1.光电子器件技术
高 速大容量系统诸如WDM系统的实用化得益于光电子器件技术的突破。如实用化的掺铒光纤放大器、DFB激光器及其与调制器集成的器件、光波分复用/解复用器 等等。光纤通信新技术层出不穷,这些新技术的实现还依赖于相应的光电子技术的进步。一系列的光电子器件将在未来的通信网中起着重要的作用,因而开发各种高 性能、低成本、高可靠的光电器件已成为所有光电器件制造商的奋斗目标。光电器件包括有源光器件和无源光器件。前者需要馈电才能工作,而后者不需要馈电仅靠 光学信号处理即可。高速光系统所需求的主要器件一般包括:能实现高速调制的光源;用于高速传输的外调制器;分立或集成的接收器如探测器和收发模块;光纤放 大器;全光网络系统需要光开关、OADM等器件。能实现高速调制的光源有集成EA调制器的DFB激光器和多波长光源。目前2.5GbpsDFB激光器 /EAM集成器件已成为干线光纤通信系统的主要光源,10Gbps、20Gbps和40Gbps集成器件也正大量用于干线传输或传输实验。
光 接收器件是高速大容量传输系统中必不可少的器件。2.5Gbps、10Gbps的接收器件已实用化,最高实验室速率为100Gbps。低成本、塑料光纤局 域网用和光接入系统用的2.5Gbps的收、发模块等也已研制成功,已可满足高速大容量干线系统、中短距离等传输系统的需求。
光 放大器是新一代光通信系统必不可少的关键器件。光放大器主要分为光纤放大器、半导体光放大器和光纤拉曼放大器三种。光纤放大器主要集中于掺铒类型,掺铒光 纤放大器极大地扩大了放大器的传输带宽,它将使超高速、超大容量、超长距离的WDM、DWDM、全光传输、光孤子传输等成为现实。波分复用器/解复用器是 超高速、超大容量DWDM网络中的关键器件。波分复用器件从最初的分立型发展到集成光学型或全光纤型,通路数也从最初的1300和1500nm两个通路发 展成数10个甚至上百个通路,工作带宽大大加宽。
光 开关是各种光通信系统实现高功能、高可靠性、提高维护及使用效率必不可少的光器件。光开关大致可分为采用LiNbO3聚合物、半导体材料的光开关和具有可 移动机理的机械光开关。目前研究的重点主要集中在采用GaAs和InP材料的半导体光开关和聚合物光开关及综合利用了微光子、微电子、半导体微细加工技 术、微机械技术的微机械光开关。
2.光纤技术
目 前常用的光纤种类有标准单模光纤(G.652)、色散位移光纤(G.653)和非零色散位移光纤(G.655),这些光纤的低损耗区都在 1310~1600nm波长范围内。由朗讯公司发明的全波光纤(All-wave Fiber)消除了常规光纤在1385nm附近由于氢氧离子造成的损耗峰,损耗从原来的2dB/km降到0.3dB/km,这使光纤的损耗在 1310~1600nm都趋于平坦。其主要方法是改进光纤的制造工艺,基本消除了光纤制造过程中引入的水份。全波光纤使光纤可利用的波长增加100nm左 右,相当于125个波长通道(100GHz通道间隔)。目前又出现了第二代的非零色散位移光纤LEAF光纤和RS-Truewave光纤。LEAF光纤将 光纤的有效面积从55μm2增加到72μm2,增加了32%。大的有效面积可以降低光纤中各种有害的非线性效应。与传统光纤相比,它可以承载更高功率的光 信号,这意味着更多的波长通道数目、更低的误码率、更长的放大间距和更少的放大器。所有的这一切都意味着更大的容量和更低的成本。目前在网上使用的光纤几 乎都是G.652标准单模光纤。现在光纤的型号越来越多,在设计光纤传送网时,光纤的选型十分重要。全波光纤的损耗特性好,但它在色散和非线性方面没有突 出表现。它适于那些不需要光纤放大器的短距离城域网,可以传送数以百计的波长通道。LEAF光纤和RS-Truewave光纤更适于长途干线系统,前者有 较好的非线性特性和相对较差的色散特性而后者有较好的色散特性和相对较差的非线性特性。这两者哪个更好,哪个更适于我国的实际国情还需仔细研究。也有专家 认为随着色散补偿光纤DCF的成本越来越低,利用已有的G.652光纤加DCF可以作为建设中等波数波分复用大容量系统的一种可选方案,而且保护了已有的 投资。
3.SDH/SONET技术
SDH/SONET 同步数字体系是1990年左右形成国际标准的新一代传输体系。该体系以电的时分复用为基本工作原理。SDH是国际电信联盟ITU-T制定的国际标准, SONET是北美等少数国家和地区的区域性标准。SDH/SONET采用了面向字节的帧结构,定义了标准的光接口指标和丰富的开销字节。和传统PDH制式 的功能相比,SDH/SONET在传输容量、电路的灵活分插(上下)、光接口的横向兼容性和网络管理等方面都有显著的优点。
SDH/SONET 技术的今后发展方向是进一步增容提速、加强组网能力和增强业务灵活性。目前基于时分复用的高速系统在实验室传输速率已能达到160Gbps,在RS- Truewave光纤上已传输300公里。然而,采用电的时分复用来提高传输容量的作法已经接近硅和镓砷技术的极限,因而更现实的增容出路是转向光的复用 方式。光复用方式有光时分复用、波分复用(WDM)、频分复用等几种,但目前只有波分复用方式已进入大规模商用阶段,而其他方式尚处于试验研究阶段。
随 着网络规模的扩大,其拓扑结构越来越复杂。单一功能的SDH设备(如TM、ADM)往往不能满足组网要求。所以从功能结构上讲,SDH设备的发展方向是模 糊经典意义上的群路和支路概念,以一个大的交叉矩阵为核心配备各种速率的光接口和电接口,同时具备TM/ADM/DXC的功能,这样才能在网络建设中灵活 应用。目前在国内,烽火通信等设备制造厂商都可以提供灵活的SDH设备。
SDH/SONET 技术除了继续完善其支持话音业务的功能之外,正在向支持数据业务方向发展。它所依托的基本技术由单一的电路复接技术正在向统计复接和电路复接相结合的方向 发展。在下一代网络中,以IP为代表的数据业务将超过话音业务成为主要业务,但起始于话音传输体制的SDH/SONET技术并不会被完全取消。这是因为对 光电领域之间的SDH/SONET接口仍然有强大的需求,SDH/SONET环路体系结构也为WDM网络提供了出现线路故障时非常需要却又无法自我提供的 恢复功能,这种特性随着今后十年出现更多的实时分组业务而变得越来越重要。数据业务能够经得起一些分组的丢失,而分组话音却不能。SDH/SONET统计 复接和电路复接相结合技术的基本原理就是规定高速率SDH/SONET中的若干STM-0/STS-1信号用于分组信号的统计复接,其余的STM- 0/STS-1信号则用于传统的电路交换信号,这样SDH/SONET设备就能同时支持电路交换信号和分组信号。目前已有支持数据业务的产品问世。将来的 路由器直接承载2.5Gbps和10GbpsSDH成帧信号,即VC-4-16C或VC-4-64C级联信号。IP信号直接映射入VC-4-16C的虚容 器,然后再加上SDH段开销,成为标准的SDH信号。带电支路接口的SDH设备将会被越来越推向“边缘”(Edge Network),即中继网和接入网。
4.波分复用(WDM)技术和全光网络技术
采 用电的时分复用系统的扩容潜力已尽,然而光纤的200mm可用带宽资源仅仅利用了不到1%,99%的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的发源信号 同时在一根光纤上传送,则可以大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。通俗地讲,一种波长对应一种颜色,调制在一种颜色上的电 信号称为单信道,波分复用就是将多种颜色的光通过一根光纤传送,使总的信息量倍增。最普通的WDM系统使用光纤对,一根用于发送,一根用于接收。但也有双 向系统,使用一根光纤处理两个方向传输的信号。采用波分复用系统的主要好处是:充分利用光纤的巨大带宽资源,使传输容量可以迅速扩大几倍至上百倍;在大容 量长途传输时可以节约大量光纤和再生器,大大降低传输成本;与信号速率及电调制方式无关,是引入宽带新业务的方便手段;利用WDM选路实现网络交换和恢复 可望实现未来透明的、具有高度生存性的光层传送联网。
鉴 于上述应用上的巨大好处以及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动,波分复用系统发展十分迅速,波分复用系统的容量将向Tbps(相当于一亿五千多万路电 话)的水平迈进。实验室水平首次达到Tbps是在1996年,目前最大容量已有6.4Tbps。实用化系统的最大容量已达1.6Tbps。复用波长数为 30~40的WDM系统已经开始大范围使用,近期100~160波长的系统也将实用化。最大的波长数达到了65535个。
波 分复用系统的今后的发展方向是:总体容量持续扩大,从1996年的1Tbps到1999年的6.4Tbps;传输距离越来越长,1998年已达到 12000公里;复用波长数越来越多,从1996年的132波到1999年的65536波(采用声控光波技术);单信道速率越来越高,从1998年的 10Gbps到2000年的320Gbps;信道间隔越来越小,从1996年的1.6nm到2000年的0.1nm;传输系统从干线网走向城域网;和IP 技术的结合越来越密切;典型的点对点拓扑结构向环型结构为代表的光网络过渡。
波 分复用系统的重点技术是提高单信道的速率,可以在继续提高电时分复用ETDM速率的同时与其他复用技术结合,尤其是和光时分复用。光时分复用通常是利用平 面波导延迟线阵列或者高速光开关来实现;而全光时域解复用器则常常基于四波混频(FWM)或非线性光纤环形镜(NOLM)等。第二个重点技术是继续扩大光 放大器的可用带宽。目前主要是开发新带宽即S波段,通过并用L波段和C波段,使光放大器的可用带宽从1530~1610nm扩大到 1440~1610nm。第三个重点技术是增加信道密度,减少信道间隔。信道的密化遇到的难题是光纤非线性效应引起的相邻信道的串扰问题。
波 分复用系统的另一个发展方向是网络化,形成波分复用光网络,也叫光传送网(Optical Transport Network,OTN)。它的基本思想是将点到点的波分复用系统用光交叉互连(Optical Cross-connector ,OXC)节点和光分插复用(Optical Add/Drop Multiplexer ,OADM)节点连接起来,组成光传送网。波分复用技术完成OTN节点之间的多波长通道的光信号传输,OXC节点和OADM节点则完成网络的交换功能。整 个核心网将继续向光网络演化,基于WDM技术的光网络成为核心网。目前的交换是以波长通道为单位的。波分复用系统向OTN演进是有很多原因的。首先是宽带 综合业务网络的要求。随着全球通信业务量的飞速增长,高速大容量的宽带综合业务网络已成为现代通信网络的发展趋势。而用点到点DWDM设备和电子节点设备 组成的光电混合网由于电子交换系统在数十Gbps的水平上已形成所谓的“电子瓶颈”,限制了网络的处理能力。第二,网络的历史兼容性和空间复杂性要求网络 尽可能透明,与协议无关。由于在网络中已有的各种通信设备与协议不能马上废止,同时网络的设计也必须考虑今后的通信设备和协议,因此一个尽可能透明的网络 是必须的。另一方面,由于网络用户的复杂性,不同用户之间所需的服务是不同的。有的用户要求传输模拟信号,有的用户要求传输高码率的数字信号,有的用户要 求传输低码率的数字信号,这也对网络的透明性提出要求。第三,网络在运行中希望能实现网络结构的动态调整。网络运行在一个复杂的环境中,环境的变化要求网 络的逻辑拓扑结构能够动态调整。比如网络的物理链路----光纤被切断时,希望网络有自愈功能,又比如某区间由于通信容量剧增,希望网络能提供临时的额外 容量。
光 传送网有许多优点。首先是它的大容量,这是WDM技术天生的优点。其次是经济性。在长途骨干网中,很大一部分的通信流量是路过(pass by)性的,即这些流量在某一网络节点不需做任何处理而直接发往下一个节点。第三,OTN具有传输透明性。由于光传送网提供的是一条端到端的纯光路径,它 不对光信号的形式提出要求,对于信息的调制方式、传送模式和传输速率透明。这样目前相互独立的SDH传送网、PDH传送网、ATM网络、IP网络及模拟视 频网络都可以建立在同一光网络上,共享底层资源,并提供统一的监测和恢复等网管能力。第四,OTN有灵活的网络可重构性。光传送网中信号是按波长路径或虚 波长路径传输的,这样就在网络的物理拓扑结构之上加了一层逻辑拓扑结构。这一逻辑拓扑结构是可以通过改变节点的波长路由状态而动态改变的。第五,它还具有 可扩展性。光传送网具有分区、分层的拓扑结构,网络节点采用模块化设计,在不改变原有网络结构时就能方便地增加网络的波长数、光纤路径数和节点数,实现网 络的扩充。第六,OTN与现有的各种光通信技术是兼容的。
国 际电信联盟ITU-T从1997年开始考虑OTN的标准化问题,现在已形成一系列框架性标准,包括G.871~G.875、G.798、G.709、 G.664、G.959.1。G.871给出了关于OTN的一系列标准的总体结构和它们之间的相互关系,G.872给出了OTN的整体结构,G.873给 出了OTN的要求和参考模型,G.874规定了OTN设备的网管方面的内容,G.875给出了光网络单元的信息模型,G.709给出了OTN网络节点接 口,G.798描述了光网络单元的功能,G.959.1给出了OTN的物理层特性。在最近的标准化过程中,有一个问题是值得注意的,ITU-T目前倾向于 暂时舍弃OTN的透明性要求。这主要是因为,目前的光通信技术和光器件技术的发展还没有完全成熟,有许多问题不得不在电域上进行处理,如信号的再生、波长 变换、开销加载、性能监测。但是全光的OTN依然是各研究机构努力的方向。根据所支持的业务量类型,OTN又可分为光路交换的光网络和分组交换的光网络。 在光路交换的光网络中,业务量经由光通路传送,可经由波长路由器在接入节点间建立光通路。最近,采用波长选路设备的WDM光网络引起了人们的广泛关注,这 种网络利用了波长可再利用的优越性,仅使用少量波长即可以连接大量的节点。目前,一些发达国家都已建立了采用光路交换技术的WDM试验网,如欧洲RACE 计划的多波长传送网(MWTN)等。
光 路交换的光网络有两种主要的拓扑结构,一是广播式可选路的光网络,另一是波长选路的光网络。在广播式可选路的光网络中,多个节点连至一个光星型耦合器。每 一节点分配一个单独的光波长,并且每一节点具有一个可调谐的接收装置。当一个节点希望向网络中的另一节点传送信息时,目的地节点根据媒体接入控制协议,将 其接收器调谐到发送器的发送波长。由于星型耦合器和光纤链路是无源的,因此广播式的选路网络非常可靠并易于控制,网络的关键是设计合适的媒体接入协议,以 保证可调谐的接收装置与传输波长相匹配。不过广播式的星型网络有浪费功率和波长资源的缺点。因此,广播式的选路网络不适于大规模采用。
为 了提高网络的灵活性,波长选路的光网络将在选路设备中使用波长转换器来进行网络动态重组,它可以最大限度的再利用有限的可获通道数。然而,全光的波长转换 器还没有完全研制成功,因此目前的波长转换还采用光-电转换和再生装置。在实际中,很多光路交换的WDM网的设计,将广播式的选路网络和波长选路的光网络 结合使用,以通过波长再利用来增加网络的可扩展度。广播和选择式的网络结构通常用于本地网中,波长选路的网络比较适合用于广域网中。分组交换光网络主要用 于支持象计算机通信或ATM通信等大量现有的基于分组的应用。由于“电子瓶颈”限制了数据速率的提高,所以需要一个“全光”的解决方案来处理这些基于分组 或信元的通信,在这个方案中,数据净荷除了在源和目的节点外不会遇到电处理。分组业务具有很大的突发性,如果用光路交换的方式处理将会造成资源的浪费,在 这种情况下,采用光分组交换将是最为理想的选择,它将大大提高链路的利用率,要实现光分组交换有许多问题需要解决。首先,需要建立一个新的数据选路机制。 由于缺乏较好的光存储技术,光数据的寻径和交换必须不停的进行,这就需要一个全新的分组交换体系结构和技术,这种新的结构必须考虑到光领域的特殊性;第二 个面临的问题是光网络交换和存储器件的实用性。这些光器件还都在研制的过程中;最后需解决一些基础研究中存在的问题,如光纤的非线性、窜扰等等。
在 分组交换网络里,每个分组都必须包含自己的选路信息,通常是放在信头中。交换机根据信头信息发送信号,而其他的信息如净荷则不需由交换机处理。光交换机通 常是分布存储式的交换机。目前,由于缺乏合适的光交换和缓存器网元,光分组交换一时还难于实现。根据现有的技术条件,光分组交换所需的光存储器和信头识别 和处理装置还不可能在光域内完成。可调谐光源的反应时间为毫秒级,还不能满足分组交换的需求。这些关键部件的限制使得光分组的WDM目前难以实现。但是, 今后随着技术的进一步发展和设备的不断成熟,光分组的WDM网络将成为未来极有发展前途的“理想化”的网络。
主流SDH/SONET、WDM/DWDM产品介绍
目 前一种流行的网络规划思想是把通信网络分为核心网络和边缘网络两大部分。核心部分主要是低成本、高质量地完成信息传送;边缘部分主要完成各种业务流的接 入、汇集、转换、插分/交换和计费等各种功能以及本地业务节点的互连。如前所述,核心网络主要基于DWDM设备和光交换设备OADM/OXC,边缘网络主 要基于SDH/SONET技术。
国 际上一些大的通信公司都推出了商用高速DWDM系统。如北电网络的OPTera600G160×10GDWDM设备、NEC的Spectral Wave 160×10G DWDM设备和朗讯的Wave Star OLS800 G320×2.5G DWDM设备。国内的厂家也推出了实用化的DWDM系统。如烽火通信科技股份有限公司/武汉邮电科学研究院在1998年首次开通8×2.5G实用工程后, 2000年又提供了32×2.5G的实用工程和32×10G的第一代产品。光交换设备是目前电信厂商和IP厂商争先开发的产品。Monterey Networks公司的Monterey20000波长路由器可从初始的256×256波长端口扩展到160Tbps以上无阻塞波长端口,光波长承载 2.5Gbps和10Gbps信号。Monterey20000波长路由器由一个中心交换子系统和多个分配输入/输出子系统组成。Cisco公司的 ONS15900波长路由器基本结构和Monterey20000的结构相类似,中心交换子系统支持640Gbps的交换速率。每个NEBS机架中支持 256个2.5G或64个10G速率的波长。上述产品都运用了波长路由协议(WaRP),端到端的恢复时间均为50毫秒。两种设备均支持1300nm和 1550nm双窗口。Cisco公司还推出了Wavelength路由器光交换设备。国内一些大学和公司都在开发光交换机。如清华大学、北京大学、北京邮 电大学、上海交通大学、中兴新公司和烽火通信科技股份有限公司等。烽火通信开发的FONST×256光交换设备将装备于国内第一个中国高速示范网 CAINONET。SDH设备相对比较成熟。国外厂商如Cisco的Cerent454DPT技术SDH设备将多种功能集成于一个平台上。国内厂商也有类 似产品,如烽火通信的FONST系列产品,支持以太网、快速以太网、数字视频信号、xDSL信号、ATM和各种速率的光电接口,同时还包含强大的网管功 能,有效地管理设备和利用带宽。
光互联网
随 着WDM的发展和高速路由器中STM-16(2.5Gbps)光接口的引入,从1998年秋季起,IP over SONET/SDH开始向IP over WDM发展。“IP over WDM"又叫“光Internet”或“光互联网”,是指IP直接接入到WDM光网上或直接接到光纤上,核心网中间不经过SONET/SDH终端复用设备 和ATM设备。由于一条光纤中传几十个波道,光互联网的成本降低、宽带增大,网络结构也更加高效/简化。
光 互联网也叫光IP网或IP over DWDM、IP over Optical。简而言之:直接在光上运行的互联网就是光互联网。在光互联网中,高性能路由器通过光ADM或WDM耦合器直接连至WDM光纤,光纤内各波 长链路层互连。高性能路由器取代传统的基于电路交换概念的ATM和SONET/SDH电交换与复用设备,成为关键的统计复用设备,用作主要的交换/选路设 备,最终由它控制波长接入、交换、选路和保护。因此,光互联网是一个真正的链路层数据网,可以通过指定波长作旁路或直通连接,网络的流量工程设计可以只在 IP层完成。由于可以为不同的业务指定波长,在结构上将更加灵活,并具有向光交换和全光选路结构转移的可能。DWDM系统能对电信业务进行光复用,一部分 波长被指定用于高带宽IP光网,即IP over WDM,它可用于大流量的机对机业务;另一部分波长被指定用于ATM光网,即IP over ATM,它可能用来支持VPN和执行重要任务的IP网;还有一部分波长则被指定用于传统的SONET/SDH业务,即IP over SONET/SDH,它可能用来集中和传送传统的IP网业务。光复用的吸引力在于通信公司可以基于用户的特定需求向用户提供一整套服务和协议。
光 互联网中,有三种IP传送技术。IP是网络层协议,SDH和WDM是物理层传送技术,在两者之间需要一个数据链路层。物理层的作用是负责在通信中传送光或 电信号;数据链路层负责把物理层提供的信号转换成网络层所需的信号;网络层则从这些信号中提取分组,进行路由转换,传向目的地。目前有IP over ATM、IP over SDH和IP over WDM三种技术。IP over ATM(IPOA)是把面向连接的ATM的能力引入到无连接的IP中去,也是选路与交换的优化组合,可以综合利用ATM的速度快、容量大、多业务支持能力 的优点以及IP的简单、灵活、易扩充和统一性的特点,达到优势互补的目的。但其网络体系结构复杂、重复,ATM与TCP/IP都有寻址、选路和流量控制功 能,开销损失达25%左右。在网络扩展性方面,ATM的分段与组装(SAR)功能(IP over ATM的映射方式)将随着接口速率的增加而变得十分复杂,因而其速率不易提高。IP over ATM主要适用于网络边缘多业务的汇合和一般容量的IP骨干网,不太适于超大型IP骨干网应用。目前ATM与IP的重点研究课题是多协议标记交换 (MPLS),MPLS可望把一些面向连接的组网优点带到路由器组建的网络上去,如QoS、业务流工程设计、VPN、大型路由表的计算等问题都可望得到解 决。总的来看,IP over ATM适用于多业务电信环境以及服务质量要求高的IP业务。IPoverSONET/SDH是将IP分组通过点到点协议(PPP)或ITU-T标准 LAPS协议直接映射到SDH帧,省掉了中继的ATM层,从而保留了Internet的无连接特性,简化了网络体系结构,提高了传输效率,降低了成本,是 一种实用、高效的IP传送技术。IP over SDH适用于经营IP业务的ISP、以IP业务量为主的电信网,或者在电信骨干网上疏导高速数据流。IP over WDM不仅可以省掉ATM层,同样可以省掉中间的SDH层,将IP直接放在光路上传送,即实现所谓的IP over WDM。显然,这是一种最简单直接的体系结构:省掉了中间的ATM层与SDH层,减少了网络设备,减少了功能重叠,简化了设备,减轻了网管的复杂性,特别 是网络配置的复杂性;额外的开销最低,传输效率最高;通过业务量工程设计,可以与IP的不对称业务量特性相匹配;还可以利用光纤环路的保护光纤吸收突发业 务,尽量减少时延。由于省掉了价格昂贵的ATM交换机和大量的SDH复用设备,简化了网管,又采用WDM,其传送成本可望大大减少。IP over WDM的最大优势在于其巨大的带宽潜力,目前准商用化的DWDM的速率已将达到1.6Tbps。显然,只有这样的高速率才有可能与未来巨大的业务量相匹 配。DWDM的另一个优点是:可以有上百个波道,每个波道之间可以相互隔离,因而可以很容易地兼容不同性质和不同协议的业务。不再需要在同一条电路上设法 汇合各种业务,从而有可能不再需要采用复杂的ATM来汇集多业务,简化了体系结构。对于QoS,IP over WDM同IP over SDH一样,是靠高带宽和即将推出的Diff Serv和MPLS来解决的。按排队论,只有网络利用率超高75%时才需要QoS,当网络利用率低于70%时,队列很短,或者根本不存在排队。IP over DWDM适用于城域网、高容量普通IP网和未来大型IP骨干网的核心汇接。三种IP传送技术都将长期共存,相互补充。但是IPoverDWDM是未来的网 络发展方向之一,也最具有生命力和发展前途。总之,IP over SONET/SDH、IPOA、IP over WDM各有自己的适应情况(见下表),主要表现在“速率颗粒度”和QoS上。IPOA、IP over SONET/SDH 、IP over WDM各有不同的颗粒,在WDM系统中,没有低于STM-16以下的复用点,SONET/SDH适合于STM-1到STM-16的网络,而ATM的颗粒可 以更小,一般用于不高于STM-1的网络。IPOA的QoS好,而且适于VPN应用。IP overS ONET/SDH和IP over WDM的QoS是单纯的IP网的QoS,它们的改进完全依赖于路由器性能的提高,取决于将来MPLS、DiffServ等协议的引入。
IPOA、IP over SONET/SDH、IP over WDM的适用范围
光 互联网的基本结构特性应该是基于IP over WDM的结构,利用光复用器,将波长耦合进光纤或从光纤中去耦合,然后将相关波长所携带的信息送给路由器或SDH设备。这种结构有许多特点:首先,靠 WDM的波长配置,光互联网业务量工程设计可以采用工作波长与保护波长不一致的方式来与非对称的IP业务量相匹配。另一特点是光纤环的两侧都能使用,使路 由可获得全部带宽,在传大突发数据时就不需要缓存,也不会有分组丢失。网内有工作光纤和保护光纤,保护光纤中的空闲带宽在业务高峰时也可用来传数据,不会 引起抖动、时延或分组丢失。
恢 复工作可以在IP层而不在物理层上完成。在光纤断裂时,对抖动和时延敏感的实时业务可给以高的优先级。而对于多数非实时性业务可以允许较长的恢复时间,可 以靠缓冲存储和重新选路来恢复。光互联网最终要解决光/电的互操作问题,使得高层的IP业务网络能够与动态光核心网进行互操作,IP网能够向光网络发送指 令,动态地请求高速带宽连接。目前正探索在光交叉连接的控制面板上引入MPLS,在数据网和光网元之间引入协调控制。
光互联网今后的发展,我国目前的应用情况
同 世界潮流一样,光传送网在我国应用已十分普遍。中国电信的格型网络将以32×2.5G/32×10GDWDM为主。其他新兴公司更是首选DWDM光网络。 新成立的网通公司最近将建设光互联网,他们已经在开始建设20Gbps的IP骨干网,连接包括北京、上海、广州在内的15个国内的主要城市,预计在今年完 成。