光纤通信与IP传送技术-论文.docx

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1、光纤通信与IP传送技术（中国网通UUfi市分公司H3006）摘要：本文对光纤通信的发呈现状作一简要总结与分析，井对将来的可能发屣趋势作了展望；结合ATM.SW1.IH）Y等技术特点探讨了几种IP传送新技术,关例词：光纤通信IP传送在当今世界向学问经济时代迈进过程中，计笄机互联网技术的应用成为重要的促进因索.它的不断发展形成推动世界经济高速发展新的源动力.陋着国民经济信息化进程的深化发展,翳个社会对现代化通伯荷求进一步剂加.新一代宽带通俗网络将成为新一代电信的明显特征，宽带IP网络技术应运而生。随存技术条件的成熟，网络的融合正成为电信发屣的大趋势.首先是数字技术的快速发展和全面采纳，使电话、数据

2、和图像信号都可以通过统一编吗进行传输和交换，其次是光通信技术的发展.为综合传送各种业务信息供应了必要的话宽和传给质量,是三网业务的志向平台.再就电软件技术的发展.使得三大网及其终端都能通过软件变更最终支持各种用户所需的特性、功能和业务。最终，也是最Hi要的是统一的TCPnP协议的普遍采纳，使得各种以IP为必础的业务都使在不同的网上实现互通。人类首次具有了统一的为二大网都能接受的通信协议，从技术上为三网融合奠定了最坚实的基咄.1 .光纤通信的现状光纤遹信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命.近几年来随着技术的进步,电信管制体制的改革以及电伯市场的逐步全面开放，特殊是IP的爆炸式发展所带来的对带窕

3、的巨大布求，光纤通信又一次呈现了蓬勃发展的新同面，成为近几年来发展速度以快的技术，随着光纤通信技术的发展,业务种类的斓加，适用于电路交换方式的PDH设备因为其固有的缺点已逐步淡出通信网,仅在一些小的通信场全部些应用.而SDH设符则大规模应用于骨干网和城域网-这是因为，与PDH相比，SDH有如下优势：OPDH无世界统一光接口，而SDH具有世界统一无接口不同制造商生产的设备可以在光接口上互联。OPDH低次群在合成高次群过程中需插入附加比特.无法从高次群中干脆提取低次群信号.而SDH可从而次群中干脆提取低次和估.QSDH轴中支配了丰富的用于网络运行、管理、维护（OAM）的比特，便于组网与网管。G）S

4、DH向卜兼容，SDH通路中可以干施上下PDH信号.从以上可以看出,SDH是一种完整严密的传送网技术体制,这种技术体制一诞生就获得。“泛的支持.目前以成为各国核心网的主要传送技术.我国从185年就在干跷网上起先全面转向SDH体制，目前以建成世界第一大SDH网络，好玩的是，原来始终沿用北美SONET体制的我国周边国家和地区，也先后确定利向SDH体制，这种传输体制的全面转向有利于全球统一基础网的形成，削减网间互通互联的困难.除了核心网的应用以外，目前的市场，带宽需求和技术都已显示有必要把SDH技术带入接入网领域，使SDH的功能和接门层可能靠近用户，SDH的固有眼捷性使网络运昔者可以更快更有效地满意F

5、H户的业务需求以及加网须要.特殊足时于发展极其快速的蜂窝通信系统来纳SDH系统尤其合适.它可以快速敏捷热供应所需的2Mbps透亮通道.近来.接入网领域传给体制也起先呈现向SDH的汇聚趋势.为/更充分地利用SDH的优势,须要将SDH进步扩展至低带宽用户.运用STM-O子速率连接对于小帝宽用户是一种腔济有效的方案，同时又能保持全部SDH管埋实力和功能.届时SDH将进一步向用户推动，在接入网轴域占据更大份额。另一方面必需看到，陋着数据业务渐渐成为全网的主要业务，传统的电跖交换网将渐渐向分祖刈.特殊是IPW演进.作为支持电路交换方式的SDHTDM结构将越来越不适应将来业务的发展.独立的SDHi殳备的长

6、远命运正受到严峻挑战.然而这种挑战在中国这样的环境下将是战略性的，SDH在中近期仍将接者发展，主要理出如下：一考虑我国的电路交换网在5年左右的时间内仍将接莉发展；-SDH本身凹凸端的发展潜力（高于M）Gbps.低于155MbPS）一将来的超大容依的核心光传送网须要更多的SDH设备：近期仍旧是军毒性和生存性公高的传送网技术：-SDH的级联功能增加了支持ATM/IP的实力：-SDH正在融合路由功能,支持以太网透亮传怆.K1.着数据业务渐渐成为网上的主导业芬.SDH的长期市场将渐渐缩小，并将渐渐退出核心情干网，转移到网络边缘，独立的SDH设;将削减，其功能将渐渐融合到OTN中去，2 .光纤通信的展望

7、发展快速的各种新型电信业务时通信网的带宽和容量提出了更高的要求，也带来了很大的压力，很多光纤网络容量的运用率达到了70%80%,再某严峻的状况卜.某些路由上连备用容量也己经耗尽.因此,采纳新技术对现行通信网进行扩容改造已势在必行.有的甚至已有了商用化的产品.2.1 向超高速系统发展从过去20多年的电信发展史来看，光纤通信发展始终在依据电的时分处用（TDM）方式进行.商用系统的速率以从45MbpS增加到IOGbPs,其速率在20年时间里增加/200多倍.目前，ETDM技术已经特别成熟了.10GbpS系统已大批鼠装备网络.不少电信公司试验室已开发出40GbpS的系统，160GbPS速率的ETDM（

8、E1.ectrictime-divisionmu1.tip1.exing电时分复用）和640Gbps的OTDM1.Op1.icaI1.ine-divisionmu1.tip1.exing.光时分复用）的传输试股已获胜利前者已在新一代的低色散斜率其波光纤上传了2（X）km,但即好用化尚行距离.而OTDM技术被认为是一个长远的网络技术.它的一些特点使之在很多方面具有不行比拟的优势,OTDM是一种利用时隙传送信息的技术，其结构与ETDM技术类似，所不同的是ETDM的复用和解我用是在电域内进行,OTDM的更用和解处用都是在光域内完成的，从而克服了ETDM存在的“电子瓶颈”何时.“电子瓶颈”来源于数字集

9、成电路的限制、臼。和0/E特换中由于驱动激光器或网制器的高功率和低噪声线性放大器的速度限制以及激光器和阔制器带宽的限制.在OTDM中，采纳单一光波长传输，它的关键技术包括：* 高重J1.率超短光脉冲源* 超短光脓冲传谕技术“时神提取技术* 光时分解复用技术* 全光中维再生技术目前,高速光开关技术是上述这些OTDM信号处理功能的基础.另外，OCDb（Optica1.codedivisionmu1.tip1.eaccess,光码分多址）技术经过十几年的探讨也取得了重大突破，OCDMA网络能供应大的光纤网容琏、光交叉连接、无源光上/下路、光交换和故障复原实力.无；SOXC和OADM所用系统器件少,从

10、而增加了网络的牢靠性、筒化了网络管理和降低了成本，同时对传怆光纤无特殊要求,对光源无需精确限制波长，同OTDM一样.是实现全光网的重要技术,具有广袤应用前景2.2 向超大容量超长距离波分复用系统的发展WDM方式可利用已敷设的光纤,使单根光纤的传输容址在高速率的基础上成N倍地增加.既不须要敷i殳新的光缆线路.也不必废弃原有光传怆设备，还可建立新传输方式的光传箱网,能快速解决通信网络传输实力不足的用SS，达到系统扩容的I1.的，WDM方式利用了光子传输不占空间的特点，即在光纤上可同时传输多个不同波长的光栽波，而在光纤上可能应用的光波长范国可划分成若干个波故,每个波段用作一个独立的通道来传输一种预定

11、波长的光信号，从而大大地增加光纤上传输的信息容衣.WDM实质上是在光纤上进行光婉分或用，只是因为光波通常采纳波长而不用频率来描述、监测与限制，在波分发用技术高度发展，每个光载波可用的笏段极常、光源发光频率极大精确的前提1.或许用光领分发用(OFDM)来描述更恰当些.目前广泛应用的光纤低损耗窗口为B1.Onm和1550nm.I31.nm窗口低损耗区的从1260川11-136(跖111.共100nm:而1550低损耗区约从148Onm-1580nm.共100nm.两个工作区约2(X)nm低损耗区可用,这相当于30THZ帝宏资源。若波长间隔为5nm,则可复用司40个战波。对于可复用的信道数目，预料可

12、能达到100O多个。在实际应用中的波分复用传输系统发送端，来纲光波合波器将待传输的多个光载波长(信道)红用至一根光纤,而在接收端采纳光分波静.将已复用的各波长信道分开或实现光波氏信道)的上下电用.依据通道间隔大小差异，WDM系统可细分为：W-WDM通遒间隔325nm;M-WDM3.2nmv通道间隔v25nmD-WDM通道间隔3.2nm(IEC-86B2074-1.Ed.IMBn1.56,ICD1999.1.2)通道可以是等间隔的，也可以是非等间隔的.在一根光纤中光载波的传输方向可分为单向传输系统和双向传输系统，如图所示。双向系统只需一根光纤,而单向系统则需二根光纤.容依则相对较大.(JO单向W

13、DM系统伯道!光源Xi输入信道信道I光源入n（b）双向WDM系统从技术上看，在5年左右的时间，好用化的最大光传输容做有可能达到5Tbps.同络的容奴将不受限于传输链路，焦点将集中在节点容量上.简言之，近年来超大容埴密集波分发用系统的发展不仅发掘了无穷无尽的光传输容fit而且也成为IP业务爆炸式发展的催化剂和下一代光传送网敏捷光节点的基础.另外，光孤子通信，相干光通信，母波副我波纹用技术（SCM）也在探讨之中。2.3 传送节点的发展一融合的多业务节点除了光传输钺跖的发展，光传送节点的发展也呈现了新的发展趋势，即融合的多业务节点，己有人将传送节点与各种业务节点融合在一起，构成具有更大融合程度，业务

14、层和传送层-体化的下一代憎络节点,即所谓。DebOX解决方案.例如,可以招ATM交换机.IP边域路由渊、数字环路栽波系统、分插笑用器（ADM）、数字交叉连接器（DXC）节点、波分复用WDM）谀备乃至最终将光分插笑用器/光交叉连接器（ODM.OXC光传送节点结合在一个物理实体，统限制和管理，削然了大量独立的业务节点和传送节点设备，大大简化了节点结构和削减了设需安装开通时间和业务供应时间,降低/节点设饴刈络的成本.节约了大量机房空间和连接电缆以及设备功耗.2.4 城域网WDM技术的发展随着技术的进展和业务的发展.WDM技术正从长途传输领域想城域网领域扩展,当然,这种扩展不是比搬了当的，须要针对城域

15、同的特定环境进行改造.适用于城域网的WDM系统称为城域MWDM系统，其主要特点和要求可以巧就如下：首先，低成本是地域网WDM系统最重要的特点，特殊是按母波长计其成本必需明显低于长途网用的WDM系统“幸运的是由于城域网范围传输距离通常不超过100km.因而长途网必需用的外两制器和光放大器可以不必运用.由于没有光放大器,也就不需任何形式的通路均衡，从而削然了分波器和合波器的困玳性，也不会遭遇与光放大器有关的非战性损伤，Ai终，由于没有光放大器，波长数的增加和扩展也不再受光放大器领带的限制，可以容许运用波长间隔发宽、波长精度和稳定我要求较低的光源、令波器、分波器和其它元件，降低了整个系统的成本.应用

16、城域网WDM系统咨许网络运营者供应透亮的以波长为基础的业务.这样用户可以敏徒地传送任何格式的信号而不必受限FSDH的结构和格式。特殊是对于应用在城域网边缘的系统，干腌与用户接口.须要能收!快逑地支持各种速率和信号格式的业务，因而要求其光接口可以自动接收和适应从K）MbPS到2.5GbPS范围的全部信号.包括SDH、ATM,IP,ESCON.FDD1.千兆比以太网和光纤通路等.而对于应用在城域网核心的系统，则将来有可能还会要求支持IOGbPS的SDH信号和IOGbPS的以太网信号。2. 5实现光传送联网般的点到点波分发用通信系统尽管有者巨大的传输容收，但只供应了原始的传输带宽，须要有敬拢的节点才能实现高效的敏捷组网实力。然而现有的电DXC系统特别困难，其系统开发和改进的速度要慢于网络传输鞋