畢業(yè)設計（論文）光纖通信的發(fā)展趨勢探討

1、<p>　　長　沙　學　院 </p><p>　　CHANGSHA UNIVERSITY</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）資料</p><p><b>　　長沙學院教務處 </b></p><p><b>　　二○一四年十月制</b></p><

2、p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一部分 設計說明書</p><p><b>　　一、設計說明書</b></p><p>　　第二部分 外文資料翻譯</p><p><b>　　一、外文資料原文</b></p><p>

3、;<b>　　二、外文資料翻譯</b></p><p>　　第三部分 過程管理資料</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）課題任務書</p><p>　　本科畢業(yè)設計（論文）開題報告</p><p>　　本科畢業(yè)設計（論文）中期報告</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表</p&

4、gt;<p>　　畢業(yè)設計（論文）評閱教師評閱表</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）答辯評審表</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。近幾年來，隨著技術(shù)的進步，電信管理體制的改革以及電信市場的逐步全面開放，光纖通信的發(fā)展又一次呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的新局面，本文旨在

5、對光纖通信領(lǐng)域的主要發(fā)展熱點作一簡述與展望。</p><p>　　本文首先介紹了光纖通信發(fā)展的歷史，通過對光纖基本構(gòu)成：光纖、光源、光檢測器特點的介紹，表明光纖通信技術(shù)的發(fā)展是離不開光器件的發(fā)展的，全文圍繞光纖通信的容量和速率以及實際應用的幾個發(fā)展趨勢作了詳細的介紹，并對世界較前沿的通信技術(shù)作了簡單的介紹。</p><p>　　通過對光纖通信幾個發(fā)展趨勢進行的學習以及實際工作的了解，發(fā)現(xiàn)傳

6、統(tǒng)的通信網(wǎng)絡無論從業(yè)務量設計、容量安排、組網(wǎng)方式，以及交換方式上來講都已無法適應這些新的發(fā)展趨勢，各大公司都在設計未來網(wǎng)絡的藍圖，諸如可持續(xù)發(fā)展的網(wǎng)絡、一體化網(wǎng)和新的公用網(wǎng)等等，其基本思路都是相同的，即具有統(tǒng)一的通信協(xié)議和巨大的傳輸容量，能以最經(jīng)濟的成本，靈活可靠持續(xù)地支持一切已有和將有的業(yè)務和信號。</p><p>　　關(guān)鍵詞：DWDM MSTP TMN SDH/SONET 智能 ASON FTTH

7、</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The birth and development of optical fiber communication is a major revolution in telecommunications history. In recent years, advances in technolo

8、gy, telecommunications management system reform and full liberalization of the telecommunications market gradually, the development of optical fiber communication flourish once again presents a new situation, this articl

9、e seeks to optical fiber communications for a major development focus Description and Prospect. This paper describes the historical </p><p>　　Keywords: DWDM MSTP TMN SDH/SONET ASON FTTH</p><

10、p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要III</b></p><p>　　ABSTRACTIV</p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　第1章 概 述2</p><p>　　1.1

11、 光纖通信發(fā)展史2</p><p>　　1.2 光纖通信的基本構(gòu)成2</p><p>　　第2章 光纖通信向大容量、寬帶化、超長距離發(fā)展4</p><p>　　2.1 大容量、寬帶化的發(fā)展4</p><p>　　2.2 DWDM的發(fā)展5</p><p>　　2.3 超長距離光纖通信的發(fā)展6</p>

12、;<p>　　第3章 多種業(yè)務接入MSTP8</p><p>　　3.1 MSTP的應用8</p><p>　　3.2 MSTP的發(fā)展9</p><p>　　第4章 統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理平臺11</p><p>　　4.1 統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理平臺11</p><p>　　4.2 TMN11<

13、;/p><p>　　第5章 網(wǎng)絡保護機制和傳輸體制13</p><p>　　5.1 網(wǎng)絡保護機制13</p><p>　　5.2 SDH/SONET體制14</p><p>　　6.1 智能化光網(wǎng)絡17</p><p>　　6.2 全光網(wǎng)絡的發(fā)展18</p><p>　　第7章 光纖到家

14、庭FTTH的發(fā)展21</p><p>　　7.1 FTTH21</p><p>　　7.2 FTTH的發(fā)展22</p><p><b>　　總結(jié)24</b></p><p><b>　　致 謝26</b></p><p>　　參考文獻錯誤!未定義書簽。</

15、p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　電信世界正逐步形成充滿競爭和挑戰(zhàn)的局面，電信和數(shù)據(jù)通信融合為信息通信的時代已經(jīng)成為現(xiàn)實，新的有競爭力的公司以更低的價格引入新的服務。隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，政府條例的不斷放寬，信息產(chǎn)業(yè)正在迅速的全球化。今天，有效的信息傳輸已成為競爭的關(guān)鍵因素之一。因特網(wǎng)的應用和光技術(shù)的快速發(fā)展使網(wǎng)絡發(fā)生了根本變化，動態(tài)波長和快速

16、波長提供需求是光網(wǎng)絡的主要趨勢之一。隨著這種轉(zhuǎn)變的繼續(xù)，目前采用波長路由方式承載突發(fā)的因特網(wǎng)業(yè)務將存在電路交換網(wǎng)絡同樣的種種缺陷。未來電信級光網(wǎng)絡仍然是基于電路的假設驅(qū)動了以前的研究。光網(wǎng)絡的規(guī)模在迅速擴展，光傳送網(wǎng)的角色從原來的大容量帶寬傳送轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┒说蕉说姆者B接。</p><p>　　本文第一章介紹了光纖通信的發(fā)展史和光纖通信的基本構(gòu)成；</p><p>　　第二章介紹了光纖通信向

17、大容量、寬帶寬、超長距離發(fā)展的趨勢，重點介紹了DWDM技術(shù)的應用和超長距離傳送的幾個關(guān)鍵技術(shù)；</p><p>　　第三章首先介紹了多業(yè)務接入MSTP在網(wǎng)絡中的應用情況，然后詳細介紹了MSTP技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)況；</p><p>　　第四章簡單介紹了目前光纖通信網(wǎng)管系統(tǒng)的不足和統(tǒng)一網(wǎng)管的要求，最后表明了光纖通信網(wǎng)管系統(tǒng)的發(fā)展方向——TMN，及其在通信網(wǎng)絡中的應用情況；</p>

18、<p>　　第五章對光纖通信中的各種保護機制進行了簡單介紹，并介紹了光纖通信中的傳輸體制SDH/SONET最新的發(fā)展：支持集成通用組幀程序(GFP)、鏈路容量調(diào)節(jié)方案(LCAS)和自動交換光網(wǎng)絡(ASON)標準；</p><p>　　第六章介紹光通信網(wǎng)絡向智能網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢，ASON技術(shù)在智能網(wǎng)絡中的應用及實現(xiàn)全光網(wǎng)絡技術(shù)的意義，然后介紹了全光網(wǎng)絡的組成結(jié)構(gòu)；</p><p>

19、;　　第七章表明FTTH是光纖接入的最終形式，本章還介紹了實現(xiàn)FTTH的幾種技術(shù)，以及FTTH光纖接入技術(shù)必然在中國取得很大的發(fā)展，F(xiàn)TTH的規(guī)模商用給中國FTTH產(chǎn)業(yè)一個正名機會。</p><p><b>　　第1章 概 述</b></p><p>　　1.1 光纖通信發(fā)展史</p><p>　　80年代一項最重要的技術(shù)發(fā)展是光纖通信成為一

20、個主要的國際性產(chǎn)業(yè)。用光纖敷設的總長度可以表明其發(fā)展的程度。據(jù)估計，截止2001年底，全世界敷設的光纖總長度就達3.81億英里。</p><p>　　1955年，英國科學家卡帕尼，發(fā)明了玻璃光導纖維。1960年被稱為光纖之父的華人高錕等人首先提出了用低吸收的光纖做光通信。1970年，美國的柯林公司做出了每公里20分貝的低損耗光纖，貝爾實驗室研制成功室溫連續(xù)運轉(zhuǎn)的半導體激光器，這奠定了光纖通信的基礎。七八年以后，美

21、國在芝加哥市首先開辟了第一條光纖通信線路。再過10年左右，1.55微米波長的光纖損耗率低到0.2個分貝每公里，這樣低的損耗就可以傳輸很遠。在同年，英國的南安普敦大學，發(fā)明了摻鉺光纖放大器。</p><p>　　1989年美國首次進行了波分復用的光通信實驗，是四個頻道的，四個通道。1998年，美國實現(xiàn)了密集波分復用的長途光通信，它的傳輸速率達到每秒一個太比特，從此，我們就進入了這樣一個高速的時代，太比特的時代?！?/p>

22、 中國光通信的歷史是在20世紀80年代的上海首先鋪設了一條1.8公里的數(shù)字光通信線路。20世紀80年代投資的武漢郵電研究院，研制光纖的器件和光纖本身，現(xiàn)在也成為光纖器件的一個最大的研究單位。1995年到1998年，上海交大完成了九五項目，四個節(jié)點的全光城域網(wǎng)、實驗網(wǎng)。20世紀90年代起，全國各地都普遍鋪設和使用單路的光纖通信線路，截止到2004年底，全國敷設光纖總長度已超過350萬公里。 2000年底中國網(wǎng)通公司建成了3400公里的波

23、分復用的光纖通信網(wǎng)；2001年完成了863項目，中國高速示范網(wǎng)；2000年，國家自然科學基金資助了一個項目，中國高速互聯(lián)研究實驗網(wǎng)。現(xiàn)在，我們國內(nèi)有很多的公司可以批量生產(chǎn)光纖通信的系統(tǒng)和器件。</p><p>　　1.2 光纖通信的基本構(gòu)成</p><p><b>　　1.2.1光纖 </b></p><p>　　光纖由纖芯、包層與涂層三大部

24、分組成。光纖按模式分為多模光纖和單模光纖，對于公用通信網(wǎng)的骨干網(wǎng)，包括市內(nèi)骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)的光纖線路，需要使用單模光纖；專用的局域網(wǎng)和其它短距離光纖線路使用多模光纖。光纖的工作波長有短波長和長波長，短波長是0.85μm，長波長則是1.31μm和1.55μm兩種。光纖的損耗在1.31μm為0.35dB/km，在1.55μm為0.20dB/km。波長1.31μm光纖的色散為零，而波長1.55μm光纖有最低損耗卻有不小的色散（Chromatic

25、dispersion，簡寫dispersion)，對長距離、高速率脈沖信號傳輸有限制。經(jīng)重新設計的光纖，使零色散波長從1.31μm移位至1.55μm，這樣的單模光纖就稱為‘色散移位光纖’，簡寫DSF（dispersionshiftedfiber）。為了充分發(fā)展WDM/DWDM系統(tǒng)，應用波長1.55μm存在小量的色散恰恰足夠抵消FWM（四波混頻）的影響，稱為‘非零色散光纖’，簡寫NZDF（non-zerodispersionfiber）。

26、</p><p><b>　　1.2.2光源 </b></p><p>　　光源是光纖通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵光子器件。光纖通信對光源器件的要求工作壽命長（光源器件壽命的終結(jié)是指其發(fā)光功率降低到初始值的一半或者其閾值電流增大到其初始值的二倍以上）、體積小、重量輕。常見的光源器件有激光二極管（LD）和發(fā)光二極管（LED）兩種。O.5μm短波長光源常采用GaAlA/ GaAs雙

27、異質(zhì)結(jié)構(gòu)，而長波長1.3～1.55μm則采用InGaAsP／lnp隱理式異質(zhì)結(jié)構(gòu)。而WDM系統(tǒng)須利用長波長光源器件，它不僅要求激光管的發(fā)射波長高度穩(wěn)定，保證器件與波導之間實現(xiàn)最佳耦合，插入損耗小，同時要求能把多路激光管和必要的附屬電路集成在同一芯片上，使得多路光載波信號能夠在一根光纖中加以傳輸。近年來研制的多波長光源器件主要是把多路激光管排成陣列，連同一個導形耦合器，利用硅的“平面光路”平臺技術(shù)制成混合集成光組件，其結(jié)構(gòu)趨于采用光纖光柵

28、的外腔激光管結(jié)構(gòu)。</p><p>　　1.2.3光檢測器 </p><p>　　光檢測器件通過光/電轉(zhuǎn)換將信號通信信息從光波中分離檢測出來。光檢測器件的要求靈敏度高、響應度高、噪聲低、工作電壓低、體積小重量輕壽命長。常見的光檢測器有PN光電二極管、PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）。</p><p>　　第2章 光纖通信向大容量、寬帶化、超長距離發(fā)展&

29、lt;/p><p>　　2.1 大容量、寬帶化的發(fā)展</p><p>　　在世界網(wǎng)絡帶寬保持了50%-100%的年增長速率的同時，中國的干線業(yè)務量和帶寬需求的實際年增長率均超過了200%。根據(jù)美國跨大西洋Internet干線流量統(tǒng)計，中國近幾年國內(nèi)干線數(shù)據(jù)業(yè)務量年增長260%。國際Internet帶寬能力年增長245%，五年累增大約100倍。傳統(tǒng)的光纖通信發(fā)展始終在按照電信號的時分復用（TDM

30、）方式進行，每當傳輸速率提高4倍，傳輸每個比特的成本大約下降30%~40%，因而高比特率系統(tǒng)的經(jīng)濟效益大致按指數(shù)規(guī)律增長。</p><p>　　單路波長的傳輸速率受限于集成電路材料的電子和空穴的遷移率；還受限于傳輸媒質(zhì)的色散和極化模色散；最后受限于系統(tǒng)的性能價格比。Lucent朗訊科技公司宣布實現(xiàn)了單信道160Gbit/s的傳輸速率，而目前商用系統(tǒng)從45Mb／s增加到10Gb／s，可以攜帶12萬條話路，其速率在2

31、0年時間里提高了2000倍，比同期的微電子技術(shù)的集成度增長速度還要快得多。高速系統(tǒng)的出現(xiàn)增加了業(yè)務傳輸容量，而且也為各種各樣的新業(yè)務，特別是寬帶業(yè)務和多媒體業(yè)務提供了實現(xiàn)的可能。目前，10Gbit/s系統(tǒng)已大批量裝備網(wǎng)絡，40Gbit/s系統(tǒng)已經(jīng)商品化進入實用階段。從網(wǎng)絡應用看，帶10Gbit/s接口的路由器已經(jīng)大量應用，帶40Gbit/s接口的路由器也已經(jīng)進入大量應用階段，為了提高核心網(wǎng)的效率和功能，核心網(wǎng)的單波長速率向40Gbit/

32、s發(fā)展是合乎邏輯的?？偟目?，采用40Gbit/s傳輸?shù)闹饕獌?yōu)勢有：</p><p>　　(1)更有效地使用傳輸頻帶，頻譜效率較高； </p><p>　　(2)如果40Gbit/s的成本降到10Gbit/s實際成本的2.5倍以下時，就達到了合理應用點，就有條件實現(xiàn)規(guī)模商用，降低傳輸成本； </p><p>　　(3)由于只用一個網(wǎng)元代替了四個網(wǎng)元，減少了OAM的成本

33、、復雜性以及備件的數(shù)量；</p><p>　　(4)提高了核心網(wǎng)的效率和功能。</p><p>　　從實際應用看，對于40Gbit/s傳輸系統(tǒng)，必須用外調(diào)制器；能具備足夠輸出電壓驅(qū)動外調(diào)制器的驅(qū)動集成電路還不夠成熟；沿用多年的NRZ調(diào)制方式能否有效可靠地工作于40Gbit/s還沒有把握，必須轉(zhuǎn)向性能更好的普通歸零（RZ）碼乃至調(diào)制效率更高的其他調(diào)制方式，例如載頻抑制的RZ（CS-RZ）碼，

34、差分相移鍵控RZ（DPSK-RZ）碼，啁啾的RZ（CRZ）碼，超級CRZ（SuperCRZ）碼，雙二進制碼（D-RZ），偽線性RZ碼，光孤子（Soliton）調(diào)制方式等。從歷史經(jīng)驗看，只有成本降到2.5倍以內(nèi)才有可能獲得規(guī)模應用。</p><p>　　近年來，能夠普遍應用的基于單波道的最高傳輸容量一直停留在SDH 10Gb/s。40Gb/s的應用需求仍然存在，但它在節(jié)點技術(shù)、網(wǎng)絡應用和系統(tǒng)的性能價格比等方面存在的

35、問題仍然沒有很好地得到解決。另外，由于存在具有部分可替代性的解決方案（如DWDM），這也在一定程度上進一步影響了40Gb/sSDH系統(tǒng)大范圍走向商用的步伐。對于短距離傳輸，無須色散補償、光放大器和外調(diào)制器，40Gbit/s系統(tǒng)具有最低的單位比特成本，上述問題不是障礙。40Gbit/s的應用已經(jīng)由短距離互聯(lián)應用開始，包括端局內(nèi)路由器、交換機和傳輸設備間的互聯(lián)，乃至擴展至城域網(wǎng)范圍和短距離長途應用。</p><p>

36、　　隨著通信技術(shù)的發(fā)展，新業(yè)務不斷涌現(xiàn)，特別是IP業(yè)務的迅猛崛起，導致全球信息量呈級數(shù)增長，通信業(yè)務由傳統(tǒng)單一的電話業(yè)務轉(zhuǎn)向高速IP數(shù)據(jù)和多媒體為代表的寬帶業(yè)務，對通信網(wǎng)絡的帶寬和容量提出了越來越高的要求。光纖存在巨大的頻帶資源和優(yōu)異的傳輸性能，是實現(xiàn)高速、大容量傳輸?shù)淖罾硐氲膫鬏斆劫|(zhì)，進一步擴容傳輸系統(tǒng)、降低每比特傳輸成本的唯一出路就是轉(zhuǎn)向使用光的復用技術(shù)。</p><p>　　2.2 DWDM的發(fā)展</

37、p><p>　　光通信系統(tǒng)可以按照不同的方式進行分類如果按照信號的復用方式來進行分類可分為頻分復用系統(tǒng)FDM-Frequency Division Multiplexing、時分復用系統(tǒng)TDM-Time Division Multiplexing、波分復用系統(tǒng)WDM Wavelength Division Multiplexing和空分復用系統(tǒng)SDM-Space Division Multiplexing。傳統(tǒng)的光纖

38、傳輸一般在一個波長信道上進行，如果忽略激光器的線寬和啁啾效應，則對應1550nm處的高斯脈沖，即使采用光時分復用（OTDM）技術(shù)使信號速率達100Gbit/s，其所用帶寬也僅為光纖帶寬的一小部分，考慮到EDFA技術(shù)可以在1550nm的光纖低損耗窗口約35nm寬度的窗口提供增益，為了利用這些資源，采用光學分光元件分離波長，利用了一根光纖同時傳輸多個不同波長的光載波的特點，把光纖可能應用的波長范圍劃分成若干個波段，每個波段作一個獨立的通道傳

39、輸一種預定波長的光信號，光波分復用的實質(zhì)是在光纖上進行光頻分復用OFDM，從而使光纖的傳輸容量大幅度增加。為了區(qū)分以前在1310nm和1550nms所進行波</p><p>　　密集波分復用DWDM-Dense Wavelength Division Multiplexing技術(shù)是利用單模光纖的帶寬以及低損耗的特性采用多個波長作為載波，允許各載波信道在光纖內(nèi)同時傳輸與通用的單信道系統(tǒng)相比密集，ITU-T G.69

40、2建議DWDM 系統(tǒng)的絕對參考頻率為193.1THz，對應的波長為1552.52nm。不同波長的頻率間隔應為100GHz的整數(shù)倍，對應波長間隔約為0.8nm的整數(shù)倍。DWDM不僅極大地提高了網(wǎng)絡系統(tǒng)的通信容量，充分利用了光纖的帶寬，而且它具有擴容簡單和性能可靠等諸多優(yōu)點，特別是它可以直接接入多種業(yè)務更使得它的應用前景十分光明。</p><p>　　1999年Nortel北電公司在Telecom'99上宣布

41、總?cè)萘?.4Tbit/s的最高記錄。但這兩個記錄剛剛宣布不久，在11月份的新發(fā)明展示會上，Lucent宣布實現(xiàn)了DWDM16Tbit/s的傳輸實驗記錄。而近幾年來波分復用系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展十分迅猛，目前1.6Tbit/s的波分復用WDM系統(tǒng)已經(jīng)開始大量商用，2001年日本NEC和法國阿爾卡特公司分別在100km距離上實現(xiàn)了總?cè)萘繛?0.9Tbit/s(273×40Gbit/s)和總?cè)萘繛?0.2Tbit/s(256×40G

42、bit/s)的傳輸容量記錄，北電又宣布將在2001年提供能在一根光纖上傳輸64Tb／S的DWDM商用系統(tǒng)。此系統(tǒng)最初將可以從40到80Gb／S向上進行擴展，最高達到64Tb／S。此系統(tǒng)使得北電在Teecom 99上獨占光通信的鰲頭。這幾年，光傳輸系統(tǒng)容量基本上在幾十Tbit/s量級徘徊，新記錄主要表現(xiàn)在采用各種不同傳輸新技術(shù)和獲得更長無電中繼距離方面。</p><p>　　2.3 超長距離光纖通信的發(fā)展<

43、/p><p>　　光纖通信自從問世以來，一直向著兩個目標不斷發(fā)展。一是延長中繼距離，二是提高傳輸速率（容量）。光纖的色散、色散斜率、偏振模色散、非線性效應（四波混頻交叉相位調(diào)制等）等性能對超長距離光纖通信提出了新的嚴格要求。由于光纖的吸收和散射會導致光信號的衰減，光纖的色散將使光脈沖發(fā)生畸變，導致誤碼率增高，信號傳輸質(zhì)量降低，限制了通信距離。為了滿足長距離傳輸?shù)男枰?，必須在光纖線路上加入中繼器，以補償光信號的衰減和對

44、畸變信號進行整形。光纖放大器的出現(xiàn)，尤其在拉曼光纖放大器實用之后，為增大無再生中繼距離創(chuàng)造了條件。同時，采用有利于長距離傳送的線路編碼，如RZ或CS-RZ碼；采用FEC、EFEC或SFEC等技術(shù)提高接收靈敏度；用色散補償和PMD補償技術(shù)解決光通道代價和選用合適的光纖及光器件等措施，已經(jīng)可以實現(xiàn)超過STM-64或基于10Gbit/s的DWDM系統(tǒng)，4000km無電再生中繼器的超長距離傳輸。利用光孤子在一定條件（光纖的反常色散區(qū)及脈沖光功率

45、密度足夠大）下，能夠長距離不變形地在光纖中傳輸?shù)奶匦?，完全擺脫了光纖色散對傳輸速率和通信容量的限制，其傳輸容量比當今最好的通信系統(tǒng)高出1~2個數(shù)量級，中繼距離</p><p>　　2.3.1 超長距離傳輸（Ultra long haul，ULH） </p><p>　　OFC-2003報導的最長傳輸距離也是11000km，傳輸容量為3.73Tb/s。另外，OFC-2003報導的最高傳輸速率

46、6.4Tb／s系統(tǒng)的傳輸距離長達3200km。2004年初武漢郵電科學研究院承擔的“863”ULH項目順利通過了863專家組的驗收。此項目是在該院已投入商用的1.6Tb/s DWDM系統(tǒng)的平臺上，實現(xiàn)了在5000多公里實際G.652/655光纖上的ULH傳輸，其中某些關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)應用于國內(nèi)一級干線工程。</p><p>　　2.3.2 拉曼光纖放大器（distributed Raman amplification

47、）</p><p>　　受激拉曼散射（SRS）將一小部分入射光功率轉(zhuǎn)移到頻率比其低的斯托克斯波上；如果一個弱信號與一強泵浦光波同時在光纖中傳輸，并使弱信號波長置于泵浦光的拉曼增益帶寬內(nèi)，弱信號光即可以得到放大。近年來光纖拉曼放大器成為研制開發(fā)的熱點，它具有許多優(yōu)點：（1）增益介質(zhì)為普通傳輸光纖，與光纖系統(tǒng)具有良好的兼容性；（2）增益波長由泵浦光波長決定，不受其它因素的限制，理論上只要泵浦源的波長適當，就可以放大任

48、意波長的信號光；（3）增益高、串擾小、噪聲指數(shù)低、頻譜范圍寬、溫度穩(wěn)定性好。</p><p>　　2.3.3 光孤子（soliton）</p><p>　　孤子又稱孤立波(Solitary wave)，是一種特殊形式的超短脈沖，或者說是一種在傳播過程中形狀、幅度和速度都維持不變的脈沖狀行波。在光纖通信中的頻移時，由于折射率的非線性變化與群色散效應相平衡，光脈沖會形成一種基本孤子--光孤子，

49、光孤子能在光纖中傳播的長時間保持形態(tài)、幅度和速度不變的光脈沖。利用光孤子特性可以實現(xiàn)超長距離、超大容量的光通信。 光孤子通信系統(tǒng)實驗已達到傳輸速率10~20Gbit/s，傳輸距離13000~20000公里的水平。實際的光孤子通信存在許多技術(shù)難題，但目前已取得的突破性進展使我們相信，光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統(tǒng)中廣泛應用。</p><p>　　2.3.4 遙泵技術(shù)（Remot

50、ePump）</p><p>　　遙泵技術(shù)是用于單段長跨距傳輸?shù)膶ｉT技術(shù)，主要解決單長跨距傳輸中信號光的OSNR受限問題。在傳輸光纖的適當位置熔入一段摻鉺光纖，并從單段長跨距傳輸系統(tǒng)的端站（發(fā)射端或接收端）發(fā)送一個高功率泵浦光，經(jīng)過光纖傳輸和合波器后注入鉺纖并激勵鉺離子。信號光在鉺纖內(nèi)部獲得放大，并可顯著提高傳輸光纖的輸出光功率。隨路方式中泵浦光還可對光纖中的信號光進行喇曼放大，進一步增加傳輸距離，并可節(jié)省光纖資

51、源。遙泵技術(shù)通常還可綜合其他新技術(shù)，如光纖有效截面管理、二階喇曼泵浦、兩級遙泵增益區(qū)等。</p><p>　　第3章 多種業(yè)務接入MSTP</p><p>　　3.1 MSTP的應用</p><p>　　多業(yè)務傳送平臺（MSTP）——國外稱為多業(yè)務提供平臺（MSPP）或下一代SONET/SDH——是指基于SDH技術(shù)，同時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務的接入、處

52、理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務節(jié)點，其核心處理仍然是基于SDH VC通道的。MSTP是基礎傳輸網(wǎng)絡順應業(yè)務網(wǎng)發(fā)展需求而提出的綜合解決方案的概念，融合了ITU-T及其他標準化組織定義的多種關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　數(shù)據(jù)業(yè)務的迅速增加，不同的業(yè)務采用不同的組網(wǎng)方式，隨著SDH/DWDM與ATM/IP技術(shù)日趨融合，光傳送網(wǎng)絡必須具備更強的IP、ATM、TDM綜合傳送能力，以承載DSLAM、NGN、3G等新型主業(yè)務

53、。光網(wǎng)絡成為統(tǒng)一的多業(yè)務傳送平臺，在一個物理環(huán)路上同時實現(xiàn)RPR環(huán)、SDH環(huán)、ATM VP環(huán)三個邏輯環(huán)路，提供環(huán)網(wǎng)帶寬共享,實現(xiàn)全環(huán)網(wǎng)帶寬統(tǒng)計復用。</p><p>　　數(shù)據(jù)網(wǎng)需要MSTP提供更高等級的以太網(wǎng)業(yè)務來滿足高級別大客戶專線的需要；數(shù)據(jù)網(wǎng)需要MSTP提供端到端的全業(yè)務覆蓋，而這種覆蓋可以通過MSTP的基礎SDH已經(jīng)具備或者即將具備的全覆蓋來實現(xiàn)；數(shù)據(jù)網(wǎng)需要MSTP提供末梢遠距離組網(wǎng)和安全保證?；趶V覆蓋

54、的SDH網(wǎng)絡的MSTP技術(shù)（在運營商已經(jīng)存在密度比較大的SDH網(wǎng)上，增加單板可以直接升級到MSTP）能夠提供更快捷和可靠的端到端延伸，顯然是一種完善當前數(shù)據(jù)網(wǎng)絡延伸層的一個好方法。</p><p>　　3.2 MSTP的發(fā)展</p><p>　　MSTP不是一種新的技術(shù)，從出現(xiàn)到現(xiàn)在已有5、6年的歷史，并一直處于不斷發(fā)展完善之中，到目前也尚未形成完善的MSTP國際化標準。MSTP技術(shù)的發(fā)

55、展主要體現(xiàn)在對以太網(wǎng)業(yè)務的支持上，以太網(wǎng)新業(yè)務的QoS要求推動著MSTP的發(fā)展。一般認為，MSTP技術(shù)發(fā)展可以劃分為三個階段?！　〉谝淮鶰STP的特點是提供以太網(wǎng)點到點透傳。它是將以太網(wǎng)信號直接映射到SDH的虛容器（VC）中進行點到點傳送。在提供以太網(wǎng)透傳租線業(yè)務時，由于業(yè)務粒度受限于VC，一般最小為2Mb/s，因此，第一代MSTP還不能提供不同以太網(wǎng)業(yè)務的QoS區(qū)分、流量控制、多個以太網(wǎng)業(yè)務流的統(tǒng)計復用和帶寬共享以及以太網(wǎng)業(yè)務層的保

56、護等功能?！　〉诙鶰STP的特點是支持以太網(wǎng)二層交換。相對于第一代MSTP，第二代MSTP作了許多改進，它可提供基于802.3x的流量控制、多用戶隔離和VLAN劃分、基于STP的以太網(wǎng)業(yè)務層保護以及基于802.1p的優(yōu)先級轉(zhuǎn)發(fā)等多項以太網(wǎng)方面的支持。但是，第二代MSTP仍然存在著許多的不足，比如不能提供良好的QoS支持，業(yè)務帶寬粒度仍然受限于VC，基于STP的業(yè)務層保護時間太慢，VLAN功能也不適合大型城域公</p>

57、<p>　　可以預期，市場對MSTP 的需求將會越來越強勁，傳統(tǒng)SDH將會逐步被MSTP代替。雖然最終MSTP會演化到哪一種版本目前并沒有定論，但其將一統(tǒng)下一代城域光網(wǎng)絡市場似乎已不用懷疑。一方面，MSTP保留了SDH固有的交叉能力和傳統(tǒng)的SDH/PDH業(yè)務接口，繼續(xù)滿足TDM業(yè)務的需求；另一方面，MSTP提供ATM處理、以太網(wǎng)透傳、以太網(wǎng)L2交換、RPR處理、MPLS處理等功能來滿足對數(shù)據(jù)業(yè)務的匯聚、梳理和整合的需求?！　?

58、　　MSTP技術(shù)仍在不斷地發(fā)展完善之中。為了進一步提升以太網(wǎng)業(yè)務的傳送性能，解決各個節(jié)點之間的公平性問題，部分廠商在MSTP中引入了對RPR的支持，即內(nèi)嵌RPR。通過內(nèi)嵌RPR，MSTP可以解決城域網(wǎng)中話音和數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸之間的矛盾，即利用傳統(tǒng)SDH技術(shù)支持TDM業(yè)務的傳輸，而利用RPR技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務的更高效傳輸。不過RPR僅僅支持環(huán)形網(wǎng)絡拓撲，為此部分廠家在MSTP設備中又引入了MPLS技術(shù)，MPLS可以實現(xiàn)環(huán)間業(yè)務調(diào)度，為用戶提供

59、一條端到端虛鏈路連接通道，實現(xiàn)用戶間的資源共享和安全隔離。內(nèi)嵌RPR/MPLS可以更有效地保證業(yè)務QoS分級和帶寬公平性，實現(xiàn)更強的數(shù)據(jù)處理功</p><p>　　第4章 統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理平臺</p><p>　　4.1 統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理平臺</p><p>　　目前網(wǎng)管的狀況是：實行分層分級管理，層次多、設備多（ DXC、ADM、DWDM等設備網(wǎng)管不統(tǒng)一）；網(wǎng)絡擴展

60、性差；不能實現(xiàn)端到端（跨多環(huán)）的保護要求；不能實現(xiàn)實時管理；網(wǎng)絡拓撲的變化不能實時反映到網(wǎng)管。</p><p>　　電信網(wǎng)絡正在朝著綜合化、全球化、智能化、個人化的方向發(fā)展。實現(xiàn)統(tǒng)一的傳輸網(wǎng)監(jiān)控并順利地納入TMN是光纖網(wǎng)發(fā)展的目標之一，而目前的設備不具有這一能力。PDH的網(wǎng)管幀結(jié)構(gòu)中的管理比特少、網(wǎng)管能力差；SDH增強了網(wǎng)管的能力，在幀結(jié)構(gòu)中增加了豐富的管理、維護用開銷比特，因此SDH以其豐富的管理開銷和特有的復

61、用結(jié)構(gòu)為TMN的應用提供了充分的舞臺。然而由于各廠商的信息模型不同，使得不同廠商的網(wǎng)管系統(tǒng)實際上不能互通，其關(guān)鍵在于接口上不可以互通，在短期內(nèi)SDH還不能達到多廠商的運行環(huán)境。WDM系統(tǒng)在操作、管理、維護和配置等功能上都在不斷增強，WDM系統(tǒng)設置了重要的網(wǎng)管監(jiān)控通路，以傳輸WDM系統(tǒng)的網(wǎng)管信息，其網(wǎng)管更接近TMN模式。</p><p>　　統(tǒng)一的網(wǎng)管平臺系統(tǒng)具有以下特性： </p><p>

62、;　　（1）統(tǒng)一的網(wǎng)管平臺；</p><p>　?。?）強大的分層擴展能力和大規(guī)模網(wǎng)絡的管理；</p><p>　?。?）業(yè)務規(guī)劃系統(tǒng)、端到端的業(yè)務配置；</p><p>　?。?）綜合業(yè)務傳送網(wǎng)絡的管理，VPN等多種增值業(yè)務應用；</p><p>　　（5）網(wǎng)絡優(yōu)化工具；</p><p>　　（6）網(wǎng)絡故障分析與定位

63、；</p><p>　?。?）完備的網(wǎng)管安全體系；</p><p>　?。?）強大的日志管理、豐富的運維信息管理系統(tǒng)； </p><p>　?。?）豐富的開放接口；</p><p>　?。?0）多廠家互通能力。</p><p><b>　　4.2 TMN</b></p><p

64、>　　在由多廠商提供的通信網(wǎng)設備(包括網(wǎng)路設備本身和網(wǎng)絡管理系統(tǒng)等)的通信網(wǎng)環(huán)境下,各個網(wǎng)管系統(tǒng)的互連、互通、互操作(即多廠商網(wǎng)管系統(tǒng)兼容性)和網(wǎng)絡設備管理的一致性(也稱為多廠商網(wǎng)路設備兼容性)是實現(xiàn)通信網(wǎng)網(wǎng)絡管理系統(tǒng)建設目標的基礎之一(多廠商網(wǎng)管系統(tǒng)兼容性和多廠商網(wǎng)路設備兼容性在一起被稱為多廠商設備兼容性)。但由于種種原因(包括技術(shù)、市場、歷史等方面),這個問題長期以來未得到滿意的解決。</p><p>

65、　　現(xiàn)在越來越多的國家已經(jīng)認識到多廠商環(huán)境的益處，要想在購買電信設備時做到經(jīng)濟有效，需要網(wǎng)絡設備和操作系統(tǒng)供貨商之間在設備管理方面進行競爭。同時取消電信壟斷(例如通過放松管制)也形成了業(yè)務的競爭并加劇了廠商之間的競爭。為使迅速引進的通信新設備和新技術(shù)可由集中操作中心進行最佳的管理，為數(shù)不多的專家在中心得到集中利用，技術(shù)人員得到計算機化的操作系統(tǒng) (OS)的支持，TMN及其相關(guān)的接口標準都是通信網(wǎng)特別需要的，TMN 成為全球普遍接受的電信

66、網(wǎng)絡管理框架?！　　? </p><p>　　電信管理網(wǎng)TMN（Telecommunications Management Network）由ITU-T提出，現(xiàn)已是全球接受的電信管理框架，且許多其他組織也確認了TMN標準TMN是一系列的標準， TMN是一種開放的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，TMN是一個提供管理型業(yè)務的專業(yè)網(wǎng)，TMN是一種研究和開放網(wǎng)管系統(tǒng)的技術(shù)，TMN提供了網(wǎng)管系統(tǒng)平滑過渡的技術(shù)手段，TMN提供了一種軟件

67、重用的機制。</p><p>　　TU-T TMN標準未來的發(fā)展將在很大程度上受到各方面因素的影響，如新的電信技術(shù)與相關(guān)的管理需求，支持分布式管理的新的計算與通信技術(shù)，以及有關(guān)TMN的論壇及國際組織所從事的活動。TMN標準化工作第4研究組(SG4) I為迎接這種挑戰(zhàn)，SG4采取了一種雙軌策略，即以現(xiàn)有技術(shù)滿足今天的需求，又接納不斷涌現(xiàn)的計算與通信技術(shù)，為明天的需求做準備。這種策略產(chǎn)生的最顯著影響了TMN 的原則與

68、結(jié)構(gòu)、規(guī)范TMN需求與信息模型建立技術(shù)，以及建立信息模型等幾方面。TMN標準核心是在TMN 實體之間的接口上進行信息通信。目前已經(jīng)制定出相當數(shù)量的標準，用來對交換、信令、ISDN、SDH、ATM/BISDN和GSM進行管理。TMN的原則和結(jié)構(gòu)，主要目標是支持多種通信技術(shù)，尤其是分布式管理模式。未來TMN標準規(guī)范的發(fā)展將取決于ITUT與其它論壇和國際組織(如網(wǎng)管論壇、ATM論壇和對象管理組織等)的伙伴關(guān)系， 以及分布處理概念和計算機技術(shù)

69、?！?lt;/p><p>　　第5章 網(wǎng)絡保護機制和傳輸體制</p><p>　　5.1 網(wǎng)絡保護機制</p><p>　　現(xiàn)在的社會對信息的依賴性越來越強，通信網(wǎng)絡一旦出錯或失效，將會給社會造成極大的損失，因此要確保網(wǎng)絡的生存性。網(wǎng)絡生存性泛指網(wǎng)絡在經(jīng)受各種故障、甚至災難性大故障后仍能維持可接受的業(yè)務質(zhì)量的能力，它屬于網(wǎng)絡完整性的一部分。保護機制是指采用預先規(guī)劃的方法

70、分配網(wǎng)絡資源，用硬件冗余的辦法來保證網(wǎng)絡對故障的恢復，故失效恢復時間短。在光纖通信中，多種網(wǎng)絡保護方式并存，網(wǎng)絡保護的方式可以分為兩大類，即：路徑保護和子網(wǎng)連接保護。路徑保護包括線性系統(tǒng)的復用段保護、環(huán)網(wǎng)的復用段保護和環(huán)網(wǎng)的通道保護等等，都已得到了廣泛的應用。但子網(wǎng)連接保護（SNCP：Sub-network Connection Protection）更具組網(wǎng)靈活的特點，再加上各設備廠家對該保護方式都在不斷地完善，因而也正在得到越來越多

71、的關(guān)注。</p><p>　　5.1.1通道保護PP(Path Protection) </p><p>　　通道保護環(huán)的業(yè)務保護是以通道為基礎的，是否進行保護倒換要根據(jù)出、入環(huán)的個別通道信號質(zhì)量的優(yōu)劣來決定。通道保護環(huán)一般采用1+1保護方式，即工作通道與保護通道在發(fā)送端永久性地橋接在一起，接收端則從中選取質(zhì)量好的信號作為工作信號。在進行通道保護倒換時只需在接收端把開關(guān)從工作通道倒換到保護

72、通道上，所以不需要使用APS倒換協(xié)議,其保護倒換時間小于50ms。常用的通道保護環(huán)有二纖單向通道保護環(huán)和二纖雙向通道保護環(huán)兩種。 5.1.2復用段保護MSP (Multiplex Section Protection) </p><p>　　復用段共享保護環(huán)的工作通道傳送業(yè)務，其保護通道則留作業(yè)務信號的保護之用，復用段共享保護環(huán)需要使用APS協(xié)議,其保護倒換時間為50ms，分為二纖雙向復用段共享保護環(huán)和四纖雙向

73、復用段共享保護環(huán)兩種保護方式。復用段共享保護環(huán)多用于STM-16和STM-64干線網(wǎng)以及中繼網(wǎng)。它的主要優(yōu)點是：在業(yè)務量呈均勻分布的情況下有些容量可重復利用,這種情況下，同樣的保護容量適用于不同的故障情況,故復用段共享保護環(huán)保護方式能提供高容量使用效率。另一方面,復用段共享保護環(huán)只能用于環(huán)形網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，而且節(jié)點數(shù)最多不能超過16個，同時網(wǎng)絡中環(huán)的容量用滿時，就要增加一個新環(huán)。目前，復用段共享保護環(huán)已被確定用來保護環(huán)上的所有傳輸容量。

74、5.1.3子網(wǎng)連接保護SNCP (SubNetwork Connection Protection)</p><p>　　子網(wǎng)連接保護是指對某一子網(wǎng)連接預先安排專用的保護路由，這樣一旦子網(wǎng)發(fā)生故障,專用保護路由便取代子網(wǎng)擔當在整個網(wǎng)絡中的傳送任務。是ITU-T建議中的一個保護功能，采用1＋1單端倒換的保護設置，主要用于實現(xiàn)對跨子網(wǎng)業(yè)務的進行保護，舉用雙發(fā)選收的特點，不需協(xié)議，保護的所有監(jiān)測、倒換動作都是單站完成

75、，具有很大的靈活性和穩(wěn)定性?？梢蕴峁┉h(huán)帶鏈，環(huán)相切，環(huán)相交，兩環(huán)DNI連接防節(jié)點失效等組網(wǎng)形式的保護。子網(wǎng)連接保護（SNCP）是唯一的可適用各種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)且倒換速度快的業(yè)務保護方式，是一種專用的保護機理，可用于任何物理結(jié)構(gòu)（如網(wǎng)狀網(wǎng)、環(huán)、或混合結(jié)構(gòu)）的電信傳輸網(wǎng)及分層中的任何通道層，可以作為保護通道的一部分，也可作為整個端到端的通道。子網(wǎng)連接保護包括利用固有監(jiān)測的子網(wǎng)連接保護（SNC/I）和利用非介入式監(jiān)測的子網(wǎng)連接保護（SNC/N）

76、。固有監(jiān)測是指利用網(wǎng)絡的固有可用信息如連接狀態(tài)、性能數(shù)據(jù)等,來間接地檢測連接情況,能防止服務層故障。非介入式監(jiān)測是指利用對原來特征信息的只聽監(jiān)測（非介入）來直接地監(jiān)測連接情況,能防止連接性故障。</p><p>　　5.1.4 雙節(jié)點互聯(lián)保護DNI（double network internal）</p><p>　　環(huán)網(wǎng)間的環(huán)間互通業(yè)務可分為SNI（單節(jié)點互通連接）方式和DNI（雙節(jié)點互

77、通連接）方式，對于前者，可以采用線路保護的方式對其進行保護，但這種方式只能對光纖和光發(fā)送/接收端口進行保護，在互通節(jié)點失效的情況下無法進行保護。在后一種方式下，G.842建議對環(huán)間業(yè)務的保護方式作出了具體的規(guī)定，由于該建議規(guī)定了一個環(huán)上的兩個互通節(jié)點分別在復用段共享環(huán)和通道環(huán)工作方式下的保護方式，因此采用該建議規(guī)定的保護方式，可實現(xiàn)不同廠家設備、不同保護方式組成的兩個環(huán)網(wǎng)間互通業(yè)務的保護，且對光纖失效、節(jié)點失效均可進行保護。</p

78、><p><b>　　5.1.5 虛擬環(huán)</b></p><p>　　共享光路，就是低速環(huán)網(wǎng)借用高速環(huán)網(wǎng)的物理通道作為自己的邏輯通道來實現(xiàn)邏輯上的業(yè)務成環(huán)。設備引入邏輯子系統(tǒng)，采用專有的共享光纖虛擬路徑保護技術(shù)，可將一根物理光纖等效為多根邏輯光纖，在一根光纖中可同時支持多種保護方式，支持上述保護方式在同一光纖上組合，保護級別可按VC-12或VC-4級別設置，實現(xiàn)業(yè)務分類保

79、護和復雜網(wǎng)絡的保護。</p><p>　　5.2 SDH/SONET體制</p><p>　　光同步數(shù)字體系是90年代發(fā)展起來的新一代通信體制。傳統(tǒng)的光纖通信是以準同步傳輸體制（PDH）為基礎的，隨著網(wǎng)絡日趨復雜和龐大，以及用戶要求的日益提高，這種傳輸體制暴露出一系列不可避免的內(nèi)在缺點，一種有機地結(jié)合高速大容量光纖傳輸技術(shù)和智能網(wǎng)元技術(shù)的新傳輸體制——光同步傳送網(wǎng)應運而生。在1985年，

80、Bellcore提出SONET(Synchronous Optical Network同步光纖網(wǎng))標準，美國國家標準協(xié)會（ANSI）通過 一系列有關(guān)SONET標準。1988年,國際電報電話咨詢委員會CCITT（現(xiàn)改為國際電信聯(lián)盟標準部ITU-T）在接受SONET概念的基礎上，制定了SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字系列)標準,使之成為不僅適于光纖也適于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制,與SONET有

81、細微差別。 SDH/SONET定義了一組在光纖上傳輸光信號的速率和格式,通常統(tǒng)稱為光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)，是寬帶綜合數(shù)字網(wǎng)B-ISDN的基礎之一。SDH/SONET采用TDM技術(shù)，是同步系統(tǒng),由主時鐘控制，精度10-9)。兩者都用于骨干網(wǎng)傳輸。是對沿襲應用的準同步數(shù)字系</p><p>　　同步傳輸技術(shù)體制一誕生就獲得了廣泛的支持，年銷售額已超過70億美元。SONET多用于北美和日本，SDH多用于中國和歐洲，我國也已成

82、為世界SDH大國。原來一直沿用北美SONET體制的我國周邊國家和地區(qū)，象日本、韓國、臺灣也先后決定從SONET體制轉(zhuǎn)向SDH體制。</p><p>　　SDH/SONET是電信網(wǎng)的主導傳送體制。然而，由于WDM的出現(xiàn)和發(fā)展，SDH的作用和角色有了很大轉(zhuǎn)變。在長途干線網(wǎng)上，SDH的作用已經(jīng)降低為WDM層的客戶層，其角色正開始向網(wǎng)絡邊緣轉(zhuǎn)移。鑒于網(wǎng)絡邊緣復雜的客戶層信號特點，SDH必須從純傳送網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭魉途W(wǎng)和業(yè)務網(wǎng)一

83、體化的多業(yè)務平臺，即融合的多業(yè)務節(jié)點。其出發(fā)點是充分利用大家所信任的SDH技術(shù)，特別是其保護恢復能力和確保的延時性能，加以改造以適應多業(yè)務應用，支持層2乃至層3的數(shù)據(jù)智能，構(gòu)成業(yè)務層和傳送層一體化的多業(yè)務傳送平臺(MSTP)。 近幾年，隨著網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)業(yè)務份量的持續(xù)加重，SDH/SONET多業(yè)務平臺正逐漸從簡單地支持數(shù)據(jù)業(yè)務的固定封裝和透傳的方式向更加靈活有效支持數(shù)據(jù)業(yè)務的下一代SDH系統(tǒng)演進和發(fā)展。最新的發(fā)展是支持集成通用組幀

84、程序(GFP)、鏈路容量調(diào)節(jié)方案(LCAS)和自動交換光網(wǎng)絡(ASON)標準。 5.2.1 GFP </p><p>　　是一種可以透明地將各種數(shù)據(jù)信號封裝進現(xiàn)有網(wǎng)絡的通用標準信號適配映射技術(shù)，簡單靈活，開銷低，效率高，有利于多廠家設備互聯(lián)互通，能夠?qū)τ脩魯?shù)據(jù)實施統(tǒng)計復用，還有QoS機制。此外，利用簡化任意字節(jié)塊每次的處理過程，GFP降低了對數(shù)據(jù)鏈路映射和去映射過程的處理要求。利用現(xiàn)代光通信的低誤碼特性，G

85、FP還進一步降低了接收機實施復雜性、設備尺寸和成本，使GFP特別適合于高速傳輸鏈路應用，例如點到點SDH鏈路、OTN中的波長通路以及暗光纖應用。 5.2.2 LCAS </p><p>　　定義了一種可以平滑地改變傳送網(wǎng)中虛級聯(lián)信號帶寬的方法，以自動適應有效業(yè)務帶寬，信令傳輸由普通的SDH網(wǎng)元和網(wǎng)管系統(tǒng)完成。采用LCAS的最大優(yōu)點在于有效凈負荷可以自動映射到可用的VC上，這意味著帶寬的調(diào)整是連續(xù)的，不僅提高

86、了帶寬指配速度，對業(yè)務無損傷，而且當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)帶寬，無須人工介入，還可以在保證服務質(zhì)量的前提下明顯提高網(wǎng)絡利用率。 </p><p>　　5.2.3 ASON </p><p>　　可以動態(tài)地實施連接建立和管理，使網(wǎng)絡具有自動選路和指配功能。若下一代的SDH多業(yè)務平臺能將上述VC級聯(lián)，GFP，LCAS和ASON幾種標準功能集成在一起，再配合核心智能光網(wǎng)絡的自動選

87、路和指配功能，則不僅能大大增強自身靈活有效支持數(shù)據(jù)業(yè)務的能力，而且可以將核心智能光網(wǎng)絡的智能擴展到網(wǎng)絡邊緣，增強網(wǎng)絡的智能范圍和效率。 </p><p>　　第6章 通信網(wǎng)絡向智能化、全光化發(fā)展</p><p>　　6.1 智能化光網(wǎng)絡</p><p>　　多年來，智能化的光傳輸技術(shù)一直為業(yè)內(nèi)人士所關(guān)注，希望通過構(gòu)建智能化的光傳輸網(wǎng)絡來解決兩個方面的問題；1、傳統(tǒng)

88、網(wǎng)絡難以適應網(wǎng)上快速增長的數(shù)據(jù)業(yè)務所具有的不可預見性，實現(xiàn)網(wǎng)絡帶寬的動態(tài)分配；2、傳統(tǒng)光傳輸網(wǎng)主要依靠人工配置網(wǎng)絡連接，耗時費力且難以適應現(xiàn)代網(wǎng)絡拓展新業(yè)務的需要。</p><p>　　自動交換光網(wǎng)絡，也被稱為智能光網(wǎng)絡，在ITU-T的標準中，指通過引入控制層面，使網(wǎng)絡具有自動的連接建立和修改功能，以及提供連接恢復能力的光傳送網(wǎng)絡。控制層面本身能夠支持不同的技術(shù)，不同的業(yè)務需求以及不同的功能組合。ITU-T的標準

89、把與底層無關(guān)的智能傳送網(wǎng)絡稱為自動交換傳送網(wǎng)（ASTN），而底層為光傳送網(wǎng)(OTN)的ASTN稱為自動交換光網(wǎng)絡（ASON）。</p><p>　　ASON的優(yōu)點是智能，是“自動交換”。呼叫控制器、連接控制器、路由控制器、協(xié)議控制器、策略控制器、鏈路資源管理器、發(fā)現(xiàn)代理以及終結(jié)適配器等構(gòu)件等，各種控制器件嚴格分工協(xié)同工作，共同完成智能化控制功能。分布在各站點的控制單元之間通過I-NNI或E-NNI協(xié)議通信，迅捷地

90、建立連接通道，實時地為業(yè)務層網(wǎng)絡建立承載通路。對建立的通路隨時釋放和拆除，或在故障情況下倒換到新的連接通路。對于網(wǎng)管系統(tǒng)來講，兩個平面都要管理，由于增設了智能的控制層面，所以網(wǎng)管系統(tǒng)五大管理功能之一的“配置管理”可以大大弱化。</p><p>　　智能光網(wǎng)絡的應用使光網(wǎng)絡從僅提供傳輸通道變?yōu)樘峁┕鈽I(yè)務解決方案。從而能提供多種高質(zhì)量的帶寬應用與服務。包括：</p><p>　　1、OVPN

91、；?2、業(yè)務SLA；3、流量工程；4、帶寬出租、帶寬批發(fā)、 帶寬貿(mào)易、實時計費；5、分布式恢復；6、SPC(軟永久連接)/SC(交換連接)/PC（永久連接）</p><p>　　6.1.1光虛擬專用網(wǎng)OVPN 　</p><p>　　使運營商將光網(wǎng)絡分成多塊提供給多個客戶，并且提供監(jiān)控功能，提供更具靈活性和多功能的波長業(yè)務，具有共享的經(jīng)濟性、靈活性、可靠性、安全性和可擴展性等優(yōu)異特征。

92、運營商的客戶將有能力控制自己的光網(wǎng)絡資源。OVPN業(yè)務基于用戶接口，業(yè)務基本單元是一對用戶邊緣設備（CE）之間的一個光連接或者時分復用（TMD）連接；一個用戶接口可連接到多個遠端CE接口。同一CE接口中的多個通道共享相同的特征參數(shù)，而不同CE接口中的通道特征參數(shù)不必相同。用戶側(cè)具有： 獨立的地址機制，受限連接機制，按需連接機制，靈活的控制機制等特點。 </p><p>　　6.1.2服務等級協(xié)定(SLA) <

93、;/p><p>　　解決用戶和服務提供商之間有關(guān)保證服務質(zhì)量的問題，是服務提供商和用戶雙方之間，在服務品質(zhì)、優(yōu)先權(quán)和責任義務等方面達成的協(xié)議，是一種電信服務評估標準。通過實際的系統(tǒng)應用使用戶明確自己的需求，幫助服務提供商了解用戶需求及用戶使用網(wǎng)絡的情況，從而制訂相應的服務質(zhì)量管理發(fā)展規(guī)劃，優(yōu)化服務，提升核心競爭力。通用的SLA管理系統(tǒng)功能框架由SLA數(shù)據(jù)管理、SLA問題管理和SLA管理3個部分組成。</p>

94、;<p>　　6.1.3流量工程 </p><p>　　將業(yè)務流映射到網(wǎng)絡的物理拓撲上的任務被稱作流量工程。流量工程可以平衡網(wǎng)絡中不同的鏈路、路由器和交換機之間業(yè)務負荷，有效利用整個網(wǎng)絡的資源。未來的網(wǎng)絡流量工程結(jié)構(gòu)最新的技術(shù)發(fā)展使Internet骨干網(wǎng)路由器具有高速鏈路接口和優(yōu)良的交換轉(zhuǎn)發(fā)性能，使得基于路由器的核心網(wǎng)用一套設備即可實現(xiàn)流量工程的功能。目前最有希望的技術(shù)是多協(xié)議標記交換（MPLS，

95、Multi-Protocol Label Switch）技術(shù)。MPLS的流量工程結(jié)構(gòu)包括4個基本組成部分：包轉(zhuǎn)發(fā)單元、信息發(fā)布單元、路徑選擇單元和信令單元。6.1.4 分布式恢復 </p><p>　　網(wǎng)絡規(guī)模的增大和復雜程度的提高給現(xiàn)有的集中式故障恢復策略的實施帶來了困難,而分布式恢復策略可以有效地減少網(wǎng)絡規(guī)模與故障恢復之間的相關(guān)性，業(yè)務的恢復可獨立于中心網(wǎng)管，在設備層完成，因而恢復速度更快，代表今后的發(fā)

96、展方向?，F(xiàn)有的分布式網(wǎng)絡恢復協(xié)議除了Grover的SHN（自愈網(wǎng)）算法，還有Bellcore的FITNESS對算法、RREACT算法、Komine算法、雙向算法和Trans算法等， </p><p>　　6.1.5 SPC(軟永久連接)/SC(交換連接)/PC（永久連接）　　</p><p>　　PC和SPC連接都是由管理平面發(fā)起的對連接的管理。PC和SPC的區(qū)別在于光網(wǎng)絡內(nèi)建立連接是利用

97、網(wǎng)管命令還是實時信令，這兩種方式都是由運營商發(fā)起建立的業(yè)務連接。SC連接通過UNI信令接口發(fā)起，用戶的業(yè)務請求通過控制平面（包括信令代理）的UNI發(fā)送給運營商，即由用戶直接發(fā)起建立業(yè)務連接?！　?lt;/p><p>　　6.2 全光網(wǎng)絡的發(fā)展</p><p>　　在骨干網(wǎng)容量不斷擴充，DWDM系統(tǒng)迅速普及應用的驅(qū)動下，光網(wǎng)絡市場出現(xiàn)了巨大的變化。光網(wǎng)絡的規(guī)模在迅速擴展， 光傳送網(wǎng)的角色從原來

98、的大容量帶寬傳送轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┒说蕉说姆者B接。網(wǎng)絡運營商需要比現(xiàn)有光網(wǎng)絡技術(shù)更有效和更經(jīng)濟的手段來管理這樣的多波長網(wǎng)絡，如何支持大規(guī)模的網(wǎng)絡是設計自動全光網(wǎng)絡的主要目的，全光網(wǎng)絡面臨的挑戰(zhàn)是如何把相對粗顆粒的WDM技術(shù)和光交換能力的優(yōu)勢結(jié)合起來，形成一個大吞吐量的光網(wǎng)絡平臺以有效地支持分組業(yè)務。設備供應商提供的方案涵蓋了從超長距離DWDM傳輸方案到光交叉系統(tǒng)方案的解決方案, 這些方案共同的價值趨向是為運營商提供光層網(wǎng)絡的動態(tài)管理，快速地提

99、供光層業(yè)務并降低運營成本。運營商在逐漸改變他們的網(wǎng)絡以更好地適應電信業(yè)務從電路交換到分組交換的轉(zhuǎn)變，光層網(wǎng)絡既完成傳輸功能也完成交換功能的需求更迫切。新公網(wǎng)的目的是建立一個透明的光層網(wǎng)絡，在光域能夠容易地實現(xiàn)對傳送信號的管理,減少對信號的處理和解釋，從而提高高帶寬網(wǎng)絡的可靠性和可恢復性。</p><p>　　光的分插復用器（OADM）和光的交叉連接設備（OXC）研制成功，即能直接在光路上對不同波長的信號實現(xiàn)上下和

100、交叉連接功能。實現(xiàn)全光聯(lián)網(wǎng)的基本目的是：實現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡（一對光纖達80～320Gb／s）；實現(xiàn)網(wǎng)絡擴展性，允許網(wǎng)絡的節(jié)點數(shù)和業(yè)務量不斷增長；實現(xiàn)網(wǎng)絡可重構(gòu)性，達到靈活重組網(wǎng)絡的目的；實現(xiàn)網(wǎng)絡的透明性，允許互連任何系統(tǒng)和制式的信號；實現(xiàn)快速網(wǎng)絡恢復，恢復時間可達100ms。鑒于全光聯(lián)網(wǎng)具有上述潛在的巨大優(yōu)勢，發(fā)達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研，特別是美國國防部預研局（DARPA）資助了一系列全光聯(lián)網(wǎng)項目。全光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼S

101、DH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一次新的光通信發(fā)展高潮，建設一個最大透明的、高度靈活的和超大容量的國家骨干光網(wǎng)絡不僅可以為未來的國家信息基礎設施（NIl）奠定一個堅實的物理基礎，而且也對我國的信息產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的騰飛以及國家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。 </p><p>　　6.3 全光網(wǎng)絡的組成 </p><p>　　隨著光網(wǎng)絡需求和技術(shù)的發(fā)展，全光網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)從功能上將由兩層組成：光核心網(wǎng)絡和光

102、邊緣網(wǎng)絡。光核心網(wǎng)絡主要由以下網(wǎng)絡單元組成：光傳送系統(tǒng)，混合ADM/寬帶數(shù)字交叉連接系統(tǒng)，光分插復用器（OADM）和光交叉連接器（OXC），智能光交換系統(tǒng)，太比特路由器。光傳送系統(tǒng)通過光纖分離的光通道傳送多種信號；混合ADM/寬帶數(shù)字交叉連接系統(tǒng)存在于邊緣網(wǎng)絡和核心網(wǎng)絡的邊界，是寬帶數(shù)字交叉連接和SDH的集成,但增加了TDM和包交換/疏導的功能，提供SONET/SDH層到光層的直接過渡；光網(wǎng)絡中的光分插復用器（OADM）和光交叉連接器（

103、OXC）節(jié)點直接分插交叉光通道，無須進行信號的光電轉(zhuǎn)換，在基于DWDM的網(wǎng)絡激增的年代，消除了帶寬瓶頸，容量可望大幅度擴展，隨之帶來的透明性還可以使其支持各種客戶層信號，功耗較小，具有更長遠的技術(shù)壽命；智能光交換系統(tǒng)作為一種網(wǎng)絡單元，把光交換器件的功能和SDH ADM、寬帶數(shù)字交叉連接系統(tǒng)和數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的部分特征結(jié)合在一起，用于運營商骨干網(wǎng)絡的主要節(jié)點。光邊緣網(wǎng)絡中DWDM的作用是提供業(yè)務層到光層的橋梁。</p><