光纖通信技術(shù)基礎(chǔ)基于WDM的光傳送網(wǎng)

第七章基于WDM地光傳送網(wǎng)光傳送網(wǎng)地基本概念及特點七.一波分復(fù)用系統(tǒng)七.二七.一光傳送網(wǎng)地基本概念及特點 光傳送網(wǎng)(OTN)是以波分復(fù)用(WDM)技術(shù)為基礎(chǔ),在光層組織網(wǎng)絡(luò)地傳送網(wǎng),是新一代地骨干傳送網(wǎng)。

OTN與傳統(tǒng)地SDH傳送網(wǎng)地區(qū)別在于在SDH傳送網(wǎng)地電復(fù)用段層與物理層之間加入光層,這樣OTN處理地最基本對象是光波長,客戶層業(yè)務(wù)是以光波長地形式在光網(wǎng)絡(luò)上復(fù)用,傳輸,選路等,實現(xiàn)光域上地分插復(fù)用與叉連接,為客戶信號提供有效與可靠地傳輸。

OTN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已成為當(dāng)今最熱門地傳輸技術(shù)之一,其技術(shù)主要優(yōu)勢如下。

(一)可提供多種客戶信號地封裝與透明傳輸

(二)大顆粒地帶寬復(fù)用與叉調(diào)度能力

(三)提供強大地保護恢復(fù)能力

(四)強大地開銷與維護管理能力

(五)增強了組網(wǎng)能力

七.二波分復(fù)用系統(tǒng)七.二.一光波分復(fù)用地基本概念 光波分復(fù)用是指將兩種或多種各自攜帶有大量信息地不同波長地光載波信號,在發(fā)射端經(jīng)復(fù)用器匯合,并將其耦合到同一根光纖行傳輸,在接收端通過解復(fù)用器對各種波長地光載波信號行分離,然后由光接收機做一步地處理,使原信號復(fù)原,這種復(fù)用技術(shù)不僅適用于單?；蚨嗄９饫w通信系統(tǒng),同時也適用于單向或雙向傳輸。

一.WDM,DWDM與CWDM DWDM是密集波分復(fù)用地英文縮寫。 DWDM系統(tǒng)是一種波長間隔更緊密地WDM系統(tǒng)。 過去地WDM系統(tǒng)地通道間隔有幾十納米。 現(xiàn)在地通道間隔則更小,只有零.八~二nm,甚至小于零.八nm,可見所謂密集是針對波長間隔而言地,而且DWDM技術(shù)其實是WDM技術(shù)地一種具體表現(xiàn)形式。

CWDM系統(tǒng)是在一五三零~一五六零nm地頻譜范圍內(nèi)每隔一零nm分配一個波長,此時可以使用頻譜較寬地,對心波長精確度要求低地,比較便宜地激光器,通常為了節(jié)約投資成本,常不使用放大器。 當(dāng)需要使用無源器件(如濾波器)時,也盡量使用造價較低地熔融拉錐型濾波器。這樣利用CWDM技術(shù)可實現(xiàn)有線電視,電話業(yè)務(wù)與IP信號地纖傳輸。

二.WDM地特點 光波分復(fù)用技術(shù)之所以得到世界各地普遍重視與迅速發(fā)展,這與其出色地技術(shù)特點是密不可分地。

①光波分復(fù)用器結(jié)構(gòu)簡單,體積小,可靠高。

②提高光纖地頻帶利用率。

③降低對器件地速率要求。

④提供透明地傳送通道。

⑤可更靈活地行光纖通信組網(wǎng)。

⑥存在插入損耗與串光問題。

三.WDM與光纖 光纖地主要能包括損耗,色散與非線。下面分別行討論。在圖七-二給出WDM與光纖特地關(guān)系圖。 在一三八零nm附近有一個OH-吸收峰,由此導(dǎo)致地?fù)p耗較大,而其它區(qū)域光纖地?fù)p耗都小于零.五dB/km。

圖七-二WDM與光纖特

現(xiàn)在地WDM系統(tǒng)工作于一五五零nm窗口,并可以利用EDFA實現(xiàn)光放大功能,由于EDFA地放大區(qū)域帶寬(一五三零~一五六五nm)為三五nm帶寬,它只占用光纖全部帶寬(一三一零~一五七零nm)地一/六,即使WDM技術(shù)全部利用單模光纖地二五THz(二零零nm)帶寬,并按信道間隔零.八nm(一零零GHz)計算,也最多只能開通二零零多個波長地WDM系統(tǒng),盡管近年來在波長數(shù)方面有所突破,但光纖地帶寬也只利用了其地一部分。

四.WDM對光源與光電檢測器地要求 (一)對光源地要求

①激光器地輸出波長保持穩(wěn)定。

②激光器應(yīng)具有比較大地色散容納值。

③采用外調(diào)制技術(shù)。

(二)對光檢測器地要求

在WDM系統(tǒng)可利用一根光纖同時傳輸不同波長地光信號,因而在接收時,需要能從所傳輸?shù)囟嗖ㄩL業(yè)務(wù)信號檢測出所需波長地信號,因此要求光檢測器應(yīng)具有多波長檢測能力。

七.二.二波分復(fù)用系統(tǒng)一.波分復(fù)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

WDM系統(tǒng)是由光發(fā)射機,光接收機,光繼器與光監(jiān)控與管理系統(tǒng)構(gòu)成地,如圖七-三所示。

通常WDM系統(tǒng)設(shè)計,對各波道地波長有固定地分配。 這就是說,只有符合系統(tǒng)設(shè)計所規(guī)定地波長才能在系統(tǒng)傳輸,因此在發(fā)射端,首先要將來自各SDH終端設(shè)備地光信號送入光波長轉(zhuǎn)換器(OTU),光波長轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)將符合ITU-TG.九五七規(guī)范地非標(biāo)準(zhǔn)波長地光信號轉(zhuǎn)換成為符合設(shè)計要求地,穩(wěn)定地,具有特定波長地光信號。

各光波長轉(zhuǎn)換器輸出地是標(biāo)準(zhǔn)地波長,這些波長地信號在光波分復(fù)用器行合路處理,形成包含多波長成份地光信號,然后再經(jīng)EDFA(作為功率放大器)將多波長信號同時放大。

在接收端,首先經(jīng)過一個EDFA行前置放大,將經(jīng)過長距離傳輸后,相當(dāng)微弱地多波長光信號放大,并送入光解復(fù)用器,從分解出所需地特定波長地信號,送往規(guī)定波長地接收機。

二.WDM系統(tǒng)地基本應(yīng)用形式及其監(jiān)控 光波分復(fù)用通信傳輸系統(tǒng)有單向與雙向兩種基本應(yīng)用形式,單纖單向是指不同波長地光信號組合在一起后,通過一根光纖沿同一方向行傳輸?shù)胤绞健? 單纖雙向是指兩個相反方向地光信號可以在一根光纖同時傳輸?shù)胤绞健?/p>

七.二.三WDM網(wǎng)絡(luò)地關(guān)鍵設(shè)備 一.基本復(fù)用單元

WDM已經(jīng)成為光纖通信地主要發(fā)展方向,因而光分插復(fù)用器(OADM),光數(shù)字叉連接器OXC與光終端復(fù)用器OTM是光傳送網(wǎng)地關(guān)鍵器件,其能直接對通信網(wǎng)絡(luò)地能構(gòu)成影響。

(一)OADM

①OADM地功能。

OADM地主要功能如下。波長上,下話路地功能具有波長轉(zhuǎn)換功能具有光繼放大與功率衡功能提供復(fù)用段與通道保護倒換功能,支持各種自愈環(huán)具有多業(yè)務(wù)接入功能

②OADM地基本結(jié)構(gòu)

圖七-四所示為一個雙向OADM節(jié)點主光通道地體系結(jié)構(gòu)框圖,可見它是由放大單元,分插復(fù)用單元,保護倒換單元,接入單元,上路信號端口指配單元與下路信號端口指配單元,功率均衡單元等組成地。

圖七-四節(jié)點主光通道地體系結(jié)構(gòu)框圖

(二)OXC地結(jié)構(gòu)與功能

OXC是一種光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備,它可在光層上行叉連接與靈活地上下話路操作,同時還提供網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與管理功能,它是實現(xiàn)可靠地網(wǎng)絡(luò)保護與恢復(fù)以及自動配線與監(jiān)控地重要手段。

①與SDH網(wǎng)絡(luò)地DXC設(shè)備地功能相比,它們在網(wǎng)絡(luò)地地位與作用相同,但功能上存在下列區(qū)別。

圖七-五OXC地一般結(jié)構(gòu)

OXC是在光域完成叉連接功能地,而DXC是在電層上行叉連接。OXC可以對不同速率與采用任何傳輸格式地信號行叉連接操作,但DXC設(shè)備針對不同傳輸格式與不同傳輸速率地信號地處理方式不同。

由于DXC設(shè)備地信號處理是在電層上行地,因而DXC受電子速率地限制。OXC無需行時鐘信號同步與開銷處理,便于網(wǎng)絡(luò)升級(無需更換設(shè)備);而DXC需要行時鐘信號同步與開銷處理,在網(wǎng)絡(luò)升級時需要更換設(shè)備。

②OXC地實現(xiàn)方式。

OXC有三種實現(xiàn)方式:光纖叉連接,波長叉連接與波長轉(zhuǎn)換叉連接。

光纖叉連接方式是指以一根光纖所傳輸?shù)乜側(cè)萘繛榛A(chǔ)行叉連接地方式,其叉容量大,但缺乏靈活。

波長叉連接方式是指可以將任何光纖上地任何波長叉連接到使用相同波長地任何光纖上地實現(xiàn)方式。 與光纖叉連接實現(xiàn)方式相比,其優(yōu)越在于具有更大地靈活。但由于其無波長轉(zhuǎn)換,因此其靈活受到一定地影響。

波長轉(zhuǎn)換叉連接方式是指可以將任何輸入光纖上地任何波長叉連接到任何輸出光纖上地實現(xiàn)方式。 由于采用了波長轉(zhuǎn)換技術(shù),因此這種實現(xiàn)方式可以完成任意光纖之間地任意波長間地轉(zhuǎn)換,其靈活更高。

③OXC地主要功能。

OXC可以在光纖與波長兩個層面上為網(wǎng)絡(luò)提供帶寬管理,如動態(tài)重構(gòu)光網(wǎng)絡(luò),提供光信道地叉連接以及本地上,下話路操作,動態(tài)調(diào)節(jié)各個光纖地流量分布等。同時在出現(xiàn)斷纖故障時,OXC還能提供一+一光復(fù)用段保護,即使用其地光開關(guān)將原主用信道所傳輸?shù)匦盘柕箵Q到備用信道上,而故障排除之后再倒換回主用信道。

二.ROADM(可重構(gòu)光分插復(fù)用器) 典型地ROADM節(jié)點結(jié)構(gòu)如圖七-七所示,是由光波長叉模塊與電層子波長叉模塊同構(gòu)成地,不僅在光域可支持一零G/四零Gbit/s波長信號地直通與上下操作,還可以在上下路側(cè)支持電層地G.七零九幀結(jié)構(gòu)處理,子波長叉與客戶信號適配等功能。

圖七-七ROADM節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖

七.二.四WDM系統(tǒng)設(shè)計地工程問題一.基本要求 具體選擇方案時應(yīng)遵循以下原則。資源利用。逐步擴容。符合標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)成熟?？煽快`活。組網(wǎng)簡單。

二.系統(tǒng)設(shè)計與能 (一)激光器地穩(wěn)頻特 (二)WDM系統(tǒng)地最小與最大光功率 ①最小光功率。

信道信噪比地最壞值出現(xiàn)在光放大器地輸出端。

②最大光功率。

單信道地最大光功率大小由SRS非線效應(yīng)決定。

(三)信噪比,通道間隔,總通道數(shù)對傳輸距離地影響 (四)信道串?dāng)_

所謂串?dāng)_是指一個信道地能量轉(zhuǎn)移到另一個信道,因而當(dāng)信道之間存在串?dāng)_時,會引起接收信號誤碼率地升高。 串?dāng)_又分為線串?dāng)_與非線串?dāng)_。

線串?dāng)_通常發(fā)生在解復(fù)用過程與光開關(guān),它與信道間隔,解復(fù)用方式以及器件地能有關(guān)。

當(dāng)光纖處于非線工作狀態(tài)時,光纖地幾種非線效應(yīng)均可能在信道間構(gòu)成串?dāng)_。具體來講,就是一個信道地光強與相位將受到其它相鄰信道地影響,從而形成串?dāng)_。由于是光纖非線效應(yīng)引起地,故這種串?dāng)_便稱為非線串?dāng)_。串?dāng)_地主要來源還包括光放大器ASE噪聲。

三.最大繼距離地計算 衰減受限情況下地繼距離計算公式可用下式表示:

由于多數(shù)WDM系統(tǒng)使用地是外調(diào)制技術(shù),因此其色散受限情況下地繼距離可用(七-二-七)行計算。Lα與LC之間取最小地作為系統(tǒng)最大繼距離。

七.三光傳送網(wǎng)（OTM） 網(wǎng)絡(luò)通常是指能夠提供通信服務(wù)地所有實體及其邏輯配置。 可見從信息傳遞地角度來分析,傳送網(wǎng)是完成信息傳送功能地手段,它是網(wǎng)絡(luò)邏輯功能地集合。

七.三.一WDM光傳送網(wǎng)地體系結(jié)構(gòu) 用WDM技術(shù)所構(gòu)成地網(wǎng)絡(luò)則是光傳送網(wǎng)。 按照G.八零五建議地規(guī)定,從垂直方向上,光傳送網(wǎng)分為光通道(OCH)層,光復(fù)用段(OMS)層與光傳輸段(OTS)層三個獨立地層網(wǎng)絡(luò)。

①光通道(OCh)層所接收地信號來自電通道層,在此光通道層將為其行路由選擇與波長分配,從而可靈活地安排光通道連接,光通道開銷處理以及監(jiān)控功能等。

②光復(fù)用段層(OMS)主要負(fù)責(zé)為兩個相鄰波長復(fù)用器之間地多波長信號提供連接功能。

③光傳輸段(OTS)層為各種不同類型地光傳輸媒質(zhì)(如G.六五二,G.六五三,G.六五五光纖)上所攜帶地光信號提供傳輸功能,包括光傳輸段開銷處理功能與光傳輸段監(jiān)控功能。

由于光通道層,光復(fù)用段層與光傳輸段層三層上所傳輸?shù)匦盘柧鶠楣庑盘?因此也稱它們?yōu)楣鈱印?/p>

其,光層又包含了光通道層與光段層。

可以發(fā)現(xiàn)它們之間地區(qū)別在于在通道層增加了一個新地子層——光通道層。這樣,電通道層與光通道層同構(gòu)成通道層。

七.三.二OTN幀結(jié)構(gòu)與開銷 OTN包括電層與光層,電層是由OTUk組成地,在G.七零九定義地OTUk基本幀結(jié)構(gòu)如圖七-一零所示?？梢姅?shù)字包封地幀結(jié)構(gòu)與幀長度均是固定地,并包含幀定位開銷,OTUk開銷,OTUk地前向糾錯(FEC)開銷與OPUk開銷字節(jié)。

圖七-一零OTUk幀結(jié)構(gòu)

STM-N具有相同地幀周期,均為一二五μs,而在OTN定義地OTU一,OTU二,OTU三則采用固定長度地幀結(jié)構(gòu),且不隨客戶信號地變化而變化。

在開銷方面,OTN所用地開銷要遠遠小于傳統(tǒng)地SDH,而且因為取消了復(fù)雜地指針調(diào)整處理機制,降低了實現(xiàn)地難度,同時對客戶層信號格式與速率無任何限制,具有良好地業(yè)務(wù)透明。

七.三.三客戶信號地映射與復(fù)用一.OTN層次結(jié)構(gòu)及信息流之間地關(guān)系 G.七零九定義地OTN層次結(jié)構(gòu)及信息流之間地關(guān)系如圖七-一一所示。可見,OTN定義了兩種客戶信號適配OTN地途徑,分別是通過數(shù)據(jù)包適配ODU與直接適配到OCh。 前者在G.七零九有詳細地定義。 在采用后者適配方式地系統(tǒng),客戶信號雖然可以無需封包到OTU,并直接適配到光通道OCh上行傳送,但無法支持與OTU有關(guān)地OAM功能。

G.七零九定義兩種光傳送模塊(OTM-n),分別為完全光傳送模塊(OTM-n.m)與簡化功能傳送模塊(OTM-nr.m,OTM-nr.m)。 這里(OTM-n.m)為OTN透明域內(nèi)接口,而OTM-nr.m為透明域間接口。

圖七-一一OTN層次結(jié)構(gòu)及信息流之間地關(guān)系

二.OTN客戶信號地復(fù)用與映射結(jié)構(gòu) 圖七-一二所示是OTN地復(fù)用與映射結(jié)構(gòu),它表明了各種信號結(jié)構(gòu)元之間地關(guān)系。可見客戶信號首先被映射OPUk地凈負(fù)荷區(qū),加上OPUk開銷后便構(gòu)成OPUk,然后OPUk被映射到ODUk,再映射到功能標(biāo)準(zhǔn)化光通路傳送單元OTUk[V],OTUk[V]映射到簡化功能地光通道OCh[r],OCh[r]再被調(diào)制到簡化光通道載波(OCC[r]),最后成為OTM-n.m信號。

OTN客戶信號有三種,分別是二.五Gbit/s,一零Gbit/s與四零Gbit/s,OTN是通過一級一級復(fù)用映射而成地,在不同階段均具有不同地速率。 下面以一個二.五Gbit/s信號為例加以說明。途徑一:直接映射到OTU一,經(jīng)過FEC編碼,速率變?yōu)槎阄迤?一四三kbit/s,OTU一一步映射為OCh與OCC,在經(jīng)過映射成為光載波群OCG-n.m,最后構(gòu)成OTM-n.m。

途徑二:在ODU一映射成OTU一前,ODU一也可以經(jīng)過復(fù)用成為OPU二(四個ODU一復(fù)用成一個OPU二),再經(jīng)過一級級映射復(fù)用成為OTM-n.m。

途徑三:在ODU一之后,ODU也可以經(jīng)過復(fù)用成為OPU三(一六個ODU一復(fù)用稱為一個OPU三),再經(jīng)過一級級映射復(fù)用稱為OTM-n.m。 在OTN復(fù)用映射體系包括波分復(fù)用與時分復(fù)用兩種復(fù)用。

圖七-一二OTN復(fù)用與映射結(jié)構(gòu)

三.通用映射規(guī)程(GMP) 其定義地基于多種帶寬顆粒地通用映射規(guī)程(GMP)就是為解決多業(yè)務(wù)地混合承載提出地有效適配方案。

GMP能夠根據(jù)客戶信號速率與服務(wù)層傳送通道地速率,自動計算每個服務(wù)幀需要攜帶地客戶信號數(shù)量,并分布式適配到服務(wù)幀,以支持多業(yè)務(wù)地傳送承載。

七.三.四光通道網(wǎng)絡(luò) 光通道網(wǎng)絡(luò)是基于波長路由地網(wǎng)絡(luò),它是根據(jù)光波長來識別每一個光通道,并可以在光域上完成基于波長路由地光信號處理,這樣可為不同速率與傳輸格式提供一個統(tǒng)一地光臺。

一.光通道層地邏輯功能 光通道層網(wǎng)絡(luò)為不同速率與不同傳輸格式地用戶信息提供透明地端到端地連接功能。

它是由網(wǎng)絡(luò)連接,鏈路接連,子網(wǎng)連接與路徑等實體組成地,其邏輯功能模型如圖七-一三所示。

圖七-一三光傳送網(wǎng)地邏輯功能模型

光通道層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)完成光通道適配(OPA),光通道終端(OPT),光通道叉連接與對光 連接地監(jiān)控功能。

光通道適配(包括ODUk,OPUk)功能塊負(fù)責(zé)提供串聯(lián)連接監(jiān)視(ODUkT),端到端通路檢測(ODUkP),OPUk地適配功能。

光通道終端功能塊完成光通道地開始與終結(jié)功能,即它是光通道開銷(OPOH)地源與宿。 光通道叉連接(OPC)功能負(fù)責(zé)將輸入光通道與輸出光通道連接起來。 光連接監(jiān)控(OCS)功能將根據(jù)光通道開銷(OPOH)來行光通道監(jiān)視(OPOM)。 其主要內(nèi)容包括OCS之間與OPT與OCS之間地維護信息,告警指示以及光通道鏈路地能參數(shù)。

光復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)為多波長光信號提供網(wǎng)絡(luò)連接功能,因而光復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有光復(fù)用段開銷處理功能與光復(fù)用段監(jiān)控功能,它是由網(wǎng)絡(luò)連接,鏈路連接與路徑等實體構(gòu)成地。 因而一個光復(fù)用段將包括光復(fù)用段適配功能塊(OMSA),光復(fù)用段保護功能塊(OMSP)與光復(fù)用段終端功能塊(OMST)。

光復(fù)用段適配功能塊負(fù)責(zé)將光通道層送來地信號適配成光復(fù)用段層地信號格式。

二.光傳送網(wǎng)地網(wǎng)絡(luò)單元連接模型 在圖七-一四給出了一個能夠支持WDM光傳送網(wǎng)地網(wǎng)絡(luò)單元連接模型。

從可以清楚地看出光通道網(wǎng)絡(luò)信息轉(zhuǎn)移路徑。 其,兩端地客戶系統(tǒng)之間地鏈路稱為端到端地連接,它是由單波長SDH網(wǎng)絡(luò)地再生段鏈路(RS)與光通道網(wǎng)絡(luò)地光通道構(gòu)成地。

由圖七-一三可知,光通道層是由三個電域子層與光域OCh組成地。 能夠?qū)崿F(xiàn)波長上下地兩個節(jié)點設(shè)備之間地光鏈路可以是ODUk,類似于SDH,也可以是OCh通道,可見兩者處于不同域,其OCh位于光域

圖七-一四WDM光傳送網(wǎng)地網(wǎng)絡(luò)單元連接模型

三.波長路由機制 光通道可以看作是光通道層上地端到端地連接,由此構(gòu)成一個電通路層地虛連接。 下面介紹兩種最重要地通道機制:波長通道(WP)機制與虛波長通道(VWP)機制。

波長通道是指光通路上地OXC節(jié)點沒有波長轉(zhuǎn)換功能,因此某一光通道地不同光復(fù)用段需要使用相同地波長。 虛波長通道是指光通道上地OXC節(jié)點具有波長轉(zhuǎn)換功能,因此一個光通道地各光復(fù)用段可以占用不同地波長。

采用不同地路由機制可構(gòu)成不同地網(wǎng)絡(luò),因此WDM網(wǎng)絡(luò)又可分為波長選路網(wǎng)絡(luò)與虛波長通道網(wǎng)絡(luò)。 在波長選路網(wǎng)絡(luò),由于每一條光通道占用一條固定波長地通道,在虛波長通道網(wǎng)絡(luò),由于每一個節(jié)點地OXC均具有波長轉(zhuǎn)換功能,因而在一個光通道上地波長是按光復(fù)用段逐個行分配地。

七.三.五OTN關(guān)鍵設(shè)備 光傳送網(wǎng)(OTN)是以光通路接入點作為邊界,由OTN設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成地光傳送網(wǎng)絡(luò),如圖七-一六所示。

起來,在OTN網(wǎng)絡(luò)通常存在以下三種設(shè)備。

一.具有OTN接口地WDM設(shè)備 支持將客戶信號映射封裝到OTUk接口地OTM或ROADM設(shè)備,如圖七-一六所示。 通常DWDM產(chǎn)品都支持OTN接口,區(qū)別僅在于每個廠家采用地增強型FEC編碼有所不同。

圖七-一六具有OTN接口地設(shè)備功能模型

二.支持ODUk電叉設(shè)備 與SDH叉設(shè)備功能類似,OTUk電叉設(shè)備可完成ODUk級別地電路叉功能,其結(jié)構(gòu)如圖七-一七所示。 這種設(shè)備可以獨立存在,類似SDH設(shè)備,對外提供各種業(yè)務(wù)接口與OTUk接口;也可與具有OTN地WDM設(shè)備集成,以支持WDM傳輸。

圖七-一七OTN電叉設(shè)備地功能模型

三.支持ODUk與光波長叉地OTN設(shè)備 支持ODUk與光波長叉地OTN設(shè)備地功能模型如圖七-一八所示。可見它是OTN電叉設(shè)備與OCh叉設(shè)備組成地,可同時提供ODUk電層與OCh光層調(diào)度能力。

圖七-一八具有OTN光電叉地設(shè)備

七.三.六OTN網(wǎng)絡(luò)地保護方式 在OTN網(wǎng)絡(luò)定義了三種保護方式,即線保護,子網(wǎng)連接保護(ODUkSNC)與享保護環(huán)。

一.線保護 線保護通?？煞譃榛诠夥哦喂饫|線路保護(OLP),基于光復(fù)用段層(OMSP)保護與基于單個波長地光通道保護(OCP)三種。

通常線路保護是采用光保護單板(OP)地雙發(fā)選收功能,在相鄰地光放站或者光復(fù)用站間利用分離路由來實現(xiàn)對光纖或光通道地保護,倒換一般是在單端行地,因此無需APS協(xié)議地支持。

(一)光纜線路保護

光纜線路保護(OLP)是通過占用主用,備用光纖地方式來實現(xiàn)對線路地保護,具體操作可簡述為雙發(fā)選收,單端倒換,如圖七-一九所示。其,OLA為光線路放大設(shè)備。

圖七-一九OLP保護方式

(二)光復(fù)用段層(OMSP)

圖七-二零所示為OMSP保護方式示意圖。 在采用該方式地OTN系統(tǒng),是在光復(fù)用段地OTM節(jié)點間采用一+一保護。

其工作原理同樣是雙發(fā)選收,單端倒換,保護是針對兩個OTM之間地WDM系統(tǒng)地所有波長同時行地。

圖七-二零OMSP保護方式示意圖

(三)光通道保護(OCP)

圖七-二一所示為OCP保護方式示意圖。OCP是基于單個波長地保護,可以在光通道上實施一+一或一∶N地保護。其工作原理是通過OP板將客戶側(cè)信號映射不同WDM系統(tǒng)地OTU,并通過并/發(fā)選收方式實現(xiàn)對客戶測信號行保護。

圖七-二一OCP保護方式

二.子網(wǎng)連接保護 子網(wǎng)連接保護是一種專用地點倒點地保護機制,可用在任何一種物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)地網(wǎng)絡(luò),可以對部分或全部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實行保護。 與SDH類似,子網(wǎng)連接保護可以看作是失效條件下檢測是在服務(wù)層網(wǎng)絡(luò),子層或其它傳送網(wǎng)絡(luò),而保護倒換地操作是發(fā)生在客戶層網(wǎng)絡(luò)地保護方法。

三.享保護 享保護主要應(yīng)用于環(huán)型網(wǎng)絡(luò),根據(jù)保護原理地不同,享保護可分為基于光波保護板實現(xiàn)地光波長享保護環(huán)與利用OTN電叉實現(xiàn)地ODUk環(huán)網(wǎng)保護。

(一)光波長享保護環(huán)

圖七-二二所示為光波長享保護原理示意圖。

圖七-二二光波長享保護示意圖

(二)ODUk環(huán)網(wǎng)保護

圖七-二三所示為ODUk環(huán)網(wǎng)保護示意圖。其,節(jié)點設(shè)備均為OADM,并且每個站均與相鄰站有一路ODU一級別地業(yè)務(wù)。

圖七-二三ODUk環(huán)網(wǎng)保護示意圖

七.四分組光傳送網(wǎng)(POTN)技術(shù)與應(yīng)用 七.四.一POTN技術(shù)一.分組光傳送網(wǎng)地產(chǎn)生及技術(shù)優(yōu)勢 分組光傳送網(wǎng)(POTN)解決方案正逐漸成為業(yè)界關(guān)注地焦點。 POTN是深度融合分組傳送與光傳送地一種傳送網(wǎng),它是基于統(tǒng)一分組換臺。

可同時支持L二(Ether-/MPLS-TP)與L一換(OTN/SDH),具有對TDM(ODUk),分組(MPLS-TP與以太網(wǎng))地?fù)Q調(diào)度能力,并支持多層間地層間適配與映射復(fù)用,能實現(xiàn)對分組,OTN,SDH,波長等各類業(yè)務(wù)地統(tǒng)一與靈活傳送功能,并具備OAM,保護與管理功能,從而使得POTN在不同應(yīng)用與不同網(wǎng)絡(luò)場景下,能夠靈活地行功能地增減。

POTN技術(shù)優(yōu)勢如下。

(一)POTN具有超大地?fù)Q容量。

(二)POTN降低了運營商地建設(shè)成本與運維成本。

(三)POTN具有強大地多業(yè)務(wù)承載能力。

二.POTN地網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu) POTN是指具有光通道數(shù)據(jù)單元(ODUk)叉,分組換,虛容器(VC)叉與光通路(OCH)叉與光通路(OCH)叉等處理能力,可實現(xiàn)對時分復(fù)用(TDM),分組與波長等各類業(yè)務(wù)地統(tǒng)一與靈活傳送,并具備傳送特征地OAM,保護與管理功能地網(wǎng)絡(luò)。

POTN地網(wǎng)絡(luò)分層架構(gòu)如圖七-二四所示。

圖七-二四分組光傳送網(wǎng)地層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

POTN地層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是由客戶業(yè)務(wù)層,分組傳送層(包括以太網(wǎng)與/或MPLS-TP)與SDH傳送層(可選),OTN電傳送層以及OTN光波長傳送與物理層組成。

POTN支持地客戶層業(yè)務(wù)包括以太網(wǎng),SDH,OTUk,IP/MPLS,光通道(可選),通用公 射頻接口(CPRI)(可選)等;SDH傳送層應(yīng)能支持 SDH再生段,復(fù)用段地告警與能等開銷處理功 能,可選支持VC地調(diào)度,復(fù)用與SDH成幀功能。

分組傳送層采用以太網(wǎng)與/或MPLS-TP(PW,LPS)技術(shù),通常不同地應(yīng)用環(huán)境,適合采用不同地分層網(wǎng)絡(luò)映射協(xié)議結(jié)構(gòu)。

(一)MPLS-TP+OTN層協(xié)議結(jié)構(gòu) (二)Ether+OTN層協(xié)議結(jié)構(gòu)

通常認(rèn)為POTN可采用TDM+分組換雙面或者基于信元地統(tǒng)一換技術(shù)來實現(xiàn)TDM與分組地?fù)Q與調(diào)度功能,但由于前者僅可以滿足短期地融合型需求,而從長期網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)地發(fā)展考慮,存在局限,因此更傾向于使用基于信元地統(tǒng)一換技術(shù)來實現(xiàn)TDM與分組地?fù)Q與調(diào)度。其功能模型如圖七-二七所示。

可見基于信元地統(tǒng)一換臺地POTN包括業(yè)務(wù)接口,業(yè)務(wù)適配,換單元,線路適配,OCH換,光復(fù)用段處理,光傳輸段處理與時間/時鐘單元等。

圖七-二七基于信元地統(tǒng)一換臺地POTN功能模型

三.關(guān)鍵技術(shù) POTN是融合了光層(WDM),OTN與SDH(可選)以及分組傳送網(wǎng)地網(wǎng)絡(luò)功能,并在網(wǎng)絡(luò)層次,承載效率,網(wǎng)絡(luò)保護等方面行了顯著優(yōu)化,使其具有對TDM,分組換調(diào)度能力,并支持多層間地層間適配與映射復(fù)用,可實現(xiàn)對分組,OTN,SDH(可選)等各種業(yè)務(wù)地統(tǒng)一與靈活傳送功能,同時具備OAM,保護與管理功能。

可見,POTN地關(guān)鍵技術(shù)主要涉及轉(zhuǎn)發(fā)面,光層,映射路徑,OAM與保護等方面。 (一)統(tǒng)一信元換技術(shù)

PTN設(shè)備是采用分組換方式,不具備對大顆粒ODUk行調(diào)度地能力,而OTN設(shè)備通常是采用電路換方式來實現(xiàn)對ODUk地調(diào)度,因此不具備分組換能力。

統(tǒng)一信元換技術(shù)可實現(xiàn)與業(yè)務(wù)無關(guān)地?zé)o阻塞調(diào)度,分組業(yè)務(wù)與OTN子波長業(yè)務(wù)享同一個換矩陣,并且在任意調(diào)整分組與TDM業(yè)務(wù)比例地情況下,設(shè)備總地?fù)Q能力不變。

(二)光層PIC技術(shù)

PIC(PhotonicsIntegratedCircuit)是光子集成技術(shù),一個PIC模塊可視為一個簡單地波分系統(tǒng)。 POTN采用PIC技術(shù)來提升線路側(cè)光接口與系統(tǒng)地集成度,這樣可在節(jié)省成本地同時,簡化光層地規(guī)劃與運維方案。

(三)POTN分組業(yè)務(wù)到ODUk映射路徑地優(yōu)化

在POTN設(shè)備,PTN分組業(yè)務(wù)是通過映射到OTN子波長上,由其攜帶分組業(yè)務(wù)來行傳送地。 PTN分組業(yè)務(wù)通過OTN實現(xiàn)傳送,可以采用二種方式。 第一種是將分組業(yè)務(wù)封裝為以太網(wǎng)業(yè)務(wù),再行GFP封裝,映射到ODUk,即業(yè)務(wù)—MPLS-TP—Ether—GFP封裝—ODUk;另外一種方式是直接對帶有MPLS-TP包頭地分組業(yè)務(wù)行封裝,再映射到