光网络应用展望

1、光网络应用展望 光纤通信的发展导致了同步数字体系的形成，光纤通信的发展导致了同步数字体系的形成，SDHSDH的的出现又为光纤通信的发展开创了崭新的局面。出现又为光纤通信的发展开创了崭新的局面。 同步数字体系（同步数字体系（SDHSDH）的出现和发展是通信传输体制）的出现和发展是通信传输体制的重大变革，以的重大变革，以SDHSDH为基础的传送网已经成为我国以及国际为基础的传送网已经成为我国以及国际上通信网建设的主导方向，上通信网建设的主导方向， SDHSDH已迅速成为通信网的主流已迅速成为通信网的主流传输技术。传输技术。 SDH SDH的应用范围不仅覆盖了全部核心网，而且已开始的应用范围不仅覆盖

2、了全部核心网，而且已开始进入接入网领域。进入接入网领域。 SDH SDH的发展形势促进了波分复用（的发展形势促进了波分复用（WDM/DWDMWDM/DWDM）技术的）技术的发展，发展，WDMWDM技术正向人们展示全光网络的巨大潜力和光辉前技术正向人们展示全光网络的巨大潜力和光辉前景。景。 数字传输代替模拟传输（传送数字传输代替模拟传输（传送、交换网管以及其它部分）、交换网管以及其它部分） 传输技术的发展源于传输技术的发展源于语音的数字化。语音的数字化。 光传输中光传输中SDH的出现的出现 1988年原年原CCITT通过了三个通过了三个SDH的基本建议（的基本建议（G.707 、G.708 、G

3、.709),标志着数字传输的新转折。由以标志着数字传输的新转折。由以“电电” 为为特征的时代向以特征的时代向以“光光”为主导特征的时代过渡，这将是一为主导特征的时代过渡，这将是一个范围更为广泛的深刻的变革。主要特点：个范围更为广泛的深刻的变革。主要特点： 传输媒质由光纤代替铜缆，光纤不仅用于干线网，传输媒质由光纤代替铜缆，光纤不仅用于干线网，而且以扩大到接入网，正在朝更靠近用户的地方推进。而且以扩大到接入网，正在朝更靠近用户的地方推进。 SDHSDH传输体制正在迅速地替代不适应现代通信网发展的传输体制正在迅速地替代不适应现代通信网发展的PDHPDH体制，而成为推动传输网实现新变革的基础。几乎现

4、在体制，而成为推动传输网实现新变革的基础。几乎现在所能想象到的未来通信传送网所需的特性：灵活、可靠、所能想象到的未来通信传送网所需的特性：灵活、可靠、宽带、网管等等它都能提供。所以，宽带、网管等等它都能提供。所以，SDHSDH网不仅将成为未来网不仅将成为未来宽带网的传送平台，而且将是今后全光网络（宽带网的传送平台，而且将是今后全光网络（Optical Optical Network)Network)的基础技术之一。的基础技术之一。 光子器件与波分复用技术的发展，不仅将极大地发掘出光子器件与波分复用技术的发展，不仅将极大地发掘出光纤所具有的巨大的带宽能力，而且也正在促进全光网络光纤所具有的巨大的

5、带宽能力，而且也正在促进全光网络的形成的形成。 激光器和光纤的出现使传输技术进入飞速发展时期，激光器和光纤的出现使传输技术进入飞速发展时期，SDH技术的出现使传输网的概念得到另一层次的发展，使技术的出现使传输网的概念得到另一层次的发展，使光通信的发展进入了一个新时期。光通信的发展进入了一个新时期。SDH设备与正在兴起的设备与正在兴起的新的光导器件和设备将是发展未来通信网的基础和重要的新的光导器件和设备将是发展未来通信网的基础和重要的主导因素。主导因素。 初见曙光的初见曙光的、以以WDM/DWDM为基础的全光网络时代为基础的全光网络时代 电子器件的瓶颈限制了时分复用速率的进一步提高，电子器件的瓶

6、颈限制了时分复用速率的进一步提高，使以时分复用为基础的使以时分复用为基础的SDH技术的发展转向了波分复用，技术的发展转向了波分复用，即在同一光纤上通过采用不同的波长光源传送多路信号，即在同一光纤上通过采用不同的波长光源传送多路信号，波分复用是传输技术发展到光纤技术后的又一次飞跃，进波分复用是传输技术发展到光纤技术后的又一次飞跃，进一步的发展出现了以波分复用，光分插复用器（一步的发展出现了以波分复用，光分插复用器（OADM），），光交叉连接设备（光交叉连接设备（OXC）为技术基础的全光联网的传输网）为技术基础的全光联网的传输网-全光网络全光网络，它是以波长为单位进行和调度的网络。，它是以波长为单

7、位进行和调度的网络。 表示一整套可以进行同步数字传输表示一整套可以进行同步数字传输、复用和交叉连接的标复用和交叉连接的标准化数字传送结构等级，用于在物理传输网上传送经适配的准化数字传送结构等级，用于在物理传输网上传送经适配的净负荷。净负荷。 SDH是一套数字传送结构； 通过物理传输网络传送经适配的业务信息（净负荷）； 被设计成多用途，允许传送各种类型的信号（包括G.702规定的PDH信号在内）。 同步数字体系（SDH，Synchronous Digital Hierachy )所包含的内容： 一套新的国际标准 一个组网原则 一种复用方法 SDH提供了一个在国际上得到支持的框架，从而在此框架基础

8、上就可以发展并建成一种灵活、可靠以及能进行遥控管理的世界通信传输网。 SDH传输网非常容易地扩展，并且非常适于新的电信业务的开发。 SDH标准使不同厂家生产的设备之间进行互通成为可能，这正是网络建设者长期以来一直期望的。 对于用户和通信运营商来说，SDH标准可以保证未来的信息技术的发展将会是有条不紊的，完全不必要担心出现不兼容性或网络的过时问题。 STM是一种信息结构，它由信息净负荷是一种信息结构，它由信息净负荷、段开销（、段开销（SOHSOH） 、和和AUAU指针构成，组织成一种信息结构，重复周期为指针构成，组织成一种信息结构，重复周期为125s 125s 。这。这种信息适宜在所选择的媒质上

9、以与网络同步的速率串行传输。基种信息适宜在所选择的媒质上以与网络同步的速率串行传输。基本模块本模块STM-1STM-1信号的速率为信号的速率为155520Kbit/s.155520Kbit/s.更高阶的更高阶的STM-NSTM-N模块信模块信号由号由N N个个STM-1STM-1信号按同步复用方式形成。信号按同步复用方式形成。未来的网络和应用要求考虑，未来网络的功能： 强大的网络管理 自愈 重组和恢复 兼容性、经济性、适应性、可升级性等方面的要求。 -SDH形成的必然性与必要性 PDH的特点：的特点： 由PCM发展而来，主要为话音设计不具备带宽及信息的多样化服务能力。 点对点的连接，缺乏网络拓

10、扑的灵活性 逐级复用/分用，上下电路困难，设备复杂而不灵活。 网管能力差。 PDH系统实际上是先有设备后有国际国际标准，即成事实的两大体系三种标准造成不同设备之间的接口困难。 PDH体制只定义了标准的电接口无标准的光接口，使得PDH光传输系统的兼容性差。 SDH的出现的出现 80年代初期，为解决标准光接口问题，美国AT&T贝尔实验室提出同步光网络SONET 1988年原CCITT采纳这概念，后来形成了同步数字体系SDH。 为克服PDH的缺陷，SDH是先有目标再有规范，然后研制设备，这个过程与PDH相反。这就可能最大限度地以最理想的方式来定义符合未来通信网要求的系统和设备。 具有一套全球

11、通用的光接口标准。 不同厂家的设备之间具有高度兼容性。 各级信号速率精确地符合N*155.520Mbit/s的关系。 具有丰富的辅助（开销）通路可供网络管理使用，并有标准化的电信管理网。 采用同步复用（一步复用），使复用/分用过程十分简单，且在任何复用等级（速率）上的字节具有可见性，上/下电路简单，便于交叉连接，易于向更高级的速率增长。 具有自愈功能。 具有高度的灵活性，具体反映在网络结构、 上/下电路（业务）、带宽管理与现有PDH的兼容性及对未来发展适应能力等方面。 在网络的带宽、网络的灵活性、网络的可靠性、网络带宽与资源的可管理性等方面，SDH网比传统的PDH网有了很大的提高。 SDH在服

12、务质量、传送容量、经济效益、建设速度等方面及时满足并促进了通信业务的不断增长。 SDH提供良好的发展环境。 同步光网络的开始同步光网络的开始有关同步光网的实践和标准化工作为今天已成为国际标准的SDH体系的出现打下了基础。 Metrobus：贝尔实验室开发的一种内部同步光通信系统 SONET：贝尔通信研究所（Bellcore)提出并经TI委员会批准的北美光通信接口标准。 Metrobus1982年提出，1984年开始研制，1987年首次正式应用。 首要目标：开发出一种光通信系统，它能充分利用光通信的优点又最适应电信网的发展、器件技术的提高和业务的增长。 引入的新概念： 一点对多点的光通信：革命性

13、的观点，针对当时点对点的光通信系统 内部同步系统：标志着同步通信网的开始。 64Kbit/s通路的可见性（Visibility)：是125s基本帧结构和同步复用的直接结果。 一步复用、同时容纳多种支路信号（通过控制容器数量） ：一步复用（直接复用）当时也是一种革命性的概念，在现有的异步复用器中是没有的，对于有效地进行上下电路的交叉连接来说，一步复用起了里程碑的作用。 直接将T1信号复用成150Mbit/s的内部标准信号而不经过T2和T3的中间信号。做法：定义适当大小的容器，使所有的PDH信号都能同时分别地装载进相应的容器，信号以容器为基础进行处理，上下电路的交叉连接就可有效地进行。 以50Mb

14、it/s的信号为基础的分层概念。 通过指针进行同步 系统化地分配开销，最大限度地利用开销：创新的概念，在光通信带宽看来几乎是无限的条件下可以把足够的带宽留给开销字节，构成专用的开销通路供执行与整个光网络有关的功能 确立150Mbit/s作为内部信号标准：关键的想法。 150Mbit/s信号速率能收容所有的信号（从1.544Mbit/s到139.264Mbit/s） 从业务应用来说，语言、数据和图像信号（包括压缩的HDTV信号）都可容纳在150Mbit/s之内。 预计CMOS技术可以容易地达到这样高的速率。 内部信号标准是由13行*88列组成的125s帧，开创了块状帧结构的先例，发展成现今9行*

15、270列帧的基础。 SONETSONET 作为光通信接口标准于1984年底向T1委员会建议。 SONET之50Mbit/s与Metrobus之150Mbit/s标准信号之争，1986年T1委员会选定50Mbit/s作为标准。 SONET几经修改后选定的13行*60列的帧结构，其速率为49.92 Mbit/s（或其 3倍帧的149.76 Mbit/s）只适用于北美，不能容纳欧洲的数字系列信号，SONET帧结构改变为9行*90列即51.84 Mbit/s（或155.520 Mbit/s，3倍帧） 原CCITT建议G.707 、G.708 、G.709确立基于3倍SONET标准的信号，它的帧为9行*

16、270列的结构，速率为155.520 Mbit/s。 1988年2月在美国的凤凰城得到批准，1988年4月表决通过，SONET的接口标准就此完成。 SDHSDH的标准化历程的标准化历程 1984年，美国国家标准协会（ANSI）委托T1电信标准委员会为未来的宽带通信所用的光标准进行调研 1985年三个里程碑的事件： 贝尔通信研究所发表标准化的纤维光传输系统- 一种同步光网观点； T1开始这种标准化工作； 1985年8月T1批准了该标准化工作的建议。 1986年原CCITT表示对SONET感兴趣 1987年和1988年的CCITT会议产生了使北美标准SONET和CCITT国际标准SDH相协调的规范

17、。 1988年4月全球统一的SDH/SONET标准建立，即以9行帧为基础的国际标准，SONET成为SDH的一个子集。 1988年2月原CCITT决定选用9行*270列的帧结构，并在同年7月通过的原CCITTG.707 、G.708 、G.709建议中正式确立。从此，以9行*270列帧结构、速率为155.520 Mbit/s的STM-1信号为基础的SDH体系就正式形成。 SONET以同步传送信号等级-1（STS-1）为基本信息模块，低速率的净负荷都通过映射进入STS-1，高速率的信号是用对经过帧定位的N个STS-1进行字节间插而形成STS-N。STS-N的速率为精确的N* 51.84 Mbit/

18、s，至今已定义的N有1，3，12，24，48，192。 SDH以同步传送模块（STM-1）为基本信息模块，低速率的净负荷映射进STM-1，高速率的信号是将N个STM-1信号同步复用形成STM-N。STM-N传送的开销是STM-1的N倍，传送速率是N* 155.520 Mbit/s，ITU-T已定义的N有1，4，16，64。SDH信号SONET信号传送速率（Mbit/s）STS-1/OC-151.840STM-1STS-3/OC-3155.520STM-4STS-12/OC-12622.080STS-24/OC-241244.160STM-16STS-48/OC-482488.320STS-96

19、/OC-964976.640STM-64STS-192/OC-1929953.280 STS-N为SONET的电信号等级 OC-N指相应于STS-N的光载波等级 ITU-T的建议中，对SDH设备的建议比对PDH设备的建议详细得多。 SDH的建议不再按各复用等级分别规定，而是一次对整个SDH体系的复用设备的类型和一般特性（包括性能要求）作出规定。不会因复用速率等级的变化而需要重新对复用方法、帧结构、开销字节的安排以及设备功能块等作出规定。 ITU-T建议中只从概念上详细规定了SDH设备的功能模块特性，只规定设备的对外接口（外部特性）及其应具备的功能（对外总体特性），而不具体规定设备内部的功能分割，更不限定设备的具体实现方法，设备的内部的技术细节或具体实现方法可由设计制造者自行决定。 ITU-T建议的内容是概念性的，要了解S