城域光网络技术应用下
什么是城域网

什么是城域网城域网MAN,(Metropoliran Area Network)或称基本上是一种大型的LAN,是在一个城市范围内建立起来的计算机通信网,通常使用与LAN相似的技术,传输媒体以光纤为主,数据传输速率一般在100Mb/s以上。
城域网,即CAN(City Area Network),是在整个城市内建设的大型网络。
城域网的最大特点是快,而且非常地快!一般情况下,用Modem接入最快速度56Kbps,用ISDN接入最快速度128Kbps(2B+D),用ADSL接入最快速度800Kbps上行、8Mbps下行。
企业用DDN 接入虽然可以租到几十Mbps的带宽,但真正分到个人的带宽却太少了。
可是在城域网内,每人最低也能分到20Mbps的带宽且是永久性接入。
什么,不够快?还不如100M的以太网(Ethernet)快?那是当然,不过这可是在整个城市里甚至在全国进行通信的速度,还不够快吗?下面谈谈城域网的架设。
城域网的架设方法多种多样,目前中国有6座试点城市,他们的架设方法大致相同。
城域网是要代替现有速度较慢的PSTN网(就是现在的电话网)作为新的媒介来接入因特网。
城域网是在城市内用光纤连接用户和节点的,城市与城市之间也是用光纤来连接,等于整个网是个光纤网,速度自然快。
至于连接到国外的速度嘛,如果出口带宽不变的情况下,速度应该会快一点。
目前城域网是个ATM网。
ATM(异步传输模式)交换采用异步时分复用技术,用户数据被组合成固定长度的分组,称为信元,并在ATM网中分时传送。
A TM交换支持不同的传输媒体,如:双绞线、同轴电缆、单模/多模光纤,并提供不同的传输速率。
可以组建不同规模的网络,如:局域网(LAN)和广域网(W AN),同时支持数据、数字化语音/图像的传输。
ATM以信元为单位,并在信元中增加了可丢弃标识和优先级,且支持带宽预约,确保具有实时性要求的数据可以得到优先传送。
同时ATM 交换机简化差错控制和流控制的功能,使用具有时分交换结构和多级矩阵交换结构的硬件进行信息的存储和转发,减少节点处理延时,使得传输速率可以达到1Gbps。
光纤通信系统技术的发展、挑战与机遇

光纤通信系统技术的发展、挑战与机遇崔秀国;刘翔;操时宜;周敏【摘要】光纤通信系统是现代互联网时代的核心支撑系统之一.首先概述了光纤通信系统关键技术的发展,并分析了其在蓬勃发展的云时代中的发展驱动力及在此驱动力下未来光纤通信系统面临的挑战与机遇.结合这些挑战与机遇,分别从光纤通信系统总体网络架构、骨干网络技术、城域网络技术、接入网络技术和基于软件定义网的新型光传送网络技术等多个方面,综合阐述光纤通信系统技术在云时代的演进发展趋势,以更有效地为未来互联网、数据中心互联、物联网、5G移动网络及智慧家居和智慧城市提供强有力的技术支撑.【期刊名称】《电信科学》【年(卷),期】2016(032)005【总页数】10页(P34-43)【关键词】光纤通信;云时代;光传送网;数据中心互联;5G移动网络;智慧家庭和智慧城市【作者】崔秀国;刘翔;操时宜;周敏【作者单位】华为技术有限公司,广东深圳518129;华为技术有限公司,广东深圳518129;华为技术有限公司,广东深圳518129;华为技术有限公司,广东深圳518129【正文语种】中文【中图分类】TN914从高锟(Charles K Kao)博士在1966年发表了《Dielectricfiber surface waveguides for optical frequencies》,首次提出了低损光纤理论,为光通信产业打开了一扇希望之门,到今天光通信系统的大规模应用部署,促进了全社会的发展,给全人类的工作生活带来了便利,光通信产业已经度过了整整50周年的风风雨雨。
现如今,光通信不仅仅局限于电信业本身,实际上已经成为影响和促进社会众多其他产业发展的中坚力量,关系到全世界的经济发展和社会进步。
站在今天,至少可以说现在取得的成就是辉煌的。
展望未来,不禁要思考如何把握光通信系统技术的发展趋势,迎接瞬息万变的社会产业变革带来的挑战,构建光通信产业健康发展的美好未来。
在过去的30年,光纤通信系统高速发展[1-5]。
光纤通信技术四个阶段作业单项选择题

一阶段作业单项选择题(共20道小题,共100.0分)1.在目前的实用光纤通信系统中采用___________ 调制方式,即将调制信号直接作用在光源上,使光源的输出功率随调制信号的变化而变化。
A.直接B.间接C.外D.分接2.光纤通信的三个低损耗窗口是1310nm、850nm、__________μm。
A.1560B.1550C. 1.55D. 1.513.渐变型光纤是指___________是渐变的。
A.纤芯和包层的折射率B.纤芯的折射率C.包层的折射率D.模式数量4.下面哪一句话是不正确的。
A.光波是一种电磁波,在光纤中传输时一定服从驻波方程B.光波是一种电磁波,在光纤中传输时一定服从麦克斯韦方程组C.光波是一种电磁波,在光纤中传输时一定服从波动方程D.光波是一种电磁波,在光纤中传输时一定服从亥姆霍兹方程5.相位常数是指均匀平面波在均匀介质中传输时,每传播产生的相位变化。
A.任意、1秒B.理想、1米C.各向同性、1小时D.无限大、单位距离6.全反射条件是____________________。
A.n1 sinθ1=n2 sinθ2B.k0n1<β< k0n2C.0≤φ≤φmaxD.n1 > n2,900>θ1≥θc7.当光纤纤芯的折射率与包层的折射率时,称为弱导波光纤。
A.差2倍B.相差很大C.差别极小D.相等学生答: [C;]8.在子午面上的光射线在一个周期内和该平面中心轴交叉两次,这种射线被称为。
A.反射线B.子午线C.斜射线D.折射线知识点: 阶跃型光纤学生答案:[B;]得分: [5] 试题分值:5.09.只有满足条件的射线能够在纤芯和包层交界面处形成,从而将入射波的能量全部转移给反射波。
A.辐射波、全反射B.全反射、泄漏波C.单模传输、衰减波D.入射角≥介质交界面处的临界角、全反射知识点: 阶跃型光纤学生答案:[D;]得分: [5] 试题分值:5.010.阶跃型光纤中数值孔径的计算式为____________________。
OTN技术在移动城域网中应用

浅析OTN技术在移动城域网中的应用摘要:随着互联网应用和视频业务的不断发展,推动了电信业务向ip化和宽带化的方向发展,要求传输网不仅能够提供海量带宽满足业务增长的需求,而且能够快速灵活地实现大带宽ip业务的灵活调度、提供可靠的网络保护和恢复机制,具有功能完善的运行维护管理(oam)能力,保证业务质量。
关键词:otn技术移动城域网应用中图分类号:tp393.4文献标识码: a文章编号:引言随着3g网络的发展以及全业务竞争的加剧,中国移动的业务类型呈现多元化、带宽需求呈现爆炸式增长,可以说电信行业的超带宽时代即将来临。
面对大颗粒的带宽需求,传统的城域传送网技术很难满足业务的发展需求,因此组建一种可以实现快速灵活的业务调度、完善便捷的网络维护管理(oam功能)的传送网络就显得尤为必要,而作为新一代传送网的otn技术则很好的满足了这一需求。
1.otn技术的优势1.1多种客户信号封装和透明传输otn可以支持多种客户信号的透明传送,如sdh、ge和10ge等。
otn定义的opuk容器传送客户信号时不更改其净荷和开销信息,而其采用的异步映射模式保证了客户信号定时信息的透明。
10ge接口相对于10g pos接口具有很大的成本优势,路由器采用10ge接口可以大大降低网络建设成本。
而目前基于sdh的wdm系统主要是针对sdh信号的传送,无法实现对10ge lan信号的透明传送。
因此,wdm系统引入otn接口是路由器采用10ge接口的前提条件。
1.2大颗粒调度和保护恢复otn技术提供3种交叉颗粒,即odu1(2.5 gbit/s)、odu2(10 gbit/s)和odu3(40 gbit/s)。
高速率的交叉颗粒具有更高的交叉效率,使得设备更容易实现大的交叉连接能力,降低设备成本。
经过测算,基于otn交叉设备的网络投资将低于基于sdh交叉设备的网络投资。
在otn大容量交叉的基础上,通过引入ason智能控制平面,可以提高光传送网的保护恢复能力,改善网络调度能力。
基于OXC技术的全光网络改造方案研究

基于 OXC技术的全光网络改造方案研究摘要:介绍 OXC(光交叉连接)技术原理及关键技术,以某地市城域网OTN(光传送网)OXC 改造为案例,结合网络资源现状,分析现有 OTN 网络存在的问题,给出城域核心调度环光层 OXC 改造方案。
经过工程改造前后现场测试数据对比和分析,证明在城域OTN 网络核心调度层引入 OXC 技术,可以有效节省空间和动力资源,降低工程造价,优化运维效率,提升业务承载质量。
关键词:全光网络; ROADM(可重构光分插复用器); OXC(光交叉连接)1 OXC(光交叉连接)技术原理及关键技术概述1.1 OXC 技术原理OXC 是一种更为灵活的全光交叉调度方式。
相比于传统 ROADM(可重构光分插复用器)基于分离板件的方式,OXC 采用集成式互连构建全光交换资源池,实现高集成度、无纤化的全光交叉,有效提升了大颗粒业务的交换效率。
OXC 主要由输入部分、光交叉连接部分、输出部分、控制和管理部分及本地上下业务接口五大部分组成,基本结构如图 1 所示。
图 1 OXC基本结构图1.2 OXC 关键技术1)光背板技术光背板技术是一种在聚合物上实现高密度光纤互连的技术,把复杂的光纤集成为一块光背板,做薄做小,与 OXC 设备电背板放置在一起,提升集成度,实现 OXC 站点内各光板的互联。
目前在 OXC 设备中,光背板是将多组带状光纤自动印刷到柔性板材中,形成一个光纤网,即柔性光背板。
柔性光背板体积小,安装方便,可实现 OXC各光板间的全网状互联。
2)高密度光连接器技术OXC 的光连接器必须具备两个特点。
一是高密度,对于 16 维 OXC 光连接器至少要达到 32 芯光纤,32 维 OXC 至少要达到 64 芯光纤,才能保证OXC 站点内各光板的全互联。
实际上还要给监控、检测、环回等功能预留连接光纤,所需要的光纤芯数更多。
二是可以盲插,需要连接器具备高对接精度、多次插拔的可靠性、弹性设计、低插损等特点。
城域光传送网

般来说 , 城域光传送 网被定义为覆盖 l I 左右 , ∞
特别是服务于太中型城市和地区的光 网络。 减域光传送网 是骨干光传送 同和接入网的桥接医, 主要完成接入同中的
企 业 和 个 人 用 户 与 骨 干 网 运 营 商 之 问 全 方 位 的业 务 互 联
容量不会增加 4 , 倍 最多增加 2倍。
能出台。 口
系统 。由于业务量需求等各方面原 因, 实际应用的系统大 多仍是 波长间隔为 l G zC波段 4 ∞ H、 0波 , 全部开满 10嫂 6
维普资讯
互通。骨 干网与城域光传送 网相 连 , 并在 区域之间相 互延 伸 以实现互联互通 , 骨干网的发展重 点是 网络窖量和长距 离传输 。接入 网将业务直接提供 给终端用户 , 其特点是有 多种多 样的应用和灵活的结构 。 处在骨干 网和接入网之 间 的城域光传送 网是整个 网络体系 中的一个重要组成部分 , 不仅 要承载多种网络协议和信道 速率 , 还要具有组网的灵
还需要一段时间。在未来 5 年内 .. T i s 16 bt 系统应该说可 / 以满足业务需求 。 N× 0G is 而 4 ht 系统 由于其复杂度过高, / 特别是 O N 、 S B 色散和 p MD等苛刻的线路要求 , 以及技术上 的不成熟 , 限制 了其商用化 的速度。 此外大量 实验段的传输 距离都在 60k 0 i n以内, 无法达到类似于 1 0 l的超长距 0kI 0 I
目 前 . 长途 WI 系 统 大 量 开 通 的 是 10×1 bts ) M 6 0G i /
离传输 , 也限制 了其在长途网络 中的应用。同时系统价格 昂
贵使它在很长一段时何内不会成 为产 品的主流。 目前 。 各个厂商都在全力开发 T M 4 b/ D 0G i s系统 , t 但 侧 重点各 不相 同,有些厂商 主要放 在 加 G i sS H设备 bt D / 上 :有些 则放 在 加 G i s的 子速率复 用 器 和 4 hts bt / 0G i /
城域网

城域网城域网概念:网络运营商在城市范围内提供各种信息服务,以宽带光传输网络为开放平台,以 TCPIP 协议为基础密集波分复用技术的推广导致广域网主干线路带宽扩展城域网分为核心交换层(高速数据交换),边缘汇聚层(路由与流量汇聚),用户接入层(用户接入和本地流量控制)层次结构优点:层次定位清楚,接口开放,标准规范,便于组建管理核心层基本功能:(设计重点:可靠性,可扩展性,开放性) 连接汇聚层,为其提供高速分组转发,提供高速安全 QoS 保障的传输环境;实现主干网络互联,提供城市的宽带 IP 数据出口;提供用户访问 INTERNET 需要的路由服务;汇聚层基本功能:汇聚接入层用户流量,数据分组传输的汇聚,转发与交换;本地路由过滤流量均衡,QoS 优先管理,安全控制,IP 地址转换,流量整形;把流量转发到核心层或本地路由处理;组建运营宽带城域网原则:可运营性,可管理性,可盈利性,可扩展性管理和运营宽带城域网关键技术:带宽管理,服务质量 QoS,网络管理,用户管理,多业务接入,统计与计费,IP 地址分配与地址转换,网络安全宽带城域网在组建方案中一定要按照电信级运营要求(考虑设备冗余,线路冗余以及系统故障的快速诊断与自我恢复)服务质量 QoS 技术:资源预留,区分服务,多协议标记转换管理带宽城域网 3 种基本方案:带内网络管理,带外网络管理,同时使用带内带外网络管理带内:利用传统电信网络进行网络管理,利用数据通信网或公共交换电话网拨号,对网络设备进行数据配置。
带外:利用 IP 网络及协议进行网络管理,利用网络管理协议建立网络管理系统。
对汇聚层及其以上设备采用带外管理,汇聚层一下采用带内管理宽带城域网要求的管理能力表现在电信级的接入管理,业务管理,网络安全网络安全技术方面需要解决物理安全,网络安全和信息安全。
宽带城域网基本技术与方案(SDH 城域网方案;10GE 城域网方案,基于 ATM 城域网方案)。
局域网、城域网、广域网

5G和物联网技术
云计算和虚拟化技术
随着5G网络的普及和物联网技术的发 展,局域网、城域网和广域网将面临 新的挑战和机遇。5G网络将提供更高 的数据传输速率、更低的延迟和更好 的网络覆盖,支持更多的物联网设备 和传感器接入网络。这将促进智能家 居、智能交通和智能工业等领域的发 展。
云计算和虚拟化技术将进一步改变网 络架构和服务模式。通过将应用程序 和服务部署在云端,企业可以降低IT 成本、提高灵活性和可扩展性。同时 ,虚拟化技术将简化网络设备和服务 的部署和管理,提高网络效率和可靠 性。
广域网的传输协议和连接方式
传输协议
广域网主要使用传输控制协议(TCP) 和互联网协议(IP)进行数据传输, 其中TCP提供可靠的、面向连接的数 据传输服务,IP提供无连接的数据传 输服务。
连接方式
广域网可以通过多种方式进行连接, 包括光纤、微波、卫星等通信方式, 以及各种接入技术如DSL、PON、 FTTH等。
城域网的应用场景和发展趋势
应用场景
城域网广泛应用于城市范围内的政府机构、 企业、医疗机构、教育机构等领域,提供高 速数据传输、语音通信、视频会议等多种服 务。城域网还可以与广域网和局域网相连, 实现更大范围的网络互联互通。
发展趋势
随着云计算、大数据、物联网等技术的发展 ,城域网将向更加智能化、高效化、安全化 的方向发展。未来,城域网将进一步融合新 技术,提升网络性能和服务质量,满足城市 范围内各类用户不断增长的网络需求。同时 ,城域网的发展也将促进城市信息化建设和
特点
城域网具有高速传输速率、覆盖范围广、支持大量用户接入、可扩展性强等特 点,能够满足城市范围内各类用户对数据传输和网络服务的需求。
城域网的拓扑结构和协议
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➢ 定期生成使用数据包来承载公布的数值,并用做保活信息 来通知上行链路有有效数据链路。
➢ SRP-fa仅适用于低优先级数据包。高优先级数据包不遵从 SRP-fa规则,只要有足够的转接 缓冲器空间,可随时传输。 高优先级数据包的速度可在被发送到环路前通过承诺接入速 度(CAR)等特性加以限制。
➢ IEEE802.17负责RPR相关基本协议的标准化工作。
➢ IETF于2000年12月正式成立的 IPoRPR 工作组,研究RPR 如何同动态路由协议和MPLS相结合,并制定多厂家互通标 准。
➢ 2000年1月成立的弹性分组数据环联盟的工作目标在于支 持IEEE802.17工作组的工作,促进RPR技术规范的制定, 致力于电信界对RPR的认知和推广工作,加速支持RPR产品 的推广过程。其工作侧重于多厂家互通标准制定及互通演 示。
➢ DPT 的核心是空间重用 SRP(Spatial Reuse Protocol)协议——这是一种新型 MAC 控制 协议。
➢ DPT 技术将 IP 路由选择的带宽利用、业务能 力与光纤环网丰富的带宽及自愈能力相结合, 从而可以较低成本支持多种业务。
城域光网络技术应用下
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DPT的网络结构
➢ DPT环网包括两个方向相反的光纤环,每一个光纤环均可 以用来传送数据分组和控制分组。
城域光网络技术应用下
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IEEE 802.17 标准化进程
➢ Jan 2001 – Working Group Formed ➢ Mar 2001 – First Working Group Meeting ➢ Summer 2002- First draft ➢ Winter 2002 – Working Group Ballot ➢ Spring 2003 – IEEE 802 Sponsor ballot ➢ Mid 2003 - Standard
城域光网络技术应用下
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空间重用协议(SRP)
➢ 空间重用协议(SRP)是一种与媒体无关的 MAC层协议,可以用于各种物理层技术之上。
➢ 空间重用协议SRP的核心是SRP公平机制算法 (SRP-fa,SRP Fairness Algorithm)。
➢ SRP 的特点是“目的地剥离”,这与FDDI 等不 同。由于每个环网中的节点都可以同时发送分 组,因此提高了整个环网的带宽利用率。
城域光网络技术
(下)
2003年11月
城域光网络技术应用下
基于RPR技术的城域光以太网
➢弹性分组环(RPR)技术概述 ➢动态分组传输技术(DPT) ➢弹性分组传输技术(RPT)
城域光网络技术应用下
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弹性分组环技术概述
➢ 弹性分组环技术是一种全新的为IP数据业务设 计的光纤传输技术。
➢ 采用环行组网技术,将数据、话音、图象业务 合一,并解决了QoS分类、环保护等问题。
城域光网络技术应用下
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RPR标准化工作
➢ 1998年前后,Cisco开始推荐DPT和SRP ➢ 2000年,IEEE成立Study Group ➢ 在2001年3月举行的第一次正式会议上,确定
了IEEE Work Group Project。同年11月 IEEE 802.17工作组成立 ➢ 2003年7月23日,RPR标准的Draft2.3被WG 接受,经过修订,将以Draft2.4提交表决 ➢ RPR联盟也在致力于RPR的标准化
城域光网络技术应用下
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RPR标准化目标
➢ 双向反向环结构,支持全双工、空间复用和多播、即 插即用,具有防止分组死循环机制
➢ 媒质独立的MAC层,支持1~10Gbit/s速率 ➢ 高效分组格式,将Ethernet帧映射到802.17帧格式中 ➢ 定义MAC层的帧格式到下列物理层帧格式的映射:
➢ GE、10GE; ➢ STM-4/OC-48、STM-64/OC-192
➢ 50ms环保护恢复机制 ➢ 支持L2/L3交换 ➢ 支持CoS ➢ 最大分组可达9×103bit
城域光网络技术应用下
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RPR三大解决方案
➢ Cisco——DPT ➢ Nortel——IPT ➢ Luminous、Synarc——RPT
城域光网络技术应用下
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动态分组传输 (DPT) 技术
➢ 动态分组/包传输(DPT,Dynamic Packet Transport)是Cisco公司提出的一种面向数据 分组/包进行优化的光网络解决方案。
城域光网络技术应用下
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SRP-fa 概述
➢ 当一个SRP节点遭遇拥塞时,它将通过对应环路向上行节点 公布其使用情况计数器的数值。使用计数器通过一种低通过 滤功能运行以便稳定反馈信息。上行节点将调节传输速度, 使其不超出公布的数值。节点还向与其紧密相连的上行邻点 广播所接收到的公布数据。接收公布数值、同时也向遭遇拥 塞的节点广播其传输使用情况以及公布使用情况中的较低者。
城域光网络技术应用下
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空间重用技术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A
B
F E
C D
城域光网络技术应用下
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SRP公平算法(SRP-fa)
➢ DPT环网中的每个点都可以执行SRP公平算法 (SRP-fa)的备份,以保证整个环网业务的均 衡,本地带宽的优化,使DPT环网中的每一段 带宽的使用都具有可扩展性。
全网公平性(Global Fairness) 本地优化 (Local Optimization) 可伸缩性(带宽缩放)
外环数据
外环 外环控制
内环控制
内环
内环数据
城域光网络技术应用下
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DPT 环网带宽复用
➢ DPT环网采用了几种有效的措施来获得更多的 可用带宽,从而减少DPT环网的经济成本。
➢ DPT充分利用最新的MAC(媒介接入控制)层 协议——空间重用协议(SRP);以及两种专 用的算法——SRP公平机制算法(SRP-fa) 和智能保护交换(IPS)。
➢ 帧封装比POS更为简化和更灵活,同时具有空 间复用机制和50ms环自愈保护特性。
➢ 可以承载具有突发性的IP业务,有的技术还能 支持传统语音传送。
城域光网络技术应用下
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RPR的标准化
➢ 在国际上,有3个国际组织在进行RPR的标准化工作: IEEE,IETF和RPR联盟。这3个组织之间相互协作,各有分 工。