用戶名:
密碼:
驗證碼:
光網絡的發(fā)展與挑戰(zhàn)
訊石光通訊網 發(fā)布時間:2006/10/18 9:15:13 編者:ICCSZ
摘要：
從光纖通信技術本身的發(fā)展看，光網絡是當前最活躍的領域。然而，所謂“光網絡”不是一個嚴格意義上的技術術語，而是一個通俗用語。&nbs
從光纖通信技術本身的發(fā)展看，光網絡是當前最活躍的領域。然而，所謂“光網絡”不是一個嚴格意義上的技術術語，而是一個通俗用語。
OTN的優(yōu)劣勢
相對傳統(tǒng)SDH而言，ITU-T所定義的OTN的主要優(yōu)勢在于：
* 具備更強的前向糾錯（FEC）能力。OTN的帶外FEC比SDH的帶內FEC可以改進糾錯能力3～7dB；
* 具有多級串聯(lián)連接監(jiān)視（TCM）功能。監(jiān)視連接可以是嵌套式、重疊式和/或級聯(lián)式，而SDH只允許單級；
* 支持客戶信號的透明傳送。SDH只能支持單一的SDH客戶信號，而OTN可以透明支持所有客戶信號；
* 交換能力上的擴展性。SDH主要分兩個交換級別，即2Mbit/s和155Mbit/s。而OTN可以隨著線路速率的增加而增加任意級別的交換速率，與具體每個波長信號的比特率無關。
然而，OTN的主要不足之處是缺乏細帶寬粒度上的性能監(jiān)測和故障管理能力，對于速率要求不高的網絡應用經濟性不佳。另外，由于現(xiàn)有SDH光網絡已經能夠基本應付應用需要，廠家開發(fā)新一代光網絡產品的驅動力不足，目前尚無成熟產品可用，市場窗口是較窄的。
全光OXC的發(fā)展
從實現(xiàn)技術上看，OXC可以劃分為兩大類，即采用電交叉矩陣的OXC（有時簡稱OEO方式或電OXC）和采用純光交叉矩陣的OXC（有時簡稱OOO方式或全光OXC）。采用OEO方式處理可以比較容易地實現(xiàn)信號質量監(jiān)控和消除傳輸損傷，網管比較成熟，容量不是很大時成本較低，與現(xiàn)有線路技術兼容，更重要的是可以對小于整個波長的帶寬進行處理和調配，符合近期市場的容量需要。然而其擴容主要是通過持續(xù)的半導體芯片密度和性能的改進來實現(xiàn)的，由于系統(tǒng)的復雜性，無法跟上網絡傳輸鏈路容量的增長速度。最后，這類系統(tǒng)通常體積大、功耗大、容量很大時成本較高。
另一方面，采用光交叉矩陣的OXC省去了光電轉換環(huán)節(jié)，不僅節(jié)約了大量光電轉換接口，而且由于純光消除了帶寬瓶頸，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，有更高效的多端口交換能力，具有更長遠的技術壽命。從端口成本和功耗看，這類設備也比采用OEO的OXC要低。但是，這類設備可以交換的帶寬粒度至少是整個波長，因此即使只有少量的附加帶寬需求也必須提供整個波長，不經濟。其次，為了引入全光交換機，可能必須更新改造已有線路系統(tǒng)。第三，在光域實現(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成的，而目前所有線路均衡方法都是專用的，涉及的相關因素很多，這些因素高度相關且互相依賴，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狀網中快速動態(tài)地實施波長選路，將會導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)還無法以標準化的方式快速動態(tài)地實現(xiàn)網絡均衡。
向ASON演進
盡管OXC已具有靈活組網能力，但傳統(tǒng)意義上的OXC僅僅具有靜態(tài)網絡配置能力，缺乏自動聯(lián)網智能和端到端的點擊配置能力，因此無法適應日益動態(tài)的網絡和業(yè)務環(huán)境，也不解決傳統(tǒng)網絡的結構問題。隨著IP業(yè)務成為網絡的主要業(yè)務量后，對網絡帶寬的動態(tài)分配要求將越來越迫切，網絡最終需要實時動態(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絡連接的新型網絡概念——自動交換光網絡（ASON）技術應運而生。
ASON所帶來的主要好處有：簡化了網絡結構和節(jié)點結構，允許將網絡資源動態(tài)分配給路由，優(yōu)化了網絡資源分配，提高了帶寬利用率，降低了建網初始成本，還縮短了業(yè)務層升級擴容時間，間接增加了業(yè)務層節(jié)點的流量負荷；簡化了運行，實現(xiàn)了規(guī)劃、業(yè)務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)務恢復能力；快速的業(yè)務提供和拓展；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，諸如按需帶寬業(yè)務（BOD）、分級的帶寬業(yè)務、動態(tài)波長分配租用業(yè)務、光層虛擬專用網（OVPN）等等。
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)務量的持續(xù)高速發(fā)展和專線業(yè)務的穩(wěn)步發(fā)展，以及網絡容量的相對寬余和競爭的加劇，傳送網向動態(tài)聯(lián)網的ASON的發(fā)展已經提到日程上來，建設一個大容量的高度靈活、動態(tài)、可靠的傳送網已經成為我國傳送網轉型的關鍵和下一步發(fā)展的重點。
城域網的發(fā)展與挑戰(zhàn)
核心網問題基本解決后，城域接入網正成為全網的帶寬和業(yè)務提供瓶頸，也將成為最大的市場機遇。解決此問題可以有多種技術手段，但最基本的是兩類：一是改進以太網，并擴展至公用城域網。二是強化SDH，擴展至網絡邊緣并支持數(shù)據(jù)業(yè)務——建立多業(yè)務傳送平臺（MSTP）。
近來，電信級以太網的發(fā)展很快，一些最新的技術解決方案已經接近解決或部分解決了Qos，安全以及管理等問題，已能提供多種業(yè)務，具有一定的QoS能力和網管能力，具備較高的生存性，不少技術已能提供50ms的快速保護倒換時間，有些技術還采用了數(shù)字包封器，利用前向糾錯（FEC）和同步技術來改進系統(tǒng)性能，延伸傳輸距離。簡言之，一些新型電信級以太網技術正逐漸具備公用電信網所要求的必備功能和性能。除了大家比較熟悉的傳統(tǒng)以太網技術的擴展和增強技術，例如Q in Q（SVLAN）外，各種標準化組織和廠家開發(fā)了很多新型電信級以太網技術，諸如彈性分組環(huán)（RPR）、多業(yè)務環(huán)（MSR）、MAC in MAC封裝、以太網環(huán)保護（ERP）、虛擬專用局域網業(yè)務（VPLS），等等。可以預計，隨著網絡中IP/以太網業(yè)務量的日益增加以及基于以太網技術的新型解決方案的不斷出現(xiàn)，電信級以太網多業(yè)務平臺在城域網中的應用將會越來越多。
隨著技術的進展和業(yè)務的發(fā)展，WDM技術正從長途傳輸領域向城域網領域擴展。適用于城域網領域的WDM系統(tǒng)稱為城域網WDM系統(tǒng)，其主要特點和要求可以歸結如下：
首先，低成本是城域網WDM系統(tǒng)最重要的特點，特別是按每波長計其成本必須明顯低于長途網用的WDM系統(tǒng)。幸運的是由于城域網范圍傳輸距離通常不超過100km，因而長途網必須用的外調制器和光放大器可以不必使用，從而減少了分波器和合波器的復雜性，光放大段的設計僅僅是光損耗的設計，十分簡單明了。最后，由于沒有光放大器，波長數(shù)的增加和擴展也不再受光放大器頻帶的限制，可以容許使用波長間隔較寬、波長精度和穩(wěn)定度要求較低的光源、合波器、分波器和其它元件，使元器件特別是無源器件的成本大幅度下降，降低了整個系統(tǒng)的成本。
然而，盡管目前城域WDM系統(tǒng)的成本已明顯低于長途網WDM系統(tǒng)，但其成本仍然較高。為了進一步降低城域WDM多業(yè)務平臺的成本，出現(xiàn)了粗波分復用（CWDM）的概念。這種系統(tǒng)的典型波長組合有三種，即4、8和16個，波長通路間隔達20nm之寬，濾波器通帶寬度約13nm，允許波長漂移6.5nm，大大降低了對激光器的要求。此外，由于CWDM系統(tǒng)對激光器的波長精度要求很低，無須致冷器和波長縮定器，不僅功耗低、尺寸小，而且其封裝可以用簡單的同軸結構，比傳統(tǒng)碟型封裝成本低，激光器模塊的總成本可以減少三分之二。從濾波器角度看，以典型的100GHz間隔的介質薄膜濾波器為例，需要150層鍍膜，而20nm間隔的CWDM濾波器只需要50層鍍膜即可，其成品率和成本都可以獲得有效改進，預計成本可望降低約一半。
總的看，對于光纖資源短缺的城域網或者大型城域網的核心層乃至未來的匯聚和接入層面，城域WDM多業(yè)務平臺都將是一種有長期技術壽命的通用解決方案。CWDM多業(yè)務平臺則最適合城域匯聚和接入網部分以及企業(yè)局域網的延伸和存儲網等短距離應用。
光接入網的發(fā)展
從光纖接入看，光纖接入網，特別是無源光網絡（PON）應該是比較理想的長遠解決方案。其主要特點是在接入網中去掉了有源設備，避免了電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設備的故障率，降低了相應的運維成本。其次，PON的業(yè)務透明性好，帶寬寬，可適用于任何制式和速率的信號，能比較經濟地支持廣播電視業(yè)務，具備三重業(yè)務功能（triple-play）。最后，由于其局端設備和光纖由用戶共享，線路成本較其它點到點方式要低，土建成本也明顯降低。PON的每用戶成本隨著分享OLT的用戶數(shù)量的增加而迅速下降，因而最適合于分散的小企業(yè)和居民用戶，特別是那些用戶區(qū)域較分散，而每一區(qū)域用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)，尤其是新建區(qū)域。
光纖接入網技術的最大問題是綜合成本較高，而市場對傳輸速率的需求暫時還不那么高，因此發(fā)展不快。近來，由于技術的進步為其發(fā)展提供了新的驅動力，但作為主流接入技術還需要解決除了設備成本以外的一系列問題，包括組網技術、接續(xù)技術、測試技術、敷設安裝技術等等。
從全局看，光纖到小區(qū)（FTTN）是中近期內一個比較經濟的FTTx解決方案，也是當前的主推方案；光纖到家（FTTH）則是一個長遠的理想解決方案，當前主要適于新建商務區(qū)和高檔住宅小區(qū)；而光纖到路邊（FTTC）和光纖到公寓小樓（FTTB）介于兩者之間，是一個經濟性和前瞻性兼顧的中長期解決方案。FTTx的演進路線將是逐漸將光纖向用戶推近的過程，即從FTTN到FTTC和FTTB乃至最后到FTTP，當然這將是一個很長的過渡時期，這期間，在新建地區(qū)直接采用FTTC/FTTB/FTTP都將是一種可行的具有前瞻性的解決方案。
OTN的優(yōu)劣勢
相對傳統(tǒng)SDH而言，ITU-T所定義的OTN的主要優(yōu)勢在于：
* 具備更強的前向糾錯（FEC）能力。OTN的帶外FEC比SDH的帶內FEC可以改進糾錯能力3～7dB；
* 具有多級串聯(lián)連接監(jiān)視（TCM）功能。監(jiān)視連接可以是嵌套式、重疊式和/或級聯(lián)式，而SDH只允許單級；
* 支持客戶信號的透明傳送。SDH只能支持單一的SDH客戶信號，而OTN可以透明支持所有客戶信號；
* 交換能力上的擴展性。SDH主要分兩個交換級別，即2Mbit/s和155Mbit/s。而OTN可以隨著線路速率的增加而增加任意級別的交換速率，與具體每個波長信號的比特率無關。
然而，OTN的主要不足之處是缺乏細帶寬粒度上的性能監(jiān)測和故障管理能力，對于速率要求不高的網絡應用經濟性不佳。另外，由于現(xiàn)有SDH光網絡已經能夠基本應付應用需要，廠家開發(fā)新一代光網絡產品的驅動力不足，目前尚無成熟產品可用，市場窗口是較窄的。
全光OXC的發(fā)展
從實現(xiàn)技術上看，OXC可以劃分為兩大類，即采用電交叉矩陣的OXC（有時簡稱OEO方式或電OXC）和采用純光交叉矩陣的OXC（有時簡稱OOO方式或全光OXC）。采用OEO方式處理可以比較容易地實現(xiàn)信號質量監(jiān)控和消除傳輸損傷，網管比較成熟，容量不是很大時成本較低，與現(xiàn)有線路技術兼容，更重要的是可以對小于整個波長的帶寬進行處理和調配，符合近期市場的容量需要。然而其擴容主要是通過持續(xù)的半導體芯片密度和性能的改進來實現(xiàn)的，由于系統(tǒng)的復雜性，無法跟上網絡傳輸鏈路容量的增長速度。最后，這類系統(tǒng)通常體積大、功耗大、容量很大時成本較高。
另一方面，采用光交叉矩陣的OXC省去了光電轉換環(huán)節(jié)，不僅節(jié)約了大量光電轉換接口，而且由于純光消除了帶寬瓶頸，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，有更高效的多端口交換能力，具有更長遠的技術壽命。從端口成本和功耗看，這類設備也比采用OEO的OXC要低。但是，這類設備可以交換的帶寬粒度至少是整個波長，因此即使只有少量的附加帶寬需求也必須提供整個波長，不經濟。其次，為了引入全光交換機，可能必須更新改造已有線路系統(tǒng)。第三，在光域實現(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成的，而目前所有線路均衡方法都是專用的，涉及的相關因素很多，這些因素高度相關且互相依賴，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狀網中快速動態(tài)地實施波長選路，將會導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)還無法以標準化的方式快速動態(tài)地實現(xiàn)網絡均衡。
向ASON演進
盡管OXC已具有靈活組網能力，但傳統(tǒng)意義上的OXC僅僅具有靜態(tài)網絡配置能力，缺乏自動聯(lián)網智能和端到端的點擊配置能力，因此無法適應日益動態(tài)的網絡和業(yè)務環(huán)境，也不解決傳統(tǒng)網絡的結構問題。隨著IP業(yè)務成為網絡的主要業(yè)務量后，對網絡帶寬的動態(tài)分配要求將越來越迫切，網絡最終需要實時動態(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絡連接的新型網絡概念——自動交換光網絡（ASON）技術應運而生。
ASON所帶來的主要好處有：簡化了網絡結構和節(jié)點結構，允許將網絡資源動態(tài)分配給路由，優(yōu)化了網絡資源分配，提高了帶寬利用率，降低了建網初始成本，還縮短了業(yè)務層升級擴容時間，間接增加了業(yè)務層節(jié)點的流量負荷；簡化了運行，實現(xiàn)了規(guī)劃、業(yè)務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)務恢復能力；快速的業(yè)務提供和拓展；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，諸如按需帶寬業(yè)務（BOD）、分級的帶寬業(yè)務、動態(tài)波長分配租用業(yè)務、光層虛擬專用網（OVPN）等等。
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)務量的持續(xù)高速發(fā)展和專線業(yè)務的穩(wěn)步發(fā)展，以及網絡容量的相對寬余和競爭的加劇，傳送網向動態(tài)聯(lián)網的ASON的發(fā)展已經提到日程上來，建設一個大容量的高度靈活、動態(tài)、可靠的傳送網已經成為我國傳送網轉型的關鍵和下一步發(fā)展的重點。
城域網的發(fā)展與挑戰(zhàn)
核心網問題基本解決后，城域接入網正成為全網的帶寬和業(yè)務提供瓶頸，也將成為最大的市場機遇。解決此問題可以有多種技術手段，但最基本的是兩類：一是改進以太網，并擴展至公用城域網。二是強化SDH，擴展至網絡邊緣并支持數(shù)據(jù)業(yè)務——建立多業(yè)務傳送平臺（MSTP）。
近來，電信級以太網的發(fā)展很快，一些最新的技術解決方案已經接近解決或部分解決了Qos，安全以及管理等問題，已能提供多種業(yè)務，具有一定的QoS能力和網管能力，具備較高的生存性，不少技術已能提供50ms的快速保護倒換時間，有些技術還采用了數(shù)字包封器，利用前向糾錯（FEC）和同步技術來改進系統(tǒng)性能，延伸傳輸距離。簡言之，一些新型電信級以太網技術正逐漸具備公用電信網所要求的必備功能和性能。除了大家比較熟悉的傳統(tǒng)以太網技術的擴展和增強技術，例如Q in Q（SVLAN）外，各種標準化組織和廠家開發(fā)了很多新型電信級以太網技術，諸如彈性分組環(huán)（RPR）、多業(yè)務環(huán)（MSR）、MAC in MAC封裝、以太網環(huán)保護（ERP）、虛擬專用局域網業(yè)務（VPLS），等等。可以預計，隨著網絡中IP/以太網業(yè)務量的日益增加以及基于以太網技術的新型解決方案的不斷出現(xiàn)，電信級以太網多業(yè)務平臺在城域網中的應用將會越來越多。
隨著技術的進展和業(yè)務的發(fā)展，WDM技術正從長途傳輸領域向城域網領域擴展。適用于城域網領域的WDM系統(tǒng)稱為城域網WDM系統(tǒng)，其主要特點和要求可以歸結如下：
首先，低成本是城域網WDM系統(tǒng)最重要的特點，特別是按每波長計其成本必須明顯低于長途網用的WDM系統(tǒng)。幸運的是由于城域網范圍傳輸距離通常不超過100km，因而長途網必須用的外調制器和光放大器可以不必使用，從而減少了分波器和合波器的復雜性，光放大段的設計僅僅是光損耗的設計，十分簡單明了。最后，由于沒有光放大器，波長數(shù)的增加和擴展也不再受光放大器頻帶的限制，可以容許使用波長間隔較寬、波長精度和穩(wěn)定度要求較低的光源、合波器、分波器和其它元件，使元器件特別是無源器件的成本大幅度下降，降低了整個系統(tǒng)的成本。
然而，盡管目前城域WDM系統(tǒng)的成本已明顯低于長途網WDM系統(tǒng)，但其成本仍然較高。為了進一步降低城域WDM多業(yè)務平臺的成本，出現(xiàn)了粗波分復用（CWDM）的概念。這種系統(tǒng)的典型波長組合有三種，即4、8和16個，波長通路間隔達20nm之寬，濾波器通帶寬度約13nm，允許波長漂移6.5nm，大大降低了對激光器的要求。此外，由于CWDM系統(tǒng)對激光器的波長精度要求很低，無須致冷器和波長縮定器，不僅功耗低、尺寸小，而且其封裝可以用簡單的同軸結構，比傳統(tǒng)碟型封裝成本低，激光器模塊的總成本可以減少三分之二。從濾波器角度看，以典型的100GHz間隔的介質薄膜濾波器為例，需要150層鍍膜，而20nm間隔的CWDM濾波器只需要50層鍍膜即可，其成品率和成本都可以獲得有效改進，預計成本可望降低約一半。
總的看，對于光纖資源短缺的城域網或者大型城域網的核心層乃至未來的匯聚和接入層面，城域WDM多業(yè)務平臺都將是一種有長期技術壽命的通用解決方案。CWDM多業(yè)務平臺則最適合城域匯聚和接入網部分以及企業(yè)局域網的延伸和存儲網等短距離應用。
光接入網的發(fā)展
從光纖接入看，光纖接入網，特別是無源光網絡（PON）應該是比較理想的長遠解決方案。其主要特點是在接入網中去掉了有源設備，避免了電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設備的故障率，降低了相應的運維成本。其次，PON的業(yè)務透明性好，帶寬寬，可適用于任何制式和速率的信號，能比較經濟地支持廣播電視業(yè)務，具備三重業(yè)務功能（triple-play）。最后，由于其局端設備和光纖由用戶共享，線路成本較其它點到點方式要低，土建成本也明顯降低。PON的每用戶成本隨著分享OLT的用戶數(shù)量的增加而迅速下降，因而最適合于分散的小企業(yè)和居民用戶，特別是那些用戶區(qū)域較分散，而每一區(qū)域用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)，尤其是新建區(qū)域。
光纖接入網技術的最大問題是綜合成本較高，而市場對傳輸速率的需求暫時還不那么高，因此發(fā)展不快。近來，由于技術的進步為其發(fā)展提供了新的驅動力，但作為主流接入技術還需要解決除了設備成本以外的一系列問題，包括組網技術、接續(xù)技術、測試技術、敷設安裝技術等等。
從全局看，光纖到小區(qū)（FTTN）是中近期內一個比較經濟的FTTx解決方案，也是當前的主推方案；光纖到家（FTTH）則是一個長遠的理想解決方案，當前主要適于新建商務區(qū)和高檔住宅小區(qū)；而光纖到路邊（FTTC）和光纖到公寓小樓（FTTB）介于兩者之間，是一個經濟性和前瞻性兼顧的中長期解決方案。FTTx的演進路線將是逐漸將光纖向用戶推近的過程，即從FTTN到FTTC和FTTB乃至最后到FTTP，當然這將是一個很長的過渡時期，這期間，在新建地區(qū)直接采用FTTC/FTTB/FTTP都將是一種可行的具有前瞻性的解決方案。
來源：通訊世界 中國電信集團公司總工程師 韋樂平/文
內容來自：本站原創(chuàng)
本文地址：http://getprofitprime.com//Site/CN/News/2006/10/18/20061018091513937500.htm 轉載請保留文章出處
關鍵字: 光網絡
文章標題:光網絡的發(fā)展與挑戰(zhàn)
本文地址：http://getprofitprime.com//Site/CN/News/2006/10/18/20061018091513937500.htm 轉載請保留文章出處
關鍵字: 光網絡
文章標題:光網絡的發(fā)展與挑戰(zhàn)
【加入收藏夾】 【推薦給好友】
免責聲明：凡本網注明“訊石光通訊咨詢網”的所有作品，版權均屬于光通訊咨詢網，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。 已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
※我們誠邀媒體同行合作！ 聯(lián)系方式：訊石光通訊咨詢網新聞中心 電話：0755-82960080-188 debison
※我們誠邀媒體同行合作！ 聯(lián)系方式：訊石光通訊咨詢網新聞中心 電話：0755-82960080-188 debison
- 設置首頁 | 光通訊招聘 | 企業(yè)搜索庫 | 廣告服務 | 聯(lián)系我們 | 保護私隱 | 公司介紹
Copyright ? 2009 ICCSZ.com Inc. All Rights Reserved. 訊石公司 getprofitprime.com版權所有 粵ICP備12008183
