1、南京郵電大學 工程碩士學位論文摘要學科、專業工科電千與通信工程研究方向：光纖通信作者： 2009級 研究生吳 迪指導教師：趙夙副教授題目： 基于OTN 技術的城域傳送網組網研究與設計英 文 題目 ： T he study and design of metro transmission networkbased on OTN technology主題詞：光通信城域傳送網光傳送網波分復用網絡設計Keywords:Optical Communication, Metro Transmission Network OpticalTransportNetwork,WavelengthDivision

2、Multiplexing, Network Designing南京郵電大學全日制工程碩士研究 生學位論文滴要摘要隨若 3G 牌照的發放和寬帶業務的發展 運菩商所承載的業務正進行菩大翻地瑕的變化 從以往大呈的語音和少呈的數據業務到現在迅速增長的數據業務運營商的承載網絡尤其是城域傳送網 由于其技術自身的局限性已適應不了新時期的承載要求 OTN ( Optical Transport Network 光傳送網）技術是一種新型的光通信技術它綜合了以往城域傳送網中相夫技術的優勢 以其大容呈調度、強大的運維管理能力和靈活的組網方式等特點 成為了目前運營商的城域傳送網中篷點夫注和投入的技術本文首先分析了城域

3、傳送網夫鍵技術和應用現狀。然后從設備類型應用領域、 組網方式和保護方案等方面著豆對OTN技術進行了研究和分析井討論了城域傳送網中引入 OTN 技術時的設備選用建議。本文殿后結合我參與的無錫電信基于OTN技術城域傳送網設計項目 對實際城域傳送網應用中技術選擇、設備選型和組網方式選擇進行了探討和分析井在此基礎匕著重對OTN技術帶調度層交叉組網模式方案的設計思路和網絡結構進行了分析由于引入核心洞度層 采用多個核心節點的特點該設計方案滿足了本次工程數據需求較大且瑕蓋范圍較廣的 要求工程投入使用證明基千 OTN 技術可以提升傳送網絡對高帶寬 IP 業務的承 載 、詞度和管理能力夫鍵字：光通信城域傳送網

4、光傳送網 波分復用網絡設計Abstrac,兩京郵電大學全日制工程碩士研究生學位論文AbstractWith the issuance of 3G licensesand the development of broadband services, the business of operators carrying has a huge change. From a lot of voice and a little amount of data services in the past to the rapid growth of data services, transmission ne

5、twork can not adapt to the new transmission requirements d ue to its technical limitations, especially in the metro transmission nenvorks. OTN (Optical Transport Network) technology is a new type of optical corrun unication technology, which combines the advantage of the technology in the metro tran

6、s port network in the past, with its large-capacity scheduling, operation and management capabilities and flexible netvorking.The characteristics of the metro transmission network make it be the consideration technology in the future.This thesis analyzes the key technologies, application status of t

7、he metro transmission network firstly. Then the work of research and analysis focuses on OTN technology in the device types, applications fields, networking, ru1d protect programs, and discusses the eq11ipment selection recommendations after the introduction of the OTN technology to the metro transm

8、ission network. Finally, combined with the participation of Wu 勸 Telecom metro transmission networks based on OTN technology design projects, it was anal)zed that practical application of the metro transmission netvork technology selection, equipment selection, and networking options. The design ide

9、as and network structure were analyzed focusing on OTN technology with scheduling layer cross-network model program. Beca1L e of the introduction of the core scheduling layer and using the characteristic of core nodes, the designing of program meets the requirements of data needs and a broader range

10、 covered. The result of the project putting to use has proved that the OTN technology can enhance the capacity of the transmission nelvork carrying high-bandwidth IP services,scheduling and management.Keywords: Optical Communication, Metro Transmission Network, Optical Transport Network, Wavelength

11、Division Mul tiplexing, Network DesigningII縮烙邁兩京郵電大學全日制工程碩士研究生學位論文縮略語縮略語英文全稱中文全稱OAMOperation Administration and Maintenance操作 、管理和維護SDHSynchronous D屯ta! Hierarchy同步數字體系STMSynchronous Transport Modu le同步傳送模塊PONPassive Optical Network無源光網絡MSTPMulti-Service Transfer Platform多業務傳送平臺VDMWavelength Divisio

12、n Multiplex_i ng波分復用OTNOptical Transport Nehvork光傳送網VCVirtual Container虛容器TCMTandem Connection Monitoring串型連接監測OTMOptical Termination Multiplexer光終端復用器OChOptical Channel光通道ODUOptical Channel Data Unit光通道數據單無OPUOptical Channel Payload Unit光通道靜荷單無OTUOptical Transform Unit光通道傳送單無OMSOptical Multiplex Se

13、ction光復用段層OTSOptical Transmission Section光傳輸段層OTMOpt、ical Transport Module光傳送模塊OCCOptical Channel Carrier光通道載波00SOTM Overhead SignalOTM 開銷信號oscOptical Supervisory Channel光監控通道OHOverhead開銷FECForward ErrorCorrection前向糾錯FEFast Ethernet快速以太網GEGigabit Ethernet千兆以太網POSPacket over SDHSDH的數據包0THOpticalTrans

14、mission Hierarchy光傳送系列3縮筠語兩京郵電大學全日制工程碩士研究生學位論文4ROADM Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer LANLocal Area NetworkOLT0 ptical Line TenninalODN Optical Distribution Network OLPOptical Fiber Line Protection OWOptical WavelengthVLAN Virtual Local Area NetworkSNCPSubNetwork Connection Protection ODF

15、Optical Distribution FrameFIUOptical FiberLine Interface Unit QoSQualityof ServiceOSNROptical Signal to Noise Ratio可重構的光分插復用器局域網光纜終端設備光布線網絡 光線路保護 光波長虛擬局域網 于網連接保護光纖配線架光纖線路接口單無服務質呈光信噪比目錄兩京郵電大學全日制工程碩士研究生學位論文目錄摘要 . .1二: : : : : : :;目錄 v第 一 至緒 論 l1.1論 文 課 題 弱 奈 11.2光 通信 系 統 21.2 . 1 光 通 信 系 統 的 組 成 21.2.

16、2光 通 信 系 統 的 應 用 領 域 21.3 論 文 主 要 工 作 和 內 容 安 排 3第 二 至城 域 傳 送 網 夫 鍵 技 術 分 析 42.1 城 域 傳 送 網 的 定 義 4 2.2 城 域 傳 送 網 夫 鍵 技 術 概 述 52. 2.1 PON 技 術 概 述 52.2.2 PDH 技 術 概 述 62.2.3 SDH 技 術 概 述 72.2.4 MSTP 技 術 概 述 92.2.5 WDM 技 術 概 述 92. 2.6 0 TN 技 術 概 述II2.3 城 域 傳 送 網 的 現 狀 152.3.1 城 域 傳 送 網 所 面 臨 的 間 題 152.3.

17、2 城 域 傳 送 網 的 發 展 趨 勢 152.4 本軍J結 17第 三 至O TN 技 術 的 應 用 研 究 18 3 . 1 OTN的 設 備 類 型 及 發 展 悄 況 183.2 0 T N 技 術 的 應 用 分 析 203.2.1 OTN 技 術 的 應 用 領 域 203.2.2 0 TN 技 術 的 功 能 選 擇 203.3 0 TN 組 網 方 案213.4 OTN 保 護 方 案 2 3,V3.4.1 光 線 路 保 護 243.4.2 光 通 道 保 護 24 3.4.3 SNCJ 保 護 263.5城 域 傳 送 網OT N 設 備 選 用 的 建 議 . 29

18、3.6 本 軍 1J結 30第 四 至無 錫 電 信 城 城 傳 送 網 基 于 Ol N 技 術 的 設 計 方 案 . . . 31 HYPERLINK l _TOC_250001 4.1 工 程 設 計 思 路 314.1.1 工 程 建 設 菏 宗 31 HYPERLINK l _TOC_250000 4.1.2 技 術 選 擇 334.1.3 拓撲結構344. l.4 0 TN 設 備 選 型 .404.2 傳 輸 系 統 與 局 站 配 罷 444.2.1 設 備 配 罷 與 安 裝 444.2.3 保 護 方 式 . 464.2.4 網 昔 系 統 與 電 源 系 統 464.3

19、 傳 輸 性 能 指 標 要 求 474.3.1 光 信 喉 比 指 標 474.3.2 誤 碼 性 能 指 標 474.3.30 TU 輸 出 口 容 許 的 錄 大 輸 出 抖 動 . . 484.3.4 OTU 輸 入 口 的 抖 動 容 限 484.4 本 至 1丿結49第五軍結束語5.0參考文獻16致謝兩京郵大電學全制日程碩士研究生學位論文第一玄緒論第一章緒論論文課題背景近些年來運營商所承載的業務發生了大翻地瑕的變化 語音業務已經不再是主流。由于3G 牌照的發放和寬帶業務的發展強 有力的帶動了運營商的數據業務的發展 因此對運營商的城域傳送網提出了新的挑戰 。為了適應這種變化 現在的城

20、域傳送網必須能提供大容呈的帶寬來滿足發展的需求 井且需要有靈活的組網方式和強大的OAM 功能 。目前城域傳送網使用的主要是SDH和WDM 這兩種技術 但是這兩種技術由于自身的特點存在若一定的局限性不能適應新時期發展的要求SDH 技術偏里于業務的電層處理具有電交叉的能力因此有靈活的組網方式井且保護能力和OAM功能也很完 善但是SDH技術的交叉顆粒較小 井且由于采用的是單通道模式傳輸容呈也受到了一定的限制無法滿足目前城域傳送網的需求相對于 SDH 技術WDM 技術由于采用了波分復用技術的多通道模式 傳輸容雖有了很大了提升 但是 WDM 技術缺少數據的電層處理組網方式不靈活只能組成簡單的點對點方式而

21、且缺少強大的OAM 功能也是WDM技術的缺陷之一OTN技術是一種新型的光通信技術它不僅擁有光層處理的能力也擁有層電處理的能力 而且具有完菩的保護方式和強大的OAM 功能可實現 6 級串聯連接監測 TCM) 功能” I .故障 監測定 位能力很完菩OTN技術具有像SDH技術一樣的電交叉能力 但是OTN技術的電交叉是基于ODUk 的交叉 這使得交叉顆粒達到了2.5G以匕 可以實現大顆粒的業務調度 OTN技術同樣采用了波分復用 技術的多通道模式因此具備了大容呈傳輸的能力OTN技術的相夫標準錄早在2000年就已經制定但是隨菩運營商業務的發展數據業務 替代了語音業務成為了主要承載的業務 因 此在這過程中

22、OTN技術的相夫標準也在修改和完菩當中目前 業內OTN技術的標準化工作主要集中在以下幾個方面( 2 ) :( I ) 能夠適應低速信號傳送的幀結構比 如 ODUO( 2 ) 更高速的40GE/IOOGE信號的傳送 如正在定義的ODU4 ( 3 ) 由于設備使用的不用的FEC的應用導致的不兼容的問題第一掃緒論兩京郵電大學全日制工程碩士研究生學位論文光通信系統光通信系統的組成-光通信技術是現代通信的主要支柱技術之一 是運營商的傳輸網絡所用的主要技術光通信在信息高速公路的建設中扮演菩至夫匿要的角色 這些年發展迅速應用面非常廣泛 本淉題的研究內容屬于光通信系統的范疇 因此了解光通信系統的組成非常必要

23、圖1-1 為光通信系統的組成圖P l用戶叢t用 戶心用戶知.ft電終 端傳輸介質勹1尸用戶,-BlA 段B 段C 段圖 1-1 光通信系統的網絡結構在光通信系統的網絡結構中：A 段為發射系統 發 射系統的主要任務是把電信號轉變為光信號即電光轉換詳細過程為由電端機發出的電信號輸入到光端機 該電信號通過驅動電路對光源進行調制產生帶有信息的光信號 井耦合到光纖（光纜 ）進行傳輸 。電端機的作用是對來自于信息源的信號進行處理 例如AID變換、多路復用等 B 段為傳輸系統傳輸系統主要由光纖（光纜）和光中繼器組成。光纖的主要功能是傳輸光信號完成信息的傳送任務實際的傳輸線路往往采用由多條光纖構成的光纜光信號

24、在光纖中傳輸一段距離后 由于會受到干擾或衰減的影響 光信號的波形會產生失真。為了使光信號能長距離傳送 每膘一段距離設置光中繼器光中繼器的主要作用是： 對光信號進行放大 補償光信號的衰減 ； 對失真的信號波形進行調整。C 段為接受系統 ：接收系統主要任務是將接收到的光信號還原為電信號送到接收端電端機即光電轉換。光電轉換是由光電檢測器來完成的l. 2.2 光通信系統的應用領域光通信系統具有傳輸衰減小 、容呈大、不受外界干擾 、保密性好 、傳輸質呈佳 、原材料環保等特點 因此得到了廣泛的應用,光通信的應用領域是很廣泛的由于其特有的優勢光通信已經在市話中繼線中得到了應用 逐步替代了電纜。而如今我國的信

25、息技術迅速崛起數據業務得到了相當大的發展光通信由于其容雖大的特點被音為信息的高速公路在我國國家的一級干線 、各省二級干3線和部分數據業務多的地市城域傳送網也得到了廣泛的應用 論文主要工作和內容安排本論文通過某企業的城域傳送網的新建（擴容）項目 對OTN技術特性進行了研究和實際的應用給出了該企業對某地市的城域傳送網的設計方案2010 年 9 月至 20 11 年 9 月 我借助在某企業的實習機會 參與了該企業某地區 OTN城域傳送網的設計項目我在該OTN城域傳送網 設計項目中主要進行 了以下方面的工作：1文 獻詞研城域傳送網相夫的理論知識闡述了城域傳送網以及相夫技術的概念 總結了當前城域傳送網面

26、臨的問題和發展趨勢研究了新技術的組網的方案和設備的應用2 參與了某企業此次工程的設計工作 主要負責參與方案的討論 、研究與制訂 前期機房的歪勘和后期波道分配設計 CAD制圖的工作本論文共分為五鑾各室內容安排如下：第一章緒論簡要介紹了論文課題的背景 光通 信系統的 組成 、應用領域和我在此項課題中所參與的工作第二章城域傳送網夫鍵技術分析介紹了城域傳送網的定義以及城域傳送網中所用技術 即PDH技術 、SDH技術 、MSTP技術 、PON 技術 、WDM技術和 OTN技術的相夫知識 分析了這幾種技術的特點闡述了城域傳送網發展過程當中所面臨的一些間題以及發展趨勢第三章 OTN 技術及其組網應用的研究本

27、甄介紹了 OTN 技術應用發面的知識 首 先 介紹了 OTN的設備類型 分為光終端復用設備 、電交叉設備 、光交叉設備和光電混合交叉設備四種 。然后分析和研究了這四種設備類型的組網的方案和組網特點接若 介 紹了 O TN 技術保護方式的情況等 井殿后介紹了城域傳送網中 引入OTN技術的建議第四窒無錫電信城域傳送網基于OTN技術的設計方案本窐結合實際的工程項目 分析了工程的建設肯景 對設計方案進行了探討和總結 根據無錫電信的實際需求 給出了該市城域傳送網中繼傳輸層的設計方案. itil:后 給 出 了 局 站 系 統 與局站的配置情況和其他一些需要說明的問題第五幸結束語主要是對論文工作做了總結第

28、二玄城域傳送網夫鏈技術分析兩京郵電大學全日制工程碩士研究生學位論文第二章城域傳送網夫鍵技術分析隨著3G牌照的發放和寬帶業務的發展 強 有力的帶動了數據業務的迅速發展城域傳送中超過90的容雖已用于承載數據相夫的業務這種發展對運營商的城域傳送網絡技術有了 新的要求第一 由于數據業務是呈現熔炸性增長的 所以需要城域傳送網提供巨大帶寬來滿足業務發展的需求； 第二數據業務的發展對城域傳送網的 安全性和調度能力都提出了更高的要求城域傳送網建設的投人呈相當大 井且相夫技術繁多技術發展迅速達到眼花綜亂的程度因此如何根據運營商各自的特點和優勢 合理的建設城域傳送網使高效的利用城域傳送網的容呈降低網絡建設的成本和

29、維護成本 成為了各個運營商殿為夫注的問題3G牌照的發放和寬帶業務的發展加速了IP 業務的發展 業務煙炸式發展使城域傳送網的業務承載出 現了瓶頸 對傳送網業務的發展提出了巨大的挑戰因此各個運營商都掀起了城域傳送網的建設高潮城域傳送網相夫技術的發展與運用成了業為內扭點夫注的問題之一城域傳送網的定義城域網是指謖蓋一個城市的市區和郊區的網絡 在這個網絡中為語音和數據業務提供傳送的平臺城域網提供各種接入的接口 使需要傳送的信息接入到城域網中來 然后城域網再把信息向干線傳輸來達到信息傳送的目的 。城域網經過了很多年的發展 目前來說城域網的建設還是以光纖為主 其占當前城域網建設的 90左右城域網根據用途的不

30、同可以分成業務網 傳送網和光纜網三種網絡目前城域網技術的發展有三個主流的方向 即IP城域網技術 、城域以太網技術、光城域網技術這其中前面兩項技術屬于城域數據網的范圍； 而后面一項屬于城域傳送網的范圍 主要作用就是利用光通信相夫的傳送技術實現業務的承載城域傳送網可劃為3 層結構 即核心層、匯聚層和接入層其中：核心層 在這一層主要是處理大顆粒業務主要是實現多種大顆粒務業的調度處理核心層的組網方式可根據技術的選型和保陷網絡的安全性來靈活組主網要 有環型和網狀結構匯聚層在這一層主要是處理中小顆粒業務主要是實現多種中小顆粒業務的匯聚和洞度處理匯聚層主要是起到緩解核心層端口資源緊張的問題通過引入匯聚層可以

31、實現接 入范圍的擴大如果是小型城市的城域傳送網核心端口很充足可考慮省略一這層的建設接入層：在這 一 層 主要是處理小顆粒業務主要實現多種小顆粒業務的接入和涸度處理 接入層的組網方式也是多種多樣的根據接入技術的選型和用戶的分布情況來靈活選用組網方式主要有樹型、環型和鏈型圖 2-1為城域傳送網結構圖4f J :核心層匯聚層接入層 圖2-1 城域傳送網結構圖城域傳送網的三層結構層次鮮明 各層的分工各有不同 所使用的技術也會有相應的差異但是這三層結構的層次井不是絕對的在實際的工程項目中還要考慮到城市的規模和業 務的種類在中小型城市中由于接入的信息雖較少 信息的分布也很局限核心層的端口就能滿足信息的匯聚

32、和調度因此可以省略匯聚層 采用核心層和接入層兩層結構來建設城域傳送網絡于此相對應的 在其他一些城市或是一些特定的技術中 可以省略接入層 只采用核心層和匯聚層兩層結構城域傳送網夫鍵技術概述城域傳送網作為城域網中各種業務的傳送載體 是整個城域網絡的基礎 因此系統的認識城域傳送網以及相夫技術的發展對運營商來說十分援要2.2.l PON 技術概述V 、1PON 技術是無源光網絡的技術 此技術是作用于接人層、作為一種瑕蓋晟后一公里的寬帶接人光纖技術在光纖接人網中 如果光分配網絡 ( ODN ) 不含有任何有源的節點 全部是由無源器件組成那么這種光纖接入網就是無源光纖接人網PON 如果光分配網絡僅僅是由分

33、光器和光纖等無源的光器件組成 那么 PON 技術就會具有良好的抗干擾性能和安全性能 ，是光纖接入網中所常用的技術PON技術由于自身的特點可以減少光纖和其他光學器件的使用 節省資源圖 2-2 為PON結構圖( SJ :叫:I,II I dOLTODNO NUIONT圖 2-2PON結構圖根據傳送信號 數據格式的不同 PON可以進一步分為基于ATM的 APON 、基于 Ethernet的 EPON 和千兆比特兼容的GPON等PON是由有源光網絡發展起來的 與有源接入相比 PON由于在消除了在用戶端和局端的有源設備全部是由無源設備組成 因此使得網絡變得節約資源 穩定性變高 且使得維護簡單是目前接入層

34、流行的技術PDH 技術概述從 1966年高餓提出了光傳輸理論開始光傳送網開始了它的發展歷程 1980 年 P DH（ 準同步序列）產品開始出現井得到應用 。PDH是以 PCM脈沖編碼調制實現模擬信號到數字信號的轉化是通信技術的一次質的飛躍 。長期以來準同步數字體系 ( PDH) 在電信網的傳輸中占著主導地位帶寬低 成本低 質呈高的光纖通信技術步入成熟階段為城域傳送網提供了理想傳輸媒介 因而在長途通信網、市話網和用戶網等許多場合中普遍使用了數字通信技術然而隨若數字通信技術在通信網的普及以及用戶業務需求呈的不斷增加目 前所采用的準同步數字體系的技術缺陷也縣露無遺PDH 技術母初發展時是用于傳送語音

35、信號的 準同步數字體系的每路數字電話占用64Kb/s 每路模擬語音信號要占用0.3到3.4KHZ 準同步數字體系井不能完全實現同步因此同步信號還是會有很大的抖動和時延 而且只能做到簡單的點對點的通信6由于各自技術的發展的封閉性 全球主要產生了三種類型的準同步數字體系中國和歐洲采用的是 PCM30/32系列 基群為 30 路 ； 而日本和美國采用的是 PCM24系列 基群都為24路 但是三次群和四次群有所不同這三種準同步數字體系由于技術的不同因此相互不能兼容給國際間的互聯互通迼了成一定的難度。準同步數字體系的三大標準如下表 2-1161 :表2-1 準同步數字系列三大標準一次群（基群）二次群三次

36、群四次群北美24 路!. 544Mbit/s96 路 ( 24*4 )6.3I2Mbit/s672 路 ( 96*7 )44.736Mbit/s4032路( 672*6 )274.J76Mbit/s日本24 路!.544Mbit/s96 路 ( 24*4 )6.312Mbit/s480路 ( 96*5 )6.3I2Mbit/s1440 路( 480*3 )97.728Mbit/s歐洲中國30 路!. 544Mbit/s120 路( 30*4 )8.448Mbit/s480 路 ( 120* 4 )34.368Mbit/s1920 路( 480*4 )I39 .26 41.1b it/sPDH

37、技術井沒有統一的光接口標準 這樣導致了各個廠家的產品互補兼容 限制了設備選擇的靈活性 也同時增加了網絡的復雜性和運營成本。而且 PDH 網管帶寬嚴重不足給建立集中式電信管理帶來困難由于 PDH 幀結構采用的是條狀結構未能提供豐富的輔助比特給網絡維護和管理 ( OAM ) 的使用特別是在電信業務突飛猛進發展的今大人們已經認識 到現代電信網要求網絡具有強大的OAM 功能顯然 PDH 系統無法提供大呈的開銷比特難以滿足電信管理網 ( TMN ) 發展的要求SDH 技術概述1985 年 為了促 進國際間的互聯互通和標準化的統一 美國國家標準協會 ( ANSI ) 對設備在光接口開展了光同步標準化的工作

38、 井且命名為同步光網絡( SONET ) 第二年 CC叮 r 在SONET的 基礎匕制定了 SDH 同步數字體系標準 這種同步網可以適用于多種網絡 包括光纖傳輸網、微波通信網和衛星通信網SDH技術的工作原理就是將諸如 PDH 、ATM等用戶信號進行打包分裝 然 后進行時分復用 封裝到同步傳送模塊中進行傳輸晟 后 傳 送到終端時 對信息包進行解復用 分解出用戶信號SDH采用的信息結構等級稱為同步傳送模塊STM-N(Syncbronous Transport N=I 4 16 7. 品基本的模塊為STM-1 4 個STM-1同 步復用構成 STM-4 16 個 STM-1或4 個STM-4 同步復

39、用構成 STM-16 STM-1 是 SDH 的第一個等級又叫 基本同 步傳送模塊 比特率為155.520Mb/s -STM-N 是 SDH 第N 個等級的同步傳送模塊 比 特率是 STM-1 的 N 倍(N=4n=l 4 I6 64 256) SDH 采用塊狀的幀結構來承載信息 信息凈負荷(Payload)分成一個個固定容器 SDH 采用 ITU-T 建議的映射結構閣 2- 3 為 S DH 幀 結構 映 射圖71: NXIl3926 心,i ti, ,-,- E匕指針處理復用X1巨 豆K色小. 乃6kb i 山20 嶺燦，定位 校驗 映射圖 2-3SDH幀結構映射圖區玉.七l 丸 4 ld

40、 郵屯互滬七巒- -SDH 技術結構克服 PDH技術的不足 與 傳統的PDH技術相比較 SDH 技術具有如下明顯的特點( I ) 靈活的分插功能。SDH規定了嚴格的映射復接的方法 井采用指針技術支路信號在線路信號中的位置是透明的 因此可以直接從線路信號中靈活地匕下支路信號 無須通過逐級復用實現分插功能減少背罪背設備的數呈 簡化了網絡的結構 節省了資源( 2 ) 強大的網絡管理功能 SDH的幀結構中有足夠的開銷比特（ 開銷比特約占總容呈的1/30 ) 不僅滿 足目前的告嘗 、性能監控、網絡配豆 、倒換和公務等的需要 而且還有進一步擴展的余地用以滿足將來的監控和網管需要( 3 ) 強大的自愈能力S

41、DH技術的網管系統具有強大的智能檢測功能提升網絡的自愈能力在SDH網絡發生故障之時能離效的定位故障能使得故障能及時的得到維護 井迅速的恢復業務SDH 的標準化SDH 有標準的光接口規范 標準化能使得不同的廠家設備可以實現在光路匕互聯互通實現兼容SDH 具有兼容性SDH 的 STM-1 既可復用 2Mbit/s 系列的PDH 信號又可復用I.SMbit/s系列的PDH信號 這樣可以使得兩大系列能在SDH 技術中得到統一 平滑的實現PDH 技術向 SDH 技術過渡能使兩大系列在國際匕得到互聯互通 SDH的STM-1 和STM-4 的速率已被選定為B-lSDN 的用戶網絡接口的標準速率 適應新業務A

42、TM和IP 等的接入總結起來SDH核心特點是：具有同步復用的功能 標準化光接口提升網絡的兼容性強大的網絡管理功能當然SDH技術井不是十全十美的 它也有一些不足之處( SJ:( I ) 由 于開銷比特很多 因此頻帶利用率不如PDH技術 ，8( 2 ) 大規 模采用軟件技術一旦計筍機系統出現問題將造成全網癱瘓，( 3 ) 為了能兼容各種速率信號、實現橫向連接采用指針調控技術產生 較大的抖動 對信號造成一定的傳輸損傷STP 技術概述隨著時代的發展數據業務成為城域網傳送的主要業務 因此出現了一種基于SDH技術的可以傳送多種業務的技術 這種技術成為MSTP技術其基本功能模型如閣2-4所示( 9 ):|

43、P 亟 口 1I 心 如1 - I-I.-1ve 、 HI 以太柯怡口 1匯 口ll!IAIH總占圖 2-4MSTP 基本功能模型圖MSTP技術由于是基千SDH核心的技術因此具有明顯的時代性和廣泛性。SDH技術在國內得到了廣泛的應用 已經成為傳送網的夫鍵技術 SDH技術具有很多優點非常適合用于傳送網絡為了可以繼續的使用SDH的優點井且能夠提供多業務的支持實現技術的平滑 過渡 MSTP 技術應運而生 MSTP技術可以把各種業務的分組數據映射到SDH的虛容器充分利用 SDH 技術高效的檢測管理功能和保護方式 是目前城域網中所使用的重要技術之MSTP技術可以提供各種業務的接口 如PDH接口 、ATM

44、 接口以太網接口和SDH接口 通過映射以后再提供統一的管理檢測功能 然后再進行傳送。但是 由于MSTP技術始終是基于SDH技術發展起來的 調 度顆粒仍然很小 在：目 前 數據 業務需求巨大的今大 MSTP 技術的優勢越來越小2.2. 5 WD M 技術概述9光波分復用 ( WDM Wavelength Division Multiplexing ) 技術是在一根光纖中同時傳輸多個波長的光信號的一項技術 。WDM 技術的原理就是在發送端將不同波長的光信號組合復接成一個光信號復用后在光纜線路的同一根光纖中進行傳輸 然后在接收終端 將復用后的光信號進行解復用 還原成若干光信號 組后再送到不同的線路匕

45、以匕整個過程就是波分復用的整個技術過程波分復用系統的工作波長可以從0.8um 到 J.7um，由此可見 它可以適兩京郵電大學全日制工程碩士研究生學位論文第二玄城域傳送網夫鍵技術分析用于所有低衰耗 、低色散窗口 這樣可以充分利用現有的光纖通信線路 提高通信能力滿第二玄城域傳送網夫鏈技術分析兩京郵電大學全日制工程碩士研究生學位論文足急劇增加的業務需求。根據波道間院不同分為粗波分復用 ( CWDM CoarseWavelength Di, sion Multiplexing ) 和密集波分復用（D叩 M DenseWavelengthDivision Multiplexing ) 通常人們把8 波以

46、匕光波分復用稱為密集波分復用DWDM 系統是一種波道間隔很小的WDM系統 通常只有 0.2-0.8nm 在DWDM 長途光纜中 由千各波長間隔比較窄 因而可以共用一個 DEPA 這樣兩個波分復用終端之間可采用 EDFA 來代替多個傳統的光電光 再 生中 繼器 以此來延長光信號的傳輸距離 。圾初的DWDM系統是為長途通信而設計的 然 而隨著技術的發展 用戶需求的提高 現在越來越多地將其應用到城域網和接入網之中但由千 DWDM 設備成本較高因此在接入網應用中應考慮到安裝成本 3 不同運營者的需求以及帶寬增加等問題在這種愣況下僅 16 、32 或 64 波的復 用通道數太少為了滿足接入網應用的要求

47、因而近來流行一種稱為粗波分復用的技術即 C WDM 目前 CWDM 技術也已經發展的非常成熟 由于其較低成本的優勢 使得CWDM技術在城域傳送網的核心層 、匯聚層和小型城市和地區得到了廣泛的應用 而 DWDM 由于其傳送容呈的優勢成為了核心傳送網的重要技術 其發展方向是更大容呈和智能化的傳送網絡光波分復用系統組成如閣2-5 所示( IOJ :信 道 1檢測器入1檢測器杠入1入2 . . . . . 入 n；圖 2-5 光波分復用系統組成框圖光波分復用技術由于其特點受到了運營商的重點夫注在傳送網中得到了迅速的發展 其特點主要為：( I ) 超 高的系統容呈和資源利用率在以往的傳送網中過多的采用了

48、 SDH 技術但是 SDH 技術的原理是在光層匕實現單通道的模式 沒有充分的利用光纖巨大的傳輸帶寬 而 WDM 技術是在光層匕實現多通道的模式 提高了系統的傳輸容呈和資源的利用率(2) WDM設備體積小 結構簡單WDM設備的功能主要是實現多種波長的復用 提 高系統容呈的作用 在 這種技術之中的夫鍵器件是波分復用器這種器件是一種無源器件 不含有任何的電于原件 因為整個波分10復用器件的結構簡單。而且波分復用是一個雙向的過程是可逆的可以實現在一根光纖匕 實現雙向傳輸不僅節 省了光 纖資源也節省了光波分器件的使用 所以傳輸同樣容雖的數據WDM設備所占的體積較小由于沒有電于無件因而設備結構簡單。( 3

49、 ) 提供透明的 信息傳送WDM技術能提供透明的信息傳送只是提 供一個傳送信息的通道 跟 任何電層的調制無夫。因此WDM技術的使用很好的提高了新業務開通的效率當有新的業務需要加進來時 不用管信號是采用了什么特定的電層調制只需要在系統中添加一個空閑的波道給這個新業務 就可以使新業務迅速的開通( 4 ) 克服了器件的電瓶頸由于電于器件的傳輸速率是有限制的遠遠低于光學器件而WDM 技術采用了大呈的光學器件 如光波分復用器、光纖等克服了電于器件的電瓶頸因而大大的提升了 WDM 網絡系統的傳輸容雖( 5 ) 存在插人損耗和串光問題光波分復用方式的實施 主要是依靠波分復用器來完成的它的使用會引入插入損耗

50、這將降低系統的可用功率此外 一根光纖中不同波長的光信號會產生相互影響造成串光的結果從而影晌接收靈敏度( 6 ) 組網方式的單一WDM 技術是作用于光層的技術只是為信號波分復用后提供一個光傳送的平臺沒有任何電層的處理因而不像電層處理的SDH技術一樣 可以采取靈活的組網方式WDM 技術只能采用簡單的點對點組網方式只能實現線形和環形的結構。( 7 0 AM能力的保護方式不完菩WDM 技術的OAM功能很不完善 沒 有復雜的調度能力 不能實現端到端的調度由千WDM 技術的組網方式很簡單只能實現點到點的組網井且沒有電層處理 因而沒有類似SDH技術的保護方式不能實現于網連接等保護 WDM 技術的保護只能提供

51、光層的線性保護和環形保護而且保護后資源利用率不高2.2 .6 0 TN 技術概述OTN (Optical Transport Network ) 稱為光傳送網。OTN技術是一種光網絡技術 是由一系列的光網無鏈路組成的 是能提供客戶信號的復用 、交叉連接 、傳送和監測管理的傳送技術光傳送網絡 ( OTN ) 是結合SDH 技術和WDM技術的優點而發展出來的一種新的光傳送技術一方面它不僅具有 SDH 與 WDM 兩者的優勢 既 像 WDM那樣可以提供超大容雖的帶寬又像SDH 那樣可操作 、可管理在 OTN 出現之前 SDH 與 WDM 技術已經是成熟的產品井獲得非常廣泛的應用 。SDH 技術偏籃于

52、業務的電層處理 以小顆粒業務的調度為主具有同步復用的功能 在光層面匕是單通道傳送的 有強大的 OAM 功能和保護方式 而 WDM技術是一種光層處理的技術在光層面匕進行光信號的波分復用和解復用 實現多通道傳送因此提升了系統的傳送容呈OTN 技術綜合了SDH技術和 WDM技術的特點 在電層匕具有同SDH技術相似的電交叉 、復用、同步 、映射等特點；在 光層匕具有光波分復用的能 力提升了光層匕的傳送容呈 井引入了G 702接口提升了光層匕的檢測管理能力 OTN 網絡可分為光信道層 ( OCh )、光復用層 ( OMS )、光傳輸段層 ( OTS ) 三層結構 光信道層又分為三個于層光 信 道 凈 荷

53、 單 無 ( OPU ) 、光信 道 數 據 單無 ( ODU ) 、光 信道傳送單無 ( OTU ) OTN網絡的分層如圖 2-6 所示“I ) :層子娥電 3個PIP、ETHERN ET、ATM、SDH/SONET光信道凈丙爾元(OPU)O二 puca l C!la叩I(lOa阿net work光信進層）光仿詛數振掣無(ODU)光信道伶諾緣充(OTU)光信諶C)ChOptical Multiplex S釭 l lqn復lya用e r段ne啟two r k光(OMS)Optical Trammi1Slon Setlon layer ne twork光傳i層 (OTS)客戶層埮光:光層圖 2-

54、60 TN分層結構圖光信道層的作用是提供兩個光網絡節點間端到端的信道可以支持不同格式的用戶信號 提供包括連接 、交叉調度 、監測 、配藍 、備份和光層保護與恢復等功能 。光復用段層的作用是在光層匕實現光信號的波分復用管理復用后的光信號提供波分復用、復用段保護和恢復等服務功能。光傳輸段層的作用是在光媒介匕為復用后的光信號提供傳輸的功能為復用信號提供監測管理功能井在傳輸時提供放大器和光中繼器 保證傳輸信號的質雖和延長傳輸的距離。光傳送層信號包括OTM-n.m 、OTM- 16.m 、OTM-0.m等 OTN 幀結構類似于 SDH 的幀結構閣 2-7 為 OTN的幀結構圖 ：12.r3K開pu。叩K

55、開銷亟位開銷II,，,4，2？ODUk開銷34IS I矗FEC開銷OTUI工作光纖千一爹 保 護光纖LWX臚鳥 、LWX壬一客戶繩光纖千-工作肖板總線一保護肖板總線帝賓中交叉祝溢I I勹SCS/OPI 主XCs-備-X-C-S-，-心一心一會圖 311 客尸側l+ I 保護組網閣客戶側1+1保護的倒換恢復過程為圖3-12 所示：,SCS OLP 刁工 作肖板總線一今保護背扳總線一少工作光纖壬一少保 護光纖圖3-12 客戶側l+ I 保護倒換恢復過程OTU客戶側1+1保護倒換時間小于50ms 單端倒換無論波分側還是客戶側如果只有一個方向斷纖則收方向不會倒換到備用段 仍舊通過主用通道傳輸信號 。而

56、雙端倒換就是同時轉換到備用端主機軟件對SCS 和 OLP兩種悄況的控制原理是不一樣的 。對SCS 主機根據主備狀態 直接完成選收保證主備客戶側激光器一開一夫對OLP 主機只需根據OTU的接收狀態控制對應的客戶側激光器正常時開異 常時夫此時外部的倒換命令是下發到OLP單板倒換原理為數據業務需要 PHY 芯片而絕大部分 PHY 芯片有一個特性：一 個方向匕收不到幀 就不會往該方向發送幀 。主要通道SF 則 PHY 芯片就回收不到幀 如果發送喘不倒換由于這塊單板不發幀 業務會中斷 因此發送端也需要倒換 即為雙端倒換 目前客戶側斷纖和波分斷纖都會雙端倒換第三玄OTN 技術的應用研究兩京郵電大學全日制工

57、程碩士研究生學位論文 PAGE 26( 2 ) 板內!+! 保護第三它OTN 技術的 應 用研究兩京邸電大學全日制工程碩士研究生學位論文 PAGE 27板內 l+l 保護的組網閣為圖3-13所示cA B 亡竺：,:-D r,匕二J on 洋板 二 業務站點,：光汝OADM站點仁f IUIO 憚 板 工作光纖保 護光纖圖 3 -13 板內l+ l 保護組網圈運用 OTU 單板雙發選收功能對OTU 后端的設備和光纖進行保護該種保護的應用場景為環型鏈型組網 采用分離路由進行保護 A 、C 間的業務通過OTU 雙發選收實現保護 該波長業務在環網的B 、D等其他站點驚醒光層穿透主從于架模式下 OLP/D

58、CP和OTU單板可以在不同于架 但是不能在不同網無匕板內! + I 保護的倒換恢復過程為圖3-14 所示 ：AB2.5GOTU2.5GOTU圖3 - 14板內 l+ I 保護倒換恢復過程OTU 板內 1+1 保護原 理：1+1雙發選收單端倒換倒換時間小于50ms 。默認為非恢復式SNCP保護SNCP保護分為SW-SNCP保護 、ODU I-SNCP保護和 VLAN-SNCP 保護?？捎糜诃h形和網狀結構SW-SNCP保護SW-SNCP 保護的組網圖為圖3-15 所示兩京郵電大學全日制工程碩士研究生學位論文第三玄 OTN 技術的應用研究 PAGE 28對偶板位祝盎菩工 作 G 曰A n 哩 i板

59、總 線L.QM 妞 吵 Q M線路部分忙令保 護 G f/ A n 喟 扳 總線IH1:. . ;； II心叢線路部分冬on千工作光纖千保護光纖壬刁客戶網光纖、-R一塊埣 板圖 3- 15 SW-SNCP保護組網圖利用電層交叉的雙發選收進行保護交叉粒度為GE、 Any 。SW-SNCP保護對OTU 單板線路部分及其后的單無進行保護保護通過對偶板位的交叉或者集中交叉板完成SW-SNCP保護倒換恢復過程為圖3-16 所示ouc倫一_ , UG- -op叩UC的uc汜:Ii-ll -l六 - -， _ ：，一 古，I主X云：高xcsUC巨勹一備xcs千夕工作OOUl背扳總線拿 言侃護OOO1百羲總線

60、七于工作光纖仁 屯 枉 仁蝦觥 纖SW-SNCP圖 3-16SW-:SNCP保護倒換恢復過程保護通過配藍交叉完成雙發選收單端倒換倒換時間小于50ms非恢復式 不需要全網協議ODUk-SNCP 保護ODUk-SNCP保護組網圖為圖3-17 所示 ：司TQS主雙芯-Io備巴:.!雪圖3- 17 ODUk-SNC保P 護組網圖ODUk-SNCP利用電層交叉的雙發選收進行保護 交叉粒度為ODUk 目前可以支持ODUI 和ODU2級別的SNCP。ODUk-SNCP 保護主要對線路板及其以后的單無進行保護ODUk-SNCP 保護倒換恢復過程為圖3-18 所示 ：第三它 OTN 技術的應用研究兩京邸電大學全