陳 越

（公誠管理咨詢有限公司，廣東 廣州 510610）

0 引 言

在以光傳送網(wǎng)（OTN）技術(shù)為支持的智能光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，通過應(yīng)用控制平面技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)OCh和ODUk之間的連接配備與管理。OTN網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)帶寬資源的動態(tài)分配與靈活控制，而且具有生成業(yè)務(wù)速度快、能夠?qū)崿F(xiàn)Mesh網(wǎng)的保護(hù)與恢復(fù)以及存在多個服務(wù)等級的作用和優(yōu)勢，在實際應(yīng)用中可以實現(xiàn)向可運營業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換[1]。此外，智能光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)對智能光網(wǎng)絡(luò)性能的高低有著決定性的影響，在智能光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中具有非常重要的作用[2]。

1 OTN技術(shù)的結(jié)構(gòu)組成和特點分析

OTN智能光網(wǎng)絡(luò)中，利用波分復(fù)用技術(shù)進(jìn)行信息傳送。在光層組織網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)過程中通過引進(jìn)并應(yīng)用ROADM、G.709封裝、OTH以及控制平面等技術(shù)，有效解決其存在的組網(wǎng)能力和保護(hù)能力較差以及WDM網(wǎng)絡(luò)無波長/子波長業(yè)務(wù)調(diào)度能力較弱等問題[3]。此外，以GE/10GE的G.709映射機(jī)制為基礎(chǔ)，通過研究和應(yīng)用GEADM/GEMADM與GE交叉調(diào)度等有關(guān)的技術(shù)理論，為OTN設(shè)備多層面調(diào)度能力地實現(xiàn)提供了較好的支持。其調(diào)度能力包含波長調(diào)度、ODUK調(diào)度以及GE調(diào)度等[4]。同時，在上述技術(shù)理論的支持下也能夠?qū)崿F(xiàn)以太幀的二層處理，從而滿足有關(guān)光通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中對VLAN/MAC二層匯聚與交換的需求。

分析OTN技術(shù)特點可知，全光組網(wǎng)過程中會受一些關(guān)鍵技術(shù)不夠成熟等條件的限制。隨著OTN技術(shù)的研究與發(fā)展，使其逐漸成為傳送網(wǎng)組網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用的主要技術(shù)手段之一。以O(shè)TN技術(shù)為支持的光傳送網(wǎng)建設(shè)是以全光組網(wǎng)為最終目標(biāo)，通過對子網(wǎng)內(nèi)部進(jìn)行全光處理和在子網(wǎng)的邊界進(jìn)行光電混合處理等手段來滿足全光組網(wǎng)的目標(biāo)需求[5]。對OTN技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分層設(shè)置，主要包含光通道層、光復(fù)用段層以及光傳送段層3個結(jié)構(gòu)層面[6]。其中，光通道層面又可以劃分出光通道傳送單元（OTUK）和光通道數(shù)據(jù)單元（ODUK）兩個子結(jié)構(gòu)層，該子層劃分與SDH技術(shù)中段層和通道層的結(jié)構(gòu)功能較為相似。從技術(shù)本質(zhì)層面看，OTN技術(shù)是對SDH技術(shù)與WDM技術(shù)的有效繼承與組合設(shè)計，并在實現(xiàn)與業(yè)務(wù)傳送需求相適應(yīng)的組網(wǎng)功能擴(kuò)展基礎(chǔ)上，形成了OTN技術(shù)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)和功能特征。

2 OTN智能光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)研究

分析OTN技術(shù)的結(jié)構(gòu)組成與特點可知，OTN智能光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括智能控制平面技術(shù)、多業(yè)務(wù)透明映射技術(shù)、光通路路由狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)、波長變換技術(shù)、OTN生存性技術(shù)、傳輸技術(shù)、光放大技術(shù)以及OTN管理技術(shù)等[7]。

2.1 智能控制平面技術(shù)

OTN智能光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)中，由于OTN設(shè)備具有波長與子波長級光信號交叉連接功能，因此需要通過加載應(yīng)用控制平面來實現(xiàn)光傳送網(wǎng)絡(luò)的智能化?？刂破矫嬖贠TN智能光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計中的引入應(yīng)用，不僅能夠促進(jìn)IP業(yè)務(wù)在OTN中的靈活傳送，還能夠促使ASON/GMPLS控制平面技術(shù)逐漸向OTN甚至是分組傳送的多層統(tǒng)一可擴(kuò)展技術(shù)方向發(fā)展。其中，OTN技術(shù)支持的智能光網(wǎng)絡(luò)控制平面是一種能夠?qū)崿F(xiàn)電層與光層等多層之間相互統(tǒng)一的控制技術(shù)。此外，控制平面技術(shù)在OTN智能光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計中的引入應(yīng)用，使其在具體應(yīng)用中圍繞光層智能控制及與光和電的統(tǒng)一控制等核心問題進(jìn)行研究和設(shè)計。OTN智能光網(wǎng)絡(luò)中的智能控制平面技術(shù)應(yīng)用和實現(xiàn)，是以自動發(fā)現(xiàn)、路由計算、信令控制、業(yè)務(wù)調(diào)度以及多層保護(hù)恢復(fù)協(xié)調(diào)機(jī)制等為關(guān)鍵技術(shù)[8]。

2.2 多業(yè)務(wù)透明映射技術(shù)

OTN技術(shù)的主要映射方式包含ATM over OTN、SDH over OTN以及ATM over SDH over OTN等[9]。其中，SDH over OTN作為OTN技術(shù)的一種映射方式，不僅具有SDH所具有的OA&M功能，而且具有較高的保護(hù)與恢復(fù)能力，以SDH為基礎(chǔ)進(jìn)行各種業(yè)務(wù)的綜合處理和分析應(yīng)用，在實際應(yīng)用中也能夠結(jié)合波長的發(fā)展需求進(jìn)行容量擴(kuò)展。但該映射方式的缺陷也比較突出，使其在實際中應(yīng)用存在一定的局限性影響，主要表現(xiàn)為進(jìn)入SDH的各種業(yè)務(wù)信號并不具備ATM中的QoS保證。而ATM over OTN作為OTN技術(shù)的一種主要映射方式，雖然在實際應(yīng)用中具備ATM與OTN的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)端與端之間的QoS保證，但由于缺少SDH技術(shù)的支持，再加上其中的OTN技術(shù)本身所存在的局限性，導(dǎo)致缺乏相應(yīng)的保護(hù)、恢復(fù)以及網(wǎng)管能力。目前，在OTN智能光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計中，ATM over SDH over OTN是現(xiàn)階段最為完善的映射方式。在實際應(yīng)用中為滿足各項具體需求，可以通過將以太網(wǎng)信號直接映射至OTN來滿足廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)以及城域網(wǎng)之間的有效連接組網(wǎng)，從而降低其組網(wǎng)設(shè)備的復(fù)雜性，控制組網(wǎng)設(shè)計的成本。但值得注意的是，這種方法在實際應(yīng)用對故障檢測與性能管理功能的支持存在一定的不足，同時也缺少相應(yīng)的倒換保護(hù)能力。

2.3 光通路路由狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)

OTN智能光網(wǎng)絡(luò)中，光通路路由狀態(tài)的監(jiān)測是指監(jiān)測進(jìn)入節(jié)點的光通路路由狀態(tài)，包含對光通路連通狀態(tài)的判斷、根據(jù)要求進(jìn)行光通路路由正確配置、對光通路未連通情況下的故障點進(jìn)行判斷以及對配置不合理問題的具體表現(xiàn)進(jìn)行識別等。由于光通路路由狀態(tài)監(jiān)測對OTN存在較大的影響，因此在OTN智能光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計中，對光通路路由狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的合理設(shè)計和應(yīng)用十分重要。

現(xiàn)階段，OTN智能光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計中所應(yīng)用的光通路路由狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，主要包含間接監(jiān)測技術(shù)、全網(wǎng)范圍的標(biāo)記與監(jiān)測技術(shù)以及節(jié)點內(nèi)標(biāo)記、監(jiān)測與去標(biāo)記方法等。由于各監(jiān)測技術(shù)在具體應(yīng)用中均具有各自不同的特征和優(yōu)勢，因此需要結(jié)合實際情況進(jìn)行合理選擇與應(yīng)用，從而有效滿足OTN智能光網(wǎng)絡(luò)的光通路路由狀態(tài)監(jiān)測需求。

2.4 波長變換技術(shù)

波長變換技術(shù)在OTN智能光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，能夠針對不同鏈路通過對不同波長的光通道創(chuàng)建來實現(xiàn)波長的再利用。通過更加靈活的選擇路由，來減少光傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)阻塞情況，避免光通道中發(fā)生波長沖突，從而促進(jìn)光傳送網(wǎng)的靈活性與可擴(kuò)充性得到有效改善和提升。現(xiàn)階段，實際應(yīng)用中比較常見的波長變換技術(shù)主要包括光/電/光型波長變換技術(shù)、利用半導(dǎo)體光放大器的交叉增益調(diào)制特性所實現(xiàn)的波長變換技術(shù)、以光控激光器為支持的全光波長變換技術(shù)、采用半導(dǎo)體光放大器的交叉相位調(diào)制特征所實現(xiàn)的波長變換技術(shù)以及以半導(dǎo)體激光器或者是光纖四波混頻效應(yīng)/不同頻率產(chǎn)生的全光為基礎(chǔ)的波長變換技術(shù)等多種不同類型。

2.5 OTN生存性技術(shù)

OTN智能光網(wǎng)絡(luò)中，隨著各業(yè)務(wù)信號要求的不斷提高，對OTN智能光網(wǎng)絡(luò)的可生存性要求也更高。為滿足這一要求，通過在OTN智能光網(wǎng)絡(luò)中采用光信號保護(hù)與恢復(fù)技術(shù)，逐漸實現(xiàn)了對OTN生存性技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用。OTN生存性技術(shù)在OTN智能光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，不僅能夠滿足光傳輸段層、光通路層以及光復(fù)用段層等不同層次的保護(hù)需求，而且通過對子網(wǎng)連接保護(hù)與路徑保護(hù)兩種保護(hù)方案的特點，在具體應(yīng)用中能夠有效滿足OTN生存性要求中的恢復(fù)與保護(hù)需求。OTN的兩種保護(hù)方案中，光路徑保護(hù)是一種端與端之間的保護(hù)機(jī)制，在各網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中均有較高的適用性，其工作開展形式包含單向與雙向兩種，在OTN光復(fù)用段層與光通道層保護(hù)中均能夠應(yīng)用。OTN生存性技術(shù)中的恢復(fù)技術(shù)是以光通道交叉連接為基礎(chǔ)，其網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)原理和SDH技術(shù)原理具有較高的相似性，但具有更快的恢復(fù)速度與更大的容量。

2.6 傳輸技術(shù)

OTN智能光網(wǎng)絡(luò)中，最為適宜的傳輸技術(shù)即為WDM傳輸技術(shù)?，F(xiàn)階段，主要通過提升各通道的基礎(chǔ)速率、采用波段進(jìn)行擴(kuò)展以及減小通道間隔同時增加復(fù)用通道數(shù)量3種方法和措施，增加WDM傳輸技術(shù)支持的傳輸系統(tǒng)容量。

在上述3種方法中，通過提升各通道的基礎(chǔ)速率，來提升WDM傳輸系統(tǒng)容量的設(shè)計中，各通道的基礎(chǔ)速率可由開始的2.5 Gb/s與10.0 Gb/s提升至40 Gb/s，利用波段實現(xiàn)WDM傳輸系統(tǒng)的容量擴(kuò)展，則是通過從C波段向L波段擴(kuò)展來實現(xiàn)，通過通道間隔的減小和復(fù)用通道數(shù)量增加來實現(xiàn)WDM傳輸系統(tǒng)容量擴(kuò)展中，通道間隔可以從200 GHz和100 GHz逐漸減小到50 GHz和25 GHz上，而復(fù)用通道數(shù)則可以從16與32增加至80、100以及200個上[10]。此外，OTN中所采用的全光再生中繼與光電變換再生中繼兩種方式中，光電變換再生中繼只能在光通道層中應(yīng)用，而全光再生中繼則能夠在光通道層、光復(fù)用段層以及光傳輸段層中應(yīng)用。

2.7 光放大技術(shù)

OTN智能光網(wǎng)絡(luò)中，光放大技術(shù)也是一種非常關(guān)鍵的技術(shù)形式，OTN中所采用的光放大技術(shù)是通過光放大器實現(xiàn)的。在具體設(shè)計應(yīng)用中，為保障系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量，需要通過應(yīng)用增益預(yù)均衡技術(shù)或?qū)掝l帶和低噪聲光放大器等技術(shù)設(shè)備來實現(xiàn)?，F(xiàn)階段，OTN智能光網(wǎng)絡(luò)中所采用的寬頻帶和低噪聲光放大器類型較為多樣，包括以光纖光柵為濾波器進(jìn)行串接以實現(xiàn)與雙芯光纖相類似作用的光放大器、雙芯光纖放大器、采用光濾波器以實現(xiàn)增益不平坦性抑制的光放大器以及光纖拉曼放大器等。各放大器的具體性能和作用均存在一定的差異，因此在具體設(shè)計和應(yīng)用中，需要結(jié)合實際情況進(jìn)行合理選擇，以確保其應(yīng)用效果。

2.8 OTN管理技術(shù)

OTN智能光網(wǎng)絡(luò)中，OTN的網(wǎng)絡(luò)管理功能，在結(jié)構(gòu)和功能層面與SDH存在較大的相似性，二者均是以分布處理與面向目標(biāo)的技術(shù)為基礎(chǔ)。但是，與SDH技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)管理相比，OTN管理更需要具有獨立的管理信息結(jié)構(gòu)與開銷方案，而且要求與光層管理特點相互對應(yīng)。此外，OTN的網(wǎng)絡(luò)管理還能夠?qū)崿F(xiàn)SDH、ATM以及IP網(wǎng)絡(luò)支持，并與電路層信號進(jìn)行獨立設(shè)計等，更能滿足OTN智能光網(wǎng)絡(luò)的管理需求。

3 結(jié) 論

研究OTN智能光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，有利于在OTN智能光網(wǎng)絡(luò)建立中，準(zhǔn)確把握各項關(guān)鍵技術(shù)的運用，從而通過合理的技術(shù)選擇和應(yīng)用，建立更加完善與高效的OTN智能光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，推動光通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及其有關(guān)技術(shù)研究的不斷發(fā)展和提升，具有十分積極的作用和意義。