浅析智能光网络的发展与演进结构

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光传送网技术优化及架构演进研究

光传送网技术优化及架构演进研究

光传送网技术优化及架构演进研究作者:王慧杰来源:《大众科学》2023年第11期摘要:随着5G网络的部署、高品质政企专线等业务的开展,现有传送网的技术性能及网络架构都将面临新的挑战。

以业务需求为出发点,详细阐述5G业务、政企专线业务对承载网性能指标的要求,分析现有传送网在承载方面存在的不足以及具体的改进方式,提出不仅需要在技术上优化还要在网络结构上调整,最后预测未来传送网的演进趋势。

关键词:光传送网技术架构演进中图分类号: TP393文献标识码: A文章编号: 1679-3567(2023)11-0040-03光纤通信的发展一共经历了三个阶段。

首先,传输媒介光纤由多模转向单模的探索阶段;其次,充分开发单模光纤传输潜能、光纤代替电缆变成传输主要媒介的发展阶段;第三,以密集波分技术普遍应用为标志,光纤由点对点的通信走向全网络及全连接通信的成熟阶段[1]。

本文的光传送网即是第三阶段的产物,其具有超大容量、便于管理、高灵活性和高透明性等一系列的优势。

21世纪以来,光传送网除了承载传统通信业务以外,越来越多为日益增长的IP 数据业务提供快速、灵活、高效率的传送通道,同时努力减少自身的成本,保障运营商的多业务运营,向着高速率、大容量、融合多业务、智能管控的方向演进。

2.1 主要技术现状运营商主要的传送技术大致分为两类,一类是中低速技术,包括PDH、SDH、MSTP、ASON、PTN、IPRAN;另—类是髙速技术,包括波分技术、OTN技术。

在本地网中,PDH基本已经淘汰,MSTP、SDH正面临被分组传送技术PTN、IPRAN淘汰,ASON尚有一席之地,波分技术、OTN后起勃发;在长途网中,SDH、ASON、波分技术、OTN均有一定占比[2]。

业务的传送大致有3条路径:中低速业务承载于中低速技术上经物理光缆进行近距离传送;高速业务承载于高速技术上经物理光缆进行传送;中低速业务承载于中低速技术上,再承载于髙速技术上,经物理光缆进行远距离传送。

智能光网络的技术及其发展

智能光网络的技术及其发展

用背 靠背 方 式 组 成 的光 电 混 合 网 进 而 在 点 对 点 D WD 系 统 的 请求 者 和业 务 提供 者 控 制 平 面实 体 间 的 双 向 信令 接 口 .主 要功 M
基 础 上 . 于 使 用 光 交 叉 连 接 器 (Xc和 光 分插 复 .  ̄ ( A M 由 O 1 F O D 1 } j 这 类重 构 型 光 联 网节 点 来 组 网 .组 网方 式 的灵 活 性 获 得 了极 大 的改 善 。 这 样 的 波分 复 用 光 网络 的 基 础 上 。 在 人们 提 出 了光 传 送 网 O NO ta Ta sot ew rs的概 念 现 在 的光 传 送 网除 T (pi l r p rN tok1 c n 但 了交 叉 的数 字 等 级 过低 、 宽利 用 率 过 低 、 层 网络 的 功 能 最 卺 带 各 以及 网络 中备 用 容 量过 大 等 缺 陷外 .由 于采 固定 的 光 链 路 连 接 模 式 , 高 速带 宽 的指 配 基本 上 是 静 态 的 , 对 网络 缺 少 实 时 的业 务供 给 能力 是 其 最 大 的不 足 这些 静 态 的 光链 路 通 常 由手 工配 置。 网络 智 能 主要 集 中在 电 子层 , 传送 层 被 看 成 是 一 些 不 灵 活 光 的” ” 道 集 合 在 这 种 传 统 模 型 下互 联 电 子层 和 光 层 显 然 比 哑 管 较 低 效 、 杂 . 易 发 生错 误 . 复 且 限制 了 网络 的 灵 活 性 、 靠 性 和 可 可 扩展 性 。 19 9 8年 以美 国 S cm r 公 司 为 代 表 的一 批 创 业 型 小 公 司 ya oe 率先 提 出 了智 能 光 网 ( N) 概 念 , A M 和 I / O 的 将 T P路 由功 能 引入 到光 网 中 . 得 以 WD 为 基 础 的光 层 组 网技 术 和 以 I 使 M P为 基 础 的网 络智 能 化 技 术迅 速 发 展 并 结 合起 来 .形 成 了 自动 交 换 光 网 络 A O (uo ai S i h dO t a N tok 其 着 眼 点 是 要 把 S NA tm t wt e pi l e r) c c c w 富具 潜力 的光 网络 发展 成 能 高 度 自主地 应 对 业 务 需 要 的 经 济 有 效 的 、 在 光 层 上 直接 为 全 网提 供 端 到 端 服 务 的 智 能 网 。 它 可 使 运 营商 可 以直 接从 光 域 快 速 提供 业 务 。 能光 联 网将 S N T 智 O E/ S H 的故 障管 理 、性 能监 视 和恢 复 功 能 。 WD 的容 量 , 以 I D D M P 为基 础 的联 网规 约 .先 进 的 配 置软 件 和 创 新 的系 统 以及 管 理 软 件 有 机地 结 合 在 一起 . 一 个 更 具 伸 缩 性 、 形成 以数 据 为 中心 的基 础平台。从而把光层从一种静 态的传输媒体变成一种智能 的光 网络结构 。 并可 以直接从光域提供各种灵活 的、 高速增值业务 。 2A O . S N技 术特 性 与 协议 标 准

智能光网络技术及其发展

智能光网络技术及其发展

[ 摘 要 ] 对 智 能 光 网络 的概 念 和 主要 特 点 作 了考 察 。 当波 分 复 用技 术 不 断 成 熟 时 , 一 个 在
WD 通道 容 量和 一个典 型 的对 带 宽的连接 请 求之 间就存 在 着 一 个 巨大 的 鸿 沟 , M 如果 一 个 波 长 的 整个 带宽被 分 配给 一个低 速 的连 接 , 个传 输 容 量 的 大部 分将 会 被 浪 费。智 能 光 网络是 一 种 独 这 立 于业务 的 电信 网络 , 就是 说 , 能是 在 分 布 于整 个 网络之 中的 计 算机 的 节 点里 的 。这 给 网络 也 智
近 几年 , 随着 I 务 的快 速 增 长 , 网络 带 宽 P业 对 的需 求不仅 变 得 越 来 越 高 , 且 由于 I 务 量 本 而 P业 身的 不确定性 和不 可预见 性 , 网 络带 宽 的动 态 分 对
配要求 也 越 来 越 迫 切… 。传 统 网络 和 S N TS H O E /D
网络设 计 的初 衷 是 传 输 语 音 业 务 而 不 是 高 速 的数 据业 务 。语 音 业 务 是一 种 增 长 缓 慢 需 求 可 预 测 的 业务 。与此相 反 , 数据业 务 是增 长 快速 但 需求 不 可 预测 的业 务 。为 了 更快 地满 足这 种 不 可预 测 业务 对带 宽 的要求 , 传输线 路 必须 能够 经 济 、 效 、 有 快速 地 配置 数 据 网 络 。分 析 一 下 传 统 核 心 光 网 络 的
1 智 能 光 网络 的 构 成 方 式
智 能光 网络 IN从 功能 上可 以分为 三 层 : 理 O 管 平面 , 制平面, 控 数据 传送 平 面 。最初 , 能 光 网络 智
保护结 构 以及 没 有 智 能 化 的光 复 用 器不 仅 浪 费 保

智能光网络的发展和应用

智能光网络的发展和应用
随着3 G

智 能 光 网 络 ( A S O N ) 指 的是 在A s
o N 信 令 网{空制 之

下 完 成 光 传 送 网 内 光 通 道 连 接 自动 交 换 功 能 的新 型 网 络
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数 字 电视 等 宽 带 数 据 业 务 和 专 线 出
对 网 络 带 宽 的需 求不 仅 变得 越 来 越
上。 因此

( )根据 自身业务和 网络 发展 需要 3

合 理 的 引 入 和
开展新业务 新运营模式
逐 步 向 智能 光 网 络 演进 。 目前 各 运 营 商 的 城 域 传 送 网也 大 都 采 用 SDH 制 体


通 过 引入 自治域 的概 念 , 使AS ON网络 具 备 了 良好 的 规 模 性 和可 扩 展 性 , 保 证 了 将 来 网络 平 稳 升 级 。通 过 标 准

对 网 络 资 源 是 按 需 自动 分 配

它 已 被 认 为 是 具 有 自动 交 换

租 业 务 的高速 增 长 大

功能 的新

代 的光 网 络

代 表 未 来 网络 技 术 的发 展 方 向

而 且 由于 数 据 业 务 量 本 身 的 不 确 定 性 和 不 可 预 见 性

智 能 光 网 络 的 引入
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智 能 光 网 络 的发 展 和 应 用
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智能光网络的发展与演进结构

智能光网络的发展与演进结构

Ab ta t Th m eg n f n e i e t sr c  ̄ ee r i g o i tl g n l
a om a c s th ng op c t o k i ut i t wic i t a new r s i l
a ma rh t cl ra tr u h i h j i o a b e ho 【 t e o sr k i g n
区分 业 务 , 例如 可 以结 合 不 同层 面 上 的 不 同保 护 级 别 提供 不 同类 别 的业 务 , 既 省 钱 又增 收 。 AT S N或 A ON是 在 选 路 和 信 令 控 S 制 之 下 完 成 自动 交 换 功 能 的 新 一 代 的 智 能 光 网络 , 可 以看 作 是 一 种 具 备标 准化 智 能 的 也 光 传送 网。
配 置管 理 的运 行支 持 系统 软 件 的需要 。
⑦ 具 有恢 复能 力 , 网 络 在 出 问题 时仍 能 维 持 使

形 成 一个 完 整 的 控制 面 。 图 l显 示 了 控 制 面 、 送 传
面 和管 理 面交 互关 系 的高 层视 图 。图 中还 包 括 为管
定 水准 的业 务 , 别 是 分 布 式恢 复 能力 可 以实 现 特
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智能光 网络
摘 要 : 能 自动 交 换 光 网络 的 出 智 现 是传 送 网概 念 的 重 大 历 史 性 突破 。 首 先 阐 述 这 种 智 能 光 网络 体 制 的 基 本概念 , 然后 介 绍 其 控 制 面 的 功 能要
韦乐平
国家 8 3 6 计戈 唁 委员 中 国电信集 团公司总工程师兼北京研 究院院长
20 0 2年 4月 第 4期

浅谈光纤网络的发展

浅谈光纤网络的发展
2 . 宽 带接 入
光纤 网络必须要有一定 的支持 ,各种宽带服务 与应用才能开展起来 ,网络容量的潜力才能真正发 挥 。宽带接入技术五花八 门, 主要 有以下 四种 : 一是 基 于高速数字用户线 ( V D S L ) , 二是基 于以太 网无源 光 网( E P O N) 的光纤 到家 ( F TI ' H) , 三 是 自由空 间光 系统 ( F S O) , 四是 无 线 局 域 网 ( WL A N) 。
3 . 无 源 光 网络
无 源 光 网络 ( P O N) 的概念 由来 已久 , 它 具 有 节 省光纤资源 、 减少线路和外部设备 的故 障率 、 提高系 统 可靠性 、 节省维护成 本 、 对 网络协议透 明的特点 , 在光接入 网中扮演着越来越重要的角色 。 同时 , 以太 网( E t h e me t ) 技 术以其简便 实用 、 价格低廉 、 易维护 、 可扩展 、 标准化和广泛的商用 软硬件支持 的特性 , 几 乎完全统治 了局域 网。随着I P 业务在城 域和干线传 输 中所 占比例不断攀升 , 以太 网也 在通过传输速率 、 可管理性等方面 的改进 , 逐渐 向接入 、 城域甚至骨干 网上渗透 。 而 以太 网与P O N 的结合 , 便产生 了以太 网 无源光 网络 ( E P O N) 。 它 同时具备 了以太 网和P O N 的 优点 , 被认 为是下一 代网络中主要 的宽带接入技术 。 它通过一个单一 的光纤接人系统 , 实现数据 、 语音及 视频 的综合业务接入 ,并具有 良好的经济性 。由于
下一代 的光 网络是以软交换技术 为核心 ,采用 容量 巨大高密集波分系统 ,具有 自动配置功能 的大 容量光交换机 、 新一代 的光路 由器 、 各种适合于不 同 场 合运用 的低端 光系统 (  ̄ H MS T P 和R P R) 而组 成 的 智 能光 网络。早 在2 0 0 2 年A T &T 在O F C 上就称 “ 智能 光 网络 目前就 已经成为现实” 。 构建高效灵活的 自动 交换光 网络 的重要节点设备光交叉连接设备 ( O X C) 和光分插复用设备( O A D M) 。随着这些设备 的发展 , 智 能光 网络有 了新的发展 ,也就是 自动交换光 网络 ( A S O N) , 其最突 出的特征是在光传送 网中引入 了独 立 的智能控制平面 ,利用控制平 面来完成路 由 自动 发现、 呼叫连接管理 、 保护恢复等 , 从而对 网络实施 动态 呼叫连接管理 。 目前 ,光 网络 的 发 展 主 要 是 利 用 D WD M技 术 扩 大传输容量 。 但是 , 随着光分插复用 ( O A D M) 和光交 叉 连接 ( O X C) 技 术 的逐 步成熟 , 原来 只是 提供带宽 传送 的波长本身也能成为组网( 分插 、 交换 、 路 由) 的 资源。同时 , 在扩大传输容量 的同时 , 如何有效地运 行 、管理和维护如此大规模的网络已经被人们提上 日程 。 目前 ,光 网络的管理与控 制仍然采用类似 于 S D H网络 的传统模式 ,光 网络 只作为简单 的传送介 质 。这种传统 的传输业务与通信业务分别控制 与管 理 的模式 ,使 当前提供宽带通道仍然 只能采用静态 配置方式 , 不能灵活提供各种需要 的带宽。 随着I P 业务快速 的增长及 I P 业 务量本身 的不确 定性 和不可预见性 ,使得对网络带宽的动态分 配要 求越来越迫切 。这种不可预见的业务需求要求具有 很 强动 态 性 能 的新 型 光 网 络 出 现 ,以适 应 新 业 务 的 需求 。 另外 , 在当前竞争激烈 的通信市场上 , 提供“ 即 时服务” 已经成为 电信运 营商竞 争 的关键 优势 。因 此 ,人们将在未来核心光网络中引入 动态 的网络配 置方式 , 或称 “ 自动交换” , 以满 足数据/ 互联 网 的无 法 预测 的动态特性 。这将充分提高网络的资源利用 率, 从 而 降 低 网 络 成 本 。为 此 , I T U — T 等 国 际标 准 化 机 构提 出 自动交 换光 网络 ( A S O N) 的概念 作为下一 代光 网络 的标准草案 。A S O N 这一概念的提出 , 是光 传送 网的一大突破 , 它将交换功能引入 了光层 , 促进 了通信 网两大技术——传输和交换的进一 步革新 和 融合 。 A S O N 是一个智 能化 的光 网络 , 它采用 客户 服务 器( C l i e n t / S e He r ) 的体 系 结 构 , 具 有定 义 明确 地接 口,可 以使 网络资源按照用户的需求快速 动态地分 配, 同时具有快速的网络恢复 和 自愈能力 , 能够保证 网络的可靠性和提供灵活的路 由功能。 A S O N 网络体 系主要 由智能光传输设备 、智能光交换设备 和智 能 光终端设备组成 ,并通过专门的智能化 的分布式控 制 软件平 台完成A S O N内的 自动连接和交换的控制 。 A S O N 通过将网元智 能化 , 改集中式管理 为分 布式管 理, 将原来 网管的许 多功能下放到各 网元 中, 从 而实 现 了网络 的实时管理 。使许多原来需要人工参 与的 工作变成 网络本身去完成 ,这极 大地增强 了整个 网 络 的服务效率 , 使A S O N  ̄, 够给用户 提供灵活 、 快速 的服 务 。

智能光网络的发展与稳定性分析

智能光网络的发展与稳定性分析
光 网 络 ( ON ),这 是 一 种 利 用 独 立 AS 的 控 制 平 面 实 施 动 态 交 换 的 技 术 .是 光 网 络 发 展 历 程 中 的
革命 性 突破 。
二 、 能 光 网 络 体 系 智
ASON 由三 个 独 立 的 平 面 组 成 .即 传 送 平 面 管 理 平 面
议 , 享 所 有 网 络 层 信 息 ,其 本 质 上 是 M PLS的 改 进 版 使 其 共 能 适 于 光 层 面 的 应 用 。GM PLS 持 带 流 量 工 程 扩 展 的 资 源 支
预留协议 和路 由受限一 一 标记 分配协 议 。
管 理 平 面 对 传 送 平 面 .控 制 平 面 和 系 统 作 为 一 个 整 体 的 管 理 功 能 , 负 责 所 有 平 面 间 的 协 调 和 配 合 , 括 统 一 并 包 网 管 平 台或 单 独 的 网 络 或 网 元 管 理 系 统 。它 在 一 定 时 期 内
和控制 平面 。
包 。
I ETF 要 从 信 令 和 选 路 方 面 对 自动 交 换 光 网 络 进 行 要 主 求 , 出 了通 用 多协 议 标 记 交 换 一 一 GM PLs 议 .以 及 支 提 协 持 带 外 控 制 平 面 所 需 连 接 的 相 关 标 准 .如 链 路 管 理 协 议 。

要 : 文 介 绍 了光 网 络 的 发 展 要 求 ,自动 交 换 光 网 络 的 本
离 控 制 功 能 而 只 需 完 成 M . 0 0 范 的 管 理 功 能 ,即 性 能 管 3 1规 理 、 障管 理 、配 置 管 理 、 费 管 理 和 安 全 管 理 功 能 。 故 计
控制 平面 负 责呼 叫控 制 和连 接 控 制 功能 . 过 信令 建 通

现代网络架构的演进与发展趋势

现代网络架构的演进与发展趋势

现代网络架构的演进与发展趋势在当今数字化时代,网络已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。

从最初的简单连接到如今的复杂智能网络,现代网络架构经历了持续的演进,并且展现出一系列引人瞩目的发展趋势。

早期的网络架构相对简单,主要是为了实现计算机之间的基本通信。

那时,网络速度较慢,功能有限,只能满足一些基本的数据传输需求。

然而,随着技术的不断进步,尤其是互联网的普及,网络的重要性日益凸显,其架构也开始发生深刻的变化。

在过去几十年里,网络架构的演进主要体现在以下几个方面。

首先是带宽的不断提升。

从早期的拨号上网,到后来的 ADSL,再到如今的光纤宽带,网络速度实现了质的飞跃。

这使得高清视频、在线游戏等大流量应用成为可能。

其次,无线网络技术的发展也给网络架构带来了巨大影响。

从 WiFi 的出现到 5G 网络的商用,人们摆脱了线缆的束缚,能够在移动中随时随地接入网络。

再者,网络设备的性能和功能不断增强。

路由器、交换机等设备变得更加智能,能够处理更多的流量和更复杂的网络任务。

如今,现代网络架构正朝着几个明显的趋势发展。

其一,软件定义网络(SDN)逐渐成为主流。

传统网络中,网络设备的控制平面和数据平面紧密耦合,导致网络配置和管理复杂且僵化。

SDN 将网络的控制平面与数据平面分离,通过集中式的控制器来管理网络,实现了网络的灵活配置和动态优化。

这使得网络管理员能够更轻松地调整网络策略,提高网络的服务质量和资源利用率。

其二,网络功能虚拟化(NFV)也在改变着网络的构建方式。

NFV 将传统的网络功能(如防火墙、负载均衡器等)以软件的形式运行在通用服务器上,而不再依赖于专用的硬件设备。

这样不仅降低了成本,还提高了网络功能的部署和管理效率。

其三,云计算对网络架构产生了深远影响。

随着越来越多的企业和个人将业务和数据迁移到云端,网络需要提供高速、稳定、安全的连接。

云数据中心内部的网络架构变得越来越复杂,同时,云与本地网络的融合也成为了一个重要的研究方向。

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浅析智能光网络的发展与演进结构
智能光网络是指在光纤通信领域中,利用先进的技术和算法,实现对光网络的智能化管理和优化的一种网络结构。

随着大规模数据中心、云计算和物联网的发展,对传输带宽和网络可靠性的要求越来越高,传统的光网络已经难以满足需求。

智能光网络通过引入先进的光器件、光子网和智能算法,可以提供高效、灵活、可靠的光网络服务,为未来信息社会的建设提供支撑。

智能光网络的发展与演进结构主要可以分为以下几个阶段:
第一阶段:光传输网(OTN)的建设和优化。

在这一阶段,光网络主要采用OTN技术进行传输,包括波分复用(WDM)、光线交叉(OXC)、光放大器(OA)等技术。

通过对OTN网络进行优化和扩容,可以提高光网络的传输速率和容量,并提升网络的可靠性和可管理性。

第二阶段:光传送网(OTP)的引入和应用。

在这一阶段,光网络引入了OTP技术,实现了光传送网和电子交换网的融合。

OTP技术包括光交叉开关(OXC)、光包交换(OPS)等技术,可以实现光信号的灵活调度和全光域的路由选择,提高光网络的整体效率和服务质量。

第三阶段:软件定义光网络(SDON)的建设和应用。

在这一阶段,光网络引入了SDN和NFV等技术,实现了光网络的可编程和虚拟化。

SDON 技术可以通过集中控制器对光网络进行智能化管理和优化,根据网络状态实时调整光路、光频和光功率等参数,实现对光网络的动态配置和优化。

NFV技术可以将原本在硬件上运行的网络功能转移到虚拟机上,提高网络的灵活性和可扩展性。

第四阶段:光云网(OCN)的发展和应用。

在这一阶段,光网络与云计算和数据中心进行深度融合,形成了一个高效、灵活、可靠的光云网。

光云网可以利用云计算平台的资源进行光网络的规划和调度,实现网络资源的弹性分配和利用。

同时,光云网可以与物联网进行集成,支持大规模的物联网接入和数据传输,为智能城市、智能制造等应用场景提供支撑。

随着智能光网络的发展,光网络的传输速率和容量将继续提升,光网络的可靠性和可管理性也将得到进一步增强。

未来,智能光网络有望在全球范围内得到广泛部署和应用,为信息社会的建设提供支撑。

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