光傳輸技術(shù)運用論文
光傳輸技術(shù)經(jīng)過近lO年的發(fā)展，已經(jīng)遠遠超過了SDH電路交叉和WDM波長連接的概念，2000年提供的MSTP和近年來開始逐步商用的A—SON，成為面向多業(yè)務適應未來通信傳輸?shù)臒衢T光網(wǎng)絡技術(shù)。面臨新業(yè)務不斷推出，MSTP面向傳送業(yè)務分組化，ASON面向傳送網(wǎng)絡動態(tài)化，兩者的有機結(jié)合為未來的通信網(wǎng)絡提供了最完善的傳輸解決方案。隨著社會的進步，科學技術(shù)的日益提高以及人民生活水平的逐步增長，尤其是隨著數(shù)據(jù)業(yè)務的增長需求，使得通信技術(shù)得以迅速發(fā)展，截止2009年底全球移動用戶達到46億，到2010年底這個數(shù)字將為50億。
2009年底全球移動寬帶用戶超過6億，國際電信聯(lián)盟預計，2010年將超過1O億。數(shù)據(jù)業(yè)務在全國各個城市日漸普及，許多企事業(yè)單位對此業(yè)務越來越需求，數(shù)據(jù)專線業(yè)務市場發(fā)展前景非常可觀。開通了數(shù)據(jù)專線的企事業(yè)單位，也可以成為宣傳此業(yè)務的范例，日后將會有更多單位看到次業(yè)務帶來的高效和便捷，需求量將會大幅增長。面對越來越多的移動用戶以及光網(wǎng)絡技術(shù)的不斷提高，移動通信網(wǎng)絡正在面臨著巨大的挑戰(zhàn)。通信行業(yè)重組后，電信、移動、聯(lián)通成為全業(yè)務運營商，同時形成了相互競爭的局面，在這種新的局面下，各個運營商對全業(yè)務市場的把握，就成為了競爭的關(guān)鍵。首先需要了解什么是全業(yè)務，全業(yè)務是不但是指平時人民的日常語音通話業(yè)務，還包含了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)業(yè)務等，不但是無線通話，還包括固話。語音業(yè)務也由原來單一語音通話，增長為視頻語音通話，還有手機上網(wǎng)等各種數(shù)據(jù)業(yè)務的需求。這就需要網(wǎng)絡達到一個可以隨時隨地，都能達到高速率的網(wǎng)絡傳輸要求。傳輸?shù)膸捯灿稍瓉淼?M傳輸，逐步升級的8個2M的單站單方向傳輸，甚至16個2M的單站單方向傳輸，由此增加的網(wǎng)絡傳輸和交換負擔就變得更加沉重。在數(shù)據(jù)業(yè)務如此發(fā)展的狀態(tài)下，搞好基礎(chǔ)網(wǎng)絡的建設，保證傳輸質(zhì)量，提供多業(yè)務發(fā)展的有力健康平臺，就成為各個運營山需要迫切解決的問題�；谶@種需要，對現(xiàn)有新的通信技術(shù)的采用、綜合就成為一個有效的途徑。
作為整個通信網(wǎng)絡的基礎(chǔ)平臺一光傳送網(wǎng)絡，在整個網(wǎng)絡運營中的重要地位就不言而喻，正因為如此，研究光傳送網(wǎng)和光網(wǎng)絡技術(shù)對滿足移動通信網(wǎng)絡的增長需求，建設一個嶄新的基礎(chǔ)傳輸網(wǎng)絡，提高全業(yè)務的競爭能力，形成全業(yè)務運營具有非常重要的現(xiàn)實意義。本課題針對傳送網(wǎng)進行研究，分析現(xiàn)有傳送網(wǎng)在各方面是否滿足多業(yè)務運營模式的需求。如果不能滿足，針對現(xiàn)有傳送網(wǎng)存在的問題，構(gòu)建一個什么樣的新型傳送網(wǎng)才能既有效解決現(xiàn)網(wǎng)存在問題并能滿足多業(yè)務發(fā)展的需要，同時又能合理利用現(xiàn)有網(wǎng)絡資源，這是本課題想要解決的問題。最近，國際上對下一代的網(wǎng)絡標準剛剛頒布了新的標準，共分成了三個層次：最底層是基礎(chǔ)傳輸層，第二個層次是服務層，最上層就是業(yè)務應用。下一代網(wǎng)絡的目標是基于IP的網(wǎng)絡代替的傳統(tǒng)的網(wǎng)絡并融合通信網(wǎng)、電視網(wǎng)、因特網(wǎng)這4種網(wǎng)絡，業(yè)務的范圍包括原有的語音、電視節(jié)目、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務，又能保證新增的各種業(yè)務都能在一個安全可靠的環(huán)境下運行，未來發(fā)展的趨勢肯定是多種高帶寬數(shù)據(jù)業(yè)務及語音業(yè)務的融合。移動通信網(wǎng)絡的平穩(wěn)快速的轉(zhuǎn)型，由原來的單一業(yè)務調(diào)整為與各個行業(yè)及業(yè)務相適應的網(wǎng)絡發(fā)展需求種過渡。通信網(wǎng)絡在經(jīng)歷了以往通信業(yè)務發(fā)展的沖擊后，正面臨著前所未有的新一輪的考驗，這次考驗對基礎(chǔ)網(wǎng)絡的要求，在網(wǎng)絡可靠性及傳輸容量上都是一個相當大的沖擊，傳送網(wǎng)應如何演進，才能適應新形勢下通信業(yè)務需求，就值得研究和思考。多業(yè)務對網(wǎng)絡的基本要求就是超大帶寬需求、多場景接入、高質(zhì)量高品質(zhì)業(yè)務保障，多業(yè)務運營必然要求從業(yè)務、終端、網(wǎng)絡到運維等進行全方位的融合，網(wǎng)絡的融合是實現(xiàn)所有融合的基礎(chǔ)。IP技術(shù)以其高效、開放、靈活、低成本的優(yōu)勢成為實施融合的最佳手段。為了迎接全業(yè)務運營時代的到來，網(wǎng)絡向ALLIP演進將成為一項戰(zhàn)略舉措。未來運營商的網(wǎng)絡必然是把滿足這種新的業(yè)務需求為目的的網(wǎng)絡建設作為自己的核心任務。隨著各種新業(yè)務的出現(xiàn)，新的網(wǎng)絡建設，技術(shù)要求都需要不斷的提高和更新，建設一個可持續(xù)發(fā)展，并能滿足新業(yè)務需求的網(wǎng)絡就成為目前各個運營商需要迫切解決的問題。
OTN，PTN，ASON，PON等光網(wǎng)絡技術(shù)的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)的SDH技術(shù)這種單一的傳輸方式的情況，使得傳輸網(wǎng)絡得到新鮮的血液。本課題就是研究在新的業(yè)務增長情況下本地城域網(wǎng)絡怎樣建設，如何納入新的網(wǎng)絡技術(shù)，如何組網(wǎng)，以及這種組網(wǎng)方式的優(yōu)劣是什么？本文力求尋找一種新的.傳送網(wǎng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)以便能滿足這種快速發(fā)張的網(wǎng)絡需求，并能符合未來網(wǎng)絡發(fā)展的方向，通過研究這幾種光網(wǎng)絡技術(shù)的原理以及技術(shù)特點，并揚長補短將這幾種技術(shù)合理應用到構(gòu)建新型城域傳送網(wǎng)上，期待解決目前傳送網(wǎng)的不足，并能順應傳送網(wǎng)發(fā)展趨勢，滿足運營商多業(yè)務運營模式的需求。確立面向用戶業(yè)務增長需求的新一代的城域網(wǎng)發(fā)展目標和結(jié)構(gòu)，研究目前本地城域網(wǎng)的各種新業(yè)務的發(fā)展方向，以便確保網(wǎng)絡的健康發(fā)展。在構(gòu)建新型城域傳送網(wǎng)的同時，使得現(xiàn)有基礎(chǔ)網(wǎng)絡資源能夠得到充分合理的利用，又能滿足未來迅速增長的高帶寬高質(zhì)量的全業(yè)務需求，同時，能夠降低對建成的網(wǎng)絡的維護成本，提高服務質(zhì)量，實現(xiàn)本地城域網(wǎng)絡建設的健康穩(wěn)步發(fā)展。光纜傳輸?shù)膶崿F(xiàn)與發(fā)展形成了它的幾個優(yōu)點。相對于銅線每秒1。54MHZ的速率光纖網(wǎng)絡的運行速率達到了每秒2。5GB。從帶寬看，很大的優(yōu)勢是：光纖具有較大的信息容量，這意味著能夠使用尺寸很小的電纜，將來就不用更新或增強傳輸光纜中信號。光纖電纜對諸如無線電、電機或其他相鄰電纜的電磁噪聲具有較大的阻抗，使其免于受電噪聲的干擾。從長遠維護角度來看，光纜最終的維護成本會非常低。光纖使用光脈沖沿光線路傳輸信息，以替代使用電脈沖沿電纜傳輸信息。在系統(tǒng)的一端是發(fā)射機，是信息到光纖線路的起始點。發(fā)射機接收到的已編碼電子脈沖信息來自于銅線電纜，然后將信息處理并轉(zhuǎn)換成等效的編碼光脈沖。使用發(fā)光二極管或注入式激光器產(chǎn)生光脈沖，同時采用透鏡，將光脈沖集中到光纖介質(zhì)，使光脈沖沿線路在光纖介質(zhì)中傳輸。由內(nèi)部全反射原理可知，光脈沖很容易沿光纖線路運動，光纖內(nèi)部全反射原理說明了當入射角超過臨界值時，光就不能從玻璃中溢出；相反，光纖會反射回玻璃內(nèi)。應用這一原理制作光纖的多芯電纜，使得與光脈沖形式沿光線路傳輸信息成為可能。光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、抗干擾性強、安全性能高、體積小、重量輕等優(yōu)點，所以在長距離傳輸和特殊環(huán)境等方面具有無法比擬的優(yōu)勢。傳輸介質(zhì)是決定傳輸損耗的重要因素，決定了傳輸信號所需中繼的距離，光纖作為光信號的傳輸介質(zhì)具有低損耗的特點，光纖的頻帶可達到1。OGHz以上，一般圖像的帶寬只有8MHz，一個通道的圖象用一芯光纖傳輸綽綽有余，在傳輸語音、控制信號或接點信號方面更具優(yōu)勢。光纖傳輸中的載波是光波，光波是頻率極高的電磁波，遠遠比電波通訊中所使用的頻率高，所以不受干擾。且光纖采用的玻璃材質(zhì)，不導電，不會因斷路、雷擊等原因產(chǎn)生火花，因此安全性強，在易燃，易爆等場合特別適用。隨著業(yè)務的迅速發(fā)展，移動商務等新的應用不斷涌現(xiàn)，城域網(wǎng)承載的數(shù)據(jù)業(yè)務將不斷增長，對承載這些業(yè)務的平臺的要求也越來越高，目前城域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展有三個主流方向，即IP城域網(wǎng)技術(shù)、城域以太網(wǎng)技術(shù)、光城域網(wǎng)技術(shù)IP城域網(wǎng)技術(shù)和城域以太網(wǎng)技術(shù)均屬于城域數(shù)據(jù)網(wǎng)范疇，光城域網(wǎng)屬于傳送網(wǎng)范疇。IP城域網(wǎng)指利用路由器組網(wǎng)，核隊匯聚節(jié)點之間利用POS端口互連。城域以太網(wǎng)指利用L2/L3交換機組網(wǎng)，節(jié)點之間利用裸光纖互連。光城域網(wǎng)的核心是利用光傳輸網(wǎng)絡直接承載IP/Ethemet，為上層的業(yè)務提供更有效的承載�？梢允褂酶鞣N光纖電路承載IP/Ethemet：SDH/SONE廠連接、D~DM/CWDM連接或者RPR連接。3G和全業(yè)務競爭，導致城域網(wǎng)不僅承載2G/3G語音和數(shù)據(jù)業(yè)務，還需承載集團客戶和家庭業(yè)務。城域網(wǎng)需要擴大規(guī)模并考慮多業(yè)務統(tǒng)一承載，對于基站與高價值集團客戶等高價值業(yè)務和普通集團客戶與家庭寬帶等低價值業(yè)務，需要合理選擇組網(wǎng)技術(shù)；增強對于大規(guī)模數(shù)據(jù)業(yè)務的控制和管理。現(xiàn)網(wǎng)鋼性管道根本不能適應業(yè)務彈性需求和突發(fā)性需求�，F(xiàn)有網(wǎng)絡難以保證對所有業(yè)務的H—QoS，雖然支持頻率同步，但不支持精確時間同步，對OAM和保護等電信級保護能力較弱。3G基站對于空口精確時鐘和時間同步需求非常高，城域網(wǎng)需要提供更高精度的同步信號傳送能力，而改造現(xiàn)有MSTP/SDH網(wǎng)絡成本較高。根據(jù)集團對全業(yè)務城域傳送網(wǎng)建設指導意見：“加快建設面向全業(yè)務的基礎(chǔ)網(wǎng)絡設施，提高全業(yè)務競爭能力，滿足現(xiàn)階段各類業(yè)務需求，適應網(wǎng)絡未來演進”的要求，構(gòu)建新型城域傳送網(wǎng)以適應全業(yè)務的發(fā)展需求。
構(gòu)建綜合承載網(wǎng)（新型城域傳送網(wǎng)）的成功，有力的補充了原有的SDH環(huán)的不足，解決了現(xiàn)有網(wǎng)絡存在的問題現(xiàn)有網(wǎng)絡不能滿足GE以上顆粒的大量調(diào)度，而且僅有的4個DwDM環(huán)通道也已用盡，不能提供電路。OTN構(gòu)建的城域傳送網(wǎng)有靈活的上層調(diào)度機制，滿足了全市范圍內(nèi)電路的隨意調(diào)度。新建的OTN綜合承載機房極大滿足了PTN、OLT、數(shù)據(jù)等設備的放置，使得PTN、OLT網(wǎng)絡以及數(shù)據(jù)業(yè)務割接的各項后續(xù)工程能夠順利展開。如果作個比喻，將OTN構(gòu)建的城域傳送網(wǎng)比作是房子的地基，那么地基搭建得結(jié)實可靠是房子承載能力高的基礎(chǔ)，是今后開展全業(yè)務的基礎(chǔ)。有了OTN網(wǎng)絡的搭建，IP城域數(shù)據(jù)網(wǎng)、PTN匯聚層、接入層網(wǎng)絡以及用戶側(cè)（如PON網(wǎng)絡）都可以在OTN網(wǎng)絡上承載，因此可以說新城域傳送網(wǎng)的構(gòu)建為全網(wǎng)奠定了基石作用。大顆粒的業(yè)務接入能力以及多種業(yè)務接口滿足了不同用戶的需求。構(gòu)建新型城域傳送網(wǎng)核心層引入OTN設備構(gòu)建的核心層網(wǎng)絡，結(jié)構(gòu)為MESH網(wǎng)并加載AS0N智能平面，網(wǎng)絡管理和維護更加靈活方便，大顆粒的電路調(diào)度滿足了數(shù)據(jù)業(yè)務對傳送網(wǎng)的要求。在沒有構(gòu)建此網(wǎng)絡以前，例如IDC接入CMNET骨干路由器NES000E需要10GE的電路，傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡根本無法提供。
引入0TN設備緩解了目前數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的壓力，并提高了網(wǎng)絡的安全性。匯聚層引入了0TN設備，在全市范圍內(nèi)有匯聚節(jié)點5O多個，這些節(jié)點大多數(shù)在規(guī)劃時考慮了數(shù)據(jù)用戶的需求，目前正在積極部署將城域數(shù)據(jù)網(wǎng)光纖直連的接入方式割接至城域傳送網(wǎng)承載，可以滿足更多、更大客戶群的數(shù)據(jù)接入需求。光纖直連方式缺少保護，而且有的數(shù)據(jù)節(jié)點串聯(lián)交換機在三層以上的，跳纖點多，故障點也就多，而且鏈路形式缺乏保護，在網(wǎng)絡安全上存在著極大的隱患。通過傳送網(wǎng)承載就不僅可以避免這種隱患，而且可以極大的提高承載能力，符合網(wǎng)絡融合的趨勢。新型城域傳送網(wǎng)構(gòu)建成功后，某市迅速確實發(fā)展集團客戶的目標，成立了集團客戶部，對外大量宣傳，使運營商向全業(yè)務運營邁出了堅實的第步。有了第一步OTN網(wǎng)絡的基礎(chǔ)，使OTN+PTN的搭建成為可能，PTN網(wǎng)絡建設也在建設中。有了OTN網(wǎng)絡的基礎(chǔ)，使得PON技術(shù)接入終端用戶也成為可能，全省PON網(wǎng)絡建設也在建設中。有了強大的帶寬資源，發(fā)展全業(yè)務不再是一句空話，正所謂家里有糧，心不慌。因為運營商承攬的集團客戶的增多，以及PTN，OLT設備都要利用0TN網(wǎng)絡建設的環(huán)承載網(wǎng)絡。因此第二期的擴容工程已經(jīng)開始。當時規(guī)劃就考慮了后期擴容，因此擴容就會很方便，只要增加相應的板件，就可以滿足，而且核心層設備是按80"40G的容量考慮的，網(wǎng)絡容量是非常大的。
0TN網(wǎng)絡在核心層和匯聚層建設的成功是將來后續(xù)網(wǎng)絡建設的有力保障，因此新型城域傳送網(wǎng)可以說具有很強大的延伸作用。某市核心/骨干層采用速率為80/40X10GE的OTN組網(wǎng)，OTN在解決光纖資源不足和光纖距離不足問題的同時，提供了更加靈活的波長調(diào)度功能匯聚層則可采用速率為10GE的PTN組網(wǎng)，環(huán)上節(jié)點數(shù)控制在48個。按入層采用速率為GE的PTN組網(wǎng)，接入環(huán)節(jié)點數(shù)控制在l5個以內(nèi)。PON設備可以直接承載在0TN網(wǎng)絡上，也可以承載在PTN設備上，然后通過PTN網(wǎng)絡上傳至0TN核心層網(wǎng)絡再上傳，因此業(yè)務上行和下行的傳送都十分方便，而且網(wǎng)絡安全性極高。
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