光纖通信系統(tǒng)（第3版） 課件 第十章 光纖通信網(wǎng)

光纖通信系統(tǒng)2光纖接入網(wǎng)用戶側(cè)的業(yè)務(wù)從傳統(tǒng)的話音為主逐漸向包括話音、視頻及各種交互式數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)融和的方向發(fā)展。接入網(wǎng)成為通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和發(fā)展的重點(diǎn)。光接入網(wǎng)是指在接入網(wǎng)中采用光纖作為主要傳輸媒質(zhì)的接入技術(shù)，具有傳輸容量大、傳輸距離長、對業(yè)務(wù)透明性好等優(yōu)點(diǎn)，是固定接入領(lǐng)域內(nèi)最佳的解決方案。本章主要介紹光接入網(wǎng)原理及主要技術(shù)。教學(xué)課時(shí)為2學(xué)時(shí)。310.1光接入網(wǎng)

通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)展成為覆蓋全球的規(guī)模非常大的網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)上而言可以分為公共網(wǎng)絡(luò)和用戶網(wǎng)絡(luò)（也稱用戶駐地網(wǎng)）兩部分。

接入網(wǎng)是各類用戶與公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)與網(wǎng)絡(luò)側(cè)業(yè)務(wù)互通的最重要的網(wǎng)絡(luò)組成部分。410.1.1接入網(wǎng)概述ITU-T建議G.902對接入網(wǎng)的定義如下：接入網(wǎng)是由業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）和用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）之間的一系列傳送實(shí)體（如線路設(shè)施和傳輸設(shè)施）組成的、為傳送電信業(yè)務(wù)提供所需要的傳送承載能力的實(shí)施系統(tǒng)，可經(jīng)由Q3接口進(jìn)行配置和管理。G.902建議中涉及的傳送實(shí)體是為提供各類通信業(yè)務(wù)所必要的傳送承載能力、由各類有線和無線技術(shù)構(gòu)成的通信系統(tǒng)。5Y.1231IP接入網(wǎng)隨著Internet和各種IP類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用的快速普及，ITU-T提出了適應(yīng)于IP業(yè)務(wù)的IP接入網(wǎng)定義。建議Y.1231將IP接入網(wǎng)定義為IP用戶和ISP之間為提供所需的、接入到IP業(yè)務(wù)的能力的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的實(shí)現(xiàn)。Y.1231定義的接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)形式都較G.902靈活。為便于讀者理解和把握接入網(wǎng)的總體概念，本章中所涉及的接入網(wǎng)內(nèi)容主要以G.902建議為參照。62.接入網(wǎng)的定界接入網(wǎng)所覆蓋的范圍是由三個(gè)接口來定界，即網(wǎng)絡(luò)側(cè)經(jīng)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口（SNI）與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)（SN）相連；用戶側(cè)經(jīng)用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）與用戶相連；管理側(cè)經(jīng)Q3接口與電信管理網(wǎng)（TMN）相連，不具備Q3接口時(shí)通常需經(jīng)由協(xié)調(diào)設(shè)備（MD）與TMN相連。SN是提供業(yè)務(wù)的實(shí)體，是一種可以接入各種交換型和/或永久連接型電信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)單元。7圖10-1接入網(wǎng)的定界83.接入網(wǎng)分層模型為了便于網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與管理，接入網(wǎng)按垂直方向分為三個(gè)獨(dú)立的層次。其中每一層為其相鄰的高階層提供傳送服務(wù)，同時(shí)又使用相鄰的低階層所提供的傳送服務(wù)，這三層分別是電路層、通道層和傳輸媒質(zhì)層。在網(wǎng)絡(luò)分層后，每一層仍顯得很復(fù)雜，因此可以進(jìn)一步將每一層網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)子網(wǎng)，每一個(gè)子網(wǎng)又可以進(jìn)一步分割成若干個(gè)更小的子網(wǎng)。9圖10-2接入網(wǎng)通用協(xié)議參考模型104.接入網(wǎng)的主要特點(diǎn)（1）功能相對簡單（2）業(yè)務(wù)多樣性（3）網(wǎng)徑較?。?）成本敏感（5）施工難度較高（6）對環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)11圖10-3接入網(wǎng)分類示意圖線對增容技術(shù)PG數(shù)字用戶線技術(shù)（xDSL）電力線接入技術(shù)PLC有線接入網(wǎng)無線接入網(wǎng)有線無線混合接入網(wǎng)接入網(wǎng)銅線接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)光纖銅線混合接入網(wǎng)（HFC）固定終端無線接入網(wǎng)移動(dòng)終端無線接入網(wǎng)有源光纖接入網(wǎng)AON無源光纖接入網(wǎng)PON1210.1.2光纖接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)（OAN，OpticalAccessNetwork）是指在接入網(wǎng)中采用光纖作為主要傳輸媒質(zhì)來實(shí)現(xiàn)信息傳送的網(wǎng)絡(luò)形式。它不是傳統(tǒng)意義上的光纖傳輸系統(tǒng)，而是針對接入網(wǎng)環(huán)境所設(shè)計(jì)的特殊的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)。131.光纖接入網(wǎng)的主要結(jié)構(gòu)光纖接入網(wǎng)采用光纖作為主要傳輸媒質(zhì)，而局側(cè)和用戶側(cè)發(fā)出和接收的均為電信號，所以在局側(cè)要進(jìn)行電/光變換，在用戶側(cè)要進(jìn)行光/電變換，才可實(shí)現(xiàn)中間線路的光信號傳輸。一個(gè)一般意義上的光纖接入網(wǎng)示意圖如圖10-4所示。一個(gè)光接入網(wǎng)主要由光線路終端OLT、光分配網(wǎng)絡(luò)ODN和光網(wǎng)絡(luò)單元ONU

等組成。14圖10-4光纖接入網(wǎng)示意圖15圖10-5光纖接入網(wǎng)的參考配置16有源光網(wǎng)絡(luò)AON和無源光網(wǎng)絡(luò)PON無源光網(wǎng)絡(luò)PON是指在OLT和ONU之間沒有任何有源的設(shè)備而只使用光纖等無源器件。PON對各種業(yè)務(wù)透明，易于升級擴(kuò)容，便于維護(hù)管理。有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）中，用有源設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（如SDH環(huán)網(wǎng)）的ODT代替無源光網(wǎng)絡(luò)中的ODN，傳輸距離和容量大大增加，易于擴(kuò)展帶寬，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運(yùn)行的靈活性大，不足的是有源設(shè)備需要機(jī)房、供電和維護(hù)等輔助設(shè)施。17圖10-6ODN中的光通道18光纖接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)光纖接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有總線形、環(huán)形和星形。由此又可以派生出樹形、雙星形、環(huán)形－星形等結(jié)構(gòu)，如圖10-7所示。圖10-7光纖接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)192010.1.3光纖接入網(wǎng)的應(yīng)用類型根據(jù)ONU位置的不同，可以將OAN劃分為幾種基本的應(yīng)用類型，即光纖到路邊FTTC、光纖到樓FTTB、光纖到家或辦公室FTTH/FTTO等。從發(fā)展來看，光接入網(wǎng)的普及主要受到成本和內(nèi)容等多方面的制約，從長遠(yuǎn)來看，以FTTH/O＋家庭（辦公室）無線網(wǎng)的形式實(shí)現(xiàn)寬帶接入可能是一種較好的選擇。2110.1.4光接入網(wǎng)性能指標(biāo)光接入網(wǎng)的性能指標(biāo)既包括了物理層的光纖傳輸、光通道衰減、雙向鏈路光功率預(yù)算等，也包括了誤碼和抖動(dòng)性能，對于特定的光接入網(wǎng)技術(shù)，還可能包含了帶寬分配、擁塞控制和流量控制等性能指標(biāo)。光接入網(wǎng)中最主要的性能指標(biāo)之一是鏈路的光功率預(yù)算，也即OLT與ONU間允許的能量損失。表示為22表10-1分光器插入損耗分光器類型1:21:41:8或2:81:16或2：161:32或2:32FBT或PLC≤3.6dB≤7.3dB≤10.7dB≤14dB≤17.7dB表10-2最大光鏈路衰減23序號接口（光纖線路最長傳輸距離1310nm時(shí)最大光鏈路衰減（dB）1490nm時(shí)最大光鏈路衰減（dB）11000Base-PX20U接口20km24-21000Base-PX20D接口20km-23.52410.1.2光接入網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

突發(fā)收發(fā)技術(shù)

突發(fā)同步技術(shù)

測距技術(shù)

多址接入技術(shù)

動(dòng)態(tài)帶寬分配技術(shù)

光功率的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)

服務(wù)質(zhì)量和安全技術(shù)25突發(fā)收發(fā)技術(shù)光接入網(wǎng)中需要具有突發(fā)收發(fā)的能力。例如對于采用TDMA的ONU而言，每個(gè)ONU只能在每一幀的特定時(shí)刻發(fā)送上行信號，因此需要有快速的功率開啟和切斷的功能。同時(shí)對于光接入網(wǎng)中發(fā)送機(jī)的消光比也有較高的要求。多個(gè)ONU對應(yīng)于一個(gè)OLT，在每一時(shí)刻只有一個(gè)ONU發(fā)送信號，其他所有ONU都應(yīng)處于關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)要求其余所有ONU的殘留光之和不能對正在發(fā)光的ONU產(chǎn)生影響。OLT側(cè)也有類似的問題。如多個(gè)ONU發(fā)送的信號到達(dá)OLT側(cè)會(huì)有功率的波動(dòng)，OLT的接收機(jī)需要能靈活快速地調(diào)整接收電平，迅速地接收和恢復(fù)數(shù)據(jù)。26突發(fā)同步技術(shù)

由于各ONU與OLT的距離不同，因此各個(gè)信元信號經(jīng)傳輸延遲后，到達(dá)OLT時(shí)的比特相位不同，OLT接受到從ONU來的短脈沖數(shù)據(jù)流，這些數(shù)據(jù)流的比特相位各不相同且是未知。由于組成上行幀的各ONU傳輸?shù)男旁獢?shù)有限，為了不丟失有用信息，需有較快的比特同步，OLT處的比特同步必須在每個(gè)上行ONU短脈沖數(shù)據(jù)流期間建立。使得快速比特同步電路在幾個(gè)比特周期內(nèi)與輸入數(shù)據(jù)同步，從而把每個(gè)ONU發(fā)送的信號正確恢復(fù)出來。27測距技術(shù)光接入網(wǎng)的環(huán)境是典型的點(diǎn)到多點(diǎn)方式，由于各個(gè)ONU到OLT的距離不等，為了防止各個(gè)ONU所發(fā)上行信號發(fā)生沖突，OLT需要一套測距功能，以保證不同物理距離的ONU與OLT之間的“邏輯距離”相等，即傳輸延遲一致，以避免碰撞和沖突的出現(xiàn)。測距也即測量各個(gè)ONU到OLT的實(shí)際距離，并將所有的ONU到OLT的虛擬距離設(shè)置相等的過程。28測距實(shí)現(xiàn)測距過程分為三個(gè)子過程：靜態(tài)粗測距；靜態(tài)精測距；動(dòng)態(tài)精測距。系統(tǒng)初始化時(shí)或當(dāng)一個(gè)新的ONU加入時(shí)或一個(gè)ONU重新加電時(shí)，靜態(tài)粗測距起作用，為保證該過程對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊戄^小，采用低頻低電平信號作為測距信號；靜態(tài)精測距是達(dá)到所需測距精度的中間環(huán)節(jié)，每當(dāng)ONU被重新激活時(shí)都要進(jìn)行一次，它占據(jù)一個(gè)上行傳輸時(shí)隙；動(dòng)態(tài)精測距是在數(shù)據(jù)傳輸過程中，使用數(shù)據(jù)信號來進(jìn)行測距。精態(tài)精測距過程結(jié)束后，OLT指示ONU可以發(fā)送數(shù)據(jù)了，在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中，OLT持續(xù)地測量各ONU環(huán)路延時(shí)，及時(shí)調(diào)整補(bǔ)償時(shí)延以適應(yīng)各種因素對環(huán)路時(shí)延的影響。29多址接入技術(shù)時(shí)分多址接入TDMA

波分多址接入WDMA

碼分多址接入CDMA30時(shí)分多址接入技術(shù)TDMA上行傳輸時(shí)將時(shí)間分成若干個(gè)時(shí)隙，每一時(shí)隙內(nèi)只安排一個(gè)ONU以分組方式向OLT發(fā)送分組信息。每個(gè)ONU嚴(yán)格按照預(yù)先規(guī)定的順序依次發(fā)送。為了避免與OLT距離不同的ONU所發(fā)的上行信號在OLT處發(fā)生沖突，OLT需要有一套復(fù)雜的測距功能，不斷測量每一ONU與OLT之間的時(shí)延（即邏輯距離），指揮每一個(gè)ONU調(diào)整發(fā)送時(shí)間，使之不至于互相沖突。31波分多址接入技術(shù)WDMA波分多址接入WDMA方式是采用不同的波長對應(yīng)于不同的ONU。采用單根光纖，兩個(gè)方向的信號（上行信號和下行信號），分別調(diào)在不同的波長上。各個(gè)ONU不同波長的上行光信號，送至光分路器并耦合進(jìn)光纖，該復(fù)用信號到達(dá)OLT后，利用WDM器件可分出屬于各個(gè)ONU的光信號，再經(jīng)過光電檢測器，解調(diào)出電信號。上行傳輸（從ONU到OLT）必須工作在1310nm波長區(qū)，下行傳輸（OLT到ONU）工作在1310nm或1550nm波長區(qū)。當(dāng)上、下行均工作在1310nm波長區(qū)時(shí)，上行信號處于1310nm波長區(qū)高端，下行信號處于1310nm波長區(qū)低端。32碼分多址接入技術(shù)CDMA碼分多址接入CDMA方式是為每一個(gè)ONU分配一個(gè)多址碼，并將各ONU的上行信碼與其進(jìn)行模二加后，再去調(diào)制具有相同波長的激光器，經(jīng)光分路器（OBD）合路后傳輸?shù)絆LT，通過檢測、放大和模二加等電路后，恢復(fù)出ONU送來的上行反碼。33

動(dòng)態(tài)帶寬分配在上行方向，任意時(shí)刻不同ONU對帶寬的需求是不一樣的，這就涉及到帶寬分配及其算法的問題。帶寬分配要求提供一套最有效的在盡可能保證每個(gè)ONU需求的同時(shí)高效利用網(wǎng)絡(luò)資源的手段。帶寬分配算法既要考慮連接業(yè)務(wù)的性能特點(diǎn)和其服務(wù)質(zhì)量的要求，又要考慮接入控制的實(shí)時(shí)性。動(dòng)態(tài)帶寬分配可以通過包括消息和狀態(tài)機(jī)等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。34光功率的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)每個(gè)ONU與中心接收機(jī)的光路損耗是不同的，所以中心節(jié)點(diǎn)的光接收機(jī)必須能夠應(yīng)付從一個(gè)突發(fā)到另一個(gè)突發(fā)的不同的光接受功率，因此，接收機(jī)需要較大的動(dòng)態(tài)范圍，并且能夠設(shè)定門限快速區(qū)分比特“0”和比特“1”。此外每個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)的輸出功率將根據(jù)該節(jié)點(diǎn)的光路損耗而進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而降低對光接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍的要求。35服務(wù)質(zhì)量和安全技術(shù)光接入網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量和安全技術(shù)是保證用戶對于不同業(yè)務(wù)類型需求的關(guān)鍵技術(shù)。采用TDM方式傳送下行數(shù)據(jù)的光接入網(wǎng)，必須采取一定的認(rèn)證和鑒權(quán)機(jī)制，以保證每一個(gè)ONU只能獲得自己所需的信息。而對于上行信號而言，需要采取認(rèn)證機(jī)制以保證只有合法的ONU可以與OLT建立連接。同時(shí)針對用戶的不同類型的業(yè)務(wù)，如對時(shí)延、誤碼率等要求不同的話音和視頻業(yè)務(wù)等采取不同的對策加以區(qū)別對待。3610.1.3無源光接入網(wǎng)PON

在光接入網(wǎng)中如果ODN全部是由無源器件組成，不包括任何有源節(jié)點(diǎn)，則這種光接入網(wǎng)就是無源光接入網(wǎng)PON。PON中的ODN部分僅由光分路器、光纜等無源器件組成，因此PON具有極高的可靠性，同時(shí)對環(huán)境的依賴程度小，是光接入網(wǎng)中最為看好的技術(shù)。同時(shí)，PON方案也是實(shí)現(xiàn)光接入網(wǎng)FTTH的各種方案中成本最低的.圖10-12實(shí)現(xiàn)FTTH方案成本對比

3738PON雙向傳輸一般情況下，PON中只采用一個(gè)分光器，稱為一級分光模式。近年來，由于FTTH的需求日益增加，也開始采用多個(gè)分光器級聯(lián)使用的模式，稱為二級分光。PON雙向傳輸?shù)某Ｓ梅椒ㄊ窍滦行盘柺褂?490nm波長，上行信號使用1310nm波長。如果PON的分路比較高，即一個(gè)OLT需要連接較多ONU，且傳輸距離較長時(shí)，也可考慮在OLT側(cè)設(shè)置光放大器，提高總的下行功率。ITU-T在G.983系列建議中規(guī)定，PON的分路比至少支持1：16或更高（目前多為1：32或1：64），OLT與ONU之間的物理距離不得少于20km。39基于ATM的APONAPON是基于ATM的PON接入技術(shù)，最早由全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)組織（FSAN）于20世紀(jì)90年代提出，并由ITU-T完成標(biāo)準(zhǔn)化。APON下行方向采用TDM方式，并通過信頭的虛通道標(biāo)識符／虛通路標(biāo)識符（VPI/VCI）進(jìn)行二級尋址，并根據(jù)不同業(yè)務(wù)的QoS（服務(wù)質(zhì)量）進(jìn)行不同的轉(zhuǎn)接處理。上行方向則采用TDMA方式，各個(gè)ONU以最小1個(gè)ATM信元對應(yīng)的時(shí)隙占用上行帶寬。40圖10-13APON結(jié)構(gòu)示意圖41圖10-14APON幀結(jié)構(gòu)42基于Ethernet的EPONEPON是由國際電氣電子工程師協(xié)會(huì)IEEE提出并標(biāo)準(zhǔn)化。IEEE的第一英里以太網(wǎng)EFM（EthernetintheFirstMileStudy）工作組于2002年7月制定了EPON草案。EPON的ODN由無源分光器件和光纖線路構(gòu)成，EFM確定分路器的分光能力在1：16到1：128之間。上行和下行線路的光信號使用兩個(gè)不同波長（1310nm/1490nm），速率均為1Gbit/s，傳輸距離可達(dá)20km。43EPON上下行方案在下行鏈路上，OLT以廣播方式發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。通過1：N的無源分光器，數(shù)據(jù)幀到達(dá)各ONU，ONU通過檢查接收到的數(shù)據(jù)幀的目的媒體接入控制（MAC）地址和幀類型（如：廣播幀、OAM幀）來判斷是否接收此幀．在上行鏈路上，各ONU的數(shù)據(jù)幀以突發(fā)方式通過共同的無源分配網(wǎng)傳輸?shù)絆LT，因此必須有一種多址接入方式保證每個(gè)激活的ONU能夠占用一定的上行信道帶寬?？紤]到業(yè)務(wù)的不對稱性和ONU的低成本，EFM工作組決定在上行鏈路上采用TDMA方式。44圖10-15EPON下行信號示意45圖10-16EPON上行信號示意46千兆比特兼容的無源光接入網(wǎng)GPONITU-T在APON基礎(chǔ)上，提出了千兆比特兼容的無源光接入網(wǎng)GPON。GPON的主要設(shè)想是在PON上傳送多業(yè)務(wù)時(shí)保證高比特率和高效率。由于GPON一開始就自下而上地重新考慮了PON的應(yīng)用和要求，為新的方案奠定了基礎(chǔ)，不再基于早先的APON標(biāo)準(zhǔn)。它一方面保留了與PON不是直接相關(guān)的許多功能，如OAM消息、DBA等；另一方面GPON則基于完全新的傳輸會(huì)聚（TC）層。GPON采用的是一個(gè)以幀為基礎(chǔ)的協(xié)議，用通用成幀程序（GFP）作業(yè)務(wù)映射。47GPON總體目標(biāo)幀結(jié)構(gòu)可以從622Mbit/s擴(kuò)展到2.5Gbit/s，并支持不對稱比特率；對任何業(yè)務(wù)都保證高帶寬利用率和高效率；把任何業(yè)務(wù)（TDM和分組）都通過GFP裝入125μs的幀中；對純TDM業(yè)務(wù)作高效率的無開銷傳送；通過帶寬指示器為每一ONT動(dòng)態(tài)分配上行帶寬。48圖10-17GPON總體結(jié)構(gòu)49圖10-18GPON協(xié)議模型50圖10-21上行接入控制示例新型PONWDMPONTDM-WDM混合PONXGPON和NGPON通信與信息工程學(xué)院5110.2計(jì)算機(jī)高速互聯(lián)光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)10.2.1光纖分布式數(shù)據(jù)接口10.2.2光纖通道10.2.3高速計(jì)算機(jī)光互連技術(shù)通信與信息工程學(xué)院5210.3智能光網(wǎng)絡(luò)

智能光網(wǎng)絡(luò)是下一代的光網(wǎng)絡(luò)，具有自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能，包括能夠自動(dòng)地發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)、拓?fù)洹①Y源的變化；具有強(qiáng)大的計(jì)算功能，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的這些變化，進(jìn)行計(jì)算、分析、推理和判斷，根據(jù)資源有效配置這一原則最終做出決定；具有快速的動(dòng)態(tài)的連接建立能力，并能為需要的業(yè)務(wù)提供保護(hù)和恢復(fù)功能；能夠提供不同類型的、不同優(yōu)先級的服務(wù)等。5310.3.1智能光網(wǎng)絡(luò)概述智能光網(wǎng)絡(luò)另一個(gè)重要的特征是能夠?yàn)橛脩籼峁└滦?、更多帶寬的服?wù)，如按需帶寬業(yè)務(wù)、波長批發(fā)、波長出租、帶寬交易、光虛擬專用網(wǎng)（OVPN）等。學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對于如何實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能光網(wǎng)絡(luò)仍存在一些不同看法，目前包括ITU-T、IETF、OIF等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織都對此投入了巨大的精力，其中以ITU-T主導(dǎo)的自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）被認(rèn)為是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)智能光網(wǎng)絡(luò)的主要方法，而IETF提出的通用多協(xié)議標(biāo)記交換協(xié)議（GMPLS）是ASON的主要控制協(xié)議，OIF則側(cè)重于接口標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)和規(guī)范。545510.3.2自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)ASONASON最早是在2000年3月由ITU-T的Q19/13研究組正式提出，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展迅速。ITU-T先后制訂出G.807（自動(dòng)交換傳送網(wǎng)絡(luò)功能需求）、G.8080（自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)）以及后續(xù)的ASON相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，IETF（因特網(wǎng)工程任務(wù)組）、OIF（光互聯(lián)網(wǎng)論壇）等組織也正在積極擴(kuò)展通用多協(xié)議標(biāo)記交換GMPLS協(xié)議，使其能成為ASON的路由和信令協(xié)議。56ASON基本思想ASON核心思想是在路由和信令控制下，完成自動(dòng)交換連接功能的新一代光網(wǎng)絡(luò)。ASON首次將信令和選路引入傳送網(wǎng)，通過智能的控制層面來建立呼叫和連接，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的路由設(shè)置、端到端業(yè)務(wù)調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)恢復(fù)。

ASON的優(yōu)勢集中表現(xiàn)在其組網(wǎng)應(yīng)用的動(dòng)態(tài)、靈活、高效和智能方面。支持多粒度、多層次的智能，提供多樣化、個(gè)性化的服務(wù)是ASON的核心特征。

57圖10-29ASON的體系結(jié)構(gòu)58ASON中的連接在ASON中，一共定義了三種不同的連接：永久性連接（PC，PermanentConnection）交換式連接（SC，SwitchedConnection）軟永久性連接（SPC，Soft-permanentConnection）59圖10-30交換連接示意圖60ASON控制平面結(jié)構(gòu)控制平面是ASON的核心。就其實(shí)質(zhì)而言，控制平面是一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)。也就是說ASON控制平面實(shí)際上是一個(gè)能實(shí)現(xiàn)對下層傳送網(wǎng)進(jìn)行控制的IP網(wǎng)絡(luò)?？刂破矫嬷饕ㄐ帕顓f(xié)議、路由協(xié)議和鏈路資源管理等。信令協(xié)議用于分布式連接的建立、維護(hù)和拆除等管理；路由協(xié)議為連接的建立提供選路服務(wù)；鏈路資源管理用于鏈路管理，包括控制信道和傳送鏈路的驗(yàn)證和維護(hù)。61圖10-31ASON控制平面節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)組件62圖10-32分布式呼叫和連接管理模型63圖10-33ASON網(wǎng)絡(luò)路由工作框架64圖10-34路由組件構(gòu)成示意6510.3.3通用多協(xié)議標(biāo)記交換GMPLSGMPLS（通用多協(xié)議標(biāo)簽交換）由MPLS擴(kuò)展而來，它對MPLS的標(biāo)簽及LSP（標(biāo)簽交換路徑）建立機(jī)制進(jìn)行了擴(kuò)展，從而產(chǎn)生了通用的標(biāo)簽及通用LSP（GLSP）。GMPLS除了支持具有分組交換能力的接口，還支持具有時(shí)分、空分以及波長交換能力的接口。同時(shí)，GMPLS為光網(wǎng)絡(luò)提供了強(qiáng)有力的控制平面，從而使光網(wǎng)絡(luò)向?qū)Φ染W(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)成為可能。66控制平面引入GMPLS增加功能資源發(fā)現(xiàn)：跟蹤系統(tǒng)資源的可用性，例如業(yè)務(wù)量端口、帶寬以及復(fù)用能力；路由控制：提供路由能力、拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)以及流量工程；連接管理：通過上面的功能為不同的業(yè)務(wù)提供端到端的業(yè)務(wù)配置，連接管理包括連接的建立、刪除、修改以及連接查詢；連接恢復(fù)：為網(wǎng)絡(luò)提供更進(jìn)一步的保護(hù)。GMPLS控制平面可以提供一些在多設(shè)備廠家環(huán)境下傳統(tǒng)的管理平面很難提供的業(yè)務(wù)，它們包括端到端連接的配置、按需帶寬（BoD）、自動(dòng)流量工程、附加的保護(hù)和恢復(fù)以及光虛擬專用網(wǎng)（OVPN）等。67圖10-37不同等級LSP嵌套關(guān)系示例10.4全光網(wǎng)全光網(wǎng)（AON）是指信息從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸完全在光域進(jìn)行，以光節(jié)點(diǎn)取代現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的電節(jié)點(diǎn)，并用光纖將光節(jié)點(diǎn)連成為網(wǎng)，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、光信息處理等先進(jìn)的全光技術(shù)。全光網(wǎng)克服了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)在傳送