城域光传输网技术动态和生存性研究 国域就是国家生存发展的
时间：2018-12-30 03:24:17 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要： 本文对城域光传输光网络的一些技术和发展趋势作了一些分析，主要分析对比了RPR、MSTP、SDH、WDM的特点，并且在保护和恢复两个方面重点分析了RPR和WDM的生存性。
关键词： 城域光传输网 技术动态 生存性
1.城域光传输网
城域光传输网成为业界最为关注的焦点，一方面是由于运营商在大规模建设长途骨干传输网和宽带高速接入网后，急需解决两者之间通过城域网进行互联时的带宽瓶颈问题，另一方面是由于运营商急需通过建设城域光传输网来开发新业务，创造业务收入的新增长点。同时，在城域光传输网领域中新技术和新产品也不断涌现，众多厂商的推动也是使城域光传输网成为热点的主要原因之一［１］。
网络生存性是指网络在经受各种故障时仍能维持可接受的业务质量等级的能力，是现代网络规划设计和运行的关键因素，也是网络完整性的重要组成部分［２］。
2.城域光传输网的技术动态与生存性
从传统意义上来讲，网络的生存性是指在网络发生故障的情况下，能够继续提供服务的能力。在超高速、超大容量的光传输网中，当发生网络故障时，一条链路的损坏将影响大量的应用业务，如果不能及时对网络进行修复，将会造成巨大的影响和损失，这使网络的可靠性和生存能力受到很大的挑战。因此，光网络的生存性问题成为光网络研究的热点。
目前城域光传输网的技术主要有：RPR（弹性分组换）、MSTP（多业务传送平台）、SDH（同步数字序列）和WDM（波分复用）。下面分别对这些技术的特点和生存性进行分析。
2.1RPR的技术特点与生存性
2.1.1RPR技术特点
RPR技术能够有效地处理环形拓扑上的数据流问题，实现的方法是通过在环形网上增加一个新的MAC层协议来解决城域网的瓶颈问题。
RPR一般采用双环结构，由2根反向光纤组成环形拓扑结构。其中1根顺时针，1根逆时针，其节点在环上可从2个方向到达另一节点。每根光纤可以同时用来传输数据和同向控制信号，RPR环双向可用。利用空间重用技术实现的空间重用，使环上的带宽得到更为有效的利用。
RPR致力于实现带宽的高效利用（不带静态保护带宽预留的空间重用），基于数据包的阻塞控制（公平控制）和服务等级（CoS）用以在环中支持不同质量的连接业务，兼容SDH/SONET/WDM和MPLS等其它技术。IEEE 802.17制定了RPR标准。
RPR技术适合于以数据业务为主、TDM业务为辅的网络环境。它可以作为中小城市组网的手段，特别适合于新运营商在竞争区域开展业务。但是它仅支持环网结构和相对简单的网管系统，这限制了它在更大范围的应用。
2.1.2RPR技术的生存性
目前RPR生存性的研究已经成为一个热点问题。单环的RPR具有WRAP或源重选路由可提供类似SDH/SONET的环网保护能力。
RPR采用环状拓扑，网络的拓扑结构采用环型拓扑，是为了保证其生存性。为了有更好的生存性，RPR拓展环技术得以研究，这种技术是相切环的应用。目前，扩展结构中有一种形式为相切环的RPR拓扑结构已经有众多文献给出相应的论证，这种相切环的拓扑结构基于以太网结合结构，也就是将802.3以太网帧格式简便地映射到802.17帧格式中，再修改帧结构来做拓扑扩展。拓扑扩展后也有其它的拓扑结构，这些结构也是一个研究的热点方向。
2.2SDH的技术特点与生存性
2.2.1SDH技术特点
SDH/SONET技术以其在可靠性、传输质量和标准化等方面的优势，依然在城域网应用中占据重要位置。目前SDH技术已经是一项成熟的技术。在华为等厂商中SDH基本进入了维护阶段。SDH加上光纤传输，是比较理想的传输方式，在通信网的过去和现在都发挥了巨大的作用，据估计，至少还有2―3年的生存周期。
基于SDH/SONET技术的多业务传送平台（MSTP）技术正在广泛的使用，MSTP技术既能够很好地支持TDM语音业务，又能够高效地支持数据业务，是现在城域网组网的主要技术之一。
MSTP比较适合于已经敷设大量SDH网运营公司，它可以方便有效地支持分组数据业务，实现从电路交换网到分组交换网的过渡，适合支持混合型业务，特别是以TDM为主的混合型业务。
2.2.2SDH技术的生存性
对于SDH而言，有两种保护机制，一种是通道保护（1+1），一种是复用段保护（MSOH）（1∶1）。这两种保护机制都是SDH自愈保护，也是SDH的特色，目前已经非常成熟。但是随着业务的增长，对于实时可靠的业务，1+1和1∶1的保护在成本和必要性方面都不可行。而目前采用虚级联保护级联技术与LCAS技术的结合的链路容量动态调节结束使数据业务的传送效率和质量得到了提升。其中LCAS（链路容量调整技术）是MSTP的新亮点，属于ITU-TG.7042规范。但是LCAS跟SDH的通道保护和复用段保护之间的协调问题需要重视，目前解决的方式尚未出台。
2.3WDM的技术特点与生存性
2.3.1WDM技术特点
WDM技术不仅可以充分利用光纤中的带宽，而且其多波长的特性具有将光通道进行直接联网的优势，促使WDM技术由传统的点到点传输系统（第一代光网络）向波长路由光网（第二代光网络）的方向发展。
第二代光传送网的核心设备是光的交叉连接设备（OXC）和分插复用设备（OADM），它们可以实现光信号的交叉连接和分插复用，而无需将其转换到电域上进行相关处理。
在传统点到点的光网络中，业务在每个中间节点需要经过光―电―光转换，最终传送到目的节点。在这种网络中，业务传输速率受限于中间节点的电处理速率这一瓶颈，同时也使得传输变得不透明。
使用WDM技术的波长路由光网络能够在业务的源、目的节点间建立一条全光通路，借助于波长实现路由，同时消除了中间节点的电子瓶颈，已成为下一代骨干网的必然选择。
2.3.2WDM技术的生存性
WDM光网络的生存性可以分为保护倒换和利用OXC重新选路进行业务恢复，前者适用于线路应用和环形网络，后者适用于含有OXC的网状网；前者的实现可以基于光通道层，也可以基于光复用段层，后者一般基于光通道层。
现有的WDM技术多以采用NSNFET骨干网络的物理拓扑结构（NSFNET骨干网络包含了14个节点，22条链路）作为分析对象拓扑为研究背景，并且通过算法仿真来研究路由的选择和优化。
2.3.3WDM网状网（MESH网）技术特点
网状网是解决带宽的最佳方案，而且宽带城域光缆网应该建立在现有的本地光缆网基础上。为此，我们必须根据光网状网的拓扑要求，在现有光缆网的物理拓扑基础上，对光纤类型和组网方式进行合理且有预见性的规划和完善。虽然光网状网尚未进入实用阶段，但是，光网状网是解决城域网带宽的最佳方案是毫无疑问的。
2.3.4WDM网状网的业务疏导问题的研究现状
业务疏导的定义业务量疏导就是将低速业务连接（或者业务流）汇聚到一个波长上传输，低速业务流可以通过一条光路到达目的网络节点（单跳业务量疏导，single-hop traffic grooming），也可以通过多跳光路到达目的网络节点（多跳业务量疏导，Multi-hopartffiegl coming）。
近几年来业务量疏导作为光网络的一项关键技术已经引起了业界的广泛关注与研究。由于环网具有很强的自愈能力，很多网络是采用环形结构来组网的。前几年业务量疏导研究主要基于SDH/WDM环网。近一年来，由于网状结构能够提供快速和有效的容量配置，良好的抗毁能力现已成为长距离骨干网的主要组网方式，光城域网也开始由环形网向网状网过渡。网状网中的业务量疏导成为关注的热点。
2.3.5WDM网状网的生存性
未来的光网络将是网状网，光网状网的生存性问题比环网要复杂得多。光网状网络生存性是通过相关OXC的重新配置（重选路由）来实现的，也分为保护和恢复两种类型［３］。
保护是在网络建立时预留好保护路由，网络故障时将受损业务直接重选路由到预先分配好的保护路由上。根据保护资源能否共享，保护机制可分为专用保护和共享保护。
恢复是按重选路由的计算和执行原理，可以分为集中式和分布式恢复；按重选路由的类型，分为基于通道（Path-based）和基于链路（Link-based）的恢复方法；按失效发生后路由计算的时效性，分为实时和预计算的恢复［４］。
3.结语
本文详细分析了RPR、SDH、MSTP、WDM的特点，同时分析了各种网络的生存性。结果表明：网络生存性是一个系统工程，在下一代光网络中，随着网络技术的发展，WDM网状网和RPR技术都是值得我们考虑的关键技术。
参考文献：
［1］任海兰.光传送网设备［M］.北京：北京邮电大学出版社，2003.
［2］VINODKRISHNAN Kulathumani，CHANDHOK Nikhil，DURRESi Arjan，et al.Survivability in IP over WDM networks［J］.Journal of High Speed Networks，2001，10：79-90.
［3］王健全，张永健，顾畹仪.WDM光网络中的共享通道保护方法［J］.电子学报，2004，3：32-33.
［4］唐勇，孙小菡，张明德等.IP Over Optical网络中间层协作的生存性策略的研究［C］.全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议论文集，2001.
