《通讯世界》深度分析:光网络的发展与挑战

  • 时间:
  • 浏览:2

中国电信集团公司总工程师 韦乐平/文  



从光纤通信技术三种的发展看,光网络是当前最活跃的领域。然而,所谓“光网络”需要2个多 严格意义上的技术术语,很久2个多 通俗用语。 

OTN的优劣势 

相对传统SDH而言,ITU-T所定义的OTN的主要优势在于: 

* 具备更强的前向纠错(FEC)能力。OTN的带外FEC比SDH的带内FEC还才能改进纠错能力3~7dB; 

* 具有多级串联连接监视(TCM)功能。监视连接能与否嵌套式、重叠式和/或级联式,而SDH只允许单级; 

* 支持客户信号的透明传送。SDH只有支持单一的SDH客户信号,而OTN还才能透明支持所有客户信号; 

* 交换能力上的扩展性。SDH主要分2个多 交换级别,即2Mbit/s和155Mbit/s。而OTN还才能随着线路数率的增加而增加任意级别的交换数率,与具体每个波长信号的比特率无关。 

然而,OTN的主要缺陷之处是缺陷细数率粒度上的性能监测和故障管理能力,对于数率要求不高的网络应用经济性不佳。另外,可能性现有SDH光网络可能性才能基本应付应用需要,厂家开发新一代光网络产品的驱动力缺陷,目前尚无开花结果的句子的句子期期的句子的句子图片 的句子图片 期产品可用,市场窗口是较窄的。 

全光OXC的发展 

从实现技术上看,OXC还才能划分为两大类,即采用电交叉矩阵的OXC(有时简称OEO措施或电OXC)和采用纯光交叉矩阵的OXC(有时简称OOO措施或全光OXC)。采用OEO措施避免还才能比较容易地实现信号质量监控和消除传输损伤,网管比较开花结果的句子的句子期期的句子的句子图片 的句子图片 期,容量需要很大时成本较低,与现有线路技术兼容,更重要的是还才能对小于整个波长的数率进行避免和调配,符合近期市场的容量需要。然而其扩容主很久通过持续的半导体芯片密度和性能的改进来实现的,可能性系统的复杂,无法跟上网络传输链路容量的增长数率。最后,这俩系统通常体积大、功耗大、容量很大时成本较高。 

买车人面,采用光交叉矩阵的OXC省去了光电转换环节,不仅节约了絮状光电转换接口,统统可能性纯光消除了数率瓶颈,容量可望大幅度扩展,随之带来的透明性还还才能使其支持各种客户层信号,功耗较小,有更高效的多端口交换能力,具有更长远的技术寿命。从端口成本和功耗看,这俩设备也比采用OEO的OXC要低。统统,这俩设备还才能交换的数率粒度至少 是整个波长,统统即使只有絮状的附加数率需求也需要提供整个波长,不经济。其次,为了引入全光交换机,可能性需要更新改造已有线路系统。第三,在光域实现性能监视很困难。第四,与全光交换机相连的线路是由一系列均衡过的光放大器构成的,而目前所有线路均衡措施需要专用的,涉及的相关因素统统,那先 因素淬硬层 相关且互相依赖,使均衡工作很困难,也需要时间稳定。若试图在均衡好的网状网中快速动态地实施波长选路,可能性原因分析分析分析上述多种因素重新组合,需要对新的波长通路实施快速重新均衡。而目前的光线路系统还无法以标准化的措施快速动态地实现网络均衡。 

向ASON演进 

尽管OXC已具有灵活组网能力,但传统意义上的OXC仅仅具有静态网络配置能力,缺陷自动联网智能和端到端的点击配置能力,统统无法适应日益动态的网络和业务环境,很久避免传统网络的社会形态问题图片。随着IP业务成为网络的主要业务量后,对网络数率的动态分配要求将越来越迫切,网络最终需要实时动态配置能力,即智能光交换能力,传统的静态交叉连接型OXC将升级为动态交换型智能光交换机,于是三种才能自动完成光网络连接的新型网络概念——自动交换光网络(ASON)技术应运而生。 

ASON所带来的主要好处有:复杂了网络社会形态和节点社会形态,允许将网络资源动态分配给路由,优化了网络资源分配,提高了数率利用率,降低了建网初始成本,还缩短了业务层升级扩容时间,间接增加了业务层节点的流量负荷;复杂了运行,实现了规划、业务指配和维护的自动化,降低了运维成本,避免了资源搁浅;光层的快速业务恢复能力;快速的业务提供和拓展;减少了运行支持系统软件的需要,减少了人工出错可能性;还才能引入新的波长业务,诸如按需数率业务(BOD)、分级的数率业务、动态波长分配租用业务、光层虚拟专用网(OVPN)等等。 

我国过去十几年来,光纤通信的发展老要是以点到点的链路容量的扩展为主线的。近几年来,随着淬硬层 动态的IP业务量的持续高速发展和专线业务的稳步发展,以及网络容量的相对宽余和竞争的加剧,传送网向动态联网的ASON的发展可能性提到日程上来,建设2个多 大容量的淬硬层 灵活、动态、可靠的传送网可能性成为我国传送网转型的关键和下一步发展的重点。 

城域网的发展与挑战 

核心网问题图片基本避免后,城域接入网正成为全网的数率和业务提供瓶颈,也将成为最大的市场机遇。避免此问题图片能与否多种技术手段,但最基本的是两类:一是改进以太网,并扩展至公用城域网。二是强化SDH,扩展至网络边缘并支持数据业务——建立多业务传送平台(MSTP)。 

近来,电信级以太网的发展更快,统统最新的技术避免方案可能性接近避免或每段避免了Qos,安全以及管理等问题图片,已能提供多种业务,具有一定的QoS能力和网管能力,具备较高的生存性,不少技术已能提供150ms的快速保护倒换时间,统统技术还采用了数字包封器,利用前向纠错(FEC)和同步技术来改进系统性能,延伸传输距离。简言之,统统新型电信级以太网技术正逐渐具备公用电信网所要求的必备功能和性能。除了其他同学比较熟悉的传统以太网技术的扩展和增强技术,这俩Q in Q(SVLAN)外,各种标准化组织和厂家开发了统统新型电信级以太网技术,诸如弹性分组环(RPR)、多业务环(MSR)、MAC in MAC封装、以太网环保护(ERP)、虚拟专用局域网业务(VPLS),等等。还才能预计,随着网络中IP/以太网业务量的日益增加以及基于以太网技术的新型避免方案的不断出现,电信级以太网多业务平台在城域网中的应用可能性太少。 

随着技术的进展和业务的发展,WDM技术正从长途传输领域向城域网领域扩展。适用于城域网领域的WDM系统称为城域网WDM系统,其主要特点和要求还才能归结如下: 

首先,低成本是城域网WDM系统最重要的特点,有点痛 是按每波长计其成本需要明显低于长途网用的WDM系统。幸运的是可能性城域网范围传输距离通常不超过1150km,因而长途网需要用的外调制器和光放大器还才能暂且使用,从而减少了分波器和合波器的复杂,光放大段的设计仅仅是光损耗的设计,十分简单明了。最后,可能性越来越光放大器,波长数的增加和扩展很久再受光放大器频带的限制,还才能容许使用波长间隔较宽、波长精度和稳定度要求较低的光源、合波器、分波器和其它元件,使元器件有点痛 是无源器件的成本大幅度下降,降低了整个系统的成本。 

然而,尽管目前城域WDM系统的成本已明显低于长途网WDM系统,但其成本仍然较高。为了进一步降低城域WDM多业务平台的成本,出现了粗波分复用(CWDM)的概念。你这俩系统的典型波长组合有三种,即4、8和16个,波长通路间隔达20nm之宽,滤波器通数率度约13nm,允许波长漂移6.5nm,大大降低了对激光器的要求。此外,可能性CWDM系统对激光器的波长精度要求很低,暂且致冷器和波长缩定器,不仅功耗低、尺寸小,统统其封装还才能用简单的同轴社会形态,比传统碟型封装成本低,激光器模块的总成本还才能减少三分之二。从滤波器淬硬层 看,以典型的1150GHz间隔的介质薄膜滤波器为例,需要1150层镀膜,而20nm间隔的CWDM滤波器只需要150层镀膜即可,其成品率和成本都还才能获得有效改进,预计成本可望降低约一半。 

总的看,对于光纤资源短缺的城域网可能性大型城域网的核心层乃至未来的汇聚和接入层面,城域WDM多业务平台都将是三种有长期技术寿命的通用避免方案。CWDM多业务平台则最适合城域汇聚和接入网每段以及企业局域网的延伸和存储网等短距离应用。 

光接入网的发展 

从光纤接入看,光纤接入网,有点痛 是无源光网络(PON)应该是比较理想的长远避免方案。其主要特点是在接入网中加在了有源设备,避免了电磁干扰和雷电影响,减少了线路和內部设备的故障率,降低了相应的运维成本。其次,PON的业务透明性好,数率宽,可适用于任何制式和数率的信号,能比较经济地支持广播电视业务,具备三重业务功能(triple-play)。最后,可能性其局端设备和光纤由用户共享,线路成本较其它点到点措施要低,土建成本也明显降低。PON的每用户成本随着分享OLT的用户数量的增加而很快下降,因而最适合于分散的小企业和居民用户,有点痛 是那先 用户区域较分散,而每一区域用户又相对集中的小面积密集用户地区,尤其是新建区域。 

光纤接入网技术的最问题图片图片是综合成本较高,而市场对数率的需求暂时还不越来越高,统统发展不快。近来,可能性技术的进步为其发展提供了新的驱动力,但作为主流接入技术还需要避免除了设备成本以外的一系列问题图片,包括组网技术、接续技术、测试技术、敷设安装技术等等。 

从全局看,光纤到小区(FTTN)是中近期内2个多 比较经济的FTTx避免方案,也是当前的主推方案;光纤到家(FTTH)则是2个多 长远的理想避免方案,当前主要适于新建商务区和高档住宅小区;而光纤到路边(FTTC)和光纤到公寓小楼(FTTB)介于两者之间,是2个多 经济性和前瞻性兼顾的中长期避免方案。FTTx的演进路线将是逐渐将光纤向用户推近的过程,即从FTTN到FTTC和FTTB乃至最后到FTTP,当然这将是2个多 很长的过渡时期,这期间,在新建地区直接采用FTTC/FTTB/FTTP都将是三种可行的具有前瞻性的避免方案。