光传送网保护与恢复的若干技术分析

光传送网保护与恢复的若干技术分析（精选7篇）

篇1：光传送网保护与恢复的若干技术分析

网络生存性是指网络在经受各种故障时仍能维持可接受的业务质量等级的能力，是现代网络规划设计和运行的关键因素，也是网络完整性的重要组成部分，光网络的生存性基于共享资源和动态恢复资源。在光网络的各种生存性技术中，光层的生存性技术具有响应快速、灵活的特点，能够有效提高网络的服务质量(QoS)，减少业务的丢失，因此，对光层的生存性研究具有十分重要的意义。光层的生存性包括保护和恢复两种技术。

保护是指为光网络的承载业务提供预留的保护资源。当网络发生故障时，受影响业务被安排到预先分配好的保护路由进行传送，以此来恢复受影响的业务。保护往往处于本地网元或远端网元的控制下，无须外部网管系统的介入，因而保护倒换时间很短。但由于备用资源无法在网络范围内共享，导致网络资源利用率低，这是保护机制的缺点。

恢复是指为光网络的承载业务动态寻找网络中剩余资源(包括预留的专用空闲备用容量，网络专用的、甚仍至低优先级业务可释放的额外容量)，并通过利用这些剩余资源，在网络中寻找失效路由的替代路由，以便快速而准确地消除由于故障所带来的阻塞。恢复技术能动态搜索网络中的所有空闲容量，可大大节省备用资源，因而大大提高了网络资源的利用率。但由于恢复通常需要外部网管系统介入，时间较慢，恢复响应不确定，业务恢复时间相对较长，这是恢复机制的不足之处。恢复通常主要用于网状网，以便能最佳地利用网络容量资源。

保护和恢复都可采取重选路由机制，但两者又各有其优缺点。保护技术的保护倒换时间短，但网络资源利用率低;恢复技术大大提高了网络资源的利用率，但业务恢复时间相对较长。在实际应用中，若采用保护与恢复相结合(PRC)的技术策略，将最能满足运营商所希望的业务保护水平需求。鉴于环网和网状网是光传送骨干网的两种主要网络结构，本文将就这两种网络结构中保护与恢复的某些重要技术问题进行分析。

环形网的保护

在环形光网络中，主要采用保护方式来恢复受故障影响的业务。目前，环形网的保护主要有邻近节点环回和源节点重路由两种解决方案。以下分别对环形网的这两种保护方案进行分析。

1.1 邻近节点环回方式

邻近节点环回是现有环形网中的常规保护方式。根据该解决方案，当信息从源节点向目的节点传输过程中，若其间某段线路发生故障，系统将在邻近故障的节点进行保护倒换，将受影响的业务倒换到保护通道上进行传输，即受影响的业务在邻近节点处以邻近节点环回方式避开线路故障，并通过保护通道顺利到达目的节点。

如由西安?兰州?银川?呼和浩特?北京石家庄郑州7个主要节点构成的环形网。当信息从西安途径兰州传送到石家庄时，若北京石家庄之间的光纤发生断裂，与事故发生地邻近的北京节点将采取保护倒换措施将业务倒换到保护通道，即业务将在北京节点环回，并沿保护通道到达石家庄。

以邻近节点环回方式为业务提供保护的同时也引发了另一个问题，即信息的传输距离比正常情况下大得多，这样，信息的传输时延将大大增加。

正常路径下，西安石家庄(经兰州)的路径传输时延为t1=17.25 ms;当北京?石家庄光纤发生故障时，通常邻近节点环回路由的传输时延为t2=36.35 ms。

显然，采用邻近节点环回方式保护倒换后，信息从源节点到目的节点的传送时延大幅增加。这里的计算还没有包括节点设备引起的传送时延。通常，信息从源节点到达目的节点中途要经过许多节点设备，若将这些节点设备引起的传送时延计算在内，采用邻近节点环回方式引起的传送时延增加问题将更加突出，由此必然严重影响网络系统的性能。

1.2 源节点重路由方式

在环形网中采用常规邻近节点环同保护方式虽然可为业务提供有效保护，但同时却使信息的传输距离比正常情况下大幅增加。传输距离的增加导致了信息传输时延的相应增加，进而严重影响网络系统的性能。为解决上述问题，业界提出了源节点重路由方式，如上海贝尔阿尔卡特的源节点重路由解决方案很好地解决了邻近节点环回方式所带来的传输延时增加问题。

当信息从西安途径兰州传送到石家庄时，若北京?石家庄之间的光纤发生断裂，这时，源节点重路由解决方案将在源节点(西安节点)处进行重新路由，把需要传送的信息直接倒换到保护通道上。，信息直接途径郑州传送到目的节点(石家庄节点)，无须再经过兰州、北京来迂回完成传输。比较邻近节点环回方式，源节点重路由解决方案大大减少了信息的传输距离，它的信息传输时延小得多。采用源节点重路由保护倒换后信息的传输时延为t3=35.85 ms，与采用邻近节点环回方式保护倒换后的传输时延相比，其优势显而易见。此外，若进一步考虑传输途中所通过的中间各节点引入的时延，源节点重路由方式的优势将更为明显。

环形网结构具有较好的生存性，网络恢复时间短(可小于50 ms)。但是，若在大型长途骨干网中采用环形网结构，则由于在许多情况下信息传送要通过迂回路由实现，往往传输路径过长，传输经过的节点数过多。这些都将导致整个信息的端到端传送时延过大，尤其是当环形网光纤线路发生故障、网络系统采用邻近节点环回方式保护倒换后，时延问题尤为突出，

过大的传送时延不但对话音等实时性业务产生严重影响，而且对网络的IP化也十分不利，不仅会引起IP系统(TCP/IP系统)的吞吐量迅速下降、导致网络利用率的迅速降低，而且还将使数据分组的丢失概率上升，最终导致整个网络系统性能的严重恶化。

此外，环形网的缺点还体现在网络规划较困难。在进行网络规划时，很难预计将来的发展，因此，在开始时需要规划较大的容量。这种结构所需空闲容量即使在业务量比较平衡时也高达100%，有些甚至要求高达150%。实践证明：环形网在短距离、拓扑结构简单时具有较大的优势;而在大规模长途骨干网中，网状网的应用优势则更为突出。

网状网的保护与恢复

网状网的多路由形式使得它的可靠性大大优于其他网络拓扑结构。利用网状网的多路由形式、应用交叉连接设备、采用最短路径优先选路功能，可保证即使在网络出现故障情况下，仍使网络具有最优的传输路径。

网状网中，网络的保护和恢复都可使用重选路由机制。对于保护而言，通道保护技术可为每一路工作通道预留一条专用的端到端保护通道，也可使用1+1或1：1的保护倒换。链路保护(或称光复用段保护)可采用另一条专用的平行光纤，也可采用被路由到在网络中与该链路不相交的其他光纤，还可以采用共享方式，如采用M：1结构。保护技术具有保护倒换时间短的优势，但因需要为光网络的承载业务提供预留的保护资源而存在网络资源利用率低的缺陷。

网状网中采用恢复策略具有很高的生存性，恢复技术能动态搜索网络中的所有空闲容量为受影响的业务寻找新的路由，从而能最佳地利用网络容量资源。在同样的网络生存性条件下，所需要的附加空闲容量可远小于环形网，通常为30%-60%，因此，恢复比保护在容量使用效率方面具有优势。一般来说，网络拓扑较复杂时，如在高度互联的长途网中，采用网状网恢复比环形网更为经济灵活，也便于规划和设计。由于网状网提供的是网络范围内的恢复，因而对付严重的网络故障的能力较强，对网络拓扑的限制也最小，但是，网状网恢复也存在业务恢复时间长的缺点。值得注意的是，在网状网中，对于全网优化的恢复方案，由于网络保护倒换时要进行全网的资源优化分析，因而网络保护倒换的时间较长，而对于局部优化的恢复方案，则可大大减少资源优化分析的时间，快速地进行网络保护倒换和业务的恢复。

基于保护和恢复的各自优缺点存在互补性，在实际应用中，业界提出了采用PRC的技术策略，如上海贝尔阿尔卡特率先提出、引领业界最高水平的PRC解决方案。上海贝尔阿尔卡特的PRC解决方案将保护与恢复有机结合，在充分发挥保护与恢复各自优势的同时，又克服了它们各自存在的缺陷，能最大限度地满足运营商的实际应用需要。

在光网状网中，每个节点存在多个路由，一旦某节点发生故障或光缆中断，业务可以很容易地被转换到另一条通路上。采用上海贝尔阿尔卡特的PRC解决方案，网状网可实现网络的自动故障诊断、业务的自动恢复和路由的优化;并且保护倒换时间可小于50 ms，满足电信级要求。如此，使得网状网的生存能力最能支持运营商所希望的业务保护水平。换句话说，使用PRC解决方案，运营商可充分利用网状网的优异生存能力和可靠性，根据SLA协议，灵活地管理各种级别的业务，为各种级别的业务提供不同的保护和业务恢复时间。

正常情况下，业务通过源节点与目的节点之间的一条主用路由传输。为了保证高优先级业务传输的安全，网络系统采用最短路径优先原则，计算出一条预置的保护路由，当主用路由出现故障时，网管系统将自动把该业务倒换到预置的保护路由上。由于保护倒换时间满足电信级要求(小于50 ms)，所以，客户端不会受到影响。

若保护路由再次出现故障，网管还可根据网络资源找出第三条可用路由，并将业务倒换到该路由上。同样，由于保护倒换时间小于50 ms，客户端也不会受到影响。

在实际情况中，当使用PRC方式保护时，若第三条保护路由也出现问题，网管系统还可以进一步动态地寻找更新的可用路由。

网状网和环形网相结合的保护与恢复

目前，国内各大运营商骨干光传送网主要采用“多个环网互联+部分支线”的网络结构，提供的业务恢复类型仅为环/线保护和不保护两种。根据环网和网状网的优缺点，结合国内各大运营商骨干传送网的实际，若在我国大规模长途骨干网中引入网状拓扑，将我国大规模长途骨干网建成网状网和环网相结合的网络拓扑结构，则可为业务提供环网保护、1+1/1：N线性保护以及网状网PRC等多种组合的保护与恢复方式。换言之，采用网状网和环网相结合的网络拓扑结构，利用SLA功能，运营商可为不同类型的客户灵活地提供具有一定差异性的各种等级类型业务。

结束语

环网主要

篇2：光传送网保护与恢复的若干技术分析

关键词：统一建模语言；面向对象；资源管理

【Abstract 】First, this paper studies the rationality of deployment of static resource management system of optical transport network of China Mobile Co.Ltd.Then the structure of resource management system is described.And then the emphasis is put on the overall design of server-side software of static resource management system.Here UML technology is adopted.Examples are given to illustrate the way to design class diagram and database table.In the end, it prospects the long term goal of resource management system and points out that the current job is of great importance to there alization of final goal.【Key words 】Unified modeling language(UML);Object-oriented;Resource management

1系统建设的必要性

随着网络结构日益复杂，如何优化网络、合理地配置调度网络资源的问题急需解决，正是在这种情况下，中国移动提出要建设光传送网静态资源管理系统，以实现网络资源合理、有效的利用。光传送网资源管理系统工程建设的必要性主要体现在以下几个方面：

⑴集中管理的需要

随着中国移动传送网建设在全国的全面展开，可以预见：几年后中国移动的传送网将具有相当大的规模。面对日益膨胀、复杂的传送网络，网络资源管理部门急需全面了解全网的传输现状和各种运行状况，以实现对网络资源进行合理的调度和配置。虽然中国移动在传送网建设时将引入厂家的网元管理系统（EMS）和子网管理系统（SNMS），但要做到对传送网的“集中管理、集中监控、集中维护”，实现快速的电路调度，仅靠引进厂家的EMS 和SNMS是不能完全实现的。因此，在目前情况下，要想在传送网大规模建设完成之后，能迅速形成高效的网络传送能力，同期建设传送网网络资源管理系统已是当务之急。

⑵市场竞争的需要

随着中国电信市场改革的逐步深化，特别是加入WTO后，中国移动集团公司面临的市场竞争会更加激烈。作为中国大型的电信运营商，中国移动要想在竞争中立于不败之地，就要在移动电话、IP、数据、多媒体等电信业务的基础上逐步扩大经营范围，为用户提供更多的优质的新业务，而所有这些业务的开展都需要一个具有高速宽带、安全可靠、调度灵活、完整统一的中国移动光传送网络作为基础传送平台，显然要使传送网平台具有配置合理、调度灵活的功能，如果没有传送网资源管理系统作为保障是无法实现的。另外，随着中国移动传送网网络规模的不断扩大，将会逐步开展出租网络资源的服务，而一个先进的网络资源管理系统是为客户提供优质服务的重要保证，通过网络资源管理系统可以为客户提供全面的网络资源信息和高效快捷的资源调度配置服务，进而使中国移动面向市场经营的端到端业务的网络资源营销成为可能。

⑶科学规划的需要

通过建设中国移动传送网网络资源管理系统可以及时充分地掌握全网的资源信息，为中国移动的网络规划建设提供定量的决策依据，有效避免重复建设，同时也能为网络资源的优化利用提供科学的方案，从而提高中国移动的经济效益，增强企业的综合竞争能力。

2系统结构

2.1中国移动光传送网网络结构

中国移动传送网分为省际骨干传送网、省内骨干传送网和本地传送网3 层，如图1所示。图1传送网分层结构

2.2静态资源管理系统总体结构

中国移动光传送网络静态资源管理系统的总体结构如图2所示。

中国移动传送网资源管理系统将按照“两级3层”的结构进行建设。所谓两级是指省际资源管理系统和省内资源管理系统；而3层是指省际传送网资源、省内传送网资源和地市传送网资源。图2中国移动光传送网静态资源管理系统总体结构

省际资源管理系统省内资源管理系统省内网络资源省际网络资源数据库数据库（含地市资源）图2中国移动光传网静态资源管理系统总体结构省际资源管理系统主要负责国际出口以及省际传送网和长-长中继（一级干线）的资源管理，数据库设置在总部。

省内资源管理系统主要负责省内传送网、地市传送网的资源管理，数据库集中设置在省中心，各地市通过远程终端进行数据的录入和查询。各本地网数据分别存放在不同的逻辑数据库内。省际传送网资源管理系统能够通过省内层面查询到省内长途干线资源、省内各地市传送网资源及业务开放信息，并且可以查询各业务电路在省内、地市内延伸段的状态信息。地市用户不能访问省际传送网资源管理系统的数据库，只能访问本省内的资源数据库。

2.3系统功能结构

传送网资源管理系统包括网络资料管理、网络拓扑管理、资源状态管理、资源配置管理、同步资源管理、备品备件管理、资源租用管理、统计查询、调度管理、系统运行管理等。整个系统的功能结构如图3所示。

图3传送网静态资源管理系统的功能结构查询统计系统运行管理传送网络资源数据库调度管理资源配置传送资源网络资料管理扑管理管理态管理件管理源管理用管理平台信息资源状网络拓备品备同步资图3传送网静态资源管理系统的功能结构资源租

3系统软件总体设计

3.1应用软件体系架构

传送网资源管理系统主要采用客户机/服务器（C/S）结构。因此，应用软件分为两类：服务器端软件和客户端软件。服务器端软件完成具体的资源管理功能，而客户端软件向用户提供访问资源管理系统的界面和操作终端。

在应用软件的体系结构中，还结合了浏览器/Web服务器应用体系，即对于一些简单的查询统计以及对外部的应用界面（例如基于保密、安全前提下提供给相关部门的应用界面）提供了通用浏览器的访问方式（即Browser/HTTP方式）。因此，操作终端分为两类：客户化终端和通用浏览器终端，如图4所示。其中在客户化终端需安装专用的客户端软件，可完成对系统的管理、查询统计、配置操作；而在通用浏览器终端只须安装通用的浏览器软件，主要能完成一些查询统计功能。图4资源管理系统的应用体系架构应用服务器Web服务器WWW浏览器客户化终端图4资源管理系统的应用体系架构

3.2服务器端软件设计

服务器端软件的第1 级模块划分如图5所示。图中粗线框代表进程，细线框代表模块。当服务器端软件启动时，先启动守护进程，再由守护进程启动主进程。主进程从初始化模块开始执行，由初始化模块首先完成相应的初始化工作。

应用软件服务器端软件的运行采用消息驱动机制，主要有3 个队列：消息队列，定时器队列和任务自动机队列。这3个队列在总控模块中实现。

总控模块中最主要的模块是任务调度子模块，它主要完成如下工作：

(1)接收外部发来的消息放,入消息队列；

(2)检查定时器队列，向超时定时器对应的任务自动机发超时消息；

(3)分发消息队列头部的消息。

此外，总控模块还包括用户鉴权模块、在线升级模块、故障告警模块、任务恢复模块、权限管理模块和数据核查模块等。

图5 中的“功能模块”指的是图6 中的第2级模块。

对于整个资源管理系统可以进一步按功能进行模块划分，如图6所示。

传送网中的资源种类繁多、数量庞大，如何确切地掌握各种资源对象之间的关系，是实现资源管理系统的关键问题。

针对图6 的网络资源资料管理模块，图7 用UML（unified model ling language）语言表示出了图5数据库操作模块中相关类之间的关系，论文网体现了数据库内容在内存中的组织方式。为简洁起见，图7忽略了各个类的成员函数的表示。图中表示了类间的各种关系，如类T Net work Resource 和类T Area间是组合关系，类T Tran sport System与类T Fibre System间是泛化/特化关系，类T Location 与类T House间是关联关系。我们认为在一个省的范围内至少有一个区域，因此将T Network Resource的属性Number Of Area 的初始值置为1，同样在这两个类的连线上标明的多重性(1..*)也体现了这一点。T Fibre System 和T Micro Wave System拥有共同的基类T Tran sport System，该基类有两个属性，属性名前的“#”表示该属性是“protected ”。另外值得注意的是T Location和T Fibre Segment这两个类间是关联关系，有一个箭头从T Fibre Segment指向T Location，表示从T Fibre Segment的一个对象实例可以找到相关的两个T Location对象实例，这是因为T Fibre Segment类 中有4个属性Originating Location Name、Originating Location Type、Terminating Location Nam和 Terminating Location Type。

静态资源管理系统涉及的数据量庞大，因此需要数据库的支持。根据网络资源资料管理模块的类关系图，我们可以设计表

1、表2的数据库表（以区域管理和站点管理为例）。

4.资源管理系统的建设目标

建设中国移动传送网网络资源管理系统的近期目标是：对传送网所涉及的网络资源实现规范化命名；采用各种录入方式（手工、批量、从其他系统导入）将网络资源全部录入。实现资源的静态管理；实现电子化的电路调度管理。远期目标是：随着传送网网络管理系统的建设，通过各种接口获取各网管数据，实时地、动态地更新网络资源；进一步完善电路调度系统的功能，实现端到端的业务提供。

本文讨论的资源管理系统着眼于近期目标的实现，同时充分考虑了向远期目标的演进，使得该系统具有前向兼容性和可扩展性，是实现远期目标的基础，对于中国移动光传送网的科学管理意义重大。

参考文献：

1.中国移动传送网静态资源管理系统可行性研究报告。信息产业部邮电设计院，2001-11

2.张治中 ip ever WDM网络的选路和波长分配算法研究【博士学位论文】成都 电子科技大学，2002.3

篇3：光传送网保护与恢复的若干技术分析

光传送网 (OTN) 是一种以DWDM与光通道技术为核心的新型传送网结构, 它由光分插复用、光交叉连接、光放大等网元设备组成, 具有超大容量、承载信号透明及在光层面上实现保护和路由的功能。

光传送网 (OTN) 的结构由上至下依次可以分为三层:光信道层 (OCH) , 光复用段层 (OMS) , 光传输段层 (OTS) 。

光通道层负责为来自电复用层的各种类型的客户信息选择路由, 分配波长, 为灵活的网络选择安排光信道连接, 处理光信道开销, 提供光信道层的检测、管理功能, 它还支持端到端的光信道连接, 在网络发生故障时, 执行重选路由或进行保护倒换的工作;光复用段层保证相邻的两个DWDM设备之间的DWDM信号的完整传输, 为波长复用信号提供网络功能, 包括:为支持灵活的多波长网络选路, 重新配置光复用段, 为保证DWDM光复用段适配信息的完整性进行光复用段的开销处理, 光复用段的运行、检测、管理等;光传输层为光信号在不同类型的光纤介质上 (如G.652, G.655等) 提供传输功能, 同时实现对光放大器和光再生中继器的检测和控制。

2 传统传送网的技术缺陷

近年来, 通信网络所承载的业务发生了巨大的变化, 数据业务发展非常迅速, 特别是宽带、IPTV、视频业务的发展, 对运营商的传送网络提出了新的要求。传送网络要能够提供适应这种增长的海量带宽, 更重要的是要求传送网络可以进行快速灵活的业务调度, 完善便捷的网络维护管理 (OAM功能) , 以适应业务的需求。目前传送网使用的主要是SDH和WDM技术, 但这2种技术都存在着一定的局限性: (1) SDH技术偏重于业务的电层处理, 具有灵活的调度、管理和保护能力, OAM功能完善。但是, 它以VC4为基本交叉调度颗粒, 采用单通道线路, 容量增长和调度颗粒大小受到限制, 无法满足业务的快速增长; (2) WDM技术以业务的光层处理为主, 多波长通道的传输特性决定了它具有提供大容量传输的天然优势。但是, 目前的WDM网络主要采用点对点的应用方式, 缺乏有效的网络维护管理手段。纯光调度系统 (如ROADM) 虽然可实现类似于SDH的调度和保护功能, 但由于物理受限和波长受限问题, 很难在大范围网络中应用, 而且颗粒度单一, 灵活性差, 不能实现不同厂家设备的互通。

3 光传送网 (OTN) 技术特点分析

所谓光传送网, 从功能上看, 就是在光域内实现业务信号的传送、复用、路由选择、监控, 并保证其性能指标和生存性, 它同SDH、DWDM传统传送网一样, 满足传送网的通用模型, 遵循一般传送网组织原理、功能结构的建模和信息的定义, 采用了相似的描述方式。因此, 许多SDH、DWDM传送网的功能和体系原理都可以移至光传送网。

与传统的传送网技术相比, 光传送网 (OTN) 有以下几个特点:

(1) 因为光传送网是按照信号的波长来进行信号处理, 因此, 他对所传送数字信号的传输速率、数据格式及调制方式完全透明, 这意味着光传送网不仅可以透明传送今天已经广泛使用的SDH、IP、以太网、帧中继 (FR) 和ATM信号等, 而且也完全可以透明传送今后使用的新的数字业务信号。

(2) 因为光传送网采用了DWDM传输技术, 因此, 不仅实现了超大容量的传输, 更重要的是使光传送网具有极强的可扩充性, 这使得光传送网可以不断地根据业务发展情况, 进行网络扩容。

(3) 因为光传送网采用了光交叉技术, 因此, 光传送网具有极强的重新配置及保护、恢复特性。光传送网可以进行波长级、波长组级和光纤级灵活重组, 特别是在波长级可以提供端到端的波长业务。此外, 光传送网的恢复时间可以降低到100ms量级。

(4) 因为光传送网简化了网络层次和结构, 大量使用了光无源器件, 进而简化了网络管理和规划难度, 提高了网络的可靠性, 进而大幅度降低了网络建设和运营维护的成本。

(5) 因为光传送网主要在光域内传送和处理信号, 因而, 消除了电子瓶颈。

(6) 光传送网既可以采用专门的波长传送全网统一的参考光载波频率, 也可以在光传送网内各节点使用独立的高精度和高稳定度的频率源。

4 光传送网 (OTN) 的技术发展前景

基于以上的技术和应用现状, 我们可以看出, OTN技术有着显著的优点, 目前, 国内外主流运营商都非常关注OTN技术的发展和应用, 多数运营商的WDM传输接口已经实现OTN功能。许多运营商在建网思路、标书需求等方面对OTN提出了明确要求, 因此, 为了满足日益增长的IP业务的承载需求, 适应传送网技术的发展趋势, 我国通信行业正在增加OTN技术的研发投入, 加快OTN设备的研发、标准化和推广应用。

光传送网正在由为运营商自身的业务网提供传输支撑的基础网逐步发展为可以直接为客户提供资源出租业务的业务网。由基础传输网转变为业务网有一系列问题需要研究和解决, 如业务定义、业务管理、业务接入、服务保障等, 而且组网方式、网络结构、网络覆盖也要相应地调整, 网络管理维护体制、电路调度手段、商业运营模式等都要适应业务网的需要进行相应变革。这些工作都是光传送网发展中的新生事物和运营商目前关注的重点。

篇4：光传送网关键技术及应用分析

关键词 OTN 技术 应用

中图分类号：TN929.1 文献标识码：A

1 OTN关键技术

OTN全称Optical Transport Network（光传送网）是以波分复用技术为基础，且在光层组织网络的传送网，它是跨数字传送和模拟传送两类，也是结合了两类的优势，更是管理数字传送（电领域）和模拟传送（光领域）的统一标准。

OTN技术中包括多种关键技术，其中有组网技术，传输技术，接口技术，保护恢复技术等。

（1）OTN组网与传输技术

OTN组网技术包括电层调度技术，光层调度技术以及混合层调度技术等。其中电层调度技术的实现是支持波长的交叉连接，光层调度技术的实现是支持ODUk的交叉连接，而混合层调度技术是同时支持波长和ODUk的交叉连接。采用组网技术大大减少了建网成本。OTN传输技术具有长距离，大容量的传输特点。同时采用带外的FEC技术和新型调制编码并结合色散光宇可调补偿，电域均衡等，显著提高了长距离和大容量的传输速度。

（2）OTN保护恢复技术

OTN保护恢复技术分别体现在光域和电域，在光域支持光通道1+1保护，光复用段1+1保护，光通道共享保护。在电域支持子网连接保护和环网共享保护。

（3）OTN接口技术

OTN接口技术中包括逻辑接口和物理接口。

1.1 ROADM技术

ROADM技术中文叫做可重构的光分插复用器，它是一种节点或者叫网络元素，主要由光学器件构成，是通过远程重新配置，并能够动态上下业务的波长。

ROADM技术的功能模块有前置后置光放大器，波长上路和下路，光业务信道的生成和终结，监控节点内部聚合信道或单信道功率，色散补偿等。

ROADM技术目前包括波长选择型ROADM技术和广播或选择型ROADM技术，波长选择型ROADM技术端口指配较灵活，并且能够在多个方向提供波长粒度的信道，而远程可重配置全部直通端口和上下端口。但因为结构较复杂，技术成熟程度比较低，成本较高，在商用系统中的使用较少。

1.2 OTH技术

OTH技术全称Optical Transmission Hierarchy（光传送体系），它是未来网络的主干核心，在全球的信息基础设施中起着关键作用。引入的密集波分复用技术，提高了光通信的速率。并随着光纤通信技术的不断进步以及电信网络业务结构的改善，电信界也对OTH技术不断地进行完善了。

2 OTN技术应用

随着对大颗粒业务的调度和传送的需求不断增加，人们也将OTN技术应用视为了关注的焦点，OTN技术应用的优势在于能够提供大颗粒带宽的传送和调度。在OTN技术应用主要分为在干线网和城域网中的应用，在干线网中包括在省际干线和省内干线中的应用，城域网则分为核心网，接入层和汇聚层三方面。下面从省际干线，省内干线，城域网三方面分别来介绍OTN技术的应用。

2.1 在省际干线的应用

在现有的传送业务来看OTN技术在省际干线中的应用随着网络和业务的IP化，新业务的开展和宽带用户的极具增多，省际IP流量和带宽也是成倍的增加。由于承载的业务量的剧增，波分省际干线对承载业务的需求和保护是人们十分迫切的。波分省际干线承载着PSTN 2G长途业务，NGN 3G长途业务和Internet省际干线业务等。在应用了OTN技术后，省际干线IP Over OTN 的承载模式实现了SNCP保护，MESH网保护和类似SDH的环网保护等网络保护方式，这样不仅设备的复杂程度和成本大大降低而且保护能力与SDH不相上下。

2.2 在网络中的应用—省内干线

随着目前长途传送网承载的业务量和大客户业务颗粒的增大，网络业务的灵活度和生存性问题备受关注。OTN技术应用在省际干线中实现了GE 10GE，2.5G 10GPOS大颗粒业务的安全性，可靠性，为了进一步提高网络运行质量和中继电路利用率，更好的使用传送网络资源，在省内网络干线中应用超大容量的OTN技术，在OTN交叉设备中镶嵌ASON GMPLS风不是控制平面后，提供了优先级抢占功能和多种保护恢复方式，大大的提高了网络传送网的可靠性。还可实现MESH网，可组环网，复杂环网，网络按需扩展，波长子波长业务交叉疏导和调度。省内骨干路由器承载着各个长途局间的NGN 3G IPTV 大客户专线业务等。

2.3 在网络中的应用—城域网

城域光传送网是覆盖城市及郊区范围，负责在城域范围内为路由器和交换机等数据网络节点和各种业务网提供传输电路，或直接为企业单位等大客户提供应用服务。现有的城域光传送网技术MSTP，RPR，ASON，和城域CWDM和DWDM等都是基于WDM技术或SDH技术，比较局限。OTN技术是以大颗粒调度为基础具有WDM和SDH两类的优势，形成了一种具有大颗粒宽带传送特点的大容量传送网，对于以太业务实现两层汇聚提高了带宽利用率，从组网上看使得传送网层次更加清晰，OTN技术也对业务实行保护。

3 结束语

在当今网络技术蓬勃发展，OTN关键技术以及OTN技术的应用为我们的网络生活带来了更多方便和发展平台，为下一代网络构建起着推动作用。在不久的将来OTN技术会更加完善，成为更优异的网络平台。

参考文献

[1] 刘涛.面向未来的光传送网-OTN技术.技术论坛，2001.

[2] ITH-TSG13研究组2000年2月会议总结报告（摘编）.

[3] 朱娅敏.南京电信OTN组网及应用剖析（期刊论文）.电信技术，2007（11）.

篇5：光传送网OLP技术应用与设计

1 OLP技术简介

1.1 系统组成

OLP系统由线路保护器、光线路放大器 (含光功率放大和色散补偿) 、光缆备用路由等组成。

1.2 OLP系统的保护方式

光线路保护器 (光开关) 提供以下3种可选保护配置:1∶1A (选发选收) 、1∶1B (选发选收) 、1+1 (并发选收) 。

工程中常用1∶1A (选发选收) 和1+1 (并发选收) 保护。具体选用哪种保护方式, 与线路光功率富裕度有关。

1.3 OLP系统的核心器件

光线路保护器 (光开关) 是一个光路导通与隔离的器件, 它负责线路光信号在主用和备用光缆纤芯之间的快速切换, 是OLP系统的最核心器件。

光线路保护器 (光开关) 的类型有2种:一种是1×2, 一般用于1+1保护倒换机制;另外一种是2×2, 一般用于1∶1保护倒换机制。

1.4 OLP系统的主要技术要求

1) 工作波长范围:通常设计成1310nm波段和1550nm波段范围。

2) 光开关的切换:根据预先设定的线路衰耗、切换功率门限、切换判断时延等条件, 自动进行切换判断和切换动作。切换时间应小于50ms, 且不影响DWDM、SDH的正常倒换。

3) 插入损耗:引入OLP系统设备, 将对原有系统带来一定的插入损耗。采用1+1保护方式时的最大插入损耗约为5dB;采用1∶1保护方式时的最大插入损耗约为3dB。

2 OLP技术在省际传送网的应用

2.1 应用的条件

在业务特别重要的段落、易出故障的段落、维护比较困难的段落考虑引入OLP技术, 以达到保障干线及省际光传送网不中断的目的, 其应用条件是:

1) 具备第二路由即备用光缆线路;

2) 备用光缆线路与主用光缆线路为不同路由或不同管道敷设;

3) 备用光缆线路条件良好。

2.2 应用的原则

由于各中继段备用线路与主用线路存在光缆型号及长度不一致的情况, 同时考虑OLP接入带来一定的插入损耗, 主、备用光缆线路对传输系统的光功率及色散衰耗也不完全相同。因此, 干线传送网引入OLP应本着如下原则:

1) 接入OLP系统后对原有传输系统的影响尽可能的小;

2) 引入OLP系统后, 备用路由的衰耗及色散参数等各项参数配置与主用路由的基本保持一致;

3) 先考虑备用路由的色散配置后考虑功率补偿配置。

2.3 OLP设备倒换条件

OLP光线路保护盘是依据工作路由与备用路由光功率的差值进行相应的保护倒换, 简称“3dB告警, 5dB倒换”, 即当工作路由与备用路由光功率值相差3dB时, 设备上报告警;当工作路由与备用路由光功率相差5dB及以上时, OLP将系统切换到备用路由上工作。

2.4 应用场景

根据主备用光缆线路色散 (D) 及衰耗 (P) 配置情况, 可分为3个应用场景。

2.4.1 直接引入OLP系统

前期系统设计时, 均为系统预留一定的 (一般情况下为3～5dB) 光功率富裕度, 当主备用光线路长度、光缆类型一致时, 且D备用-D主用≤170ps/nm·km, P备用-P主用≤3dB, 可直接引入OLP系统, 光功率富裕度可以满足OLP引入所带来的插入损耗。其中D主用表示主用光缆色散, P主用表示主用光缆总衰耗值, 其他以此类推。

2.4.2 引入OLP系统的同时考虑色散及光功率补偿

主、备用路由光缆型号、光缆长度不一致, 若D备用-D主用≥170ps/nm·km时, 备用路由按照色散容量差配置相应色散补偿模块;当3dB≤P备用-P主用<10dB在备用线路配置功率预放补偿。

2.4.3 引入OLP系统, 在备用路由上需增加EDFA光放站

若备用光缆线路长度远远大于主用光缆线路长度, P备用-P主用≥10dB, 需在备用路由中间站点配置中继放大单元 (EDFA) 。

3 OLP系统设计

3.1 传输系统设计

3.1.1 设计思路

主备用路由系统参数一致的原则进行设计, 当主备用路由系统参数不一致时, 需要进行补偿, 补偿的原则为先补色散, 再补光功率。

1) 色散补偿量=主备光缆路由差值×色散系数, 通常G.652的色散系数工程取值为17ps/nm·km;G.655的色散系数工程取值为4.5。

2) 线路允许衰耗=光纤衰耗×中继段长度+线路活接头损耗 (每个活接头差损按0.5dB计算, 1550窗口的光纤衰耗0.22dB/km;1310窗El的光纤衰耗0.36dB/km) 。

设计时, 应对主备用路由的线路允许衰耗分别计算, 按照线路允许衰耗差值确定补偿量 (或增加衰减器) 。

3.1.2 设计方法

站点A-站点B和站点B-站点C两中继段, 主备路由光缆线路参数如图1所示。根据上述设计思路分别进行计算:

1) 站点A-站点B

色散补偿量=D备用-D主用=132X17-85X17-=799ps/nm.km, 按照色散补偿的要求, 需要在备用路由上补偿50km (G.652) 的正色散。

主用线路允许衰耗=85×0.22+2=20.7dB

备用线路允许衰耗=132×0.22+2=31.04dB

由于P备用-P主用>10dB, 因此需增加中继站, 在中继站点进行50km (G.652) 的正色散补偿和11dB的光功率补偿。

2) 站点B-站点C

色散补偿量=D备用-D主用=86X17-75×17=187ps/nm·km, 按照色散补偿的要求, 需要在站点B和站点C备用路由上分别补偿11km (G.652) 的色散。

主用线路允许衰耗=75×0.22+2=18.5dB

备用线路允许衰耗=86×0.22+2=20.92dB

由于P备用—P主用=2.42dB, 主备用线路衰耗差值<3dB, 站点B和站点C备用路由上不需要进行光功率补偿。

3.2 网络管理设计

为了便于日常的维护管理, 实现对主备路由在线的实时监测, 需要对光线路保护系统中自动光开关设备和EDFA设备进行实时的告警监控、配置管理、性能监测等必要管理。

通常, OLP网管系统采取省级网管中心统一集中管理方式, 网管数据信息通过DCN网络连接至省级网管中心。

连接方式有2种:

1) 地市非DCN网络节点:通过2M+协转的方式;

2) 地市DCN网络节点:直接连接至DCN。

4 光迅、烽火、华为、中兴设备厂家OLP保护方式

4.1 光迅OLP保护方式

站点A和站点B之间有两条线路, 光传输系统选择其中的某条传输线路作为主用线路, 另外一条传输线路作为备用线路, 用来传输次一级信号或者不传输信号。主用线路或者主用线路的某根光纤/缆发生故障造成通信质量下降时, 主用线路的接收端监测到信号的功率下降, 自动将传输信号路由从主用线路切换至备用线路, 另外一端的OLP设备会同步的将当地的线路切换至备用线路上去。注意:如果切换前备用线路上正传输着次一级的信号, 则切换后次一级的信号将被中断。

光纤线缆的安装与布放是指用光纤、缆跳线将OLP设备与机柜的通信终端子架上的光信号输入输出接口和主用线路、备用线路接口连接起来。各端口的连接安装如图2所示。

4.2 烽火OLP保护方式

烽火DWDM设备系统提供对光层线路的保护, 通过 OLP 盘 (OLP 盘位于本、对端光放大盘之间) 可实现1+1 (并发选收) 或1∶1 (收发选择同一线路) 的线路保护功能, 避免因光纤线路劣化或中断引起的业务中断, 光线路保护示意如图3所示。

4.2.1 光线路1+1保护

OLP盘能够实现OSC信号与主光信号的分合波, 并对接收光信号进行监测, 根据监测结果以及1+1保护倒换协议进行保护倒换。

4.2.2 保护原理

1) 业务发送方向

OLP盘将来自OSC盘的光监控信号 (1510nm信号) 与来自OA的主光信号 (1510nm信号) 合波后进行50∶50的分光处理, 其中50%的信号经过OLP的分光开关后输出到主用工作线路上, 而另外50%的信号经过OLP的分光开关的另一路输出到备用线路上。

2) 业务接收方向

来自主用光纤线路的信号经分波和相应的光检测处理, 1550nm信号输出到OA, 1510nm信号输出到OSC盘;来自备用光纤线路的信号经光开关号, 直接进行光检测, 根据检测到的光功率值判断备用光纤线路的好坏。

正常情况下, OLP盘接收主用线路信号;若OLP盘检测到主用线路输入光信号和主用线路参考光信号丢失告警 (1550nm信号和1510nm信号) , 同时备用线路不存在参考光信号 (1510nm信号) 丢失告警, 则OLP盘收光开关会发生主用线路到备用线路的倒换。

4.2.3 倒换恢复

当主用线路参考光信号 (1510nm信号) 丢失告警消失, 开始进入恢复时间 (网管设置的倒换恢复时间) 的计时, 计时时间到后, 收光开关会发生备用线路倒换主用线路的动作, 同时发出相应收光开关备主切换的提示告警, 提示告警存在5min后自动消失。

当主用线路主光信号 (1550nm信号) 和主用线路参考光信号 (1510nm信号) 丢失告警消失, 根据在网管上预先配置的恢复类型, OLP盘发生备用线路倒回主用线路的动作。

4.3 华为保护方式

4.3.1 工作原理

光线路保护采用两对光纤, 一对为工作路径, 在工作路径正常情况下传送业务信号;另一对为保护路径, 在工作路径发生断纤或信号衰减过大情况下, 承载业务信号。OLP单板采用的保护方式为双发选收、单端倒换。如图4所示, OLP 板的RI1/TO1 光口对应工作线路光纤, RI2/TO2 光口对应保护线路光纤。

4.3.2 倒换模式

倒换模式包括恢复式和非恢复式。“恢复”是指工作通道恢复正常后, 业务自动切换回工作通道, “非恢复”是指工作通道恢复正常后, 业务不会自动切换回工作通道。

4.3.3 倒换状态

倒换状态包括:“空闲”、“锁定”、“强制倒换到工作通道”、“强制倒换到保护通道”、“人工倒换到工作通道”、“人工倒换到保护通道”、“等待恢复”、“空闲 (工作在保护) ”、“SF 倒换”、“未知”。

4.4 中兴OLP保护方式

OLP保护中需要主用、备用光缆差损一致;如果有差别以较大为基准, 较小增加衰减器和大的保持一致。在系统计算时也是按照最大计算的。 OLP保护在发端进行并发, 在收端进行选收, 相当于在线路上增加了4dB的衰耗。如图5所示。

5 结论

为了实现光缆线路层面的保护与恢复, 提高光传送网的生存能力, 近年来, 干线或省际传送网在故障易发段落引入了OLP保护系统。设计过程中需重点考虑系统的色散及衰耗等各项线路指标, 满足主备用路由参数一致的原则, 并根据不同厂家设备的连接方式进行施工设计。

摘要：由于IP OVER DWDM系统的大量应用, 使得DWDM系统的网络安全性受到极大的关注。光线路保护 (OLP) 技术的发展和成熟为干线及省际传送网光缆线路的安全保护提供了实用可靠的解决方案。分析了OLP技术在干线及省际传送网的应用场景, 以及不同厂家的OLP保护方式, 明确了OLP系统的设计思路及设计方法。

关键词：传送网,OLP,光开关,色散补偿,线路衰耗

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[10]烽火公司.FONST W1600传送产品技术说明[Z].

[11]华为公司.OptiX OSN8800智能光传送平台特性描述[Z].

篇6：SDH传送网的保护和恢复策略

关键词：生存性(Survivability)；保(Protection)；恢复(Recovery)；自愈环(Self-healing Ring)；数字交叉连接设备(DXC)

中图分类号：TN94文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2012.01.007

文章编号：1672-0407(2012)01-020-03收稿日期：2011-09-3

一、前言

随着科学技术的发展，现代社会对通信的依赖性越来越大，对通信质量的要求也越来越高。社会各行各业都离不开信息，要求通信网络能及时准确地传递信息，而网络传输的信息越来越多，传输信号的速率也越来越快，一旦网络出现故障将对整个社会造成极大的损坏，因此如何提高网络的生存性是迫切要考虑的重要问题。

近年来，光通信事业飞速发展，SDH体制在传输网中广泛应用，SDH传送网的分层概念，以及网络的拓扑概念很大程度上影响着网络的有效性、可靠性、生存性和经济性。嫩江传输网经过几年的大力建设，完成了高速环网以及高品质传输网等重大工程，特别是高品质传输网DXC设备的引入，使得中国联通在SDH传送网保护的实现上具备了两个原理不同的技术：网络保护和网络恢复。

二、网络保护和网络恢复概念

网络保护：网络保护通常是利用预留的容量，为失效通道提供备用通路，使受影响的业务从备用通路到达目的地。因为这种方式每种可能发生的故障中受影响的业务都有默认的备用传输通路，所以在故障发生后，直接按预定方案操作，恢复受影响业务的时间很快，它是一种静态的保护方式。采用这种技术的网络结构有线型和环型两种，其中SDH的环网，因为具有较完善的保护功能和较灵活的组网方式，是SDH网络结构中应用较广的一种，它有一个专用名称——自愈环(SHR：Self-healing Ring)。

网络恢复：网络恢复通常是利用网络的冗余容量，依据特定的算法，为受故障影响的业务重新分配到达目的地的通路。这种方式与故障时网络当前的时隙分配，业务容量有关，其为受故障影响的业务寻找新路由的过程，是一种动态的过程。恢复受影响业务的时间较慢。这种技术主要用在数字交叉连接设备(DXC)上。

保护和恢复概念的区别：保护是利用传送节点预先安排的容量，用一定的备用容量去保护一定的主用容量，备用资源无法在网络大范围内共享；恢复是可以利用节点间的任何可用容量来恢复业务，当链路或节点失效时，网络可以用重新选择路由的算法，广泛调用网络中的任何可用容量来恢复业务。

三、SDH传送网的保护

SDH保护分为子网连接保护(SNCP)和路径保护。路径保护包括线性的复用段保护、环网的复用段保护、环网的通道保护。目前采用的主要保护方法是线性复用段保护1十1、复用段共享保护环(MSSPRING)、子网连接保护。

(一)线性复用段保护

线性复用段保护是一种专用或共用的保护机制，它保护复用段层并适用于点到点的物理网络。一个复用段保护可用于保护几个工作复用段，但不能对节点故障提供保护，它可按单向或双向方式操作，此外复用段保护在备用状态时还可用来开通无需保护的额外业务。线性复用段保护采用APS(自动保护倒换)协议。

实际应用：适用于两点间业务量大且比较重要的情况。如两个长途枢纽楼间的长长中继系统。

(二)复用段共享保护环

复用段共享保护环的工作通道传送业务，其保护通道则留作业务信号的保护之用，复用段共享保护环需要使用APS协议，其保护倒换时间为50ms，分为二纤双向复用段共享保护环和四纤双向复用段共享保护环两种保护方式。四纤环可以抗多点失效。

复用段共享保护环多用于STM-16和STM-64干线网以及中继网。它的主要优点是：在业务量呈均匀分布的情况下有些容量可重复利用，这种情况下，同样的保护容量适用于不同的故障情况，故复用段共享保护环保护方式能提供高容量使用效率。另一方面，复用段共享保护环只能用于环形网络拓扑结构，而且节点数最多不能超过16个。

实际应用：嫩江联通高速环网SDH系统大多采用二纤双向复用段共享保护环，因二纤环无抗多点失效的能力，因此需要集中控制管理，特别是在有多点光缆割接情况下。

(三)通道保护环

通道保护环的业务保护是以通道为基础的，是否进行保护倒换要根据出、入环的通道信号质量的优劣来决定。通道保护环一般采用1+1保护方式，即工作通道与保护通道在发送端永久性地桥接在—起，接收端则从中选取质量好的信号作为工作信号。不需要使用APS协议，其保护倒换时间小于50ms。常用的通道保护环有二纤单向通道保护环和二纤双向通道保护环两种。

通道保护环与复用段保护环的重要区别：通道保护环的桥接和倒换动作发生于相关通道的两个端节点。而复用段保护环的桥接和倒换动作发生于失效跨距段的端节点。

实际应用：适用于业务容量低，大部分业务量汇集在一两个节点的用户接入网部分。

对上述三种典型的自愈环特性的简要比较如表1所示。

(四)子网连接保护(SNCP)

子网连接保护是指对某一子网连接预先安排专用的保护路由，这样一旦子网发生故障，专用保护路由便取代子网担当在整个网络中的传送任务。其保护结构为1+1方式。SNCP是通过在业务的接收端对业务发送端双发过来的两个业务源实行检测选收来实现保护的功能，因此双发选收是SNCP的特点，和通道保护相似。SNCP和通道保护的区别：从具体实现上看，通道保护在收端选收业务时，由支路板完成选收判断的动作，而SNCP保护则是在交叉板上完成选收判断的动作。因此SNCP可以对线路上的业务进行保护，而通道保护只能保护下到本地的支路上的业务。

子网连接保护是一种专用的保护机理。它可用于任何物理结构(网状网、环或混合结构)及分层网中的任何通道层。它可用于保护通道的一部分或者整个的端到端通道。它支持的业务类型相当齐全，既可以支持VC3等低阶业务，也可以支持VC4等高阶业务。子网连接保护不需要在一个复用段中对所有的VC采用。在网络中的配置保护连接方面具有很大的灵活性，并且SNCP保护是以单个业务作为基本单位的，各SNCP保护业务的逻辑、状态之间相互独立，独立性强。

四、SDH传送网的恢复

实现网络恢复的前提有3个：一是网络中要有DXC作为网络节点设备，传送业务依靠DXC设备的调度和管理；二是网络中要有一定的备用资源；三是网络管理系统要具备网络恢复功能。中国电信以DXC设备组建的传输网具备了实现网络恢复的3个前提条件。

网络故障情况多种多样，这里简单概括为链路失效和节点失效两种情况。链路失效可进一步分为单条链路失效和多条链路同时失效。单条链路失效情况下可利用网络上的备用资源采用恢复算法加以恢复。多条链路同时失效情况将视多条链路在网络中的优先级区别处理，如有必要优先级高的失效链路可以抢占优先级低的在用链路。节点失效情况下在该点上下的业务将无法用现有网络资源恢复，经由该节点转界的业务可以通过其他节点和链路疏通。

下面给出了自愈环与DXC的简要特性比较如表2所示。

高品质传输网可包含4种电路：

(1)不恢复：不进行重新路由和恢复，如备用冗余电路。

(2)恢复：可快速寻找替代路由加以恢复，恢复时间<1s。

(3)SNCP(等效传统SNCP+恢复)：首选传统的SNCP保护方式，即主用路由失效，备用路由完好，执行倒换，恢复时间<50ms；次选恢复方式，即主用、备用路由同时失效，或主用失效倒换至备用路由后，主用路由尚未恢复备用路由又失效，采用恢复方式重新路由，恢复时间<1s。

(4)PRC(保护和恢复)：始终保证有一条完好的备用路由，因此能够避免多次或同时发生的故障，并保证恢复时间始终<50ms，也是最高电路等级。

高品质传输网是一个保护和恢复相结合的自愈网络，大大提高了传输网络的生存性和灵活性，满足了对重要客户的特别保护需要。

五、结束语

篇7：下一代的光传送网技术及演进趋势

光传送网是从目前各种解决措施中脱颖而出的一项新兴传送网技术。该方案对光纤资源的灵活配置与高效利用已形成共识, 其所需的各种光子技术也在逐步成熟。目前光网络正处于发展阶段, 是代表下一代传送网体制的首选方案。

光传送网的演进趋势:

1 向大容量传输演进

追求更大容量、更长距离一直是光通信发展的基本方向, 数据、视频等业务的快速增长更为传输网向更高速率、更长距离演进增添了新的动力。从现有技术水平上看, 可以采用40Gbit/s SDH系统和波分复用技术来实现传输网容量的提升。由于40Gbit/s系统的实现成本较高, 目前40Gbit/s SDH系统的规模商用还有很大障碍。现阶段还是重点依赖WDM技术来满足传输网更大容量的需求。WDM系统自90年代中期商用以来, 发展极为迅速, 已成为实现大容量长途传输的主流手段。现阶段WDM主要用在点对点的长途传输上, 联网依然在SDH电层上完成。近年的DWDM系统容量仍以32/40×10Gbit/s为主, 建设初期可根据实际需要配置通道速率和通道数量, 扩容时可以在原DWDM系统终端上增加OTU板、加开新的波长通道。在条件许可和业务需要的情况下, 在WDM系统中有业务上下的中间节点可采用OADM设备, 从而避免使用昂贵的OTU进行O/E/O变换, 节省网络建设成本, 增强网络灵活性。目前具有固定波长上下的OADM已经广泛商用, 而能够通过软件配置灵活上下波长的动态可重构OADM (ROADM) 也已步入市场。同时随着160×10Gbit/s DWDM系统的成熟, 在业务量大的地区新建WDM系统已越来越多地引入80/160×10Gbit/s的系统。

采用一些新技术, 如超强前向纠错技术、动态增益均衡技术、新型编码和调制技术、色散补偿技术, 再配合光纤拉曼放大器的使用, 以10Gbit/s为基础的WDM系统的全光传输距离可以提高到数千公里之远。超长距离、超大容量依然是长途干线网的重要发展趋势, 尤其对于中国这样幅员辽阔的国家ULH更具实际意义。

2 向多业务承载演进

传送网为业务网提供支撑和服务, 业务网的需求决定了传送网的发展。目前以IP为主的数据业务增长极其迅速, 而传统光传送网主要是根据电路模式的语音业务进行设计, 存在着诸如业务指配处理复杂、带宽效率低、传输数据业务成本高、网络扩展性差等缺陷, 不具备对IP业务的优化传送和对宽带数据业务进行汇聚和疏导的能力。另一方面, 接入网占整个电信网络建设成本很大的比重, 如果IP、ATM以及SDH等网络独立地发展自己的接入层, 必然导致接入网的重复建设, 同时错综复杂的网络结构也会加大网络运行维护成本。如果能够利用综合化的多业务传送平台实现各个网络在接入层和汇聚层的“合网建设”, 必然能极大地降低网络建设和维护成本, 并有利于向用户提供综合业务。

实现城域多业务传送的主要技术有基于SDH的多业务传送平台 (MSTP) 、弹性分组环 (RPR) 以及波分复用系统 (WDM) 等。在这几种技术中, MSTP目前被传统运营商普遍看好, MSTP设备是对传统SDH设备的继承和发展, MSTP的引入不但可以充分利用现有的丰富SDH网络资源、借鉴SDH系统多年的网络运维和管理经验、完全兼容目前大量应用的TDM业务, 还可以实现以太网、ATM等多种业务的综合传送和接入, 满足日益增长的数据业务需求。

MSTP是传送技术与数据通信技术融合的结果, 目前MSTP已经有了十分成熟的产品, MSTP中所涉及的关键技术如GFP封装、VC虚级联、LCAS (链路容量调整) 等的标准化已很完善, 不同厂家的MSTP设备在这三方面也可以很好地实现互联互通。MSTP合理经济的业务模式应该是以提供传统的TDM业务为主, 同时部分提供对IP和ATM等业务的支持。引入MSTP时应当正确处理好传送网与业务网的关系, 以保护现有投资为原则, 实现对现有网络的优化和补充, 为业务网提供接入与延伸手段, 而不是完全替代业务网。在引入MSTP时需要确保各网络协调发展和相互配合, 例如对于现有的IP城域网和ATM网, MSTP可以定位为其提供接入和汇聚, 利用MSTP扩大以太网业务与ATM业务的覆盖范围, 通过MSTP上的数据处理功能, 实现对现有数据业务的有效补充。

虽然目前MSTP的呼声很高, 新部署的SDH几乎都被称为MSTP。但总的来看, 由于传送网与数据网协调工作问题未能很好解决, 大量的MSTP目前主要还是作为SDH设备使用, 其中数据业务板的使用量还较少, 在许多场合数据业务依然依赖独立的以太网或IP数据网提供。

3 向网络智能化演进

网络智能化是光传送网由静态基础网向动态业务网转化和更好地适应IP业务发展的必然要求。

1) DWDM主要是解决了传输带宽问题, 而要使带宽得到更有效的利用, 还有赖于网络的合理组织。IP技术的突飞猛进使得整个通信网络向着IP优化的方向发展, 而完全依赖人工配置光传送网络的传统方式不仅耗时费力, 也难以适应IP业务的要求。

2) 向不同客户提供差异化服务是提升运营商竞争力的关键。光传送网正在演变为能直接提供专线业务的业务网, 但当前光传送网仅能提供单一服务等级的专线业务, 难以向用户提供SLA服务, 不能适应未来业务网对差异化服务的要求。

3) 基于SDH的传统光传送网大量采用环网结构进行部署, 各环之间相互独立, 这样的网络结构导致扩展性差, 资源利用率低, 难以充分利用和共享已有的通道连接, 不能实现网络级的保护恢复。另外, 传送层的环网拓扑结构与数据业务层的汇聚型拓扑结构的差异还会造成带宽资源的巨大浪费。因此光传送网必然要向网状网结构发展, 而网状网结构的复杂性也要求网络具有更高智能。

基于以上考虑, 智能功能的部署成为了光传送网发展的必然选择。目前国际上主要有ITU-T, IETF和OIF等标准化组织从事智能光网络体系结构和相关协议的规范工作, 而自动交换光网络 (ASON) 就是由I-TU-T提出的基于重叠模型的智能光网络标准。从功能层面上讲, A-SON包括传送平面、控制平面和管理平面。同传统光传送网相比较, ASON的一个明显特征是在网络中引入了独立的控制平面, 正是这一控制平面的引入给整个光传送网带来了革命性的变化, 推动着光通信功能和结构的深刻变革。智能光网络中接口的开放也将为不同设备和网络的互联互通以及新业务的开发奠定基础, 从而能有力地推动光通信产业的发展。

近年, 国际、国内各大光通信设备制造商都加大了智能光网络的研发力度, 不断地将智能光网络产品推向市场。鉴于目前业务需求和技术发展水平, 实现波长级的全光智能网为时尚早, 现阶段主要考虑以SDH技术为主构建智能光网络的传送平面, 实现对SDH电路层的智能控制。引入ASON后, 可以充分发挥智能光网络的网状网组网能力, 并结合多层保护恢复技术提供对业务的多级恢复和差异化服务。

ASON技术的引入, 要注意如下问题。

1) 如何使ASON合理地与传统网络衔接, 目前还没有十分成熟的解决方案。现有网络中已经存在大量的SDH环网和WDM系统, 新的智能光网络设备引入后必须与原有传送网互联才能发挥全网的效能, 但那些不具备智能功能的网络设备, 就成为全网智能化的瓶颈, 使得网络端到端连接的动态控制难以实现;

2) 如何平衡人工管理与智能控制之间的关系, 尚需在实践中探索。智能功能的引入意味着将减少人为干预, 网络可靠性将不再仅仅依赖完善的操作、维护与管理流程, 而是要依赖智能软件的可靠性, 将作为整个通信网底层承载平台的传送网的控制权完全交付智能控制软件不能不令人有所顾虑。另外分布式网络中多用户并发操作带来的资源同步和抢占问题仍然需要进一步研究;

3) 智能光网络标准和协议还存在许多不确定性, UNI、NNI等接口标准仍在发展之中, 不同厂家的智能光网络设备还不能很好地互通, 这都将妨碍智能光网络的推广;

4) 实际智能光网络产品的功能与性能还不尽人意, 与理论宣称的愿景尚有差距。目前已部署的某些智能光网络所启动的“智能”功能往往很少, 依然主要依赖人工配置与管理。

摘要：传送技术是电信网发展的关键技术之一。本文从光纤通信技术的最新进展和电信网的发展趋势出发, 勾勒出下一代传送网的主要特征。在此基础上深入分析了下一代光传送网的演进趋势, 论述光组网是未来理想的传送网解决方案。