光纖城域傳送網(wǎng)研究論文

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摘要:當(dāng)前信息容量日益劇增，為提高信息的傳輸速度和容量，光纖通信被廣泛的應(yīng)用于信息化的發(fā)展。城域傳送網(wǎng)傳作為承載城域范圍內(nèi)的固定、移動(dòng)和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)傳送網(wǎng)絡(luò),在整個(gè)光網(wǎng)絡(luò)中占有不可替代的地位。本文介紹了城域傳送網(wǎng)的特點(diǎn)，對(duì)主要技術(shù)進(jìn)行了分析，最后探討了其發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞:光纖通信；城域傳送網(wǎng)；光網(wǎng)絡(luò)

1引言

城域傳送網(wǎng)是覆蓋城區(qū)、郊區(qū)或者部分規(guī)模較小的市縣，為城域多業(yè)務(wù)提供綜合傳送平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)，是承載城域范圍內(nèi)的固定、移動(dòng)和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)傳送網(wǎng)絡(luò)，它一般以多業(yè)務(wù)光傳送網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、以多種接入技術(shù)為輔，為多種業(yè)務(wù)和通信協(xié)議提供綜合傳送承載平臺(tái)。城域傳送網(wǎng)向上與省際和省內(nèi)干線相連，向下負(fù)責(zé)綜合業(yè)務(wù)引入，完成集團(tuán)用戶、商用大樓、智能小區(qū)的業(yè)務(wù)接入和電路出租的任務(wù)。

2城域傳送網(wǎng)的特點(diǎn)

城域傳送網(wǎng)是非常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)城市和每個(gè)城市都因現(xiàn)狀不同而有所不同，從網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)來說，城域傳送網(wǎng)一般分為核心傳送層、匯聚層和接入層。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小的城市，可根據(jù)實(shí)際情況簡化網(wǎng)絡(luò)層次。下面從通用角度分析城域傳送網(wǎng)的特點(diǎn)。

多業(yè)務(wù)。城域傳送網(wǎng)需要同時(shí)支持多種業(yè)務(wù)，單一平臺(tái)支持多種協(xié)議和處理混合業(yè)務(wù)的特征是城域光傳送網(wǎng)絡(luò)獲得足夠競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵因素，也是最重要的特點(diǎn)。多業(yè)務(wù)支持是城域光傳送網(wǎng)絡(luò)的基石，可為運(yùn)營商帶來許多競爭優(yōu)勢，如后向兼容性(如SDHoverWDM)、成本顯著降低(減少了網(wǎng)絡(luò)分層和設(shè)備)、網(wǎng)絡(luò)管理簡化和配置工作量減少等。

安全可命性和可增位性。城域傳送網(wǎng)涉及到大量的客戶和服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性直接影響到客戶，傳送網(wǎng)應(yīng)支持網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的備份和線路保護(hù)，提供網(wǎng)絡(luò)安全措施，同時(shí)多種生存性有利于運(yùn)營商向用戶提供更好的業(yè)務(wù)定義。同時(shí)城域傳送網(wǎng)應(yīng)當(dāng)要充分考慮業(yè)務(wù)擴(kuò)展能力，能針對(duì)不同的用戶需求提供豐富的寬帶增值業(yè)務(wù)，使網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)贏利。

動(dòng)態(tài)性。與骨干傳送網(wǎng)相比，城域傳送網(wǎng)的動(dòng)態(tài)性較強(qiáng)，多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)性和不可預(yù)見性使得城域傳送網(wǎng)的相關(guān)需求加強(qiáng)，目前的發(fā)展趨勢是越來越多的客戶需要帶寬更靈活的業(yè)務(wù)。他們需要快速的業(yè)務(wù)配置、更短期的、可靈活增加的服務(wù)合同和基于QoS的價(jià)格，將來還可能出現(xiàn)對(duì)帶寬按需分配等新業(yè)務(wù)的需求。

網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性。由于受用戶需求和地理分布動(dòng)態(tài)變化的影響，城域的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有多變性，城域傳送網(wǎng)要建設(shè)成完整統(tǒng)一、組網(wǎng)靈活、易擴(kuò)充的彈性網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，留有充分的擴(kuò)充余地，能夠隨著需求變化，可允許運(yùn)營商不斷地按照業(yè)務(wù)需求增加帶寬，而不需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)整體升級(jí)。

3城域網(wǎng)中的相關(guān)技術(shù)分析

SDH多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)。SDH多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)(MSTP)是目前廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品。為了適應(yīng)城域網(wǎng)多業(yè)務(wù)的需求，SDH從單純支持2Mb/s,155Mb/s等話音業(yè)務(wù)接口向支持以太網(wǎng)和ATM等多業(yè)務(wù)接口演進(jìn)，將多種不同業(yè)務(wù)通過YC或VC級(jí)聯(lián)方式映射入SDH時(shí)隙進(jìn)行處理。SDH多業(yè)務(wù)平臺(tái)將傳送節(jié)點(diǎn)與各種業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)融合在一起，各廠商只是融合程度不同。

MSTP的出發(fā)點(diǎn)是將2層或3層的功能作為SDH附加功能來完成的，其對(duì)2層或ATM層的處理都是與SDH處理相分離的，但都可以映射到SDH的VC時(shí)隙進(jìn)行重組。從功能上看，MSTP除了具有SDH功能外，還具有2層、MAC層和ATM功能。&nbsMSTP比較適合于已經(jīng)敷設(shè)大量SDH網(wǎng)的運(yùn)營公司，它可以方便有效地支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)從電路交換網(wǎng)到分組網(wǎng)的過渡，適合支持混合型業(yè)務(wù)特別是以TDM業(yè)務(wù)為主的混合型業(yè)務(wù)，同時(shí)可以保證網(wǎng)絡(luò)管理的統(tǒng)一性。

彈性分組環(huán)技術(shù)。正在由IEEE802.17工作組制定的彈性分組環(huán)(RPR)技術(shù)，吸收了吉比特以太網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性、SDH系統(tǒng)50ms環(huán)保護(hù)特性。RPR采用類似以太網(wǎng)的幀格式，結(jié)合絲絲標(biāo)記，基于MAC高速交換，簡化IP前傳。RPR技術(shù)可以支持更細(xì)的帶寬粒度，網(wǎng)絡(luò)成本較低，可以承載具有突發(fā)性的IP業(yè)務(wù)，同時(shí)支持傳統(tǒng)語音傳送，有比較好的帶寬公平機(jī)制和擁塞控制機(jī)制。RPR環(huán)是在整個(gè)環(huán)上實(shí)現(xiàn)公平機(jī)制而不是在單獨(dú)鏈路上，容易實(shí)行全局的公平機(jī)制。服務(wù)供應(yīng)商可以利用源節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包的速率來控制上游節(jié)點(diǎn)和下游節(jié)點(diǎn)的速率。帶寬策略允許在無擁塞的情況下，把環(huán)上任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間所有的帶寬分配給這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，沒有SDH那種固定電路系統(tǒng)的不靈活性，同時(shí)又比點(diǎn)到點(diǎn)的以太網(wǎng)更加有效。

目前RPR標(biāo)準(zhǔn)尚未完成，其中的一個(gè)重要問題是對(duì)時(shí)鐘的透明傳輸，RPR同步機(jī)制與SDH不同，必須確保TDM時(shí)鐘可以透明傳輸?shù)綄?duì)端。第二個(gè)挑戰(zhàn)來自RPR定義的是一個(gè)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)下的技術(shù)，無法工作在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下(甚至是環(huán)間互聯(lián))，而實(shí)際的城域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境則是十分復(fù)雜的。

RPR技術(shù)適合于以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主、TDM業(yè)務(wù)為輔的網(wǎng)絡(luò)，其應(yīng)用范圍將逐漸擴(kuò)大，適合于新建網(wǎng)絡(luò)。

城域WDM光網(wǎng)絡(luò)。WDM技術(shù)不僅提高了光纖利用率，而且在業(yè)務(wù)信號(hào)復(fù)雜多變的城域網(wǎng)中對(duì)信號(hào)具有透明性，它可以對(duì)從不同設(shè)備出來的信號(hào)不進(jìn)行速率和幀結(jié)構(gòu)調(diào)整，直接進(jìn)行透明傳輸。這可給用戶、特別是租用波長的用戶以最大的靈活性。同時(shí)，不同波長間的信號(hào)互不干涉，每個(gè)波長都可以自己靈活上下。WDM技術(shù)主要應(yīng)用于城域骨干網(wǎng)。

城域OAD

M環(huán)網(wǎng)可以承載大量客戶的多種協(xié)議和多種速率的業(yè)務(wù)，每個(gè)波長承載一種業(yè)務(wù)的方式將很快耗盡波長，為提高每個(gè)波長的帶寬利用率，應(yīng)盡量避免低速率業(yè)務(wù)單獨(dú)占用一個(gè)光波長通道。一種新興的經(jīng)濟(jì)有效的方法是將多個(gè)低速率客戶信號(hào)復(fù)用到一個(gè)波長信道中，該技術(shù)被稱為子波長復(fù)用，從而實(shí)現(xiàn)了每個(gè)波長攜帶多種業(yè)務(wù)。這種子波長復(fù)用器降低了城域網(wǎng)WDM系統(tǒng)的應(yīng)用門檻，可以直接容納低速率信號(hào)，給組網(wǎng)帶來了靈活性。WDM環(huán)網(wǎng)解決了兩個(gè)重要問題:光纖短缺和多業(yè)務(wù)的透明傳輸。成本是限制其應(yīng)用的重要因素，目前它主要用來保護(hù)那些SDH還無法保護(hù)的業(yè)務(wù)，如ESCON,FiberChannel等。

在目前的光網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的提供需要經(jīng)過4層處理:首先將業(yè)務(wù)映射進(jìn)IP包，并以ATM信元封裝，然后將ATM信元映射進(jìn)SDH幀，最后轉(zhuǎn)換為光信號(hào)在光網(wǎng)絡(luò)上傳送(采用WDM/DWDM方式)。隨著IP業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)日益暴露.人們開始研究將ATM層和SDH層從4層結(jié)構(gòu)中剝離出去，將其功能融合到IP/MPLS層和WDM/OTN(光傳送網(wǎng))層中，將IP業(yè)務(wù)直接在WDM光路上傳送(即IPoverOptical，目前主要為IPoverWDM/DWDM)。在傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)中引入信令控制和動(dòng)態(tài)交換功能，將IP層和光網(wǎng)絡(luò)層置于同一控制平面下，對(duì)光網(wǎng)絡(luò)實(shí)施配置連接管理，在此思想下，一種能夠自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò)連接的新型網(wǎng)絡(luò)ASON(自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò))應(yīng)運(yùn)而生。

自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)。ASON是在IPoverDWDM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，底層仍為OTN，主要的不同就是在OTN上引入了控制平面。控制平面通過信令交換完成對(duì)傳送平面的動(dòng)態(tài)控制。控制平面的引入帶來了以下好處:迅速實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)提供，允許網(wǎng)絡(luò)資源動(dòng)態(tài)分配路由和帶寬；容易管理，業(yè)務(wù)提供者無需為新的傳輸技術(shù)系統(tǒng)的配置管理而開發(fā)維護(hù)操作支持系統(tǒng)軟件;具有擴(kuò)展的信令能力，增加了補(bǔ)充業(yè)務(wù);在出現(xiàn)故障時(shí)可實(shí)現(xiàn)快速的保護(hù)與恢復(fù)，比通常的傳送網(wǎng)節(jié)省了冗余容量和資源;控制平面的協(xié)議比管理平面的協(xié)議有更豐富的原語組，可用于各種傳輸技術(shù)。

4通用標(biāo)簽交換（GMPLS）技術(shù)

為了使MPLS適應(yīng)時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用等不同的應(yīng)用環(huán)境，以支持在電路交換網(wǎng)中建立連接，IETF對(duì)MPLS中標(biāo)簽的概念和形式進(jìn)行了相應(yīng)的擴(kuò)展，將時(shí)分系統(tǒng)和空間交換系統(tǒng)涵蓋了進(jìn)來，推出了通用標(biāo)簽交換--GMPLS。其具有許多新功能：

時(shí)隙、虛通道和波長等均可作為標(biāo)簽。GMPLS所管理的對(duì)象不僅是分組，還可以是FR.ATM,SDH和WDM等，且這些設(shè)備上的接口還可以細(xì)分為PSC(分組交換功能)、TSC(T

DM交換功能)、LSC(波長交換功能)和FSC(光纖交換功能)等多種類型。

可以為離散單位分配帶寬，因?yàn)闀r(shí)隙、波長和光纖等都是離散單位。

具有下行按需標(biāo)簽分配和使用上行標(biāo)簽的雙向LSP建立能力，并且可以通過從上游節(jié)點(diǎn)向下游節(jié)點(diǎn)傳送建議標(biāo)簽來簡化倒換過程、減少雙向LSP的建立時(shí)延。

可以設(shè)置標(biāo)簽組，以縮小下游標(biāo)簽的選擇范圍。當(dāng)然，在引入GMPLS控制平面后，對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(DCN)也提出了新的要求，特別是電路交換網(wǎng)絡(luò)。首先，DCN必須保證能為控制器之間提供控制信息的傳送，能夠直接或間接地為兩個(gè)LSR提供交換控制信息的信道:其次，所提供的信道必須是可靠的、安全的:最后，DCN必須支持IP，且必須具有較高的可靠性和QoS，以避免用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)出錯(cuò)而影響控制數(shù)據(jù)，確保控制信息的順利發(fā)送。

參考文獻(xiàn)

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