第8章 全光與智能光網(wǎng)絡(luò)

1、第8章　全光與智能光網(wǎng)絡(luò),新型光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備下列主要特點(diǎn)。① 標(biāo)準(zhǔn)化的路由選擇和信令傳輸結(jié)構(gòu)。② 基于網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。③ 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和資源自動(dòng)檢測(cè)。④ 基于SONET/SDH環(huán)的靈活的網(wǎng)狀恢復(fù)機(jī)制。⑤ 通過(guò)共享帶寬恢復(fù)的規(guī)劃和應(yīng)用以及分等級(jí)服務(wù)的資源分配。⑥ 通過(guò)快速連接設(shè)備性能和多廠商、內(nèi)部服務(wù)提供商的協(xié)同工作。⑦ 用戶信號(hào)帶寬按需分配。,8.1 全 光 網(wǎng) 絡(luò),8.1.1 全光網(wǎng)絡(luò)的概念8.1.2 全光網(wǎng)絡(luò)的層

2、次結(jié)構(gòu)8.1.3 全光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)8.1.4 全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)8.1.5 全光聯(lián)網(wǎng)器件及其發(fā)展,8.1.1 全光網(wǎng)絡(luò)的概念,全光網(wǎng)絡(luò)是指用戶與用戶之間的信號(hào)傳輸與交換全部采用光波技術(shù)完成的先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)。 它包括光傳輸、光放大、光再生、光交換、光存儲(chǔ)、光信息處理、光信號(hào)多路復(fù)接/分插、進(jìn)網(wǎng)/出網(wǎng)等許多先進(jìn)的全光技術(shù)。 原理上講，全光網(wǎng)絡(luò)就是網(wǎng)中直到端用戶節(jié)點(diǎn)之間的信號(hào)通道仍然保持著光的形式，即端到端的全

3、光路，中間沒(méi)有光電轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸過(guò)程都在光域內(nèi)進(jìn)行。,全光網(wǎng)絡(luò)具有以下優(yōu)點(diǎn)。① 透明性好。② 兼容性好，容易升級(jí)。③ 具備可擴(kuò)展性。④ 具備可重構(gòu)性。⑤ 省掉了大量電子器件。⑥ 可靠性高。⑦ 提供多種協(xié)議的業(yè)務(wù)。⑧ 組網(wǎng)靈活性高。,8.1.2 全光網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu),全光網(wǎng)絡(luò)本身可劃分為三層，即光路層、光通道層以及傳輸媒質(zhì)層，如圖8-1所示。 圖中的電路層本身不屬于光網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，然而是不可缺少

4、的，它是介乎用戶與光網(wǎng)絡(luò)之間的通信網(wǎng)絡(luò)。,圖8-1 全光網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu),,8.1.3 全光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),1．光分插復(fù)用器,OADM的功能是從傳輸設(shè)備中有選擇的下路通往本地的信號(hào)，同時(shí)上路本地用戶發(fā)往另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)。,OXC的主要功能是分離本地交換業(yè)務(wù)和非本地交換業(yè)務(wù)。 OXC由光輸入放大器、光解復(fù)用器、光波長(zhǎng)可調(diào)濾波轉(zhuǎn)換器、交換矩陣、光波分復(fù)用器和光輸出放大器組成。 光波長(zhǎng)可調(diào)濾波轉(zhuǎn)換器和交換矩陣構(gòu)成了OXC的核心

5、部分。,2．光交叉連接設(shè)備,圖8-3 光分插復(fù)用設(shè)備的結(jié)構(gòu),,圖8-4 光交叉連接設(shè)備的一般結(jié)構(gòu),OADM允許不同光網(wǎng)絡(luò)的不同波長(zhǎng)信號(hào)在不同的地點(diǎn)分插復(fù)用；OXC設(shè)備允許不同網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)組合，按需分配波長(zhǎng)資源，實(shí)現(xiàn)更大范圍的網(wǎng)絡(luò)互連。,4．OADM/OXC在WDM全光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用,8.1.4 全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù),1．全光交換,（1）空分光交換 空分光交換是指空間劃分的交換。（2）時(shí)分光交換 時(shí)分光交換網(wǎng)由時(shí)分型交換

6、模塊和空分型交換模塊構(gòu)成。,（3）波分光交換 波分交換由波長(zhǎng)開(kāi)關(guān)使信號(hào)通過(guò)不同的波長(zhǎng)，選擇不同的網(wǎng)絡(luò)通路來(lái)實(shí)現(xiàn)交換。（4）復(fù)合型光交換 復(fù)合型光交換是指在一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)應(yīng)用兩種以上的光交換方式。（5）自由空間光交換 自由空間光交換可以看作是一種空分交換，它在1mm范圍內(nèi)具有高達(dá)10?m量級(jí)的分辨率。,2．光交叉連接 OXC是全光網(wǎng)中的核心器件，是用于光纖網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備，它與光纖組成了一個(gè)全光網(wǎng)

7、絡(luò)。3．全光中繼 全光中繼是直接在光路上對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大傳輸，用全光傳輸中繼器代替再生中繼器。,可通過(guò)全光放大器來(lái)提高光信號(hào)功率。 色散會(huì)導(dǎo)致光脈沖展寬，發(fā)生碼間干擾，使系統(tǒng)的誤碼率增大。 因此，必須采取措施對(duì)光信號(hào)進(jìn)行再生。 目前，對(duì)光信號(hào)的再生都是利用光電中繼器，即光信號(hào)首先由光電二極管轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)電路整形放大后，再重新驅(qū)動(dòng)一個(gè)光源，從而實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的再生。,4．全光信息的放大和再生技術(shù),（1）光

8、時(shí)分復(fù)用 OTDM是用多個(gè)電信道信號(hào)調(diào)制具有同一個(gè)光頻的不同光信道，經(jīng)復(fù)用后在同一根光纖傳輸?shù)臄U(kuò)容技術(shù)。 OTDM技術(shù)主要包括超窄光脈沖的產(chǎn)生與調(diào)制技術(shù)、全光復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)、光定時(shí)提取技術(shù)。,5．光復(fù)用/解復(fù)用技術(shù),光WDM是多個(gè)信源的電信號(hào)調(diào)制各自的光載波，經(jīng)復(fù)用后在一根光纖上傳輸，在接收端可用外差檢測(cè)的相干通信方式或調(diào)諧無(wú)源濾波器直接檢測(cè)的常規(guī)通信方式實(shí)現(xiàn)信道的選擇。 目前，大部分公司的DWDM系統(tǒng)都是以2

9、.5Gbit/s為基本速率的。 泛歐運(yùn)營(yíng)商HER公司采用Ciena公司的40×2.5Gbit/s系統(tǒng)。 目前，國(guó)內(nèi)武漢郵電研究院的8×2.5Gbit/s WDM系統(tǒng)已用于濟(jì)南—青島工程。,（2）WDM,OADM具有選擇性，可以從傳輸設(shè)備中選擇下路信號(hào)或上路信號(hào)，也可僅僅通過(guò)某個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)，同時(shí)不影響其他波長(zhǎng)信道的傳輸。 特別是OADM可以從一個(gè)WDM光束中分出一個(gè)信道，并且一般是以相同波長(zhǎng)往光載

10、波上插入新的信息。,（3）OADM,網(wǎng)絡(luò)的配置管理、波長(zhǎng)的分配管理、管理控制協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)的性能測(cè)試等都是網(wǎng)絡(luò)管理方面需解決的技術(shù)。 對(duì)光放大器等器件進(jìn)行監(jiān)視和管理一般采用額外波長(zhǎng)監(jiān)視技術(shù)，即在系統(tǒng)中再分插一個(gè)額外的信道傳送監(jiān)控信息。 而光監(jiān)控技術(shù)采用1 510nm波長(zhǎng)，并且對(duì)此監(jiān)控信道提供檢錯(cuò)和糾錯(cuò)的保護(hù)路由。,6．全光網(wǎng)的管理、控制和運(yùn)作,8.1.5 全光聯(lián)網(wǎng)器件及其發(fā)展,1．光有源器件,光有源器件包括激光器

11、、光電探測(cè)器、光放大器。 全光網(wǎng)中常用的是半導(dǎo)體激光器和光纖激光器。,光無(wú)源器件按功能分為光連接器、耦合器、光開(kāi)關(guān)、光衰減器、光隔離器、波分復(fù)用與解復(fù)用器件、光調(diào)制器件、光編碼器件、光交換器件、光存儲(chǔ)器件、光邏輯器件；按結(jié)構(gòu)類(lèi)型分為光纖器件、光纖光柵器件、平面波導(dǎo)器件、微光電機(jī)械器件、集成器件。,2．光無(wú)源器件,（1）光連接器 按插孔的結(jié)構(gòu)形式分有O型、C型和V型等；按光纖種類(lèi)和芯數(shù)分有多模、單模光纖連接器，多芯、單芯光

12、纜連接器等；按應(yīng)用場(chǎng)合分有通用式、現(xiàn)場(chǎng)裝配式、密封式和穿墻式等。（2）光定向耦合器 光定向耦合器可分為拼接式、拉錐式、棱鏡式、平面式等。,星形耦合器按其對(duì)稱性又可分為1×n型和n×n型等。 按結(jié)構(gòu)與工藝的不同，星形耦合器可分為拉錐式、攪模棒式等 星形耦合器主要用于星形光纖網(wǎng)絡(luò)。 T形耦合器是使兩個(gè)端機(jī)接到一個(gè)主傳輸線路上去的器件。,（3）星形和T形耦合器,一般有機(jī)械開(kāi)關(guān)、矩陣光開(kāi)關(guān)

13、、熱光開(kāi)關(guān)、硅開(kāi)關(guān)、電光開(kāi)關(guān)、聲光開(kāi)關(guān)、全息光柵開(kāi)關(guān)、半導(dǎo)體光邏輯門(mén)、波導(dǎo)開(kāi)關(guān)、馬赫-曾德干涉儀型開(kāi)關(guān)、噴墨氣泡光開(kāi)關(guān)、液晶光開(kāi)關(guān)和微機(jī)械等光開(kāi)關(guān)。,（4）光開(kāi)關(guān)器件,它是使光路的光能按一定比例衰減的器件。 光衰減器的主要類(lèi)型有光可變衰減器和光固定衰減器。,（5）光衰減器,它是一種互易性光無(wú)源器件，在它的工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)，對(duì)正向傳輸光損耗很小，對(duì)反向傳輸光損耗很大。,（6）光隔離器,波分復(fù)用器是使兩個(gè)或兩個(gè)以上不同波長(zhǎng)的光載波共用

14、一個(gè)光路的器件。 波分解復(fù)用器是使共用一個(gè)光路的不同波長(zhǎng)的多個(gè)光載波分到各自光路中去的器件。,（7）波分復(fù)用和解復(fù)用器,它是一種改變光束參量傳輸信息的器件，目前常采用電光調(diào)制器和聲光調(diào)制器，有時(shí)也采用磁光調(diào)制器、吸收調(diào)制器和干涉調(diào)制器。,（8）光調(diào)制器,（9）光編碼器 它的作用是產(chǎn)生相應(yīng)的地址碼序列。（10）光交換器件 光交換器件主要包括可調(diào)諧光器件、波長(zhǎng)變換器、波長(zhǎng)選擇器、路由選擇器（模塊）等。,（11）光緩

15、存器 它是實(shí)現(xiàn)光信號(hào)存儲(chǔ)和邏輯運(yùn)算的器件。（12）光邏輯器件 光信號(hào)在傳輸與交換過(guò)程中要進(jìn)行各種邏輯運(yùn)算，較成熟的光邏輯器件有對(duì)稱型自電光效應(yīng)器件、基于多量子阱DFB的光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)器件、基于光學(xué)非線性的與門(mén)等。,光子集成器件主要是指光路集成器件和實(shí)用化光電子集成模塊等。 它主要包括光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)和光收發(fā)機(jī)。,3．光子集成器件,未來(lái)的高速、大容量全光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要重點(diǎn)解決高速光傳輸、復(fù)用與解復(fù)用技術(shù)、光分插復(fù)用

16、技術(shù)、光交叉互連技術(shù)、集成陣列波導(dǎo)器件、光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)集成面陣、高性能集成探測(cè)器和集成光源技術(shù)等技術(shù)。,4．全光聯(lián)網(wǎng)器件的發(fā)展,光器件的發(fā)展過(guò)程可歸結(jié)于以下幾條主線。 ①纖維光學(xué)和集成光學(xué)共同發(fā)展，互為補(bǔ)充。 ②分離器件和集成化器件將長(zhǎng)期共存，但發(fā)展趨勢(shì)是集成化。 ③光波導(dǎo)理論和電磁波理論是構(gòu)成光無(wú)源器件的理論基礎(chǔ)。 ④高、精、尖的加工技術(shù)是光器件的基本保證。 ⑤尋找新的光器件所需的新型光學(xué)材料。

17、 ⑥在光域中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化、路由、保護(hù)和自愈。,8.2 智能光網(wǎng)絡(luò),8.2.1 智能光網(wǎng)絡(luò)的概念8.2.2 智能光網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)8.2.3 智能光網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù),8.2.1 智能光網(wǎng)絡(luò)的概念,智能光網(wǎng)絡(luò)是一種以軟件為核心的，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò)帶寬分配和調(diào)度的新型網(wǎng)絡(luò)。 它引入了動(dòng)態(tài)交換、信令與策略驅(qū)動(dòng)控制的概念，特別是引入了業(yè)務(wù)層與傳送層之間的自動(dòng)協(xié)同工作機(jī)制。 智能光網(wǎng)絡(luò)的重要任務(wù)是定義一個(gè)通用

18、標(biāo)準(zhǔn)的控制面來(lái)高效地控制網(wǎng)絡(luò)資源。 它的優(yōu)勢(shì)集中表現(xiàn)在組網(wǎng)應(yīng)用的動(dòng)態(tài)、靈活、高效和智能方面。,主要好處有：提供了靈活、安全的Mesh組網(wǎng)、業(yè)務(wù)路徑優(yōu)化、業(yè)務(wù)調(diào)度、業(yè)務(wù)可恢復(fù)性和差異化的業(yè)務(wù)服務(wù)； 提高了網(wǎng)絡(luò)生存性、帶寬利用率和網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性； 縮短了業(yè)務(wù)建立、帶寬動(dòng)態(tài)申請(qǐng)和釋放的時(shí)間； 簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)管理； 加快了端到端的業(yè)務(wù)提供、配置、拓展和恢復(fù)速度；,減少了組網(wǎng)成本和維護(hù)管理運(yùn)營(yíng)費(fèi)用；網(wǎng)絡(luò)資源、拓?fù)?/p>

19、可自動(dòng)發(fā)現(xiàn)；帶寬可動(dòng)態(tài)申請(qǐng)和釋放； 網(wǎng)絡(luò)負(fù)載自動(dòng)均衡和優(yōu)化； 最終實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)，不同廠家互連、互通； 還可以引入新的增值業(yè)務(wù)類(lèi)型和新商業(yè)模式，如按需帶寬、帶寬出租、批發(fā)、貿(mào)易、分級(jí)的帶寬業(yè)務(wù)、動(dòng)態(tài)波長(zhǎng)分配租用業(yè)務(wù)、光撥號(hào)業(yè)務(wù)、動(dòng)態(tài)路由分配、光虛擬專用網(wǎng)、業(yè)務(wù)等級(jí)協(xié)定等 。,8.2.2 智能光網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),圖8-7 智能光網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),傳送平面由交換實(shí)體的傳送網(wǎng)網(wǎng)元組成，主要完成連接/拆線、交換（選路）和

20、傳送等功能，傳送網(wǎng)中的“智能”只集中在統(tǒng)一的網(wǎng)管上。,1．傳送平面,ASTN/ASON智能光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的呼叫控制和連接控制的功能都是由控制平面完成的。 控制平面接口的主要功能是用于實(shí)現(xiàn)控制平面與上層用戶之間、控制平面內(nèi)部各功能實(shí)體之間以及控制平面與傳送平面、管理平面之間的連接。 控制平面的核心功能是連接控制功能，它實(shí)際上是控制平面對(duì)傳送平面的智能化操作。,2．控制平面,完成光網(wǎng)絡(luò)連接的方式有以下3種。① 指配方式。② 信

21、令方式。③ 混合方式。,管理平面對(duì)控制平面和傳送平面進(jìn)行管理，管理平面的主要功能是建立、確認(rèn)和監(jiān)視光通道，并在需要時(shí)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)和恢復(fù)。,3．管理平面,8.2.3 智能光網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù),1．智能光網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)技術(shù),光節(jié)點(diǎn)提供端到端的光通道連接和分插復(fù)用，對(duì)光通道進(jìn)行優(yōu)化配置和動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)疏導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)支撐骨干業(yè)務(wù)網(wǎng)的流量工程，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)與恢復(fù)。,光節(jié)點(diǎn)的主要功能如下。 ① 連接和帶寬管理、提供光信道的連接和波長(zhǎng)上/下路功能。

22、 ② 波長(zhǎng)整形。 ③ 多業(yè)務(wù)接口。 ④ 在波長(zhǎng)層面的保護(hù)和恢復(fù)。 ⑤ 動(dòng)態(tài)分配波長(zhǎng)。 ⑥ 將光節(jié)點(diǎn)與核心路由器耦合。 ⑦ 新業(yè)務(wù)提供。,OTN中光通路路由狀態(tài)監(jiān)測(cè)是指對(duì)進(jìn)入節(jié)點(diǎn)的光通路的路由狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，要求完成的功能有：確定該光通路是否連通；是否按照要求正確地配置光通路的路由；如果沒(méi)有連通，故障點(diǎn)在何處；如果沒(méi)有正確配置，問(wèn)題出在什么地方。,2．光通路路由狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù),光通路路由狀態(tài)監(jiān)測(cè)技

23、術(shù)主要分為3大類(lèi)。 （1）間接監(jiān)測(cè)法。此類(lèi)方法通過(guò)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)中各開(kāi)關(guān)部件的狀態(tài)來(lái)間接監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的路由狀態(tài)。 （2）節(jié)點(diǎn)內(nèi)的標(biāo)記、監(jiān)測(cè)和去標(biāo)記法。 此類(lèi)方法的基本思想是在節(jié)點(diǎn)的入口處給進(jìn)入節(jié)點(diǎn)的各光通道打上標(biāo)記；在節(jié)點(diǎn)內(nèi)設(shè)定的監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)標(biāo)記進(jìn)行提取以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)功能；在節(jié)點(diǎn)的出口將標(biāo)記去除。 （3）全網(wǎng)范圍的標(biāo)記、監(jiān)測(cè)法。 此類(lèi)技術(shù)的基本思想是給光通道打上一個(gè)惟一的標(biāo)記，在網(wǎng)絡(luò)的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)根據(jù)這一標(biāo)記來(lái)確定光通

24、路的路由狀態(tài)。,根據(jù)標(biāo)記加載方法的不同，可以分為電域標(biāo)記法、副載波標(biāo)記法和pilottone法。 ① 電域標(biāo)記法。 利用OTN提供的網(wǎng)管開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)，在電域進(jìn)行光通路的標(biāo)記加載。 ② 副載波標(biāo)記法。將標(biāo)記用副載波的方式與信息通道一起復(fù)用起來(lái)進(jìn)行傳輸。 ③ pilottone加載標(biāo)記法。它的基本原理是在載荷信息幅度調(diào)制的基礎(chǔ)上，加上1個(gè)淺調(diào)制深度的低頻幅度調(diào)制。,開(kāi)發(fā)OXC的核心技術(shù)是大容量的交叉矩陣。

25、 大交叉矩陣用1×2或2×2的機(jī)械光開(kāi)關(guān)級(jí)聯(lián)的方式是實(shí)現(xiàn)不了的，為此出現(xiàn)了新的光開(kāi)關(guān)技術(shù)——微電子機(jī)械系統(tǒng)，它具有以下特點(diǎn)：可支持多達(dá)1～152對(duì)輸入輸出端口，突破了運(yùn)營(yíng)商需求的最低值規(guī)模；真正實(shí)現(xiàn)了全光的網(wǎng)絡(luò)。 智能光網(wǎng)絡(luò)的硬件光交叉，是采用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)全光OXC一種方向。 采用光—電—光的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)大容量的光波長(zhǎng)交叉OXC也是一種手段。,3．大容量交叉矩陣,GMPLS有以下幾個(gè)新的特點(diǎn)。 ①

26、 使用帶外控制信道。 ② 支持廣義標(biāo)簽。 ③ 支持廣義標(biāo)簽交換路徑，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽交換路徑嵌套。 ④ 允許建立雙向標(biāo)簽交換路徑。 ⑤ 采用受限的最短路徑優(yōu)先的選路。 ⑥ 引入了鏈路綁定的概念。,4．通用多協(xié)議標(biāo)簽交換,⑦ 將標(biāo)簽交換路徑攜帶的凈荷類(lèi)型擴(kuò)展至SDH、1Gbit/s或10Gbit/s以太網(wǎng)幀信號(hào)。 ⑧ 采用相鄰轉(zhuǎn)發(fā)方式。 ⑨ 允許上游節(jié)點(diǎn)提議請(qǐng)求建立。 ⑩ 由下游節(jié)

27、點(diǎn)來(lái)限制標(biāo)簽范圍。 標(biāo)簽交換路徑在目的側(cè)選擇端口。 將控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面分開(kāi)。 在低層中創(chuàng)建的標(biāo)簽交換路徑可以構(gòu)成應(yīng)用于高層中的標(biāo)簽交換路徑。,新一代智能化光網(wǎng)絡(luò)。 研究?jī)?nèi)容主要包括：NGN中的動(dòng)態(tài)靈活光網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)互通，新型的光互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，面向業(yè)務(wù)的融光交換、光信息處理和光存儲(chǔ)為一體的光節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，高性價(jià)比的光接入模塊與光纖到家庭新技術(shù)，高速可調(diào)諧波長(zhǎng)光波技術(shù)與光波資源利用機(jī)制，光子網(wǎng)

28、格體系結(jié)構(gòu)與中間件技術(shù)，新型光交換與光互聯(lián)技術(shù)，納米光電子技術(shù)，光子晶體應(yīng)用技術(shù)，光網(wǎng)絡(luò)的可管理性、應(yīng)用的便捷性及與其他網(wǎng)絡(luò)的融合性等。,8.3 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò),8.3.1 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的基本概念8.3.2 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)8.3.3 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù),8.3.1 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的基本概念,1．自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的定義,所謂ASON是以現(xiàn)有傳送網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，再引入動(dòng)態(tài)交換的概念，在網(wǎng)元中實(shí)現(xiàn)一定的智能，在信令和路

29、由協(xié)議控制下，由網(wǎng)元和控制平面動(dòng)態(tài)地、自動(dòng)地完成光傳送、連接和交換的傳輸和控制功能，完成端到端光通道的建立、拆除和修改，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)的按需分配。,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅰ⒖捎玫馁Y源信息、配置信息等動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)最佳恢復(fù)路由。 ① ASON中的“自動(dòng)交換”的含義主要是指遵循標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議所引起的交叉或交換。 ② ASON并非意味著一定要是全光網(wǎng)絡(luò)。,① 在光層上實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)按需業(yè)務(wù)分配。 ② 完善

30、的網(wǎng)絡(luò)生存技術(shù)，高效、靈活、可靠的保護(hù)與恢復(fù)能力。 ③ 具有分布式處理功能。 ④ 與所傳送客戶層信號(hào)的比特率和協(xié)議相獨(dú)立。,2．自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),⑤ 實(shí)現(xiàn)了控制平臺(tái)與傳送平臺(tái)的獨(dú)立。 ⑥ 網(wǎng)元具有智能性。 ⑦ 與所采用的技術(shù)相獨(dú)立。 ⑧ 鏈路管理、連接進(jìn)入控制和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)管理。 ⑨ 路由選擇包括自動(dòng)路由計(jì)算和確定及路由發(fā)現(xiàn)。 ⑩ 支持各種帶寬的交換和管理。 具備自

31、動(dòng)資源發(fā)現(xiàn)功能。,ITU-T的ASON的系列標(biāo)準(zhǔn)。,3．自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì),圖8-8 ITU-T ASON的系列標(biāo)準(zhǔn),8.3.2 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),1．自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu),ASON在結(jié)構(gòu)上采用了層次性的、可劃分為多個(gè)自治域的概念性結(jié)構(gòu)。,圖8-9 ASON的層次結(jié)構(gòu),（1）UNI是用戶與網(wǎng)絡(luò)間的接口，是不同域、不同層面之間的信令接口。 （2）外部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（E-NNI，是屬于不同管理域且無(wú)托管關(guān)

32、系的控制面實(shí)體之間的雙向信令接口。 （3）內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（I-NNI，是屬于同一管理域或多個(gè)具有托管關(guān)系的管理域的控制面實(shí)體之間的雙向信令接口。,其總體結(jié)構(gòu)由傳送平面（TP，Transport Plane）、CP、管理平面（MP，Management Plane）組成 。,2．自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的功能結(jié)構(gòu),TP負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的傳送，MP中存在著3個(gè)管理器，分別是CP管理器、TP管理器和資源管理器，這3個(gè)管理器是實(shí)現(xiàn)管理平面同其他平面之間

33、實(shí)現(xiàn)管理功能的代理；CP通過(guò)信令的交互完成對(duì)用戶平面的控制。 OCC的邏輯功能是負(fù)責(zé)完成連接請(qǐng)求的接受、發(fā)現(xiàn)、選路和連接。,控制平面包括資源發(fā)現(xiàn)、狀態(tài)信息傳播、通道選擇和通道管理等元件。,3．自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的控制平面,控制平面是ASON技術(shù)的核心部分。 它的主要工作是實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)呼叫和連接的有效實(shí)時(shí)配置和控制。 控制平面中的功能塊之間的通信是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口信令方式實(shí)現(xiàn)的。 ASON的具體實(shí)施的關(guān)鍵是對(duì)接口的

34、定義和具體接口之間的協(xié)議方案。,其主要功能有呼叫控制、呼叫許可控制、連接控制、連接許可控制、路由選擇功能、協(xié)議控制功能、鏈路資源管理等。 ① 呼叫控制。 呼叫控制是用來(lái)控制連接建立、釋放、修改和維護(hù)而存在于一個(gè)或多個(gè)用戶應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)之間的信令聯(lián)系。 ② 呼叫許可控制。 發(fā)端呼叫許可控制負(fù)責(zé)確認(rèn)用戶名的有效性和提供合適的參數(shù)。,4．自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)控制平面的主要功能,③ 連接控制。 連接控制負(fù)責(zé)對(duì)所有連

35、接的控制。 ④ 連接許可控制。 連接許可控制用來(lái)確定鏈路上是否有足夠的資源以接納新的連接請(qǐng)求。 ⑤ 路由選擇功能。 路由是控制平面為建立通過(guò)一個(gè)或多個(gè)運(yùn)營(yíng)者網(wǎng)絡(luò)的連接而選擇路徑的功能。 ⑥ 鏈路資源管理功能。 該功能對(duì)分配給連接的鏈路資源的狀況進(jìn)行跟蹤。 ⑦ 協(xié)議控制功能。 該功能負(fù)責(zé)控制信息在網(wǎng)絡(luò)中的可靠傳輸，主要由協(xié)議控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。,控制平面節(jié)點(diǎn)的核心結(jié)構(gòu)組件分成六大類(lèi)

36、：連接控制器（CC，Connection Controller）、路由控制器（RC，Routing Controller）、鏈路資源管理器（LRM，Link Resource Manager）、流量策略器、呼叫控制器（CallC，Call Controller）和協(xié)議控制器（PC，Protocol Controller）。,5．自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)控制平面的功能結(jié)構(gòu)組件,① CC。 它負(fù)責(zé)完成連接請(qǐng)求的接受、發(fā)現(xiàn)選路和連接，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)L

37、RM、RC以及對(duì)等或者下層CC。② RC。 RC響應(yīng)來(lái)自連接控制器對(duì)建立連接所需路由信息的請(qǐng)求，③ LRM。 LRM主要負(fù)責(zé)子網(wǎng)點(diǎn)池鏈路的管理。④ 流量策略器。 檢查輸入用戶連接是否按照約定參數(shù)發(fā)送業(yè)務(wù)。,⑤ CallC。 它既可以扮演主叫或被叫CallC的角色，又可以同時(shí)扮演兩者的角色。 網(wǎng)絡(luò)CallC的主要功能是輸入呼叫請(qǐng)求的處理，輸出呼叫請(qǐng)求的生成，呼叫終結(jié)請(qǐng)求的生成，呼叫終結(jié)請(qǐng)求的處

38、理，基于確認(rèn)呼叫參數(shù)、用戶權(quán)利和接入網(wǎng)絡(luò)資源策略的呼叫許可控制以及呼叫狀態(tài)管理等。⑥ PC。 PC的作用是把控制組件的抽象接口參數(shù)映射到消息中。,8.3.3 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù),1．交換技術(shù),ASON采用光交換將使透明光網(wǎng)絡(luò)成為可能，并可以動(dòng)態(tài)地進(jìn)行光開(kāi)關(guān)交換矩陣的倒換。 而以動(dòng)態(tài)可重配置的、多粒度的光交換設(shè)備為主構(gòu)建的智能化的透明光網(wǎng)絡(luò)極大地簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)。,關(guān)鍵的問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的智能化控制

39、和管理，以使各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如路由器、ATM交換機(jī)、DWDM傳輸系統(tǒng)和光交換機(jī)能夠協(xié)同工作共同構(gòu)建智能化的光網(wǎng)絡(luò)。 其中主要包括：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜唾Y源的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、智能化的光RWA算法、各種不同業(yè)務(wù)的接入和整合技術(shù)、光管理信息的編碼和分發(fā)、網(wǎng)絡(luò)生存性策略和自動(dòng)保護(hù)恢復(fù)等技術(shù)。,2．網(wǎng)絡(luò)的智能化控制和管理,由于光層恢復(fù)具有恢復(fù)可靠性高、恢復(fù)速度快、恢復(fù)成本低、占用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源少等優(yōu)勢(shì)，所以光層恢復(fù)性的研究對(duì)ASON生存能力的提升至關(guān)重要。,3