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1、长途光缆干线工程设备安装设计刘涛2008年4月设备安装设计内容 系统传输制式 系统传输容量及通路组织安排 局站设置 设备安装位置及其安装设计 保证系统正常运行所必需的辅助设备设计 工程投资 系统传输指标设备安装设计依据 主管部门或设计委托单位下达的设计任务书或委托书主管部门或设计委托单位下达的设计任务书或委托书 国家有关法律法规国家有关法律法规 国家标准和部颁标准国家标准和部颁标准 国家颁发的概预算定额国家颁发的概预算定额 信息产业部颁发的概预算编制办法和设计文件编制办法信息产业部颁发的概预算编制办法和设计文件编制办法 我院制订的有关规章制度我院制订的有关规章制度 工程订货合同工程订货合同 设
2、备供应商提供的设备资料设备供应商提供的设备资料 国家和企业发展规划国家和企业发展规划设备安装设计人员的要求 一丝不苟、认真负责的工作态度 不怕苦、不怕累的精神 熟练地使用一门外语和计算机 具有扎实的数字通信和光通信的基础知识，及时跟踪数字通信的最新发展，在工作中灵活地加以应用 具有比较宽的知识面 具有一定的组织协调能力设备安装设计过程 项目建议书 可行性研究报告 初步设计 施工图设计 施工配合 其他工作国内长途光缆干线现状 网络结构 传输技术 光纤长途光缆干线网络结构 最早为点到点线性结构 2000年后逐步变为环网结构 现在逐步向网状网结构发展长途光缆干线采用的传输技术 SDH技术：早期使用6
3、22Mb/s,大量使用2.5Gb/s,结合WDM技术使用10Gb/s WDM技术：早期使用42.5Gb/s,逐步使用162.5Gb/s,大量使用3210Gb/s长途光缆干线使用的光纤 主要采用G.652和G.655，很少采用G.653光纤频谱波段划分 OO波段：波段：1260nm1360nm(G.6521260nm1360nm(G.652光纤光纤) ) E E波段波段：光纤光纤) ) C C波段波段：1530nm1565nm(EDFA1530nm1565nm(EDFA的可用增的可用增益频带益频带) ) S S波段波段：1460nm1530nm(1460nm1530nm(可以是泵浦波长可以是泵浦
4、波长, ,也可以是也可以是OSCOSC波长波长) ) L L波段波段：1565nm1625nm1565nm1625nmG.652光纤的主要特点 1983年开始商用 已得到广泛应用 同时具有1550nm和1310nm两个窗口 零色散点位于1310nm窗口 最小衰减位于1550nm窗口 影响今后开放超高速率传输系统原因是1550nm处的色散系数过大G.655光纤的主要特点 1993年开始商用 技术上已完全成熟，开始大规模商用 在15301565nm区域内色散绝对值为1.06.0ps/nm 克服了G.652光纤在1550nm区域内色散过大的缺点 同时基本解决了开放DWDM系统光纤非线性问题ITU-T
5、G.652建议的新发展ITU-T2003年版建议将G.652光纤由三类，变为四类，即除了G.652A、G.652B和G.652C外，增加了G.652D，以适应不同的应用目前G.652光纤特性 G.652A光纤基本上与原来的G.652光纤特性相一致，适用于最高传输速率为2.5Gbit/s的系统，但部分指标有所提高 G.652B光纤适用于最高传输速率为10Gbit/s系统，技术指标除G.652A外，增加了偏振模色散（PMD）指标G.652C/G.652D光纤主要特性 色散和截止波长在色散和截止波长在1310nm1310nm窗口优化窗口优化 13101625nm13101625nm频谱范围内衰耗值频
6、谱范围内衰耗值0.4dB/km0.4dB/km 1383nm1383nm波长处的平均值波长处的平均值所规定的所规定的1310nm1310nm衰耗值衰耗值 G.652CG.652C在在1625nm1625nm处宏弯处宏弯衰耗值衰耗值0.5dB0.5dB， G.652DG.652D在在1550nm1550nm和和1625nm1625nm处宏弯处宏弯衰耗值衰耗值0.5dB0.5dB 最大成缆的最大成缆的PMDPMDQ Q G.652C 0.50dB/km , G.652C 0.50dB/km , G.652D 0.20dB/kmG.652D 0.20dB/kmG.652光纤特性表（一）G.652光纤
7、特性表（二）G655光纤特性表（一）G655光纤特性表（二）G655光纤特性表（三）选择光纤应注意的问题由于G.652光纤具有较大的色度色散系数和光有效截面积,因此,它可以有效地克服光纤非线性的劣化影响，适用于开放对光纤线路色度色散系数要求不高、复用通道数较大的系统，特别是N2.5Gbit/s的DWDM系统；在开放N10Gbit/s的DWDM系统时,则需要采用色散补偿措施,增加了光纤放大器，提高了系统成本，但通道数超过160波后，系统成本将会下降；在开放N40Gbit/s的DWDM系统或将使用波段扩展至L波段，其过大的色度色散系数将成为制约系统使用的主要因素，特别是在使用喇曼光放大器时，其较大
8、的光有效截面积和SPM效应（限制了入纤光功率）将会影响喇曼光放大器作用的有效发挥。 选择光纤应注意的问题由于G.655光纤具有较低的色散系数和较小光有效截面积，因此，它可以有效地克服光纤色度色散系数的劣化影响，适用于开放对通道基础速率为10Gbit/s甚至40Gbit/s的系统；在开放N10Gbit/s的DWDM系统时,其色散补偿的距离是G.652光纤的4-5倍，可以显著地降低系统成本。 选择时应注意的问题此外，由于其光有效截面积比G.652光纤小，故光纤非线性的劣化影响,比G.652光纤大，这导致在G.655光纤（尤其是True Wave RS光纤）上开放3210Gbit/的DWDM系统时，
9、每个跨段允许衰耗比使用G.652光纤时少12dB,特别是以50GHz通道间隔开放N10Gbit/s的DWDM系统时，G.652光纤将会优于G.655光纤；但在开放N40Gbit/s的DWDM系统或将使用波段扩展至L波段时，其较好的色度色散特性，使其具有G.652光纤所无法取代的优势，特别是在使用喇曼光放大器时，优势更为突出，这是由较小的光有效截面积所决定的。 扩展WDM传输系统容量的方法 今后，高速率、大容量今后，高速率、大容量DWDMDWDM系统发展方向主要侧重系统发展方向主要侧重于以下三个方面，一个是提高每个通道的基础速率，于以下三个方面，一个是提高每个通道的基础速率，由由10Gb/s10
10、Gb/s提高到提高到40Gb/s40Gb/s；另一方面，扩展使用波段，另一方面，扩展使用波段，由由C C波段（波段（15301565nm15301565nm）扩展至扩展至L L波段波段（15651620nm15651620nm）；）；最后，减少通道间隔，增加复最后，减少通道间隔，增加复用通道数，通道间隔由用通道数，通道间隔由200GHz200GHz、100GHz100GHz减少到减少到50GHz50GHz乃至乃至25GHz25GHz；复用通道数由复用通道数由1616、3232扩展至扩展至8080、100100甚至甚至200200个通道个通道电信用户及收入发展的趋势 移动超过固定 宽带超过窄带
11、数据超过话音 光网络技术必须适应这一发展的需要目前业务的新特点 由主要支撑话音业务变为主要支撑数据业务 由窄带业务为主变为宽带业务为主 带宽变为可运营的业务 由单一业务变为各种业务 要求迅速提供 要求基于SLA业务对光网络的新要求 必须能够支持数据业务传送 必须能够动态分配带宽 必须能够有效地进行路由选择 能够准确地检测网络或链路故障及性能劣化，进行迅速的恢复 使业务网的逻辑拓扑与传送网物理拓扑无关对光网络的新要求 能够提供各种接口 能够进行带宽细分 能够进行QoS细分 能够快速进行电路配置与调度 能够进行端到端监测未来光传送网的特点 基于软件的光层业务管理基于软件的光层业务管理 以数据和互联
12、网业务为核心以数据和互联网业务为核心 具有智能型光节点具有智能型光节点 具备全光交叉能力具备全光交叉能力 TbitTbit传输容量传输容量 超长距离传输能力超长距离传输能力 与比特率与比特率/ /协议无关的波长管理协议无关的波长管理 从环状网到网状网灵活的网络拓扑更改能力从环状网到网状网灵活的网络拓扑更改能力 提供先进的交换能力提供先进的交换能力现有长途网存在的主要问题 SDHSDH环网过大，最长的环网长达环网过大，最长的环网长达7000km7000km 无法处理多点故障无法处理多点故障 设备厂家过多设备厂家过多 带宽利用率低带宽利用率低 网络升级和扩容难度大网络升级和扩容难度大 无法实现端到
13、端业务调度和质量监测无法实现端到端业务调度和质量监测 无法快速向用户提供基于无法快速向用户提供基于SLASLA的业务的业务现有长途网发展方向 网络结构向网状网发展 根据业务发展的需要，采用ULHDWDM技术 引入ASON技术，特别是控制平面技术 关键在于快速向用户提供基于SLA的业务 实现端到端业务调度和质量监测 网状网的优点 支持多种保护和恢复方式 可以根据用户业务等级提供传送业务 网络资源利用率较高 不受节点瓶颈和多重失效问题的影响 网络生存性较高 可扩展性较强，可以根据业务需求，灵活增加节点网状网的优点 扩容升级灵活，可以分断面进行扩容 容易实现端到端的电路调度和保护，可快速提供各种业务
14、 实现ASON的必由之路LH DWDM 技术优点n n简化了网络结构，便于提供端到端传送业务n n提高了经济效益n n提供了更强的组网和保护能力n n提高了网络的稳定性和运维功能n n具有灵活的升级扩容能力LH DWDM 关键技术n n前向误码校验(FEC)技术n n喇曼放大技术n n遥泵技术n n色散补偿和色散斜率补偿技术n n光纤非线性效应及其抑制技术n n码型调制技术Raman放大器技术 光光纤纤喇喇曼曼放放大大器器是是把把一一定定波波长长的的光光能能泵泵入入光光纤纤线线路路，只只要要光光功功率率足足够够强强，光光纤纤的的喇喇曼曼效效应应会会使使光光纤纤中中传传输输的的光光信信号号得得到
15、到放放大大。与与EDFAEDFA相相比比，由由于于光光纤纤本本身身就就是是放放大大器器，因因此此，输输入入光光纤纤的的光光功功率率可可以以大大大大减减少少，进进而而减减少少光光纤纤非非线线性性的的劣劣化化影影响响；如如果果将将光光纤纤喇喇曼曼放放大大器器与与EDFAEDFA配配合合使使用用，可可以以得得到到平平坦坦的的增增益益带带宽宽。此此外外，光光纤纤喇喇曼曼放放大大器器可可在在光光纤纤的的任任意意波波长长产产生生增增益益，是是目目前前唯唯一一的的全全波波放放大大器器，适适用用于于任任何何一一种种光光纤纤。但但其其具具有低泵浦效率和很强的偏振模依赖性等缺点有低泵浦效率和很强的偏振模依赖性等缺
16、点ASON体系结构控制平面控制平面传送平面传送平面管管理理平平面面数据通信网数据通信网ASON的概念 所谓ASON 是指在ASON 信令网控制之下完成光传送网内光网络连接自动交换功能的新型网络可以看作是具有自动交换功能的新一代的光传送网ASON 应该无需依靠其他层面就能独立支持所需的全部ASON 功能当然也不能破坏其他层面的完整性ASON网络 适应IP业务本身不确定性和不可预见性 能够自动完成网络连接的光传送网 首次在传送网中引入动态交换的概念 将网络资源动态地分配给路由 具有恢复和还原能力ASON的功能 可以动态分配光通路可以动态分配光通路 实现端到端连接的保护和恢复实现端到端连接的保护和恢
17、复 实现数据网网元与光层网元的控制协调将光网实现数据网网元与光层网元的控制协调将光网络资源与数据业务分布自动地联系起来络资源与数据业务分布自动地联系起来ASON的特点的特点 在光层实现动态业务分配 具有端对端网络监控保护、恢复能力 具有分布式处理功能 与所传送客户层信号的比特率和协议相独立，可支持多种客户层信号 实现了控制平面与传送平面的独立 实现了数据网元和光层网元的协调控制ASON的特点的特点 与所采用的技术相独立 网元具有智能 可根据客户层信号的业务等级(CoS)来决定所需要的保护等级ASON的功能的功能 可为用户提供以下业务可为用户提供以下业务 1)1)波长批发波长批发 2)2)波长出
18、租；波长出租； 3)3)带宽运营；带宽运营； 4)4)按使用量付费；按使用量付费； 5)5)光光VPNVPN 6)6)光拨号光拨号 7 7） 可提供基于可提供基于SLASLA业务业务ASON关键特性 分布式恢复分布式恢复 恢复时间较短恢复时间较短 对中等质量的业务高效对中等质量的业务高效 对高质量业务实现灾难性故障恢复对高质量业务实现灾难性故障恢复 新业务类型新业务类型 按需带宽业务按需带宽业务 光层光层VPNVPN 自动网络配置自动网络配置 连接类型连接类型 软永久连接软永久连接 (SPC)(SPC)、交换连接交换连接 (SC)(SC)、永久连接永久连接 (PC)(PC) 简化网管，简化了通
19、路建立和时间简化网管，简化了通路建立和时间ASON支持的连接 永久连接 交换连接 软永久连接ASON连接类型 永久连接永久连接(PC)(PC)：由网管系统利用网管协议建立由网管系统利用网管协议建立永久性光通路连接永久性光通路连接 软永久连接软永久连接(SPC)(SPC)：即由网管系统利用网络产即由网管系统利用网络产生的信令和路由协议来建立连接。这样的电路生的信令和路由协议来建立连接。这样的电路可以自动选路绕过网络失效点。这样的连接不可以自动选路绕过网络失效点。这样的连接不能由用户建立能由用户建立 交换连接交换连接(SC)(SC)：可由用户直接按需要利用信令可由用户直接按需要利用信令和选路协议来
20、动态建立光通路连接这样的连接和选路协议来动态建立光通路连接这样的连接需要有统一的标准网络命名和寻址方案以及需要有统一的标准网络命名和寻址方案以及UNI/NNI UNI/NNI 协议协议ASON网络模型 重迭型网络模型重迭型网络模型重迭型网络模型重迭型网络模型 最大好处是光层提供统一透明平台支持多客户层信号不限定最大好处是光层提供统一透明平台支持多客户层信号不限定IP IP 路路由器由器 可以对客户层屏蔽光层的拓扑细节维护了光网络拥有者的秘密和可以对客户层屏蔽光层的拓扑细节维护了光网络拥有者的秘密和知识产权知识产权 允许光层和客户层独立演进整个网络基础设施的发展不为客户层允许光层和客户层独立演进
21、整个网络基础设施的发展不为客户层技术所限技术所限 子网间子网间NNI,NNI,便于独立引入新技术而不必演进整个网便于独立引入新技术而不必演进整个网, ,还可以利用现还可以利用现有设施有设施, ,有利实现互操作有利实现互操作 缺点对数据转发边缘设备间有缺点对数据转发边缘设备间有N 2 N 2 问题同样连接也由路由协议使问题同样连接也由路由协议使用产生过量的控制消息用产生过量的控制消息ASON网络模型 混合型网络模型混合型网络模型混合型网络模型混合型网络模型 将光层控制智能转移到将光层控制智能转移到IP IP 层路由器控制光层层路由器控制光层 两层间有大量状态和控制信息流两层间有大量状态和控制信息
22、流, ,难以标准化难以标准化 边缘设备可以看到核心网内部拓扑边缘设备可以看到核心网内部拓扑 仍存在边缘设备间仍存在边缘设备间N 2 N 2 问题但限于数据转发用问题但限于数据转发用 对路由协议每一边缘设备只与其附属的光交换机相连从而减少了对路由协议每一边缘设备只与其附属的光交换机相连从而减少了控制消息业务量便于路由协议扩展到大规模网络应用控制消息业务量便于路由协议扩展到大规模网络应用 容许隐蔽光网络的部分或全部内部拓扑容许隐蔽光网络的部分或全部内部拓扑 只能支持单一客户只能支持单一客户IP IP 路由器无法保持光网络拥有者的网络拓扑秘路由器无法保持光网络拥有者的网络拓扑秘密和知识产权密和知识产
23、权ASON控制平面控制平面 控制平面由一组通信实体组成，负责完成呼叫控制和连接控制功能，主要是连接的建立释放、监测和维护，并在发生故障时恢复连接，由信令网支撑控制平面组成 允许节点交换控制信息的信令信道 允许节点快速建立和拆除端到端连接和信令协议 能以分布方式更改和维护的拓扑数据库 快速灵活的恢复机制ASON管理平面 管理平面完成传送平面、控制平面和整个系统管理平面完成传送平面、控制平面和整个系统的维护功能，它负责所有平面间的协调和配合，的维护功能，它负责所有平面间的协调和配合，能够进行配置和管理端到端连接，是控制平面能够进行配置和管理端到端连接，是控制平面的一个补充，包括网元管理系统和网络管
24、理系的一个补充，包括网元管理系统和网络管理系统，它将继续在集中控制的点击式光通道配置统，它将继续在集中控制的点击式光通道配置中发挥重要作用，它具有中发挥重要作用，它具有M.3010M.3010所规范的管理所规范的管理功能，即性能管理，故障管理、配置管理、计功能，即性能管理，故障管理、配置管理、计费管理和安全管理功能，此外，它还包含内置费管理和安全管理功能，此外，它还包含内置式网络规划工具式网络规划工具 ASON传送平面 传送平面为用户提供从一个端点到另一个端点双向或单向信息传送，同时，还要传送一些控制和网络管理信息，它按ITU-T G.805建议进行分层，为了能够实现ASON的各项功能，传送平
25、面必须具有较强的信号质量检测功能及多粒度交叉连接技术对ASON节点的要求 要要有有满满足足用用户户需需要要的的端端口口数数，由由现现在在的的512512 512512扩扩展展至几千个至几千个 要具有严格无阻塞的全连接能力要具有严格无阻塞的全连接能力 能够支持多址广播能够支持多址广播 可提供波长变换能力可提供波长变换能力 采用模块化设计，可根据用户的需求加以调整采用模块化设计，可根据用户的需求加以调整 设设备备自自身身要要具具有有较较高高的的可可靠靠性性，关关键键部部分分要要有有1+11+1冗冗余余设计设计 具具有有丰丰富富的的软软件件功功能能和和控控制制功功能能，支支持持ASONASON控控制
26、制平平面的信令协议、路由选择协议和带宽分配管理协议面的信令协议、路由选择协议和带宽分配管理协议 可实现保护和恢复可实现保护和恢复ASON的生存技术 目前，ASON采用的生存技术可分为保护、集中恢复和分布恢复，其中，保护和集中恢复是传统的光传送网的功能，而分布式恢复则是ASON所特有的功能ASON的生存技术对运营商来讲，最根本的是，以最有效的方式（即带宽损失最小），向用户提供SLA协议所承诺的可用性指标。通过传输网的路径需要经过不同的子网，这些子网往往采用不同的 恢复或保护技术，为了确保端到段的可用性，需要协调网络内恢复机理,以满足SLA协议的要求ASON的生存技术 与传统的光传送网不同，ASO
27、N的控制平面，使运营商可以为用户提供选择业务等级的能力(CoS)，选择的指标通常有可用性、中断时间间隔、误码秒等 保护和恢复正是ASON支持用户所要求的CoS的机理。生存性方式的选择(保护、恢复或两者都不具备)需要考虑运营商的策略，网络拓扑和所用设备的能力ASON保护或恢复方式应具有的特性 与与所所支支持持客客户户层层信信号号(IP(IP、ATMATM、SDHSDH、以以太太网信号网信号) )相独立相独立 具具有有可可扩扩展展性性，以以适适应应保保护护业业务务层层灾灾难难性性故故障障( (如光缆故障如光缆故障) )的需要的需要 采采用用可可靠靠及及有有效效的的信信令令机机理理，既既时时在在传传送送网网或或信令网发生故障时，还保证其功能的有效性信令网发生故障时，还保证其功能的有效性 保护或恢复方案应与故障位置无关保护或恢复方案应与故障位置无关ASON的保护技术 1+1单向路径保护 1：N路径保护 1+1单向SNC/N和SNC/S保护 光通道(Och)共享保护环 光复用段(OMS)共享保护环ASON的恢复技术 控制体系 集中或是分散 路由选择策略 动态或静态(即动态计算还是预先设置) 恢复机理 链路、端到端(通道)或跨距(Span) 每个网络连接类型 单和双节点互连 工作方式 可逆还是不可逆
