1、8.1 8.1 全全 光光 网网 络络8.2 8.2 智能光网络智能光网络8.3 8.3 自动交换光网络自动交换光网络新型光网络应具备下列主要特点。新型光网络应具备下列主要特点。标准化的路由选择和信令传输结构。标准化的路由选择和信令传输结构。基于网状拓扑结构。基于网状拓扑结构。网络拓扑结构和资源自动检测。网络拓扑结构和资源自动检测。基于基于SONET/SDHSONET/SDH环的灵活的网状恢复机制。环的灵活的网状恢复机制。通过共享带宽恢复的规划和应用以及分等通过共享带宽恢复的规划和应用以及分等级服务的资源分配。级服务的资源分配。通过快速连接设备性能和多厂商、内部服通过快速连接设备性能和多厂商、
2、内部服务提供商的协同工作。务提供商的协同工作。用户信号带宽按需分配。用户信号带宽按需分配。8.1.1 全光网络的概念全光网络的概念8.1.2 全光网络的层次结构全光网络的层次结构8.1.3 全光网络的网络节点全光网络的网络节点8.1.4 全光网络的关键技术全光网络的关键技术8.1.5 全光联网器件及其发展全光联网器件及其发展 8.1.1 全光网络的概念全光网络的概念 全光网络是指用户与用户之间的信号传全光网络是指用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术完成的先进网络。输与交换全部采用光波技术完成的先进网络。它包括光传输、光放大、光再生、光交它包括光传输、光放大、光再生、光交换、光存储、光
3、信息处理、光信号多路复接换、光存储、光信息处理、光信号多路复接/分插、进网分插、进网/出网等许多先进的全光技术。出网等许多先进的全光技术。原理上讲，全光网络就是网中直到端用原理上讲，全光网络就是网中直到端用户节点之间的信号通道仍然保持着光的形式，户节点之间的信号通道仍然保持着光的形式，即端到端的全光路，中间没有光电转换器，即端到端的全光路，中间没有光电转换器，数据从源节点到目的节点的传输过程都在光数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行。域内进行。全光网络具有以下优点。全光网络具有以下优点。透明性好。透明性好。兼容性好，容易升级。兼容性好，容易升级。具备可扩展性。具备可扩展性。具备可重构
4、性。具备可重构性。省掉了大量电子器件。省掉了大量电子器件。可靠性高。可靠性高。提供多种协议的业务。提供多种协议的业务。组网灵活性高。组网灵活性高。8.1.2 全光网络的层次结构全光网络的层次结构 全光网络本身可划分为三层，即光路层、全光网络本身可划分为三层，即光路层、光通道层以及传输媒质层，如图光通道层以及传输媒质层，如图8-18-1所示。所示。图中的电路层本身不属于光网络范围内，图中的电路层本身不属于光网络范围内，然而是不可缺少的，它是介乎用户与光网络然而是不可缺少的，它是介乎用户与光网络之间的通信网络。之间的通信网络。光传输网 电路层 光路层 光通道层 光传输媒质层 8.1.3 全光网络的
5、网络节点全光网络的网络节点1 1光分插复用器光分插复用器 OADM OADM的功能是从传输设备中有选择的下的功能是从传输设备中有选择的下路通往本地的信号，同时上路本地用户发往路通往本地的信号，同时上路本地用户发往另一个节点的信号。另一个节点的信号。OXC OXC的主要功能是分离本地交换业务和非的主要功能是分离本地交换业务和非本地交换业务。本地交换业务。OXCOXC由光输入放大器、光解复用器、光波由光输入放大器、光解复用器、光波长可调滤波转换器、交换矩阵、光波分复用长可调滤波转换器、交换矩阵、光波分复用器和光输出放大器组成。器和光输出放大器组成。光波长可调滤波转换器和交换矩阵构成了光波长可调滤波
6、转换器和交换矩阵构成了OXCOXC的核心部分。的核心部分。2光交叉连接设备光交叉连接设备 光监控信道 上路 下路 波长转换器 光开关 控制和管理设备 数字交叉连接设备 光纤放大器 可调滤波器 复用、解复用器 交叉连接矩阵 OADM OADM允许不同光网络的不同波长信号在允许不同光网络的不同波长信号在不同的地点分插复用；不同的地点分插复用；OXCOXC设备允许不同网络设备允许不同网络动态组合，按需分配波长资源，实现更大范动态组合，按需分配波长资源，实现更大范围的网络互连。围的网络互连。4OADM/OXC在在WDM全光网络中的全光网络中的应用应用8.1.4 全光网络的关键技术全光网络的关键技术1
7、1全光交换全光交换 空分光交换是指空间划分的交换。空分光交换是指空间划分的交换。时分光交换网由时分型交换模块和空分时分光交换网由时分型交换模块和空分型交换模块构成。型交换模块构成。波分交换由波长开关使信号通过不同的波分交换由波长开关使信号通过不同的波长，选择不同的网络通路来实现交换。波长，选择不同的网络通路来实现交换。复合型光交换是指在一个交换网络中同复合型光交换是指在一个交换网络中同时应用两种以上的光交换方式。时应用两种以上的光交换方式。自由空间光交换可以看作是一种空分交自由空间光交换可以看作是一种空分交换，它在换，它在1mm1mm范围内具有高达范围内具有高达1010 m m量级的分辨量级的
8、分辨率。率。2光交叉连接光交叉连接 OXCOXC是全光网中的核心器件，是用于光纤是全光网中的核心器件，是用于光纤网络节点的设备，它与光纤组成了一个全光网络节点的设备，它与光纤组成了一个全光网络。网络。3全光中继全光中继 全光中继是直接在光路上对信号进行放全光中继是直接在光路上对信号进行放大传输，用全光传输中继器代替再生中继器。大传输，用全光传输中继器代替再生中继器。可通过全光放大器来提高光信号功率。可通过全光放大器来提高光信号功率。色散会导致光脉冲展宽，发生码间干扰，色散会导致光脉冲展宽，发生码间干扰，使系统的误码率增大。使系统的误码率增大。因此，必须采取措施对光信号进行再生。因此，必须采取措
9、施对光信号进行再生。目前，对光信号的再生都是利用光电中目前，对光信号的再生都是利用光电中继器，即光信号首先由光电二极管转变为电继器，即光信号首先由光电二极管转变为电信号，经电路整形放大后，再重新驱动一个信号，经电路整形放大后，再重新驱动一个光源，从而实现光信号的再生。光源，从而实现光信号的再生。4全光信息的放大和再生技术全光信息的放大和再生技术 OTDMOTDM是用多个电信道信号调制具有同一是用多个电信道信号调制具有同一个光频的不同光信道，经复用后在同一根光个光频的不同光信道，经复用后在同一根光纤传输的扩容技术。纤传输的扩容技术。OTDMOTDM技术主要包括超窄光脉冲的产生与技术主要包括超窄光
10、脉冲的产生与调制技术、全光复用调制技术、全光复用/解复用技术、光定时提解复用技术、光定时提取技术。取技术。5光复用光复用/解复用技术解复用技术 光光WDMWDM是多个信源的电信号调制各自的光是多个信源的电信号调制各自的光载波，经复用后在一根光纤上传输，在接收载波，经复用后在一根光纤上传输，在接收端可用外差检测的相干通信方式或调谐无源端可用外差检测的相干通信方式或调谐无源滤波器直接检测的常规通信方式实现信道的滤波器直接检测的常规通信方式实现信道的选择。选择。目前，大部分公司的目前，大部分公司的DWDMDWDM系统都是以系统都是以2.5Gbit/s2.5Gbit/s为基本速率的。为基本速率的。泛欧
11、运营商泛欧运营商HERHER公司采用公司采用CienaCiena公司的公司的40402.5Gbit/s2.5Gbit/s系统。系统。目前，国内武汉邮电研究院的目前，国内武汉邮电研究院的8 82.5Gbit/s WDM2.5Gbit/s WDM系统已用于济南系统已用于济南青岛工程。青岛工程。OADM OADM具有选择性，可以从传输设备中选具有选择性，可以从传输设备中选择下路信号或上路信号，也可仅仅通过某个择下路信号或上路信号，也可仅仅通过某个波长信号，同时不影响其他波长信道的传输。波长信号，同时不影响其他波长信道的传输。特别是特别是OADMOADM可以从一个可以从一个WDMWDM光束中分出一光束
12、中分出一个信道，并且一般是以相同波长往光载波上个信道，并且一般是以相同波长往光载波上插入新的信息。插入新的信息。网络的配置管理、波长的分配管理、管网络的配置管理、波长的分配管理、管理控制协议、网络的性能测试等都是网络管理控制协议、网络的性能测试等都是网络管理方面需解决的技术。理方面需解决的技术。对光放大器等器件进行监视和管理一般对光放大器等器件进行监视和管理一般采用额外波长监视技术，即在系统中再分插采用额外波长监视技术，即在系统中再分插一个额外的信道传送监控信息。一个额外的信道传送监控信息。而光监控技术采用而光监控技术采用1 510nm1 510nm波长，并且对波长，并且对此监控信道提供检错和
13、纠错的保护路由。此监控信道提供检错和纠错的保护路由。6全光网的管理、控制和运作全光网的管理、控制和运作8.1.5 全光联网器件及其发展全光联网器件及其发展1 1光有源器件光有源器件 光有源器件包括激光器、光电探测器、光有源器件包括激光器、光电探测器、光放大器。光放大器。全光网中常用的是半导体激光器和光纤全光网中常用的是半导体激光器和光纤激光器。激光器。光无源器件按功能分为光连接器、耦合器、光无源器件按功能分为光连接器、耦合器、光开关、光衰减器、光隔离器、波分复用与光开关、光衰减器、光隔离器、波分复用与解复用器件、光调制器件、光编码器件、光解复用器件、光调制器件、光编码器件、光交换器件、光存储器
14、件、光逻辑器件；按结交换器件、光存储器件、光逻辑器件；按结构类型分为光纤器件、光纤光栅器件、平面构类型分为光纤器件、光纤光栅器件、平面波导器件、微光电机械器件、集成器件。波导器件、微光电机械器件、集成器件。2光无源器件光无源器件 按插孔的结构形式分有按插孔的结构形式分有O O型、型、C C型和型和V V型等；型等；按光纤种类和芯数分有多模、单模光纤连接按光纤种类和芯数分有多模、单模光纤连接器，多芯、单芯光缆连接器等；按应用场合器，多芯、单芯光缆连接器等；按应用场合分有通用式、现场装配式、密封式和穿墙式分有通用式、现场装配式、密封式和穿墙式等。等。光定向耦合器可分为拼接式、拉锥式、光定向耦合器可
15、分为拼接式、拉锥式、棱镜式、平面式等。棱镜式、平面式等。星形耦合器按其对称性又可分为星形耦合器按其对称性又可分为1 1n n型型和和n nn n型等。型等。按结构与工艺的不同，星形耦合器可分按结构与工艺的不同，星形耦合器可分为拉锥式、搅模棒式等为拉锥式、搅模棒式等 星形耦合器主要用于星形光纤网络。星形耦合器主要用于星形光纤网络。T T形耦合器是使两个端机接到一个主传输形耦合器是使两个端机接到一个主传输线路上去的器件。线路上去的器件。一般有机械开关、矩阵光开关、热光开一般有机械开关、矩阵光开关、热光开关、硅开关、电光开关、声光开关、全息光关、硅开关、电光开关、声光开关、全息光栅开关、半导体光逻辑
16、门、波导开关、马赫栅开关、半导体光逻辑门、波导开关、马赫-曾德干涉仪型开关、喷墨气泡光开关、液晶曾德干涉仪型开关、喷墨气泡光开关、液晶光开关和微机械等光开关。光开关和微机械等光开关。它是使光路的光能按一定比例衰减的器它是使光路的光能按一定比例衰减的器件。件。光衰减器的主要类型有光可变衰减器和光衰减器的主要类型有光可变衰减器和光固定衰减器。光固定衰减器。它是一种互易性光无源器件，在它的工它是一种互易性光无源器件，在它的工作波长范围内，对正向传输光损耗很小，对作波长范围内，对正向传输光损耗很小，对反向传输光损耗很大。反向传输光损耗很大。波分复用器是使两个或两个以上不同波长波分复用器是使两个或两个以
17、上不同波长的光载波共用一个光路的器件。的光载波共用一个光路的器件。波分解复用器是使共用一个光路的不同波波分解复用器是使共用一个光路的不同波长的多个光载波分到各自光路中去的器件。长的多个光载波分到各自光路中去的器件。它是一种改变光束参量传输信息的器件，它是一种改变光束参量传输信息的器件，目前常采用电光调制器和声光调制器，有时目前常采用电光调制器和声光调制器，有时也采用磁光调制器、吸收调制器和干涉调制也采用磁光调制器、吸收调制器和干涉调制器。器。它的作用是产生相应的地址码序列。它的作用是产生相应的地址码序列。光交换器件主要包括可调谐光器件、波光交换器件主要包括可调谐光器件、波长变换器、波长选择器、
18、路由选择器（模块）长变换器、波长选择器、路由选择器（模块）等。等。它是实现光信号存储和逻辑运算的器件。它是实现光信号存储和逻辑运算的器件。光信号在传输与交换过程中要进行各种光信号在传输与交换过程中要进行各种逻辑运算，较成熟的光逻辑器件有对称型自逻辑运算，较成熟的光逻辑器件有对称型自电光效应器件、基于多量子阱电光效应器件、基于多量子阱DFBDFB的光学双稳的光学双稳态器件、基于光学非线性的与门等。态器件、基于光学非线性的与门等。光子集成器件主要是指光路集成器件和光子集成器件主要是指光路集成器件和实用化光电子集成模块等。实用化光电子集成模块等。它主要包括光发射机、光接收机和光收它主要包括光发射机、
19、光接收机和光收发机。发机。3光子集成器件光子集成器件 未来的高速、大容量全光网络系统需要未来的高速、大容量全光网络系统需要重点解决高速光传输、复用与解复用技术、重点解决高速光传输、复用与解复用技术、光分插复用技术、光交叉互连技术、集成阵光分插复用技术、光交叉互连技术、集成阵列波导器件、光波导开关集成面阵、高性能列波导器件、光波导开关集成面阵、高性能集成探测器和集成光源技术等技术。集成探测器和集成光源技术等技术。4全光联网器件的发展全光联网器件的发展 光器件的发展过程可归结于以下几条主光器件的发展过程可归结于以下几条主线。线。纤维光学和集成光学共同发展，互为纤维光学和集成光学共同发展，互为补充。
20、补充。分离器件和集成化器件将长期共存，分离器件和集成化器件将长期共存，但发展趋势是集成化。但发展趋势是集成化。光波导理论和电磁波理论是构成光无光波导理论和电磁波理论是构成光无源器件的理论基础。源器件的理论基础。高、精、尖的加工技术是光器件的基高、精、尖的加工技术是光器件的基本保证。本保证。寻找新的光器件所需的新型光学材料。寻找新的光器件所需的新型光学材料。在光域中进行网络的优化、路由、保在光域中进行网络的优化、路由、保护和自愈。护和自愈。8.2.1 智能光网络的概念智能光网络的概念8.2.2 智能光网络的体系结构智能光网络的体系结构8.2.3 智能光网络中的关键技术智能光网络中的关键技术 8.
21、2.1 智能光网络的概念智能光网络的概念 智能光网络是一种以软件为核心的，可智能光网络是一种以软件为核心的，可实现自动完成网络带宽分配和调度的新型网实现自动完成网络带宽分配和调度的新型网络。络。它引入了动态交换、信令与策略驱动控它引入了动态交换、信令与策略驱动控制的概念，特别是引入了业务层与传送层之制的概念，特别是引入了业务层与传送层之间的自动协同工作机制。间的自动协同工作机制。智能光网络的重要任务是定义一个通用智能光网络的重要任务是定义一个通用标准的控制面来高效地控制网络资源。标准的控制面来高效地控制网络资源。它的优势集中表现在组网应用的动态、它的优势集中表现在组网应用的动态、灵活、高效和智
22、能方面。灵活、高效和智能方面。主要好处有：提供了灵活、安全的主要好处有：提供了灵活、安全的MeshMesh组网、业务路径优化、业务调度、业务可恢组网、业务路径优化、业务调度、业务可恢复性和差异化的业务服务；复性和差异化的业务服务；提高了网络生存性、带宽利用率和网络提高了网络生存性、带宽利用率和网络可扩展性；可扩展性；缩短了业务建立、带宽动态申请和释放缩短了业务建立、带宽动态申请和释放的时间；的时间；简化了网络管理；简化了网络管理；加快了端到端的业务提供、配置、拓展加快了端到端的业务提供、配置、拓展和恢复速度；和恢复速度；减少了组网成本和维护管理运营费用；减少了组网成本和维护管理运营费用；网络资
23、源、拓扑可自动发现；带宽可动态申网络资源、拓扑可自动发现；带宽可动态申请和释放；请和释放；网络负载自动均衡和优化；网络负载自动均衡和优化；最终实现不同网络，不同厂家互连、互最终实现不同网络，不同厂家互连、互通；通；还可以引入新的增值业务类型和新商业还可以引入新的增值业务类型和新商业模式，如按需带宽、带宽出租、批发、贸易、模式，如按需带宽、带宽出租、批发、贸易、分级的带宽业务、动态波长分配租用业务、分级的带宽业务、动态波长分配租用业务、光拨号业务、动态路由分配、光虚拟专用网、光拨号业务、动态路由分配、光虚拟专用网、业务等级协定等业务等级协定等 。8.2.2 智能光网络的体系结构智能光网络的体系结
24、构 传送平面由交换实体的传送网网元组成，传送平面由交换实体的传送网网元组成，主要完成连接主要完成连接/拆线、交换（选路）和传送等拆线、交换（选路）和传送等功能，传送网中的功能，传送网中的“智能智能”只集中在统一的只集中在统一的网管上。网管上。1传送平面传送平面 ASTN/ASON ASTN/ASON智能光网络内的呼叫控制和连智能光网络内的呼叫控制和连接控制的功能都是由控制平面完成的。接控制的功能都是由控制平面完成的。控制平面接口的主要功能是用于实现控控制平面接口的主要功能是用于实现控制平面与上层用户之间、控制平面内部各功制平面与上层用户之间、控制平面内部各功能实体之间以及控制平面与传送平面、管
25、理能实体之间以及控制平面与传送平面、管理平面之间的连接。平面之间的连接。控制平面的核心功能是连接控制功能，控制平面的核心功能是连接控制功能，它实际上是控制平面对传送平面的智能化操它实际上是控制平面对传送平面的智能化操作。作。2控制平面控制平面完成光网络连接的方式有以下完成光网络连接的方式有以下3 3种。种。指配方式。指配方式。信令方式。信令方式。混合方式。混合方式。管理平面对控制平面和传送平面进行管管理平面对控制平面和传送平面进行管理，管理平面的主要功能是建立、确认和监理，管理平面的主要功能是建立、确认和监视光通道，并在需要时对其进行保护和恢复。视光通道，并在需要时对其进行保护和恢复。3管理平
26、面管理平面8.2.3 智能光网络中的关键技术智能光网络中的关键技术1 1智能光网络中的节点技术智能光网络中的节点技术 光节点提供端到端的光通道连接和分插光节点提供端到端的光通道连接和分插复用，对光通道进行优化配置和动态业务疏复用，对光通道进行优化配置和动态业务疏导，实现支撑骨干业务网的流量工程，实现导，实现支撑骨干业务网的流量工程，实现网络的保护与恢复。网络的保护与恢复。光节点的主要功能如下。光节点的主要功能如下。连接和带宽管理、提供光信道的连接连接和带宽管理、提供光信道的连接和波长上和波长上/下路功能。下路功能。波长整形。波长整形。多业务接口。多业务接口。在波长层面的保护和恢复。在波长层面的
27、保护和恢复。动态分配波长。动态分配波长。将光节点与核心路由器耦合。将光节点与核心路由器耦合。新业务提供。新业务提供。OTN OTN中光通路路由状态监测是指对进入节中光通路路由状态监测是指对进入节点的光通路的路由状态进行监测，要求完成点的光通路的路由状态进行监测，要求完成的功能有：确定该光通路是否连通；是否按的功能有：确定该光通路是否连通；是否按照要求正确地配置光通路的路由；如果没有照要求正确地配置光通路的路由；如果没有连通，故障点在何处；如果没有正确配置，连通，故障点在何处；如果没有正确配置，问题出在什么地方。问题出在什么地方。2光通路路由状态监测技术光通路路由状态监测技术 光通路路由状态监测
28、技术主要分为光通路路由状态监测技术主要分为3 3大类。大类。（1 1）间接监测法。此类方法通过监测节）间接监测法。此类方法通过监测节点中各开关部件的状态来间接监测节点的路点中各开关部件的状态来间接监测节点的路由状态。由状态。（2 2）节点内的标记、监测和去标记法。）节点内的标记、监测和去标记法。此类方法的基本思想是在节点的入口处此类方法的基本思想是在节点的入口处给进入节点的各光通道打上标记；在节点内给进入节点的各光通道打上标记；在节点内设定的监测点对标记进行提取以实现监测功设定的监测点对标记进行提取以实现监测功能；在节点的出口将标记去除。能；在节点的出口将标记去除。（3 3）全网范围的标记、监
29、测法。）全网范围的标记、监测法。此类技术的基本思想是给光通道打上一此类技术的基本思想是给光通道打上一个惟一的标记，在网络的各监测点根据这一个惟一的标记，在网络的各监测点根据这一标记来确定光通路的路由状态。标记来确定光通路的路由状态。根据标记加载方法的不同，可以分为电根据标记加载方法的不同，可以分为电域标记法、副载波标记法和域标记法、副载波标记法和pilottonepilottone法。法。电域标记法。电域标记法。利用利用OTNOTN提供的网管开销字节，在电域进提供的网管开销字节，在电域进行光通路的标记加载。行光通路的标记加载。副载波标记法。将标记用副载波的方副载波标记法。将标记用副载波的方式与
30、信息通道一起复用起来进行传输。式与信息通道一起复用起来进行传输。pilottonepilottone加载标记法。它的基本原加载标记法。它的基本原理是在载荷信息幅度调制的基础上，加上理是在载荷信息幅度调制的基础上，加上1 1个个浅调制深度的低频幅度调制。浅调制深度的低频幅度调制。开发开发OXCOXC的核心技术是大容量的交叉矩阵。的核心技术是大容量的交叉矩阵。大交叉矩阵用大交叉矩阵用1 12 2或或2 22 2的机械光开关的机械光开关级联的方式是实现不了的，为此出现了新的级联的方式是实现不了的，为此出现了新的光开关技术光开关技术微电子机械系统，它具有以下微电子机械系统，它具有以下特点：可支持多达特
31、点：可支持多达1 1152152对输入输出端口，对输入输出端口，突破了运营商需求的最低值规模；真正实现突破了运营商需求的最低值规模；真正实现了全光的网络。了全光的网络。智能光网络的硬件光交叉，是采用新技智能光网络的硬件光交叉，是采用新技术实现全光术实现全光OXCOXC一种方向。一种方向。采用光采用光电电光的手段来实现大容量的光光的手段来实现大容量的光波长交叉波长交叉OXCOXC也是一种手段。也是一种手段。3大容量交叉矩阵大容量交叉矩阵 GMPLS GMPLS有以下几个新的特点。有以下几个新的特点。使用带外控制信道。使用带外控制信道。支持广义标签。支持广义标签。支持广义标签交换路径，可实现标签支
32、持广义标签交换路径，可实现标签交换路径嵌套。交换路径嵌套。允许建立双向标签交换路径。允许建立双向标签交换路径。采用受限的最短路径优先的选路。采用受限的最短路径优先的选路。引入了链路绑定的概念。引入了链路绑定的概念。4通用多协议标签交换通用多协议标签交换 将标签交换路径携带的净荷类型扩展将标签交换路径携带的净荷类型扩展至至SDHSDH、1Gbit/s1Gbit/s或或10Gbit/s10Gbit/s以太网帧信号。以太网帧信号。采用相邻转发方式。采用相邻转发方式。允许上游节点提议请求建立。允许上游节点提议请求建立。由下游节点来限制标签范围。由下游节点来限制标签范围。标签交换路径在目的侧选择端口。标
33、签交换路径在目的侧选择端口。将控制平面与转发平面分开。将控制平面与转发平面分开。在低层中创建的标签交换路径可以构在低层中创建的标签交换路径可以构成应用于高层中的标签交换路径。成应用于高层中的标签交换路径。新一代智能化光网络。新一代智能化光网络。研究内容主要包括：研究内容主要包括：NGNNGN中的动态灵活光中的动态灵活光网络与互联互通，新型的光互联网体系结构，网络与互联互通，新型的光互联网体系结构，面向业务的融光交换、光信息处理和光存储面向业务的融光交换、光信息处理和光存储为一体的光节点结构，高性价比的光接入模为一体的光节点结构，高性价比的光接入模块与光纤到家庭新技术，高速可调谐波长光块与光纤到
34、家庭新技术，高速可调谐波长光波技术与光波资源利用机制，光子网格体系波技术与光波资源利用机制，光子网格体系结构与中间件技术，新型光交换与光互联技结构与中间件技术，新型光交换与光互联技术，纳米光电子技术，光子晶体应用技术，术，纳米光电子技术，光子晶体应用技术，光网络的可管理性、应用的便捷性及与其他光网络的可管理性、应用的便捷性及与其他网络的融合性等。网络的融合性等。8.3.1 自动交换光网络的基本概念自动交换光网络的基本概念8.3.2 自动交换光网络的体系结构自动交换光网络的体系结构8.3.3 自动交换光网络的关键技术自动交换光网络的关键技术8.3.1 自动交换光网络的基本概念自动交换光网络的基本
35、概念1 1自动交换光网络的定义自动交换光网络的定义 所谓所谓ASONASON是以现有传送网络为基础，再是以现有传送网络为基础，再引入动态交换的概念，在网元中实现一定的引入动态交换的概念，在网元中实现一定的智能，在信令和路由协议控制下，由网元和智能，在信令和路由协议控制下，由网元和控制平面动态地、自动地完成光传送、连接控制平面动态地、自动地完成光传送、连接和交换的传输和控制功能，完成端到端光通和交换的传输和控制功能，完成端到端光通道的建立、拆除和修改，实现网络资源实时道的建立、拆除和修改，实现网络资源实时和动态的按需分配。和动态的按需分配。当网络出现故障时，能够根据网络拓扑当网络出现故障时，能够
36、根据网络拓扑信息、可用的资源信息、配置信息等动态地信息、可用的资源信息、配置信息等动态地实现最佳恢复路由。实现最佳恢复路由。ASON ASON中的中的“自动交换自动交换”的含义主要是的含义主要是指指遵循标准化的协议所引起的交叉或交换。遵循标准化的协议所引起的交叉或交换。ASON ASON并非意味着一定要是全光网络。并非意味着一定要是全光网络。在光层上实现动态按需业务分配。在光层上实现动态按需业务分配。完善的网络生存技术，高效、灵活、完善的网络生存技术，高效、灵活、可靠的保护与恢复能力。可靠的保护与恢复能力。具有分布式处理功能。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与所传送客户层信
37、号的比特率和协议相独立。相独立。2自动交换光网络的特点自动交换光网络的特点 实现了控制平台与传送平台的独立。实现了控制平台与传送平台的独立。网元具有智能性。网元具有智能性。与所采用的技术相独立。与所采用的技术相独立。链路管理、连接进入控制和业务优先链路管理、连接进入控制和业务优先级管理。级管理。路由选择包括自动路由计算和确定及路由选择包括自动路由计算和确定及路由发现。路由发现。支持各种带宽的交换和管理。支持各种带宽的交换和管理。具备自动资源发现功能。具备自动资源发现功能。ITU-TITU-T的的ASONASON的系列标准。的系列标准。3自动交换光网络的现状与发展趋势自动交换光网络的现状与发展趋
38、势8.3.2 自动交换光网络的体系结构自动交换光网络的体系结构1 1自动交换光网络的层次结构自动交换光网络的层次结构 ASON ASON在结构上采用了层次性的、可划分在结构上采用了层次性的、可划分为多个自治域的概念性结构。为多个自治域的概念性结构。用户终端系统 用户终端系统 ASON 自治域 1 自治域 2 自治域 N UNI UNI E-NNI E-NNI I-NNI （1 1）UNIUNI是用户与网络间的接口，是不是用户与网络间的接口，是不同域、不同层面之间的信令接口。同域、不同层面之间的信令接口。（2 2）外部网络节点接口（）外部网络节点接口（E-NNIE-NNI，是属，是属于不同管理域
39、且无托管关系的控制面实体之于不同管理域且无托管关系的控制面实体之间的双向信令接口。间的双向信令接口。（3 3）内部网络节点接口（）内部网络节点接口（I-NNII-NNI，是属，是属于同一管理域或多个具有托管关系的管理域于同一管理域或多个具有托管关系的管理域的控制面实体之间的双向信令接口。的控制面实体之间的双向信令接口。其总体结构由传送平面（其总体结构由传送平面（TPTP，Transport Transport PlanePlane）、）、CPCP、管理平面（、管理平面（MPMP，Management Management PlanePlane）组成）组成 。2自动交换光网络的功能结构自动交换光
40、网络的功能结构 TP TP负责业务的传送，负责业务的传送，MPMP中存在着中存在着3 3个管理个管理器，分别是器，分别是CPCP管理器、管理器、TPTP管理器和资源管理管理器和资源管理器，这器，这3 3个管理器是实现管理平面同其他平面个管理器是实现管理平面同其他平面之间实现管理功能的代理；之间实现管理功能的代理；CPCP通过信令的交通过信令的交互完成对用户平面的控制。互完成对用户平面的控制。OCCOCC的逻辑功能是负责完成连接请求的接的逻辑功能是负责完成连接请求的接受、发现、选路和连接。受、发现、选路和连接。控制平面包括资源发现、状态信息传播、控制平面包括资源发现、状态信息传播、通道选择和通道
41、管理等元件。通道选择和通道管理等元件。3自动交换光网络的控制平面自动交换光网络的控制平面 控制平面是控制平面是ASONASON技术的核心部分。技术的核心部分。它的主要工作是实现对业务呼叫和连接它的主要工作是实现对业务呼叫和连接的有效实时配置和控制。的有效实时配置和控制。控制平面中的功能块之间的通信是通过控制平面中的功能块之间的通信是通过标准的接口信令方式实现的。标准的接口信令方式实现的。ASONASON的具体实施的关键是对接口的定义的具体实施的关键是对接口的定义和具体接口之间的协议方案。和具体接口之间的协议方案。其主要功能有呼叫控制、呼叫许可控制、其主要功能有呼叫控制、呼叫许可控制、连接控制、
42、连接许可控制、路由选择功能、连接控制、连接许可控制、路由选择功能、协议控制功能、链路资源管理等。协议控制功能、链路资源管理等。呼叫控制。呼叫控制。呼叫控制是用来控制连接建立、释放、呼叫控制是用来控制连接建立、释放、修改和维护而存在于一个或多个用户应用和修改和维护而存在于一个或多个用户应用和网络之间的信令联系。网络之间的信令联系。呼叫许可控制。呼叫许可控制。发端呼叫许可控制负责确认用户名的有发端呼叫许可控制负责确认用户名的有效性和提供合适的参数。效性和提供合适的参数。4自动交换光网络控制平面的主要功能自动交换光网络控制平面的主要功能 连接控制。连接控制。连接控制负责对所有连接的控制。连接控制负责
43、对所有连接的控制。连接许可控制。连接许可控制。连接许可控制用来确定链路上是否有足连接许可控制用来确定链路上是否有足够的资源以接纳新的连接请求。够的资源以接纳新的连接请求。路由选择功能。路由选择功能。路由是控制平面为建立通过一个或多个路由是控制平面为建立通过一个或多个运营者网络的连接而选择路径的功能。运营者网络的连接而选择路径的功能。链路资源管理功能。链路资源管理功能。该功能对分配给连接的链路资源的状况该功能对分配给连接的链路资源的状况进行跟踪。进行跟踪。协议控制功能。协议控制功能。该功能负责控制信息在网络中的可靠传该功能负责控制信息在网络中的可靠传输，主要由协议控制器来实现。输，主要由协议控制
44、器来实现。控制平面节点的核心结构组件分成六大控制平面节点的核心结构组件分成六大类：连接控制器（类：连接控制器（CCCC，Connection Connection ControllerController）、路由控制器（）、路由控制器（RCRC，Routing Routing ControllerController）、链路资源管理器（）、链路资源管理器（LRMLRM，Link Link Resource ManagerResource Manager）、流量策略器、呼叫控）、流量策略器、呼叫控制器（制器（CallCCallC，Call ControllerCall Controller）和协
45、议控）和协议控制器（制器（PCPC，Protocol ControllerProtocol Controller）。）。5自动交换光网络控制平面的功能结自动交换光网络控制平面的功能结构组件构组件 CC CC。它负责完成连接请求的接受、发现选路它负责完成连接请求的接受、发现选路和连接，负责协调和连接，负责协调LRMLRM、RCRC以及对等或者下层以及对等或者下层CCCC。RC RC。RCRC响应来自连接控制器对建立连接所需响应来自连接控制器对建立连接所需路由信息的请求，路由信息的请求，LRM LRM。LRMLRM主要负责子网点池链路的管理。主要负责子网点池链路的管理。流量策略器。流量策略器。检查
46、输入用户连接是否按照约定参数发检查输入用户连接是否按照约定参数发送业务。送业务。CallCCallC。它既可以扮演主叫或被叫它既可以扮演主叫或被叫CallCCallC的角色，的角色，又可以同时扮演两者的角色。又可以同时扮演两者的角色。网络网络CallCCallC的主要功能是输入呼叫请求的的主要功能是输入呼叫请求的处理，输出呼叫请求的生成，呼叫终结请求处理，输出呼叫请求的生成，呼叫终结请求的生成，呼叫终结请求的处理，基于确认呼的生成，呼叫终结请求的处理，基于确认呼叫参数、用户权利和接入网络资源策略的呼叫参数、用户权利和接入网络资源策略的呼叫许可控制以及呼叫状态管理等。叫许可控制以及呼叫状态管理等
47、。PC PC。PCPC的作用是把控制组件的抽象接口参数的作用是把控制组件的抽象接口参数映射到消息中。映射到消息中。8.3.3 自动交换光网络的关键技术自动交换光网络的关键技术1 1交换技术交换技术 ASON ASON采用光交换将使透明光网络成为可采用光交换将使透明光网络成为可能，并可以动态地进行光开关交换矩阵的倒能，并可以动态地进行光开关交换矩阵的倒换。换。而以动态可重配置的、多粒度的光交换而以动态可重配置的、多粒度的光交换设备为主构建的智能化的透明光网络极大地设备为主构建的智能化的透明光网络极大地简化了网络和节点的体系结构。简化了网络和节点的体系结构。关键的问题是如何实现光网络的智能化关键的
48、问题是如何实现光网络的智能化控制和管理，以使各种网络设备如路由器、控制和管理，以使各种网络设备如路由器、ATMATM交换机、交换机、DWDMDWDM传输系统和光交换机能够协传输系统和光交换机能够协同工作共同构建智能化的光网络。同工作共同构建智能化的光网络。其中主要包括：网络拓扑和资源的自动其中主要包括：网络拓扑和资源的自动发现、智能化的光发现、智能化的光RWARWA算法、各种不同业务的算法、各种不同业务的接入和整合技术、光管理信息的编码和分发、接入和整合技术、光管理信息的编码和分发、网络生存性策略和自动保护恢复等技术。网络生存性策略和自动保护恢复等技术。2网络的智能化控制和管理网络的智能化控制
49、和管理 由于光层恢复具有恢复可靠性高、恢复速由于光层恢复具有恢复可靠性高、恢复速度快、恢复成本低、占用网络带宽资源少等度快、恢复成本低、占用网络带宽资源少等优势，所以光层恢复性的研究对优势，所以光层恢复性的研究对ASONASON生存能生存能力的提升至关重要。力的提升至关重要。3传输网络生存性的提升传输网络生存性的提升 ASONASON的自动发现功能分为的自动发现功能分为3 3种：邻居发现、种：邻居发现、资源发现和服务发现。资源发现和服务发现。计算其路由时必须考虑信号的传输损耗计算其路由时必须考虑信号的传输损耗问题，由于网络规模较大，协议必须尽可能问题，由于网络规模较大，协议必须尽可能简化，以减少占用网络带宽资源。简化，以减少占用网络带宽资源。4自动交换光网络的其他关键性技术自动交换光网络的其他关键性技术 信令是指所有通信实体之间的控制信息。信令是指所有通信实体之间的控制信息。包括动态的带宽需求、多链路传输、多包括动态的带宽需求、多链路传输、多重连接、多媒体服务等。重连接、多媒体服务等。
