2有线通信网—光通信网络(77p).pdf

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1、1第第2章 有线通信网章 有线通信网光通信网光通信网Company Logo2.1 引言引言2.1.1 光电子器件技术光电子器件技术光电器件分为靠电工作的有源光器件和靠光学信号处理工作的无源光器件两种。高速光纤通信系统的主要器件包括：实现高速调制的光源分立集成接收器（如探测器和收发模块）光放大器光存储器光分插复用器（光电器件分为靠电工作的有源光器件和靠光学信号处理工作的无源光器件两种。高速光纤通信系统的主要器件包括：实现高速调制的光源分立集成接收器（如探测器和收发模块）光放大器光存储器光分插复用器（OADM）光开关（全光网络系统需要）光开关（全光网络系统需要）2Company Logo2.1.

2、2 光纤技术光纤技术目前光网络中主要使用3种类型的光纤及其变形子类。最适宜 LAN 的多模阶跃折射率光纤；最适宜 LAN 的多模渐变折射率光纤；最适宜WAN 的单模阶跃折射率光纤目前在通信网中使用的光纤几乎都是6.652标准的单模光纤。Company Logo2.1.3 光复用技术 光复用技术 SDH 技术、波分复用（技术、波分复用（WDM）技术）技术1.SDH技术技术SDH采用了面向字节的帧结构，定义了标准的光接口指标和丰富的开销字节。与传统PDH制式的功能相比，SDH在传输容量、电路的灵活分插（上下）、光接口的横向兼容性和网络管理等方面都有显著的优点。2.波分复用（波分复用（WDM）技术）

3、技术光网络复用方式分为：空分制、时分制、波分制和波分空分制（常用）。WDM的基本思想的基本思想：一种波长对应于一种颜色，一种颜色上的电信号调制就形成为一个单信道。波分复用就是将多种颜色的光调制信号，通过一根光纤传送，大大增加光纤的信息传输容量。最普通的WDM系统使用光纤对来实施，其中一根光纤用于发送，另一根光纤用于接收。还有一种双向系统，就是使用一根光纤进行两个方向的收发信号。WDM的应用情况的应用情况：实用化系统的最大容量已可达1.6Tbit/s。复用波长数为30-40的WDM系统，已经开始大范围使用，100-160波长的系统近期也将实用化。3Company Logo3.密集波分复用（密集波

4、分复用（DWDM）技术）技术DWDM的原理的原理：利用光复用器将在不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中来进行传输，在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，连接到不同的接收机上。这实际就是将一根单光纤转换成多条“虚拟”光纤，而每根虚拟光纤独立工作在不同的波长上。DWDM的一些参数的一些参数：DWDM 的信道间隔为 0.2 一1.2nm。DWDM 系统的波长间距一般为1.6nm、0.8nm或0.4nm。Company Logo4.粗波分复用（粗波分复用（CWDM）技术）技术?CWDM需求：低成本、中短距离又要有相当容量的领域（如城域网和接入网）发展。需求：低成本、中短距离又要

5、有相当容量的领域（如城域网和接入网）发展。?CWDM与与DWDM的区别：（的区别：（1）CWDM光波通道间距较宽（光波通道间距较宽（20nm），），DWDM系统的波长间距一般为系统的波长间距一般为1.6nm,0.8nm或或0.4nm。而同一根纤上光波段复用光波长数比。而同一根纤上光波段复用光波长数比DWDM少，少，“粗粗”与与“密密”称谓由此而来。（称谓由此而来。（2）CWDM调制激光采用非冷却激光；而调制激光采用非冷却激光；而DWDM采用的是冷却激光。由于在一个很宽的光波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也高。采用的是冷却激光。由于在一个很宽的光波长区段内温度分布很

6、不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也高。CWDM技术避开了这一难点，成本大幅降低。技术避开了这一难点，成本大幅降低。4Company Logo（3）对于在城域网和接入网使用的CWDM系统而言，属于非长距离传输，OH离子的衰耗影响不大，因此CWDM设计是全光段的。当然，如采用低含水量光纤，CWDM性能将会得到更大发挥。（4）CWDM系统也能和DWDM一样支持多业务接口，例如可提供SDH接口，实现IP/Ethernet over SDH,ATM over SDH,可以为路由器和ATM交换机提供光纤直连接口，实现IP/Ethernet over OPTIC和ATM over OPTIC等等。

7、CWDM系统还可通过使用光转发单元（OTU）和光分插复用（OADM），与使用标准波长的DWDM系统互连、成环或接入DWDM骨干层。此外，CWDM可以兼容在城域网中已得到广泛应用的旧1310nm SDH系统，而目前的DWDM还做不到这点。CWDM技术还具有应用于长途传输的潜在能力，一旦宽带的LAMAN光放大器投入商用，CWDM技术有可能进入长途传输领域。（5）CWDM系统功耗比DWDM更低，CWDM激光器体积比DWDM小得多。Company Logo2.1.4 CWDM系统系统1.城域网（宽带城域网城域网（宽带城域网(BMAN)）应用催生）应用催生CWDMCWDM用很低的成本提供了较宽的传输带宽

8、和全透明的业务接入能力，适用于点对点、以太网、SDH环等各种流行的网络结构，特别适合中短距离、高带宽、接入信号类型多且无法预测的通信应用场合（楼宇之间或城域网络通信）。2.CWDM网络的生存性（健壮性）网络的生存性（健壮性）网络保护就是为了增强网络的健壮性，保证传输业务的连续性，要求网络具备发现替代传输路由，并能重新建立通信的能力。替代路由可采用备用资源（设备、线路）或利用现有资源中的冗余能力，以满足全部或指定优先级业务的需要。目前的光传输设备可以提供通道保护和复用段保护两种方法。（1）通道保护（2）复用段保护3.CWDM标准化工作标准化工作5Company Logo2.1.5 光网络技术光网

9、络技术波分复用系统的网络化波分复用系统网络化，形成波分复用光网络或光传送网波分复用系统的网络化波分复用系统网络化，形成波分复用光网络或光传送网(OTN,Optical Transport Network)，就是将点到点的波分复用系统，用光交叉互连（，就是将点到点的波分复用系统，用光交叉互连（OXC s Optical Cross-Connector）节点和光分插复用（）节点和光分插复用（OADM，Optical Add/Drop Multiplexer)节点连接起来，波分复用技术完成节点连接起来，波分复用技术完成OTN节点之间多波长通道上的光信号传输，节点之间多波长通道上的光信号传输，OXC节

10、点和节点和OADM节点完成网络的交换功能（目前的交换是以波长通道为单位的），形成多波长波分复用光网络。波分复用系统向节点完成网络的交换功能（目前的交换是以波长通道为单位的），形成多波长波分复用光网络。波分复用系统向OTN演进，是基于演进，是基于WDM技术光核心网（以后还会向光接入网演化）的形成。技术光核心网（以后还会向光接入网演化）的形成。Company Logo2.2 光传送网光传送网2.2.1 光传送网（光传送网（OTN）的特点与标准）的特点与标准1.光传送网（光传送网（OTN）的定义）的定义光传送网光传送网(OTN)：由一系列光网元经光纤链路互联而成，能按照：由一系列光网元经光纤链路互联

11、而成，能按照6.872要求提供有关客户层信号的传送、复用、选路、管理、监控和生存性功能的网络。光联网（光传送联网）指的是光通路层要求提供有关客户层信号的传送、复用、选路、管理、监控和生存性功能的网络。光联网（光传送联网）指的是光通路层(OCH）的联网。光联网优点：可以消除电子设备引起的瓶颈，旁路非落地业务，降低对路由器规模要求。其网络透明，网络可重构，减少了建网和维护管理成本，简化和加快了高速电路指配和业务供给，网络恢复快速。由于光传送层和数据业务层都具有联网能力，从而提高了网络资源的利用率，使其具有灵活高效的组网能力和对付大故障的快速恢复能力，增强了网络的生命力。）的联网。光联网优点：可以消

12、除电子设备引起的瓶颈，旁路非落地业务，降低对路由器规模要求。其网络透明，网络可重构，减少了建网和维护管理成本，简化和加快了高速电路指配和业务供给，网络恢复快速。由于光传送层和数据业务层都具有联网能力，从而提高了网络资源的利用率，使其具有灵活高效的组网能力和对付大故障的快速恢复能力，增强了网络的生命力。2.光传送网的特点光传送网的特点容量大；经济；传输透明；网络可灵活重构；可扩展；兼容现有的各种光通信技术。容量大；经济；传输透明；网络可灵活重构；可扩展；兼容现有的各种光通信技术。6Company Logo4.光网络模型光网络模型光信道层（OCH）的功能是：（1）为灵活的网络选路重新安排光信道连接

13、；（2）保证光信道适配信息完整性；（3）为网络层运行和管理提供光信道监测功能。光复用层（OMS）为多波长光信号提供网络，功能有：（1）为灵活的选路安排光复用段连接（2）保证光复用段适配信息完整性，处理复用段开销；（3）提供光复用段监测功能。光传输段层（OTS）的功能是：（1）为光信号在不同类光纤提供传输功能。（2）光放大器或中继器监测功能。Company Logo2.2.2 全光传送网全光传送网1.自动光交换网络自动光交换网络(ASON)ASON是以OTN为基础的自动交换传送网(ASTN)。所谓ASTN/ASON,是指在ASTN/ASON信令网控制之下，完成光传送网内光网络自动交换功能的新型网

14、络。具有独立的控制层面（CP），是具有自动交换功能的新一代光传送网。2.ASON的关键特性的关键特性ASON具有如下特性：（1）可实现分布式恢复，且恢复时间较短。对中等质量业务是高效的，对高质量业务可实现灾难性故障恢复；（2）可实现新业务（如按需带宽业务、光层VPN）；（3）可实现自动网络配置。ASTN/ASON逻辑功能结构包含传送层面（TP）、控制层面（CP）和管理层面（MP）三部分。实际上，非独立的MP分布在TP和CP里面。ASON传送网络通常为网状拓扑结构，也支持环网保护。7Company LogoCompany Logo3.ASON网络业务的接入方法在传送平面上建立起运营网络的物理连接

15、，按照营商网络和客户的位置，采取局内接入（光网络网元和客户端网元在一起）、远端直接接入（具有专用链路连接到用户端）、经子网的远端接入或双归接入。为了安全，网络应该避免无授权接入。所以，通常都在网络中（特别是通过网络业务的接入方法在传送平面上建立起运营网络的物理连接，按照营商网络和客户的位置，采取局内接入（光网络网元和客户端网元在一起）、远端直接接入（具有专用链路连接到用户端）、经子网的远端接入或双归接入。为了安全，网络应该避免无授权接入。所以，通常都在网络中（特别是通过 UNI 或或 E 一一 NNI）设置了）设置了“业务接入控制业务接入控制”(E 一一NNI 为外部网络节点接口）。连接接入控

16、制（为外部网络节点接口）。连接接入控制（CAC）的功能应该能支持所有通过）的功能应该能支持所有通过 UNI 或或 E 一一 NNI 接入到网络资源的实体，支持由接入到网络资源的实体，支持由UNI 或或 NNI 上提供保证客户认证和链路信息完整性的机制、支持每一个实体可通过运营商管理策略授权来利用网络资源。按照支持的业务量类型，光传送网（上提供保证客户认证和链路信息完整性的机制、支持每一个实体可通过运营商管理策略授权来利用网络资源。按照支持的业务量类型，光传送网（OTN）可分为光路交换光网络和光因特网两大类。）可分为光路交换光网络和光因特网两大类。8Company Logo2.3 光路交换光网络

17、光路交换光网络2.3.1 概念概念1.光路交换光网络在光路交换光网络中，业务量经由光通路传送，并经由波长路由器，在接入节点间建立光通路。这种采用波长选路设备的光路交换光网络在光路交换光网络中，业务量经由光通路传送，并经由波长路由器，在接入节点间建立光通路。这种采用波长选路设备的WDM光网络，利用波长再利用特性，仅在使用少量波长情况下即可连接大量的节点。光路交换光网络有光网络，利用波长再利用特性，仅在使用少量波长情况下即可连接大量的节点。光路交换光网络有2种主要的拓扑结构：广播式可选路光网络和波长选路光网络。两种拓扑结构的应用：在很多光路交换种主要的拓扑结构：广播式可选路光网络和波长选路光网络。

18、两种拓扑结构的应用：在很多光路交换WDM网的实际设计中，将广播式选路网络和波长选路光网络结合使用，以通过波长再利用来增加网络的可扩展度。广播和选择式的网络结构通常用于本地网中，波长选路的网络比较适合用于广域网中。网的实际设计中，将广播式选路网络和波长选路光网络结合使用，以通过波长再利用来增加网络的可扩展度。广播和选择式的网络结构通常用于本地网中，波长选路的网络比较适合用于广域网中。Company Logo2.分组交换光网络（目前难以实现）分组交换光网络，主要用于计算机通信或分组交换光网络（目前难以实现）分组交换光网络，主要用于计算机通信或ATM通信等分组通信领域。通信等分组通信领域。“全光全光

19、”方案可以用来解决基于分组或信元通信的速率问题。在方案可以用来解决基于分组或信元通信的速率问题。在“全光全光”方案中，除了源节点和目的节点外，在整个传输过程中，数据净荷不会有电处理。采用光分组交换可大大提高链路的利用率。要实现光分组交换，还需要解决以下许多问题：（方案中，除了源节点和目的节点外，在整个传输过程中，数据净荷不会有电处理。采用光分组交换可大大提高链路的利用率。要实现光分组交换，还需要解决以下许多问题：（1）必须建立一个新的数据选路机制；（）必须建立一个新的数据选路机制；（2）要加快光网络交换和存储器件的实用性研制；（）要加快光网络交换和存储器件的实用性研制；（3）需要解决一些基础研

20、究中的理论课题，如光纤的非线性、窜扰等等。）需要解决一些基础研究中的理论课题，如光纤的非线性、窜扰等等。9Company Logo2.3.2光路交换光网络的构成及功能光路交换光网络的构成及功能?根据下一代网络的构思，光通信网络的下层网络（传送网络）分为核心网和边缘网（接入网）核心网和边缘网（接入网）两大部分。?核心网的主要功能核心网的主要功能是信息传送?边缘网（接入网）的主要功能边缘网（接入网）的主要功能是完成各种业务流的接入、汇集、转换、插分交换和计费等各种功能，以及本地业务节点的互连?核心网络主要基于密集核心网络主要基于密集波分复用(DWDM)和粗波分复用(CWDM)设备以及光交换设备OA

21、DM/OXC?边缘网络主要基于边缘网络主要基于SDH技术Company Logo2.4 光因特网（光光因特网（光Internet）光因特网模型（下三层）演进光因特网模型（下三层）演进10Company Logo2.4.1 光因特网传送技术光因特网传送技术?目前光因特网中，有目前光因特网中，有IP over ATM,IP over SDH和和IP over WDM 3种种IP传送技术。传送技术。Company Logo1.IPoA（IP over ATM）IP over ATM的优点的优点：（1）在所有的分组交换技术中，ATM的QOS是最好的，它可以做到电路仿真，可利用ATM的QOS特性，保证网

22、络的服务质量；（2）网络具有很好的可扩展性和灵活性；（3）支持多种业务;（4）有很好的网络流量管理和控制性能，ATM流量控制可做得非常精细。IP over ATM的缺点的缺点：（1）传输效率低是IP over ATM的致命缺点，造成传输效率低的原因是IP数据包必须映射成ATM信元，由此形成的传输开销“信元税”达25%左右，故传输效率低；（2）网络管理比较复杂。需要解决IP地址与ATM地址多重映射矛盾、IP网络的非连接特点与ATM面向连接之间的矛盾等。随着接口速率的增加其速率也不易提高；（3）主要适用于网络边缘多业务汇合和一般容量的骨干网，不太适用于超大型IP骨干网。11Company Logo

23、2.IP over SDHIP over SONET/SDH是将是将IP分组通过点到点协议（分组通过点到点协议（PPP）或）或ITU-T标准标准LAPS协议直接映射到协议直接映射到SDH帧，按各次群相应的线速进行连续传输。帧，按各次群相应的线速进行连续传输。IP over SDH 省掉了省掉了ATM层中继，从而保留了因特网的无连接特性，简化了网络体系结构，提高了传输效率层中继，从而保留了因特网的无连接特性，简化了网络体系结构，提高了传输效率(20%-30%)，降低了成本，是一种实用的高效，降低了成本，是一种实用的高效IP传送技术。传送技术。IP over SDH充分利用了充分利用了SDH技术的

24、各种优点，如技术的各种优点，如SDH使国际电信互通成为可能，使国际电信互通成为可能，SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，可加强网络的运行、管理和维护能力，使网络有了很好的兼容性等等：其缺点是不能提供较好的服务质量帧结构中安排了丰富的开销比特，可加强网络的运行、管理和维护能力，使网络有了很好的兼容性等等：其缺点是不能提供较好的服务质量QOS,对大规模的网络，需要处理庞大复杂的路由表，而且查找困难，且路由信息占用较大的带宽。对大规模的网络，需要处理庞大复杂的路由表，而且查找困难，且路由信息占用较大的带宽。Company Logo3.IP over WDMIP over WDM网络是指IP直接接入到

25、WDM光网上或直接接到光纤上的网络，核心网中间不经过SONET/SDH终端复用设备和ATM设备。优点优点：（1）减少了网络设备，减少了功能重叠、简化了设备、减轻了网管复杂性、特别是网络配置的复杂性，采用了波分复用，其成本可望比传统电路交换网降低1-2个量级；（2）额外的开销最低，传输效率最高；（3）通过业务量工程设计，可以与IP的不对称业务量特性相匹配；（4）可利用光纤环路的保护光纤吸收突发业务，尽量避免缓存，减少延时（5）巨大的带宽潜力；（6）有上百个可用波道，各个波道信号间可以彼此隔离，可以很容易地兼容不同性质和不同协议的业务，起到业务汇集作用。12Company Logo4.这这3种方案

26、的比较从种方案的比较从“速率粒度速率粒度”和和QOS上看，上看，IP over SDH,IPOA,IP over WDM各有自己的适应情况。各有自己的适应情况。IPoA,IP over SDH,IP over WDM各有不同的粒度。在各有不同的粒度。在WDM系统中，没有低于系统中，没有低于STM-16以下的复用点，以下的复用点，SDH适合于适合于STM-1到到STM-16的网络，而的网络，而ATM的粒度可以更小，一般用于不高于的粒度可以更小，一般用于不高于STM-1的网络。的网络。IPoA的的QOS好，而且适于好，而且适于VPN应用。应用。IP over SDH和和IP over WDM的的Q

27、OS,就是纯就是纯IP网络的网络的QOS,它们的改进完全依赖于路由器性能的提高，取决于将来它们的改进完全依赖于路由器性能的提高，取决于将来MPLS,Diff-Serv等协议的引入。等协议的引入。Company Logo2.4.2 IP over WDM1.IP over WDM的原理的原理（1）IP over WDM工作过程（工作过程（2）IP over WDM网络的组成网络的组成IP over WDM网络主要由激光器、光纤、光放大器和光祸合器、光再生器、光转发器、光分插复用器网络主要由激光器、光纤、光放大器和光祸合器、光再生器、光转发器、光分插复用器(OADM)、光交叉连接器、光交叉连接器(

28、OXC)和高速路由交换机等网元构成。（和高速路由交换机等网元构成。（3）分帧方法在光纤上直接传输）分帧方法在光纤上直接传输IP数据包，需要选择合适的帧格式（即分帧方法），目前主要使用数据包，需要选择合适的帧格式（即分帧方法），目前主要使用SDH帧格式和以太网帧格式（即帧格式和以太网帧格式（即IP/SDH/WDM和和IP/Ethernet/WDM）。（）。（4）IP over WDM的特点充分利用光纤的带宽资源；传输码率、数据格式及调制方式透明，容易兼容不同性质、不同协议的业务；在不改变原光设施的条件下，可改变通信系统组态，设计灵活，容易扩容；目前尚未实现波长标准化，一般取的特点充分利用光纤的带

29、宽资源；传输码率、数据格式及调制方式透明，容易兼容不同性质、不同协议的业务；在不改变原光设施的条件下，可改变通信系统组态，设计灵活，容易扩容；目前尚未实现波长标准化，一般取193.1THz为参考频率，间隔为为参考频率，间隔为100GHz；WDM系统的网络管理应与所传输信号的网管分离，但光域上加开销和光信号处理技术尚不成熟，系统的网络管理应与所传输信号的网管分离，但光域上加开销和光信号处理技术尚不成熟，WDM系统的网络管理尚不完善；目前，系统的网络管理尚不完善；目前，WDM系统的网络拓扑结构还只限于点对点方式，光网状拓扑尚未完全形成。系统的网络拓扑结构还只限于点对点方式，光网状拓扑尚未完全形成。

30、13Company Logo2.光因特网物理结构光因特网物理结构利用无源光复用器将波长耦合进光纤或从光纤中去耦合，然后再将有关波长携带的信息送给路由器或SDH设备。Company Logo2.光因特网物理结构（续）光因特网物理结构（续）基于IP over WDM的光因特网结构利用光复用器，实现波长耦合进光纤波长从光纤中去耦合，将相关波长所携带的信息送给路由器或SDH设备。该结构的主要特点有：（1）靠WDM的波长配置和光因特网业务量工程设计，采用工作波长与保护波长不一致的方式，来与非对称的IP业务量相匹配；（2）由于光纤环的两侧都能使用，路由可获得全部带宽，因此在传送大突发数据时，就不需要缓存，

31、而且也不会有分组丢失。网内有工作光纤和保护光纤，保护光纤中的空闲带宽可在业务高峰时用来传送数据，而且不会引起抖动、时延或分组丢失；（3）恢复工作可在IP层（而不在物理层）上完成。在光纤断裂时，对时延敏感的实时业务，可给予高的优先级。而对于多数非实时性业务，可以允许有较长的恢复时间，靠缓冲存储和重新选路来恢复；（4）光因特网最终要解决光电的互操作问题，使得高层的IP业务能与动态光核心网进行互操作。IP网能够向光网络发送指令，动态地请求高速带宽连接。目前正探索于光交叉连接的控制面板上，引入MPLS,在数据网和光网元之间引入协调控制的可能性。14Company Logo3.光因特网参考模型光因特网参

32、考模型光因特网包括数据网络层、光网络层、层间适配层及层间通道管理等几部分。光因特网包括数据网络层、光网络层、层间适配层及层间通道管理等几部分。Company Logo4.光因特网有待解决的主要问题光因特网有待解决的主要问题（1）数据网络层与光网络层的适配（2）物理接口规范（3）层间管理功能（4）网络保护恢复（5）网络管理问题5.光因特网的标准化光因特网的标准化对于近期应用近期应用，IP路由器可通过集成的SDH STM-16/64接口连至WDM系统，无需涉及网中其他的SDH设备。更为简单的接口选择是以太网接口。对于长期应用长期应用，则需要规范一种新的最佳的IP对光路的适配功能，即需要开发一种全新

33、的光线路接口。这方面尚无统一意见，需要重点考虑的问题包括：恒定比特率和突发传输、适配协议和帧结构、物理接口特性（线路码、光参数等）、最佳网络结构、生存性策略和网管等。15Company Logo2.5 智能光因特网智能光因特网2.5.1 概述概述1.基本概念基本概念2.现有网络的局限性现有网络的局限性（1）核心网络基础设施既不能实现互通，又不能扩容；（）核心网络基础设施既不能实现互通，又不能扩容；（2）网络是由操作员手工进行网络带宽分配的。）网络是由操作员手工进行网络带宽分配的。3.引入智能特性可以使光网络具有下列特性：（引入智能特性可以使光网络具有下列特性：（1）实现灵活的网状网组网，提高带

34、宽利用率，增强网络的生存性。（）实现灵活的网状网组网，提高带宽利用率，增强网络的生存性。（2）网络拓扑自动发现。（）网络拓扑自动发现。（3）缩短业务建立时间，实现带宽动态申请和释放。（）缩短业务建立时间，实现带宽动态申请和释放。（4）简化网络管理。（）简化网络管理。（5）实现不同网络之间的互联和互通。（）实现不同网络之间的互联和互通。（6）提供增值业务，包括按需分配带宽、带宽（波长）出租批发贸易、光虚拟专用网、业务）提供增值业务，包括按需分配带宽、带宽（波长）出租批发贸易、光虚拟专用网、业务SLA等，使传统的传输网向业务网演进。等，使传统的传输网向业务网演进。Company Logo2.5.2

35、 智能光网络结构及功能智能光因特网采用开放式平台和协议。可以随时根据用户需求，立即自动分配任意带宽。系统由高速高容量路由器、传输系统、光交换机及软件构成，智能光网络结构及功能智能光因特网采用开放式平台和协议。可以随时根据用户需求，立即自动分配任意带宽。系统由高速高容量路由器、传输系统、光交换机及软件构成，IP为其核心。智能光网由在传送平面（为其核心。智能光网由在传送平面（SDH)，光传送网（，光传送网（OTN）之上增加独立控制平面而构成。智能光网络需要在光传输网络层与）之上增加独立控制平面而构成。智能光网络需要在光传输网络层与IP层之间进行的密切协作，合并在一起，通过通用的信令协同工作，而不是

36、将层之间进行的密切协作，合并在一起，通过通用的信令协同工作，而不是将IP层简单地搭配在光层之上。层简单地搭配在光层之上。16Company Logo2.5.2 智能光网络结构及功能智能光网络结构及功能ITU-T,IETF,OIE等标准组织积极地推动着智能光网络的标准化进程。等标准组织积极地推动着智能光网络的标准化进程。ITU-T定义了一个标准的自动交换光网络（定义了一个标准的自动交换光网络（ASON）体系结构，定义了）体系结构，定义了ASON的基本结构和需求；的基本结构和需求；IETF主要是定义了用于智能光网络的控制协议。定义了满足主要是定义了用于智能光网络的控制协议。定义了满足ASON基本结

37、构需要的基本结构需要的GMPLS协议；协议；OIF主要关注于用户网络接口主要关注于用户网络接口(UNI)规范和网络节点接口规范和网络节点接口(NNI)规范。规范。ITU-T定义了一系列基本结构组件，包括连接控制器（定义了一系列基本结构组件，包括连接控制器（CC）、路由控制器（）、路由控制器（RC）、链路资源管理器）、链路资源管理器(LRM)、呼叫控制器（、呼叫控制器（CC）、协议控制器）、协议控制器(PC）等。其中呼叫控制器，又分为主叫呼叫控制器）等。其中呼叫控制器，又分为主叫呼叫控制器(Calling Party Call Controller)、被叫呼叫控制器、被叫呼叫控制器(Called

38、 Party Call Controller)和网络呼叫控制器和网络呼叫控制器(NCC)三种。各组件之间的交互关系如图所示。三种。各组件之间的交互关系如图所示。Company Logo17Company LogoMPLS 协议应用于光层，必须进行必要的技术处理。（协议应用于光层，必须进行必要的技术处理。（1）建立一种新的链路管理协议（）建立一种新的链路管理协议（LMP)，自动发现链路对应数据窗口的映射关系。因为，自动发现链路对应数据窗口的映射关系。因为 IP 网络的所有接口均支持网络的所有接口均支持 IP 报文，而光口不支持或仅有限支持（存在带内报文，而光口不支持或仅有限支持（存在带内 DCC

39、 通道光口）通道光口）IP 报文。故数据链路无法自动发现邻居。引入报文。故数据链路无法自动发现邻居。引入 LMP 协议，就可解决此问题。（协议，就可解决此问题。（2）增强路由协议，以实现光网中可用带宽资源利用、环网配置和控制域内的源路由。（）增强路由协议，以实现光网中可用带宽资源利用、环网配置和控制域内的源路由。（3）强化信令。用标记显示标记交换通道。（）强化信令。用标记显示标记交换通道。（4）增强扩展能力，使网络具有多粒度标记交换通道结构，实现链路捆绑和无编号（）增强扩展能力，使网络具有多粒度标记交换通道结构，实现链路捆绑和无编号（IP Unnumber）链路等。）链路等。Company L

40、ogo2.5.3 智能光网络路由协议智能光网络路由协议1.路由协议路由协议路由协议的主要功能是：完成拓扑发现、交换通道建立所必须的链路状态信息综合、路由计算等。GMPLS包含的路由协议有BGP,DDRP,OSPF,PNNI,IS-IS等。（1）边界网关协议）边界网关协议(BGP,Border Gateway Protocol)属于外部网关协议的BGP,主要用于不同运营网络之间的路由计算。该协议适用于所有拓扑结构，传输协议为TCP，只发送增量路由，无需周期性地广播全部路由信息，是一种矢量路由。路由信息记录在所经过的“自治系统”中。拓扑信息分发和路径计算机制由BGP实现，信令机制由GMPLS的信令

41、扩展实现。利用扩展RSVP信令协议，可实现域间LSP的确立，使得在GMPLS体系下能够直接运行域间信令。18Company Logo（2）域间路由协议）域间路由协议(DDRP,Domain to Domain Routing Protocol)主要用于同一运营网络中不同控制域之间拓扑、资源状态和可达信息交换DDRP，是基于链路状态的路由协议。它没有定义域内节点间的路由协议，也没有规定域内可使用的任何特定路由协议。DDRP如下图所示。DDRP和分层路由协议(HRP,Hierarchical Routing Protocol）进一步规范了多层、多域光网络的协议框架。Company Logo（3）开

42、放最短路径优先（）开放最短路径优先（OSPF，Open Shortest Path First）协议（）协议（4）专用网络节点接口）专用网络节点接口(PNNI,Private Network Node Interface）路由协议（）路由协议（5）中间系统间）中间系统间(IS-IS,Intermediate System-Intermediate System）路由协议上述路由协议的比较见书中表）路由协议上述路由协议的比较见书中表2.1。19Company Logo2.信令信令由由OIF（Optical Internetworking Forum）制定的一些实施协议中，在光网络信令方面，用户网

43、络接口（）制定的一些实施协议中，在光网络信令方面，用户网络接口（O-UNI）最重要，其作用是支持在光网络的客户之间快速建立连接，并提供不同等级的保护和恢复能力。其信令包括用于建立连接的信令、自动邻接发现信令、自动服务发现信令、故障监测、定位和通告信令等。因此）最重要，其作用是支持在光网络的客户之间快速建立连接，并提供不同等级的保护和恢复能力。其信令包括用于建立连接的信令、自动邻接发现信令、自动服务发现信令、故障监测、定位和通告信令等。因此O-UNI是实施重叠模型光网络的基础。是实施重叠模型光网络的基础。O-UNI的组成单元包括光网络侧用户网络接口（的组成单元包括光网络侧用户网络接口（UNI-N

44、）和客户侧用户网络接口（）和客户侧用户网络接口（UNI-C)两种。信令网借助于用户与网络之间以及不同网络实体之间传递与业务相关信息的方式来支持控制面。在目前网络中，信令主要是由客户层网携带的，两种。信令网借助于用户与网络之间以及不同网络实体之间传递与业务相关信息的方式来支持控制面。在目前网络中，信令主要是由客户层网携带的，ASTN/ASON具有共路信令网。共路信令方式具有很高的扩展性，信令消息栈的扩展比较容易，具有很高的弹性，信令链路规模可实现经济最佳化等。具有共路信令网。共路信令方式具有很高的扩展性，信令消息栈的扩展比较容易，具有很高的弹性，信令链路规模可实现经济最佳化等。Company L

45、ogo3.链路管理协议（链路管理协议（LMP）?根据传送网的结构特点，引入了链路管理协议根据传送网的结构特点，引入了链路管理协议(LMP,Link Manage Protocol)来处理使用光交换机的光网络层的链路管理问题。来处理使用光交换机的光网络层的链路管理问题。?高带宽链路的自动配置，基于运营商现有的基础设施、开发新技术业务的潜能和今后的策略，它有如下三种不同的模型可供选取。（高带宽链路的自动配置，基于运营商现有的基础设施、开发新技术业务的潜能和今后的策略，它有如下三种不同的模型可供选取。（1）软永久电路）软永久电路(SPC,Soft Permanent Circuit)模型（模型（2）

46、用户网络接口（）用户网络接口（UNI,User Network Interface）模型（）模型（3）对等模型）对等模型20Company Logo2.5.4 构建新一代智能光网络的策略构建新一代智能光网络的策略充分利用好现有的网络资源，在保证现有投资的前提下，逐步引入新技术、新业务，做到少投入多收益；坚持技术的标准性和网络的兼容性；标准的信令协议是智能光网络最重要的技术前提。其技术是否采用标准协议（或专有的协议），设备与现有网络是否兼容，是评价一个方案优劣的基本尺度。因此，必须根据自身业务和网络发展需要，合理地引入和开展新业务新运营模式，逐步向智能光网络演进。2.5.5 ITU有关智能光传送

47、网的有关智能光传送网的5类建议类建议网络结构；传送平面；管理平面；控制平面；数据通信网。Company Logo2.6 全光网全光网2.6.1 概述概述全光网意味着光信息流在网中始终采用光形式进行传输及交换，而无需经过光电、电光变换。也就是说，信息从源节点到目的节点的整个传输过程中，始终以光形式出现。波长成为全光网络的最基本传输单元。全光网络的主要优点是：（全光网意味着光信息流在网中始终采用光形式进行传输及交换，而无需经过光电、电光变换。也就是说，信息从源节点到目的节点的整个传输过程中，始终以光形式出现。波长成为全光网络的最基本传输单元。全光网络的主要优点是：（1）可提供巨大的带宽。（）可提供

48、巨大的带宽。（2）具有良好的协议透明性，即对信号形式无限制。（）具有良好的协议透明性，即对信号形式无限制。（3）全光网中采用了较多的无源光器件，省去了庞大的光电光转换工作量及设备，提高了网络的整体交换速度，降低了成本，并有利于提高可靠性。理想的全光网是指信号的交换、选路、传输和恢复等所有功能都是以光形式执行的网络。目前所说的全光网络，仅指光信息流在传输和交换过程中，以光的形式存在，而用电路方法实现控制的光网络，实际是一种准全光网。）全光网中采用了较多的无源光器件，省去了庞大的光电光转换工作量及设备，提高了网络的整体交换速度，降低了成本，并有利于提高可靠性。理想的全光网是指信号的交换、选路、传输

49、和恢复等所有功能都是以光形式执行的网络。目前所说的全光网络，仅指光信息流在传输和交换过程中，以光的形式存在，而用电路方法实现控制的光网络，实际是一种准全光网。21Company Logo2.6.2 理想全光网构成理想全光网构成全光网络主要由光核心网、光城域网和光接入网三层组成。其中，三者的基本结构相似，皆由全光网络主要由光核心网、光城域网和光接入网三层组成。其中，三者的基本结构相似，皆由DWDM/CWDM系统、光放大器、光分插复用器（系统、光放大器、光分插复用器（OADM)和光交叉连接（和光交叉连接（OXC）等组成。全光网络主要使用光交换光路由（全光交换）、光交叉连接、全光中继和光分插复用等相

50、关技术来实现。可以说光交换光路由铸就了全光网络，是全光网的关键。）等组成。全光网络主要使用光交换光路由（全光交换）、光交叉连接、全光中继和光分插复用等相关技术来实现。可以说光交换光路由铸就了全光网络，是全光网的关键。Company Logo2.6.3 光交换光交换/光路由光路由从功能上讲，光交换光路由、光交叉连接（OXC）、光分插复用器（OADM）是顺序包容的。也就是说，OADM是 OXC 的特例，OXC 是光交换洗路由的特例。1.光交换光路由在全光网络中的作用光交换光路由在全光网络中的作用光交换光路由属于全光网络中的光节点技术，主要完成光节点处任意光纤端口之间的光信号交换及选路，其中要完成的