光通信網(wǎng)的組建和發(fā)展

摘要：隨著通信網(wǎng)業(yè)務(wù)重心的轉(zhuǎn)移，組建新一代的光網(wǎng)（Optical Networking）是通信領(lǐng)域中一個(gè)重大的研究課題。對(duì)于現(xiàn)有的固定基礎(chǔ)通信網(wǎng)，光纖光纜及波分多路系統(tǒng)正在點(diǎn)到點(diǎn)傳輸線上大量應(yīng)用并繼續(xù)存在，足見新一代光網(wǎng)已經(jīng)成為一個(gè)必然趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：光通信網(wǎng)；組建；發(fā)展

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，各種新業(yè)務(wù)正在迅速地進(jìn)入人們的生活，特別是IP業(yè)務(wù)爆炸式的迅猛發(fā)展，不僅使人們的生活發(fā)生了很大變化，同時(shí)，也給電信網(wǎng)的各個(gè)方面帶來了深刻的影響。

1 光傳送網(wǎng)的特征

與SDH傳送網(wǎng)技術(shù)相比，光傳送網(wǎng)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)因?yàn)楣鈧魉途W(wǎng)是按照信號(hào)的波長來進(jìn)行信號(hào)處理，因此，他對(duì)所傳送數(shù)字信號(hào)的傳輸速率、數(shù)據(jù)格式及調(diào)制方式完全透明，這意味著光傳送網(wǎng)不僅可以透明傳送今天已經(jīng)廣泛使用的SDH，IP、以太網(wǎng)、幀中繼 ((FR)和ATM信號(hào)等，而且也完全可以透明傳送今后使用的新的數(shù)字業(yè)務(wù)信號(hào)。

(2)因?yàn)楣鈧魉途W(wǎng)采用了DWDM傳輸技術(shù)，因此，不僅實(shí)現(xiàn)了超大容量的傳輸，更重要的是使光傳送網(wǎng)具有極強(qiáng)的可擴(kuò)充性，這使得光傳送網(wǎng)可以不斷地根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容。

(3)因?yàn)楣鈧魉途W(wǎng)采用了光交叉技術(shù)，因此，光傳送網(wǎng)具有極強(qiáng)的重新配置及保護(hù)、恢復(fù)特性。光傳送網(wǎng)可以進(jìn)行波長級(jí)、波長組級(jí)和光纖級(jí)靈活重組，特別是在波長級(jí)可以提供端到端的波長業(yè)務(wù)。此外，光傳送網(wǎng)的恢復(fù)時(shí)間可以降低到100ms量級(jí)。

(4)因?yàn)楣鈧魉途W(wǎng)簡化了網(wǎng)絡(luò)層次和結(jié)構(gòu)，大量使用了光無源器件，進(jìn)而簡化了網(wǎng)絡(luò)管理和規(guī)劃難度，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性，進(jìn)而大幅度降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營維護(hù)的成本。

2 光傳送網(wǎng)的關(guān)健技術(shù)

2.1各種業(yè)務(wù)信號(hào)的映射方式

目前，在光傳送網(wǎng)中，常用的映射方式有：SDH over OTN， ATMover OTN和ATM over SDH over OTN。對(duì)于SDHover OTN方式來講，它具有SDH本身所具備的OAM功能，具有比較強(qiáng)的保護(hù)和恢復(fù)能力，可以在SDH的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的綜合，可以按照波長根據(jù)發(fā)展需要進(jìn)行擴(kuò)容，缺點(diǎn)是各種業(yè)務(wù)信號(hào)在進(jìn)人SDH后，缺乏像ATM那樣的QoS保證。

將來光傳送網(wǎng)會(huì)采用ITU-TG.709建議所規(guī)范的數(shù)字包封(Digital Wrap-per)技術(shù)，解決各種信號(hào)的映射問題。這種技術(shù)不僅徹底解決了客戶層信號(hào)透明傳送及網(wǎng)絡(luò)邊緣處故障檢測(cè)和性能管理問題，而且還解決了光路性能監(jiān)視和光層保護(hù)和恢復(fù)指令傳送問題。另外，結(jié)合使用帶外FEC，可以明顯地改善系統(tǒng)的光信噪比。

2. 2光纖的選擇

目前，光傳送網(wǎng)中，使用的光纖主要有6.652光纖和6.655光纖。

2.3傳輸技術(shù)

目前，擴(kuò)展WDM傳輸系統(tǒng)容量的方法主要側(cè)重于以下三個(gè)方面，一個(gè)是提高每個(gè)通道的基礎(chǔ)速率，由2. 5Gbids ， l OGbit/s提高到40Gbit/s;另一方面，擴(kuò)展使用波段，由C波段(1530-1565 (nm ))擴(kuò)展至L波段(1565一 1620 (nm)); 最后，減少通道間隔，增加復(fù)用通道數(shù)，通道間隔由200GHz ，100GHz減少到50GH：乃至25GHz;復(fù)用通道數(shù)由16，32擴(kuò)展至80， 100甚至200個(gè)通道。

與lOGbitls速率相比，40Gbitls基礎(chǔ)速率具有頻譜效率高，降低設(shè)備成本，減少網(wǎng)管系統(tǒng)復(fù)雜性等優(yōu)點(diǎn)，但在幀同步，特別是PMD補(bǔ)償方面的技術(shù)問題有待于解決。

3.4 OXC和OADM比較

它是光傳送網(wǎng)的核心技術(shù)，也是光傳送網(wǎng)中最難解決的瓶頸問題。與傳統(tǒng)的電交叉連接相比，光交叉連接有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)速度快，根據(jù)理論計(jì)算，光開關(guān)器件的速度(接合時(shí)間)可達(dá)到10-15(s) ;

(2)具有良好的電磁兼容性;

(3)功耗低，串?dāng)_小;( 4)傳輸信號(hào)頻帶寬;( 5)光互連接能力強(qiáng); (6)簡單，可靠，成本低。

3 未來發(fā)展趨勢(shì)

3.1 網(wǎng)絡(luò)單元ADM、DXC過渡至OADM、OXC

每個(gè)通信網(wǎng)由若干種和若干個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元分別組合而成。多路通信不論是電的時(shí)分多路TDM，或者是光的波分多路WDM，最基本的網(wǎng)絡(luò)單元有multiplexer和demultiplexer，一般地稱為復(fù)接器和分接器。

他們?cè)赥DM結(jié)點(diǎn)與用戶接入線連接處，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，其他重要的網(wǎng)絡(luò)單元有ADM（add—dorp multiplexer），簡單譯成插分復(fù)接器，實(shí)際上它是分群器與合群器的組合，或是分路器與合路的組合。當(dāng)電通信網(wǎng)準(zhǔn)備過渡為光通信網(wǎng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)中的這些數(shù)字的ADM應(yīng)該全部換成“波長的ADM”或“光的ADM” 。它將是分波器與合波器的組合。光通信網(wǎng)不僅容量大，而且質(zhì)量高，光網(wǎng)結(jié)點(diǎn)中的ADM（OADM）和光的XC（OXC）等網(wǎng)絡(luò)單元都必須具備完善的結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的性能，那就完全能夠滿足大容量通信網(wǎng)運(yùn)行的需要。

3.2 IP與ATM、WDM的配合

未來的通信網(wǎng)既已肯定以數(shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)為重心，并普遍使用互聯(lián)網(wǎng)規(guī)約IP，那么網(wǎng)上信息業(yè)務(wù)宜一律使用IP，在未來通信網(wǎng)中普遍使用IP是可行的。但是，通信網(wǎng)內(nèi)部還有重要的叫交換機(jī)迄今尚未完全做成對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)、具有分組交換功能的簡便裝備。而在現(xiàn)行寬帶通信中使用較多、技術(shù)上比較成熟的異步轉(zhuǎn)移模式ATM，受到國際上廣大通信廠商重視和改進(jìn)，在性能和服務(wù)上為廣大通信用戶所接受。可以讓IP和ATM配合使用稱為IP OVER ATM。在發(fā)展未來的以分組數(shù)據(jù)通信為重心的新型通信網(wǎng)以及從電通信網(wǎng)過渡至光通信網(wǎng)的前進(jìn)道路上，很可能從IP OVER ATM過渡至IP OVER WDM，總的來說就是IP OVER EVERYTHING。未來IP OVER EDM網(wǎng)絡(luò)應(yīng)方案，幾個(gè)千兆比骨干網(wǎng)路由器間通過OADM系統(tǒng)和PWDM終端復(fù)用器互連。

4 結(jié)束語

IP技術(shù)與WDM技術(shù)的結(jié)合，使IP數(shù)據(jù)流直接進(jìn)入了粒度的光通道，有利于充分綜合WDM技術(shù)大容量與IP技術(shù)統(tǒng)計(jì)復(fù)用的優(yōu)勢(shì)，真正達(dá)到IP優(yōu)化的目的。但對(duì)于長期效應(yīng)，需要規(guī)范一種新的最佳的ＩＰ對(duì)光路的適配功能，即開發(fā)一種全新的光線路接口。這方面尚無同意意見，需要重點(diǎn)考慮的問題包括恒定比特率和突發(fā)傳輸、適配協(xié)議和幀結(jié)構(gòu)、物理接口特性、最佳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、生存性策略和網(wǎng)管等。總之，IP OVER WDM適用于未來的城域網(wǎng)、高容量普通IP業(yè)務(wù)和未來大型IP骨干網(wǎng)的核心匯接。

參考文獻(xiàn)

[1] 傾碗儀、張杰，《全光通信網(wǎng)》;

[2]韋樂平，下一代網(wǎng)絡(luò)生存性的總體考慮 [J].世界電信，，2000，6 ，7;

[3]郭威、紀(jì)越峰、黃永清、任曉敏，多波長光傳送網(wǎng)的保護(hù)田，光通信研究，2000，5 ;

[4]韋樂平，從電聯(lián)網(wǎng)到光聯(lián)網(wǎng)[J]，電信網(wǎng)技術(shù).2000，5