光纖通信課件第8章解析

第8章 光纖通信新技術(shù)1第8章 光纖通信新技術(shù)1本章內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)本章內(nèi)容

MSTP和ASON技術(shù)。

OTN和PTN技術(shù)。光接入技術(shù)。全光通信網(wǎng)。相干光通信技術(shù)。光孤子通信技術(shù)。第8章光纖通信新技術(shù)2本章內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)本章內(nèi)容第8章光纖通信新技術(shù)2學(xué)習(xí)本章目的和要求第8章光纖通信新技術(shù)?

掌握MSTP的基本概念和關(guān)鍵技術(shù)。?掌握OTN和PTN的基本概念和關(guān)鍵技術(shù)。?

掌握ASON的體系結(jié)構(gòu)和連接類(lèi)型。?

掌握OAN的概念和PON技術(shù)，了解OAN的其他技術(shù)。?

了解全光通信網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)，掌握光復(fù)用和光交換技術(shù)。?

了解相干光通信技術(shù)和光孤子通信技術(shù)。3學(xué)習(xí)本章目的和要求第8章光纖通信新技術(shù)?掌握MSTP的8.1MSTP技術(shù)

1．MSTP概述

MSTP（基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)）是指基于SDH平臺(tái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。

主要功能有：具有TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送功能；具有ATM、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能；具有ATM、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)映射到SDH虛容器的指配功能。48.1MSTP技術(shù)1．MSTP概述4

MSTP工作原理：

MSTP可以將SDH復(fù)用器、數(shù)字交叉連接器（DXC）、WDM終端、網(wǎng)絡(luò)二層交換機(jī)和IP邊緣路由器等多個(gè)獨(dú)立的設(shè)備集成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制。MSTP最適合作為網(wǎng)絡(luò)邊緣的融合節(jié)點(diǎn)支持混合型業(yè)務(wù)，特別是以TDM業(yè)務(wù)為主的混合業(yè)務(wù)，有助于實(shí)現(xiàn)從電路交換網(wǎng)向分組網(wǎng)的過(guò)渡，是城域網(wǎng)近期的主流技術(shù)之一。這就要求SDH從傳送網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭魉途W(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)一體化的多業(yè)務(wù)平臺(tái)。MSTP實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是充分利用SDH技術(shù)對(duì)傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流提供保護(hù)恢復(fù)能力和較小的時(shí)延性能，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)支撐層加以改造，適應(yīng)多業(yè)務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)二層、三層的數(shù)據(jù)智能支持。即將傳送節(jié)點(diǎn)與各種業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)融合在一起，構(gòu)成業(yè)務(wù)層和傳送層一體化的SDH業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，稱(chēng)為融合的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。8.1MSTP技術(shù)5MSTP工作原理：8.1MSTP技術(shù)5MSTP的特點(diǎn)：①繼承了SDH技術(shù)的許多優(yōu)點(diǎn)。②支持多種物理接口③支持多種協(xié)議。④支持多種光纖傳輸⑤提供集成的數(shù)字交叉連接⑥支持動(dòng)態(tài)帶寬分配。⑦支持固定帶寬業(yè)務(wù)和可變帶寬業(yè)務(wù)。⑧高效建立鏈路的能力。⑨協(xié)議和接口分離。⑩綜合的網(wǎng)絡(luò)管理。8.1MSTP技術(shù)6MSTP的特點(diǎn)：8.1MSTP技術(shù)6MSTP的關(guān)鍵技術(shù)1．通用成幀規(guī)程（1）產(chǎn)生背景以太網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度是不定長(zhǎng)的，這與要求嚴(yán)格同步的SDH幀有很大區(qū)別，所以需要使用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)鏈路層適配協(xié)議來(lái)完成對(duì)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的封裝，然后才能映射進(jìn)SDH的虛容器VC之中，最后形成STM-N信號(hào)進(jìn)行傳送。8.1MSTP技術(shù)7MSTP的關(guān)鍵技術(shù)1．通用成幀規(guī)程8.1MSTP技術(shù)7MSTP的關(guān)鍵技術(shù)2．GFP幀結(jié)構(gòu)8.1MSTP技術(shù)8MSTP的關(guān)鍵技術(shù)2．GFP幀結(jié)構(gòu)8.1MSTP技術(shù)8MSTP的關(guān)鍵技術(shù)（3）GFP幀類(lèi)型GFP幀包括兩種類(lèi)型，用戶幀（PLI≥4）和控制幀（PLI<4）。用戶幀包括用戶數(shù)據(jù)幀與用戶管理幀，用戶數(shù)據(jù)幀用于承載用戶的數(shù)據(jù)信號(hào)，而用戶管理幀用于承載與用戶信號(hào)相關(guān)的管理信息?？刂茙瑒t包括空閑幀（PLI＝0）與管理幀（PLI＝1，2，3），空閑幀用于在源端進(jìn)行GFP字節(jié)與傳輸層速率的適配，即當(dāng)作填充使用；管理幀表示該幀可以承載OAM信息。（4）GFP映射方式GFP提供高度靈活的數(shù)據(jù)封裝方法，既支持固定長(zhǎng)度的幀，也支持可變長(zhǎng)度的幀。數(shù)據(jù)信號(hào)映射進(jìn)GFP時(shí)有兩種方式，即成幀映射方式（FramedGFP，GFP-F）與透明映射方式（TransparentGFP，GFP-T）。8.1MSTP技術(shù)9MSTP的關(guān)鍵技術(shù)（3）GFP幀類(lèi)型8.1MSTP技術(shù)MSTP的關(guān)鍵技術(shù)（5）GFP的特點(diǎn)①支持多種業(yè)務(wù)信號(hào)。②強(qiáng)大的擴(kuò)展能力。③PLI減少了邊界搜索時(shí)間。④先進(jìn)的定幀方式。⑤可提供端到端的帶內(nèi)管理。8.1MSTP技術(shù)10MSTP的關(guān)鍵技術(shù)（5）GFP的特點(diǎn)8.1MSTP技術(shù)VC級(jí)聯(lián)技術(shù)：VC級(jí)聯(lián)技術(shù)就是把多個(gè)VC按一定規(guī)則組合在一起，使之成為一個(gè)傳送整體以適應(yīng)不同帶寬業(yè)務(wù)的需求。（1）相鄰級(jí)聯(lián)相鄰級(jí)聯(lián)又稱(chēng)連續(xù)級(jí)聯(lián)，就是將X個(gè)相鄰的VC首尾依次連接成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，即虛容器級(jí)聯(lián)組（VCG）進(jìn)行傳送。（2）虛級(jí)聯(lián)虛級(jí)聯(lián)就是將X個(gè)不相鄰的VC級(jí)聯(lián)成一個(gè)虛擬結(jié)構(gòu)的VCG進(jìn)行傳送。即用來(lái)組成SDH通道的多個(gè)虛容器（VC-n）之間并沒(méi)有實(shí)質(zhì)的級(jí)聯(lián)關(guān)系，它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中被分別處理、獨(dú)立傳送，只是它們所傳的數(shù)據(jù)具有級(jí)聯(lián)關(guān)系。8.1MSTP技術(shù)11VC級(jí)聯(lián)技術(shù)：VC級(jí)聯(lián)技術(shù)就是把多個(gè)VC按一定規(guī)則組合在一鏈路容量調(diào)整機(jī)制（1）基本概念鏈路容量調(diào)整機(jī)制（LCAS）就是利用虛級(jí)聯(lián)VC中某些開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)傳遞控制信息，在源端與宿端之間提供一種無(wú)損傷、動(dòng)態(tài)調(diào)整線路容量的控制機(jī)制。（2）控制包控制包的作用是在源端與宿端之間傳送鏈路的相關(guān)信息，以便進(jìn)行鏈路容量的自動(dòng)調(diào)整，即增加或刪除鏈路中VC。（3）鏈路容量自動(dòng)調(diào)整LCAS的最大優(yōu)點(diǎn)是具有動(dòng)態(tài)調(diào)整鏈路容量的功能。LCAS協(xié)議包括動(dòng)態(tài)增加VCG成員，動(dòng)態(tài)減少VCG成員和成員失效后的VCG動(dòng)態(tài)調(diào)整。8.1MSTP技術(shù)12鏈路容量調(diào)整機(jī)制（1）基本概念8.1MSTP技術(shù)12彈性分組環(huán)技術(shù)彈性分組環(huán)（RPR）技術(shù)是一種在環(huán)形結(jié)構(gòu)上優(yōu)化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送的新型MAC層協(xié)議，能夠適應(yīng)多種物理層（如SDH、DWDM、以太網(wǎng)等），可有效地傳送數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像等多種業(yè)務(wù)類(lèi)型。（1）RPR技術(shù)的基本原理①幀結(jié)構(gòu)RPR位于數(shù)據(jù)鏈路層，包括邏輯鏈路控制（LLC）子層、MAC控制子層、MAC數(shù)據(jù)通道子層。LLC子層與MAC控制子層之間是MAC服務(wù)接口。MAC服務(wù)接口支持把來(lái)自LLC子層的數(shù)據(jù)傳送到一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)端同樣的LLC子層。MAC控制子層執(zhí)行與特定小環(huán)無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)尋路行為和維護(hù)MAC狀態(tài)所需要的控制行為。MAC控制子層與MAC數(shù)據(jù)通道子層之間發(fā)送或接收RPRMAC幀。8.1MSTP技術(shù)13彈性分組環(huán)技術(shù)彈性分組環(huán)（RPR）技術(shù)是一種在環(huán)形結(jié)構(gòu)上優(yōu)化②RPRMAC對(duì)數(shù)據(jù)幀的處理方式

RPRMAC對(duì)數(shù)據(jù)幀的處理方式有上環(huán)、下環(huán)、過(guò)環(huán)以及剝離4種，如圖8-3所示。上環(huán)是指本點(diǎn)用戶端口向環(huán)上其他站點(diǎn)發(fā)送信息時(shí)需要進(jìn)行上環(huán)操作，通過(guò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)和路由表項(xiàng)決定其目的站點(diǎn)地址以及環(huán)選擇，根據(jù)對(duì)應(yīng)的優(yōu)先級(jí)送入相應(yīng)的隊(duì)列，最后產(chǎn)生RPR幀頭后插入到各環(huán)端口。下環(huán)是指本站點(diǎn)從環(huán)上接收其他站點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的到本站點(diǎn)的單播幀或多播幀，經(jīng)過(guò)StackVLAN過(guò)濾后接收。

③RPR公平算法原理

RPR技術(shù)所采用的公平算法是一種保證環(huán)上所有節(jié)點(diǎn)之間公平性的機(jī)制，通過(guò)這種算法可以達(dá)到帶寬的動(dòng)態(tài)調(diào)整和共享的目的。8.1MSTP技術(shù)14②RPRMAC對(duì)數(shù)據(jù)幀的處理方式

RPRMA8.1MSTP技術(shù)圖8-3RPRMAC對(duì)數(shù)據(jù)幀的處理158.1MSTP技術(shù)圖8-3RPRMAC對(duì)數(shù)據(jù)幀的處④RPR拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)原理通過(guò)RPR的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)原理，可以使每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能了解環(huán)的完整結(jié)構(gòu)、各節(jié)點(diǎn)距離自身的跳數(shù)以及環(huán)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)所具備的能力等，從而為環(huán)選擇、公平算法、保護(hù)等單元提供決策依據(jù)。⑤RPR保護(hù)原理RPR中，可以通過(guò)在斷纖處節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)環(huán)回或在發(fā)送節(jié)點(diǎn)重新選擇發(fā)送方向來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。RPRMAC層保護(hù)可支持源路由（sourcesteering）保護(hù)或環(huán)回（ringwrapping）保護(hù)。源路由保護(hù)是在故障附近的節(jié)點(diǎn)診斷到故障環(huán)后，將故障信息通知到環(huán)上所有節(jié)點(diǎn)，發(fā)送數(shù)據(jù)的源節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的信息選擇在哪個(gè)環(huán)上發(fā)送數(shù)據(jù)，最終繞過(guò)故障節(jié)點(diǎn)。環(huán)回保護(hù)是在故障附近的節(jié)點(diǎn)診斷到故障環(huán)后，則停止使用該環(huán)，將該環(huán)的負(fù)載環(huán)回到另外一個(gè)環(huán)上，保證網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)使用。源路由保護(hù)模式倒換時(shí)間慢，但選擇最優(yōu)路徑。環(huán)回保護(hù)相當(dāng)于斷纖處環(huán)回，倒換時(shí)間快，但路徑不是最優(yōu)。8.1MSTP技術(shù)16④RPR拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)原理8.1MSTP技術(shù)16RPR技術(shù)的特點(diǎn)①對(duì)物理層的獨(dú)立性。②采用雙環(huán)（內(nèi)環(huán)和外環(huán)）結(jié)構(gòu)。③拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)，保證了對(duì)環(huán)上新增和移去的節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更新。④支持50ms的快速保護(hù)。⑤實(shí)現(xiàn)靈活的環(huán)路帶寬管理。⑥提供嚴(yán)格的業(yè)務(wù)分類(lèi)。⑦支持環(huán)路帶寬的公平分配。⑧支持單播、組播和廣播。8.1MSTP技術(shù)17RPR技術(shù)的特點(diǎn)8.1MSTP技術(shù)178.1.3內(nèi)嵌RPR的MSTP

內(nèi)嵌RPR的MSTP是指：基于SDH平臺(tái)，內(nèi)嵌RPR功能，而且提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。其關(guān)鍵特征為：以太網(wǎng)業(yè)務(wù)適配到RPRMAC層，然后映射到SDH通道中傳送。內(nèi)嵌RPR的MSTP除具有MSTP基本功能之外，還應(yīng)該具有以下特征：①具有將以太網(wǎng)業(yè)務(wù)適配到RPRMAC層的功能。②具有RPRMAC層的功能：公平算法、保護(hù)、拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、環(huán)選擇及OAM。③RPRMAC層具有服務(wù)等級(jí)分類(lèi)功能。④RPRMAC層具有統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能。⑤RPRMAC層具有按服務(wù)等級(jí)調(diào)度業(yè)務(wù)的能力。⑥具有將RPRMAC層數(shù)據(jù)適配到SDH層傳送并指配SDH虛容器作為傳送通道的功能。8.1MSTP技術(shù)188.1.3內(nèi)嵌RPR的MSTP

內(nèi)8.1MSTP技術(shù)圖8-4內(nèi)嵌RPR的基于SDH的MSTP功能框圖198.1MSTP技術(shù)圖8-4內(nèi)嵌RPR的基于SDH的M圖8-5RPR承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在MSTP中傳送的模型8.1MSTP技術(shù)20圖8-5RPR承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在MSTP中傳送的模型8.1

8.2.1ASON概述

在ITU-T建議草案G.807中，自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的定義是：通過(guò)控制平面來(lái)實(shí)現(xiàn)配置連接管理的光傳送網(wǎng)。具體地說(shuō)，是指在ASON信令網(wǎng)之下完成光傳送網(wǎng)內(nèi)光網(wǎng)絡(luò)連接自動(dòng)交換功能的新型網(wǎng)絡(luò)，可以看作是具有自動(dòng)交換功能的新一代的光傳送網(wǎng)。8.2ASON技術(shù)21

8.2.1ASON概述

在ITU-T建議草案G.801．網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)在運(yùn)營(yíng)網(wǎng)中引入智能光網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。目前，業(yè)界的普遍看法是按照骨干層→匯聚層→接入層發(fā)展模式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)智能化演進(jìn)，最終智能光網(wǎng)絡(luò)將應(yīng)用于長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)到城域網(wǎng)的各層傳輸網(wǎng)中。2．ASON的標(biāo)準(zhǔn)智能光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用規(guī)模與標(biāo)準(zhǔn)化程度密切相關(guān)。ITU-T、IETF、OIF等標(biāo)準(zhǔn)組織都在積極地推動(dòng)著智能光網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。ITU-T定義了ASON的基本結(jié)構(gòu)和需求，GMPLS已成為ITU-T的主流標(biāo)準(zhǔn)；互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）定義了滿足ASON基本結(jié)構(gòu)和需求的協(xié)議GMPLS，對(duì)信令、鏈路管理、路由以及SDH/SONET支持做了規(guī)定；8.2ASON技術(shù)221．網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)8.2ASON技術(shù)223.ASON的體系結(jié)構(gòu)8.2ASON技術(shù)圖8-6ASON的體系結(jié)構(gòu)（1）控制平面（2）傳送平面（3）管理平面233.ASON的體系結(jié)構(gòu)8.2ASON技術(shù)圖8-6AS4．ASON的網(wǎng)絡(luò)接口ASON的網(wǎng)絡(luò)接口有連接控制接口（CCI）、網(wǎng)絡(luò)管理接口（NMI）、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI）、用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）和物理接口（PI）。5．ASON的特點(diǎn)（1）快速、高質(zhì)量地為用戶提供各種帶寬服務(wù)與應(yīng)用，有效地提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率（2）更好的網(wǎng)絡(luò)性能（3）實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的流量控制（4）快速、有效的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和恢復(fù)機(jī)制（5）良好的設(shè)備互操作性和網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性8.2ASON技術(shù)244．ASON的網(wǎng)絡(luò)接口ASON的網(wǎng)絡(luò)接口有連接控制

8.2.2ASON連接類(lèi)型

8.2ASON技術(shù)圖8-7ASON的三種連接類(lèi)型25

8.2.2ASON連接類(lèi)型

8.2ASON技術(shù)圖88.2.3ASON設(shè)備現(xiàn)狀及技術(shù)應(yīng)用

1．ASON設(shè)備現(xiàn)狀（1）傳送層面（2）控制層面（3）管理層面（4）保護(hù)恢復(fù)方面（5）信令通信網(wǎng)方面2．技術(shù)應(yīng)用國(guó)外的ASON應(yīng)用主要是集中在省際骨干網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟跃W(wǎng)狀網(wǎng)為主，承載的業(yè)務(wù)還是語(yǔ)音和數(shù)據(jù)，保護(hù)恢復(fù)的方式初期以1＋1為主和少量恢復(fù)，逐步過(guò)渡到以動(dòng)態(tài)恢復(fù)為主。從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，主要還是解決網(wǎng)絡(luò)的生存性和安全性問(wèn)題，同時(shí)提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。8.2ASON技術(shù)268.2.3ASON設(shè)備現(xiàn)狀及技術(shù)應(yīng)用

1．ASON設(shè)備現(xiàn)8.3.1OTN概述

OTN（OpticalTransportNetwork，光傳送網(wǎng)）是以WDM波分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)、在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)，是下一代的骨干傳送網(wǎng)。OTN為G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T建議所規(guī)范的新一代光傳送體系，通過(guò)ROADM（reconfigurableADM）技術(shù)、OTH（OpticalTransmissionHierarchy，光傳送體系）技術(shù)、G.709標(biāo)準(zhǔn)和控制平面的引入，將解決傳統(tǒng)WDM網(wǎng)絡(luò)無(wú)波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)調(diào)度能力、組網(wǎng)能力弱、保護(hù)能力弱等問(wèn)題。8.3OTN技術(shù)278.3.1OTN概述

OTN（OpticalTransOTN的特點(diǎn)：①建立在SDH經(jīng)驗(yàn)之上，為過(guò)渡到NGN指明了方向。②借鑒并吸收了SDH分層結(jié)構(gòu)、監(jiān)控、保護(hù)、管理功能。③可以對(duì)光域中光通道進(jìn)行管理。④采用FEC技術(shù)，提高誤碼性能，增加了光傳輸?shù)目缇?。⑤引入了TCM監(jiān)控功能，一定程度上解決了光通道跨多自治域監(jiān)控的互操作問(wèn)題。⑥通過(guò)光層開(kāi)銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的光網(wǎng)絡(luò)管理。⑦統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方便各廠家設(shè)備在OTN層互連互通。8.3OTN技術(shù)28OTN的特點(diǎn)：8.3OTN技術(shù)28OTN的分層結(jié)構(gòu)OTN主要由傳送平面、管理平面和控制平面組成。OTN與SDH的主要區(qū)別①OTN與SDH傳送網(wǎng)的主要差異在于復(fù)用技術(shù)不同，但在很多方面又很相似，例如，都是面向連接的物理網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上層的管理和生存性策略也大同小異。②由于DWDM技術(shù)獨(dú)立于具體的業(yè)務(wù)，同一根光纖的不同波長(zhǎng)上接口速率和數(shù)據(jù)格式相互獨(dú)立，使得運(yùn)營(yíng)商可以在一個(gè)OTN上支持多種業(yè)務(wù)。OTN可保持與現(xiàn)有SDH網(wǎng)絡(luò)的兼容性。③SDH系統(tǒng)只能管理一根光纖中的單波長(zhǎng)傳輸，而OTN系統(tǒng)既能管理單波長(zhǎng)，也能管理每根光纖中的所有波長(zhǎng)。8.3OTN技術(shù)29OTN的分層結(jié)構(gòu)8.3OTN技術(shù)298.3.2OTN關(guān)鍵技術(shù)

1．G.709幀結(jié)構(gòu)OTN幀格式與SDH的幀格式類(lèi)似，通過(guò)引入大量的開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)基于波長(zhǎng)的端到端業(yè)務(wù)調(diào)度管理和維護(hù)功能。2．基于光層交叉的ROADMROADM是OTN采用的一種較為成熟的光交叉技術(shù)。ROADM是相對(duì)于DWDM中的固定配置OADM而言，其采用可配置的光器件，從而可以方便地實(shí)現(xiàn)OTN節(jié)點(diǎn)中任意波長(zhǎng)的上下和直通配置。3．基于電層交叉的OTHOTH主要是指具備波長(zhǎng)級(jí)電交叉能力的OTN設(shè)備，其主要完成電層的波長(zhǎng)交叉和調(diào)度。交叉的業(yè)務(wù)顆粒為ODUk（光數(shù)據(jù)單元），速率可以是2.5G、10G和40G8.3OTN技術(shù)308.3.2OTN關(guān)鍵技術(shù)

1．G.709幀結(jié)構(gòu)8.38.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

8.3OTN技術(shù)圖8-8光通道1+1波長(zhǎng)保護(hù)318.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

8.3OTN技術(shù)圖8-88.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)8.3OTN技術(shù)圖8-9光通道1+1路由保護(hù)328.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)8.3OTN技術(shù)圖8-98.3OTN技術(shù)8.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

圖8-101+1光復(fù)用段保護(hù)338.3OTN技術(shù)8.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

圖8-108.3OTN技術(shù)8.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

圖8-111:1光線路保護(hù)348.3OTN技術(shù)8.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

圖8-118.3OTN技術(shù)8.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

圖8-12OCh1+1保護(hù)358.3OTN技術(shù)8.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

圖8-128.3OTN技術(shù)8.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

圖8-13OCh1:2保護(hù)368.3OTN技術(shù)8.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

圖8-138.3OTN技術(shù)8.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

圖8-14ODUk1+1保護(hù)378.3OTN技術(shù)8.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

圖8-148.3OTN技術(shù)8.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

圖8-15ODUk1:2保護(hù)388.3OTN技術(shù)8.3.3OTN組網(wǎng)保護(hù)

圖8-158.3.4OTN功能引入策略

1．接口方面混合網(wǎng)絡(luò)：擴(kuò)容、補(bǔ)網(wǎng)仍然采用原OTU單板，采用原有方式實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。新建網(wǎng)絡(luò)：波分線路側(cè)采用OTN接口實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。2．交叉調(diào)度光層調(diào)度：采用ROADM技術(shù)。首先環(huán)內(nèi)動(dòng)態(tài)光通道調(diào)度功能，逐步實(shí)現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)間業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)調(diào)度功能。電層調(diào)度：首先在城域網(wǎng)中引入小容量調(diào)度設(shè)備，逐步在城域骨干和干線層引入G/T級(jí)別的大容量設(shè)備。8.3OTN技術(shù)398.3.4OTN功能引入策略

1．接口方面8.3OT8.3.4OTN功能引入策略

3．控制層面OTN技術(shù)在各級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的組網(wǎng)建議如下。①一級(jí)干線的設(shè)備形態(tài)以O(shè)TM+OADM+OLA為主，2維ROADM有一定潛在需求，關(guān)注低成本，一級(jí)干線對(duì)OTH有一定需求，但是大部分供應(yīng)商的產(chǎn)品目前還達(dá)不到其應(yīng)用的容量要求。②二級(jí)干線的設(shè)備形態(tài)同國(guó)家干線，所不同的是多維ROADM會(huì)有一定需求，OTH容量要求小些。③城域網(wǎng)，城域核心應(yīng)用以波分應(yīng)用為主，包括多維的ROADM，OTH部分主要是以子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)的匯聚功能為主，調(diào)度功能為輔，同時(shí)實(shí)現(xiàn)靈活的業(yè)務(wù)保護(hù)。隨著全業(yè)務(wù)的發(fā)展，OTN網(wǎng)絡(luò)會(huì)延伸到城域匯聚層。8.3OTN技術(shù)408.3.4OTN功能引入策略

3．控制層面8.3OT8.4.1PTN概述

分組傳送網(wǎng)（PacketTransportNetwork，PTN）是指這樣一種光傳送網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和具體技術(shù)：在IP業(yè)務(wù)和底層光傳輸媒質(zhì)之間設(shè)置了一個(gè)層面，它針對(duì)分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統(tǒng)計(jì)復(fù)用傳送的要求而設(shè)計(jì)，以分組業(yè)務(wù)為核心并支持多業(yè)務(wù)提供8.4PTN技術(shù)418.4.1PTN概述

分組傳送網(wǎng)（PacketT8.4.1PTN概述1．PTN技術(shù)背景2．現(xiàn)有SDH/MSTP的局限性3．PTN的特點(diǎn)8.4PTN技術(shù)428.4.1PTN概述1．PTN技術(shù)背景8.4PTN技8.4.2PTN技術(shù)

1．T-MPLS技術(shù)T-MPLS是一種新型的MPLS技術(shù)，基于已經(jīng)廣泛應(yīng)用的IP/MPLS技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，提供了一種簡(jiǎn)化的、面向連接的實(shí)現(xiàn)方式。2．PBT技術(shù)PBT（ProviderBackboneTransport，運(yùn)營(yíng)商骨干傳送）技術(shù)目前正在IEEE進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化（IEEE稱(chēng)其為PBB–TE）。為了將以太網(wǎng)技術(shù)用于運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)和完善，從而產(chǎn)生了PBT技術(shù)。PBT采用可管理和具有保護(hù)能力的點(diǎn)到點(diǎn)連接以滿足運(yùn)營(yíng)商對(duì)傳送網(wǎng)的需求。8.4PTN技術(shù)438.4.2PTN技術(shù)

1．T-MPLS技術(shù)8.4PT8.4.3PTN功能

1．PWE32．多業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載3．端到端層次化OAM4．端到端的QoS5．全程電信級(jí)保護(hù)8.4PTN技術(shù)圖8-16仿真線路圖448.4.3PTN功能

1．PWE38.4PTN技術(shù)圖8.4.4PTN應(yīng)用

8.4PTN技術(shù)圖8-17大型本地或城域承載網(wǎng)組網(wǎng)458.4.4PTN應(yīng)用

8.4PTN技術(shù)圖8-178.5.1光接入網(wǎng)的基本概念

1．光接入網(wǎng)的基本概念及位置所謂接入網(wǎng)就是指端局到用戶環(huán)路之間的所有機(jī)線設(shè)備，通常又稱(chēng)為用戶網(wǎng)，如圖8-18所示。光接入網(wǎng)（OAN）是指本地交換機(jī)或遠(yuǎn)端交換模塊與用戶設(shè)備之間采用光傳輸或部分采用光傳輸?shù)南到y(tǒng)。8.5光接入技術(shù)圖8-18接入網(wǎng)在電信網(wǎng)中的位置468.5.1光接入網(wǎng)的基本概念

1．光接入網(wǎng)的基本概念及位2．OAN的優(yōu)點(diǎn)3．OAN的參考配置8.5光接入技術(shù)8.5.1光接入網(wǎng)的基本概念

圖8-19OAN的參考配置472．OAN的優(yōu)點(diǎn)8.5光接入技術(shù)8.5.1光接入網(wǎng)的8.5.2無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)

1．無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的應(yīng)用類(lèi)型與組網(wǎng)（1）光纖到路邊（2）光纖到大樓（3）光纖到家和/或光纖到辦公室8.5光接入技術(shù)圖8-20PON基本應(yīng)用類(lèi)型488.5.2無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)

1．無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的應(yīng)用類(lèi)型2．PON的業(yè)務(wù)支持能力8.5光接入技術(shù)圖8-21無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)圖8-22TDM+FDM+WDM的PON系統(tǒng)492．PON的業(yè)務(wù)支持能力8.5光接入技術(shù)圖8-21無(wú)8.5.3混合光纖同軸網(wǎng)

1．混合光纖同軸網(wǎng)（HFC）的基本概念2．HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)8.5光接入技術(shù)圖8-23雙向HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)508.5.3混合光纖同軸網(wǎng)

1．混合光纖同軸網(wǎng)（HFC）的3．HFC的特點(diǎn)4．HFC業(yè)務(wù)支持能力與頻帶分配（1）基于數(shù)字傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)（2）模擬業(yè)務(wù)5．HFC的用戶設(shè)備HFC的用戶設(shè)備由綜合業(yè)務(wù)單元（ISU）與電信業(yè)務(wù)終端和/或有線電視終端組成。綜合業(yè)務(wù)單元提供與電信業(yè)務(wù)終端和/或有線電視終端的接口功能。機(jī)頂盒（SetTopBox）和電纜調(diào)制解調(diào)器（CableModem，CM）是ISU的兩種常見(jiàn)形式8.5光接入技術(shù)513．HFC的特點(diǎn)8.5光接入技術(shù)518.6.1全光網(wǎng)概述

1．基本概念全光網(wǎng)是指信息從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸完全在光域內(nèi)進(jìn)行，即全部采用光波技術(shù)完成信息的傳輸和交換的寬帶網(wǎng)絡(luò)。它包括光傳輸、光放大、光再生、光選路、光交換、光存儲(chǔ)、光信息處理等先進(jìn)的全光技術(shù)。2．全光網(wǎng)的特點(diǎn)①充分利用了光纖的帶寬資源，有極大的傳輸容量和很好的傳輸質(zhì)量。②全光網(wǎng)對(duì)信號(hào)是透明的。③全光網(wǎng)具備可重構(gòu)性。④全光網(wǎng)具備可擴(kuò)展性。加入新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，不影響原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備，降低了網(wǎng)絡(luò)成本。⑤可靠性高，可維護(hù)性好。⑥全光網(wǎng)不僅可以與現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)兼容，而且還可以支持網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)。8.6全光通信網(wǎng)528.6.1全光網(wǎng)概述

1．基本概念8.6全光通信網(wǎng)53．全光網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)如圖8-24所示，OTN將整個(gè)光層細(xì)分為光通路（OCh）、光復(fù)用段（OMS）和光傳輸段（OTS）三層。8.6全光通信網(wǎng)圖8-24光傳送網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)533．全光網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)8.6全光通信網(wǎng)圖8-24光傳送8.6.2全光網(wǎng)的光復(fù)用

1．光時(shí)分復(fù)用（1）OTDM的基本原理OTDM各支路脈沖的位置可用光學(xué)方法來(lái)調(diào)整，并由光纖耦合器合路，所以復(fù)用和解復(fù)用設(shè)備中的電子電路工作在相對(duì)較低的速率。8.6全光通信網(wǎng)圖8-25光時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)框圖548.6.2全光網(wǎng)的光復(fù)用

1．光時(shí)分復(fù)用8.6全光通2．光碼分復(fù)用（1）基本原理光碼分多址（OCDMA）是一種應(yīng)用擴(kuò)頻通信技術(shù)的光通信技術(shù)，不同用戶的信號(hào)用互成正交的不同碼序列來(lái)填充，這樣，經(jīng)過(guò)填充的用戶信號(hào)可調(diào)制在同一光載波上、在同一光纖中傳輸而不會(huì)產(chǎn)生干擾，接收時(shí)只要用與發(fā)送方向相同的碼序列進(jìn)行相關(guān)接收，即可恢復(fù)原用戶信息。由于各用戶采用的是正交碼，因此相關(guān)接收時(shí)不會(huì)構(gòu)成干擾。8.6全光通信網(wǎng)552．光碼分復(fù)用8.6全光通信網(wǎng)55（2）OCDMA的特點(diǎn)①靈活的用戶分配。②優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)安全性③光信號(hào)處理簡(jiǎn)單。8.6全光通信網(wǎng)56（2）OCDMA的特點(diǎn)8.6全光通信網(wǎng)568.6.3全光網(wǎng)的光交換

1．基本概念和特點(diǎn)光交換是指不經(jīng)過(guò)任何光電轉(zhuǎn)換，在光域內(nèi)為輸入光信號(hào)選擇不同輸出信道的交換方式。2．光交換器件（1）光開(kāi)關(guān)光開(kāi)關(guān)是完成光交換的最基本的功能器件。將一系列光開(kāi)關(guān)組成一個(gè)陣列，構(gòu)成一個(gè)多級(jí)互連的網(wǎng)絡(luò)，在這個(gè)陣列中完成光信號(hào)的交換。（2）光存儲(chǔ)器光存儲(chǔ)器可實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的存儲(chǔ)和進(jìn)行光信號(hào)的時(shí)隙交換。常用的光存儲(chǔ)器有光纖延遲線和雙穩(wěn)態(tài)激光二極管。8.6全光通信網(wǎng)578.6.3全光網(wǎng)的光交換

1．基本概念和特點(diǎn)8.6全3．光交換技術(shù)（1）空分光交換8.6全光通信網(wǎng)圖8-27空分光交換583．光交換技術(shù)（1）空分光交換8.6全光通信網(wǎng)圖8-27（2）時(shí)分光交換（3）波分光交換8.6全光通信網(wǎng)圖8-28時(shí)分光交換組成圖8-29波分光交換59（2）時(shí)分光交換8.6全光通信網(wǎng)圖8-28時(shí)分光交換（4）復(fù)合光交換（5）光分組交換8.6全光通信網(wǎng)圖8-30空分+時(shí)分光交換示意圖圖8-31波分復(fù)用的空分光交換示意圖60（4）復(fù)合光交換8.6全光通信網(wǎng)圖8-30空分+時(shí)分

1．相干光通信的概念相干光通信是指在發(fā)送端對(duì)光載波進(jìn)行幅度、頻率或相位調(diào)制，在接收端則采用零差檢測(cè)或外差檢測(cè)等相干檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行信息接收的通信方式。在相干光通信中，主要利用了相干調(diào)制和外差檢測(cè)技術(shù)。2．相干光通信系統(tǒng)構(gòu)成相干光通信系統(tǒng)由光發(fā)射機(jī)、光纖和光接收機(jī)組成，8.7相干光通信技術(shù)61

1．相干光通信的概念8.7相干光通信技術(shù)613．相干光通信系統(tǒng)分類(lèi)相干光通信根據(jù)本振光信號(hào)頻率與接收到的信號(hào)光頻率是否相等，可分為外差檢測(cè)相干光通信和零差檢測(cè)相干光通信4．相干光通信的特點(diǎn)①光接收機(jī)靈敏度高，中繼距離長(zhǎng)。②頻率選擇性好，通信容量大。③具有多種調(diào)制方式。5．相干光通信的發(fā)展8.7相干光通信技術(shù)623．相干光通信系統(tǒng)分類(lèi)8.7相干光通信技術(shù)621．光孤子通信的起源孤子（Soliton）又稱(chēng)孤立波，是一種特殊形式的超短脈沖，或者說(shuō)是一種在傳播過(guò)程中形狀、幅度和速度都維持不變的脈沖狀行波。有人把孤子定義為：孤子與其他同類(lèi)孤立波相遇后，能維持其幅度、形狀和速度不變。2．光孤子通信的工作原理光孤子（OpticalSoliton）是指經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳輸而保持形狀不變的光脈沖。光纖孤子的產(chǎn)生是光纖群速度色散（GroupVelocityDispers