《光纤通信 普通高等教育十五 国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 顾畹仪 第06章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光纤通信 普通高等教育十五 国家级规划教材 教学课件 ppt 作者 顾畹仪 第06章（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 光 网 络,6.1 光网络的发展与演变 6.2 光传送网（OTN） 6.3 自动交换光网络 6.4 光突发交换网 6.5 城域光网络 6.6 接入光网络,6.1 光网络的发展与演变,光网络的发展趋向,6.2 光传送网（OTN）,所谓全光通信网是指信号以光的形式穿过整个网络，直接在光域内进行信号的传输、再生、光交叉连接（OXC）、光分叉复用（OADM）和交换/选路，中间不需经过光电、电光转换，因此它不受检测器、调制器等光电器件响应速度的限制，对比特速率和调制方式透明，可以大大提高整个网络的传输容量和交换节点的吞吐量,6.2.1 光传送网的分层结构 SDH传送网和光传送网的分层结构,光信道
2、层负责为各种不同格式的客户层信号选择路由、分配波长和安排连接，从而提供端到端的光通道联网功能。这些功能包括 ： 为灵活的网络选路重新安排光信道连接； 为保证光信道适配信息的完整性处理光信道开销； 为网络层的运行和管理提供光信道监测功能,光复用段层保证相邻两个波长复用设备之间多波长光信号的完整传输，为多波长信号提供网络功能。这些功能包括： 为灵活的多波长网络选路重新安排光复用段连接； 为保证多波长光复用段适配信息的完整性处理光复用段开销； 为段层的运行和管理提供光复用段监测功能,6.2.2 光交叉连接（OXC）节点的结构 评价波长级交换的OXC结构的优劣主要考虑以下主要指标 光通道特性 阻塞特性
3、 模块性 广播和组播发送能力 成本,几种常用的波长级交换的OXC节点的结构 1基于空间光开关矩阵和波分复用、解复用器对的OXC结构,2基于空间光开关矩阵和可调谐滤波器的OXC结构,3支持部分虚波长通道的OXC结构,4由电交叉连接矩阵实现的OXC节点结构,6.2.3 光分插复用器的结构和WDM环形网 OADM在光域内实现了传统SDH的分插复用设备在电域上分插复用的功能，而且对信号的格式与速率具有透明性,几种典型的，也是常用的OADM结构 1基于复用器、解复用器和光开关矩阵的OADM结构 基于复用器、解复用器和光开关的OADM结构,2基于阵列波导光栅（AWG）的OADM结构,3基于光纤光栅和光环形
4、器的OADM,典型WDM光环形网的结构 1两纤复用段共享保护环 单向和双向工作环路原理图 两纤单向复用段共享保护环,2二纤光通道倒换环 两纤通道保护环,2二纤光通道倒换环 WDM多纤环配置,6.2.4 IP over WDM技术 IP over WDM协议栈的发展,重叠模型和对等模型两种基本的IP和光互联网络的结构模型,6.3 自动交换光网络（ASON）,6.3.1 ASON的体系结构,6.3.2 ASON的控制平面 控制平面由独立的或者分布于网元设备中的、通过信令通道连接起来的多个控制节点组成。而控制节点又由路由、信令、资源管理和自动发现等功能模块组成,6.3.3 ASON的三种连接 1交换
5、连接（SC）,2永久连接（PC） 3软永久连接（SPC）,6.3.4 ASON的特点 控制为主的工作方式 分布式智能 多层统一与协调 面向业务,6.4 光突发交换网,6.4.1光突发交换的网络结构和节点结构 一种OBS网络结构和节点结构,OBS原理,OBS的主要优点 ： 具有中等交换粒度，具有较低的控制开销； 从不同源端到不同宿端的突发分组可以利用统计复用的方式，有效地利用链路上相同波长的带宽，带宽的使用效率较高； BHP和BDP的分离，有效降低了中间交换节点的复杂度和对光器件的要求：中间节点可以不需要光缓存，同步要求低； 带宽单向预留，等待时延短,6.4.2 OBS的MAC层和封装技术 OB
6、S的MAC层,MAC层需要完成以下功能 把输入的分组封装成突发数据分组，突发数据分组的长度可以相等，也可以不等； 将突发数据分组送入排队队列，当突发分组位于队首时，设置合适的偏置时间，并且发送一个包含有路由信息、突发包长度和偏置时间等信息的突发控制分组； 数据包成帧，经过偏置时间后，将其发送入光层,6.4.3 OBS的协议 OBS采用带外信令方式，主要代表： TAG （Tell-And-Go）协议 RFD（Reserve a Fixed Duration）协议 基于该方法的一个杰出代表是JET（Just Enough Time）协议,6.4.4 光突发交换与自动交换光网络 基于WDM技术的自动
7、交换光网络（ASON）成为下一代光网络的主流方向。 ASON采用扩展的GMPLS协议实现多粒度的交换和多层次的路由，实现网络资源的动态调配和连接的自动建立，成为传送网发展演变的主要方向。,OBS和基于GMPLS的网络有很多相似的地方： （1）两者都是由边缘节点、核心节点和WDM链路组成，OBS网络在边缘节点将输入分组封装成突发数据分组，并产生控制分组；GMPLS网络在边缘节点将输入分组划分成等同转发类（FEC），并分配标记； （2）两者都可以采用带外信令传输方式，载荷数据流在网络中都可实现透明传送和交换； （3）GMPLS网络可以用标签交换技术在入口出口路由器之间建立半永久的数据通道，OBS网
8、络可以通过控制分组在入口出口边缘节点间为载荷建立透明数据通道； （4）GMPLS采用嵌套标记交换路径（LSP）概念，支持SDH级、波长信道级、波长组级和光纤级等多粒度交换，有理由考虑通过协议扩展和节点结构的改善，也支持光突发分组的交换,6.5 城域光网络,6.5.1 城域光网络概况 1光网络按地域分类,2城域网的特点 城域网业务具有多样性，以数据业务为主，多种交换技术和业务网络并存。在单一平台上能够处理多种协议、支持多种业务是城域网具有竞争优势的主要因素。为了支持多种业务类型，需要提供多种标准且容易使用的接口，透明处理各种协议。 以数据为主的城域网业务的流量具有不确定性和突发性，流向容易改变，
9、网络的灵活性十分重要，城域网更需要具有动态带宽分配能力，有良好的扩展性。 城域网的电路调度多，需要有较强的调度和电路配置能力，多样化的生存能力，具有高可靠性和可管理性。 相对骨干网，城域网是较少的用户承担建设、运维费用，因此成本很重要，更需要考虑设备的性价比，希望容易扩展,3城域网的体系结构,6.5.2 城域网的技术选择 1多业务传送平台,2弹性分组环,弹性分组环 （RPR）的特点： （1）环回或源端重选路由保护方式,（2）统计空间复用 （3）业务优先级设置 （4）带宽的公平性分配算法 （5）RPR的实现途径,3基于WDM技术的城域光网络 城域网中可选择的WDM技术是粗波分复用（CWDM） C
10、WDM的工作原理同DWDM，但信道间隔通常比DWDM宽得多 CWDM技术在城域网中应用时，在成本上比DWDM有明显优势,CWDM多业务传输网络结构,4智能城域光网络城域网,智能城域光网络的带宽按需分配,6.6 接入光网络,6.6.1 光纤接入网的定义和概况 接入网通过三个接口与外界交互信息：位于业务侧的业务节点接口（SNI）、位于用户侧的用户网络接口（UNI）和位于管理侧的Q3等标准接口,接入网的配置与接口,6.6.2 有源光网络 1基于SDH/MSTP的点到点有源接入系统 2点到点有源以太网系统,6.6.3 点到多点的无源光网络 1无源光网络技术 无源光网络（PON）是指在交换局和用户之间的
11、光分配网络中没有任何有源电子设备，即在光分支点采用无源光分路器构成的光接入网络，其网络拓扑可以是树型、星形、总线形,PON的优势主要有： PON具有成本低、便于维护、对各种业务透明等优点； 室外设备是纯介质网络，避免了有源设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统的可靠性； 扩容比较简单，不涉及硬件设备改造，只需软件升级，具有良好的扩展性； 对业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率的信号； 能够平滑地过渡到光纤到户（FTTH），是目前FTTH的主要解决方案，因而具有广阔的应用前景,2PON的关键技术 PON的系统框图,关键技术 ： （1）精确测距技术 （2）突发模
12、式,3PON的发展演变 主要的PON技术 ： ATM无源光网络（APON） 以太网无源光网络/吉比特以太网无源光网络 吉比特无源光网络（GPON）,6.6.4 光电混合接入网 1光纤铜轴混合网（HFC） HFC的网络结构 2电缆调制/解调器（Cable Modem）技术,6.6.5 光纤到户（FTTH） FTTH作为广义的宽带接入方式，可以适应不同时期、不同用户的多种接入需求，实现低成本、灵活的组网方案 对于带宽需求不高的居民小区普通用户，可以采取光纤到小区，将ONU模块放置在小区，通过这里的中心交换机再接到各个楼的用户； 对于公司用户，可以采用光纤到大楼，公司共享一个ONU模块，根据公司的业务需求，实时动态分配带宽； 对于特殊用户，直接实现FTTH（或光纤到桌面），ONU/ONT模块放置在用户家中，为用户提供传统语音、CATV/HDTV和高速数据服务，这就是今后要实现的真正意义上的FTTH； 对于一些重要会议现场，经常有大量媒体进行现场报道，进行远程视频、网络视频直播，对传输速率要求很高。这时可以采用光纤到桌面（FTTD），将光纤接到新闻现场，提供高速的接入服务,
