(shù)(WDM)是指在一根光纖上同時傳輸多波長光信號的一項技術(shù)。其基本原理是在發(fā)送端將不同波長的光信號組合(復(fù)用)起來，并耦合到光纖線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端又將組合波長的光信號分開(解復(fù)用)，并作進一步處理，恢復(fù)出原信號后送入不同的終端。從本質(zhì)上講，波分復(fù)用與頻分復(fù)用的含義是相同的，只不過頻分復(fù)用是在電域，而波分復(fù)用是在光域。由于在光的頻域上信號的頻率差別比較大，人們更喜歡采用波長來定義頻率上的差別，因而這樣的復(fù)用方法稱為波分復(fù)用，以區(qū)別于電域上的頻分復(fù)用。波分復(fù)用技術(shù)能夠在一根光纖上同時傳輸不同波長的幾個甚至幾百個光載波信號，不僅能充分利用光線的帶寬資源，增加系統(tǒng)的傳輸容量，而且還能提高系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。二、 主要特點1． 光纖的巨大帶寬資源得以充分利用；2． 同時傳送多種不同類型的信號；3． 實現(xiàn)單根光纖雙向傳輸；4． 降低器件的超高速要求；5． 高度的組網(wǎng)靈活性、經(jīng)濟性和可靠性；6． 理想的擴容手段。三、 分類根據(jù)被復(fù)用的光波長的間隔的不同，光波分復(fù)用系統(tǒng)又可分為光的密集波分復(fù)用(DWDM)和粗波分復(fù)用(CWDM)。DWDM系統(tǒng)是當(dāng)今光纖應(yīng)用領(lǐng)域的首選技術(shù)，但它主要面向主干網(wǎng)，且價格比較昂貴。CWDM系統(tǒng)則是利用光復(fù)用器將在不同光纖中傳輸?shù)牟ㄩL結(jié)合到一根光纖中傳輸來實現(xiàn)。在鏈路的接收端，利用解復(fù)用器將分解后的波長分別送到不同的光纖，連接到不同的接收設(shè)備。CWDM的信道間隔為20nm，而DWDM的信道間隔很窄，、所以相對于DWDM來說CWDM被稱為粗波分復(fù)用技術(shù)。CWDM目前的工作波段是從1470nm到1610nm，因為信道間隔為20nm，所以最大只能復(fù)用8個波長，將來這些系統(tǒng)有望在1290nm到1610的頻譜內(nèi)擴展到16個復(fù)用波長。CWDM主要運用在城域網(wǎng)范圍內(nèi)，它能夠利用大量的舊光纜，節(jié)省初期投資成本并解決了光纖的資源問題。四、 WDM技術(shù)展望WDM技術(shù)一直在高速地發(fā)展，也將在未來較長的一段時間作為光傳輸?shù)闹饕夹g(shù)。它向兩個方向發(fā)展：一是更多的通道數(shù)，更大的通信容量；二是更低的成本。DWDM和CWDM將分別是這兩個方向的典型技術(shù)。另外，IP將統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為共識，而IP over WDM技術(shù)由于省去了中間層，是構(gòu)建純IP網(wǎng)絡(luò)平臺的理想技術(shù)，局域網(wǎng)中使用的以太網(wǎng)技術(shù)開始應(yīng)用在光網(wǎng)絡(luò)，形成Gbit和10Gbit光以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。采用以太網(wǎng)方式實現(xiàn)IP over WDM，可以與以太網(wǎng)接入部分實現(xiàn)無縫連接，不需要中間協(xié)議轉(zhuǎn)換，設(shè)備簡單，易維護，價格低廉。傳統(tǒng)電信城域網(wǎng)采用SDH系統(tǒng)以TDM方式提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這種系統(tǒng)成本高，帶寬有限，不能滿足新一代寬帶城域網(wǎng)的需求。發(fā)展的趨勢將是以太網(wǎng)與波分復(fù)用技術(shù)結(jié)合構(gòu)成寬帶IP網(wǎng)，光以太網(wǎng)可以在第三層完成環(huán)狀網(wǎng)或網(wǎng)狀網(wǎng)出現(xiàn)故障時快速自愈恢復(fù)，不僅可以實現(xiàn)SDH系統(tǒng)50ms內(nèi)完成自愈恢復(fù)，同時也節(jié)省了物理層的冗余光通道，提高了光纖的利用率。通過CWDM和光以太網(wǎng)進行帶寬擴展正在成為寬帶IP網(wǎng)的主流。波分復(fù)用技術(shù)繼廣域網(wǎng)之后，將在城域網(wǎng)，甚至局域網(wǎng)中發(fā)揮巨大作用。隨著器件性能不斷提高，成本不斷降低，CWDM通道越來越密集，DWDM成本越來越低，兩者將合二為一，實現(xiàn)未來理想的全光網(wǎng)絡(luò)。 空分復(fù)用技術(shù)空分復(fù)用(SDM)是指利用不同空間位置傳輸不同信號的復(fù)用方式，如利用多芯光纜傳輸多路信號就是空分復(fù)用方式。光空分復(fù)用OSDM(Optical Spatial Division Modulation)是一種新型技術(shù)，它在光網(wǎng)絡(luò)中的作用如同分組交換在專用線路中的作用一樣。光空分復(fù)用(OSDM)是指對光纜芯線的復(fù)用，如對16芯32組10帶的光纜產(chǎn)品，每纜5120芯。若每芯傳輸速率為1Tb/s(1012b/s)，考慮到冗余自愈保護，則每纜至少傳送的速率為1000Tb/s。這從根本上扭轉(zhuǎn)了信息網(wǎng)絡(luò)中帶寬受限的局面，這意味著單位帶寬的成本下降，為各種寬帶業(yè)務(wù)提供了經(jīng)濟的傳輸和交換技術(shù)。利用光空分交換或交叉連接，可以用非網(wǎng)狀物理光纜網(wǎng)絡(luò)組成全網(wǎng)狀物理光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提供了組網(wǎng)的靈活性。 正交頻分復(fù)用技術(shù)一、OFDM的原理頻分多路復(fù)用是讓各路信號分別占用信道的不同頻率范圍。只要復(fù)合信號的總帶寬小于信道帶寬，復(fù)合信號就可以在該信道傳輸。在接收端可用濾波器來分路，分別解調(diào)出各路信號。頻分多路復(fù)用以前多用于模擬通信，但是正交頻分復(fù)用OFDM(Orthogonal Frequency Division Modulation)可用于數(shù)字通信中，它是頻分復(fù)用技術(shù)的一種，是一種多個正交子載波的調(diào)制技術(shù)。OFDM就是一種多載波技術(shù)，它的多載波調(diào)制和解調(diào)是通過離散傅立葉反變換(IDFT)和離散傅立葉變換(DFT)實現(xiàn)的。采用離散反變換實現(xiàn)調(diào)制和傳統(tǒng)的FDM技術(shù)有很大的不同。在傳統(tǒng)的FDM技術(shù)中，每個子信道是不重疊的，為防止信道間的干擾，信道間還要加保護間隔，從而導(dǎo)致頻帶利用率下降。而在OFDM中，子信道間不加保護間隔，因此可有效地提高頻帶的利用率。二、OFDM的應(yīng)用OFDM技術(shù)的最大優(yōu)點是對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾；可以有效地對抗信號波形間的干擾，適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸；通過各個子載波的聯(lián)合編碼，具有很強的抗衰落能力。OFDM適用于多業(yè)務(wù)、高靈活性的通信系統(tǒng)，頻譜利用率高，系統(tǒng)穩(wěn)