光傳輸技術運用

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光傳輸技術經過近lO年的發展，已經遠遠超過了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，成為面向多業務適應未來通信傳輸的熱門光網絡技術。面臨新業務不斷推出，MSTP面向傳送業務分組化，ASON面向傳送網絡動態化，兩者的有機結合為未來的通信網絡提供了最完善的傳輸解決方案。隨著社會的進步，科學技術的日益提高以及人民生活水平的逐步增長，尤其是隨著數據業務的增長需求，使得通信技術得以迅速發展，截止2009年底全球移動用戶達到46億，到2010年底這個數字將為50億。

2009年底全球移動寬帶用戶超過6億，國際電信聯盟預計，2010年將超過1O億。數據業務在全國各個城市日漸普及，許多企事業單位對此業務越來越需求，數據專線業務市場發展前景非?？捎^。開通了數據專線的企事業單位，也可以成為宣傳此業務的范例，日后將會有更多單位看到次業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絡技術的不斷提高，移動通信網絡正在面臨著巨大的挑戰。通信行業重組后，電信、移動、聯通成為全業務運營商，同時形成了相互競爭的局面，在這種新的局面下，各個運營商對全業務市場的把握，就成為了競爭的關鍵。首先需要了解什么是全業務，全業務是不但是指平時人民的日常語音通話業務，還包含了網絡數據業務等，不但是無線通話，還包括固話。語音業務也由原來單一語音通話，增長為視頻語音通話，還有手機上網等各種數據業務的需求。這就需要網絡達到一個可以隨時隨地，都能達到高速率的網絡傳輸要求。傳輸的帶寬也由原來的2M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，由此增加的網絡傳輸和交換負擔就變得更加沉重。在數據業務如此發展的狀態下，搞好基礎網絡的建設，保證傳輸質量，提供多業務發展的有力健康平臺，就成為各個運營山需要迫切解決的問題?；谶@種需要，對現有新的通信技術的采用、綜合就成為一個有效的途徑。

作為整個通信網絡的基礎平臺一光傳送網絡，在整個網絡運營中的重要地位就不言而喻，正因為如此，研究光傳送網和光網絡技術對滿足移動通信網絡的增長需求，建設一個嶄新的基礎傳輸網絡，提高全業務的競爭能力，形成全業務運營具有非常重要的現實意義。本課題針對傳送網進行研究，分析現有傳送網在各方面是否滿足多業務運營模式的需求。如果不能滿足，針對現有傳送網存在的問題，構建一個什么樣的新型傳送網才能既有效解決現網存在問題并能滿足多業務發展的需要，同時又能合理利用現有網絡資源，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：最底層是基礎傳輸層，第二個層次是服務層，最上層就是業務應用。下一代網絡的目標是基于IP的網絡代替的傳統的網絡并融合通信網、電視網、因特網這4種網絡，業務的范圍包括原有的語音、電視節目、數據傳輸等業務，又能保證新增的各種業務都能在一個安全可靠的環境下運行，未來發展的趨勢肯定是多種高帶寬數據業務及語音業務的融合。移動通信網絡的平穩快速的轉型，由原來的單一業務調整為與各個行業及業務相適應的網絡發展需求種過渡。通信網絡在經歷了以往通信業務發展的沖擊后，正面臨著前所未有的新一輪的考驗，這次考驗對基礎網絡的要求，在網絡可靠性及傳輸容量上都是一個相當大的沖擊，傳送網應如何演進，才能適應新形勢下通信業務需求，就值得研究和思考。多業務對網絡的基本要求就是超大帶寬需求、多場景接入、高質量高品質業務保障，多業務運營必然要求從業務、終端、網絡到運維等進行全方位的融合，網絡的融合是實現所有融合的基礎。IP技術以其高效、開放、靈活、低成本的優勢成為實施融合的最佳手段。為了迎接全業務運營時代的到來，網絡向ALLIP演進將成為一項戰略舉措。未來運營商的網絡必然是把滿足這種新的業務需求為目的的網絡建設作為自己的核心任務。隨著各種新業務的出現，新的網絡建設，技術要求都需要不斷的提高和更新，建設一個可持續發展，并能滿足新業務需求的網絡就成為目前各個運營商需要迫切解決的問題。

OTN，PTN，ASON，PON等光網絡技術的出現，打破了傳統的SDH技術這種單一的傳輸方式的情況，使得傳輸網絡得到新鮮的血液。本課題就是研究在新的業務增長情況下本地城域網絡怎樣建設，如何納入新的網絡技術，如何組網，以及這種組網方式的優劣是什么?本文力求尋找一種新的傳送網網絡結構以便能滿足這種快速發張的網絡需求，并能符合未來網絡發展的方向，通過研究這幾種光網絡技術的原理以及技術特點，并揚長補短將這幾種技術合理應用到構建新型城域傳送網上，期待解決目前傳送網的不足，并能順應傳送網發展趨勢，滿足運營商多業務運營模式的需求。確立面向用戶業務增長需求的新一代的城域網發展目標和結構，研究目前本地城域網的各種新業務的發展方向，以便確保網絡的健康發展。在構建新型城域傳送網的同時，使得現有基礎網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量的全業務需求，同時，能夠降低對建成的網絡的維護成本，提高服務質量，實現本地城域網絡建設的健康穩步發展。光纜傳輸的實現與發展形成了它的幾個優點。相對于銅線每秒1．54MHZ的速率光纖網絡的運行速率達到了每秒2．5GB。從帶寬看，很大的優勢是：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。在系統的一端是發射機，是信息到光纖線路的起始點。發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換成等效的編碼光脈沖。使用發光二極管或注入式激光器產生光脈沖，同時采用透鏡，將光脈沖集中到光纖介質，使光脈沖沿線路在光纖介質中傳輸。由內部全反射原理可知，光脈沖很容易沿光纖線路運動，光纖內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。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、重量輕等優點，所以在長距離傳輸和特殊環境等方面具有無法比擬的優勢。傳輸介質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，不導電，不會因斷路、雷擊等原因產生火花，因此安全性強，在易燃，易爆等場合特別適用。隨著業務的迅速發展，移動商務等新的應用不斷涌現，城域網承載的數據業務將不斷增長，對承載這些業務的平臺的要求也越來越高，目前城域網技術的發展有三個主流方向，即IP城域網技術、城域以太網技術、光城域網技術IP城域網技術和城域以太網技術均屬于城域數據網范疇，光城域網屬于傳送網范疇。IP城域網指利用路由器組網，核隊匯聚節點之間利用POS端口互連。城域以太網指利用L2／L3交換機組網，節點之間利用裸光纖互連。光城域網的核心是利用光傳輸網絡直接承載IP／Ethemet，為上層的業務提供更有效的承載。可以使用各種光纖電路承載IP／Ethemet：SDH／SONE廠連接、D~DM／CWDM連接或者RPR連接。3G和全業務競爭，導致城域網不僅承載2G／3G語音和數據業務，還需承載集團客戶和家庭業務。城域網需要擴大規模并考慮多業務統一承載，對于基站與高價值集團客戶等高價值業務和普通集團客戶與家庭寬帶等低價值業務，需要合理選擇組網技術；增強對于大規模數據業務的控制和管理?，F網鋼性管道根本不能適應業務彈性需求和突發性需求?，F有網絡難以保證對所有業務的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，城域網需要提供更高精度的同步信號傳送能力，而改造現有MSTP／SDH網絡成本較高。根據集團對全業務城域傳送網建設指導意見：“加快建設面向全業務的基礎網絡設施，提高全業務競爭能力，滿足現階段各類業務需求，適應網絡未來演進”的要求，構建新型城域傳送網以適應全業務的發展需求。

構建綜合承載網(新型城域傳送網)的成功，有力的補充了原有的SDH環的不足，解決了現有網絡存在的問題現有網絡不能滿足GE以上顆粒的大量調度，而且僅有的4個DwDM環通道也已用盡，不能提供電路。OTN構建的城域傳送網有靈活的上層調度機制，滿足了全市范圍內電路的隨意調度。新建的OTN綜合承載機房極大滿足了PTN、OLT、數據等設備的放置，使得PTN、OLT網絡以及數據業務割接的各項后續工程能夠順利展開。如果作個比喻，將OTN構建的城域傳送網比作是房子的地基，那么地基搭建得結實可靠是房子承載能力高的基礎，是今后開展全業務的基礎。有了OTN網絡的搭建，IP城域數據網、PTN匯聚層、接入層網絡以及用戶側(如PON網絡)都可以在OTN網絡上承載，因此可以說新城域傳送網的構建為全網奠定了基石作用。大顆粒的業務接入能力以及多種業務接口滿足了不同用戶的需求。構建新型城域傳送網核心層引入OTN設備構建的核心層網絡，結構為MESH網并加載AS0N智能平面，網絡管理和維護更加靈活方便，大顆粒的電路調度滿足了數據業務對傳送網的要求。在沒有構建此網絡以前，例如IDC接入CMNET骨干路由器NES000E需要10GE的電路，傳統的SDH網絡根本無法提供。

引入0TN設備緩解了目前數據網絡的壓力，并提高了網絡的安全性。匯聚層引入了0TN設備，在全市范圍內有匯聚節點5O多個，這些節點大多數在規劃時考慮了數據用戶的需求，目前正在積極部署將城域數據網光纖直連的接入方式割接至城域傳送網承載，可以滿足更多、更大客戶群的數據接入需求。光纖直連方式缺少保護，而且有的數據節點串聯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，在網絡安全上存在著極大的隱患。通過傳送網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，符合網絡融合的趨勢。新型城域傳送網構建成功后，某市迅速確實發展集團客戶的目標，成立了集團客戶部，對外大量宣傳，使運營商向全業務運營邁出了堅實的第步。有了第一步OTN網絡的基礎，使OTN+PTN的搭建成為可能，PTN網絡建設也在建設中。有了OTN網絡的基礎，使得PON技術接入終端用戶也成為可能，全省PON網絡建設也在建設中。有了強大的帶寬資源，發展全業務不再是一句空話，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網絡建設的環承載網絡。因此第二期的擴容工程已經開始。當時規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，網絡容量是非常大的。

0TN網絡在核心層和匯聚層建設的成功是將來后續網絡建設的有力保障，因此新型城域傳送網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，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度功能匯聚層則可采用速率為10GE的PTN組網，環上節點數控制在48個。按入層采用速率為GE的PTN組網，接入環節點數控制在l5個以內。PON設備可以直接承載在0TN網絡上，也可以承載在PTN設備上，然后通過PTN網絡上傳至0TN核心層網絡再上傳，因此業務上行和下行的傳送都十分方便，而且網絡安全性極高。