全光网络技术发展趋势研究

2026/4/23 21:07:17

毕业论文

损耗窗口中复用多路光信号,大大提高光纤的通信容量。 4.混合型光交换

在波光交换技术的基础上设计大规模交换网络的一种方法是进行多级链路的连接,在各级的连接链路中均采用波分复用技术。然而由于需要把多路信号进行分路后再接入链路,从而抵消了波分复用的优点。解决这个问题的措施是在链路上采用波分复用技术,然后利用空分交换完成链路级交换,最后利用波分交换技术选出相应的信号进行波分合路输出。常用混合交换方式有空分+时分,空分+波分,空分+时分+波分等复合方式。 3.2.2分组交换技术

光分组交换系统所涉及的关键技术主要包括:光分组交换(OPS)技术;光突发交换(OBS)技术;光标记分组交换(OMPLS)技术;光子时隙路由(PSR)技术等。这些技术能确保用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术,即数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行。

光突发交换为IP骨干网的光子化提供了一个非常有竞争力的方案。一方面,通过光突发交换可以使现有的IP骨干网的协议层次扁平化,更加充分的利用DWDM技术的带宽潜力;另外一方面,由于光突发交换网对突发包的数据是完全透明的,不经过任何的光电转化,从而使光突发交换机能够真正的实现所谓的T比特级光路由器,彻底消除由于现在的电子瓶颈而导致的带宽扩展困难。此外,光突发交换的QoS支持特征也符合要求。因此,光突发交换网络很有希望取代当前基于SDH同步数字体系架构和电子路由器的IP骨干网,成为下一代光子化的骨干网。作为一项具有广泛前景和技术优势的交换方式,光突发交换技术已引起了国内外众多研究机构的关注,我国的863计划已将光突发交换技术列为重点资助项目。

从应用的角度,光突发交换还有一些重要的课题需要研究。突发封装,突发偏置时延的管理,数据和控制信道的分配,QoS的支持,交换节点光缓存的配置(如果需要的话)等问题还需要作深入研究。对于光突发交换网来说,在边缘路由器光接收机上的突发快速同步也是对系统效率有重要影响的问题。光缓存中光纤延迟线的配置与突发长度的统计分布相关,而突发长度又取决于突发封装过程;突发封装、光路由器的规模、数据和控制信道组的大小又会影响突发偏置时延的管理;交换节点的分配器和控制器运行快慢以及网络规模又会反过来影响突发封装。在网络设计当中,所有的这些问题都必须仔细考虑和规划。由于光纤延迟线的限制,为了降低丢包率,光突发交换网络必须通过波分复用网络信道成组来实现统计复用。如何在光突发交换网络中实现组播功能也是一项非常重要的课题,为了实现组播,光开关矩阵和交换控制单元都必须具备组播能力,且二者之间必须能有效地协调。此外,将光突发交换与现有的动态波长路由技术有机的结合,可以使网络具有更有效的调配能力,但也需要进一步的细致研究。

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光分组交换技术独秀之处在于:一是大容量、数据率和格式的透明性、可配置性等特点,支持未来不同类型数据;二是能提供端到端的光通道或者无连接的传输;三是带宽利用效率高,能提供各种服务,满足客户的需求;四是把大量的交换业务转移到光域,交换容量与WDM传输容量匹配,同时光分组技术与OXC、MPLS等新技术的结合,实现网络的优化与资源的合理利用因而,光分组交换技术势必成为下一代全光网网络规划的“宠儿”。

光分组技术的制约因素:光分组交换的关键技术有光分组的产生、同步、缓存、再生,光分组头重写及分组之间的光功率的均衡等。光分组交换技术与电分组技术相比,光分组交换技术经历了近10年的研究,却还没有达到实用化,主要有两大原因:第一是缺乏深度和快速光记忆器件,在光域难以实现与电路由器相同的光路由器;第二是相对于成熟的硅工业而言,光分组交换的集成度很低,这是由于光分组本身固有的限制以及这方面工作的不足造成的。通过近期的技术突破与智能的光网络设计,可充分地利用光与电的优势来克服这些不利因素。

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4 全光网络的结构

4.1全光网络的基本结构

NNMS:网络管理系统 EMS:网元管理系统 TM:终端复用 图4-1 全光网络结构图

如图4-1所示为全光网络结构图,光传送网可以从垂直方向分为三个网络层,从上到下依次是光路层(OCH),光复用段(OMS)层和光传输段(OTS)层,即光纤传送层。光路层即波长层,为透明传递各种格式客户层信号的光路提供端到端联网功能,其主要传送实体有网络连接,链路连接,子网连接和路径。光网路层网络的功能有:光路连接的重组,以便能够实现灵活的选路;光路开销(开支消息简称开销)处理,以确保光路适配信息的完整一致;光路监控的功能,以实现网络的操作和管理。

光复用段层为多波长光路(含单波长光路)光信号提供联网功能其主要传送实体有网络连接,链路连接,子网连接和路径。光复用段层的网络功能有:光复用段开销处理,以确保光路适配信息的完整一致;光复用段监控的功能,以实现复用段层网络的操作和管理。

光传输段层为光信号在各种类型传输介质,如G.652 G.653 G.655光纤上提供传输功能,其主要传送实体有网络连接,链路连接,子网连接和路径。光传输段层网络功能有:光传输段开销处理,以确保光路适配信息的完整一致;光传输段监控的功能,以实现光传输段层网络的操作和管理,例如传输的可靠性生存性等。 4.2全光网的传输网络

随着光网络需求和技术的发展,光网络将分为核心层即沟通城市之间的长途光缆干线网、城市范围的光城域网、以及光接入网,包括城市和农村的光接入网和校园、企业等用户驻地

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网。

从网络功能上讲,全光网络将由光核心网和光边缘网组成,光边缘网包括城域边缘网络、城域接入、城城接入、农村接入,以及校园网企业等用户驻地网络:而光核心网络则包括城市之间的骨干核心网络与城域核心网络。如图4-2所示

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