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光傳輸技術(shù)運(yùn)用論文
光傳輸技術(shù)經(jīng)過近lO年的發(fā)展，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了SDH電路交叉和WDM波長(zhǎng)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(wù)適應(yīng)未來通信傳輸?shù)臒衢T光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。面臨新業(yè)務(wù)不斷推出，MSTP面向傳送業(yè)務(wù)分組化，ASON面向傳送網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)化，兩者的有機(jī)結(jié)合為未來的通信網(wǎng)絡(luò)提供了最完善的傳輸解決方案。隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的日益提高以及人民生活水平的逐步增長(zhǎng)，尤其是隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)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(dòng)用戶達(dá)到46億，到2010年底這個(gè)數(shù)字將為50億。
2009年底全球移動(dòng)寬帶用戶超過6億，國(guó)際電信聯(lián)盟預(yù)計(jì)，2010年將超過1O億。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在全國(guó)各個(gè)城市日漸普及，許多企事業(yè)單位對(duì)此業(yè)務(wù)越來越需求，數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)市場(chǎng)發(fā)展前景非�？捎^。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(wù)的范例，日后將會(huì)有更多單位看到次業(yè)務(wù)帶來的高效和便捷，需求量將會(huì)大幅增長(zhǎng)。面對(duì)越來越多的移動(dòng)用戶以及光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷提高，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)正在面臨著巨大的挑戰(zhàn)。通信行業(yè)重組后，電信、移動(dòng)、聯(lián)通成為全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商，同時(shí)形成了相互競(jìng)爭(zhēng)的局面，在這種新的局面下，各個(gè)運(yùn)營(yíng)商對(duì)全業(yè)務(wù)市場(chǎng)的把握，就成為了競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。首先需要了解什么是全業(yè)務(wù)，全業(yè)務(wù)是不但是指平時(shí)人民的日常語音通話業(yè)務(wù)，還包含了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等，不但是無線通話，還包括固話。語音業(yè)務(wù)也由原來單一語音通話，增長(zhǎng)為視頻語音通話，還有手機(jī)上網(wǎng)等各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求。這就需要網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一個(gè)可以隨時(shí)隨地，都能達(dá)到高速率的網(wǎng)絡(luò)傳輸要求。傳輸?shù)膸捯灿稍瓉淼?M傳輸，逐步升級(jí)的8個(gè)2M的單站單方向傳輸，甚至16個(gè)2M的單站單方向傳輸，由此增加的網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換負(fù)擔(dān)就變得更加沉重。在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)如此發(fā)展的狀態(tài)下，搞好基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，保證傳輸質(zhì)量，提供多業(yè)務(wù)發(fā)展的有力健康平臺(tái)，就成為各個(gè)運(yùn)營(yíng)山需要迫切解決的問題�；谶@種需要，對(duì)現(xiàn)有新的通信技術(shù)的采用、綜合就成為一個(gè)有效的途徑。
作為整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)平臺(tái)一光傳送網(wǎng)絡(luò)，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)中的重要地位就不言而喻，正因?yàn)槿绱�，研究光傳送網(wǎng)和光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)滿足移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng)需求，建設(shè)一個(gè)嶄新的基礎(chǔ)傳輸網(wǎng)絡(luò)，提高全業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)能力，形成全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本課題針對(duì)傳送網(wǎng)進(jìn)行研究，分析現(xiàn)有傳送網(wǎng)在各方面是否滿足多業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式的需求。如果不能滿足，針對(duì)現(xiàn)有傳送網(wǎng)存在的問題，構(gòu)建一個(gè)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(wù)發(fā)展的需要，同時(shí)又能合理利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，這是本課題想要解決的問題。最近，國(guó)際上對(duì)下一代的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)剛剛頒布了新的標(biāo)準(zhǔn)，共分成了三個(gè)層次：最底層是基礎(chǔ)傳輸層，第二個(gè)層次是服務(wù)層，最上層就是業(yè)務(wù)應(yīng)用。下一代網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是基于IP的網(wǎng)絡(luò)代替的傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)并融合通信網(wǎng)、電視網(wǎng)、因特網(wǎng)這4種網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)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(wù)，又能保證新增的各種業(yè)務(wù)都能在一個(gè)安全可靠的環(huán)境下運(yùn)行，未來發(fā)展的趨勢(shì)肯定是多種高帶寬數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及語音業(yè)務(wù)的融合。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)快速的轉(zhuǎn)型，由原來的單一業(yè)務(wù)調(diào)整為與各個(gè)行業(yè)及業(yè)務(wù)相適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求種過渡。通信網(wǎng)絡(luò)在經(jīng)歷了以往通信業(yè)務(wù)發(fā)展的沖擊后，正面臨著前所未有的新一輪的考驗(yàn)，這次考驗(yàn)對(duì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的要求，在網(wǎng)絡(luò)可靠性及傳輸容量上都是一個(gè)相當(dāng)大的沖擊，傳送網(wǎng)應(yīng)如何演進(jìn)，才能適應(yīng)新形勢(shì)下通信業(yè)務(wù)需求，就值得研究和思考。多業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的基本要求就是超大帶寬需求、多場(chǎng)景接入、高質(zhì)量高品質(zhì)業(yè)務(wù)保障，多業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)必然要求從業(yè)務(wù)、終端、網(wǎng)絡(luò)到運(yùn)維等進(jìn)行全方位的融合，網(wǎng)絡(luò)的融合是實(shí)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(shì)成為實(shí)施融合的最佳手段。為了迎接全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)時(shí)代的到來，網(wǎng)絡(luò)向ALLIP演進(jìn)將成為一項(xiàng)戰(zhàn)略舉措。未來運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)必然是把滿足這種新的業(yè)務(wù)需求為目的的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)作為自己的核心任務(wù)。隨著各種新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，新的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，技術(shù)要求都需要不斷的提高和更新，建設(shè)一個(gè)可持續(xù)發(fā)展，并能滿足新業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)就成為目前各個(gè)運(yùn)營(yíng)商需要迫切解決的問題。
OTN，PTN，ASON，PON等光網(wǎng)絡(luò)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(luò)得到新鮮的血液。本課題就是研究在新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)情況下本地城域網(wǎng)絡(luò)怎樣建設(shè)，如何納入新的網(wǎng)絡(luò)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(luò)結(jié)構(gòu)以便能滿足這種快速發(fā)張的網(wǎng)絡(luò)需求，并能符合未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向，通過研究這幾種光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的原理以及技術(shù)特點(diǎn)，并揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短將這幾種技術(shù)合理應(yīng)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(yīng)傳送網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，滿足運(yùn)營(yíng)商多業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式的需求。確立面向用戶業(yè)務(wù)增長(zhǎng)需求的新一代的城域網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)和結(jié)構(gòu)，研究目前本地城域網(wǎng)的各種新業(yè)務(wù)的發(fā)展方向，以便確保網(wǎng)絡(luò)的健康發(fā)展。在構(gòu)建新型城域傳送網(wǎng)的同時(shí)，使得現(xiàn)有基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源能夠得到充分合理的利用，又能滿足未來迅速增長(zhǎng)的高帶寬高質(zhì)量的全業(yè)務(wù)需求，同時(shí)，能夠降低對(duì)建成的網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)成本，提高服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)本地城域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的健康穩(wěn)步發(fā)展。光纜傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)與發(fā)展形成了它的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于銅線每秒1。54MHZ的速率光纖網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速率達(dá)到了每秒2。5GB。從帶寬看，很大的優(yōu)勢(shì)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(qiáng)傳輸光纜中信號(hào)。光纖電纜對(duì)諸如無線電、電機(jī)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(zhǎng)遠(yuǎn)維護(hù)角度來看，光纜最終的維護(hù)成本會(huì)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(jī)，是信息到光纖線路的起始點(diǎn)。發(fā)射機(jī)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(shí)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(yùn)動(dòng)，光纖內(nèi)部全反射原理說明了當(dāng)入射角超過臨界值時(shí)，光就不能從玻璃中溢出；相反，光纖會(huì)反射回玻璃內(nèi)。應(yīng)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(qiáng)、安全性能高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，所以在長(zhǎng)距離傳輸和特殊環(huán)境等方面具有無法比擬的優(yōu)勢(shì)。傳輸介質(zhì)是決定傳輸損耗的重要因素，決定了傳輸信號(hào)所需中繼的距離，光纖作為光信號(hào)的傳輸介質(zhì)具有低損耗的特點(diǎn)，光纖的頻帶可達(dá)到1。OGHz以上，一般圖像的帶寬只有8MHz，一個(gè)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(hào)或接點(diǎn)信號(hào)方面更具優(yōu)勢(shì)。光纖傳輸中的載波是光波，光波是頻率極高的電磁波，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(dǎo)電，不會(huì)因斷路、雷擊等原因產(chǎn)生火花，因此安全性強(qiáng)，在易燃，易爆等場(chǎng)合特別適用。隨著業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，移動(dòng)商務(wù)等新的應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，城域網(wǎng)承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將不斷增長(zhǎng)，對(duì)承載這些業(yè)務(wù)的平臺(tái)的要求也越來越高，目前城域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展有三個(gè)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(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)之間利用POS端口互連。城域以太網(wǎng)指利用L2/L3交換機(jī)組網(wǎng)，節(jié)點(diǎn)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(luò)直接承載IP/Ethemet，為上層的業(yè)務(wù)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(wù)競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致城域網(wǎng)不僅承載2G/3G語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，還需承載集團(tuán)客戶和家庭業(yè)務(wù)。城域網(wǎng)需要擴(kuò)大規(guī)模并考慮多業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載，對(duì)于基站與高價(jià)值集團(tuán)客戶等高價(jià)值業(yè)務(wù)和普通集團(tuán)客戶與家庭寬帶等低價(jià)值業(yè)務(wù)，需要合理選擇組網(wǎng)技術(shù)；增強(qiáng)對(duì)于大規(guī)模數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的控制和管理�，F(xiàn)網(wǎng)鋼性管道根本不能適應(yīng)業(yè)務(wù)彈性需求和突發(fā)性需求。現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)難以保證對(duì)所有業(yè)務(wù)的H—QoS，雖然支持頻率同步，但不支持精確時(shí)間同步，對(duì)OAM和保護(hù)等電信級(jí)保護(hù)能力較弱。3G基站對(duì)于空口精確時(shí)鐘和時(shí)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(hào)傳送能力，而改造現(xiàn)有MSTP/SDH網(wǎng)絡(luò)成本較高。根據(jù)集團(tuán)對(duì)全業(yè)務(wù)城域傳送網(wǎng)建設(shè)指導(dǎo)意見：“加快建設(shè)面向全業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，提高全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)能力，滿足現(xiàn)階段各類業(yè)務(wù)需求，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)未來演進(jìn)”的要求，構(gòu)建新型城域傳送網(wǎng)以適應(yīng)全業(yè)務(wù)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(bǔ)充了原有的SDH環(huán)的不足，解決了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)存在的問題現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)不能滿足GE以上顆粒的大量調(diào)度，而且僅有的4個(gè)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(jī)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(jī)房極大滿足了PTN、OLT、數(shù)據(jù)等設(shè)備的放置，使得PTN、OLT網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)割接的各項(xiàng)后續(xù)工程能夠順利展開。如果作個(gè)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(shí)可靠是房子承載能力高的基礎(chǔ)，是今后開展全業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)。有了OTN網(wǎng)絡(luò)的搭建，IP城域數(shù)據(jù)網(wǎng)、PTN匯聚層、接入層網(wǎng)絡(luò)以及用戶側(cè)（如PON網(wǎng)絡(luò)）都可以在OTN網(wǎng)絡(luò)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(wù)接入能力以及多種業(yè)務(wù)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(shè)備構(gòu)建的核心層網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)為MESH網(wǎng)并加載AS0N智能平面，網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)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(wù)對(duì)傳送網(wǎng)的要求。在沒有構(gòu)建此網(wǎng)絡(luò)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(luò)根本無法提供。
引入0TN設(shè)備緩解了目前數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的壓力，并提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性。匯聚層引入了0TN設(shè)備，在全市范圍內(nèi)有匯聚節(jié)點(diǎn)5O多個(gè)，這些節(jié)點(diǎn)大多數(shù)在規(guī)劃時(shí)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(hù)，而且有的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)串聯(lián)交換機(jī)在三層以上的，跳纖點(diǎn)多，故障點(diǎn)也就多，而且鏈路形式缺乏保護(hù)，在網(wǎng)絡(luò)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(luò)融合的趨勢(shì)。新型城域傳送網(wǎng)構(gòu)建成功后，某市迅速確實(shí)發(fā)展集團(tuán)客戶的目標(biāo)，成立了集團(tuán)客戶部，對(duì)外大量宣傳，使運(yùn)營(yíng)商向全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)邁出了堅(jiān)實(shí)的第步。有了第一步OTN網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，使OTN+PTN的搭建成為可能，PTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也在建設(shè)中。有了OTN網(wǎng)絡(luò)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(luò)建設(shè)也在建設(shè)中。有了強(qiáng)大的帶寬資源，發(fā)展全業(yè)務(wù)不再是一句空話，正所謂家里有糧，心不慌。因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商承攬的集團(tuán)客戶的增多，以及PTN，OLT設(shè)備都要利用0TN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的環(huán)承載網(wǎng)絡(luò)。因此第二期的擴(kuò)容工程已經(jīng)開始。當(dāng)時(shí)規(guī)劃就考慮了后期擴(kuò)容，因此擴(kuò)容就會(huì)很方便，只要增加相應(yīng)的板件，就可以滿足，而且核心層設(shè)備是按80"40G的容量考慮的，網(wǎng)絡(luò)容量是非常大的。
0TN網(wǎng)絡(luò)在核心層和匯聚層建設(shè)的成功是將來后續(xù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的有力保障，因此新型城域傳送網(wǎng)可以說具有很強(qiáng)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(shí)，提供了更加靈活的波長(zhǎng)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(diǎn)數(shù)控制在48個(gè)。按入層采用速率為GE的PTN組網(wǎng)，接入環(huán)節(jié)點(diǎn)數(shù)控制在l5個(gè)以內(nèi)。PON設(shè)備可以直接承載在0TN網(wǎng)絡(luò)上，也可以承載在PTN設(shè)備上，然后通過PTN網(wǎng)絡(luò)上傳至0TN核心層網(wǎng)絡(luò)再上傳，因此業(yè)務(wù)上行和下行的傳送都十分方便，而且網(wǎng)絡(luò)安全性極高。
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