光纤通信-09-光网络

第9章光网络第9章光网络当今时代是信息的时代，是网络的时代光网络作为国家基础信息设施的基础网络，经过几十年的发展，已达到了较高的水平，并得到了长足发展这里所指的光网络是以光纤为基础链路所组成的一种通信网络结构目前正向着大容量、高速化、全光化和集成化方向发展，以期更加充分利用光纤的频带资源，适应信息社会的需要第9章光网络20世纪80年代，SDH/SONET同步数字传输体制第一次实现了全球统一的传送网标准，规范了光接口SDH传送网借助成熟的时分复用（TDM）技术，提高了系统和网络的传输效率，在我国和国际上都已得到广泛应用，成为信息高速公路的重要支柱之一但是，在光域，SDH主要起到传输媒介的作用，信息的处理都是在电域完成的第9章光网络这不仅需要庞大的电／光和光／电转换设备，在处理速度上也受到电子迁移速率的限制并且随着网络规模的不断扩大，SDH/SONET的开销不再充裕，多级复用还造成带宽利用率低的缺点随着掺铒光纤放大器（EDFA）的问世，波分复用（WDM、DWDM）技术在20世纪90年代中期以后快速走向成熟并迅速商用第9章光网络波分复用进一步地挖掘了光纤的带宽潜力，极大地增加了光纤的传输容量，同时也为光层的联网提供了可能结合光纤放大器，通过引入光交叉连接设备（ODXC）和光分插复用设备（OADM），可以实现以波长为交换粒度，具有高度灵活性、透明性和生存性的光网络，即光传送网（OTN）第9章光网络进入21世纪以后，WDM提供的带宽资源已经可以满足当前通信流量的需求，然而随着市场竞争的加剧，网络运营商不仅要解决带宽问题，更需要具有能够灵活提供带宽的能力光网络需要从传统的“带宽驱动型”运营模式向“用户驱动型”转变，自动交换光网络（ASON）正是顺应这一发展而兴起第9章光网络ASON将网络的控制功能和管理功能分离，通过控制平面的路由和信令机制实现邻居和业务的自动发现，实现连接的自动建立和删除，支持带宽的按需分配和动态的流量工程，支持多粒度、多层次的智能，提供多样化、个性化的服务，成为光网络发展的新方向第9章光纤通信网9.1SDH传送网9.2光传送网（OTN）9.3自动交换光网络（ASON）9.4光城域网9.5光接入网9.1SDH传送网电信网是十分复杂的网络，它泛指提供通信服务的所有实体（设备、装备和设施）及逻辑配置一个电信网有两大基本功能群：一类是传送（transport）功能群，它可以将任何通信信息从一个点传递到另一些点另一类是控制功能群，它可以实现各种辅助服务和操作维护功能9.1SDH传送网所谓传送网就是完成传送功能的手段，当然传送网也能传递各种网络控制信息这里需要区别传送网与传输（transmission）网的不同传送网主要指逻辑功能意义上的网络，即网络的逻辑功能集合传输网是指实际信息传递设备（如光缆）组成的物理网络9.1SDH传送网可以看出，基本区别是描述的对象不同传送是从信息传递的功能过程来描述，而传输是从信号在具体物理媒质中传输的物理过程来描述传送网可以有基于SDH的传送网、基于PDH的传送网和基于ATM的传送网等一、SDH传送网分层模型由于SDH传送网主要指逻辑功能意义上的网络，是一个复杂庞大的网络为了便于网络的设计和管理，需要建立一个合适的网络模型，通过采用分层（layering）和分割（partitioning）的概念，从而使网络变得灵活，并且易于描述1．分层与分割的概念传送网可从垂直方向分解为3个独立的层网络，即电路层、通道层和传输媒质层分割往往是从地理上将层网络再细分为国际网、国内网和地区网等，并独立地对每一部分行使管理1．分层与分割的概念分层和分割是正交的1．分层与分割的概念对网络进行分层的好处是：(1)对每一层网络比对整个网络作为单个实体设计简单(2)简化了TMN管理目标的规定(3)使网络规范与具体实施方法无关，保持较长时间的稳定(4)某一层网络的更新与改变不会影响其它层对网络进行分割的好处是：(1)便于管理(2)便于改变网络组成，使之最佳化等2．SDH传送网的分层模型ITU-T的G.803建议采用的SDH传送网分层模型2．SDH传送网的分层模型将传送网分为独立的三层，每层能在与其它层无关的情况下单独加以规定，可以较简便地对每层网络进行设计和管理每个层网络都有自己的操作和维护能力从网络的观点来看，可以灵活地改变某一层而不影响到其它层电路层网络电路层网络涉及到电路层接入点之间的信息传递并直接为用户提供通信服务业务按照提供业务不同，可以区分不同的电路层网络电路层网络与相邻的通道层网络是相独立的电路层网络是面向业务的，严格意义上不属于传送层网络，但是为叙述的完整性，此处仍将其列入通道层网络通道层网络用于通道层接入点之间的信息传递并支持不同类型的一个或多个电路层网络，为电路层网络节点（如交换机）提供透明的通道（即电路群）通道层网络可以进一步划分为高阶通道层（VC-3／VC-4）和低阶通道层（如VC-12）VC-12可以看作电路层网络节点间通道的基本传送单位，VC-3／VC-4可以作为局间通道的基本传送单位通道层网络通道层网络与其相邻的传输媒质层网络是相互独立的但它可以将各种电路层业务信号映射进复用段层所要求的格式内SDH传送网的一个重要特点是能够对通道层网络的连接进行管理和控制，因此网络应用十分灵活和方便传输媒质层网络传输媒质层网络与传输媒质（光缆或微波）有关，为通道层网络节点（例如DXC、ADM等）提供合适的通道容量，支持一个或多个通道层网络STM-N是传输媒质层网络的标准等级容量传输媒质层网络的主要设备为线路传输系统传输媒质层网络传输媒质层网络进一步划分为段层网络和物理层其中段层网络涉及为提供通道层两个节点间信息传递的所有功能而物理层涉及具体的支持段层网络的光纤、金属线对或无线信道等传输媒质，主要完成光／电脉冲形式的比特传送任务，与开销无关传输媒质层网络在SDH网中，段层网络还可以细分为复用段层网络和再生段层网络其中复用段层网络为通道层提供同步和复用功能，并完成复用段开销（MSOH）的处理和传递再生段涉及再生器之间或再生器与复用段终端设备之间的信息传递，诸如定帧、扰码、中继段误码监视以及中继段开销（RSOH）的处理和传递传输媒质层网络物理层网络是传送网的最底层，没有服务网络支持，因而网络连接直接由传输介质支持，而不是通常情况下的路径可分为光纤、电缆、微波和卫星传输媒体2．SDH传送网的分层模型光纤传输媒体是最适合于传送SDH信号的传输媒体，因此称SDH为“光同步传输体系”ITU-T对SDH光接口有较全面的要求，规范了很多对PDH系统未曾标准化要求的光参数SDH系统虽然是基于光纤来设计的，但为了地面和空间传输通道互为备用，CCIR规范了数字微波与卫星SDH系统，是其速率为155Mb/s和622Mb/s的传输系统二、SDH传送网的物理拓扑网络的物理拓扑泛指网络的形状，它反映了物理上的连接性。网络的基本物理拓扑有5种类型，即线形（链形）、星形、树形、环形和网孔形线形（链形）网此种网络拓扑是将网中的所有节点一一串联，而首尾两端开放这种拓扑的特点是较经济，但生存性较差主要用于专网（如铁路网）中星形网网络拓扑有一个特殊点（枢纽点），它与其它各节点相连，其它各节点不直接相连，节点的业务都要经过这个特殊节点转接，又称枢纽形拓扑可通过特殊节点来统一管理其它网络节点，利于分配带宽，节约成本，但存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问题此种拓扑多用于本地网（接入网和用户网）树形网将点到点拓扑单元的末端点连接到几个特殊点时就形成了树形拓扑，这种网络拓扑可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合这种结构适于广播式业务，不适于提供双向通信业务有线电视网多采用这种网络环形网环形拓扑实际上是将链形拓扑首尾相连，从而使网上任何一个网元节点都不对外开放的网络拓扑形式这种网的优点是具有很高的生存性，即自愈功能较强，这对大容量光纤网络是至关重要的环形网常用于本地网（接入网和用户网）、局间中继网网孔形网当涉及通信的许多点都直接互连时，就形成了网孔形拓扑如果所有点都直接互连，则称为理想的网状形网状形拓扑结构不受节点瓶颈问题和失效问题的影响，两点间有多种路由可选，可靠性较高，但结构复杂，系统的冗余度高，成本较高，适于业务量较大、分布又较均匀的地区二、SDH传送网的物理拓扑SDH网是由SDH网元设备通过光缆互连而成的，网络节点（网元）和传输线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构网络的有效性（信道的利用率）、可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关因此，物理拓扑的选择应综合考虑网络的生存性、配置的难易程度、网络结构是否适合新业务的引进等多种因素二、SDH传送网的物理拓扑4种常用的SDH网络结构点对点方式在SDH网的早期用得较多，目前应用较多的是环形网，特别是在城域网建设中二、SDH传送网的物理拓扑实际的组网中，网络拓扑可能是两种或多种基本拓扑结构的组合链形网和环形网是传输网络的两种基本拓扑结构，由这两种拓扑结构衍生其它的组网形式，也经常应用于SDH光传送网络例如：两环相切、两环相交、环带链、环链相接等网络结构二、SDH传送网的物理拓扑实际组网举例三、SDH自愈网SDH光纤传送网络具有很大的通信容量这样的传送网络一旦发生光缆被切断（例如土建施工中将光缆挖断）等故障，将会带来严重的损失因此SDH光纤传送网络必须具有较强的抵抗故障或灾害的能力，即SDH网络的生存能力是第一要考虑的问题通常采用网络的自愈机制作为提高网络可靠性尤其是生存性的主要手段之一三、SDH自愈网自愈网能在网络出现意外故障情况时自动恢复业务，其基本原理是使网络具备（发现）替代传输路由，并在一定时限内重新建立通信自愈仅是通过备用信道将失效的业务恢复，而不涉及具体故障的部件和线路的修复或更换所以故障点的修复仍需人工干预才能完成，就像断了的光缆还需人工接好三、SDH自愈网自愈网技术可分为“保护”型和“恢复”型两类。保护（Protection）的基本思想是利用预先规划的备用系统容量对主用系统进行切换保护，即当一个工作通路发生失效时，利用备用设备的倒换动作，使信号通过保护通路仍保持有效，如1∶1保护，1+1保护等恢复（Restoration）则是在业务失效后利用快速路由等机制重新建立连接三、SDH自愈网保护是通过规定的协议，由硬件响应来实现的，一般无需网管系统介入，保护倒换时间很短（≤50ms）为保护准备的备用容量无法在网络大范围内共享恢复一般是指利用节点间可用的任何冗余容量（包括空闲容量和临时利用开通附加业务的容量）实施网络中业务的恢复。它所需的备用容量较小，网络中并不预先建立备用路由，而是利用网络中仍能正常使用的空闲信道建立替代路由，但需要较长的时间系统的冗余容量可以在整个网络范围内共享三、SDH自愈网SDH传送网实现自愈的手段主要有：线路自动保护倒换方式ADM自愈环保护方式DXC网络恢复保护方式前两种是保护型策略，技术比较成熟，并已得到广泛应用后一种是恢复型策略，利用网络内的空闲信道恢复受故障影响的通道1．线路保护倒换线路保护倒换的工作原理是当工作通道传输中断或性能劣化到一定程度后，系统倒换设备将主信号倒换到备用传输通道，从而使业务继续进行一般为自动保护倒换（APS，AutomaticProtectionSwitching），是最简单的自愈形式这种保护方式的业务恢复时间很快，可以短于50ms1．线路保护倒换在SDH标准中定义了两类线路保护倒换方式：1+1和1∶N方式1+1方式中业务信号同时在工作信道（段）和保护信道（段）上发送，即“并发选收”形式，是一种专用保护1∶N方式是为N个工作信道设置一个共享的保护信道，是一种共享保护1．线路保护倒换1+1方式与1︰1的不同在于1+1方式在正常情况下保护段传送业务信号，所以不能提供无保护的额外业务而1︰1的保护方式在正常情况下保护段不传业务信号，因而可以在保护段传送一些级别较低的额外业务信号，也可以不传1．线路保护倒换线路保护倒换可以采用双向倒换，即两个方向的信道都倒换到保护段；也可采用单向倒换，即只有故障信道倒换到保护信道时便完成了倒换这两种倒换方式都可使用恢复模式或非恢复模式恢复模式是指工作段故障被恢复，工作通道由保护段倒回工作段非恢复模式是指即使故障恢复后倒换仍保持，此时将原主用信道做为备用信道，原备用信道当作主用信道，只有在原备用信道发生故障时，业务才会切回原主用信道1．线路保护倒换线路保护倒换业务恢复时间短（小于50ms），易配置和管理，可靠性高但成本较高，只能提供传输链路的保护，无法对网络节点的失效进行保护因此主要适用于点到点的保护2．自愈环保护自愈环（SHR，Self-healingRing）是将网络节点连成一个环，从而改善网络的生存性目前，SHR一般采用ADM组成环网利用ADM的分插能力和智能化构成自愈环是SDH的特色之一2．自愈环保护根据自愈环的结构，可分为通道保护环和复用段保护环通道保护环保护的单位是通道（如VC-12，VC-3或VC-4）倒换与否以离开环的每一个通道信号质量的优劣而定一般利用支路单元（TU）的告警指示信号（AIS，AlarmIndicationSignal）来决定是否应该进行倒换通道保护环属于专用保护，在正常情况下保护段往往也传业务信号，即业务的1+1保护，信道利用率不高2．自愈环保护根据自愈环的结构，可分为通道保护环和复用段保护环复用段保护环业务量的保护以复用段为基础倒换与否按每一对节点间复用段信号质量的优劣而定复用段保护环需要采用自动保护倒换（APS）协议，即倒换是由STM-N信号中K1、K2（b1~b5）字节所携带的APS协议来启动的复用段保护多属于共享保护，即构成复用段共享保护环（MS-SPRing，MultiplexSection-SharedProtectionRing），正常情况下保护段往往是空闲的或者传送额外业务，即业务的1︰1保护，信道利用率高2．自愈环保护根据环中节点间信息的传送方向，自愈环可分为单向环和双向环单向环中收发业务信息的传送线路是一个方向双向环中收发业务信息的传送线路是两个方向通常，双向环工作于复用段倒换方式，单向环工作于通道倒换方式或复用段倒换方式2．自愈环保护根据环中每一对节点间所用光纤的最小数量来分，自愈环有二纤环和四纤环对于双向复用段倒换环既可用二纤方式也可用四纤方式而对于通道倒换环只可用二纤方式2．自愈环保护按照上述的不同分类方法，可以分出许多不同的自愈环结构通道倒换环复用段倒换环专用保护环公用（共享）保护环专用保护环单向环双向环双向环单向环二纤环二纤环二纤环四纤环二纤环1+11+11:1M:N二纤单向通道保护环二纤通道保护环由两根光纤组成两个环其中一根光纤用于传送业务信号，构成主环S1而另一根光纤用于保护，构成P1环两环的业务流向一定要相反二纤单向通道保护环接收采用的是“选收”方式。正常情况下，网元A和C都选收主环S1上的业务1+1保护方式当业务量分布集中时，二纤通道保护环最经济并发选收从C经S1传来的CA信号丢失二纤单向通道保护环二纤单向通道保护环有如下特点：①可靠性高，保护动作影响面小②保护倒换时间快③业务容量低由于通道保护环的上述特点，二纤单向通道环多用于低端、业务集中型的组网中例如，华为公司设备在目前组网中，二纤单向通道环多用于155Mb/s、622Mb/s系统二纤双向通道保护环二纤双向通道保护环的1+1保护方式与单向通道保护环基本相同（并发优收），只是保护环网上业务为双向（一致路由）A、C间业务信号丢失二纤双向通道保护环网上业务容量与单向通道保护二纤环相同，但结构更复杂，与二纤单向通道环相比无明显优势，故一般不采用二纤双向通道保护也可以采用1∶1的方式，这种方式需要自动保护倒换（APS）字节协议，但在保护通道中可传额外的业务，只有出现故障时，才从工作通道转向保护通道二纤单向复用段保护环二纤单向复用段保护环示意图环上网元A与网元C互通业务，构成环的两根光纤S1、P1分别称之为主纤和备纤1∶1保护二纤单向复用段保护环利用APS协议产生一个环回功能二纤单向复用段保护环的最大业务容量在正常时为2×STM-N（包括了额外业务），发生保护倒换时为1×STM-N组网时要注意S1环和P1环业务流向相反，否则此环无自愈功能复用段倒换时不是仅倒换某一个通道，而是将环上整个STM-N业务都切换到备用信道上去二纤单向复用段保护环二纤单向复用段保护环由于业务容量与二纤单向通道保护环相差不大倒换速率比二纤单向通道环慢，所以优势不明显，在组网时应用不多四纤双向复用段保护环四根光纤分别为S1、P1、S2、P2，其中S1、S2为主纤，传送主用业务；P1、P2为备纤，空闲或传送备用业务当业务量分布均匀且容量较大时，四纤复用段保护最经济四纤双向复用段保护环四纤环上每个网元节点的配置要求是双ADM系统尽管复用段环的保护倒换速度要慢于通道环，且倒换时要通过K1、K2字节的APS协议控制，使设备倒换时涉及的单板较多，容易出现故障，但由于双向复用段环最大的优点是网上业务容量大，业务分布越分散，网元节点数越多，它的容量也越大，信道利用率要大大高于通道环，所以双向复用段环得到普遍的应用二纤双向复用段保护环一根光纤的保护时隙用来保护另一根光纤上的主用业务时隙当业务量分布均匀且容量不大时，二纤复用段保护最经济二纤双向复用段保护环双向复用段环主要用于业务分布较分散的网络，四纤环由于要求系统有较高的冗余度（4纤），双ADM，成本较高如果采用双纤双向复用段保护环，它们的保护机理相类似，只不过采用双纤方式，网元节点只用单ADM即可，所以得到了广泛的应用请注意，没有155系统的双纤双向复用段保护环3．DXC保护DXC自愈网的拓扑结构主要是网状形结构，因为网状网中的物理路由有很多条，可以节省备用容量的配置，提高资源利用率网络越复杂，替代路由越多，DXC的恢复效率越高3．DXC保护DXC的工作方式按路由表的计算方式不同，可分为静态方式、动态方式和即时方式3种即时方式需要最少的保护容量，动态方式次之，静态方式需要的保护容量最大然而，即时方式的业务恢复时间最长，静态方式的业务恢复时间最短3．DXC保护按DXC自愈网控制方式，有集中式控制和分布式控制集中控制方式的业务恢复时间很长在分布式结构中业务恢复时间较短可根据实际情况选用不同方式4．自愈保护方式比较线路保护倒换方式配置容易，网管简单，恢复时间很短（50ms），但成本较高，一般用于保护较重要的光缆连接（1+1方式）或两点间有较稳定的大业务量情况自愈环具有很高的生存性，网络恢复时间较短（50ms），并具有良好的业务量疏导能力，但它的网络规划较难实现，适用于接入网、中继网和长途网4．自愈保护方式比较DXC的保护方式也具有很高的生存性，便于规划和设计，但网络恢复时间较长DXC保护最适合于高度互连的网孔形拓扑，在长途网中应用较多利用DXC将多个环形网互连应用也较多四、SNCP保护SDH网络保护的方式可以分为两大类，即：路径保护和子网连接保护路径保护如复用段保护（MSP）和通道保护（PP）等，都已得到了广泛的应用子网连接保护（SNCP，SubNetworkConnectionProtection）是指对某一子网连接预先安排专用的保护路由，一旦子网发生故障，专用保护路由便取代子网承担在整个网络中的传送任务1．SNCP的工作原理SNCP每个传输方向的保护通道都与工作通道走不同的路由SNCP的保护原理与通道环保护一样，采用“双发选收”工作方式1．SNCP的工作原理但从具体实现上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（光板）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1．SNCP的工作原理SNCP在网络中的配置保护连接方面具有很大的灵活性，能够应用于干线网、中继网、接入网等网络，以及各种网络拓扑（如网状网、环、或混合结构）目前，广泛使用的是“1+1”单向倒换保护方式，即每一个工作连接都有一个相应备用连接，倒换无须使用APS协议，简单易行当同时在复用段实行保护时，传输信号将有可能被双重保护1．SNCP的工作原理SNCP应用于通道保护，可以作为保护通道的一部分也可作为整个端到端的通道保护由此可见，路径保护中的通道保护只对端到端的业务进行保护，因而只是SNCP的一个特例2．SNCP倒换启动准则一个倒换请求可以由三个方面引起：一是VC子网连接关联的一个自动启动指令（信号失效或信号劣化）二是子网连接过程的一个状态（等待恢复，无请求）三是一个外部启动的指令（清除、闭锁、强制倒换请求）而对于1+1的单向倒换方式来说，所有的请求均属于本地的2．SNCP倒换启动准则优先级的列表本地请求优先级顺序清除保护闭锁强制倒换信号失效信号劣化人工倒换等待恢复无请求最高最低2．SNCP倒换启动准则对于外部启动的指令，只要SDH设备具备SNCP功能，人为地发给网元适当的优先级指令，就能顺利地完成倒换但对于与VC子网连接有关联的自动启动的指令，由于要从通道开销中提取监测信息，涉及到与SDH传送网络协调的问题3．SNCP的应用SNCP由于采用通道开销监测的方法，避免了因段开销终结而造成保护不易实现的问题（如MS-SPRing），所以对网络的结构有着极大的适应性，而且倒换条件也都是本地的，无须使用APS协议，进而缩短了倒换的时间MS-SPRing等保护方式，由于其自身的优点（例如分散业务时，业务容量较大），仍然会得到广泛的应用但在某些场合，如缺少光纤及不同厂家设备间联合组网的情况下，对某一段路径进行保护，SNCP便充分展示了它的优势3．SNCP的应用在工程使用中，SNCP多用于城域网的组建，对传输设备的要求也较高，常见的SNCP的组网有SNCP环带链MSP环（复用段保护环）和SNCP相切SNCP和PP环（通道保护环）相切SNCP和SNCP相切等形式3．SNCP的应用SNCP组网示意对工作路径中的某一段进行保护在无法形成环的情况下，需要对其中的某些重要高阶通道业务在某一段上（一般为事故频发段或存在隐患段）进行保护这里的保护子网可以是一对光纤，也可以是一条SDH传输链，或者是一个保护环以及更复杂的网状网共享光纤资源组建虚拟SNCP环虚拟SNCP环10Gb/s设备A、B、C、D组成了MS-SPRing

2.5Gb/s设备E、F有与A、B、C、D开业务的需求分出16个VC-4通道与E、F所在的STM-16链组成STM-16的通道环路。这个环路采用的是SNCP保护3．SNCP的应用另外，鉴于SNCP的技术特点，它较适用于不同厂家设备的基于业务的保护应用利用子网连接保护，电信运营商之间可以通过合理的置换、调配资源，使其业务受到更为安全、高效的保护SNCP保护是一种基于业务的保护方式，它对各种传输网络都有较大的适应性，不依赖于厂家、线路和设备，具有极为灵活的组网和应用价值4．SNCP与通道保护、复用段保护的比较SNCPPPMSP子网间业务的保护，不仅适用于端到端通道保护，还可以保护通道的一部分SNCP保护的一种特例，仅适用于端到端通道的保护线路（或复用段）失效后，对经过该段线路业务进行保护的技术，因此也叫线路保护能保护部分通道能保护部分通道基于复用段级别的通道专用保护机制专用保护机制共享或专用保护机制可用于各种网络拓扑，环上节点数没有限制仅用于环状拓扑，环上节点数没有限制仅用于环状拓扑，环上节点数要求不大于16发送端永久桥接，接收端倒换发送端永久桥接，接收端倒换桥接与倒换在动作时才发生，首端／尾端常常既是桥接节点又是倒换节点单端倒换单端倒换环倒换通过SNCP可以构造双DNI的保护结构仅通过PP无法构造双DNI的保护结构仅通过MSP无法构造双DNI的保护结构不需要APS协议，可靠性高不需要APS协议，可靠性高需要全环运行APS协议，可靠性较差业务量很少时，时间常常能得到保障。业务量较多时，倒换时间不容易保证芯片支持，倒换非常快（≤10ms）；且与业务数量无关倒换时间在50ms之内，且与业务数量无关一般监测通道开销一般监测通道开销监测复用段开销五、SDH网同步同步是指两个或多个信号之间在频率或相位上保持某种严格的特定关系最简单的关系就是频率相等主要分为点同步网同步线同步等不同类型的同步五、SDH网同步数字同步网是一个支撑网，他支撑各种业务网（包括PSTN，GSM）的同步，同样也支撑SDH传输网的同步实现SDH网同步的目标是使网中所有交换节点的时钟频率和相位都控制在预先确定的容差范围内以便使网内各交换节点的全部数字流实现正确有效的交换1．网同步工作方式有两种基本的网同步方式，即主从同步方式和相互同步方式主从同步方式以网络稳定性较好，组网灵活，对从节点时钟的频率精度要求较低，控制简单，网络的滑动性能也较好等特点而得到广泛应用主从同步方式使用一系列分级的时钟，每一级时钟都与其上一级时钟同步，在网中的最高一级时钟称为基准主时钟或基准时钟（PRC）1．网同步工作方式目前ITU-T将各级时钟划分为4类：基准主时钟（PRC），G.811建议规范，精度达1×10-11转接局时钟，G.812（T）建议规范，精度达5×10-9本地局时钟，G.812（L）建议规范，精度达1×10-7SDH网元时钟，G.813建议规范，精度达4.6×10-6

1．网同步工作方式我国数字同步网的网络结构是“多基准钟，分区等级主从同步”方式1．网同步工作方式在主从同步方式中，节点从时钟通常有3种工作（运行）模式正常工作模式保持模式自由运行模式正常工作模式在实际业务条件下的工作模式，此时从时钟同步于输入的基准时钟信号影响时钟精度的主要因素有基准时钟信号固有相位噪声和从时钟控制环（从时钟振荡器的锁相环）的相位噪声通常，输入基准时钟信号可以跟踪网中的主时钟，但也有可能是从另一高等级但暂时处于保护模式工作的从时钟中获取保持模式当所有定时基准丢失后，从时钟进入所谓的保持模式转接局时钟、端局时钟和一些重要的网元（如TM、ADM和DXC）时钟都具备此功能简单的小网元（如REG）时钟可不具备此功能保持模式此时，从时钟利用定时基准信号丢失前所存储的最后的频率信息作为其定时基准使用同时振荡器的固有频率会慢慢漂移但可以保证从时钟频率在较长时间内只与基准频率存在较小的偏差这种方式可以应付数十小时至数天的外时钟中断故障自由运行模式当时钟丢失所有外部定时基准，且失去了定时基准记忆或者根本没有保持模式时，从时钟内部振荡器工作于自由振荡方式2．SDH同步网结构SDH网同步结构通常采用主从同步方式，要求所有网元时钟的定时都能最终跟踪至全网的基准主时钟同步定时的分配则随网络应用场合不同而异SDH同步网结构要求所有的SDH设备时钟都能最终跟踪一个主基准时钟（PRC）同步定时分配结构按网络应用场合分为局内应用局间应用局内应用通常在电信局内都设有高级时钟，例如大楼综合定时供给系统（BITS），通常是G.812级别时钟BITS自身能直接或间接接受主基准时钟（PRC）同步局内各种设备较低级网元时钟都直接从BITS获取定时局间应用局间定时分配网采用树状拓扑结构低等级的时钟只能接收更高等级（或同一等级）时钟的定时信号，并避免形成定时环路3．SDH网同步方式从工作原理上划分，SDH网同步可以有4种不同的方式，即同步方式伪同步方式准同步方式异步方式SDH网的传输性能也因不同的同步方式而受到影响同步方式在SDH网中的所有时钟都能最终跟踪到同一个网络的基准主时钟此时指针调整只是由同步分配过程中不可避免的噪声所引起的，呈随机性在单一网络运营者所管辖的范围内，同步方式是正常工作方式，同步性能也最好伪同步方式在SDH网中可能有几个都遵守ITU-TG.811建议的基准主时钟，即它们具有相同的标称频率，但准确的频率仍略有差别这样，网络中的从时钟可能跟踪于不同的基准主时钟因而在不同同步网边界的网元中会出现频率和相位差异，引起指针调整通常在不同网络运营商所辖边界，以及国际网接口处，伪同步方式是正常工作方式准同步方式同步网中有1个或多个时钟的同步路径和替代路径出了故障，于是失去所有外同步链路的节点时钟将进入保持模式或自由运行模式工作异步方式当网络节点时钟出现大的频率偏差时，则网络工作于异步方式当时钟精度达不到G.813所规定的数值时，SDH网不再维持正常业务而将发送AIS信号发送AIS所需要的时钟精度只要求有20×10-6

即可4．SDH网元的定时SDH网中包括DXC、ADM等不同种类的设备（网元），这些不同的设备在SDH网中的地位和应用有很大差别，因而其同步配置和时钟要求也不一样一般来说，SDH同步网提供了三种不同的网络单元定时方法：外同步定时源接收信号中提取定时内部定时源9.2光传送网20世纪90年代初，波分复用（WDM）技术趋于成熟并开始商用，为了解决电子瓶颈限制问题全光通信网迅速发展所谓全光通信网是指信号以光的形式穿过整个网络，直接在光域内进行信号的传输、再生、光交叉连接（OXC）、光分插复用（OADM）和交换／选路，中间不需经过光电、电光变换9.2光传送网然而，由于光信号固有的模拟特性和器件的工艺水平，目前很难在光域完成3R（Retiming，Reshaping，Re-amplifying，即再定时、整形和放大）中继功能，难以高质量实现光信号再生，光控技术也不够成熟1998年，ITU-T正式提出光传送网（OTN，OpticalTransportNetwork）的概念9.2光传送网OTN是指为客户层信号提供光域处理的传送网络，主要的功能包括传送复用、选路、监视和生存性功能等从OTN的功能上看，其出发点是子网内全光透明传输，而在子网边界处采用O/E/O转换9.2光传送网OTN是从网络功能和重要特征角度提出的，并不限制具体的实现技术，如WDM、OTDM（光时分复用）、OCDM（光码分复用）等各种复用技术都可以用于OTN目前看，由于WDM技术的突破性进展，基于WDM的OTN最具有发展前景9.2光传送网OTN的主要特点是引入了“光层”概念，在SDH传送网的电复用层和物理层之间加入了光层OTN处理的最基本的对象是光波长客户层业务以光波长形式在光网络上实现复用、选路、监视等功能一、光传送网的分层结构为了定义标准的OTN结构，ITU-T出台了G.872建议该建议沿袭G.805，即“传送网络的通用功能结构”建议中所使用的模型化概念来描述实际的网络结构在G.805中，首先假设网络是分层的，各层之间是客户／服务器关系，各层网络相互独立，具有自己特定的网络功能，例如光传输、复用、路由或监控等一、光传送网的分层结构分层结构是定义和研究光传送网的基础G.872建议中提出的分层方案是将光传送网分成光通道层（OCH，OpticalChannelLayer）光复用段层（OMS，OpticalMultiplexingSectionLayer）光传输段层（OTS，OpticalTransmissionSectionLayer）一、光传送网的分层结构实际上OTN是将光层加到原SDH传送网分层结构的段层和物理层之间SDH传送网和光传送网的分层结构的对应关系1．光通道层（OCHLayer）光信道层负责为来自电复用段层的各种不同格式（SDH、PDH、IP、以太网、ATM等）的客户层信号选择路由、分配波长和安排连接，从而提供端到端的光通道联网功能这些功能包括：(1)为灵活的网络选路重新安排光信道连接(2)为保证光信道适配信息的完整性处理光信道开销(3)为网络层的运行和管理提供光信道监测功能2．光复用段层（OMSLayer）光复用段层保证相邻两个波长复用设备之间多波长光信号的完整传输，为多波长信号提供网络功能这些功能包括：为灵活的多波长网络选路重新安排光复用段连接；为保证多波长光复用段适配信息的完整性处理光复用段开销；为段层的运行和管理提供光复用段检测和管理功能，如复用段连接指配和网络的生存性3．光传输层（OTSLayer）光传输段层为光信号在不同类型的光介质（如G.652、G.653、G.655光纤）上提供传输功能整个信息传送过程为：被复用的多路OCH信号通过一个光传输模块（OTM）以合理的光性能参数（如SNR和功率）在一段特定的波长范围内被介质传输OTS终端设备也同样执行监控功能，封装／拆装开销信息，并且插入可对光放大器和中继器进行控制的光监控通道信息光传输段开销用来确保光传输段适配信息的完整性，同时实现光放大器或中继器的检测和控制功能二、光节点功能与结构光分插复用器（OADM）和光数字交叉连接器（OXC）是光传送网络最重要的网元设备OXC是用于光纤节点的设备，通过对光信号交叉连接，能够灵活有效地管理光传输网络，是实现可靠的网络保护／恢复以及自动配线和监控的重要手段OADM可以看成是OXC结构的功能简化1．光交叉连接器光交叉连接（OXC，OpticalCrossConnect）的主要功能是光通道的交叉连接、本地上／下路、连接和带宽管理具体地讲就是OXC可以实现在光纤和波长两个层面上为网络提供带宽管理，如动态重构光网络、提供光信道的交叉连接以及本地上、下话路操作、动态调节各个光纤中的流量分布等1．光交叉连接器同时在出现断纤故障时，OXC还能提供1+1光复用段保护，即使用其中的光开关将原主用信道倒换到备用信道上，实现网络恢复和保护功能如果在出现故障线路的两节点之间启用波长转换，那么可以通过波长路由重新选择功能来实现更复杂的网络恢复1．光交叉连接器OXC通常有三种实现方式，即光纤交叉连接（FXC）波长固定交叉连接（WSXC）波长转换交叉连接（WXCX）1．光交叉连接器光纤交叉连接是指以一根光纤中所传输的总容量进行交叉连接，交叉容量大，但缺乏灵活性波长固定交叉连接是指将光纤上的任何波长交叉连接到使用相同波长的光纤上的实现方式，较光纤交叉连接具有更高的灵活性波长转换交叉连接是指可以将任何输入光纤上的任何波长交叉连接到输出光纤上的实现方式，这种方式可以实现任意光纤之间的任意波长转换，灵活性最高1．光交叉连接器目前最为常用的是波长级OXC，其一般结构如图如果必要，还应当包括波长变换器，图中未给出可以看出，其功能可以与时分复用网络中的交换机类比2．光分插复用器光分插复用器（OADM）的主要功能是在波分复用光路中对不同波长信道进行分下与插入操作在分下或插入本结点的波长信号的同时，对其它波长的向前传输并不影响，并不需要把非本结点的波长信号转换为电信号再向前发送也就是说，OADM在光域上实现了SDH的ADM设备在电域上的分插复用功能，而且对信号的格式和速率透明2．光分插复用器OADM的原理图WDM输入光信号经过解复用器后，将各个波长分开由光开关动态选择上下路波长然后经复用器复用到同一链路中输出这种方案的优点是结构简单、可动态重构、上下路的控制比较方便，是当前应用较多的一种结构2．光分插复用器OADM可以用于线形网络中，方便、透明地解决光链路沿途信息的上下路问题OADM更经常用于环形网络中，像SDH环形网一样，当网络发生故障时，快速实现倒换保护，具有很强的生存性三、WDM光传送网的波长路由机制光通道是光传送网的基本概念之一光通道的建立，要求在传送网的物理结构中选择一条由业务原点到宿点的全光网络路由，并为其分配一定的波长信道光通道可以分为波长通道（WP，WavelengthPath）虚波长通道（VWP，VirtualWavelengthPath）波长通道（WP）在光通道层传输的信号，在所有的波长复用段中都使用相同的波长，并保持不变，这种通道就是波长通道（WP）建立这种通道就必须能找到一组链路，在这些链路上均使用一个共同的波长，且这个波长应该是空闲的如果找不到这样一条路径，则通道建立请求就被阻塞掉了波长通道（WP）为了避免这样的阻塞，网络实际需要的波长数必须很多，从而使每波长通道的利用率较低在实际使用中，由于技术原因，滤波器与放大器的带宽有限，通道间隔也不能过小，以免引起信道串音，可用的波长总数是有限的，因此经常不足以支持大量节点的需要虚波长通道（VWP）虚波长通道（VWP）利用OXC的波长变换功能，光通道在不同的波长复用段可以占用不同的波长建立虚波长通道时，只需找到一条路径，其中每条链路的波长复用段都有空闲的波长可用这样，提高了波长的利用率，减少了全网所需的波长数，降低了阻塞概率虚波长通道（VWP）为了实现节点间的虚波长通道的连接，在光通道的节点处设置有波长变换器它将接收到的信号波长λ1变换为本段可用的波长λ2，从而避免与已占有该链路λ1波长的信号产生碰撞，引起阻塞所以波长变换器是建立虚波长通道的关键器件三、WDM光传送网的波长路由机制采用不同的路由机制可构成不同的网络在波长通道方式下，由于每一条光通道占用一条固定波长通道，为了能对全网各复用段上波长的占用情况有所了解，必须采用集中控制方式而在虚波长通道方式下，在确定通道的传输链路后，各波长复用段的波长可以逐个分配，因此可以进行分布式控制四、WDM环形网SDH环形网在多年的应用中非常成功，WDM光网络也首先采用环形网拓扑WDM环形网络的实现方式多种多样，与SDH组网形式基本相同WDM环形网可以是1+1保护配置，一般在通道层实施，采用“并发优收”的方式配置也可以是1∶1保护配置，既可用于复用段，也可用于通道层四、WDM环形网这里仅介绍二纤单向复用段共享保护环的WDM环网结构二纤单向复用段共享保护环是指环网由两根光纤构成，节点之间的双向业务使用不同路由绕环以相同方向传送因此为了建立两点之间的双向连接，需要占用整个环网的一个波长资源，网络资源的利用率不高，也不利于波长的重用但对OADM节点的配置要求较低四、WDM环形网二纤单向复用段共享保护环的示意图，这里复用段共享保护方式是指复用段多波长信号的保护，组成环的每个复用段（一个区段）的保护容量由所有其它区段共享9.3自动交换光网络所谓自动交换光网络（ASON，AutomaticSwitchedOpticalNetwork）ASTN（ASTN，AutomaticSwitchedTransportNetworks）是指在ASON/ASTN信令网控制之下完成光传送网内光网络连接自动交换功能的新型网络可以看作是具有自动交换功能的新一代的光传送网9.3自动交换光网络传统的传输只是两个层面，即网管层面和传输层面ASON网络有三个层面，引入了控制层面通过引入智能控制层来建立连接，这种电路建立是通过分布式信令实现的将网管层面的功能转移到控制层面，并且采用了分布式控制，首次在传送网中引入动态交换的概念9.3自动交换光网络ASON代表智能光网络的主流方向，最早是在2000年3月由ITU-T的Q19/13研究组正式提出ITU-T先后制定了G.807（自动交换传送网络功能需求）、G.808（自动交换光网络体系结构）以及后续的ASON相关标准，IETF、OIF等组织也积极扩展MPLS协议，使其能成为ASON的路由和信令协议一、ASON的体系结构ASON网络结构的核心特点就是支持电子交换设备动态地向光网络申请带宽资源可以根据网络中业务分布模式动态变化的需求，通过信令系统或者管理平面自主地去建立或者拆除光通道，而不需要人工干预采用自动交换光网络技术之后，原来复杂的多层网络结构可以变得简单和扁平化光网络层可以直接承载业务，避免了传统网络中业务升级时受到的多重限制一、ASON的体系结构ASON网络结构主要包括3个独立的平面：传送平面（TP，TransportPlane）、控制平面（CP，ControlPlane）、管理平面（MP，ManagementPlane）和数据通信网组成数据通信网分布于三大平面之中，是用于承载控制信息和管理信息的信令网一、ASON的体系结构ASON体系结构传送平面（TP）传送平面由一系列的传送实体组成，它是业务传送的通道，可提供端到端用户信息的单向或者双向传输ASON传送网络基于网状网（mesh）结构，也支持环网保护光节点使用具有智能的光交叉连接（OXC）和光分插复用（OADM）等光交换设备传送平面（TP）另外，传送平面具备分层结构，支持多粒度光交换技术多粒度交换技术是ASON实现流量工程的重要物理支撑技术，同时也适应带宽的灵活分配和多种业务接入的需要控制平面（CP）控制平面是ASON的核心控制平面主要包括资源发现、状态信息分发、路径选择和路径管理四个基本模块能够提供快速和更加灵活的链接建立功能控制平面实现对传送平面的灵活控制，因此，ASON主要是关于控制平面的解决方案控制平面（CP）它基于通用多协议标记交换（GMPLS）族，包括用于分布式链接的建立、维护和拆除等的信令协议，为链接的建立提供选路服务的路由协议，用于链路管理的链路资源管理协议等控制平面提供网络节点接口及用户网络接口管理平面（MP）管理平面的重要特征就是管理功能的分布化和智能化传统的光传送网管理体系被基于传送平面、控制平面和信令网络的新型多层面管理结构所替代，构成了一个综合化的光网络管理方案具有集中管理与分布智能相结合、面向运营商的维护管理需求与面向用户的动态服务需求相结合的特点管理平面（MP）ASON的管理平面与控制平面技术互为补充可以实现对网络资源的动态配置、性能监测、故障管理及路由规划等功能一、ASON的体系结构三个平面间的接口是：网络管理接口A（NMI-A）是管理平面与控制平面的接口网络管理接口T（NMI-T）管理平面与传送平面的接口连接控制接口（CCI）控制平面与传送平面之间的接口二、ASON三种连接方式ASON支持三种连接，即永久连接（PC，ProvisionedConnection）交换连接（SC，SwitchedConnection）软永久连接（SPC，SoftPermanmentConnection）二、ASON三种连接方式永久连接是一种由网管系统指配的连接类型沿袭了传统光网络的连接建立形式，连接路径由管理平面根据连接要求以及网络资源利用情况预先计算二、ASON三种连接方式交换连接是由控制平面的引入而出现的一种全新的动态连接方式源端用户发起呼叫请求，通过控制平面内信令实体间信令交互建立起来的连接类型二、ASON三种连接方式软永久连接由管理平面和控制平面共同完成，是一种分段的混合连接方式连接中用户到网络的部分由管理平面完成，网络部分的连接由管理面发起请求，由控制平面完成三、ASON的组网方案ASON的组网可采取下列方案：ASON与DWDMASON与SDH混合组网方案ASON和MSTP结合的智能城域光网络ASON与DWDM组网方案最大优点是，利用了DWDM系统的大容量长途传输能力，以及ASON节点的带宽容量和灵活的调度能力，从而组建一个功能强大的网络在骨干和汇聚层网络中，ASON节点可以完成传统SDH设备所能完成的所有功能，并提供更大的单节点带宽容量、更灵活和更快捷的电路调度能力，同时网络的建设和运营费用也比较低ASON节点所能提供的单节点交叉容量可以大大缓解网络中的节点瓶颈问题ASON与SDH混合组网方案由于ASON可以基于G.803规范的SDH传送网实现，也可以基于G.872规范的光传送网实现因此，ASON可与现有的SDH传送网络混合组网ASON与现有电信网络的融合是一个渐进的过程在组网时，客户采取先在现有的SDH网络中形成一个个ASON小网络，然后再逐步形成整个的ASON大网络ASON和MSTP结合的智能城域光网络城域网业务和接口的多样性需要网络的智能城域网流量的不确定性需要网络能动态分配资源、自动建立、维护和删除连接这使得智能城域光网络成为发展的方向ASON和MSTP结合的智能城域光网络典型的智能城域光网络的应用是将ASON的控制平面与MSTP结合，赋予MSTP控制平面的智能ASON的控制平面可以使链路容量的调整通过控制平面的信令和接口自动完成，使带宽的按需分配更加快捷、智能从而提升业务的控制管理能力，实现实时的带宽按需分配，并适应对一个呼叫建立多个连接四、ASON的特点与传统光网络技术相比，ASON有以下特点：(1)控制为主的工作方式(2)分布式智能(3)多层统一与协调(4)面向业务9.4光城域网城域网业务主体正在发生深刻变化，业务类型从单纯的TDM业务为主、2Mb/s为颗粒向数据业务为主、宽带接口过渡业务类型的变化必然带来物理层基础网络的变化。如何保证从过去单纯满足话音传输为主、相对静态的网络过渡到支持多业务、动态可扩展性强的网络是各个运营商都关心的问题一、光城域网概述与骨干网相比，城域网具有业务种类多、业务调度转接多、业务流量变化大的特点其应用的技术也呈多样化，每种技术都有其应用空间1．光城域网的定义城域网本来是一个计算机网概念，至少目前从事数据的人们谈论的城域网依然是城域数据网从事数据和从事传输的人们谈论的城域网并不是一个网络一个从数据组网考虑，例如路由器、三层交换机的配置一个从传输节点的考虑，综合各种业务的接入和承载为了区别于从事数据人们谈论的城域网，可以称之为“城域传送网”1．光城域网的定义城域传送网是本地传送网覆盖中心城市的部分也是本地传送网在城市区域的具体表现负责为同一城市内的交换机、基站、路由器等业务节点提供传输电路城域网面向的不仅仅是普通用户，更要考虑大客户和企业用户等城域传送网具有业务需求密集，业务量大等特点主要以光纤作为传输介质，因此又称为“光城域网”1．光城域网的定义可以看到，城域网正在（或者已经）发生变革，一个重要的原因在于传送网所面对的业务主体发生了变化过去运营商建设城域网时，只需要考虑电话TDM业务，甚至可以称之为电话本地传输网（大部分），主要是基于SDH的从接口类型、网络拓扑、节点配置考虑最多的是交换局容量、位置、电话的流量等因素1．光城域网的定义而随着各种宽带业务的出现，城域传送网所面对的客户信号发生了变化其中IP网络的应用迅猛发展，出现了LAN的互联、计算机海量存储系统的备份等许多新业务许多客户要求提供利用2层构造VLAN（虚拟局域网）或VPN网络，以实现企业各节点的资源共享2．光城域网络的主要特点城域网位于骨干网与接入网的交汇处，是通信网中最复杂的应用环境各种业务和各种协议都在此汇聚、分流和进出骨干网城域传送网在许多方面有别于长途传送网络，两者的区别有些类似于长途交通和城市交通长途要求的是高速安全地传送而城域网则是有效的接入、疏导和会聚各种业务2．光城域网络的主要特点城域网主要特点如下：(1)业务类型多，需要各种类型接口(2)业务流量有一定的不确定性，受用户和应用驱动大，灵活性十分重要(3)可扩展性是必需的，以适合于网络的新业务类型和升级扩容(4)技术多样性，没有一个主流的技术，每种技术都有其应用空间(5)组网更多的与业务节点的配置相关(6)城域网的多样性二、城域传送网分层结构城域传送网可分为三层结构：核心层、汇聚层、接入层二、城域传送网分层结构核心层以大颗粒业务的调度和多业务处理为核心汇聚层以多业务颗粒汇聚、传送、调度和处理为核心接入层以细颗粒传送、调度和多业务处理为核心，利用各种接入技术和线路资源实现对用户的覆盖二、城域传送网分层结构核心层主要由OXC与OADM组成环形结构，然后汇入各种应用网络，包括同步数字系列（SDH）、以太网（Ethernet）、弹性分组环（RPR）、粗波分复用（CWDM）和综合的多业务供给平台（MSPP）或多业务传送平台（MSTP）等边缘接入包括无源光网络（PON）、异步转移模式无源光网络（APON）、以太网无源光网络（EPON）等技术二、城域传送网分层结构城域网中通过不断引入先进技术，速率不断提高，业务趋于多样化城域网所提供的带宽已从155Mb/s、622Mb/s向2.5Gb/s以及10Gb/s发展一些运营商不仅提供大带宽，而且还向用户提供服务质量承诺城域网正在朝着一个能够承载话音、数据和视频等所有比特流的多业务网演变要变成一个需要包容所有协议、速率和业务的中间环节，其地位变得越来越重要三、城域传送网技术城域网的技术具有多样性，主要是骨干网技术向下延伸和接入网技术向上扩展，形成多种技术融合的局面目前在城域传送网应用的主要有三种技术：基于SDH的多业务传送平台（MSTP，Multi-ServiceTransportPlatform）基于数据的弹性分组环（RPP，ResilientPacketRing）基于WDM多业务传送平台每种产品都有自己的代表厂商1．多业务传送平台（MSTP）基于SDH多业务传送节点是目前应用最多的产品为了适应城域网多业务的需求，SDH从单纯支持2Mb/s、155Mb/s等话音业务接口向包括以太网和ATM等多业务接口演进将多种不同业务通过VC或VC级联方式映射入SDH时隙进行处理SDH多业务节点将传送节点与各种业务节点融合在一起，各厂商只是融合程度不同1．多业务传送平台（MSTP）MSTP的功能模型1．多业务传送平台（MSTP）除了具有标准的SDH处理功能外，MSTP设备一般还包括ATM处理模块和以太网处理模块，但核心处理仍然基于SDH的虚容器通道以太网是非常重要的一个业务，在局域网和城域网应用十分多1．多业务传送平台（MSTP）MSTP的缺点是每个MSTP设备的以太网处理板卡需要对每个业务进行MAC地址查询，随着环路上的节点增加，查询MAC地址表速度下降，处理性能明显下降另外在以太网环上，则表现在每个MSTP节点上的以太网板卡分配带宽的不公平性，无法保证环路各个节点带宽的公平接入，即使采用端口速率限制机制，也不能成为全局性公平机制，不能适应数据业务的突发性1．多业务传送平台（MSTP）基于SDH多业务传送节点是SDH技术在新技术条件下的重要发展，客观上延长了SDH的生命，有些人甚至称之为“新一代SDH”MSTP比较适合于已经敷设大量SDH网的运营公司，可以方便有效地支持分组数据业务，实现从电路交换网到分组网的过渡，适合支持混合型业务量特别是以TDM业务量为主的混合型业务量，同时可以保证网络管理的统一性1．多业务传送平台（MSTP）MSTP组网的几种应用如下：(1)当配置以太网接口盘为透传功能时，可以用作点对点的局域网互联(2)具有交换功能的以太网接口盘，对一些企业用户，可以使不同用户在共享带宽的同时，利用VLAN的划分实现用户隔离，认证用户安全，同时可对不同用户的带宽进行配置管理(3)对具有交换功能的以太网接口盘，也可以利用其统计复用功能，实现普通的居民因特网的接入2．弹性分组环（RPP）传统的城域网和广域网是为使用SONET/SDH电路交换的话音和视频而设计和优化的，在传统的电路交换网络上传输数据已被证明不是有效的方法，该方法复杂而且昂贵目前在现有的网络上传输分组包，最常用的就是POS技术，利用路由器通过不同速率的POS接口连接SDH设备或者DWDM设备来进行业务的传送2．弹性分组环（RPP）组网方式通常是利用环网，这样可以充分发挥SDH的环网保护的优势2．弹性分组环（RPP）然而，将IP路由器通过SONET/SDH设备连接在一起将会引起以下几个问题①带宽效率问题②费用和复杂度2．弹性分组环（RPP）2000年11月正式成立了IEEE802.17弹性分组数据环工作组（RPRWG），希望开发一个RPR（ResilientPacketRing）MAC标准，提供新的MAC层协议优化用于LAN、MAN和WAN拓扑环上数据包的传输标准制定的基本思路是综合传统SDH和以太网的优点，设计一种具有和SDH相当的可靠性（弹性）、面向分组而不是面向电路、带宽利用率更高的光纤传输技术RPR基本概念RPR包括两个反方向环绕的单向环，即一个双环（ring）结构两个单向环共享相同的环路径，但传输信号的方向相反RPR基本概念一个RPR节点由带有两个邻居的物理层实体和MAC子层实体组成物理层在环0发送，在环1接收的节点侧就称为东向。物理层在环1发送，在环0接收的节点侧就称为西向节点地址为IEEE802的48bit的MAC地址RPR基本概念环支持一个帧从源节点传输到目的节点该目的节点可以是一个单独的MAC地址，即单播也可以是一组MAC地址，即多播单个目的地址一组目的地址RPR基本概念在环不重叠的部分，不同的业务帧可以共存从环上的目的站点丢弃单播帧，这种方法意味着该传输仅占用源站点和目的站点之间的环容量环上其它部分的容量还可以提供给其它的业务，这种能力叫做空间重用RPR关键技术RPR的物理层和拓扑结构RPR的拓扑结构是沿着双向环路互联的一组交换节点，与SONET/SDH不同的是，它相反方向传输的双环都是工作环，而并未规定内环为保护环等RPR技术独立于物理层传输媒质，可以采用比如一对裸光纤、一对自WDM链路分插出的波长、一个SONET/SDH可拆卸OC-n/STM-N通路或其它双向连接媒介基于该拓扑结构，每个RPR节点具有两个双向端口：一个支持与左边邻近节点的连接，另一个支持与右边节点的连接，节点仅需掌握两个端口的光路状态RPR关键技术RPR内置的控制性能RPR具有内置的控制层面，具有如下功能：双模式地址自动拓扑发现链路状态通信自动保护倒换RPR关键技术双模式地址RPR支持以太网48位的地址模式和更高效的8位地址模式8位地址模式是标准RPR地址模式，而48位地址模式主要用于当网络处于“自动拓扑发现”模式时两种模式可能同时存在于RPR网上RPR关键技术自动拓扑发现在网络初始化或者拓扑更新的过程中，RPR进入自动拓扑识别模式，所有节点基于48位物理编码模式向环中其余各节点发送信令分组，告知自己所掌握的拓扑信息每个节点据此来确定此时的逻辑拓扑结构，并通过一定的确认机制保证所有节点信息的一致性自动拓扑发现的另外一个优势是简化了网络的初始化配置，减少了人为错误，并为未保护业务的自动业务恢复提供了可能RPR关键技术电路仿真业务CESRPR的一个显著特点就是对保证服务质量的TDM业务的支持，包括T1/El，DS3，STM-1/OC3，STM-4/OC12及更高速率TDM业务需要保证传输、快速保护倒换和严格的抖动时延参数的高质量网络RPR关键技术RPR环同步保证CES业务质量的重要方面，就是使输入和输出信号维持高水平的同步RPR网络帧长可变且流量突发，无法通过帧边界定时在RPR中通过定时（每125ms）输入时钟标签，来完成CES的定时RPR关键技术RPR的流量安排RPR支持流量的目的节点剥离从A到B的流量在B点就离开环，从而腾出带宽尤其是业务分布为相邻型时，空间重用体现出来的环容量优势十分显著RPR关键技术RPR的保护倒换机制一旦故障发生，最靠近故障处的节点利用广播包通知环上其它节点各节点立即在50ms内将流经故障段或节点的受保护业务重新路由至环上另外方向同时渐次基于新的拓扑结构（环变成了链）重建未保护业务RPR与SDH、吉比特以太网的比较RPR与SDH技术比较项目SDH/SONETRPR拓扑配置手工自动发现跨段速率各跨段等速率各跨段速率可按需不同配置环节点数16254空间重用可以可以管理信息专用的开销字节控制包按需产生复用方式时分复用统计复用带宽分配固定按需服务等级识别不能能保护容量50％预留可全部利用保护倒换最近故障节点倒换源节点倒换网管能力FAPSFCAPSRPR与SDH、吉比特以太网的比较RPR与吉比特以太网技术比较吉比特以太网RPR企业级产品电信级产品只支持数据业务实时业务、数据业务、视频业务支持保护时间以10s计时保护倒换50ms内完成无网同步可实现同步信息传递简单两管网管功能全面3．基于WDM的城域网WDM技术具有的大容量、易扩展、技术成熟、组网灵活和可靠性高等优点，必然可以应用于城域网中WDM技术不仅提高光纤利用率，而且在业务信号复杂多变的城域网中，对信号具有透明性，它可以直接对从不同设备出来的信号不进行速率和帧结构调整，直接进行透明传输这可给用户，特别是租用波长的用户以最大的灵活性3．基于WDM的城域网同时，不同波长间的信号互不牵涉，每个波长都可以进行自己的灵活上下城域传输网采用WDM（DWDM）技术主要用于城域骨干层WDM环网解决了两个重要问题：光纤短缺多业务的透明传输成本是限制其应用的重要因素3．基于WDM的城域网针对带宽需求不是特别大，要求设备简单灵活的情况，可以采用波长间隔较大的CWDM（粗波分复用）CWDM波长数量较少（如4~18波长），可以降低对激光器波长漂移的限制，无制冷激光器（如VCSEL）成为其首选器件也降低了滤波器件的制作难度及成本CWDM系统的常用信道间隔和通带宽度分别为20nm和13nm3．基于WDM的城域网G.694.2标准规定的全光谱CWDM共有18信道，划分波长范围为1270~1610nm，覆盖O、E、S、C、L波段3．基于WDM的城域网CWDM对传输媒质没有特殊要求，各种单模光纤和多模光纤都可以使用CWDM技术较常见的有G.652常规单模光纤，这种光纤因为氢氧根离子，在波长1383nm附近有一个水吸收峰，影响传输距离和可用波长范围采用零水峰光纤（G.652C）可以得到更宽的使用波长范围，增加CWDM信道数量3．基于WDM的城域网CWDM多业务传输网络结构不过由于DWDM系统的价格下降很快，CWDM的前景难以预料9.5光接入网电信网络在传统上分为三个部分，即长途网（长途端局以上部分）、中继网（长途端局与市局或市局之间的部分）、用户接入网（端局与用户之间的部分）而现在更倾向于将长途网和中继网统称为核心网（CN，CoreNetwork）将余下的部分称为接入网（AN，AccessNetwork）或用户环路，起到用户接入核心网的作用9.5光接入网ITU-T在G.902建议中对接入网的结构、功能、接入类型、原理进行了规范9.5光接入网接入网在整个电信网中所占投资比重最大，技术选择多种多样大体可以分为无线接入网、光接入网、铜线接入网和光纤同轴混合接入网光接入网（OAN，OpticalAccessNetwork）是采用光纤传输技术的接入网，泛指本地交换机或远端模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统9.5光接入网根据接入网室外传输设施中是否含有源设备，可以分为有源光网络（AON，ActiveOpticalNetwork）无源光网络（PON，PassiveOpticalNetwork）AON采用电复用器分路PON则采用光分路器分路两种应用形式均有发展，但多数国家和ITU-T更注重推动PON的发展9.5光接入网AON包括光有源器件，其传输距离和容量较大，易于扩展带宽，网络规划和运行灵活性较大但有源设备需要机房、供电和维护等，比较复杂，价格较贵AON可分为基于SDH的AON和基于PDH