A. 光通信原理与技术有那些
【光通信原理】光纤通信(Fiber-optic communication),也作光纤通讯。光纤通信是以光作为信息载体,以光纤作为传输媒介的通信方式,首先将电信号转换成光信号,再透过光纤将光信号进行传递,属于有线通信的一种。光经过调变后便能携带资讯。自1980年代起,光纤通讯系统对于电信工业产生了革命性 ,同时也在数位时代里扮演非常重要的角色。光纤通信传输容量大,保密性好等优点。光纤通信现在已经成为当今最主要的有线通信方式。
光纤通信的原理就是:在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤经过光的全反射原理传送;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。
光通信正是利用了全反射原理,当光的注入角满足一定的条件时,光便能在光纤内形成全反射,从而达到长距离传输的目的。光纤的导光特性基于光射线在纤芯和包层界面上的全反射,使光线限制在纤芯中传输。光纤中有两种光线,即子午光线和斜射光线,子午光线是位于子午面上的光光线,而斜射光线是不经过光纤轴线传输的光线。
【全光网络】未来传输网络的最终目标,是构建全光网络,即在接入网、城域网、骨干网完全实现“光纤传输代替铜线传输”。而目前的一切研发进展,都是“逼近”这个目标的过程。
骨干网是对速度、距离和容量要求最高的一部分网络,将ASON技术应用于骨干网,是实现光网络智能化的重要一步,其基本思想是在过去的光传输网络上引入智能控制平面,从而实现对资源的按需分配。DWDM也将在骨干网中一显身手,未来有可能完全取代SDH,从而实现IPOVERDWDM。
城域网将会成为运营商提供带宽和业务的瓶颈,同时,城域网也将成为最大的市场机遇。目前基于SDH的MSTP技术成熟、兼容性好,特别是采用了RPR、GFP、LCAS和MPLS等新标准之后,已经可以灵活有效地支持各种数据业务。
对接入网来说,FTTH(光纤到户)是一个长远的理想解决方案。FTTx的演进路线将是逐渐将光纤向用户推近的过程,即从FTTN(光纤到小区)到FTTC(光纤到路边)和FTTB(光纤到公寓小楼)乃至最后到FTTP(光纤到驻地)。当然这将是一个很长的过渡时期,在这个过程中,光纤接入方式还将与ADSL/ADSL2+并存。
基于上述全光网络构架有很多核心技术,它们将引领光通信的未来发展。ASON、FTTH、DWM、RPR这四项目前是光通信行业最重要的技术。
【光通信技术】
1、ASON
无论从国内研发进展、试商用情况,还是从国外的发展经验来看,国内运营商在传送网中大规模引入ASON技术将是必然的趋势。ASON(,智能光网络)是一种光传送网技术。目前的产品和市场状况表明,ASON技术已经达到可商用的成熟程度,随着3G、NGN的大规模部署,业务需求将进一步带动传送网技术的发展,预计2007年ASON将得到更加广泛的商用。
2006年各大主要设备提供商华为、中兴、烽火、Lucent等已经推出了其可商用的ASON产品。中国电信、中国网通、中国移动、中国联通和中国铁通陆续开展了ASON的应用测试和小规模商用。
ASON在国外成功商用的经验表明,ASON将在骨干传送网发挥不可替代的作用。例如,AT&T的140个节点覆盖美国的骨干传送网;BT组建21CN网,目前已建40个ASON节点;Vodafone的131个节点覆盖英国的ASON骨干传送网,等等。
然而,目前ASON在路由、自动发现、ENNI接口等几方面的标准化工作还不完善,这成为制约ASON技术发展和商用的重要因素。未来我国将参与更多的ASON标准化工作,同时,ASON的标准化,尤其是其中ENNI的标准化,将在近年内取得突破性进展。
2、FTTH
FTTH(FiberToTheHome,光纤到户)是下一代宽带接入的最终目标。目前,实现FTTH的技术中,EPON将成为未来我国的主流技术,而GPON最具发展潜力。
EPON采用Ethernet封装方式,所以非常适于承载IP业务,符合IP网络迅猛发展的趋势。目前,国家已经将EPON作为“863”计划重大项目,并在商业化运作中取得了主动权。
GPON比EPON更注重对多业务的支持能力,因此更适合未来融合网络和融合业务的发展。但是它目前还不够成熟并且价格偏高,还无法在我国大规模推广。
我国的FTTH还处于市场启动阶段,离大规模的商业部署还有一段距离。在未来的产业化发展中,运营商对本地网“最后一公里”的垄断是制约FTTH发展的重要因素,采取“用户驻地网运营商与房地产开发商合作实施”的形式,更有利于FTTH产业的健康发展。从日本、美国、欧洲和韩国等国家的FTTH发展经验来看,FTTH的核心推动力在于网络所提供的丰富内容,而政府对应用和内容的监控和管理政策也会制约FTTH的发展。
3、WDM
WDM突破了传统SDH网络容量的极限,将成为未来光网络的核心传输技术。 按照通道间隔的不同,WDM(,波分复用)可以分为DWDM(密集波分复用)和CWDM(稀疏波分复用)这两种技术。DWDM是当今光纤传输领域的首选技术,但CWDM也有其用武之地。
2006年,烽火、华为等设备厂商都推出了自己的DWDM系统,国内运营商也开展了相关的测试和小规模商用。未来DWDM将在对传输速率要求苛刻的网络中发挥不可替代的作用,如利用DWDM来建设骨干网等。
相对于DWDM,CWDM具有成本低、功耗低、尺寸小、对光纤要求低等优点。未来几年,电信运营商将会严格控制网络建设成本,这时CWDM技术就有了自己的生存空间,它适合快速、低成本多业务网络建设,如应用于城域和本地接入网、中小城市的城域核心网等。
4、RPR
弹性分组环(ResilientPacketRing,RPR)将成为未来重要的光城域网技术。近年来许多国内外传输设备厂商都开发了内嵌RPR功能的MSTP设备,RPR技术得到了大量芯片制造商、设备制造商和运营商的支持和参与。
在标准化方面,IEEE802.17的RPR标准已经被整个业界认可,而国内的相关标准化工作还在进行中。未来RPR将主要应用于城域网骨干和接入方面,同时也可以在分散的政务网、企业网和校园网中应用,还可应用于IDC和ISP之中。
B. 什么是光网络 ,通俗具体点,谢谢
光网络指使用光纤传输的网络结构,不只是以太网可以通过光纤传输,部分非以太网-象令牌环网、令牌总线网、FDDI等也可以使用光纤传输数据。 因此,光网络一般指使用光纤作为主要传输介质的广域网、城域网或者新建的大范围的局域网。
光网络
Optical Network -- 光网络
近几年,随着IP业务的快速增长,对网络带宽的需求不仅变得越来越高,而且由于IP业务量本身的不确定性和不可预见性,对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。传统的方法主要靠人工配置网络连接,耗时费力易出错,不仅难以适应现代网络和新业务提供拓展的需要,也难以适应市场竞争的需要。一种能够自动完成网络连接的新型网络概念——自动交换传送网(ITU-TSG13命名为ASTN,主要从高层描述)或自动交换光网络(ITU-TSG15命名为ASON,主要从相对细节的结构描述)应运而生。这是一种利用独立的ASTN/ASON控制面,通过各种传送网(包括SDH或OTN)来实施自动连接管理的网络,这种具有独立控制面的光网络称为智能光传送网。
在网络中,引入ASTN/ASON的好处主要有:允许将网络资源动态地分配给路由,缩短了业务层升级扩容时间,明显增加了业务层节点的业务量负荷;具有可扩展的信令能力集;快速的业务提供和拓展;降低了维护管理运营费用;快速的光层业务恢复能力;降低了对用于新技术配置管理的运行支持系统软件的要求,只须维护一个动态数据库,减少了人工出错机会;还可以引入新的业务类型,如按需带宽业务、波长批发、波长出租、分级的带宽业务、动态波长分配租用业务、带宽交易、光拨号业务、动态路由分配、光层虚拟专用网(VPN)等,使传统的传送网向业务网方向演进。
作为网络敷设实例,美国AT&T公司已经率先在全国范围内敷设了连接约100个城市的智能光网络,由约100台智能光交换机和800多台SONET多业务平台构成。前者主要完成以45Mbit/s为基础带宽颗粒的实时交换和动态指配,后者主要在网络边缘汇聚低速业务至2.5Gbit/s或10Gbit/s速率,再经光交换选路通过网络,基于实时的信令和选路算法。新网络不仅降低了成本减少了指配出错机会,使运作流畅、容量增加,也简化了网络结构层次,极大地缩短了企事业用户的高速电路指配时间,能有效对付网络大故障,快速恢复业务。恢复时间仅为数百毫秒。
按照Frost&Sullivan公司最近的预测,尽管全球电信设备市场总体呈低迷状态,但为了降低成本、增加收入,全球光交换的市场将仍然从2001年的3.36亿美元增加到2006年的60亿美元,智能光网络将成为未来几年传送网发展的重要方向和市场机遇。
自动交换光网络(ASON)是智能光网络的主要模式之一,一般由DWDM(密集波分复用)组成的光传送网组成的光传送网(OTN)加上光交换机组成;在有DWDM组成的网状主要节点,设置具有数百Gbit/s交换能力的光交换机,组成ASON的核心层。按照我国光纤通信的技术体系,光交换机最小颗粒度可以设定为155Mbit/s,网络节点接口(NNI)可以任选STM-1/STM-4/STM-16/STM-64,用户网络接口(UNI)用于连接SDH(同步数字系列)、ATM(异步转移模式)、以太网路由器等。
在接入业务较多的网络中,应该在核心层和接入层之间,加入汇接层。汇接层采用多业务交换平台,汇聚DXC(数字交叉连接设备)、SDH的TM(终端复用器)和ADM(分插复用器)、ATM交换、以太网交换等功能,上接核心层,下接接入层。这种三层结构的组网方式能够充分体现ASON的技术和经济优势。
ASON模式能够充分利用既有的网络资源,降低智能光网络的成本,为较多的电信运营商所采用。
智能光网络与目前国内电信运营商广泛运用的SDH组网方式相比,有许多技术上和经济上的优点:
1. 超大容量和丰富的接口,为电信业务发展奠定了基础利用超大容量的DWDM技术,可以在一根光纤上传送96个以上的波长,以每一个波长承载19G信号计算,传输网的容量将达到960G。光分插节点采用大容量的光交换机,交换机容量可以达到640G以上。
智能光网络可提供各类标准接口,能完成波长的交换和波长子速率的交换,粗交叉颗粒为单个波长,细交叉颗粒为STM-1信道。这样的配置使网络的容量发生几何倍数的增长,随着技术的升级,交换容量会更大,能够满足将来信息流量爆炸型增长的需求。
2.高效的网络管理和保护技术,使网络运行高效、安全、稳定智能光网络通过多种网络保护方案,包括传统的环网和链路1:1、1:N、1+1的线路自动倒换,在环网和链路光纤发生故障时,能提供快速的恢复。
智能光网络通过OSRP协方议,使网络的每一个网元都能够主动和其他网元交流链路和容量信息,掌握整个网络的拓补结构。当链路发生故障或增加新途径时,网元向网络的所有节点发出事件广播,各个网络节点收到信息后,重新计算达到各个节点发出事件广播,各个网络节点收到信息后,重新计算达到各个节点的最佳路由,进行路由表的更新,保持了信息数据库的实时动态、可扩展性和可收敛性。
智能光网络的网络管理系统能够把用户分成不同的等级,用户优先级低的可以采用保护带宽通信,优先级高的用户随时可以占用优先级低的用户的带宽。通过实现VLSR(虚拟线路交换环)、FASTMEST(快速格状网恢复)保护以及系统容量机制,在两点之间实现高性能的电路级保护和快速的通路恢复,大大提高了网络的生存能力。
3.降低运营成本,增加了利润增长点
硬件方面:智能光网络的单机集成了多种ADM和DCS设备的功能,简化了网络。光网络完成粗颗粒的整个波长交叉和细颗粒的交换,使带宽利用度达到了最大,并且拥有各种业务接口,适用于各种网络环境,能够提供用户所要求的任何服务。
智能光网络的灵活组网和扩展能力也能够为电信运营商节约网络扩展的费用。
软件方面:通过控制面功能,实现自动化的快速的点对点的配置能力,增强了运营商快速提供优质服务的能力,并且能够根据时间段和需求安排,及时高速网络带宽的利用度,能够适应互联网业务或相类似的突发性要求,从而降低了网络的操作费用,提高了经济效益。
智能光网络能够提供波长批发,波长出租、带宽交易(包括超带宽服务和非标准带宽服务)、动态路由分配、OVPN(光虚拟专用网)等新的业务类型,为电信运营商提供了新的利润增长点
C. ASON是什么
ASON是指一种具有灵活性、高可扩展性的能直接在光层上按需提供服务的光网络。