光网络现状及发展趋势

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1、Click to modify the ubtitles style,Click to modify the text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,光网络现状,及发展趋势,中国电子科技集团公司第三十四研究所,2012,年,7,月,光网络现状及发展趋势,Part,Part I,提高容量是光网络发展首要任务,分组传送技术成为网络建设主流,光网络智能化是重要发展方向,FTTH,建设发展依然强劲,传输大容量、业务分组化、体系智能化、接入宽带化,流量是光网络的发展之源,主导业务：,随着信息社会的不断发展，人们对信息服务

2、的需求量与日俱增，,近期,P2P,、网络视频和移动互联网等数据业务的快速增长已经造成了“带宽饥渴”。,潜在流量：,云计算、三网融合、物联网业务形成潜在的驱动力。,流量是光网络的发展之源,根据中国电信的预测，在未来,5,年之内，,网络,带宽将以每年,35%50%,的速度增长，到,2015,年，干线带宽流量将,从,2011,年的,25T,增加到,80T125T,，其中,97%,以上为数据带宽。我们知道扩宽马路和增加道路同样重要，因此提高现有和新建光传输线路的容量是今后光网络发展的首要任务。,提高容量解决途径,提高单通道传输速率：,SDHOTN,增加通道数目,减少波长间隔,10Gbit/s,40Gb

3、it/s,100Gbit/s,提高波长速率,100GHz,50GHz,25GHz,提高容量解决途径,DWDM,波长间隔从,100GHz,减少至,50GHz,、,25GHz,；,DWDM,波长覆盖范围从,C,波段扩展到,S+C+L,波段；,DWDM,波长数目从,32,、,40,个递增到,160,、,256,个，最多为,1022,个（,目前商用,波长数最多,可支持,160,波,）。,减少波长间隔、增大波长覆盖范围,提高容量解决途径,SDH 40Gbit/s,技术由成熟走向应用，于,2009,年前后铺开采用,技术难点：色度色散补偿、偏振模色散补偿、高光信噪比、调制格式选择、封装技术、交换机和路由器接

4、口技术等。,技术措施：,DQPSK,、,DP-QPSK,、,DRZ,、,DPSK,、,ODB,调制技术；超级带外,FEC,编码技术等。,单波长,SDH,承载信号从,10G,到,40G,过渡,提高容量解决途径,IEEE 802.3ba D20,定义了,100GbE,和,40GbE,客户接口,ITU-T SG15 G.709 OTU-4,定义了,112Gbps,速率、映射,/,复用方式,OIF SFI-S,定义了,4-20Lanes,宽泛的接口、,LDPC FEC,算法,100G,于,2011,年已开始商用部署，将在,5,年内成为骨干波分部署的主流技术，,400G,样机已经在,OFC2012,上成

5、功发布，融合形态的设备满足运营商对性能、成本、低碳的诉求，,POTN/MS-OTN,实现了,L0&L1&L2,的完美融合。,OTN 100G,标准及趋势,提高容量解决途径,调制技术,PDM/DP,：偏振复用，降低,50%Baud-rate,，缺点是偏振导致的,BER Fluctuation,较明显,(D)QPSK,：正交相位调制，降低,50%Baud-rate,，非线性效应严重，入纤功率受限,OFDM,：有效克服,CD,、,PMD,影响,PM-QPSK,被选为最优的,100G,的商用解决方案,接收技术,平衡接收：,DPSK,、,DQPSK,相干接收：,QPSK,、,QAM,、,OFDM,相干检

6、测,+,数字信号处理,+SD-FEC,补偿线性损伤,OTN 100G,关键技术进展,链路：,2013,年最大段落容量达,12T,，,100G,需求开始主导，,2015,年左右进入规模应用。,透明化：,OTN,的引入将极大地改进网络的透明性，有利于统一的端到端,OTN,物理传送和管理层建立,。,双平面传输架构：,40G/100G,将长期共存，建网时应合理选择,40G/100G,，获取最佳建网性价比。,提高容量解决途径,OTN 100G,部署应用模式,随着传输技术的不断进展，预计未来,1015,年单通道速率将达到,Tbit/s,量级，干线节点容量将达到,Pbit/s,量级；,烽火,2011,年,8

7、,月发布一项研究成果,C,波段,16,个波,1.92T/,波实现传输总容量为,30.7Tbit/s,，是当时国内所见报道的最大传输容量，同时也是当时国际,C,波段,Tb/s,级波分复用技术最高水平。,超高速,Tbit,级展望,为什么要引入分组传送技术,在电信业务,IP,化趋势推动下，传输网承载业务从以,TDM,为主向以,IP,为主转变，面向,TDM,业务设计的,SDH,传输网技术已不能很好地支撑数据,IP,业务的传送需求，主要体现在：,基于固定的,VC,容器作为传送单位，粒度大、种类少，适配分组业务的效率低，难以动态共享；,基于电路连接传送业务，配置复杂，实现数据业务所要求的全互联成本昂贵并难

8、以维护；,业务种类简单，难以满足新型动态数据业务的要求。,光网络呈现分组化趋势：,SDHMSTPPTNP-OTN,分组传送技术,(PTN),特点,在以,IP,为内核、以太网为外部表现形式的业务层和光传输媒质间设置的一个层面，融合现有光传送网和,IP/MPLS/Ethernet,网络的特点，针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，实现对分组化多业务的高效传送。,高,QOS,保障、良好的统计复用能力、全面的,OAM,管理、端到端的可视化、网络的灵活扩展以及可靠性等优点能让传统的,IP,业务得到充分的保障，实现运营商对业务的精细化运作，制定有差别的服务。,PTN,既能为整个电信网络向,I

9、P,化、宽带化演进提供支持，又可以有效降低全网,IP,化、宽带化的建设和运维成本。,PTN,主流技术,T-MPLS,T-MPLS,选择了,MPLS,体系中有利于数据业务传送的一些特征，抛弃了,IETF,为,MPLS,定义的繁复的控制协议族，简化了数据平面，去掉了不必要的转发处理，并增加了,ITU-T,传送风格的保护倒换和,OAM,功能。,PBB-TE,基于传统以太网技术，在,IEEE802.1q,、,802.1ad,、等技术基础上进行扩展，采用传统的以太网封装方式承载上层业务。关闭了,MAC,地址学习、广播、生成树协议等传统功能，通过网管系统或控制协议进行连接配置和管理，避免了广播流量的泛滥并

10、提高了网络可靠性。,PTN,技术发展现状,OAM,G.8113.1,在国际标准化中取得重大进展,基本完成,G.8114,向,G.8113.1,的设备升级,运维管理：运维效率与,SDH,持平,业务部署板块化,业务割接智能化,网络加减点向导化,版本升级远程批量化,时间同步：光纤不对称补偿，提高工程进度,90%,以上,PTN,组网模式,PTN,与,SDH/MSTP,混合组网,依托原有的,SDH,网络，从现有业务需求的接入点发起，由,SDH,和,PTN,混合组网逐步向着全,PTN,组网演进的模式。,PTN,与,SDH/MSTP,独立组网,从接入层到核心层全部采用,PTN,设备，单独新建分组传送平面，与

11、,SDH,现网长期共存、单独规划、共同维护的模式。,DWDM/OTN,与,PTN,联合组网（,P-OTN,）,核心骨干层由,DWDM/OTN,组建，汇聚层和接入层节点以双节点带环的方式挂接在上级网络节点上。,PTN,应用情况,2009,年分组传输网络将首先在城域网络中得到应用，将分组业务承载逐步从传统的,SDH,网络中解脱出来。目前，,PTN,已经在全球规模部署，成为城域网的主流技术，中国在,PTN,标准、技术和应用方面都成为全球引领，,OAM,和保护标准化任重道远。,LTE,和集客专线承载新需求为,PTN,注入新的生命力，积极推进,L3 PTN,、,40G PTN,、低成本,10G/GE P

12、TN,成熟。,光网络体系智能化发展趋势,传统的光网络的业务配置一般都采用人工的方式进行，不但耗时费力，而且极容易出错。另外，随着数据业务的急剧增长，数据业务对于光网络传送带宽提出了动态分配的要求，以便充分地利用传送带宽。因此，自动交换光网络,(ASON),应运而生。,ASON,的出现改变了光网络带宽资源静态管理局面，提高了网络配置灵活性和资源利用率，使得光网络向智能化动态组网转变。,ASON,在光传送网络中引入了控制平面的概念，其核心是实现光网络资源的实时、动态按需分配，完成光路径的自动提供和保护恢复。,智能控制的引入丰富了光网络内涵,传送平面,控制平面,信令处理,资源管理,业务发现,保护恢复

13、,路由控制,管理平面,智能光网络的两种技术体制,基于,SDH,的,ASON,技术,网络节点设备最大交叉容量可达,1.28Tbit/s,，典型倒换时间远小于,50ms,，在我国和国际上也都已经有了许多应用的实例，但是尚缺乏大规模网络的应用经验，特别是各种连接功能的应用缺乏实例。,从技术层面上看，可以支持,Ethernet,、,IP,、,ATM,、,FR,、,V.35,等各类数据业务,，可以认为是,ASON,与,MSTP,的完美结合。有些,ASON,还具有,40Gbit/s,接口能力，使其传输容量大大提高，可适应网络的长期发展需求,。,智能光网络的两种技术体制,基于,OTN,的,ASON,技术,结

14、合,OTN,技术综合,SDH,以及,WDM,的优点，可在光层及电层实现波长及子波长业务的交叉调度，实现业务的接入、封装、映射、复用、级联、保护与恢复、管理及维护，形成一个以大颗粒宽带业务传送为特征的大容量传送网络；,具有智能光网络的优势，即动态分配和灵活控制带宽资源、快速生成业务、根据客户需求提供不同保护与恢复方式、提供网络动态扩容能力、提高网络资源利用率、提供更便捷的网络维护，加强网络安全可靠性和弹性。,电层面的交叉主要是,ODUk,的交叉，交叉能力可能超过,2.56Tbit/s,。光层面的交叉主要是波长交叉，由于每个波长的容量可以是,10Gbit/s,和,40Gbit/s,，所以交叉容量可

15、以高达,6.4Tbit/s,12.8Tbit/s,。,智能光网络的引入措施,在现有光传送网的基础上采用重叠网的形式构建,ASON,光网络，即先在大的节点上引入,ASON,智能节点设备，在智能光节点之间构成网状网。,在长途网中引入,ASON,时，,可以,考虑“自下而上”的演进策略，即先在局部网络范围内引入,ASON,，然后根据技术发展情况将多个局部,ASON,互联起来，最终实现在整个网络上,ASON,光网络的部署。,在城域范围引入,ASON,，,可以采用“自上而下”的演进策略，即先在城域骨干层引入,ASON,，然后逐步向汇聚层和接入层延伸，最终在整个城域范围内实现,ASON,光网络的部署。,智能

16、光网络建设有待解决的问题,多厂商环境大规模组网时的互联互通难以解决。现阶段运营商引入,ASON,只能有两种选择：一是继续等待完全标准化；二是现在就建设,ASON,网络不同区域引入采用路径计算单元的域间互通设备,。,ASON,的安全性问题较为突出。数据业务的信令和路由协议都是基于,IP,网络的原有协议扩展而来，而且在具体使用时也是采用,IP,包来传送，这样,IP,技术潜在的不安全特性对于,ASON,网络的安全性威胁很大。,ASON,网络的稳定性也需要时间来考验。,实际,ASON,产品性能与理论宣称上的差异性问题。目前，已部署的某些,ASON,光网络所启动的,“,智能,”,功能往往很少，依然主要依赖人工配置与管理。,FTTH,发展的新动力,各国都把宽带战略作为拉动经济发展的重要措施，经历了,2009,、,2010,年的快速发展，全球,FTTH,的发展依然强劲；,我国在,3G,和,“,三网融合,”,的推动下，,FTTX,发展已经走在世界前列，但普及率仍然很低；,FTTH,是实现宽带战略的基础，,宽带中国,战略必将促进,FTTH,的进一步发展。,光纤到户,(FTTH),网络结构,Frame/C