光传送网设备c.docx

1、“十 五” 国 家 重 点 图 书 出 版 规 划 项 目 : 光 通 信 技 术 丛 书光 传 送 网 设 备编 著 任 海 兰北 京 邮 电 大 学 出 版 社北 京 内 容 简 介全 光 通 信 网 可 以 取 消 电 子 交 换 的 瓶 颈 、 实 现 大 容 量 的 信 号 传 输 与 交 换 , 是 人 们 所 追 求 的 光 纤 通 信 的 理 想 目 标 。 在 现 有 多 波 长 DWD M 传 输 的 基 础 上 , 发 展 以 波 长 交 换 和 选 路 为 基 础 的 光 传 送 网 技 术 , 是 走 向 全 光 通 信 网 的 必 由 之 路 , 也 是 目 前 通

2、 信 网 络 升 级 的 首 选 方 案 , 因 而 成 为 光 通 信 领 域 倍 受 关 注 的 热 点 之 一 。本 书 从 介 绍 光 传 送 网 的 特 点 及 发 展 趋 势 入 手 , 全 面 介 绍 了 光 传 送 网 设 备 的 相 关 技 术 , 内 容 包 括 O AD M、 OX C 节 点 在 网 络 中 的 功 能 ; 光 传 送 网 各 层 网 络 ( O Ch 、 O MS、 O T S) 设 备 功 能 的 描 述 ; 光 节 点 关 键 技 术 ( 可 调 谐 器 件 、 波 长 变 换 、 全 光 再 生 、 信 道 串 扰 、 功 率 均 衡 等 ) 的

3、 最 新 进 展 ; 光 传 送 网 设 备 的 管 理 ; 光 传 送 网 设 备 的 监 测 等 。本 书 参 考 了 I T U T. 相 关 的 最 新 建 议 , 并 系 统 收 集 了 目 前 国 内 外 关 于 光 传 送 网 的 研 究 资 料 , 全 书 层 次 清 晰 、 内 容 新 颖 , 有 较 强 的 系 统 性 和 实 用 性 。 本 书 可 供 具 备 一 定 通 信 知 识 的 专 业 技 术 人 员 和 工 程 人 员 阅 读 , 也 适 合 于 系 统 学 习 现 代 光 网 络 前 沿 技 术 的 大 专 院 校 师 生 参 考 。图 书 在 版 编 目

4、( CIP ) 数 据光 传送 网 设 备 / 任 海 兰 编 著 . 北 京 : 北 京 邮 电 大 学 出 版 社 , 2003ISBN 7-5635-0850-3 .光 . . . .任 . . . .光纤 通 信 数 字 传 输 系 统通 信 设 备 .TN929. 11中 国 版 本 图 书 馆 CIP 数 据 核 字 ( 2003) 第 117831 号书 名 : 光 传 送 网 设 备 编 著 : 任 海 兰 责 任 编 辑 : 方 瑜出 版 者 : 北 京 邮 电 大 学 出 版 社 (北 京 市 海 淀 区 西 土 城 路 10 号 ) 邮 编 : 100876电 话 : (

5、010) 62282185 (发 行 部 ) 传 真 : (010)62283578www .bup tpress .com E m.ail : publish bup t .edu .cn经 销 : 各 地 新 华 书 店印 刷 :开 本 : 787 mm1 092 mm 1/ 16印 张 : 16字 数 : 395 千 字印 数 : 13 000 册版 次 : 2004 年 8 月 第 1 版 2004 年 8 月 第 1 次 印 刷ISBN 7-5635-0850-3/ T N320 定 价 : 28. 00 元如 有 质 量 问 题 请 与 北 京 邮 电 大 学 出 版 社 发 行

6、部 联 系“千 里 眼 、 顺 风 耳 ”是 古 代 人 们 在 神 话 故 事 中 的 憧 憬 和向 往 “, 秀 才 不 出 门 , 能 知 天 下 事 ”是 人 们 长 期 以 来 的 一 种 美好 愿 望 , 在 信 息 技 术 高 度 发 达 的 今 天 , 都 已 经 变 成 了 现 实 。 当 你 坐 在 计 算 机 旁 尽 情 浏 览 因 特 网 上 各 种 丰 富 多 彩 的 文 字 、 图 像 和 声 音 信 息 时 , 有 没 有 想 过 在 10 年 前 , 如 果 你 想 得 到 现 在 一 分 钟 内 得 到 的 信 息 , 需 要 花 费 千 万 倍 的 时 间

7、和 难 以 估 算 的 人 力 、 物 力 和 财 力 ; 当 你 用 廉 价 方 便 的 I P 电 话 和 远 在 大 洋 彼 岸 的 亲 朋 好 友 侃 侃 而 谈 的 时 候 , 有 没 有 想 到 在 20 世 纪 70 年 代 之 前 , 就 是 打 一 个 长 途 电 话 , 也 要 到 电 信局 等 候 几 个 小 时 甚 至 整 天 的 情 景 ; 曾 几 何 时 “, 大 哥 大 ”还 是有 钱 人 或 有 权 人 的 象 征 , 而 今 天 , 手 机 已 成 为 普 通 百 姓 的 日 常 生 活 用 品 。 这 一 切 , 都 得 益 于 通 信 技 术 的 飞 速

8、进 步 与 发 展 , 也 是 社 会 进 步 的 象 征 。我 常 说 , 学 通 信 的 人 很 累 。 的 确 , 通 信 技 术 的 发 展 太 快 了 , 新 概 念 、 新 技 术 、 新 设 备 层 出 不 穷 , 通 信 网 所 提 供 的 业 务 日 新 月 异 , 真 有 一 种 一 天 不 学 就 要 落 后 , 就 要 被 新 技 术 淘 汰 出 局 的 感 觉 。 我 想 , 一 定 有 许 多 读 者 与 我 有 同 感 。通 信 网 一 般 由 交 换 与 传 输 两 大 部 分 组 成 。 传 输 的 技 术 有 许 多 种 , 各 有 千 秋 。 然 而 光

9、传 送 技 术 因 其 无 可 比 拟 的 众 多 优 点 , 在 各 种 传 输 技 术 中 独 占 鳌 头 。 当 今 世 界 信 息 量 的 80 % 以 上 是 通 过 光 传 送 网 络 进 行 传 送 的 。 因 此 , 光 通 信 技 术 成 为 人 们 非 常 关 注 的 一 种 通 信 技 术 。武 汉 邮 电 科 学 研 究 院 ( 烽 火 科 技 产 业 集 团 ) 是 我 国 最 早 从 事 光 通 信 技 术 研 究 开 发 的 单 位 , 是 国 家 光 纤 通 信 技 术 工 程 研 究 中 心 ; 国 家 光 电 子 工 艺 研 究 中 心 ( 武 汉 分 部

10、) ; 国 家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 成 果 产 业 化 基 地 ; 信 息 产 业 部 光 通 信 产 品 质 量 监 督 检 验 中 心 ; 亚 太 电 信 组 织 光 通 信 培 训 中 心 。 集 1 光 纤 光 缆 、 光 电 子 / 光 器 件 、 光 通 信 系 统 设 备 技 术 与 一 ( 迄 今 国 内 唯 一 的 一 家 ) 。 从 “六 五 ”开 始 , 承 担 了 国 家 科 技 攻 关 项 目 和 国 家 “ 八 六 三 ”高 技 术 研 究 发 展 计 划 项 目 近 百 项 , 产 品 转 化 率 在 90 % 以 上 。 在 武 汉 邮 电 科

11、学 研 究 院 诞 生 了 一个 又 一 个 光 通 信 技 术 成 果 的 国 内 首 创 ; 烽 火 人 在 国 内 光 通 信 项 目 的 研 究 上 取 得 了 一 个 又 一 个 零 的 突 破 。 在 武 汉 邮 电 科 学 研 究 院 造 就 有 一 支 攻 克 光 通 信 技 术 难 关 的 骨 干 队 伍 ; 锻 炼 出 了 一 大 批 光 通 信 技 术 方 面 的 专 家 。为 了 使 读 者 能 对 光 通 信 技 术 有 一 个 全 面 的 了 解 , 我 们 组 织 武 汉 邮 电 科 学 研 究 院 的 一 批 科 技 骨 干 编 写 了 这 一 套 介 绍 光

12、通 信 技 术 的 丛 书 。 该 丛 书 既 包 括 了 目 前 光 通 信 技 术 发 展 的 热 点 , 又 反 映 了 当 前 光 通 信 技 术 在 这 些 方 面 发 展 的 前 沿 。 我 们 将 这 套 丛 书 献 给 奋 战 在 光 通 信 界 的 朋 友 们 和 愿 意 献 身 光 通 信 事 业 的 读 者 , 目 的 是 使 更 多 的 读 者 和 我 们 一 起 , 掌 握 光 纤 通 信 的 最 新 技 术 , 致 力 于 发 展 我 国 的 民 族 光 通 信 产 业 , 使 我 国 的 民 族 光 通 信 产 业 在 国 际 上 占 有 一 席 之 地 。只 有

13、 民 族 的 , 才 是 世 界 的 。毛 谦2001 年 10 月 2 1 光 传 送 网 ( OT N ) 技 术 是 20 世 纪 90 年 代 后 期 出 现 的 基于 光 层 的 传 送 网 技 术 , 它 是 光 纤 通 信 系 统 在 大 容 量 传 输 的 基 础 上 发 展 与 之 相 适 应 的 大 容 量 交 换 技 术 的 必 然 产 物 。 由于 光 传 送 网 具 有 大 容 量 、 易 于 管 理 、 灵 活 性 和 透 明 性 等 一 系 列 显 著 优 势 , 已 成 为 宽 带 通 信 网 的 发 展 方 向 。1998 年 以 来 , 国 际 电 信 联

14、盟 ( I T U ) 有 关 O T N 技 术 的 一 系 列 标 准 化 建 议 陆 续 出 台 , 这 些 建 议 涉 及 网 络 节 点 接 口 、 网 络 抖 动 和 漂 移 性 能 、 设 备 功 能 的 规 范 描 述 、 网 络 管 理 、 网 络 监 视 等 诸 多 方 面 , 为 OT N 技 术 推 向 应 用 奠 定 了 基 础 , 也 对 O T N 技 术 的 发 展 起 到 了 积 极 的 推 动 作 用 。本 书 以 I T U T. 关 于 光 传 送 网 技 术 的 建 议 为 基 础 , 以1998 年 后 出 现 的 国 内 外 大 量 文 献 为 参

15、 考 , 着 重 讨 论 了 光 传 送 网 设 备 的 功 能 以 及 光 传 送 网 设 备 推 向 应 用 时 涉 及 到 的 诸 多 问 题 。 全 书 共 分 8 章 。 第 1 章 在 简 述 通 信 网 发 展 历 程 的 基 础 上 , 明 确 了 与 光 传 送 网 相 关 的 几 个 概 念 , 指 出 了 在 现 有 大 容 量 DW DM 传 输 的 基 础 上 发 展 OT N 技 术 是 光 网 络 演 进 的 必 然 趋 势 。 第 2 章 对 光 传 送 网 节 点 设 备 进 行 了 介 绍 , 由 于 节 点 技 术 是 OT N 技 术 的 基 础 , 而

16、 不 同 结 构 的 节 点 其 性能 会 有 差 别 , 本 章 在 介 绍 节 点 设 备 功 能 的 基 础 上 , 对 于 不 同 的 节 点 设 备 实 现 方 案 的 特 性 和 对 网 络 性 能 的 影 响 进 行 了 分 析 。第 3 章 重 点 介 绍 光 传 送 网 设 备 规 范 描 述 的 基 本 框 架 , 包 括 网 络 分 层 与 分 割 的 概 念 、 原 子 功 能 描 述 语 言 的 基 本 特 点 和 基 本 描 述 方 法 。 由 于 光 传 送 网 是 一 个 巨 大 的 复 杂 的 网 络 , 本 章 作 为 后 续 内 容 的 铺 垫 , 为 进

17、 一 步 对 光 传 送 网 设 备 功 能 进 行 规 范 、 简 捷 、 清 晰 的 描 述 打 下 基 础 。 本 书 对 O T N 不 同 层 网 络 的 设 备 功 能 进 行 了 详 细 论 述 , 内 容 包 括 : 原 子 功 能 2 的 流 程 、 参 考 点 输 入 输 出 的 信 息 流 、 原 子 功 能 涉 及 到 的 处 理 过 程 和 信 号 质 量 监 视 过 程 、 以 及 进 行 缺 陷 关 联 以 给 出 故 障 原 因 的 判 决 等 , 为 读 者 理 解 光 传 送 网 设 备 功 能 打 下 基 础 。 光 传 送 网 可 分 为 光 传 输 段

18、 ( O TS ) 层 、 光 复 用 段 ( O MS ) 层 和 光 通 道 ( OCh )层 , 在 简 化 的 分 层 结 构 中 , 把 光 传 输 段 层 、 光 复 用 段 层 合 为 光 物 理 段 ( O PS )层 , 而 对 于 光 通 道 层 , 为 方 便 业 务 的 接 纳 , 又 分 为 光 通 道 子 层 ( OCh ) 、 光 通 道 传 送 单 元 子 层 ( O T U ) 和 光 通 道 数 据 单 元 子 层 ( O D U ) 。 本 书 将 光 段 层 (包 括 光 传 输 段 、 光 复 用 段 和 光 物 理 段 ) 的 设 备 功 能 放 在

19、 一 起 , 作 为 本 书 的 第 4 章 。 将 光 通 道 的 子 层 (包 括 光 通 道 、 光 通 道 传 送 单 元 和 光 通 道 数 据 单 元 ) 的 设 备 功 能 描 述 另 列 一 章 , 作 为 本 书 的 第 5 章 。 这 样 安 排 , 以 期 达 到 全 书 层 次 清 晰 的 目 的 。由 于 发 展 光 传 送 网 技 术 的 核 心 是 要 发 展 光 节 点 技 术 , 而 光 节 点 技 术 的 发 展 又 依 赖 于 一 些 关 键 的 光 器 件 技 术 , 如 光 开 关 、 可 调 谐 器 件 ( 包 括 可 调 谐 激 光 器 和 可 调

20、 谐 滤 波 器 ) 、 波 长 变 换 器 、 全 光 再 生 器 等 , 此 外 , 由 于 大 量 信 号 波 长 要 在 光 节 点 进 行 汇 集 处 理 , 因 此 光 节 点 还 要 考 虑 信 道 串 扰 问 题 、 功 率 均 衡 问 题 等 , 第 6 章 对 这 些 关 键 技 术 的 实 现 方 式 和 技 术 最 新 进 展 进 行 了 综 合 介 绍 。 第 7 章 在 讨 论 光传 送 网 的 管 理 的 基 础 上 , 讨 论 光 传 送 网 设 备 的 管 理 , 包 括 设 备 的 管 理 需 求 和 管 理 的 实 现 方 式 等 。 本 书 的 最 后

21、一 章 讨 论 了 与 光 传 送 网 运 行 和 维 护 相 关 的 光 监 测 问 题 , 包 括 性 能 监 测 和 设 备 监 测 两 方 面 内 容 。本 书 是 在 I T U T. 组 织 成 员 、 武 汉 邮 电 科 学 研 究 院 副 院 长 兼 总 工 程 师 毛 谦 老 师 的 指 导 下 编 写 的 。 毛 总 在 百 忙 之 中 , 对 于 本 书 从 选 题 、 到 内 容 和 结 构 的 确 定 , 再 到 全 书 的 审 阅 和 修 改 , 都 提 出 了 许 多 建 设 性 的 宝 贵 意 见 , 倾 注 了 大 量 的 心 血 。 在 编 写 过 程 中

22、, 作 者 还 得 到 了 武 汉 邮 电 科 学 研 究 院 烽 火 科 技 学 院 李 勇 院 长 、 武 汉 邮 电 科 学 研 究 院 烽 火 科 技 学 院 多 位 同 仁 的 鼎 力 支 持 和 无 私 帮 助 , 在 本 书 完 成 之 际 , 谨 向 所 有 给 予 作 者 关 心 、 爱 护 和 支 持 的 朋 友 们 致 以 由 衷 的 谢 意 。由 于 作 者 水 平 有 限 , 对 于 发 展 中 的 光 传 送 网 技 术 的 理 解 欠 全 面 深 入 , 书 中 难 免 有 诸 多 遗 憾 和 谬 误 之 处 , 恳 请 广 大 读 者 批 评 指 正 。作 者2

23、004 年 5 月 于 武 汉 1 第 1 章 光 传 送 网 概 述1. 1 通 信 网 的 发 展 11 .2 光 传 送 网 概 念 的 提 出 21 .2 .1 光 传 送 网 的 概 念 21 .2 .2 光 传 送 网 的 特 点 31 .2 .3 光 传 送 网 与 通 信 网 3第 2 章 光 传 送 网 节 点 设 备2 .1 基 于 光 波 长 交 换 的 光 传 送 网 62 .1 .1 DWDM 传 输 的 局 限 性 62 .1 .2 DWDM 光 联 网 的 演 进 72 .2 OADM 的 节 点 功 能 82 .2 .1 O ADM 实 现 的 功 能 82 .

24、2 .2 O ADM 节 点 的 组 成 92 .3 OXC 的 节 点 功 能 92 .3 .1 OXC 实 现 的 功 能 92 .3 .2 OXC 节 点 的 组 成 102 .4 OADM 节 点 结 构 及 实 现 方 案 112 .5 OXC 节 点 结 构 及 实 现 方 案 132 .5 .1 OXC 功 能 要 求 142 .5 .2 OXC 的 结 构 15第 3 章 光 传 送 网 设 备 的 规 范 描 述3 .1 分 层 与 分 割 193 .1 .1 建 立 分 层 的 概 念 193 .1 .2 建 立 分 割 的 概 念 203 .2 设 备 规 范 方 法 及

25、 其 演 变 213 .2 .1 基 本 功 能 块 描 述 方 法 21 2 光 传 送 网 设 备4 .1 .1 终 端 功 能 524 .1 .2 适 配 功 能 57.2 光 复 用 段 层 功 能 594 .2 .1 终 端 功 能 614 .2 .2 适 配 功 能 644 .2 .3 子 层 功 能 67.3 光 物 理 段 层 功 能 714 .3 .1 终 端 功 能 724 .3 .2 适 配 功 能 735 .1 .1 连 接 功 能 785 .1 .2 终 端 功 能 805 .1 .3 适 配 功 能 85.2 光 通 道 传 送 单 元 子 层 功 能 955 .2

26、 .1 终 端 功 能 965 .2 .2 适 配 功 能 1043 .2 .2 原 子 功 能 描 述 方 法 213 .3 O T N 设 备 原 子 功 能 描 述 的 规 范 方 法 233 .3 .1 网 络 结 构 元 件 233 .3 .2 层 网 络 的 原 子 功 能 263 .4 O TN 层 网 络 的 原 子 功 能 及 相 关 关 系 293 .4 .1 层 网 络 原 子 功 能 相 关 关 系 293 .4 .2 OT N 层 网 络 的 原 子 功 能 313 .4 .3 OT N 层 网 络 的 通 信 通 道 开 销 323 .5 设 备 的 监 控 过 程

27、 和 管 理 信 息 流 343 .5 .1 监 控 过 程 描 述 343 .5 .2 监 控 过 程 相 关 处 理 343 .6 O T N 专 用 监 视 功 能 393 .6 .1 OT N 的 缺 陷 393 .6 .2 性 能 过 滤 453 .7 O T N 专 用 处 理 过 程 463 .7 .1 非 光 处 理 过 程 463 .7 .2 光 信 号 处 理 过 程 50第 4 章 光 段 层 设 备 功 能 描 述4 .1 光 传 输 段 层 功 能 5244第 5 章 光 通 道 子 层 设 备 功 能 描 述5 .1 光 通 道 子 层 功 能 775 3 .3 光

28、 通 道 数 据 单 元 子 层 功 能目 录1125 .3 .1 连 接 功 能 1145 .3 .2 终 端 功 能 1175 .3 .3 适 配 功 能 1215 .3 .4 CO M MS 功能 1435 .3 .5 子 层 功 能 1505第 6 章 光 传 送 网 节 点 关 键 技 术6 .1 可 调 谐 激 光 器 技 术 1656 .1 .1 分 布 拉 格 反 射 激 光 器 1656 .1 .2 分 布 反 馈 式 激 光 器 1666 .1 .3 外 腔 激 光 器 1666 .1 .4 垂 直腔 表 面 发 射 激 光 器 1676 .2 可 调 谐 光 滤 波 器

29、技 术 1676 .2 .1 F P. 腔 型光 滤 波 器 1676 .2 .2 马 赫 曾 . 德 尔干 涉 型 光 滤 波 器 1696 .2 .3 基 于 光 栅 的 光 滤 波 器 1706 .3 波 长 转 换 技 术 1716 .3 .1 基 于 SO A 的 XG M 和 X PM 1716 .3 .2 非 线 性 光 学 环 形 镜 1736 .3 .3 基 于 FWM 现 象 1746 .3 .4 基 于 吸 收 调 制 效 应 1756 .3 .5 基 于 注 入 锁 定 半 导 体 激 光 器 1766 .3 .6 基 于 光 纤 光 栅 外 腔 激 光 器 1766

30、.4 全 光 再 生 技 术 1776 .4 .1 光 时 钟 恢 复 技 术 1776 .4 .2 光 判 决 门 技 术 1796 .5 光 开 关 技 术 1816 .5 .1 波 导 型 光 开 关 1816 .5 .2 MEM S 机 械 光 开 关 1826 .5 .3 液 晶 光 开 关 1836 .5 .4 气 泡 开 关 1846 .5 .5 光 栅 开 关 1846 .6 信 道 串 扰 问 题 1856 .6 .1 器 件 与 串 扰 1856 .6 .2 系 统 中 的 串 扰 分 析 1876 .7 功 率 均 衡 与 功 率 管 理 技 术 1896 .7 .1 用

31、 光 衰 减 器 实 现 功 率 均 衡 1896 .7 .2 用 SO A 实 现 功 率 均 衡 1906 .7 .3 分 级 功 率 均 衡 方 案 191 4 光 传 送 网 设 备6 .7 .4 瞬 态 功 率 控 制 和 均 衡 192第 7 章 光 传 送 网 设 备 的 管 理7 .1 电 信 管 理 网 概 述 1947 .1 .1 电 信 管 理 网 的 特 点 1947 .1 .2 TM N 的 结 构 1957 .1 .3 TM N 的 功 能 1997 .2 O TN 管 理 网 络 的 体 系 结 构 2007 .2 .1 OT N 的 管 理 需 求 2007 .

32、2 .2 OT N 管 理 网 络 组 织 模 型 2017 .2 .3 O MN , O MSN 和 T MN 的 关 系 2027 .2 .4 光 管 理 子 网 2037 .3 O TN 设 备 的 管 理 要 求 2057 .3 .1 OT N 设 备 管 理 的 内 容 2067 .3 .2 设 备 管 理 与 网 络 管 理 的 关 系 2077 .4 O TN 设 备 的 管 理 方 法 2087 .4 .1 OT N 设 备 的 技 术 域 2087 .4 .2 OT N 设 备 管 理 的 实 现 方 式 2097 .4 .3 日 期 和 时 间 功 能 210第 8 章 光

33、 传 送 网 设 备 的 监 测8 .1 O TN 的 光 监 测 2138 .1 .1 光 监 测 的 基 本 思 想 2138 .1 .2 光 信 号 质 量 的 评 价 2148 .1 .3 现 阶 段 光 监 测 的 实 施 2158 .2 O TN 性 能 监 测 2178 .2 .1 BIP 字 节 法 2188 .2 .2 准 误 码 率 监 测 法 2188 .2 .3 抽 样 统 计 法 2198 .2 .4 光 信 噪 比 监 测 法 2208 .3 O TN 设 备 监 测 2218 .3 .1 OT N 设 备 的 监 测 内 容 2218 .3 .2 OT N 设 备

34、 的 监 测 方 法 222缩 略 语 224附 录 1 原 子 功 能 的 监 控 相 关 处 理 一 览 表 233附 录 2 原 子 功 能 的 控 制 管 理 信 息 一 览 表 236附 录 3 原 子 功 能 的 性 能 管 理 信 息 一 览 表 240参 考 文 献 241 1 由 于 信 息 时 代 人 们 对 信 息 的 需 求 与 日 俱 增 , 人 们 不 断 地 利 用 各 种 技 术 开 发 光 纤 的 带 宽潜 力 。 到 20 世 纪 90 年 代 后 期 , 基 于 多 波 长 光 传 输 的 D WDM 技 术 使 光 纤 传 输 容 量 剧 增 , 极 大

35、 地 满 足 了 人 们 对 大 容 量 传 输 的 迫 切 需 求 , D WDM 技 术 迅 速 得 到 了 普 遍 的 应 用 。 然 而 , 很 快 人 们 就 不 再 满 足 于 仅 由 光 来 实 现 传 输 容 量 的 增 加 , 还 希 望 在 光 域 完 成 信 息 的 交 换 与 选 路功 能 , 克 服 依 赖 电 进 行 交 换 所 造 成 的 电 子 瓶 颈 “, 光 传 送 网 ”的 概 念 就 是 在 这 一 基 础 上 提 出的 , 即 以 光 为 信 息 载 体 , 并 在 光 层 完 成 信 息 的 传 输 与 交 换 的 网 络 。 光 传 送 网 的 概

36、 念 一 经 提 出 , 即 成 为 通 信 领 域 的 热 点 , I T U T. 有 关 光 传 送 网 的 一 系 列 建 议 很 快 出 台 , 世 界 一 些 发 达 国 家 都 积 极 地 投 入 相 关 关 键 技 术 的 研 究 , 并 以 设 备 的 开 发 为 突 破 口 , 来 推 进 光 传 送 网 的 商 用 化 进 程 。 光 传 送 网 已 被 认 为 是 通 信 网 向 宽 带 、 大 容 量 发 展 的 首 选 方 案 和 现 实 步 骤 。1. 1 通 信 网 的 发 展现 代 通 信 经 历 了 一 百 多 年 的 发 展 历 程 , 其 起 源 可 追

37、 溯 至 19 世 纪 末 , 电 报 、 电 话 、 无 线 电 三 大 发 明 标 志 着 现 代 通 信 的 诞 生 。 通 信 进 入 人 类 生 活 后 , 极 大 地 改 变 了 人 类 的 生 活 方 式 。在 相 当 长 的 一 段 时 间 内 , 通 信 都 是 以 电 作 为 信 息 载 体 , 且 传 输 的 信 息 以 语 音 信 息 为 主 。 直 至 20 世 纪 70 年 代 初 期 , 美 国 Corning 公 司 拉 制 出 了 世 界 上 第 一 根 光 纤 , 虽 然 当 时 光 纤 的损 耗 高 达 20 dB/ km , 至 少 人 们 看 到 了

38、以 光 作 为 信 息 传 输 载 体 的 希 望 。 到 70 年 代 后 期 , 由 于 光 纤 制 作 工 艺 尤 其 是 材 料 提 纯 技 术 的 不 断 改 进 , 光 纤 的 吸 收 损 耗 大 大 降 低 , 使 光 纤 的 损 耗 降 至 5 dB 以 下 , 与 此 同 时 , 在 室 温 下 可 连 续 工 作 的 激 光 器 也 走 向 商 用 , 为 光 纤 通 信 提 供 了 理想 的 光 源 , 自 此 , 光 纤 开 始 代 替 电 缆 进 入 通 信 网 。按 照 信 息 传 送 使 用 的 载 体 , 通 信 网 络 可 粗 略 分 为 电 通 信 网 络

39、、 光 电 混 合 网 络 、 全 光 网 络 3 种 。 其 中 , 电 通 信 网 络 中 信 息 的 传 输 和 处 理 都 使 用 电 作 为 信 息 载 体 ; 光 电 混 合 网 络 中 对 信息 进 行 传 输 和 处 理 时 既 用 到 光 作 为 载 体 , 也 用 到 电 作 为 载 体 ; 而 全 光 网 络 中 只 使 用 光 作 为 信 息 载 体 。1. 电 通 信 网 络电 通 信 网 络 在 电 域 完 成 信 息 的 传 输 、 交 换 、 存 储 和 处 理 等 功 能 , 传 输 媒 质 主 要 采 用 电 缆( 辅 以 微 波 、 无 线 电 波 等 无

40、 线 方 式 ) , 网 络 节 点 的 信 息 交 换 采 用 电 交 换 技 术 。 但 是 , 电 通 信 网络 的 信 道 容 量 小 , 传 输 距 离 较 短 , 节 点 的 信 息 吞 吐 量 小 , 信 息 在 网 络 节 点 的 时 延 较 大 , 造 成 整 个 网 络 的 信 息 容 量 有 限 。2. 光 电 混 合 网 络由 于 以 光 纤 作 为 传 输 媒 质 具 有 通 信 容 量 大 、 传 输 距 离 远 等 一 系 列 显 著 优 势 , 使 得 光 纤 通 2 光 传 送 网 设 备信 技 术 迅 速 发 展 , 自 20 世 纪 70 年 代 后 期

41、光 缆 代 替 电 缆 进 入 通 信 网 后 , 电 通 信 网 络 也 随 之 成 为 新 一 代 的 通 信 网 络 光 电 混 合 网 络 。 在 光 电 混 合 网 络 中 , 节 点 之 间 实 现 了 光 传 输 , 使 传 输 容 量 大 大 增 加 、 传 输 距 离 大 大 延 长 , 但 网 络 节 点 的 信 息 交 换 仍 采 用 电 交 换 技 术 , 为 了 完 成信 息 交 换 , 网 络 的 各 个 节 点 必 须 先 将 光 信 息 转 换 为 电 信 息 , 交 换 完 成 后 , 再 将 电 信 息 恢 复 为光 信 息 , 送 到 线 路 上 传 输

42、。 由 于 电 子 器 件 本 身 处 理 速 度 的 物 理 极 限 , 信 息 的 光 / 电 / 光 转 换 速 率 受 限 , 造 成 节 点 的 信 息 吞 吐 量 十 分 有 限 , 信 息 在 网 络 节 点 的 时 延 较 大 , 尤 其 是 在 多 波 长 光传 输 技 术 使 传 输 容 量 大 大 增 加 的 情 况 下 , 电 节 点 交 换 能 力 的 滞 后 成 为 限 制 网 络 吞 吐 量 的 主要 因 素 。3. 全 光 网 络为 了 克 服 传 统 的 电 交 换 节 点 引 入 的 “电 子 瓶 颈” 问 题 , 人 们 开 始 考 虑 由 光 来 承 担

43、 一 部 分信 息 交 换 的 任 务 , 即 发 展 光 交 换 与 选 路 技 术 , 从 而 改 变 电 交 换 不 堪 重 负 的 现 状 , 而 除 了 交 换与 选 路 , 如 果 能 进 一 步 采 用 其 他 的 全 光 信 息 处 理 技 术 , 如 全 光 再 生 、 全 光 波 长 转 换 , 则 网 络 的 信 息 吞 吐 量 可 以 进 一 步 增 加 。 在 这 种 背 景 之 下 , 人 们 提 出 了 全 光 网 络 ( AON , All O. ptical N et work ) 的 概 念 。全 光 网 络 是 指 信 息 流 在 整 个 网 络 中 传

44、输 、 交 换 时 始 终 以 光 的 形 式 存 在 , 不 需 要 经 过 光 / 电 / 光 转 换 , 即 信 息 从 源 节 点 到 目 的 节 点 的 传 输 过 程 中 始 终 在 光 域 内 , 包 括 了 光 传 输 、 光 放 大 、 光 再 生 、 光 交 换 、 光 存 储 、 光 信 号 多 路 复 接 / 分 插 、 进 网 / 出 网 等 全 光 处 理 技 术 , 使 得 信 息 处 理 过 程 完 全 摆 脱 对 电 处 理 的 依 赖 。1 .2 光 传 送 网 概 念 的 提 出随 着 信 息 时 代 的 到 来 , 尤 其 是 互 联 网 技 术 的 发

45、 展 , 人 们 对 通 信 容 量 的 需 求 与 日 俱 增 。 IP 业 务 在 全 球 范 围 突 飞 猛 进 的 发 展 , 给 传 统 电 信 业 务 带 来 巨 大 冲 击 的 同 时 , 也 为 电 信 网 的 发 展 提 供 了 新 的 机 遇 。 从 当 前 信 息 技 术 发 展 的 潮 流 来 看 , 建 设 高 速 大 容 量 的 宽 带 综 合 业 务 网 已成 为 现 代 信 息 技 术 发 展 的 必 然 趋 势 , 发 达 国 家 的 网 络 业 务 将 以 数 据 业 务 为 主 。 传 统 的 网 络无 论 是 从 业 务 量 设 计 、 容 量 、 组

46、网 方 式 , 还 是 从 交 换 方 式 上 来 讲 , 都 已 无 法 适 应 这 一 新 的 发 展 趋 势 。 开 发 新 一 代 的 可 持 续 发 展 的 网 络 已 成 为 通 信 网 络 界 的 共 同 心 愿 , 即 开 发 具 有 统 一 通信 协 议 和 巨 大 传 输 容 量 的 网 络 , 能 以 最 经 济 的 成 本 、 灵 活 可 靠 地 支 持 一 切 已 有 和 将 有 的 业 务 和 信 号 。 显 然 , 从 作 为 基 础 的 传 送 网 角 度 看 , 只 有 在 光 传 输 的 基 础 上 发 展 光 交 换 技 术 、 从 而 实 现 光 联 网

47、 , 才 可 能 承 担 这 样 的 重 任 。1 .2 .1 光 传 送 网 的 概 念I T U T. 提 出 的 有 关 “光 传 送 网 ”的 概 念 , 即 是 在 现 有 全 光 传 输 的 基 础 上 , 进 一 步 发 展 光 域 内 的 交 换 / 选 路 技 术 , 实 现 基 于 光 的 传 输 和 光 的 交 换 / 选 路 的 网 络 。 I T U T. 在 G .872 建 议 中 定 义 光 传 送 网 为 “一 组 可 为 客 户 层 信 号 提 供 主 要 在 光 域 上 进 行 传 送 、 复 用 、 选 路 、 监 控 和 生 存 性 处 理 的 功 能

48、 实 体” , 它 能 够 支 持 各 种 上 层 技 术 , 是 适 应 公 用 通 信 网 络 演 进 的 理 想 的 基 础传 送 网 络 。 光 传 送 网 为 用 户 提 供 端 到 端 的 高 速 光 链 路 连 接 , 因 此 , 它 具 有 后 向 兼 容 ( SD H、 A T M 和 PD H 等 ) 和 未 来 前 向 升 级 兼 容 ( O TD M、 OCD MA、 光 因 特 网 等 ) 的 功 能 , 与 现 有 电 3 第 1 章 光 传 送 网 概 述交 换 技 术 是 完 全 互 补 和 兼 容 的 。在 发 展 光 传 送 网 的 基 础 上 形 成 的

49、光 电 混 合 网 络 的 组 成 如 图 1 .1 所 示 , 由 核 心 光 传 送 网络 和 边 缘 网 络 组 成 。 核 心 光 传 送 网 又 由 光 传 输系 统 和 具 有 光 交 换 / 选 路 功 能 的 光 节 点 组 成 , 光传 输 系 统 实 现 大 传 输 容 量 , 光 节 点 完 成 信 息 在 光 域 内 的 交 换 / 选 路 。 核 心 光 传 送 网 对 信 息 不 进 行 电 处 理 , 处 理 能 力 非 常 强 , 具 有 很 大 的 吞 吐 量 。 边 缘 网 络 由 电 子 节 点 进 行 电 处 理 , 并 可 利用 光 通 道 与 光 网 络 进 行 直 接 连 接 。 然 而 , 目 前的 光 电 混 合 网 络 仅 由 光 传 输 系 统 和 电 子 节 点 组 图 1 .1 光 电 混 合 网 络 的 组 成成 , 光 技 术 仅 用 于 两 个 电 子 节 点 间 的 点 对 点 传 输 , 在 每 个 电 子 节 点 中 光 信 号 都 要 转 换 成 电 信 号 进 行 电 处 理 , 电 子 节 点 处 的 光 电 转 换 设 备 处 理 负 担 过 重 , 限 制 了 网 络 节 点 的 吞 吐 量 。1